JP2021117018A - 超音波流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】流量の計測値のバラツキが小さい超音波流量計を提供することにある。【解決手段】ケース１０内に、入口バッファ部１６および出口バッファ部１７から仕切られ、流入口１３から流入した気体を下流側に流下させる入口流路部１４と、入口バッファ部１６と出口バッファ部１７との間に配置され、かつ、入口流路部１４から仕切られ、計測ユニット５０を収納する中間バッファ部１９と、を設け、流入口１３から流入して入口流路部１４の下流側に流下した気体が、中間バッファ部１５の下流側に流入して入口バッファ部１６に還流する構成としてある。【選択図】図４

Description

本発明は超音波流量計に関する。

一般に、ガスヒートポンプエアコンなどのガス機器の使用状態により、あるいは、ガス供給側の圧力変動により、ガス配管中に周期性および規則性のある圧力変動が発生しやすく、正流方向および逆流方向において流速変化が生じやすい。超音波流量計は一定の周期で計測される瞬時流速に基づいて通過する流量体積を算出する。このため、ガス未使用時や低流量域での使用の際に、前述のような流速変化が大きくなると、計測流量のバラツキによってガス使用量の誤差が大きくなり、請求するガス料金に不公平な結果を生じるおそれがある。このため、計測流量のバラツキが小さい超音波流量計が必要とされる。
従来、超音波流量計としては、例えば、被計測流体の流入部２と、計測のための計測部３と、流出部４とを有する超音波流量計１において、被計測流体の流入部２から計測部３への流入位置が、被計測流体の流入部２への流入位置と流路１２の入口位置の双方から水平方向に離れるように、流入部２と計測部３との間に邪魔板５を設けた超音波流量計１がある（特許文献１参照）。

特開２００４−８５２１０号公報

しかしながら、前記超音波流量計では、邪魔板５の近傍に設置された遮断弁７の流入口６から上流側の超音波センサ１０までが接近しており、沿面距離が短い。このため、圧力が変動する気体が流入口から流入すると、気体の圧力変動を十分に低減できず、計測流量にバラツキが生じやすいという問題点がある。
本発明は、前記問題点に鑑み、流量の計測値のバラツキが小さい超音波流量計を提供することを課題とする。

本発明に係る超音波流量計は、前記課題を解決すべく、
ケースと、
前記ケース内の上流側において仕切られた空間である入口バッファ部と、
前記ケース内の下流側において仕切らたれ空間である出口バッファ部と、
前記ケース内に収納され、入口部が前記入口バッファ部に連通し、かつ、出口部が前記出口バッファ部に連通する筒体を有する計測ユニットと、を有し、
前記ケースの流入部に連通する流入口から流入した気体が、前記入口バッファ部に連通する前記計測ユニットの入口部から流入し、前記計測ユニット内の流通路を流通し、前記出口部に連通する出口バッファ部を介して流出部から流出することにより、前記計測ユニット内を通過する気体の流量を計測する超音波流量計であって、
前記ケース内に、
前記入口バッファ部および前記出口バッファ部から仕切られ、前記流入口から流入した気体を下流側に流下させる入口流路部と、
前記入口バッファ部と前記出口バッファ部との間に配置され、かつ、前記入口流路部から仕切られ、前記計測ユニットを収納する中間バッファ部と、を設け、
前記流入口から流入して前記入口流路部の下流側に流下した気体が、中間バッファ部の下流側に流入して前記入口バッファ部に還流する構成としてある。

本発明によれば、流入口から流入した気体が、入口流路部および中間バッファ部を流通して迂回する。このため、気体が入口バッファ部内に配置された計測ユニットの入口部に流入するまでの沿面距離が長くなり、気体を整流できる。この結果、計測ユニット内を流通する気体の圧力変動を低減でき、計測流量のバラツキが低減する。

本発明の実施形態としては、流入口から流入した液体を入口バッファ部内にガイドし、かつ、前記ケースの底面に溜めるように内部空間を仕切る仕切壁を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、ケース内に気体と共に流入した液体が気体から分離され、計測ユニット内を流通することがない。このため、計測ユニットの誤計量を防止できる超音波流量計が得られる。

本発明の別の実施形態としては、入口バッファ部と中間バッファ部との間を仕切る入口バッファ仕切壁に、入口バッファ部に流入した液体が中間バッファ部に流入できる切り欠き部を、設けておいてもよい。
本実施形態によれば、入口バッファ部内に流入した液体が大量であっても、入口バッファ部および中間バッファ部の底面に溜めることにより、液体が計測ユニットに侵入することを防止できる。

本発明の他の実施形態としては、出口バッファ部はケースの流出部に直接、連通させてもよい。
本実施形態によれば、いわゆるガス抜けが良くなり、圧力損失を低減できる。

本発明の異なる実施形態としては、出口バッファ部は、下流側に向けて断面積が増大するように形成してもよい。
本実施形態によれば、いわゆるガス抜けが良くなり、より一層圧力損失を低減できる。

本発明の別の実施形態としては、出口バッファ部とケースの流出部との間に、出口連通孔を備えた仕切壁を設けて出口流路部を形成してもよい。
本実施形態によれば、出口連通孔によって略オリフィス構造が形成されるので、流出口から伝わる圧力変動を低減し、計測ユニットの誤計量を防止できる超音波流量計が得られる。

本発明の異なる実施形態としては、計測ユニットの筒体の入口部の開口縁部および出口部の開口縁部のうち、少なくともいずれか一方の開口縁部を、バッファ部の外向面に面一に配置してもよい。
本実施形態によれば、バッファ部の外向面と、前記計測ユニットの入口部の開口縁部および／または出口部の開口縁部とが面一になるので、気体の流入，流出が円滑になり、圧力損失が低減し、計測流量のバラツキが小さくなる。

本発明の他の実施形態としては、計測ユニットの外表面のうち、少なくとも中間部をカバーで被覆しておいてもよい。
また、本発明の別の実施形態としては、計測ユニットの外表面のうち、中間バッファ部内に位置する外表面をカバーで被覆しておいてもよい。
さらに、本発明の異なる実施形態としては、カバーが筒体の入口部の開口縁部から出部の開口縁部までを被覆しておいてもよい。
前述の実施形態によれば、計測ユニットの外表面がカバーで被覆されているので、計測ユニットの外表面に沿って流通する気体の流れが円滑になる。このため、圧力損失を低減できるとともに、計測流量のバラツキを小さくできるという効果がある。

第１実施形態に係る超音波流量計の全体斜視図である。 図１に示した超音波流量計を異なる角度から見た全体斜視図である。 図１に示した超音波流量計から蓋体を外した状態を示す斜視図である。 図１に示した超音波流量計の縦断面斜視図である。 図１に示したケース本体の斜視図である。 図１に示した蓋体を背面側から見た斜視図である。 図１に示した超音波流量計の別の縦断面図である。 図１に示した超音波流量計の横断面図である。 図１に示した超音波流量計の別の横断面図である。 図１に示した計測ユニットの斜視図である。 図１０に示した計測ユニットの拡大右側面図である。 第２実施形態に係る超音波流量計から蓋体を外した状態を示す斜視図である。 図１２に示したケース本体の斜視図である。 第２実施形態に係る超音波流量計の蓋体を背面側から見た斜視図である。 第２実施形態に係る超音波流量計の縦断面図である。 第２実施形態に係る超音波流量計の横断面図である。 第２実施形態に係る超音波流量計の別の横断面図である。 図１２に示した計測ユニットの斜視図である。 図１８に示した計測ユニットの拡大右側面図である。 図１２に示した計測ユニットのカバーを示す斜視図である。 図１２に示した計測ユニットのカバーを示す縦断面図である。 第３実施形態に係る超音波流量計から蓋体を外した状態を示す斜視図である。 第３実施形態に係るケース本体の斜視図である。 第３実施形態に係る超音波流量計の蓋体を背面側から見た斜視図である。 図２２に示した計測ユニットの斜視図である。 第４実施形態に係る超音波流量計の全体斜視図である。 図２６に示した超音波流量計を異なる角度から見た全体斜視図である。 第４実施形態に係る超音波流量計から蓋体を外した状態を示す正面図である。 図２８に示した超音波流量計の斜視図である。 図２９に示したケース本体の斜視図である。 図２６に図示した計測ユニットの斜視図である。 第４実施形態に係る超音波流量計の縦断面図である。 第５実施形態に係る超音波流量計から蓋体を外した状態を示す斜視図である。 第５実施形態に係る超音波流量計から蓋体を外した状態を示す異なる角度から見た斜視図である。 第５実施形態に係る超音波流量計の縦断面斜視図である。 第５実施形態に係る超音波流量計の右側面縦断面図である。 第５実施形態に係る超音波流量計の横断面図である。 第６実施形態に係る超音波流量計から蓋体を外した状態を示す斜視図である。 第６実施形態に係る超音波流量計の縦断面図である。 第６実施形態に係る超音波流量計の横断面斜視図である。 第６実施形態に係る超音波流量計の別の横断面図である。 第６実施形態に係るケース本体の斜視図である。 図３８に示した計測ユニットの斜視図である。 図３８に示した計測ユニットを異なる角度から見た斜視図である。 図４４に示した計測ユニットからカバーの半分を外した状態を示す斜視図である。 第１実施形態に係る超音波流量計の流量を計算で求めた実施例１の結果を示す棒グラフ図である。 第１実施形態に係る超音波流量計の圧力損失を計算で求めた実施例１の結果を示すグラフ図である。 第２実施形態に係る超音波流量計の流量を計算で求めた実施例２の結果を示す棒グラフ図である。 第２実施形態に係る超音波流量計の圧力損失を計算で求めた実施例２の結果を示すグラフ図である。 第３実施形態に係る超音波流量計の流量を計算で求めた実施例３の結果を示す棒グラフ図である。 第３実施形態に係る超音波流量計の圧力損失を計算で求めた実施例３の結果を示すグラフ図である。 第４実施形態に係る超音波流量計の流量を計算で求めた実施例４の結果を示す棒グラフ図である。 第４実施形態に係る超音波流量計の圧力損失を計算で求めた実施例４の結果を示すグラフ図である。 第５実施形態に係る超音波流量計の流量を計算で求めた実施例５の結果を示す棒グラフ図である。 第５実施形態に係る超音波流量計の圧力損失を計算で求めた実施例５の結果を示すグラフ図である。 第６実施形態に係る超音波流量計の流量を計算で求めた実施例６の結果を示す棒グラフ図である。 第６実施形態に係る超音波流量計の圧力損失を計算で求めた実施例６の結果を示すグラフ図である。 比較例に係る超音波流量計の流量を計算で求めた結果を示す棒グラフ図である。

本発明に係る第１実施形態の超音波流量計を図１ないし図１１に示す添付図面に従って説明する。第１実施形態に係る超音波流量計は、大略、ケース１０と、遮断弁４０と、計測ユニット５０と、で構成されている。

ケース１０は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料で形成されており、図１に示すように、箱形状であり、その上面の一端側に流入部１１を配置するとともに、その他端側に流出部１２を配置してある。
また、ケース１０は、ケース本体２０と、蓋体３０とで構成されている。そして、前記流入部１１の下端部に位置する流入口１３(図７参照)には、異常時におけるケース１０の内部空間への気体流入を阻止するため、弁体４１を備えた遮断弁４０が配置されている。

ケース本体２０の内部空間は、図５に示すように、上下に連続するように突設された流路仕切壁２１および出口バッファ仕切壁２２を介し、入口側空間部１０ａと出口側空間部１０ｂとに左右２つに分けられている。前記出口バッファ仕切壁２２には、後述する計測ユニット５０を支持するための係合受け部２２ａを設けてある。

前記入口側空間部１０ａは、左右に連続するように突設された第１仕切壁２３と第２仕切壁２５とで上下２段に分けられている。流路仕切壁２１と第１仕切壁２３の下流側端部との間には流通口２３ａが形成されている。また、入口側空間部１０ａの天井面隅部には気体が円滑に流通するようにアール面が形成されている。アール面の曲率半径は気体の流量、速度およびダイカスト部品の構造に応じて適宜選択できることは勿論である。例えば、曲率半径の範囲はＲ０.５〜３０mmが好ましい。Ｒ０.５mm未満であると、鋳造時の不良発生率が著しく増加するからであり、Ｒ３０mmを超えると、厚肉となりすぎて製造コストが高くなり、現実的でないからである。
一方、第２仕切壁２５は略Ｌ字形状に屈曲しており、その下端部とケース本体２０の底面との間に間隙が形成されている。入口側空間部１０ａ内に気体と同時に流入した液体を、ケース本体２０の底面に導いて溜めるためである。

そして、ケース本体２０は、図５に示すように、前記第１仕切壁２３と前記第２仕切壁２５とに連続する入口バッファ仕切壁２４を突設し、中間バッファ部１５と、入口バッファ部１６とを仕切ってある。前記入口バッファ仕切壁２４には、中間バッファ部１５から入口バッファ部１６に気体を流入させる入口連通孔２４ａ、および、後述する計測ユニット５０を支持するための係合受け部２４ｂを設けてある。さらに、前記入口バッファ仕切壁２４には、気体と同時に流入した液体を、入口バッファ部１６から中間バッファ部１５に導くための切り欠き部２４ｃを設けてある（図７）。このため、入口側空間部１０ａ内に流入した液体が大量であっても、入口バッファ部１６および中間バッファ部１５の底面に液体を溜めることにより、計測ユニット５０への侵入を防止できる。

前記出口側空間部１０ｂは、水平方向に延在する第３仕切壁２６を突設することにより、出口バッファ部１７と出口流路部１８とに上下２段に分けられている。前記第３仕切壁２６には気体が流出するための出口連通孔２６ａが設けられている。出口連通孔２６ａを設けることにより、略オリフィス構造が形成され、圧力変動による計測ユニットの誤計量を防止できる超音波流量計が得られる。
また、出口連通孔２６ａは後述する計測ユニット５０の出口部５２ｂよりも内側に配置され、沿面距離が長くなっている。

蓋体３０は、図６に示すように、前記ケース本体２０の開口部を被覆可能な正面形状を有している。そして、前記蓋体３０の内向面には、流路仕切壁２１および出口バッファ仕切壁２２、第１仕切壁２３、第２仕切壁２５、入口バッファ仕切壁２４および第３仕切壁２６に突き合うように、流路仕切壁３１および出口バッファ仕切壁３２、第１仕切壁３３、第２仕切壁３５、入口バッファ仕切壁３４および第３仕切壁３６をそれぞれ突設してある。さらに、前記入口バッファ仕切壁３４には入口連通孔３４ａが形成されている。また、第３仕切壁３６には出口連通孔３６ａが形成されている。

計測ユニット５０は、図４に示すように、両端に入口部５２ａと出口部５２ｂとを有する断面略長方形の筒体５１と、前記筒体５１の上面中央部に配置された計測回路部５３とで構成されている。

前記筒体５１は図１０および図１１に示すように、筒体５１内の流通路の中央部に５枚の整流板５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅを均等ピッチで並設することにより、６層の計測流路５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ、５７ｅ、５７ｆが形成されている。また、前記筒体５１は、Ｏリング５９を抜け止めするため、その外表面に一対の環状リブ５８ａ，５８ｂを２組形成してある。さらに、前記筒体５１には補強用リブ５８ｃを突設してある。

前記計測回路部５３は、図４に示すように、略Ｖ字形状に配置された一対の超音波振動子５４ａ，５４ｂと、前記超音波振動子５４ａ，５４ｂの上方に配置された制御回路板５５と、で構成されている。
そして、一方の超音波振動子５４ａから発射された超音波が、整流板５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅの間に形成された計測流路５７ａ〜５７ｆを通過して反射し、他方の超音波振動子５４ｂで受信されるまでの伝搬時間が測定される。また、他方の超音波振動子５４ｂから発射された超音波が、整流板５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅの間に形成された計測流路５７ａ〜５７ｆを通過して反射し、一方の超音波振動子５４ａで受信されるまでの伝搬時間が測定される。これらの伝搬時間の差から、各計測流路５７ａ〜５７ｆ内の気体の流速を検出し、各計測流路５７ａ〜５７ｆ内を通過する気体の流量がそれぞれ算出される。

そして、計測ユニット５０は、１本のＯリング５９をケース本体２０の係合受け部２４ｂに係合して位置決めする。さらに、残る他の１本のＯリング５９を、ケース本体２０の出口バッファ仕切壁２２の係合受け部２２ａに係合して位置決めする。ついで、ケース本体２０の入口バッファ仕切壁２４と蓋体３０の入口バッファ仕切壁３４とでＯリング５９，５９を挟持する。そして、ケース本体２０に蓋体３０の取り付けが完了することにより、中間バッファ部１５と入口バッファ部１６とを連通する入口連通孔２４ａ，３４ａが形成される（図７参照）。この結果、図３に示すように、計測ユニット５０の入口部５２ａが入口バッファ部１６内に位置決めされる。また、計測ユニット５０の出口部５２ｂが出口バッファ部１７内に位置決めされる。そして、中間バッファ部１５内に計測ユニット５０の計測回路部５３が配置される。
なお、前記ケース１０には、説明の便宜上、計測ユニット５０の接続線を引き出す構造、および/または、気体の圧力を測定するために気体を外部に導き出す構造は図示されていないが、必要に応じて適宜、設けても良いことは勿論である。

次に、気体の流量計測方法を説明する。
図７示すように、遮断弁４０の弁体４１を駆動して流入口１３を開放することにより、流入部１１から流入した気体が流入口１３から入口側空間部１０ａの入口流路部１４内に流入する。そして、第２，第１仕切壁２５，２３に沿って下流側に流下した気体は入口流路部１４から流通口２３ａ，３３ａ（図８）を介して中間バッファ部１５内に流入する。中間バッファ部１５内に流入した気体は入口バッファ仕切壁２４，３４の入口連通孔２４ａ，３４ａ（図９）を介して入口バッファ部１６内に還流する。入口バッファ部１６内に流入した気体は、計測ユニット５０のラッパ形状の入口部５２ａから筒体５１内に流入する。さらに、５枚の整流板５６ａ〜５６ｅに沿って整流されながら計測流路５７ａ〜５７ｆを通過した気体は、一対の超音波振動子５４ａ，５４ｂが発する超音波を介して伝搬時間が計測される。計測された伝搬時間に基づき、制御回路板５５に搭載された中央演算装置（ＣＰＵ）が通過した気体の流量を算出する。ついで、各計測流路を通過した気体は、筒体５１の出口部５２ｂから出口バッファ部１７に流出し、第３仕切壁２６に設けた出口連通孔２６ａを通過して出口流路部１８に流入した後、流出部１２から外部に流出する。

第２実施形態に係る超音波流量計を図１２ないし図２１に示す添付図面に従って説明する。
第２実施形態は、前述の第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点は計測ユニット５０の計測回路部５３と補強用リブ５８ｃとを、頭部カバー６１と胴部カバー６２とからなるカバー６０でそれぞれ被覆した場合である。前記カバー６０の外表面は左右対称形状であるが、計測ユニット５０の形状に合わせて形成できる。このため、計測ユニット５０の形状によっては非対象としてもよいことは勿論である。
他は前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一番号を付して説明を省略する。

本実施形態では、カバー６０で計測回路部５３と補強用リブ５８ｃとを被覆しているので、気体の流れが円滑になる。このため、圧力損失が低減するとともに、計測回路部５３および補強用リブ５８ｃを原因とする乱流の発生を防止し、計測流量のバラツキを小さくできるという利点がある。

第３実施形態に係る超音波流量計を図２２ないし図２５に示す添付図面に従って説明する。
第３実施形態は、前述の第１実施形態とほぼ同様であり、図２２に示すように、異なる点は入口バッファ仕切壁２４を設ける位置を計測ユニット５０の入口部５２ａまで変更し、面一とした点である。
また、計測ユニット５０の表面のうち、中間バッファ部１５内に位置する計測回路部５３および補強用リブ５８ｃを、頭部カバー６１と胴部カバー６２とからなるカバー６０で被覆した点においても異なっている。

特に、前記カバー６０には、図２５に示すように、胴部カバー６２ーの一端縁部に、入口連通孔６３ａとなる切り欠き部を備えた一対の第１鍔部６３を一体成形してある。また、胴部カバー６２の他端縁部には出口バッファ仕切壁となる第２鍔部６４を一体成形してある。このため、図２２に示すように、ケース本体２０に計測ユニット５０を装着することにより、中間バッファ部１５、入口バッファ部１６および出口バッファ部１７が形成される。
他は前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一番号を付して説明を省略する。

本実施形態によれば、計測ユニット５０のうち、中間バッファ部１５内に位置する計測ユニット５０全体がカバー６０で被覆される。このため、気体の流れがより一層円滑になり、圧力損失が低減するとともに、計測回路部５３および補強用リブ５８ｃを原因とする乱流の発生を防止し、計測流量のバラツキを小さくできる。
また、計測ユニット５０の入口部５２ａが入口バッファ仕切壁２４の外向面と面一になっている。このため、気体の流入が円滑になり、圧力損失が低減し、計測流量のバラツキが小さくなるという利点がある。

第４実施形態に係る超音波流量計を図２６ないし図３２に示す添付図面に従って説明する。
第４実施形態は、前述の第１実施形態とほぼ同様であり、図２８および図２９に示すように、異なる点はケース本体２０内において上下に配置した流路仕切壁２１と出口バッファ仕切壁２２とで、計測ユニット５０の出口部５２ｂを支持するとともに、出口バッファ部１７を形成した点である。流路仕切壁２１は下流側に向けて出口バッファ部１７の横断面積が増大するように傾斜している。また、蓋体３０は単なる板状体である。

また、計測ユニット５０に、図３１に図示するように、入口バッファ仕切壁２４に対応する位置に、入口連通孔６３ａを備えた別体の第１鍔部６３を取り付けてある一方、出口バッファ仕切壁２２に対応する位置に、環状の第２鍔部６４を取り付けた点においても異なっている。特に、計測ユニット５０の出口部５２ｂが出口バッファ部１７の外向面と面一になっている。
他は前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一番号を付して説明を省略する。
なお、第１鍔部６３および第２鍔部６４は計測ユニット５０に取り付けるだけでなく、ケース本体２０および／または蓋体３０に適宜、一体成形してもよいことは勿論である。

本実施形態によれば、出口バッファ部１７が下流側に向けて横断面積が広がっている。このため、いわゆるガス抜けが良くなり、圧力損失を低減できるだけでなく、計測流路５７ａ〜５７ｆ内の気体の流れを改善でき、計測流量のバラツキを小さくできる。
また、計測ユニット５０の出口部５２ｂが出口バッファ部１７の外向面と面一になっているので、気体の流出が円滑になり、圧力損失が低減し、計測流量のバラツキが小さくなるという利点がある。

第５実施形態に係る超音波流量計を図３３ないし図３７に示す添付図面に従って説明する。
第５実施形態は、前述の第４実施形態とほぼ同様であり、異なる点は計測ユニット５０の計測回路部５３と筒体５１の補強用リブ５８ｃとを、頭部カバー６１および胴部カバー６２で被覆した場合である（図３３および図３４）。
他は前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一番号を付して説明を省略する。

本実施形態によれば、カバー６０で計測回路部５３と補強用リブ５８ｃとを被覆しているので、気体の流れがより一層円滑になる。このため、圧力損失を低減できるとともに、計測回路部５３および補強用リブ５８ｃを原因とする乱流の発生を防止でき、計測流量のバラツキを小さくできるという利点がある。

第６実施形態に係る超音波流量計を図３８ないし図４５に示す添付図面に従って説明する。
第６実施形態は、前述の第４実施形態とほぼ同様であり、異なる点は中間バッファ部１５内に計測ユニット５０全体を配置するとともに、計測ユニット５０全体をカバー６０で被覆した場合である。前記カバー６０の外表面は左右対称形状であるが、計測ユニット５０の形状に合わせて形成すればよく、計測ユニット５０の形状に応じて非対象としてもよい。

特に、計測ユニット５０は、図４３ないし図４５に図示するように、カバー６０の胴部カバー６２の一端側は筒体５１の入口部５２ａまで延在し、かつ、入口連通孔６３ａとなる切り欠き部を備えた第１鍔部６３を設けてある。また、カバー６０の胴部カバー６２の他端側は筒体５１の入口部５２ａまで延在し、かつ、出口バッファ仕切壁となる第１鍔部６３を設けてある。
他は前述の第４実施形態と同様であるので、同一部分には同一番号を付して説明を省略する。

本実施形態よれば、計測ユニット５０のうち、中間バッファ部１５内に位置する計測ユニット５０全体がカバー６０で被覆されている。このため、気体の流れがより一層円滑になり、圧力損失を低減できるとともに、計測回路部５３および補強用リブ５８ｃを原因とする乱流の発生を防止し、計測流量のバラツキを小さくできるという利点がある。

第１実施形態についてシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ〜５７ｆにおける流量を求めるとともに、圧力損失を求めた。シミュレーション結果を図４６の棒グラフ図および図４７のグラフ図に示す。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。

図４６から明らかなように、最大流量（１,０１１（L/h））と最小流量（９６３（L/h））との差異は４８（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合の差異は４. ８％であり、本実施形態のバラツキが後述する比較例のバラツキよりも小さいことを確認できた。
また、図４７に図示するように、圧力損失１８５.５(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。

第２実施形態についてシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ〜５７ｆにおける流量を求めるとともに、圧力損失を求めた。シミュレーション結果を図４８の棒グラフ図および図４９のグラフ図に示す。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。

図４８から明らかなように、最大流量（１,０４９（L/h））と最小流量（９６４（L/h））との差異は８５（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合の差異は８．５％であり、本実施形態のバラツキが後述する比較例のバラツキよりも小さいことを確認できた。
また、図４９に図示するように、圧力損失１８８.３(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。

第３実施形態についてシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ〜５７ｆにおける流量を求めるとともに、圧力損失を求めた。シミュレーション結果を図５０の棒グラフ図および図５１のグラフ図に示す。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。

図５０から明らかなように、最大流量（１,０１７（L/h））と最小流量（９６４（L/h））との差異は５３（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合の差異は５．３％であり、本実施形態のバラツキが後述する比較例のバラツキよりも小さいことを確認できた。
また、図５１に図示するように、圧力損失１８３.１(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。

第４実施形態についてシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ〜５７ｆにおける流量を求めるとともに、圧力損失を求めた。シミュレーション結果を図５２の棒グラフ図および図５３のグラフ図に示す。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。

図５２から明らかなように、最大流量（１,０１０（L/h））と最小流量（９８５（L/h））との差異は２５（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合の差異は２．５％であり、本実施形態のバラツキが後述する比較例のバラツキよりも小さいことを確認できた。
また、図５３に図示するように、圧力損失１６８.７(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。

第５実施形態についてシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ〜５７ｆにおける流量を求めるとともに、圧力損失を求めた。シミュレーション結果を図５４の棒グラフ図および図５５のグラフ図に示す。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。

図５４から明らかなように、最大流量（１,０１７（L/h））と最小流量（９８７（L/h））との差異は３０（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合の差異は３．０％であり、本実施形態のバラツキが後述する比較例のバラツキよりも小さいことを確認できた。
また、図５５に図示するように、圧力損失１７０.２(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。

第６実施形態についてシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ〜５７ｆにおける流量を求めるとともに、圧力損失を求めた。シミュレーション結果を図５６の棒グラフ図および図５７のグラフ図に示す。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。

図５６から明らかなように、最大流量（１,００８（L/h））と最小流量（９５６（L/h））との差異は５２（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合の差異は５．２％であり、本実施形態のバラツキが後述する比較例のバラツキよりも小さいことを確認できた。
また、図５７に図示するように、圧力損失１７３．２(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。

比較例１

既存の現行機種を模した超音波流量計をシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ〜５７ｆにおける流量を求めた。シミュレーション結果を図５８の棒グラフ図に示す。

図５８から明らかなように、最大流量（１,０９５（L/h））と最小流量（９６８（L/h））との差異は１２７（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合のバラツキの程度は１２.７％であった。
したがって、前述の各実施例に係る超音波流量計の各層における流量のバラツキが、既存の超音波流量計の各層における流量のバラツキよりも小さいことが判った。

本発明に係る超音波流量計は前述の実施形態に限定されることなく、その必要に応じて種々の変更できることは勿論である。

１０ ケース
１０ａ 入口側空間部
１０ｂ 出口側空間部
１１ 流入部
１２ 流出部
１３ 流入口
１４ 入口流路部
１５ 中間バッファ部
１６ 入口バッファ部
１７ 出口バッファ部
１８ 出口流路部
１９ 中間バッファ部
２０ ケース本体
２１ 流路仕切壁
２２ 出口バッファ仕切壁
２３ 第１仕切壁
２４ 入口バッファ仕切壁
２４ａ 入口連通孔
２４ｃ 切り欠き部
２５ 第２仕切壁
２６ 第３仕切壁
２６ａ 出口連通孔
３０ 蓋体
３１ 流路仕切壁
３２ 出口バッファ仕切壁
３３ 第１仕切壁
３４ 入口バッファ仕切壁
３４ａ 入口連通孔
３５ 第２仕切壁
３６ 第３仕切壁
３６ａ 出口連通孔
４０ 遮断弁
４１ 弁体
５０ 計測ユニット
５１ 筒体
５２ａ 入口部
５２ｂ 出口部
５３ 計測回路部
５４ａ 超音波振動子
５４ｂ 超音波振動子
５５ 制御回路板
５６ａ〜５６ｅ 整流板
５７ａ〜５６ｆ 計測流路
６０ カバー
６１ 頭部カバー
６２ 胴部カバー
６３ 第１鍔部
６３ａ 入口連通孔
６４ 第２鍔部

Claims (10)

1. ケースと、
   前記ケース内の上流側において仕切られた空間である入口バッファ部と、
   前記ケース内の下流側において仕切らたれ空間である出口バッファ部と、
   前記ケース内に収納され、入口部が前記入口バッファ部に連通し、かつ、出口部が前記出口バッファ部に連通する筒体を有する計測ユニットと、を有し、
   前記ケースの流入部に連通する流入口から流入した気体が、前記入口バッファ部に連通する前記計測ユニットの入口部から流入し、前記計測ユニット内の流通路を流通し、前記出口部に連通する出口バッファ部を介して流出部から流出することにより、前記計測ユニット内を通過する気体の流量を計測する超音波流量計であって、
   前記ケース内に、
   前記入口バッファ部および前記出口バッファ部から仕切られ、前記流入口から流入した気体を下流側に流下させる入口流路部と、
   前記入口バッファ部と前記出口バッファ部との間に配置され、かつ、前記入口流路部から仕切られ、前記計測ユニットを収納する中間バッファ部と、を設け、
   前記流入口から流入して前記入口流路部の下流側に流下した気体が、中間バッファ部の下流側に流入して前記入口バッファ部に還流することを特徴とする超音波流量計。
2. 流入口から流入した液体を入口バッファ部内にガイドし、かつ、前記ケースの底面に溜めるように内部空間を仕切る仕切壁を、設けたことを特徴とする請求項１に記載の超音波流量計。
3. 入口バッファ部と中間バッファ部との間を仕切る入口バッファ仕切壁に、入口バッファ部に流入した液体が中間バッファ部に流入できる切り欠き部を、設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波流量計。
4. 出口バッファ部がケースの流出部に直接、連通していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の超音波流量計。
5. 出口バッファ部が、下流側に向けて断面積が増大するように形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の超音波流量計。
6. 出口バッファ部とケースの流出部との間に、出口連通孔を備えた仕切壁を設けて出口流路部を形成したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の超音波流量計。
7. 計測ユニットの筒体の入口部の開口縁部および出口部の開口縁部のうち、少なくともいずれか一方の開口縁部が、バッファ部の内向面に面一に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の超音波流量計。
8. 計測ユニットの外表面のうち、少なくとも中間部をカバーで被覆したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の超音波流量計。
9. 計測ユニットの外表面のうち、中間バッファ部内に位置する外表面をカバーで被覆したことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の超音波流量計。
10. カバーが筒体の入口部の開口縁部から出口部の開口縁部までを被覆していることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の超音波流量計。

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