(57)【要約】【課題】  流量計において、計量室内の流体の圧力を均一にすることによって、特定流量域において器差のピークが発生しないようにする。【解決手段】  水道メータＭの計量本体部２を構成するハウジング部Ｈ１において、計量表示部１１を支持するための支持部１５を下方に延設して、当該延設部分に隔壁１６を形成し、羽根車８を回転させた後、計量表示部１１と羽根車室形成壁部１３との間に形成される流路Ｑに導入された水が前記ハウジング部Ｈ１の周方向に回り込む前に、前記隔壁１６に衝突させることにより、前記流路Ｑを流れる水の流速を均一にさせた状態（即ち、水の圧力を均一にさせた状態）で流出口４に向かわせる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流入口と流出口が設けられたケースに計量本体部が装着され、前記計量本体部を構成するハウジング部には、流入口と流出口とをつなぐ前後方向と交差する縦方向に沿って流体の流量を計測する羽根車の回転軸が配置されていて、上流側の流入口から流入した流体が、羽根車の軸方向に沿って流れることにより、前記羽根車を回転させながら該羽根車の下流側に導入され、かつ該羽根車からハウジング部の周方向に回り込んで流出される縦型軸流羽根車式の流量計において、
前記ハウジング部における羽根車の下流側の部分に、流体の流路を確保しながら、該ハウジング部の周方向に回り込む流体の流れを妨げて流出口に導くための隔壁を設けたことを特徴とする流量計。
【請求項２】
前記ハウジング部における羽根車の下流側の部分には、計量本体部を構成する計量表示部を支持するためのリング状の支持部が形成されていて、前記隔壁は、前記支持部から流出口の側に向けて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
前記隔壁は、ケースの流出口と対向する部分にのみ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根車の回転数を計測することによって通過する流体の流量を計測する縦型軸流羽根車式の流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本明細書では、流量計の一実施例である水道メータについて説明する。水道メータ等に使用されている縦型軸流羽根車式の流量計では、流入側から流入した流体（ほとんどの場合、水）が、羽根車に設けられた羽根の間を通過する際に、前記羽根を押し回すことにより、該羽根車を回転させる。このときの羽根車の回転数は、流体の流量に比例するため、前記回転数を歯車等で機械的に、あるいはセンサー等で電子的に変換し、更に表示機構において一定の常数を加えることによって積算流量値に変換して、流体の流量が計測される。
【０００３】
即ち、図８及び図９に示されるように、水道メータＭ’の下ケース５１の一端部に設けられた流入口５２から流入した水は、計量本体部５３の下方から、縦方向（垂直方向）に沿ってハウジング部Ｈ’の羽根車室に入り込み、羽根車５４の軸方向に沿って流れることによって該羽根車５４を回転させた後、ハウジング部Ｈ’の上方（羽根車５４の直上方）に流れ込む。ここで、ハウジング部Ｈ’は、計量表示部５５を支持するためのリング状の支持部５６と、羽根車５４を収容する羽根車室を形成するための羽根車室形成壁部５７とが設けられている。計量本体部５３が下ケース５１に装着され、支持部５６に計量表示部５５が嵌合支持されると、前記支持部５６と前記羽根車室形成壁部５７との間には、ハウジング部Ｈ’の全周に亘って水の流路Ｑ’が形成される。羽根車５４を回転させた水は、流路Ｑ’を通って流出口５８に流出される。なお、図８において、水の流れを各矢印で示す。
【０００４】
従来の水道メータＭ’では、流量−器差曲線の特定流量域（特に小流量域）で、器差がプラス傾向を示す。即ち、特定流量域では、実際の流量よりも計測流量の方が多くなってしまう。この結果、特定流量域において、器差の「ピーク」と呼ばれる現象が発生してしまう。図６において、従来の水道メータＭ’の流量−器差曲線を破線で示し、器差のピークを６０で示す。従来の水道メータＭ’では、器差のピーク値が５％を超えているため、そのままでは新しい国際規格に対応させることは困難である。
【０００５】
上記したピーク６０が発生する原因の１つとして、以下のことが考えられる。羽根車５４を回転させて流路Ｑ’に導入された水は、羽根車室形成壁部５７の周方向に回り込んで流出される。このとき、流出口５８に近い側に流出される水と、流出口５８から遠い側（流入口５２に対向する側）に流出される水との間に流速差が発生する。即ち、流出口５８に近い側に流出される水は、そのまま流出口５８に導かれるため、水の流速は速くなり、圧力が低くなる。これに対して、流出口５８から遠い側に流出される水は、計量室５９の内壁面に衝突した後、該内壁面に沿って流出口５８に向かうため、水の流速は遅くなり、圧力が高くなる。この結果、計量室５９内の圧力が不均一となり、器差のピークが発生してしまう。
【特許文献１】特開２００５−２２７２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した不具合に鑑み、特定流量域における器差のピークをなくして、国際規格に適合可能な流量計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及び発明の効果】
【０００７】
上記した課題を解決するための請求項１の発明は、流体の流入口と流出口が設けられたケースに計量本体部が装着され、前記計量本体部を構成するハウジング部には、流入口と流出口とをつなぐ前後方向と交差する縦方向に沿って流体の流量を計測する羽根車の回転軸が配置されていて、上流側の流入口から流入した流体が、羽根車の軸方向に沿って流れることにより、前記羽根車を回転させながら該羽根車の下流側に導入され、かつ該羽根車からハウジング部の周方向に回り込んで流出される縦型軸流羽根車式の流量計において、前記ハウジング部における羽根車の下流側の部分に、流体の流路を確保しながら、該ハウジング部の周方向に回り込む流体の流れを妨げて流出口に導くための隔壁を設けたことを特徴としている。
【０００８】
流量計のケースの上流側に設けられた流入口から流入した流体は、前記流入口と流出口をつなぐ前後方向と交差する縦方向（羽根車の軸方向）に沿って流れることにより、羽根車を回転させる。羽根車室を回転させた流体は、該羽根車の下流側に導入され、計量本体部を構成するハウジング部の周方向に回り込んで流出口へ流出される。このとき、そのまま流出口へ向かう流体と、計量室の内壁面に衝突して流出口へ向かう流体との間に流速差が発生する。しかし、請求項１の発明に係る流量計のハウジング部には、前記流体の流れをいったん妨げた後で該ハウジング部の周方向に回り込ませるための隔壁が設けられている。これにより、前記流体は、隔壁と衝突してその流速をほぼ一定にさせた状態で、ハウジング部の周方向に回り込んで流出口に流出される。この結果、計量室内の流体の圧力がの均一化が図られ、器差のピークの発生を抑止できる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明を前提として、前記ハウジング部における羽根車の下流側の部分には、計量本体部を構成する計量表示部を支持するためのリング状の支持部が形成されていて、前記隔壁は、前記支持部から流出口の側に向けて設けられていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明では、隔壁がリング状の支持部に設けられている。このため、隔壁の設計が容易であると共に、流路を流れる流体の速度を効果的に低下させることができ、圧力の均一化が図られる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明を前提として、前記隔壁は、ケースの流出口と対向する部分にのみ設けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明では、ケースの流出口と対向する流路を流れる流体のみの流速を遅くさせることができるため、計量室内における流体全体の流速をそれほど低下させることなく、流出口に向かう流体の圧力の均一化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例の水道メータＭについて説明する。図１は本発明の実施例の水道メータＭの平面図、図２は同じく正面断面図、図３の（ａ）はハウジング部Ｈ１の上方からの斜視図であり、（ｂ）は同じく下方からの斜視図、図４はハウジング部Ｈ１の要部の拡大図、図５はハウジング部Ｈ１の平面断面図である。
【実施例１】
【００１４】
図１及び図２に示されるように、本実施例の水道メータＭは、下ケース１と、該下ケース１に装着される計量本体部２とを有している。下ケース１について説明する。下ケース１の一端部には流入口３が設けられていて、同じく他端部には流出口４が設けられている。また、下ケース１における前後方向（流入口３と流出口４とをつなぐ方向）のほぼ中央部には、計量本体部２を装着するための空間部（計量室５）が設けられていて、該計量室５に、下ケース１の上方から前後方向と交差する縦方向に沿って計量本体部２が嵌合装着される。そして、計量本体部２の上部に嵌合された上ケース６が下ケース１に螺合されることにより、計量本体部２が下ケース１に固着される。なお、図２における各矢印は、下ケース１内における水の流れを示している。図２において、７は、流入口３から流入される水に含まれている異物を除去するためのストレーナである。
【００１５】
次に、計量本体部２について説明する。図２に示されるように、本実施例の水道メータＭを構成する計量本体部２は、羽根車８を収容する羽根車室９を形成するためのハウジング部Ｈ１と、前記ハウジング部Ｈ１の上部に取付けられる計量表示部１１と、同じく下部に取付けられる整流部１２とを有している。計量表示部１１は、計量室５を通過する水の量と羽根車８の回転数とが比例するという性質を利用して、該羽根車８の回転数を機械的又は電気的に計測して、水の流量を表示するものである。また、整流部１２は、羽根車室９に流入する水の流れを整流するためのものである。
【００１６】
図２及び図３に示されるように、ハウジング部Ｈ１は、断面略逆Ｕ字状で、内方の部分に羽根車室９を形成するために環状に設けられた羽根車室形成壁部１３と、該羽根車室形成壁部１３の外周部から起立状態で、かつ周方向に一定角度をおいて設けられた複数枚（本実施例の場合、４枚）のリブ板１４と、各リブ板１４の上端部に固着され、前記羽根車室形成壁部１３よりも大径で、かつ短円筒状の支持部１５とを有している。前述した計量表示部１１は、各リブ板１４の上端部に載置されると共に、前記支持部１５の内周面に嵌合されることによって、ハウジング部Ｈ１に支持される。この状態で、図４に示されるように、前記羽根車室形成壁部１３の内周部分で、各リブ板１４の内側の下端部１４ａよりも下方の部分には、羽根車８を収容するための羽根車室９が形成される。当然のことながら、羽根車室形成壁部１３の内径は、羽根車８の最大外径（羽根車８における各羽根８ａの部分の外径）よりも少し大きい。
【００１７】
前記計量表示部１１が各リブ板１４に載置されたとき、計量表示部１１の下面１１ａ（計量表示部１１において各リブ板１４の上端面に載置される部分）と羽根車室形成壁部１３の上面との間には、水を通過させるための流路Ｑが形成される。前記流路Ｑは、各リブ板１４により周方向に分割される。本実施例のハウジング部Ｈ１の場合、羽根車室形成壁部１３に４枚のリブ板１４が固着されているため、前記流路Ｑは、流路Ｑ１〜Ｑ４に４分割されている（図５参照）。
【００１８】
図９に示されるように、従来のハウジング部Ｈ’の支持部５６がリング状であるのに対し、本実施例のハウジング部Ｈ１の支持部１５は短円筒状である。即ち、本実施例のハウジング部Ｈ１の場合、図４に示されるように、支持部１５の下端部が羽根車室形成壁部１３の上端部近傍まで延設されていて、当該延設部分に隔壁１６が形成されている。前記隔壁１６の内壁面１６ａは、該隔壁１６に衝突する水の流れの乱れが少なくなるように曲面形状となっている。なお、図３の（ａ）において、１７は、計量表示部１１が支持部１５に嵌合されるときに、周方向の位置決めをするための切欠溝である。
【００１９】
本実施例の水道メータＭの作用について説明する。図２に示されるように、下ケース１の流入口３から流入した水は、ストレーナ７によって異物が除去された後、計量本体部２の整流部１２によって整流され、縦方向に沿って上方に流れ、羽根車室９に入り込む。そして、羽根車８の各羽根８ａを押し回して該羽根車８を回転させる。羽根車８の回転数が機械的又は電気的な手段により計量表示部１１に伝達され、流量に換算されて表示される。そして、図４に示されるように、羽根車室９に入り込んだ水は、羽根車８を回転させた後、羽根車軸８ｂの軸方向に沿って流れ、羽根車室形成壁部１３の外周部と計量表示部１１の下面１１ａとの間に形成された流路Ｑに導入される。図４において、そのときの水の流れを各矢印で示す。流路Ｑに導入された水は、そのまま直進して隔壁１６に衝突する。隔壁１６の内壁面１６ａは曲面形状となっているため、衝突によって水の流れが乱れることが抑止される。該水は、隔壁１６の内壁面１６ａに沿って下方に流れ、下ケース１の流出口４に向かう。
【００２０】
このときの作用を、更に詳細に説明する。図５に示されるように、羽根車室９から流路Ｑに導入された水は、そのままハウジング部Ｈ１の周方向に回り込んで流れる。従来のハウジング部Ｈ’のように、支持部１５に隔壁１６が設けられていない場合、各流路Ｑにおける水の流速が異なる場合がある。即ち、流出口４と対向する流路Ｑ（流路Ｑ１）に導入された水は、そのまま流出口４に向かって流れるため（図８参照）、その流速は速く、圧力は小さい。これに対して、他の流路Ｑ（流路Ｑ２〜Ｑ３）に導入された水は、いったん計量室５の内壁面に衝突してそれらの流れ方向を変更させた後、前記計量室５の周方向に沿って流れて流出口４に向かう。このため、水の流速は遅くなり、圧力が大きくなる。これにより、計量室５内の水の圧力が不均一となり、器差のピーク６０（図６参照）が発生してしまう。
【００２１】
本実施例のハウジング部Ｈ１の場合、支持部１５の下方に隔壁１６が設けられている。図４及び図５に示されるように、各流路Ｑ１〜Ｑ４に導入された水は、隔壁１６に衝突した後、該隔壁１６の内壁面１６ａに沿って流れ、流出口４に向かう。これにより、いずれの流路Ｑ１〜Ｑ４に導入された水であっても、ほぼ同一の流速でもって流出口４に向かうため、計量室５内の水の圧力がほぼ均一に保持される。この結果、器差のピーク６０の発生が抑止される。
【００２２】
本発明の出願人は、上記したハウジング部Ｈ１が装着された水道メータＭの流量に対する器差を測定し、その結果を図６に示されるグラフを得た。図６から明らかなように、本件の水道メータＭは、従来の水道メータＭ’と比較して器差のピーク１８の値が小さくなっている。これは、支持部１５に隔壁１６を設けたことにより、流出口４に向かう水の圧力が、計量室５の全体に亘ってほぼ一定になったためと考えられる。
【実施例２】
【００２３】
上記した第１実施例のハウジング部Ｈ１の場合、支持部１５の前周に亘って隔壁１６が設けられている。しかし、図７の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、水の流速が最も速くなる流路Ｑ１の部分に対してのみ隔壁１６を設けてもよい。これにより、流路Ｑ１を流れる水のみの流速を遅くさせることができ、全体の水の流速をそれほど低下させることなく、流出口４に向かう水の圧力をほぼ一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例の水道メータＭの平面図である。
【図２】同じく正面断面図である。
【図３】（ａ）は、ハウジング部Ｈ１の上方からの斜視図であり、（ｂ）は、同じく下方からの斜視図である。
【図４】ハウジング部Ｈ１の要部の拡大図である。
【図５】ハウジング部Ｈ１の平面断面図である。
【図６】本発明の実施例の水道メータＭと従来の水道メータとの器差を比較したグラフである。
【図７】（ａ）は、別の実施例のハウジング部Ｈ２の上方からの斜視図であり、（ｂ）は、同じく下方からの斜視図である。
【図８】従来の水道メータＭ’の正面断面図である。
【図９】従来の水道メータＭ’のハウジング部Ｈ’の斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
Ｍ：水道メータ（流量計）
Ｈ１，Ｈ２：ハウジング部
１：下ケース（ケース）
２：計量本体部
３：流入口
４：流出口
８：羽根車
１１：計量表示部
１５：支持部
１６：隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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