JPS6337326B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6337326B2 JPS6337326B2 JP58121834A JP12183483A JPS6337326B2 JP S6337326 B2 JPS6337326 B2 JP S6337326B2 JP 58121834 A JP58121834 A JP 58121834A JP 12183483 A JP12183483 A JP 12183483A JP S6337326 B2 JPS6337326 B2 JP S6337326B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow path
- flow
- downstream
- cross
- section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/056—Orbital ball flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は流体の流量を計測する流量検出装置の
全体構成に関するものである。
全体構成に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来この種の流量検出装置は第１図及び第２図
に示すように構成されている。第１図、第２図に
おいて、１は断面円形状の環状流路でこの流路の
外周に流入流路２、及び流出通路３が開口してい
る。この流入通路２にはノズル４が設けられてい
る。また環状流路１内には球体５が挿入されてい
ると共に、透明窓６，７が構成され、発光素子８
と受光素子９が設けられている。このような構成
において流体が流入通路２のノズル４から環状流
路１内に入ると、流れは環状流路１内を環流しな
がら流入通路２から流出通路３へ流れ、それと共
に球体５も図中実線の矢印の方向に環状流路１内
を周回運動する。この球体の周回回転数は流体の
流量に比例するなど相関があるため、球体５の回
転数を発光素子８と受光素子９によりパルス信号
として検出し制御回路を通して流量を計測する。
に示すように構成されている。第１図、第２図に
おいて、１は断面円形状の環状流路でこの流路の
外周に流入流路２、及び流出通路３が開口してい
る。この流入通路２にはノズル４が設けられてい
る。また環状流路１内には球体５が挿入されてい
ると共に、透明窓６，７が構成され、発光素子８
と受光素子９が設けられている。このような構成
において流体が流入通路２のノズル４から環状流
路１内に入ると、流れは環状流路１内を環流しな
がら流入通路２から流出通路３へ流れ、それと共
に球体５も図中実線の矢印の方向に環状流路１内
を周回運動する。この球体の周回回転数は流体の
流量に比例するなど相関があるため、球体５の回
転数を発光素子８と受光素子９によりパルス信号
として検出し制御回路を通して流量を計測する。
この従来例の問題点としては第１に流量抵抗が
大きいことが上げられる。環状流路１を形成して
いるため流路の入口出口が方向変換し、それによ
る曲がり損失を生じると共に、環流が流入通路附
近で流入通路２からの流れと交わるため流入抵抗
となつて損失を生じる。更に球体５の周回が促進
するように球体を環状流路１の断面積に近い大き
さで構成されている場合にも大きな流路抵抗とな
る。また流入通路２に球体５の周回を円滑にする
ようノズル４を設けるとさらに大きな流路抵抗と
なる。第２にセンサとしての構造が大きくなりや
すいなど構成の課題がある。上記のように通路抵
抗が大きくなるためそれを低減するよう通路径を
大きくする必要があり、また直管などに対し、環
状流路１を有しているためその分のスペースが必
要でありセンサ全体として前後の通路に対し大型
になる。加えて流入通路２と流出通路３の方向が
ある程度限定されることになり、センサとして機
器などに組込む際に構成上の制約が生じたり、全
体の大型化につながるなどの問題点がある。ま
た、従来のボールの上流側と下流側にドーナツ型
流路を持つものとしては特開昭50−51758号公報
に記載の例がある。これは上流側と下流側のドー
ナツ型流路は各々形状が異なるもので、かつボー
ルは上流側と下流側のドーナツ型流路の間で周回
する構成であつた。
大きいことが上げられる。環状流路１を形成して
いるため流路の入口出口が方向変換し、それによ
る曲がり損失を生じると共に、環流が流入通路附
近で流入通路２からの流れと交わるため流入抵抗
となつて損失を生じる。更に球体５の周回が促進
するように球体を環状流路１の断面積に近い大き
さで構成されている場合にも大きな流路抵抗とな
る。また流入通路２に球体５の周回を円滑にする
ようノズル４を設けるとさらに大きな流路抵抗と
なる。第２にセンサとしての構造が大きくなりや
すいなど構成の課題がある。上記のように通路抵
抗が大きくなるためそれを低減するよう通路径を
大きくする必要があり、また直管などに対し、環
状流路１を有しているためその分のスペースが必
要でありセンサ全体として前後の通路に対し大型
になる。加えて流入通路２と流出通路３の方向が
ある程度限定されることになり、センサとして機
器などに組込む際に構成上の制約が生じたり、全
体の大型化につながるなどの問題点がある。ま
た、従来のボールの上流側と下流側にドーナツ型
流路を持つものとしては特開昭50−51758号公報
に記載の例がある。これは上流側と下流側のドー
ナツ型流路は各々形状が異なるもので、かつボー
ルは上流側と下流側のドーナツ型流路の間で周回
する構成であつた。
発明の目的
本発明はこのような従来の欠点を解消するもの
で流量抵抗の小さい小型コンパクトな流量検出装
置を提供することを目的とする。
で流量抵抗の小さい小型コンパクトな流量検出装
置を提供することを目的とする。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は被検出流体
を軸流旋回させる旋回翼と、この旋回流の中で周
回する回転体と、この回転体の流出防止手段と、
前記回転体の回転数を検出する検出手段からな
り、前記流出防止手段は、上流側流路の断面が下
流側に漸次縮少するドーナツ型、下流側流路の断
面が下流側に漸次拡大するドーナツ型とし、これ
らドーナツ型断面を有する上流側流路と下流側流
路を同形状で対称的に構成し、前記回転体が前記
流出防止手段の上流側流路位置で周回する形態と
したものである。
を軸流旋回させる旋回翼と、この旋回流の中で周
回する回転体と、この回転体の流出防止手段と、
前記回転体の回転数を検出する検出手段からな
り、前記流出防止手段は、上流側流路の断面が下
流側に漸次縮少するドーナツ型、下流側流路の断
面が下流側に漸次拡大するドーナツ型とし、これ
らドーナツ型断面を有する上流側流路と下流側流
路を同形状で対称的に構成し、前記回転体が前記
流出防止手段の上流側流路位置で周回する形態と
したものである。
この構成により、流体の流れ方向を軸流方向と
し、旋回流の中で流路面積に比べ面積の小さい回
転体を回転するとともに、漸次縮少および漸次拡
大する構成を有した流出防止手段を用いることに
より、流れに対する損失が少ない構成となり流量
抵抗が小さくなり、さらに小型コンパクトな流量
検出装置を得ることができる。
し、旋回流の中で流路面積に比べ面積の小さい回
転体を回転するとともに、漸次縮少および漸次拡
大する構成を有した流出防止手段を用いることに
より、流れに対する損失が少ない構成となり流量
抵抗が小さくなり、さらに小型コンパクトな流量
検出装置を得ることができる。
実施例の説明
次に本発明の一実施例について第３図、第４図
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
第３図において１０はハウジングであり、この
ハウジング１０の内部には被検出流体を軸流旋回
させる旋回翼１１がケーシング１２に固定されて
いる。この旋回翼１１は円弧翼１３と軸１４で構
成されている。前記施回翼１１の下流には回転体
である磁性球体１５があり、この下流には前記磁
性球体１５の流出防止手段である球体受け１６が
前記ケーシングに固定されている。この球体受け
１６の上流側流路１７は断面が下流側に漸次縮少
するテーパ状のドーナツ型で構成され、下流側流
路１８は断面が下流側に漸次拡大するテーパ状の
ドーナツ型に構成されている。また上流側流路１
７と下流側流路１８は同形状で対象的に構成され
ている。ハウジング１０の外部には永久磁石１９
と磁気抵抗素子２０からなる前記磁性球体１５の
検出手段である回転検出器２１が設けられ流量検
出装置が構成されている。なお前記磁性球体１５
の構成としては、中空鋼球、中実鋼球、鉄ニツケ
ル（FeNi）メツキを表面に行なつた樹脂球等が
ある。２２はケーシング１２の止め輪である。２
３，２４は入口および出口であり２５は磁性球体
１５の回転方向を示す矢印である。
ハウジング１０の内部には被検出流体を軸流旋回
させる旋回翼１１がケーシング１２に固定されて
いる。この旋回翼１１は円弧翼１３と軸１４で構
成されている。前記施回翼１１の下流には回転体
である磁性球体１５があり、この下流には前記磁
性球体１５の流出防止手段である球体受け１６が
前記ケーシングに固定されている。この球体受け
１６の上流側流路１７は断面が下流側に漸次縮少
するテーパ状のドーナツ型で構成され、下流側流
路１８は断面が下流側に漸次拡大するテーパ状の
ドーナツ型に構成されている。また上流側流路１
７と下流側流路１８は同形状で対象的に構成され
ている。ハウジング１０の外部には永久磁石１９
と磁気抵抗素子２０からなる前記磁性球体１５の
検出手段である回転検出器２１が設けられ流量検
出装置が構成されている。なお前記磁性球体１５
の構成としては、中空鋼球、中実鋼球、鉄ニツケ
ル（FeNi）メツキを表面に行なつた樹脂球等が
ある。２２はケーシング１２の止め輪である。２
３，２４は入口および出口であり２５は磁性球体
１５の回転方向を示す矢印である。
第４図は球体受け１６であるが、２６の内側テ
ーパ面と２７の外側テーパ面で構成された上流側
流路１７と下流側流路１８はドーナツ型に構成さ
れている。なお内側テーパ面２６は、前記磁性球
体１５が周回転する際の周回面となる。
ーパ面と２７の外側テーパ面で構成された上流側
流路１７と下流側流路１８はドーナツ型に構成さ
れている。なお内側テーパ面２６は、前記磁性球
体１５が周回転する際の周回面となる。
次に上記構成における動作を第３図、第４図に
おいて説明する。入口２３から流入した被検出流
体は円弧翼１３に沿つて下流へと流れることによ
り軸流旋回される。この旋回流により運動力を得
て磁性球体１５は流れの方向に対して直角方向に
周回する。この時磁性球体１５は球体受け１６の
内側テーパ面２６とケーシング１２の２点に当接
して周回する。被検出流体は旋回流となつたの
ち、下流側流路１８を経て出口２４へと流出す
る。この磁性球体１５の周回回転数は流量に比例
するため前記磁性球体１５の回転数を計測するこ
とにより流量を測定することができる。その方法
は、磁気抵抗素子２０に永久磁石１９で一定強さ
の磁界をあたえておき、磁性球体１５がこの磁界
中を通過した際の磁気抵抗素子２０の抵抗値変化
を電圧のパルス変化として取り出し制御回路（図
示せず）を介して処理するものである。本実施例
では、球体受け１６の上流側流路１７の断面をテ
ーパ状に構成しているため、長期間使用時、摩耗
により磁性球体１５の直径が小さくなつた場合で
も、内側テーパ面２６が磁性球体１５に対して同
じ角度で当接するため周回時の摩耗抵抗変化が極
めて少なく安定した周回精度を得ることができ
る。またドーナツ型断面を有する上流側流路１７
と下流側流路１８を同形状で対象的に構成するこ
とにより球体受け１６の方向性が無くなり、特に
組立時において組立の方向違いを無くすることが
できる。
おいて説明する。入口２３から流入した被検出流
体は円弧翼１３に沿つて下流へと流れることによ
り軸流旋回される。この旋回流により運動力を得
て磁性球体１５は流れの方向に対して直角方向に
周回する。この時磁性球体１５は球体受け１６の
内側テーパ面２６とケーシング１２の２点に当接
して周回する。被検出流体は旋回流となつたの
ち、下流側流路１８を経て出口２４へと流出す
る。この磁性球体１５の周回回転数は流量に比例
するため前記磁性球体１５の回転数を計測するこ
とにより流量を測定することができる。その方法
は、磁気抵抗素子２０に永久磁石１９で一定強さ
の磁界をあたえておき、磁性球体１５がこの磁界
中を通過した際の磁気抵抗素子２０の抵抗値変化
を電圧のパルス変化として取り出し制御回路（図
示せず）を介して処理するものである。本実施例
では、球体受け１６の上流側流路１７の断面をテ
ーパ状に構成しているため、長期間使用時、摩耗
により磁性球体１５の直径が小さくなつた場合で
も、内側テーパ面２６が磁性球体１５に対して同
じ角度で当接するため周回時の摩耗抵抗変化が極
めて少なく安定した周回精度を得ることができ
る。またドーナツ型断面を有する上流側流路１７
と下流側流路１８を同形状で対象的に構成するこ
とにより球体受け１６の方向性が無くなり、特に
組立時において組立の方向違いを無くすることが
できる。
次に本発明の他の実施例を第５図により説明す
る。第５図は球体受け２８であるが、この球体受
け２８の中心部２９は釣鐘状の流線形状に構成さ
れている。このような形状にすることにより、被
検出流体が球体受け２８を通過する際の流量抵抗
を前記テーパ状の流路断面に比べて減少させる効
果を有している。
る。第５図は球体受け２８であるが、この球体受
け２８の中心部２９は釣鐘状の流線形状に構成さ
れている。このような形状にすることにより、被
検出流体が球体受け２８を通過する際の流量抵抗
を前記テーパ状の流路断面に比べて減少させる効
果を有している。
発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明の流量検
出装置は、被検出流体を軸流旋回させる旋回翼
と、この旋回翼の中に位置し流れの方向に対して
垂直面で回転する回転体と、この回転体を前記旋
回流の範囲内にとどめる流出防止手段と、前記回
転体の回転数を検出する検出手段からなり、前記
流出防止手段は、上流側流路の断面が下流側に漸
次縮少するドーナツ型、下流側流路の断面が下流
側に漸次拡大するドーナツ型とし、これらドーナ
ツ型断面を有する上流側流路と下流側流路を同形
状で対称的に構成し、前記回転体が前記流出防止
手段の上流側流路位置で周回する形態とすること
により下記の効果を有するものである。
出装置は、被検出流体を軸流旋回させる旋回翼
と、この旋回翼の中に位置し流れの方向に対して
垂直面で回転する回転体と、この回転体を前記旋
回流の範囲内にとどめる流出防止手段と、前記回
転体の回転数を検出する検出手段からなり、前記
流出防止手段は、上流側流路の断面が下流側に漸
次縮少するドーナツ型、下流側流路の断面が下流
側に漸次拡大するドーナツ型とし、これらドーナ
ツ型断面を有する上流側流路と下流側流路を同形
状で対称的に構成し、前記回転体が前記流出防止
手段の上流側流路位置で周回する形態とすること
により下記の効果を有するものである。
(1) 流出防止手段の上流側と下流側を入れ替える
ことにより初期の特性を得ることが出来る。即
ち流出防止手段と上流側流路と下流側流路が同
形状で対称的に構成されているため、長期間使
用により前記流出防止手段に摩耗が生じ特性が
変化した場合には、前記流出防止手段の上下流
側を入れ替えればよく、新部品に交換すること
なしに修理が可能であり使用年数を延長させる
うえにおいても実用的で且つ効果的な手段であ
る。
ことにより初期の特性を得ることが出来る。即
ち流出防止手段と上流側流路と下流側流路が同
形状で対称的に構成されているため、長期間使
用により前記流出防止手段に摩耗が生じ特性が
変化した場合には、前記流出防止手段の上下流
側を入れ替えればよく、新部品に交換すること
なしに修理が可能であり使用年数を延長させる
うえにおいても実用的で且つ効果的な手段であ
る。
(2) 流量抵抗が小さい。入口から流入された被検
出流体は円弧翼に沿つて下流に流れる際に軸流
旋回されるため、軸流旋回への変換時の損失を
小さくすることができる。また回転体は流路面
積に比べて一段と小径であり損失が小さい。流
出防止手段の上流側流路と下流側流路は各々漸
次縮少および拡大するドーナツ型に構成されて
いるため、縮流時および拡大流れ時の損失を小
さくすることができる。さらに流体自体に曲り
部もなくこれらの要因が低流量抵抗を実現して
いる。
出流体は円弧翼に沿つて下流に流れる際に軸流
旋回されるため、軸流旋回への変換時の損失を
小さくすることができる。また回転体は流路面
積に比べて一段と小径であり損失が小さい。流
出防止手段の上流側流路と下流側流路は各々漸
次縮少および拡大するドーナツ型に構成されて
いるため、縮流時および拡大流れ時の損失を小
さくすることができる。さらに流体自体に曲り
部もなくこれらの要因が低流量抵抗を実現して
いる。
(3) 流量検出装置の構造が小型コンパクトにな
る。流路自体が環状流路を形成するものと異な
り、直管部に軸流旋回させることに特長があ
り、流路が最もシンプルであり流路長さも短く
構成できる。
る。流路自体が環状流路を形成するものと異な
り、直管部に軸流旋回させることに特長があ
り、流路が最もシンプルであり流路長さも短く
構成できる。
(4) 流量検出の感度が良くなる。流出防止手段の
上流側流路は漸次縮少され流路面積は、旋回翼
直後に比べ小さいため、上流側流路の位置にお
ける被検出流体の旋回流の流速は、旋回翼直後
より速くなる。従つて少流量においても上流側
流路の旋回流速は速く、この上流側流路に置か
れた回転体は周回しやすくなり感度が良くな
る。
上流側流路は漸次縮少され流路面積は、旋回翼
直後に比べ小さいため、上流側流路の位置にお
ける被検出流体の旋回流の流速は、旋回翼直後
より速くなる。従つて少流量においても上流側
流路の旋回流速は速く、この上流側流路に置か
れた回転体は周回しやすくなり感度が良くな
る。
第１図および第２図は従来例における流量検出
装置の流路水平断面図および垂直断面図、第３図
は本発明の一実施例を示す流量検出装置の断面
図、第４図は流出防止手段の外観斜視図、第５図
は本発明の他の実施例における流出防止手段の外
観斜視図である。 １１……旋回翼、１５……回転体（磁性球体）、
１６……流出防止手段（球体受け）、１７……上
流側流路、１８……下流側流路、２１……検出手
段（回転検出器）。
装置の流路水平断面図および垂直断面図、第３図
は本発明の一実施例を示す流量検出装置の断面
図、第４図は流出防止手段の外観斜視図、第５図
は本発明の他の実施例における流出防止手段の外
観斜視図である。 １１……旋回翼、１５……回転体（磁性球体）、
１６……流出防止手段（球体受け）、１７……上
流側流路、１８……下流側流路、２１……検出手
段（回転検出器）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流路中を流れる被検出流体を軸流旋回させ旋
回流を発生させる旋回翼と、この旋回流の中に位
置し流れの方向に対して垂直面で回転する回転体
と、この回転体を前記旋回流の範囲内にとどめる
流出防止手段と、前記回転体の回転数を検出する
検出手段とからなり、前記流出防止手段は上流側
流路の断面が下流側に漸次縮少するドーナツ型
で、下流側流路の断面が下流側に漸次拡大するド
ーナツ型とし、これらドーナツ型断面を有する上
流側流路と下流側流路を同形状で対称的に構成
し、前記回転体が前記流出防止手段の上流側流路
位置で周回する形態とした流量検出装置。 ２ 上流側流路の断面が下流側に縮少するテーパ
状のドーナツ型、下流側流路の断面が下流側に拡
大するテーパ状のドーナツ型とした特許請求の範
囲第１項記載の流量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58121834A JPS6013217A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 流量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58121834A JPS6013217A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 流量検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6013217A JPS6013217A (ja) | 1985-01-23 |
| JPS6337326B2 true JPS6337326B2 (ja) | 1988-07-25 |
Family
ID=14821079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58121834A Granted JPS6013217A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 流量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013217A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0212472A (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-17 | Yokogawa Medical Syst Ltd | ２倍拡大機能を持った画像再構成方法及び装置 |
| JPH02293626A (ja) * | 1989-05-09 | 1990-12-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流量検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5051758A (ja) * | 1973-09-06 | 1975-05-08 |
-
1983
- 1983-07-04 JP JP58121834A patent/JPS6013217A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6013217A (ja) | 1985-01-23 |
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