JPH0886676A - 流量計の保護部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生産時、運搬時、取り付け時等において汚損
や破損のおそれがなく、しかも低流量で従来以上の感度
を有する流量計の保護部材を得る。 【構成】 上面に流量センサ部１が設けられた台座２
と、この台座２に係合する凹部１２が底部に形成された
部材本体１１と、この部材本体１１の上面に立設した壁
体１１ａ，１１ｂに形成された流体導入用の流路と、前
記凹部１２と前記流路である溝１３とを連通し前記流量
センサ部１を該流路に露出するように前記部材本体１１
の上面に形成された穴１４とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばガス燃焼式給
湯器の燃焼用空気量の測定等、流量を正確に測定する必
要がある各種機器に好適に用いられる流量計の保護部材
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばガス給湯器等の燃焼用空気
量を測定するには、ブロアやファンモータの回転数によ
り間接的に測定する方法が採られていた。しかしこの方
法は単に気流の体積流量を測定するものであるから、高
度差による圧力の影響や外界の気象条件の変動により正
確な測定ができず、通常は安全率を見込んで必要な空気
量をかなり上回る空気量を供給するように設定してい
る。その結果、最適な燃焼条件から外れることとなり窒
素酸化物（ＮＯｘ）が発生し易くなり、エネルギー効率
が低下する等の問題が生じていた。また、測定器自体が
大きく、近年のガス給湯器等の小型化に対応できないと
いう問題点があった。

【０００３】そこで、近年では、図５に示すような半導
体を用いた流量計が開発され、実用に供されている。図
において、１はチップタイプの熱式流量センサ、２は上
面２ａに流量センサ１が設けられた円柱状の台座であ
る。この流量センサ１は、図６に示すように、１．７ｍ
ｍ角のＳｉ基板３上に厚みが２０μｍ以下のダイヤフラ
ム４が形成され、該ダイヤフラム４上に薄膜ヒータＲ_H
及び薄膜温度センサＲ_U ，Ｒ_D が形成され、Ｓｉ基板３
上に薄膜温度センサＲ_R が形成され、薄膜ヒータＲ_H 、
薄膜温度センサＲ_U ，Ｒ_D 及び薄膜温度センサＲ_R によ
りマイクロフローセンサ５が構成されている。

【０００４】この流量計は、図７に示すように、マイク
ロフローセンサ５が空気流６と平行になるようにダクト
７内に配置され、その台座２はダクト７の内壁７ａに接
着材８またはネジ等の固定具を用いて固定されている。
この流量センサ１は、薄膜温度センサＲ_U が空気流６の
上流側に、薄膜温度センサＲ_D が空気流６の下流側にな
るように配置されている。

【０００５】次に、流量計の動作について説明する。図
８は薄膜ヒータＲ_H と薄膜温度センサＲ_R により構成さ
れたブリッジ回路の回路図、図９は薄膜温度センサ
Ｒ_U ，Ｒ_D により構成されたブリッジ回路の回路図、図
１０は薄膜温度センサＲ_U ，Ｒ_D の温度と空気流の流速
との関係を示す図である。この流量計においては、薄膜
ヒータＲ_H の温度が周囲温度に対してある一定温度上昇
するように該薄膜ヒータＲ_H に通電すると、薄膜ヒータ
Ｒ_H より発生した熱は周囲の空気を暖め、両側に配置さ
れている薄膜温度センサＲ_U ，Ｒ_D の温度を上昇させ
る。

【０００６】この温度上昇は、空気に流れがない場合に
は両側の薄膜温度センサＲ_U ，Ｒ_Dで等しくなるが、空
気に流れがあると、図に示すように、上流側の薄膜温度
センサＲ_U は空気流により冷却されて温度が下降し、下
流側の薄膜温度センサＲ_D は暖められた空気流により熱
せられて温度が上昇する。したがって、薄膜温度センサ
Ｒ_U ，Ｒ_D 間の温度差を電圧の差に変換して取り出せ
ば、空気流の流速を検出することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の流量計は以上の
ように構成されているので、流量センサ１が何の保護も
なしに外部にさらされる状態となり、流量計を生産・運
搬する際やダクト等に取り付ける作業の際に、マイクロ
フローセンサ５を汚損させたりあるいは破損させる等の
恐れがある等の問題点があった。また、ガス給湯器等の
各種機器が小型化するに伴い、低流量で従来以上の感度
を有する流量計が求められており、特に３ｌ／Ｈ程度の
低流量で高感度を示す流量計の開発が待たれているが、
従来の流量計ではこれらの要求に充分対応できないのが
現状である。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、生産時、運搬時、取り付け時等
において汚損や破損の恐れがなく、しかも低流量におい
て高感度で動作する流量計の保護部材を得ることを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る流量計の
保護部材は、上面に流量センサ部が設けられた台座と係
合する凹部を部材本体の底部に形成し、この部材本体の
上面に立設した壁体に流体導入用の流路を形成し、前記
流量センサ部を前記流路に露出する穴を前記部材本体の
上面に形成したものである。

【００１０】

【作用】この発明における流量計の保護部材は、上面に
流量センサ部が設けられた台座に係合された部材本体の
上面に壁体を立設し、この壁体に流体導入用の流路を形
成し、前記流量センサ部を前記流路に露出する穴を前記
部材本体に形成したことにより、前記流量センサ部を確
実に保護し、汚損および破損を防止する。また、流体は
流路を通過中に流量センサ部に作用するので、流量セン
サ部は流路を通過するわずかな量の流体を高感度で検出
する。これより、低流量域での流量の感度が増大し、低
流量域における流量計の感度特性が向上する。

【００１１】

【実施例】 実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１ないし図３において、１１は略円柱状のキャ
ップ本体（部材本体）であり、その底部には台座２と係
合する凹部１２が形成され、その上面に立設した壁体１
１ａ，１１ｂ間に空気流６導入用の流路となる溝１３が
軸Ａ_x と直交するように形成され、当該溝１３の底部は
その両端部の肉厚部を除き開放されて凹部１２と連通す
る穴１４とされている。この溝１３のそれぞれの開口端
１３ａ，１３ｂの両側部１５ａ，１５ａ及び両側部１５
ｂ，１５ｂには空気流６を整流するための丸みが形成さ
れている。さらに、凹部１２の下端には台座２と係合し
該台座２を凹部１２に固定するための突起１６が軸Ａ_X
に対して対称の位置に形成されている。

【００１２】このキャップ（保護部材）の凹部１２の底
面１２ａと台座２の上面２ａとを対向させた状態でキャ
ップ本体１１を台座２に向かって移動させ、凹部１２に
台座２を係合させる。このとき流量センサ１は溝１３内
に突出した状態となり、外部の衝撃から保護される。さ
らに、凹部１２の側面１２ｂに、底面１２ａに向かって
拡径するようにテーパを形成し、台座２にも上面２ａか
ら底面２ｂに向かって拡径するようにテーパを形成すれ
ば、台座２は凹部１２に係合した後外れ難くなるので、
流量センサ１を確実に保護することができる。

【００１３】次に動作について説明する。この流量計に
おいては、一方の開口端１３ａから溝１３内に流入する
空気流６は側部１５ａ，１５ａの丸みにより整流され、
この整流された空気流６が流量センサ１に向かって流
れ、該流量センサ１により流量が測定される。溝１３は
断面積が小さいので、通過する空気流６は流量が少なく
なり、しかも整流されているので、低流量の高速の定常
流となる。これより、空気流６の流量が変化すると、こ
の変化量に対応して前記定常流が大きく変化し、わずか
な空気流６の流量を高感度で検出することが可能にな
り、低流量域での流量計の感度特性が向上する。なお、
この流量計の測定原理は従来と全く同様である。

【００１４】この実施例の流量計のキャップによれば、
キャップ本体１１の底部に台座２と係合する凹部１２を
形成したので、該凹部１２を台座２に係合することによ
り、台座２の上面２ａに設けられた流量センサ１を外部
の衝撃から保護することができ、生産時、運搬時、取り
付け時等において汚損や破損を防止することができ、し
たがって流量計の信頼性を向上させることができる。

【００１５】また、キャップ本体１１の上部に溝１３が
形成され、溝１３の底部は凹部１２と連通する穴１４と
されているので、空気流６は溝１３により低流量かつ高
速の気流となり流量センサ１により高感度で検出され、
低流量域での流量に対するセンサ感度を大きくすること
ができ、流量計の低流量域における感度特性を向上させ
ることができる。また、溝１３の開口端１３ａ，１３ｂ
の両側部１５ａ，１５ａ及び両側部１５ｂ，１５ｂに丸
みを形成したので、溝１３内に流入する空気流６を整流
し、均一な定常流とすることができる。

【００１６】実施例２．図４はこの発明の他の実施例を
示す斜視図であり、図において、２１は溝１３の両側に
設けられた水平方向に延在する断面略半円状のフィンで
ある。

【００１７】次に動作について説明する。この流量計を
空気流６中に配置すると、空気流６によりフィン２１が
冷却される。フィン２１はマイクロフローセンサ５から
受ける伝熱より空気流６により受ける冷却効果の方が大
きく、他の部分と比べて温度が低くなるので、空気流６
の流れが止まって滞留したような場合、空気流６中の水
分はより温度の低いフィン２１に集中的に結露し、流量
センサ１に結露することはほとんどない。したがって、
流量センサ１の結露を防止することができる。この流量
センサ１の結露はマイクロフローセンサ５においては致
命的な故障原因となるので、この結露を防止できれば流
量センサ１の信頼性が大幅に向上し、効果大である。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、上面
に流量センサ部が設けられた台座に係合された部材本体
の上面に壁体を立設し、この壁体に流体導入用の流路を
形成し、前記流量センサ部を前記流路に露出する穴を前
記部材本体に形成して構成したので、流量センサ部を外
部の衝撃から保護することができ、生産時、運搬時、取
り付け時等において汚損や破損を防止することができ、
したがって流量計の信頼性を向上させることができる。

【００１９】また、流体は流路を通過中に流量センサ部
に作用するように構成したので、低流量域での流量に対
するセンサ感度を大きくすることができ、流量計の低流
量域における感度特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による流量計のキャップ
（保護部材）を示す斜視図である。

【図２】この発明の一実施例による流量計のキャップ
（保護部材）を示す平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】この発明の他の実施例による流量計のキャップ
を示す斜視図である。

【図５】従来の半導体を用いた流量計を示す斜視図であ
る。

【図６】従来のチップタイプの熱式流量センサを示す斜
視図である。

【図７】ダクト内に流量計を配置した状態を示す断面図
である。

【図８】薄膜ヒータと薄膜温度センサにより構成された
ブリッジ回路を示す回路図である。

【図９】２つの薄膜温度センサにより構成されたブリッ
ジ回路を示す回路図である。

【図１０】薄膜温度センサの温度と空気流の流速との関
係を示す図である。

【符号の説明】

１ 熱式流量センサ（流量センサ部） ２ 台座 ２ａ 上面 ６ 空気流（流体） １１ キャップ本体（部材本体） １２ 凹部 １３ 溝 １４ 穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面に流量センサ部が設けられた台座
   と、この台座に係合する凹部が底部に形成された部材本
   体と、この部材本体の上面に立設した壁体に形成された
   流体導入用の流路と、前記凹部と前記流路とを連通し前
   記流量センサ部を該流路に露出するように前記部材本体
   の上面に形成された穴とを備えた流量計の保護部材。