JPH11351934A

JPH11351934A - 可搬型流量計

Info

Publication number: JPH11351934A
Application number: JP10165618A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Odaka; 博文小高; Atsushi Koike; 淳小池; Kiyoshi Yamagishi; 喜代志山岸; Masahiro Tochio; 征広栃尾
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】灯油燃焼装置に灯油を供給する配管に簡単に
設置できて、瞬時に灯油の流量を測定することができ、
しかも、構造が簡単であり、軽量であって、作業者が容
易に携帯することができる可搬型流量計を提供する【解決手段】両端部に外部配管と接続するための接続
部１１，１２を形成し、内部に流通管３を貫通させた本
体部９、及び蓋体部１０とからなるケーシング２を設け
る。流体の流量を検出する流量センサー４をケーシング
２内に収容し、流量値を表示する表示部６、及び電源を
供給し、流量を測定するための操作部７を蓋体部１０に
配設する。流量センサー４により検出した流量を表示部
６に表示するための電気回路を構成し、可搬型流量計１
を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ストーブ、ボイラ
ー等の灯油燃焼装置に灯油を供給する配管に設置して、
灯油の流量を測定することができ、しかも、容易に携帯
することができる可搬型流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】ストーブ、ボイラー等の灯油燃焼装置
は、灯油を燃焼させることにより発生する熱によって、
空気を加温して室内を暖房したり、水を加熱して大量の
湯を沸かしたり、動力源となる高圧蒸気を発生させたり
するものである。図１１及び図１２に示すボイラー１０
１では、タンク１０２から配管１０３を介して灯油を供
給し、バーナー１０４により灯油を霧状に噴出させつつ
燃焼させ、この際に発生する熱によって、大量の湯を沸
かしたり、高圧蒸気を発生させ、燃焼ガスを煙突１０５
から排出するようになっている。そして、タンク１０２
とポンプ１０６との間には塵、埃等の異物を除去するス
トレーナ１０７を配設し、ポンプ１０６とバーナー１０
４との間には灯油の流量を測定する流量計１０８を配設
してある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ストレーナ１
０７を通過した微小な異物が次第に蓄積したり、ストレ
ーナ１０７とバーナー１０４との間で異物が侵入したり
すると、これら異物を除去することができず、バーナー
１０４のノズル１０９内に異物が侵入して、吐出口１０
９ａを一部閉塞してしまうことがある。このような場合
には、ノズル１０９内を流通する灯油量が減少するた
め、バーナー１０４の性能が十分発揮されず、ボイラー
１０１において発生する熱量が減少する。又、灯油が不
完全燃焼して、灯油の保有エネルギーが無駄に逸散され
るとともに、一酸化炭素等の不完全燃焼ガスが発生し、
大気汚染の元凶となった。

【０００４】かかる問題を解決する方法として、配管路
内に配設した流量計１０８により配管１０３を流通する
灯油の流量を測定し、この測定値に対応した適量の空気
を供給して灯油を燃焼させる空燃費制御方法が提案され
ている。これによれば、ノズル１０９の吐出口１０９ａ
が一部閉塞した場合でも、不完全燃焼することはなく、
灯油の保有エネルギーの浪費、不完全燃焼ガスによる大
気汚染を防止することができる。そして、灯油の噴出圧
力等によりノズル１０９内の異物が吐出口１０９ａから
吐出されれば、バーナー１０４本来の性能が発揮され、
ボイラー１０１の発熱量は正常時に復帰する。

【０００５】上記方法によれば、不完全燃焼を防止する
ことはできるが、ボイラー１０１において発生する熱量
の減少を阻止することはできない。又、ノズル１０９内
の異物が吐出口１０９ａから吐出されないと、結局、人
為的に異物を除去しなければならない。

【０００６】本発明は、かかる問題点を解消すべく為さ
れたものであって、灯油燃焼装置に灯油を供給する配管
に簡単に設置できて、瞬時に灯油の流量を測定すること
ができ、しかも、構造が簡単であり、軽量であって、作
業者が容易に携帯することができる可搬型流量計を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、両端部に外部配管と接続するための接続
部を形成し、内部に流通管を貫通させた本体部、及び蓋
体部とからなるケーシングと、前記ケーシング内に収容
され、流体の流量を検出する流量センサーと、流量値を
表示する表示部と、電源を供給し、流量を測定するため
の操作部と、前記流量センサーにより検出した流量を前
記表示部に表示するための電気回路とから可搬型流量計
を構成したものである。

【０００８】高感度の流量検出を行なうため、前記流量
センサーは、基板上に発熱体と感温体とを形成した流量
検知部と、被検知流体との間で熱伝達を行うフィンプレ
ートと、流量に対応した電圧値を出力する出力端子とを
有し、前記流量検知部、前記フィンプレートの一部及び
前記出力端子の一部をモールディングにより被覆したも
のとするのが好ましい。

【０００９】灯油の温度による流量測定値の誤差を少な
くするため、さらに、流体の温度を検出する温度センサ
ーを前記ケーシング内に収容するのが好ましい。そし
て、高感度の温度検出を行なうため、前記温度センサー
は、基板上に感温体を形成した温度検知部と、被検知流
体との間で熱伝達を行うフィンプレートと、温度に対応
した電圧値を出力する出力端子とを有し、前記温度検知
部、前記フィンプレートの一部及び前記出力端子の一部
をモールディングにより被覆したものとするのが好まし
い。

【００１０】前記表示部は、前記ケーシングの蓋体部の
上面に配設し、流量の測定値をディジタル表示するもの
としてもよい。前記操作部も、前記ケーシングの蓋体部
の上面に配設し、電源ボタンと測定ボタンとからなるも
のとしてもよい。

【００１１】前記電気回路を、前記流量センサーの感温
体、前記温度センサーの感温体を含み、流体の流量に対
応した電圧差を出力するブリッジ回路、流体の流量に対
応した電圧差を対応する周波数のパルス信号に変換する
Ｖ／Ｆ変換回路、このパルス信号を計数するカウンタ
ー、周波数に対応する流量に換算するマイクロコンピュ
ータを有するものとすれば、前記表示部に流量の測定値
をディジタル表示することができる。

【００１２】可搬型流量計は、外部配管に付設したバイ
パス管に装着するようにしてもよく、外部配管に付設し
たセルフシールカップリングに装着するようにしてもよ
い。セルフシールカップリングに装着する場合には、開
閉バルブを配設する必要がなく、装着作業も簡単であ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の可搬型流量計の好
適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【００１４】可搬型流量計１は、図１乃至図３に示すよ
うに、ケーシング２、流通管３、流量センサー４、温度
センサー５、表示部６、操作部７、回路基板８からな
る。

【００１５】ケーシング２は、塩化ビニル樹脂等の合成
樹脂製で、本体部９及びこれに着脱自在な蓋体部１０と
からなり、本体部９の両端部は外部配管と接続するため
の接続部１１，１２とし、本体部９内には流通管３を貫
通させてある。本体部９の上部にはセンサー挿入空間１
３を画成してあり、このセンサー挿入空間１３から流通
管３に向かってセンサー挿入孔１４，１５を穿設してあ
る。

【００１６】流通管３は、銅、鉄、ステンス鋼等の金属
からなる円管であり、前記センサー挿入孔１４，１５に
対応する位置に開口部１６，１７を形成してある。

【００１７】流量センサー４は、図４に示すように、流
量検知部１８、フィンプレート１９、出力端子２０及び
被覆部材２１よりなる。

【００１８】流量検知部１８は、図５に示すように、基
板２２上に順次、絶縁層２３、薄膜発熱体２４、電極層
２５，２６、絶縁層２７、薄膜感温体２８、絶縁層２９
を積層、形成したチップ状のものである。

【００１９】基板２２は、シリコン、アルミナ等からな
る厚さ６００μｍ、大きさ２×３ｍｍ程度の矩形板であ
り、図６に示すように、発熱体２４、感温体２８を積層
した反対面より、エッチング等により、深さ５５０μｍ
の凹部３０を形成してある。そして、基板２２の発熱体
２４、感温体２８を積層した反対面には、ガラスからな
る膜厚５０〜２００μｍのプレパラート３１を固着さ
せ、前記凹部３０を完全に封止してある。

【００２０】発熱体２４は、膜厚１μｍ程度で所望形状
にパターニングしたサーメットからなり、電極層２５，
２６は、膜厚０．５μｍ程度のニッケル、又はこれに膜
厚０．５μｍ程度の金を積層してなる。感温体２８は、
膜厚０．５〜１μｍ程度で所望形状、例えば蛇行状にパ
ターニングした白金、ニッケル等の温度係数が大きく安
定な金属抵抗膜、又は酸化マンガン系のＮＴＣサーミス
ターからなる。絶縁層２３，２７，２９は、膜厚１μｍ
程度のＳｉＯ₂からなる。

【００２１】フィンプレート１９は、銅、ジュラルミ
ン、銅−タングステン合金等の熱伝導性の良好な材料か
らなり、厚さ２００μｍ、幅２ｍｍ程度の矩形薄板であ
る。

【００２２】流量検知部１８は、図４に示すように、フ
ィンプレート１９の上端面に、発熱体２４、感温体２８
を積層した面を対向させて、銀ペースト等の接合材３２
を介して固着してある。そして、ボンディングワイヤー
３３によって出力端子２０と接続し、流量検知部１８、
フィンプレート１９の上半部及び出力端子２０の下半部
をモールディングによる被覆部材２１により被覆してあ
る。

【００２３】流量センサー４の製造方法としては、種々
方法を採用することができるが、前記フィンプレート１
９と出力端子２０とを一体化するようにしてもよい。例
えば、図７に示すように、プレート素材３４をエッチン
グして所定形状のプレート基材３５を形成した後、順
次、流量検知部１８を接合する部分を銀メッキ処理し、
銀ペーストを塗布して流量検知部１８を固着し、流量検
知部１８と出力端子２０とをワイヤーボンディングによ
って接続し、フィンプレート１９に相当する部分をニッ
ケルメッキする。そして、流量検知部１８、フィンプレ
ート１９の上半部及び出力端子２０の下半部をエポキシ
樹脂によってモールディングし、図４に示すような流量
センサー４を製造するようにしてもよい。

【００２４】温度センサー５は、温度検知部３６、フィ
ンプレート３７、出力端子３８及び被覆部材３９よりな
り、流量検知部１８の発熱体２４、電極層２５，２６、
絶縁層２７を有しない以外は、同様の構成である。又、
温度センサー５の製造方法としても、流量センサー４と
同様の方法を採用することができる。

【００２５】この流量センサー４では、発熱体２４に通
電することにより感温体２８を加熱し、感温体２８の電
気抵抗値の変化を検出する。ここで、流量センサー４は
流通管３に設置されているため、発熱体２４の発熱量の
一部はフィンプレート１９を介して流通管３内を流れる
灯油中へと放逸され、感温体２８に伝達される熱量はこ
の放逸熱量を差し引いたものとなる。そして、この放逸
熱量は灯油の流量に対応して変化するから、供給される
熱量により変化する感温体２８の電気抵抗値の変化を検
出することによって、流通管３内を流れる灯油の流量を
測定できるということになる。又、前記放逸熱量は灯油
の温度によっても変化するから、図３に示すように、流
通管３の適宜位置に温度センサー５を設置し、感温体２
８の電気抵抗値の変化を検出する流量検出回路中に温度
補償回路を付加して、灯油の温度による流量測定値の誤
差をできるだけ少なくしている。

【００２６】流量センサー４は、流量検知部１８の基板
２２に凹部３０を形成して、ここに断熱効果の高い空気
層を設けるとともに、フィンプレート１９の上端面に、
発熱体２４、感温体２８を積層した面を対向させて、流
量検知部１８を固着して、被覆部材２１と発熱体２４、
感温体２８が接触する面積を極力少なくしたから、感温
体２８の保有する熱量、又、フィンプレート１９を伝達
する熱量が被覆部材２１へと流出又は流入することが極
めて少なくなる。よって、流体の比熱が小さい場合、流
量が少ない場合等にあっても、流量センサー４の感度を
低下させることがない。

【００２７】又、流量センサー４は、流量検知部１８、
フィンプレート１９の上半部及び出力端子２０の下半部
をモールディングによる被覆部材２１により被覆したか
ら、ケーシング２のセンサー挿入孔１４，１５に確実に
嵌挿でき、密封状態が不完全となって、フィンプレート
１９を伝達する熱量が金属製流通管３を介してケーシン
グ２へと流出又は流入することも極めて少なくなる。こ
の点からも、流体の比熱が小さい場合、流量が少ない場
合等にあっても、流量センサー４の感度を低下させるこ
とがない。

【００２８】さらに、流量センサー４は、流量検知部１
８、フィンプレート１９の上半部及び出力端子２０の下
半部をモールディングによる被覆部材２１により被覆し
て一体化してあり、ケーシング２に形成したセンサー挿
入孔１４，１５に嵌挿するだけであるから、ケーシング
２への組み込みは極めて簡単であり、しかも、固定状態
も安定であって耐久性の高いものである。

【００２９】表示部６及び操作部７は、図１及び図２に
示すように、ケーシング２の蓋体部１０の上面に配設し
てある。表示部６は、液晶パネルであって、流量の測定
値がディジタル表示されるようになっている。操作部７
は、電源ボタン４０及び測定ボタン４１よりなり、電源
ボタン４０を押すことにより電源が供給され、測定ボタ
ン４１を押すことにより測定が可能となる。

【００３０】図１及び図３に示すように、流量センサー
４、温度センサー５をケーシング２のセンサー挿入空間
１３からセンサー挿入孔１４，１５に嵌挿させ、フィン
プレート１９，３７の下半部を流通管３の開口部１６，
１７を挿通させて流通管３内に位置させ、フィンプレー
ト１９，３７の下端を流通管３の軸線より下方まで到達
させるようにしてある。尚、流量センサー４、温度セン
サー５とセンサー挿入孔１４，１５との間にはＯリング
４２，４２を介在させ、これら間隙より流体が漏洩する
のを防止している。

【００３１】流量センサー４，温度センサー５を嵌挿し
た後、センサー挿入空間１３にセンサー押圧板４３を挿
入して流量センサー４、温度センサー５の被覆部材２
１，３９の上面を押圧してある。さらに、センサー挿入
空間１３に回路基板８を挿入、配置し、本体部９に蓋体
部１０を装着、固定して、可搬型流量計１を構成してあ
る。

【００３２】回路基板９は、流量センサー４、温度セン
サー５、表示部６、操作部７及び電源コード４４と電気
的に接続されており（図示しない）、全体として、図８
に示すような電気回路が構成されている。

【００３３】先ず、電源である交流１００Ｖを直流変換
回路４５により適宜電圧値の直流に変換する。得られた
直流電圧を電圧安定化回路４６により安定化し、流量セ
ンサー４の発熱体２４及びブリッジ回路４７に電圧を供
給する。ブリッジ回路４７は、流量センサー４の感温体
２８、温度センサー５の感温体４８、抵抗４９及び可変
抵抗５０よりなり、灯油の流量に対応して感温体２８の
電気抵抗値が変化するため、ブリッジ回路４７のａ，ｂ
点における電圧差Ｖａ−Ｖｂも変化する。

【００３４】電圧差Ｖａ−Ｖｂは、差動増幅回路５１、
積分回路５２を介してＶ／Ｆ変換回路５３に入力され、
Ｖ／Ｆ変換回路５３において、入力される電圧信号に対
応する周波数のパルス信号が形成される。Ｖ／Ｆ変換回
路５３の周波数は、温度補償型水晶振動子５４の発振に
基づき基準周波数発生回路５５で高精度クロックにより
設定される基準周波数に基づいて形成される。

【００３５】Ｖ／Ｆ変換回路５３から出力されるパルス
信号がトランジスタ５６に入力されると、発熱体２４に
電流が流れて発熱する。又、このパルス信号はカウンタ
ー５７により計数され、マイクロコンピュータ５８にお
いてその周波数に対応する流量に換算される。そして、
この流量値は表示部６にディジタル表示されるととも
に、メモリー５９内に記憶される。尚、６０は電池等の
バックアップ電源である。

【００３６】次に、本発明の可搬型流量計１の使用方法
について説明するが、可搬型流量計１を使用するに当た
って、灯油燃焼装置の配管を可搬型流量計１が装着でき
る構造とする必要がある。よって、配管の構造に対応し
て説明する。

【００３７】第１に、図９（Ａ）に示すように、灯油燃
焼装置の配管６１に開閉バルブ６２，６３を配設したバ
イパス管６４，６５を付設し、常時は接続管６６を装着
しておく構造が考えられる。この構造では、先ず、開閉
バルブ６２，６３を閉鎖し、接続管６６をバイパス管６
４，６５より取り外す。次に、可搬型流量計１の接続部
１１，１２をバイパス管６４，６５の接続部６７，６８
に接続し、図９（Ｂ）に示すように可搬型流量計１を装
着し、開閉バルブ６２，６３を開放する。

【００３８】第２に、図１０（Ａ）に示すように、灯油
燃焼装置の配管６１にセルフシールカップリング６９，
７０を付設した構造が考えられる。この構造では、先
ず、可搬型流量計１の接続部１１，１２を連結管７１，
７２の接続部７３，７４に接続し、次に、連結管７１，
７２の接続部７５，７６をセルフシールカップリング６
９，７０に接続し、図１０（Ｂ）に示すように可搬型流
量計１を装着する。このように、セルフシールカップリ
ングに装着する場合には、開閉バルブを配設する必要が
なく、装着作業も簡単であり、好ましい。

【００３９】可搬型流量計１を灯油燃焼装置の配管６１
に装着した後、電源ボタン４０を押して電源を供給し、
次いで、測定ボタン４１を押せば、図８に示す電気回路
が閉じる。これにより、灯油の流量に対応して感温体２
８の電気抵抗値が変化し、ブリッジ回路４７のａ，ｂ点
に電圧差Ｖａ−Ｖｂが現れ、Ｖ／Ｆ変換回路５３におい
て形成されたパルス信号がカウンター５７により計数さ
れ、マイクロコンピュータ５８により流量に換算され、
流量値が表示部６にディジタル表示される。

【００４０】作業者がこの流量値を見て、所定値以下で
あった場合には、バーナーのノズル内に異物が侵入し
て、吐出口が一部閉塞していると判断し、ノズル内から
異物を除去する作業を行なうのである。

【００４１】

【発明の効果】本発明の可搬型流量計は、灯油燃焼装置
に灯油を供給する配管に簡単に設置できて、瞬時に灯油
の流量を測定することができるから、作業者はバーナー
のノズル内に異物が侵入して、吐出口が一部閉塞してい
るか否かの判断を迅速にでき、ノズル内から異物を除去
する作業を直ちに行なうことができる。そして、不完全
燃焼を防止して、灯油の保有エネルギーの浪費、不完全
燃焼ガスによる大気汚染を防止することができるととも
に、バーナー本来の性能を発揮させて、発熱量を正常時
に復帰させることができる。

【００４２】本発明の可搬型流量計は、又、構造が簡単
であり、軽量であるから、作業者が容易に携帯すること
ができ、灯油燃焼装置に灯油を供給する配管に直ちに設
置できて、極めて実用的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可搬型流量計の斜視図である。

【図２】本発明の可搬型流量計の（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は蓋体部を取り外した状態の平面図である。

【図３】本発明の可搬型流量計の（Ａ）は正面断面図、
（Ｂ）は側面断面図である。

【図４】流量センサーの（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は
側面断面図である。

【図５】流量センサーの流量検知部の分解斜視図であ
る。

【図６】流量センサーの流量検知部の縦断面図である。

【図７】流量センサーの製造工程を示す説明図である。

【図８】本発明の可搬型流量計の電気回路図である。

【図９】バイパス管を付設した外部配管に、本発明の可
搬型流量計を装着する方法を示す説明図である。

【図１０】セルフシールカップリングを付設した外部配
管に、本発明の可搬型流量計を装着する方法を示す説明
図である。

【図１１】タンクから灯油を供給し、バーナーにより灯
油を燃焼させ、燃焼ガスを煙突から排出するまでを示す
概略構成図である。

【図１２】（Ａ）はボイラーの一部切断斜視図、（Ｂ）
はバーナーの一部切断斜視図である。

【符号の説明】

１可搬型流量計２ケーシング３流通管４流量センサー５温度センサー６表示部７操作部８回路基板９本体部１０蓋体部１１，１２接続部１８流量検知部１９フィンプレート２０出力端子２１被覆部材２２基板２４発熱体２８感温体４０電源ボタン４１測定ボタン４７ブリッジ回路４８感温体５３Ｖ／Ｆ変換回路５７カウンター５８マイクロコンピュータ６１外部配管６４，６５バイパス管６９，７０セルフシールカップリング

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年６月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【図６】

【図１】

【図２】

【図３】

【図５】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１２】

【図１１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者栃尾征広埼玉県上尾市原市1333−２三井金属鉱業株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端部に外部配管と接続するための接続
部を形成し、内部に流通管を貫通させた本体部、及び蓋
体部とからなるケーシングと、前記ケーシング内に収容
され、流体の流量を検出する流量センサーと、流量値を
表示する表示部と、電源を供給し、流量を測定するため
の操作部と、前記流量センサーにより検出した流量を前
記表示部に表示するための電気回路とから構成される可
搬型流量計。
【請求項２】前記流量センサーは、基板上に発熱体と
感温体とを形成した流量検知部と、被検知流体との間で
熱伝達を行うフィンプレートと、流量に対応した電圧値
を出力する出力端子とを有し、前記流量検知部、前記フ
ィンプレートの一部及び前記出力端子の一部をモールデ
ィングにより被覆したことを特徴とする請求項１に記載
の可搬型流量計。
【請求項３】さらに、流体の温度を検出する温度セン
サーを前記ケーシング内に収容したことを特徴とする請
求項１又は２に記載の可搬型流量計。
【請求項４】前記温度センサーは、基板上に感温体を
形成した温度検知部と、被検知流体との間で熱伝達を行
うフィンプレートと、温度に対応した電圧値を出力する
出力端子とを有し、前記温度検知部、前記フィンプレー
トの一部及び前記出力端子の一部をモールディングによ
り被覆したことを特徴とする請求項１乃至３に記載の可
搬型流量計。
【請求項５】前記表示部は、前記ケーシングの蓋体部
の上面に配設したことを特徴とする請求項１乃至４に記
載の可搬型流量計。
【請求項６】前記表示部は、流量の測定値をディジタ
ル表示するものであることを特徴とする請求項１乃至５
に記載の可搬型流量計。
【請求項７】前記操作部は、前記ケーシングの蓋体部
の上面に配設したことを特徴とする請求項１乃至６に記
載の可搬型流量計。
【請求項８】前記操作部は、電源を供給するための電
源ボタンと、流量を測定するための測定ボタンとからな
るものであることを特徴とする請求項１乃至７に記載の
可搬型流量計。
【請求項９】前記電気回路は、前記流量センサーの感
温体、前記温度センサーの感温体を含み、流体の流量に
対応した電圧差を出力するブリッジ回路を有することを
特徴とする請求項１乃至８に記載の可搬型流量計。
【請求項１０】前記電気回路は、流体の流量に対応し
た電圧差を対応する周波数のパルス信号に変換するＶ／
Ｆ変換回路と、このパルス信号を計数するカウンター
と、周波数に対応する流量に換算するマイクロコンピュ
ータとを有することを特徴とする請求項９に記載の可搬
型流量計。
【請求項１１】外部配管に付設したバイパス管に装着
することを特徴とする請求項１乃至１０に記載の可搬型
流量計。
【請求項１２】外部配管に付設したセルフシールカッ
プリングに装着することを特徴とする請求項１乃至１０
に記載の可搬型流量計。