JP7390254B2 - 熱式流量計 - Google Patents
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Description
流体の流れの中に配置される基板と、前記基板に形成された空洞部を覆い少なくとも電気的絶縁膜を含んで構成されるメンブレンと、前記メンブレンに配置される発熱素子と、を有し、前記発熱素子と流体の流れとの間の熱収支により流量を測定する熱式流量センサを備えた熱式流量計において、
前記メンブレンは、前記空洞部と当該メンブレンを介して前記空洞部の反対側にある外部空間とを連通させる連通孔を備え、
前記連通孔は、単一孔で構成され、外部空間の側の開口面が前記発熱素子によって囲われている。
図1乃至図5を用いて、本発明の第1実施例(実施例1)について説明する。
図1は、本発明の実施例1に係る熱式流量センサ1の上面図である。図2は、図1におけるメンブレン部のII-II断面図である。図3は、図1におけるメンブレン部の拡大図である。
流体の流れの中に配置される基板2と、基板2に形成された空洞部2Aを覆い少なくとも電気的絶縁膜19を含んで構成されるメンブレン3と、メンブレン3に配置される発熱素子6と、を有し、発熱素子6と流体の流れとの間の熱収支により流量を測定する熱式流量センサ1を備えた熱式流量計100において、
メンブレン3は、空洞部2Aとメンブレン3を介して空洞部2Aの反対側にある外部空間FSとを連通させる連通孔18を備え、
連通孔18は、単一孔で構成され、外部空間側の開口面が発熱素子6によって囲われている。
連通孔18は、少なくとも流体の流れ5方向に沿う二方向において、発熱素子6によって囲まれている。
発熱素子6は周囲の温度よりも高くなるため、図4に示すような汚損物の堆積が生じた場合でも、温度の高い領域つまり発熱素子6の近傍は汚損物が堆積し難くい。更に発熱素子6が高温であるため、水滴が単一孔構造の連通孔18から浸入し難くなる。高温高湿環境における壁温状態(熱式流量計1の温度と環境の温度とに温度差がある状態)の結露においても同様に、発熱素子6の周囲は温度が高いため、結露し難い構成である。従って本実施例の熱式流量計1は、信頼性の点においても、優れている。
図6を用いて、本発明の第2実施例(実施例2)について説明する。
図6は、本発明の実施例2に係る、図5と同様な断面を示す図であり、連通孔の近傍の拡大断面図である。
図7を用いて、本発明の第3実施例(実施例3)について説明する。
図7は、本発明の実施例3に係る、図5と同様な断面を示す図であり、連通孔の近傍の拡大断面図である。
図8を用いて、本発明の第4実施例(実施例4)について説明する。
図8は、本発明の実施例4に係る、図5と同様な断面を示す図であり、連通孔の近傍の拡大断面図である。
図9を用いて、本発明の第5実施例(実施例5)について説明する。
図9は、本発明の実施例5に係る、図5と同様な断面を示す図であり、連通孔の近傍の拡大断面図である。
図10を用いて、本発明の第6実施例(実施例6)について説明する。
図10は、本発明の実施例6に係る、図5と同様な断面を示す図であり、連通孔の近傍の拡大断面図である。
図11は、熱式流量計の概略構成を示す図であり、熱式流量計の内部を透視した透視図である。
Claims (8)
- 流体の流れの中に配置される基板と、前記基板に形成された空洞部を覆い少なくとも電気的絶縁膜を含んで構成されるメンブレンと、前記メンブレンに配置される発熱素子と、を有し、前記発熱素子と流体の流れとの間の熱収支により流量を測定する熱式流量センサを備えた熱式流量計において、
前記メンブレンは、前記空洞部と当該メンブレンを介して前記空洞部の反対側にある外部空間とを連通させる連通孔を備え、
前記連通孔は、単一孔で構成され、外部空間の側の開口面が前記発熱素子によって囲われていることを特徴とする熱式流量計。 - 請求項1に記載の熱式流量計において、
前記連通孔は、少なくとも流体の流れ方向に沿う二方向において、前記発熱素子によって囲まれていることを特徴とする熱式流量計。 - 請求項1又は2に記載の熱式流量計において、
前記連通孔の断面積は、前記空洞部の側から前記外部空間の側に向かって小さくなっていることを特徴とする熱式流量計。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱式流量計において、
前記連通孔の内部に多孔質部材を配置したことを特徴とする熱式流量計。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱式流量計において、
前記連通孔の前記外部空間の側の開口部を覆うように多孔質部材を配置したことを特徴とする熱式流量計。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の熱式流量計において、
前記メンブレンは、当該メンブレンの膜厚方向において前記発熱素子に対して前記外部空間の側に配置された第1バリア膜と、前記発熱素子に対して前記空洞部の側に配置された第2バリア膜と、前記連通孔の内周面と前記発熱素子との間に介在するように配置された第3バリア膜と、を有し、
前記第3バリア膜は、前記第1バリア膜と前記第2バリア膜とに接続され、
前記第1バリア膜、前記第2バリア膜及び前記第3バリア膜は、前記電気的絶縁膜を構成する他の電気的絶縁膜よりも酸素及び水の透過率が低い材料で形成されることを特徴とする熱式流量計。 - 請求項6に記載の熱式流量計において、
前記第1バリア膜、前記第2バリア膜及び前記第3バリア膜は、窒化シリコン膜又は金属膜により形成されることを特徴とする熱式流量計。 - 請求項6に記載の熱式流量計において、
前記第1バリア膜は、前記連通孔の内周面に露出することなく前記電気的絶縁膜で覆われ、
前記第2バリア膜は、前記連通孔の内周面に露出し、
前記第3バリア膜は、前記第2バリア膜に接続される部分が前記連通孔の内周面に露出していることを特徴とする熱式流量計。
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