(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の両端に流入口と流出口を有する管状のケーシングと、
前記ケーシングの中央部分内部において、該ケーシングに固定されて、前記軸の回りの旋回流を発生させるように設けられた翼ユニットと、
前記ケーシングの中央部分内部における前記翼ユニットと前記流出口との間の空間に封入され、前記軸の回りを前記旋回流により回転する確認体とを有し、
前記ケーシングの少なくとも一部が透明であり、
前記翼ユニットは、水流の向きを変化させる芯部材を有し、
前記芯部材は、前記軸に垂直な断面積が流入口側から流出口側に向かって漸増するように形成されている、フローインジケータ。
【請求項２】
前記フローインジケータは、その内部の流路断面積が前記流入口または流出口において最も小さい
ことを特徴とする請求項１に記載のフローインジケータ。
【請求項３】
前記確認体が移動自在な球である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフローインジケータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路の中間に取り付けて、流体の流れの有無を視覚によって確認するためのフローインジケータに関する。
【背景技術】
【０００２】
流れの有無を視認するために、従来から、羽根車等の回転体や確認球を内部に有するフローインジケータ（フローモニタとも呼ばれる）が用いられている。例えば、特許文献１には、羽根車を回転させて流れの有無を視覚化するフローモニタが記載されている。特許文献２には、直径方向の両端に流入口と流出口を有する薄い筒体内に確認ボールを備え、筒体内の乱流によって確認ボールが揺動するサイトグラスが記載されている。また、従来のフローインジケータにおいては、羽根車や確認球を動作させるために、流れを分岐させたり、急激に流れの方向を変えたり、流路を細くして流速を上げたりする工夫がされることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０４２５４号公報
【特許文献２】実開昭５９−８５９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のフローインジケータでは、フローインジケータ自体による圧力損失が少なからず発生する。特許文献１に記載されたフローモニタでは、羽根車を回転させるために圧力損失が発生する。特許文献２に記載されたサイトモニタでは、筒体内の乱流によって圧力損失が発生する。また、羽根車や確認球を動作させるために流れを分岐させたり、急激に流れの方向を変えたり、流路を細くして流速を上げたりする工夫は、いずれも圧力損失を発生させるものである。
【０００５】
以上のような圧力損失は、フローインジケータの多くの用途ではまったく問題とならない。しかしながら、水圧が低く流量が小さいような用途、例えば蓄電池の補水作業などでは問題となり得る。
【０００６】
液式電池では、使用中に電解液が減少するため、定期的に精製水を補充する必要がある。フォークリフト等の電気車用途では、起電力が２Ｖの単電池を直列接続して起電力を４８Ｖとした組電池が用いられ、各電池に装着した補水栓をチューブでつないで、一括して補水をすることが行われている。一括補水用の補水栓は、電解液面が規定の高さまで回復すると自動的に補水を停止する機能を有している。かかる補水作業は、水頭圧が５０〜１５０ｃｍ程度で行われることも多い。また、各電池について順次補水が完了していくと、作業の終盤では、精製水の流量も非常に小さなものとなる。その際、従来のフローインジケータでは、羽根車の回転や確認球の運動が弱まりあるいは不規則になり、流れの有無が確認しづらいことがあった。
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、流体圧が低く流量が小さい場合にも、実質的に無視できる程度に圧力損失が小さく、かつ流れの有無の確認が容易であるフローインジケータを提供することを目的とする
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のフローインジケータは、
軸方向の両端に流入口と流出口を有する管状のケーシングと、前記ケーシングの中央部分内部において、該ケーシングに固定されて、前記軸の回りの旋回流を発生させるように設けられた翼ユニットと、前記ケーシングの中央部分内部における前記翼ユニットと前記流出口との間の空間に封入され、前記軸の回りを前記旋回流により回転する確認体とを有し、
前記ケーシングの少なくとも一部が透明であり、前記翼ユニットは、水流の向きを変化させる芯部材を有し、前記芯部材は、前記軸に垂直な断面積が流入口側から流出口側に向かって漸増するように形成されている。
【０００９】
この構成により、流体は軸の回りを旋回しながら、全体としては流入口から流出口へと流れるので、従来のフローインジケータと比較して、圧力損失を小さくすることができる。また、流体の旋回流によって、確認体が軸の回りを回転するので、確認体が単に揺動等する場合と比較して、外部からの動きの視認が容易であり、確認体の回転速度によって流速を大まかに確認することができる。また、流入口から入った流れの方向を緩やかに変化させることができ、フローインジケータによる圧力損失をさらに小さくすることができる。
【００１０】
好ましくは、前記フローインジケータは、その内部の流路断面積が前記流入口または流出口において最も小さいことを特徴とする。つまり、前記翼ユニットや確認球が納められたフローインジケータの中央部分において、流路が流入口および流出口のいずれよりも細く形成された部分がないことを特徴とする。これにより、フローインジケータによる圧力損失をさらに小さくすることができる。
【００１２】
さらに好ましくは、前記確認体が移動自在な球であることを特徴とする。これにより、確認体（球）が前記旋回流によって前記軸の回りを公転運動するので、フローインジケータによる圧力損失をさらに小さくすることができる。また、確認体の動きを視認することがさらに容易となる。また、長期に亘って公転運動を繰り返した場合にも確認体が破損するおそれが小さくなり、フローインジケータの耐久性が向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のフローインジケータによれば、流体圧が低く、流量が小さいような用途においても、実質的に無視できる程度に圧力損失を小さくすることができ、かつ流れの有無を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態のフローインジケータの外観を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態のフローインジケータの断面構造を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態のフローインジケータの断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図３に本発明の一実施形態であるフローインジケータの構造を示す。図１は外観、図２は図１のＡＡ断面、図３は図１のＢＢ断面を示す図である。なお、図３は図１および図２とは異なる縮尺で描かれている。
【００１６】
図１において、本実施形態のフローインジケータ１０は、全体として管状のケーシング１１を有している。フローインジケータ１０は、軸Ｚ方向の右側に流入口１２、左側に流出口１３を有し、軸Ｚ方向の中央部分１４は、流入口１２および流出口１３より径が大きく、膨らんだように形成されている。図２および図３に示すように、ケーシング中央部分１４の内部には、流入口１２寄りに翼ユニット１５が配置され、流出口１３寄りに確認球１９が封入されている。ケーシング１１は、確認球１９の動きを外部から視認できるように、少なくとも一部が透明であることを要する。
【００１７】
翼ユニット１５は、複数枚の羽根１６と芯部材１７と頭部１８からなる。羽根１６は、
軸Ｚに平行な曲面を成し、軸Ｚに垂直な断面（図３）において渦を巻くように形成されている。頭部１８は、流入口１２と流出口１３を結んだ直線上にあり、流入口１２から流出口１３へと水が一直線状に進むことを妨げている。芯部材１７はくさび状に、流入口１２から遠ざかるにつれて厚く形成されており、水流はその向きを緩やかに変化させて、滑らかに羽根１６の間に進む。この翼ユニット１５によって、軸Ｚの回りを旋回しながら全体としては流入口１２から流出口１３に向かう旋回流が発生する。また、翼ユニット１５の全体は、水流によって動かないように、ケーシング１１に固定されている。
【００１８】
ケーシング１１および翼ユニット１５の材質および製造方法は、ケーシングの少なくとも一部が透明であること以外には特に限定されない。一例としては、材料に透明樹脂を用い、ケーシング１１を軸Ｚに垂直な面で２分割して、ケーシングの流出口１３側を１つの部品、ケーシングの流入口１２側と翼ユニット１５を立体印刷等の方法で一体成形してもう１つの部品とし、２つの部品を接着剤等で接合することができる。このようにケーシング１１と翼ユニット１５を一体成形することで、より耐久性に優れたフローインジケータを得ることができる。
【００１９】
確認球１９は、翼ユニット１５と流出口１３の間の空間に封入されている。この空間は、確認球１９が軸Ｚの回りを公転できるように形成されている。また、本実施形態では、翼ユニットの頭部１８が、確認球１９が流出口１３を塞ぐことを妨げている。また、確認球を赤色等の外部から視認しやすい色とすることが好ましい。
【００２０】
次に、本実施形態のフローインジケータ１０内の水流について説明する。
【００２１】
流入口１２から流入した水は、羽根１６と羽根１６の間を通って、径方向外側へと流れ、羽根１６の形状に従って軸Ｚの回りの旋回流を形成する。次いで、翼ユニット頭部１８の外側を通って、渦を巻きながら流出口１３から流出する。このように、フローインジケータ内の水流は、軸Ｚの回りを旋回しながら、全体としては流入口１２から流出口１３に向かってまっすぐに進む。従来のフローインジケータに多く見られるような、全体の流れと逆向きに流れる部分を含むような分岐流や渦が発生しないので、本実施形態のフローインジケータ内部での圧力損失はごく小さく、実質的に無視できる程度となる。
【００２２】
フローインジケータ１０内部の流路断面積（流れが羽根１６の間を抜ける部分にあっては羽根と羽根の間隙の断面積を全周にわたって合計したもの、流れが翼ユニット頭部１８の外側を抜ける部分にあってはケーシング１１と頭部１８の間の断面積）は、図２および図３に示すように、中央部分１４内部において流入口１２および流出口１３より大きくなっている。フローインジケータは、本実施形態のように、流入口１２と流出口１３の断面積を等しく形成されることが通常であり、その場合には、中央部分１４の流路断面積が流入口１２および流出口１３の断面積より大きいことが好ましい。一方、管路径が変化する箇所に取り付けるためのフローインジケータにおいて、流入口１２と流出口１３の断面積が異なる場合には、中央部分１４内部の流路断面積が流入口１２または流出口１３の断面積のいずれか以上であることが好ましい。以上を要するに、フローインジケータ内部の流路断面積が、流入口１２または流出口１３において最小であることが好ましい。これによって、フローインジケータ内での圧力損失を小さなものとすることができる。また、中央部分１４内部の流路断面積は、急激に変化する部分がないことが好ましい。流路が急激に細くなる部分があると圧力損失の原因となるからである。
【００２３】
前述のとおり、翼ユニット頭部１８の外側を通った水流が渦を巻きながら流出口１３から流出するに際して、流出口１３の手前にある確認球１９は軸Ｚの回りを公転運動する。確認球１９が大きく公転するので、外部からその動きを視認することが容易である。
【００２４】
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。
【００２５】
例えば、翼ユニットの羽根の形状や枚数は、軸Ｚの回りの旋回流を発生することができれば、上記実施形態と異なっていてもよい。また、芯部材１７の形状は、水流の向きを緩やかに変化させるものであればよく、くさび形以外にも錐体、円楔（紙袋の上面を円形に開いた形）等、軸Ｚに垂直な断面積が流入口側から流出口側に向かって漸増するような種々の形状とすることができる。また、確認体としては、軸Ｚを中心として回転するような羽根車などを用いることもできる。
【００２６】
本発明のフローインジケータの用途は、蓄電池の補水の流れ確認に限られるものではない。流体は水以外のものであっても良い。他の流体圧が低く、流量が小さいような他の用途に好適に用いることができる。なお、本発明のフローインジケータが、流体圧が高く、または流量が大きい用途にも利用可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００２７】
１０  フローインジケータ
１１  ケーシング
１２  流入口
１３  流出口
１４  ケーシング中央部分
１５  翼ユニット
１６  羽根
１７  芯部材
１８  翼ユニット頭部
１９  確認球（確認体）
Ｚ    軸
【図１】
0005783461.tif 000002
【図２】
0005783461.tif 000003
【図３】
0005783461.tif 000004