TW201736807A - 氣體流量計 - Google Patents

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TW201736807A
TW201736807A TW106101684A TW106101684A TW201736807A TW 201736807 A TW201736807 A TW 201736807A TW 106101684 A TW106101684 A TW 106101684A TW 106101684 A TW106101684 A TW 106101684A TW 201736807 A TW201736807 A TW 201736807A
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Kazuhiro Ushijima
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Yazaki Energy System Corp
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters

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Abstract

本發明之課題在於提供一種能減少零件件數或組裝工時之超音波式氣體流量計。本發明中的過濾器15具有:筒構件16,其具有與入口流路部12a之內壁面對應之外周形狀;及端壁17,其與筒構件16之一方的端部連設且具備成為氣體通路17a之開口。並且,該過濾器15藉由入口流路部12a之內壁面而被收容保持。

Description

氣體流量計
本發明係關於一種氣體流量計。
先前以來,已知有多種測量氣體之流量的氣體流量計,例如有超音波式氣體流量計。超音波式氣體流量計具備由以超音波頻率操作之壓電式振動器等構成之一對聲響轉換器(超音波式流速感測器),一對超音波式流速感測器係以固定的距離間隔配置於氣體流路內。
於氣體流量計之主體本體設有連接於氣體供給源之氣體流入口與連接於燃燒器等之氣體流出口,於主體本體之內部形成有自氣體流入口至氣體流出口之氣體流路。該氣體流路係由與氣體流入口連通而使氣體於上下方向流動之入口流路部、與氣體流出口連通而使氣體於上下方向流動之出口流路部及使入口流路部與出口流路部連通之中間流路部構成,且具有大致呈U字狀彎曲之流路形狀。
於中間流路部配置有內部設有對氣體之流動進行整流之整流板的筒狀之流路套管,自入口流路部流向出口流路 部之氣體係於該流路套管內流動。於流路套管之側部配置有一對超音波式流速感測器,其測量經過該一對超音波式流速感測器而於流路套管內流動之氣體之流速。
然而,入口流路部具備遮擋氣體之流動之遮擋閥等,故成為氣體暫時流向氣體流量計之背面側、或流經流路徑局部縮小之部位的複雜的流路構造。由於該複雜的流路構造,使流經入口流路部之氣體產生紊亂,且該紊亂狀態之氣體流入至流路套管內,為此,有時會令流量測量產生偏差,從而流量誤差增大。
故而,例如專利文獻1中揭示有將對氣體之流動進行整流之整流板配置於測量管(流路套管)之流入口附近的構造。該整流板係自主體本體之底面側安裝於流路構件。而且,例如專利文獻2中揭示有於形成在入口流路部之上壁部配設有整流板之構造。於上壁部,具備螺釘孔之輪轂(boss)沿氣體流動方向突出地設置。而且,整流板具備貫穿於其板厚方向之螺釘孔,且藉由螺釘而固定於輪轂。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2009-186429號公報。
專利文獻2:日本專利特開2010-008116號公報。
然而,根據專利文獻1、2中揭示之手法,須將平板狀之整流板組裝並固定於氣體流路,故會導致零件件數增加、或組裝工時增加等不良狀況。而且,因係狹窄的氣體流路內之組裝作業,故而作業性差,從而導致組裝工時增加。
本發明係鑒於上述情況完成,其目的在於提供一種能減少零件件數或組裝工時的超音波式氣體流量計。
為了解決上述問題,本發明之氣體流量計具備:主體本體,其內部形成有自氣體流入口至氣體流出口之一連串之氣體流路,且底面開放;底蓋,其配設於主體本體之底面,覆蓋主體本體之底面側而使氣體流路封閉;測量單元,其配置於氣體流路內,且將感測器組裝於筒狀之流路套管而構成;及過濾器,其配置於測量單元附近,對流經氣體流路內之氣體之流動進行整流;過濾器具有:筒構件,其具有與氣體流路之內壁面對應之外周形狀;及端壁,其與筒構件之一方的端部連設且具備成為氣體通路之開口;該過濾器藉由氣體流路之內壁面而被收容保持。
此處,本發明中較佳係氣體流路由與氣體流入口連通 之入口流路部、與氣體流出口連通之出口流路部及分別與入口流路部及出口流路部連通且收容測量單元之中間流路部構成,且具備大致呈U字狀彎曲之流路形狀,過濾器配置於入口流路部及出口流路部之其中一方或兩方的流路部。
而且,本發明中較佳為,過濾器以端壁位於筒構件之上端之方式嵌入至流路部,且過濾器之下端藉由形成於底蓋之承托部而被保持。
根據本發明,藉由將筒狀之過濾器嵌入至氣體流路,而將過濾器收容保持於氣體流路,故能簡單地組裝過濾器。該情況下,無需用於組裝或固定之其他構件,故能減少零件件數或組裝工時。而且,無須於狹窄之流路內進行螺母緊固等複雜的作業,故作業性提高,且能減少組裝工時。
10‧‧‧流量計主體
10a‧‧‧主體本體
10a1‧‧‧溝槽部
10b‧‧‧前蓋
11a‧‧‧氣體流入口
11b‧‧‧氣體流出口
12‧‧‧氣體流路
12a‧‧‧入口流路部
12a1‧‧‧開口部
12b‧‧‧中間流路部
12c‧‧‧出口流路部
15‧‧‧過濾器
16‧‧‧筒構件
16a‧‧‧開口
16b‧‧‧突起部
16b1‧‧‧肋部
16c‧‧‧下端
17‧‧‧端壁
17a‧‧‧氣體通路
17a1‧‧‧第1開口
17a2‧‧‧第2開口
17b‧‧‧輪轂部
20‧‧‧底蓋
21‧‧‧凹部
21a‧‧‧入口凹部
21a1‧‧‧周側壁
21a2‧‧‧承托部
21b‧‧‧中間凹部
21c‧‧‧出口凹部
30‧‧‧測量單元
31‧‧‧流路套管
32‧‧‧超音波式流速感測器
33‧‧‧控制基板
36‧‧‧O環保持部
圖1係表示本實施形態之超音波式氣體流量計之構成的正視圖。
圖2係示意性表示本實施形態之超音波式氣體流量計之內部構造的剖面圖。
圖3係示意性表示底蓋之主要部分之立體圖。
圖4係表示過濾器之構成之立體圖。
圖5係示意性表示過濾器之組裝後之狀態的說明圖。
圖6係示意性表示過濾器之組裝前之狀態的說明圖。
圖1係表示本實施形態之超音波式氣體流量計之構成的正視圖。圖2係示意性表示本實施形態之超音波式氣體流量計之內部構造的剖面圖。本實施形態之超音波式氣體流量計係藉由收發超音波之一對超音波式流速感測器進行氣體流量之測量的氣體流量計。超音波式氣體流量計主要係由流量計主體10、底蓋20及測量單元30所構成。
流量計主體10具備由鋁或鋁合金等金屬材料形成之主體本體10a及設於該主體本體10a之正面之樹脂製之前蓋10b,且於主體本體10a與前蓋10b之間之間隙內收納控制基板等。
主體本體10a之上部具備連接有來自氣體供給源之配管之氣體流入口11a及連接有燃燒器等之氣體流出口11b。並且,主體本體10a之內部具備自氣體流入口11a至氣體流出口11b之一連串之氣體流路12。
氣體流路12係由入口流路部12a、中間流路部12b及出口流路部12c構成,且具有大致呈U字狀彎曲之流路形 狀。該等流路部12a至12c係自氣體流入口11a至氣體流出口11b而以入口流路部12a、中間流路部12b、出口流路部12c此順序排列。
入口流路部12a係與氣體流入口11a連通,且沿上下方向形成。於入口流路部12a之中間部設定有圓形狀之開口部12a1。當自氣體流入口11a流入之氣體流向下方時,該氣體於開口部12a1自流量計主體10之正面側(前側)流向背面側(後側),之後改變方向而再次流向下方。於開口部12a1設有未圖示之遮擋閥。遮擋閥之閥體自正面向背面突出而堵塞開口部12a1,藉此能於入口流路部12a之中途遮擋氣體之流動。
出口流路部12c係與氣體流出口11b連通,且與入口流路部12a同樣沿上下方向形成。
中間流路部12b分別與入口流路部12a與出口流路部12c連通,且沿左右方向形成。於該中間流路部12b收容配置有測量單元30。
主體本體10a之底面成為開放構造,且於開放之底面側顯露出形成於主體本體10a之內部的氣體流路12。底蓋20係配設於流量計主體10之底面,覆蓋主體本體10a之底面側而使氣體流路12封閉。底蓋20係與主體本體10a 同樣地由鋁或鋁合金等金屬材料形成。
圖3係示意性表示底蓋20之主要部分之立體圖。於底蓋20之上表面、即正對於流量計主體10之內部的面,沿長度方向形成有凹部21。凹部21係由與入口流路部12a對應之入口凹部21a、與中間流路部12b對應之中間凹部21b及與出口流路部12c對應之出口凹部21c構成。
入口凹部21a及出口凹部21c係較之中間凹部21b更寬且距底部之距離(深度)更大地形成。底蓋20之上表面側之入口凹部21a及出口凹部21c之周緣形狀係以與主體本體10a之底面側之入口流路部12a及出口流路部12c之周緣形狀對應的方式設定。另一方面,中間凹部21b係設定為:其寬度與測量單元30之流路套管31之外寬對應,其深度為流路套管31之高度之一半左右。
於入口凹部21a之周側壁21a1形成有承托部21a2,本實施形態中,該承托部21a2係分別設定於與流量計主體10之正面側及背面側對應的兩個部位。承托部21a2係朝向入口凹部21a之內側鼓出形成,且沿周側壁21a1之高度方向(上下方向)連續地形成。
測量單元30主要係由流路套管31、一對超音波式流速感測器32及控制基板33構成。關於流路套管31,其下 側之一半插入並固定於底蓋20之中間凹部21b,且以流路套管31之軸向為水平之方式配設於中間流路部12b。於該配置狀態下,一對超音波式流速感測器32組裝於流路套管31之上側面。
流路套管31係較之氣體流入口11a之中心軸與氣體流出口11b之中心軸之間的距離更長地設定的長筒狀之構件,且以其中一方的開口端部朝向入口流路部12a、另一方的開口端部朝向出口流路部12c之方式配置。流過入口流路部12a之氣體自一開口端部流入至流路套管31內,且流過該流路套管31內之後,自另一方的開口端部流出至出口流路部12c。於流路套管31之內部,積層配置有用於對氣體之流動進行整流的複數個整流板(未圖示)。
該流路套管31具備於長度方向上隔開所需之間隔而設的2個O環保持部36。2個O環保持部36係可設有橡膠狀等之O環的部位,且當將流路套管31配置於中間凹部21b時,分別位於中間凹部21b之兩端部。故而,保持於O環保持部36之O環密接於中間凹部21b,且該密接部位作為密封部發揮功能。藉此,以底蓋20之入口凹部21a內之氣體不會經由流路套管31與中間凹部21b之間隙而流入至出口凹部21c的方式,確保其密封性。再者,O環亦密接於流量計主體10側,從而亦使流路套管31與流量計主體10之間不會產生間隙。
一對超音波式流速感測器32係使自其中一方的超音波式流速感測器32發送之超音波信號由流路套管31之底面反射且由另一方的超音波式流速感測器32接收的反射型單元。
控制基板33進行超音波信號之發送處理及傳播時間之測量等。於流路套管31之上表面,組裝有用於保護控制基板33之保護套管(未圖示)。
以下,說明作為本實施形態之特徵之一的過濾器15。此處,圖4係表示過濾器15之構成之立體圖。圖5係示意性表示過濾器15之組裝後之狀態的說明圖,圖6係示意性表示過濾器15之組裝前之狀態的說明圖。過濾器15配置於入口流路部12a,且對流入至測量單元30之氣體之流動、即流經入口流路部12a之氣體之流動進行整流。該過濾器15配置於測量單元30附近,尤其是較之入口流路部12a之開口部12a1更下游的區域。
過濾器15主要係由沿上下方向延伸之筒構件16及端壁17構成。
筒構件16形成為大致方筒狀,其外周形狀具備與入口流路部12a之內壁面對應之形狀。筒構件16之下端16c 保持開放。而且,於筒構件16之一部分設定有為了配置流路套管31而必需的開口16a。
端壁17係與筒構件16之上端連設,構成為相對於入口流路部12a內之氣體的流動大致呈垂直的面。於端壁17之一部分形成有由設定為所需形狀之開口構成之氣體通路17a。該氣體通路17a係藉由使流經入口流路部12a之氣體通過,而具備對較之端壁17更靠下游側之氣體之流動進行整流的功能。氣體通路17a係設定為由整流功能決定之所需之形狀,本實施形態中,係由形成於端壁17之中央部之大致矩形狀之第1開口17a1及鄰接於該第1開口17a1而於前後方向形成地較寬的大致矩形狀之第2開口17a2構成。
該過濾器15中,於筒構件16之下端16c側之周緣部形成有向外方突出之突起部16b。突起部16b分別設定於開口16a之兩側。於各個突起部16b之上表面形成有預定高度之肋部16b1。藉由該肋部16b1而向突起部16b賦予高度方向(上下方向)上之裕度(margin)。
另一方面,於主體本體10a之底面側的入口流路部12a之周緣部之所需位置設定有與2個突起部16b對應之溝槽部10a1。當過濾器15組裝於入口流路部12a時,突起部16b與溝槽部10a1成為彼此嵌合之關係(參照圖5)。包 括肋部16b1在內之突起部16b之高度係設定為略微大於該溝槽部10a1之深度。
而且,於過濾器15之端壁17,豎立設有由圓筒形之突起構成之輪轂部17b。另一方面,於主體本體10a之入口流路部12a之所需位置形成有上壁面,於該上壁面設定有與輪轂部17b對應之凸部(未圖示)。當過濾器15組裝於入口流路部12a時,輪轂部17b與凸部成為相互嵌合之關係(參照圖2)。
過濾器15對於入口流路部12a之組裝係藉由自主體本體10a之底面側將過濾器15嵌入至入口流路部12a而進行。如圖6所示,過濾器15係將端壁17最先嵌入至入口流路部12a。
此時,設定於端壁17之輪轂部17b與入口流路部12a之凸部嵌合,藉此過濾器15得以定位。同樣地,設定於筒構件16之一對突起部16b係嵌入至設定於主體本體10a底面側之入口流路部12a的一對溝槽部10a1。
此時,藉由突起部16b之肋部16b1之設定,使得嵌入至入口流路部12a之過濾器15之下端(筒構件16之下端16c)成為較之入口流路部12a之周緣部略微突出的狀態。
繼而,若底蓋20安裝於主體本體10a,則主體本體10a之底面側被底蓋20覆蓋,氣體流路12被封閉。底蓋20係藉由螺母緊固等方式壓接固定於主體本體10a。
因底蓋20之安裝,而使主體本體10a之底面受到該底蓋20之擠壓力之作用。藉此設定於筒構件16之一對突起部16b被壓入至入口流路部12a之溝槽部10a1內。而且,設定於入口凹部21a之一對承托部21a2擠壓過濾器15之下端(筒構件16之下端16c),藉此過濾器15被向入口流路部12a之內側擠入,且於一對承托部21a2保持底蓋20之下端。
於此狀態下,過濾器15嵌入至入口流路部12a,且藉由入口流路部12a之內壁面而被收容保持。
藉由組裝過濾器15,而於入口流路部12a之氣體之流動中途配置有氣體通路17a。氣體經由氣體通路17a而流動,藉此對端壁17之下游側之氣體之流動、即流入至測量單元30之氣體之流動進行整流。結果,能抑制流入至測量單元30之氣體之流量不均,故能抑制流量之誤測量之發生或無法測量等情況的發生。
而且,過濾器15(筒構件16)之外周形狀設定為與入口流路部12a之內壁面對應的形狀,故能消除兩者間產生 之間隙。藉此流經入口流路部12a之氣體不會流入至過濾器15與入口流路部12a之間隙而流經氣體通路17a。結果,能恰當地獲得過濾器15之整流作用。
如此,根據本實施形態,過濾器15具有:筒構件16,其具有與入口流路部12a之內壁面對應的外周形狀;及端壁17,其與筒構件16之一方的端部連設且具備成為氣體通路17a之開口。並且,該過濾器15藉由入口流路部12a之內壁面而被收容保持。
根據該構成,具備整流用氣體通路17a之端壁17係與筒構件16一體地構成。而且,流量計主體10之底面側開放,故藉由將筒狀之過濾器15嵌入至入口流路部12a,而將過濾器15收容保持於入口流路部12a。故能簡單地將過濾器15組裝至入口流路部12a。故無需另外的用於組裝或固定之構件,能減少零件件數或組裝工時。而且,無需螺母緊固等複雜的作業,故而作業性提升,能減少組裝工時。
而且,本實施形態中,過濾器15係以端壁17位於筒構件16上方之方式嵌入至入口流路部12a。此時,過濾器15之下端(筒構件16之下端16c)係藉由形成於底蓋20之承托部21a2保持。
根據該構成,過濾器15藉由承托部21a2而被保持, 藉此能抑制過濾器15掉落至底蓋20之內部(入口凹部21a)的情況。而且,過濾器15之下端(筒構件16之下端16c)藉由正面側及背面側之2個部位的承托部21a2而被保持,故能恰當地維持過濾器15之上下方向之位置。
而且,本實施形態中,作為進行入口流路部12a之過濾器15之定位的定位手段,具備豎立設於端壁17之筒狀之輪轂部17b及配置於主體本體10a之入口流路部12a內之凸部。該定位手段係藉由使輪轂部17b與凸部彼此嵌合而於端壁17之面方向及該面之垂直方向對過濾器15進行定位。
根據該構成,能恰當地決定過濾器15之位置及高度。而且,僅藉由將輪轂部17b與凸部彼此嵌合便能進行定位,故而能提高作業性。
進而,本實施形態中,作為進行入口流路部12a之過濾器15之固定的固定手段,具有於筒構件16之下端16c之周緣部朝外方突出的突起部16b及設定於朝向主體本體10a之底面側之入口流路部12a之周緣部的溝槽部10a1。該固定手段係藉由使突起部16b與溝槽部10a1彼此嵌合而進行過濾器15之固定。
根據該構成,藉由使突起部16b與溝槽部10a1彼此嵌 合,使過濾器15固定,從而能抑制其產生晃動。
而且,本實施形態中,於突起部16b設定有肋部16b1,藉由該肋部16b1而確保突起部16b之高度方向上之裕度。該突起部16b係以較溝槽部10a1更突出相當於肋部16b1之高度之方式設定,且藉由安裝底蓋20,而將該突起部16b壓入至溝槽部10a1。藉此牢固地固定過濾器15,能有效地抑制其產生晃動。
再者,本實施形態中係將過濾器15僅配置於入口流路部12a,但亦可將過濾器15僅配置於出口流路部12c、或分別配置於入口流路部12a與出口流路部12c。藉由將過濾器15配置於出口流路部12c,即便產生脈動,亦能成為不易受脈動影響之構成。再者,設於出口流路部12c之過濾器15之構成係與入口流路部12a所設者相同。
以上,已對本實施形態之超音波式氣體流量計進行了說明,但本發明並不限於該實施形態,可於該發明之範圍內僅多種變更。
10‧‧‧流量計主體
10a‧‧‧主體本體
11a‧‧‧氣體流入口
11b‧‧‧氣體流出口
12‧‧‧氣體流路
12a‧‧‧入口流路部
12a1‧‧‧開口部
12b‧‧‧中間流路部
12c‧‧‧出口流路部
15‧‧‧過濾器
16‧‧‧筒構件
16c‧‧‧下端
17‧‧‧端壁
17a‧‧‧氣體通路
17b‧‧‧輪轂部
20‧‧‧底蓋
21‧‧‧凹部
21a‧‧‧入口凹部
21b‧‧‧中間凹部
21c‧‧‧出口凹部
30‧‧‧測量單元
31‧‧‧流路套管
32‧‧‧超音波式流速感測器
33‧‧‧控制基板
36‧‧‧O環保持部

Claims (3)

  1. 一種氣體流量計,其具備:主體本體,其內部形成有自氣體流入口至氣體流出口之一連串之氣體流路,且底面開放;底蓋,其配設於前述主體本體之前述底面,覆蓋前述主體本體之前述底面側而使前述氣體流路封閉;測量單元,其配置於前述氣體流路內,且將感測器組裝於筒狀之流路套管而構成;及過濾器,其配置於前述測量單元附近,對流經前述氣體流路內之氣體之流動進行整流;前述過濾器具有:筒構件,其具有與前述氣體流路之內壁面對應之外周形狀;及端壁,其與前述筒構件之一方的端部連設且具備成為氣體通路之開口;該過濾器藉由前述氣體流路之前述內壁面收容保持。
  2. 如請求項1所記載之氣體流量計,其中前述氣體流路係由與前述氣體流入口連通之入口流路部、與前述氣體流出口連通之出口流路部、及分別與前述入口流路部及前述出口流路部連通且收容前述測量單元之中間流路部所構成;前述氣體流路係具備大致呈U字狀彎曲之流路形狀; 前述過濾器配置於前述入口流路部及前述出口流路部之其中一方或兩方的流路部。
  3. 如請求項2所記載之氣體流量計,其中前述過濾器係以前述端壁位於前述筒構件之上端的方式嵌入至前述流路部;前述過濾器之下端藉由形成於前述底蓋之承托部而被保持。
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