WO2000011436A1

WO2000011436A1 - Debitmetre integre a grille et a detecteur de debit

Info

Publication number: WO2000011436A1
Application number: PCT/JP1999/004406
Authority: WO
Inventors: Atsushi Koike; Kiyoshi Yamagishi; Kenichi Hiraizumi; Takayuki Takahata
Original assignee: Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2000-03-02
Also published as: US6604417B1; EP1128167A4; EP1128167A1; CA2340755A1; EP1128167A9; KR100466911B1; CN1515878A; KR20010072761A; CN1318146A; CN1174223C

Description

流量センサー及びストレーナ一体型流量計

技術分野

本発明は、流体流量検知技術に属するものであり、特に、配管内を流れ明

る流体の流量を検知するための流量センサ一に関する。本発明は特に流量センサ一の測定精度の向上を企図した田ものである。

また、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、塵、埃等の異物を除去するとともに、灯油の流量を測定すること等に適用することが可能な、ス卜レーナ一体型の可搬型流量計に関する。

背景技術

従来、各種流体特に液体の流量（あるいは流速）を測定する流量センサ一（あるいは流速センサ一）としては、種々の形式のものが使用されているが、低価格化が容易であるという理由で、いわゆる熱式（特に傍熱型）の流量センサーが利用されている。

この傍熱型流量センサ一としては、基板上に薄膜技術を利用して薄膜発熱体と薄膜感温体とを絶縁層を介して積層し、基板と配管内の流体とを熱的に接続させるように配置したものが使用されている。発熱体に通電することにより感温体を加熱し、該感温体の電気的特性例えば電気抵抗の値を変化させる。この電気抵抗値の変化（感温体の温度上昇に基づく）は、配管内を流れる流体の流量（流速）に応じて変化する。これは、発熱体の発熱量のうちの一部が基板を経て流体中へと伝達され、この流体中へ拡散する熱量は流体の流量（流速）に応じて変化し、これに応じて感温体へと供給される熱量が変化して、該感温体の電気抵抗値が変化するからである。この感温体の電気抵抗値の変化は、流体の温度によっても異なり、このため、上記感温体の電気抵抗値の変化を測定する電気回路中に温度補償用の感温素子を組み込んでおき、流体の温度による流量測定値の変化をできるだけ少なくすることも行われている。

このような、薄膜素子を用いた傍熱型流量センサ一に関しては、例えば、特開平 8— 1 4 6 0 2 6号公報に記載がある。

ところで、従来の傍熱型の流量センサ一は、流量検知部の基板または該基板に対して熱的に接続されたケ一シングを配管の壁面から流体中に露出させるようにして配管に取り付けられている。

しかして、流体が粘性流体特に液体である場合には、配管内の流体の流れと直交する断面における流速分布が不均一となる（断面内の中央部と外周部とで流速が大きく異なる）。上記従来の管壁に単に基板またはそれに接続されたケ一シング部分を露出させたものの場合には、上記流速分布力流量測定の精度に大きな影響を与える。これは、流量検知に際して、配管の断面中央部分を流れる流体の流速が考慮されず、配管の管壁近傍における流体の流速のみが考慮されるからである。このように、従来の流量センサーでは、粘性流体の場合には、正確な流量測定が困難であるという問題点があった。尚、常温において粘度が低い流体であっても、温度が低下するにつれて粘度が上昇するので、以上のような流体の粘性に関連する問題が発生する。

流量センサ一が使用される温度環境は、地理的条件及び屋内外の別などにより極めて広い範囲であり、更に、これらに季節的条件及び昼夜の別などが加わり、温度環境の変化も極めて大きく、このような幅広い環境温度条件下において正確に流量を検知する流量センサーが望まれている。

また、上記のように、測定回路中に温度補償用感温素子を組み込んで、流体温度による流量測定値の変化をできるだけ少なくすることも行われているが、未だ十分とはいえず、流量測定値の温度依存性を一層少なくして更に測定精度を向上させることが要求されている。

そこで、本発明の目的は、粘性流体であっても、配管内を流れる該流体の流量を正確に測定できる流量センサーを提供することにある。

更に、本発明の目的は、流量測定値の温度依存性を少なくして、幅広い環境温度条件下において、配管内を流れる粘性流体の流量を正確に測定でぎる流量センサ一を提供することにある。

また、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 2 7、図 2 8 A及び図 2 8 Bに示すボイラー 4 0 1では、タンク 4 0 2から配管 4 0 3を介して灯油を供給し、バーナー 4 0 4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 4 0 5から排出するようになっている。

そして、タンク 4 0 2とポンプ 4 0 6との間には塵、埃等の異物を除去するストレーナ 4 0 7を配設し、ポンプ 4 0 6とバーナー 4 0 4との間には灯油の流量を測定する流量計 4 0 8を配設してある。

しかし、ストレーナ 4 0 7を通過した微小な異物が次第に蓄積したり、ストレーナ 4 0 7とバーナー 4 0 4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 4 0 4のノズル 4 0 9内に異物が侵入して、吐出ロ4 0 9 a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 4 0 9内を流通する灯油量が減少するため、バーナー 4 0 4の性能が十分発揮されず、ボイラー 4 0 1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一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。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 4 0 8により配管 4 0 3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 4 0 9の吐出ロ4 0 9 aがー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 4 0 9内の異物が吐出口 4 0 9 aから吐出されれば、バーナー 4 0 4本来の性能が発揮され、ボイラー 4 0 1の発熱量は正常時に復帰する。

空燃費制御方法を実施するにあたっては、配管路内に配設した流量計 4 0 8により配管 4 0 3を流通する灯油の流量を正確に測定する必要がある。しかし、従来の流量計 4 0 8はストレーナ 4 0 7よりかなり下流に配設されているため、ストレーナ 4 0 7を通過した微小な異物が次第に蓄積したり、ストレーナ 4 0 7と流量計 4 0 8との間で異物が侵入したりする。そして、これら異物が流量計 4 0 8内に侵入し、例えば、センサ一装着部の 0リングに付着、蓄積すると、間隙を形成して灯油が漏洩したり、センサーのフィンプレートに付着、蓄積すると、伝熱面積が減少したり、流動状態が変化したりして、流量計 4 0 8の測定精度が大幅に低下した。

かかる場合には、流量計 4 0 8を配管路内から一旦取り外し、流量計 4 0 8を清掃したり、不良部品を交換したりした後、流量計 4 0 8を配管路内に再度取り付ける必要がある。しかし、流量計 4 0 8を再度取り付ける際、流通管内には空気が残存しており、そのまま流通管内に灯油を流通させると、流通管内の上部に空気泡として滞留し、この空気泡がセンサーの伝熱部材に付着、滞留すると、伝熱状態が変化して、流量計 4 0 8の測定精度が大幅に低下した。さらに、空燃費制御方法によれば、不完全燃焼を防止することはできる力ボイラー 4 0 1において発生する熱量の減少を阻止することはできず、ノズル 4 0 9内の異物が吐出口 4 0 9 aから吐出されない場合には、結局、人為的に異物を除去しなければならない。しかし、従来の流量計 4 0 8は、作業者が灯油の流量を直ちに認識できず、ノズル 4 0 9内から異物を除去する作業を直ちに行うことができるようなものではなかった。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、流量計内に異物が侵入し難く、流通管内に空気を残存させず、配管を流通する灯油等の流体の流量を長期にわたって正確に測定することができるとともに、灯油等の流体の流量を直ちに認識できる、ストレーナ一体型流量計を提供することを目的とする。発明の開示

上記目的を達成するため、本発明は、流通路を形成したハウジング、濾過部材及び濾過部材挿入筒体を備えたストレーナ部と、流通路を形成したハウジング及び流量センサ一を備えた流量計部とからなり、前記ストレーナ部のハウジングと前記流量計部のハゥジングとを一体化するとともに、前記ストレーナ部より流体の流動方向下流に前記流量計部を配置してス卜レーナ一体型流量計を構成したものである。

流通路内の上部に空気泡を滞留させないようにするため、前記一体化. されたハウジングに前記流通路に接続して排気孔を形成するのが好ましレ、。

作業者が灯油等の流体の流量を直ちに認識できるように、前記流量計部は、流量値を表示する表示部、電源を供給し流量を測定するための操作部、及び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を備えることが好ましい。

高感度の流量検出を行うため、前記流量センサ一は、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ぅフィンブレー卜と、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、前記フィンプレー卜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。

灯油等の流体の温度による流量測定値の誤差を少なくするため、前記流量計部は、流体の温度を検出する温度センサーを備えることが好ましい。

そして、高感度の温度検出を行うため、前記温度センサーは、基板上に感温体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温度センサーフィンプレートと、温度に対応した電圧値を出力する温度センサー出力端子とを有し、前記温度検知部、前記温度センサーフィンプレートの一部及び前記温度センサー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。

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を有するものとし、ここで、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夕一と、周波数に対応する流量に換算するマイコンと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。また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、発熱機能及び感温機能を有する流量検知部と、被検知流体の流通のための流体流通管路と、前記流量検知部における発熱の影響を受け且つ前記流体流通管路内に延出するように配置された流量検知用熱伝達部材とを備えており、前記流量検知部において発熱に基づき前記流量検知用熱伝達部材を介して前記被検知流体による吸熱の影響を受けた感温が実行され、該感温の結果に基づき前記流体流通管路内の被検知流体の流量の検知がなされる流量センサーであって、前記流体流通管路は被検知流体の流通方向に沿って流体流入側部分と流体流出側部分とこれらの間に位置する中央部分とを有しており、前記流量検知用熱伝達部材は前記中央部分において前記流体流通管路内へと延出しており、前記中央部分の内径は前記流体流入側部分の内径よりも小さいことを特徴とする流量センサ一、

が提供される。

本発明の一態様においては、前記中央部分の内径は前記流体流入側部分の内径の 5 0〜 8 0 %である。

本発明の一態様においては、前記流体流出側部分の内径は前記流体流入側部分の内径と同等である。

本発明の一態様においては、前記中央部分と前記流体流入側部分との間には、前記流体流通管路の内径が連続的に変化している境界部分が存在しており、該境界部分の被検知流体の流通方向の長さは前記流体流入側部分の内径と前記中央部分の内径との差の 1 Z 2以下である。

本発明の一態様においては、前記流量検知用熱伝達部材は前記中央部分の流体流入側端部から前記中央部分の内径の 4倍以内の距離に配置されている。

本発明の一態様においては、前記流量検知部は前記流体流通管路外において前記流量検知用熱伝達部材の上に形成された薄膜発熱体及び該薄膜発熱体の発熱の影響を受けるように配置された流量検知用薄膜感温体とを含んでいる。

本発明の一態様においては、前記流量検知用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流通管路内において前記流体流通方向に沿うように配置されている。

本発明の一態様においては、前記流量検知の際の温度補償を行うための流体温度検知部を含んでおり、該流体温度検知部と前記流体流通管路内に延出するように配置された温度検知用熱伝達部材とが熱的に接続されている。

本発明の一態様においては、前記温度検知用熱伝達部材は前記流体流通管路の中央部分において前記流量検知用熱伝達部材より流体流出側に位置している。

本発明の一態様においては、前記温度検知用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流通管路内において前記流体流通方向に沿うように配置されている。

更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、発熱機能及び感温機能を有する流量検知部と、被検知流体の流通のための流体流通管路と、前記流量検知部における発熱の影響を受け且つ前記流体流通管路内に延出するように配置された流量検知用熱伝達部材とを備えており、前記流量検知部において発熱に基づき前記流量検知用熱伝達部材を介して前記被検知流体による吸熱の影響を受けた感温が実行され、該感温の結果に基づき前記流体流通管路内の被検知流体の流量の検知がなされる流量センサーであって、

前記流量検知用熱伝達部材は前記流体流通管路内において該流体流通管路の径方向に関して管路中心線から管路璧までの径方向距離の 8 0 %以内の中心領域においてのみ露出していることを特徴とする流量センサ一、が提供される。

本発明の一態様においては、前記流量検知用熱伝達部材は、前記流体流通管路の径方向に該流体流通管路内へと延出しており、該流体流通管路内への延出部分の先端は前記中心領域内に位置しており、前記中心領域外に位置する前記延出部分の基部は流量検知関連熱絶縁部材により覆われている。

本発明の一態様においては、前記流量検知部及び前記流量検知用熱伝達部材の前記流量検知部と熱的に接続された部分は熱絶縁性を有する流量検知用基体部内に収容されており、該流量検知用基体部の一部により前記流量検知関連熱絶縁部材が形成されている。

本発明の一態様においては、前記流量検知用基体部及び前記流量検知関連熱絶縁部材は合成樹脂製である。

本発明の一態様においては、前記流量検知用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流通管路内において該管路の方向に沿うように配置されている。

本発明の一態様においては、前記温度検知用熱伝達部材は前記流体流通管路内において前記中心領域においてのみ露出している。

本発明の一態様においては、前記温度検知用熱伝達部材は、前記流体流通管路の径方向に該流体流通管路内へと延出しており、該流体流通管路内への延出部分の先端は前記中心領域内に位置しており、前記中心領域外に位置する前記延出部分の基部は温度検知関連熱絶縁部材により覆われている。

本発明の一態様においては、前記温度検知部及び前記温度検知用熱伝達部材の前記温度検知部と熱的に接続された部分は熱絶縁性を有する温度検知用基体部内に収容されており、該温度検知用基体部の一部により前記温度検知関連熱絶縁部材が形成されている。

本発明の一態様においては、前記温度検知用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流通管路内において該管路の方向に沿うように配置されている。図面の簡単な説明

図 1は、本発明によるストレーナ一体型流量計の実施形態を示す縦断面図である。

図 2は、本発明によるス卜レーナ一体型流量計の実施形態を示す側面図である。

図 3は、本発明によるス卜レーナ一体型流量計の実施形態を示す分解縦断面図である。

図 4 A及び図 4 Bは、流量センサ一のそれぞれ正面断面図及び側面断面図である。

図 5は、流量センサ一の流量検知部の分解斜視図である。

図 6は、流量センサ一の流量検知部の縦断面図である。

図 7は、流量センサーの製造工程を示す説明図である。

図 8は、本発明によるストレーナ一体型流量計の実施形態を示す電気回路図である。

図 9は、本発明によるストレーナ一体型流量計の実施形態を示す縦断面図である。

図 1 0は、本発明によるストレーナ一体型流量計の実施形態を示す平面図である。

図 1 1は、本発明によるストレーナ一体型流量計の実施形態を示す分解縦断面図である。

図 1 2は、本発明による流量センサーの一実施形態を示す流体流通管路に沿った断面図である。

図 1 3は、本発明による流量センサーの一実施形態を示す流体流通管路と直交する断面図である。

図 1 4は、本発明による流量センサーの一実施形態の流量検知ュニットの断面図である。

図 1 5は、本発明による流量センサーの一実施形態の流量検知部の分解斜視図である。

図 1 6は、本発明による流量センサーの一実施形態の回路構成図である。

図 1 7は、本発明による流量センサーの一実施形態において異なる流体温度における流量変化に対する流量出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。

図 1 8は、本発明との比較のための流量センサ一において異なる流体温度における流量変化に対する流量出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。

図 1 9は、本発明による流量センサーの一実施形態の変形例を示す部分断面図である。

図 2 0は、本発明による流量センサ一の一実施形態の変形例を示す部分断面図である。

図 2 1は、本発明による流量センサーの一実施形態を示す流体流通管路に沿った断面図である。

図 2 2は、本発明による流量センサーの一実施形態を示す流体流通管路と直交する断面図である。

図 2 3は、本発明による流量センサーの一実施形態の流量検知ュニットの断面図である。

図 2 4は、本発明による流量センサ一の一実施形態の管路及びそこへと延出せるフィンプレート及び熱絶縁部材を示す模式図である。

図 2 5は、本発明による流量センサーの一実施形態における出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。

図 2 6は、本発明との比較のための流量センサ一における出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。図 2 7は、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 2 8 Aは、ボイラーの一部切断斜視図であり、図 2 8 Bは、バーナーの一部切断斜視図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図 1〜3は本発明によるストレーナ一体型流量計の一実施形態を示す図である。これらの図に示されているように、ストレーナ一体型流量計 2 0 1は、ハウジング 2 0 2を共有させて、ストレーナ部 2 0 3と流量計部 2 0 4とを一体化したものである。

ハウジング 2 0 2は、アルミニウム、亜鉛、錫合金等を铸造（ダイキヤスト）したものであり、その両端部には外部配管と接続するための接続部 2 0 5， 2 0 6を形成し、内部には流入側流通路 2 0 7、流出側流通路 2 0 8を形成してある。

ストレーナ部 2 0 3は、前記ハゥジング 2 0 2の下半部、濾過部材 2 0 9及び濾過部材挿入筒体 2 1 0よりなる。

ハウジング 2 0 2の下半部には、下方に若干膨出させた筒体取り付け部 2 1 1を形成してあり、その筒体取り付け部 2 1 1の内側に取り付け凹部 2 1 2を穿設してある。そして、取り付け凹部 2 1 2の中央部に嵌合突出部 2 1 3を突設するとともに、内周部に雌ネジ 2 1 4を螺刻してある。取り付け凹部 2 1 2の上壁面には、前記流入側流通路 2 0 7の垂直部 2 0 7 aが開口し、嵌合突出部 2 1 3の下端面には前記流出側流通路 2 0 8 の垂直部 2 0 8 aが開口ている。また、流入側流通路 2 0 7の垂直部 2 0 7 bには上方に排気孔 2 1 5を接続してあり、この排気孔 2 1 5には雌ネジ部 2 1 5 aを螺刻し、雌ネジ部 2 1 5 aには封止部材 2 1 6を締着してある。濾過部材 2 0 9は、保持体 2 1 7と濾過材 2 1 8とよりなる。保持体 2 1 7は、アルミニウム、亜鉛、錫合金等を铸造（ダイキャス卜）したものであり、両端の鍔状部 2 1 9 , 2 1 9を連結部 2 2 0で連結し、中央部に貫通孔 2 2 1を形成してある。また、連結部 2 2 0には小径の連通孔 2 2 2を多数形成してある。濾過材 2 1 8は、ガラス繊維、プラスチック繊維等よりなる不織布であって、保持体 2 1 7の連結部 2 2 0の外周面に装着してある。

濾過部材挿入筒体 2 1 0は、アルミニウム、亜鉛、錫合金等を铸造（ダィキャス卜）したものであり、上端部の外周部に雄ネジ部 2 2 3を蝶刻してある。そして、濾過部材挿入筒体 2 1 0の底面中央部に濾過部材 2 0 9 を載置し、濾過部材挿入筒体 2 1 0の雄ネジ部 2 2 3を前記取り付け凹部 2 1 2の雌ネジ部 2 1 4に螺合させ、濾過部材挿入筒体 2 1 0の上端面を薄板円環状のシール材 2 2 4を介して取り付け凹部 2 1 2の上壁面に当接した時、濾過部材 2 0 9の貫通孔 2 2 1の上端開口が嵌合突出部 2 1 3によって閉鎖されるようになっている。

濾過部材挿入筒体 2 1 0の底面中央部に濾過部材 2 0 9を載置し、濾過部材挿入筒体 2 1 0の雄ネジ部 2 2 3を取り付け凹部 2 1 2の雌ネジ部 2 1 4に蝶合させ、濾過部材 2 0 9を装着する。そして、流通路内に灯油を流動させ、流通路内に空気が残存していないことを確認した上で、排気孔 2 1 5に封止部材 2 1 6を締着する。

灯油がハウジング 2 0 2の流入側流通路 2 0 7を流動して垂直部 2 0 7 aの開口から濾過部材挿入筒体 2 1 0内に流入すると、灯油は濾過部材 2 0 9の外周に沿って流下し、濾過部材挿入筒体 2 1 0の底面上に滞留していく。

そして、濾過材 2 1 8を通過する間に、塵、埃等の異物が除去され、保持体 2 1 7の連通孔 2 2 2を通過して貫通孔 2 2 1に流入し、流出側流通路 2 0 8の垂直部 2 0 8 aの開口から流出側流通路 2 0 8へと流動し、流量計部 2 0 4へと流動していく。

流量計部 2 0 4は、前記ハゥジング 2 0 2の上半部、蓋体 2 2 5、流量センサ一 2 2 6、温度センサー 2 2 7、表示部 2 2 8、操作部 2 2 9、回路基板 2 3 0からなる。

ハウジング 2 0 2の上半部には左方に隆起させたセンサ一装着部 2 3 1 を形成してあり、そのセンサー装着部 2 3 1の左部にはセンサー挿入空間 2 3 2を画成し、センサ一挿入空間 2 3 2から前記流出側流通路 2 0 8の垂直部 2 0 8 aに向かってセンサ一挿入孔 2 3 3 , 2 3 4を穿設してある。また、流出側流通路 2 0 8の垂直部 2 0 8 aの前記センサー挿入孔 2 3 3， 2 3 4に対応する位置に開口部 2 3 5 , 2 3 6を形成してある。蓋体 2 2 5は、アルミニウム、亜鉛、錫合金等を铸造（ダイキャスト）したものであり、センサ一装着部 2 3 1の左端部に着脱自在となっている。

流量センサー 2 2 6は、図 4 A , 4 Bに示すように、流量検知部 2 3 7、フィンプレート 2 3 8、出力端子 2 3 9及び被覆部材 2 4 0よりなる。

流量検知部 2 3 7は、図 5に示すように、基板 2 4 1上に順次、絶縁層 2 4 2、薄膜発熱体 2 4 3、電極層 2 4 4， 2 4 5、絶縁層 2 4 6、薄膜感温体 2 4 7、絶縁層 2 4 8を積層、形成したチップ状のものである。基板 2 4 1は、シリコン、アルミナ等からなる厚さ 6 0 0 μ ιη、大きさ 2 X 3 m m程度の矩形板であり、図 6に示すように、発熱体 2 4 3、感温体 2 4 7を積層したのと反対側の面より、エッチング等により、深さ 5 5 0 / mの凹部 2 4 9を形成してある。そして、基板 2 4 1の発熱体 2 4 3、感温体 2 4 7を積層したのと反対側の面には、ガラスからなる膜厚 5 0〜2 0 0 / mのプレパラート 2 5 0を固着させ、前記凹部 2 4 9を完全に封止してある。

発熱体 2 4 3は、膜厚 1 μ ηι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 244， 245は、膜厚 0. 5 m程度のニッケル、又はこれに膜厚 0. 5 μπι程度の金を積層してなる。感温体 247 は、膜厚 0. 5〜1 /xm程度で所望形状、例えば蛇行状にパターユングした白金、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 N T Cサーミスターからなる。絶縁層 242， 246, 248 は、膜厚 1 m程度の S i 0₂ からなる。

フィンプレー卜 238は、銅、ジュラルミン、銅一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 200 μπι、幅 2mm程度の矩形薄板である。

流量検知部 237は、図 4A， 4 Bに示すように、フィンプレー卜 23 8の上端部の面に、発熱体 243、感温体 247を積層した面を対向させて、銀ペースト等の接合材 25 1を介して固着してある。そして、ボンディングワイヤ一 252によって出力端子 239と接続し、流量検知部 2 37、フィンプレート 238の上半部及び出力端子 239の下半部をモ一ルディングによる被覆部材 240により被覆してある。

流量センサー 226の製造方法としては、種々の方法を採用することができるカ^ 前記フィンプレー卜 238と出力端子 239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、順次、プレート素材 253をエッチングして所定形状のプレー卜基材 254を形成し（S 1 ) 、流量検知部 237を接合する部分を銀メツキ処理し（S 2) 、銀ペーストを塗布して流量検知部 237を固着し、流量検知部 237と出力端子 239とをボンディングワイヤー 252によって接続し、フィンプレート 238に相当する部分をニッケルメツキする（S 3) 。そして、流量検知部 237、フィンプレ一ト 238の上半部及び出力端子 239の下半部をエポキシ樹脂によってモールディングし被覆部材 240を形成して（S4) 、図 4A， 4 Bに示すような流量センサー 226を製造するようにしてもよい。温度センサ一 2 2 7は、流量センサ一 2 2 6と類似の構成を有しており、該流量センサー 2 2 6の流量検知部 2 3 7から発熱体 2 4 3、電極層 2 4 4， 2 4 5、絶縁層 2 4 6を除去することで得られる温度検知部と、流量センサ一 2 2 6と同様なフィンプレート 2 5 6、出力端子及び被覆部材とからなる。又、温度センサー 2 2 7の製造方法としても、流量センサー 2 2 6と同様の方法を採用することができる。

流量センサ一 2 2 6では、発熱体 2 4 3に通電することにより感温体 2 4 7を加熱し、感温体 2 4 7の電気抵抗値の変化を検出する。ここで、流量センサ一 2 2 6は流出側流通路 2 0 8に設置されているため、発熱体 2 4 3の発熱量の一部はフィンプレー卜 2 3 8を介して流出側流通路 2 0 8 内を流れる灯油中へと放逸され、感温体 2 4 7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 2 4 7の電気抵抗値の変化を検出することによって、流出側流通路 2 0 8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、流出側流通路 2 0 8の適宜位置に温度センサー 2 2 7を設置し、感温体 2 4 7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。

流量センサー 2 2 6は、流量検知部 2 3 7の基板 2 4 1に凹部 2 4 9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、フィンプレー卜 2 3 8の上端部の面に、発熱体 2 4 3、感温体 2 4 7を積層した面を対向させて、流量検知部 2 3 7を固着して、被覆部材 2 4 0と発熱体 2 4 3、感温体 2 4 7が接触する面積を極力少なくしたから、感温体 2 4 7の保有する熱量、又、フィンプレート 2 3 8を伝達する熱量が被覆部材 2 4 0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 2 2 6の感度を低下させることがない。

又、流量センサ一 2 2 6は、流量検知部 2 3 7、フィンプレート 2 3 8 の上半部及び出力端子 2 3 9の下半部をモールディングによる被覆部材 2 4 0により被覆したから、ハウジング 2 0 2のセンサ一挿入孔 2 3 3 , 2 3 4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 2 3 8 を伝達する熱量がハウジング 2 0 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 2 2 6の感度を低下させることがない。

さらに、流量センサ一 2 2 6は、流量検知部 2 3 7、フィンプレー卜 2 3 8の上半部及び出力端子 2 3 9の下半部をモールディングによる被覆部材 2 4 0により被覆して一体化してあり、ハウジング 2 0 2に形成したセンサ一挿入孔 2 3 3， 2 3 4に嵌挿するだけであるから、ハウジング 2 0 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。

表示部 2 2 8及び操作部 2 2 9は、図 1及び図 2に示すように、蓋体 2 2 5の上面に配設してある。表示部 2 2 8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 2 2 9は、電源ボタン 2 5 9及び測定ボタン 2 6 0よりなり、電源ボタン 2 5 9を押すことにより電源が供給され、測定ボタン 2 6 0を押すことにより測定が可能となる。

図 1及び図 3に示すように、流量センサー 2 2 6、温度センサー 2 2 7 をハウジング 2 0 2のセンサー挿入空間 2 3 2からセンサー挿入孔 2 3 3， 2 3 4に嵌挿させ、フィンプレー卜 2 3 8， 2 5 6の下半部を流出側流通路 2 0 8の開口部 2 3 5， 2 3 6を挿通させて流出側流通路 2 0 8内に位置させ、フィンプレート 2 3 8 , 2 5 6の先端を流出側流通路 2 0 8 の軸線より右方まで到達させるようにしてある。尚、流量センサー 2 2 6、温度センサー 2 2 7とセンサー挿入孔 2 3 3 , 2 3 4との間には 0リング 2 6 1 , 2 6 2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。

流量センサ一 2 2 6、温度センサー 2 2 7を嵌挿した後、センサ一挿入空間 2 3 2にセンサ一押圧板 2 6 3を挿入して流量センサ一 2 2 6、温度センサー 2 2 7の被覆部材を押圧してある。さらに、センサ一挿入空間 2 3 2に回路基板 2 3 0を挿入、配置し、センサー装着部 2 3 1に蓋体 2 2 5を装着、固定して、流量計部 2 0 4を構成してある。

回路基板 2 3 0は、流量センサー 2 2 6、温度センサー 2 2 7、表示部 2 2 8、操作部 2 2 9及び電源コード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。

図 8に示すように、電源である交流 1 0 0 Vを直流変換回路 2 6 5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 2 6 6により安定化し、流量センサ一 2 2 6の発熱体 2 4 3及びブリッジ回路 2 6 7に電圧を供給する。

ブリッジ回路 2 6 7は、流量センサー 2 2 6の感温体 2 4 7、温度センサ一 2 2 7の感温体 2 6 8、抵抗 2 6 9及び可変抵抗 2 7 0よりなり、灯油の流量に対応して感温体 2 4 7の電気抵抗値が変化するため、プリッジ回路 2 6 7の a , b点における電圧差（電位差） V a— V bも変化する。電圧差 V a - V bは、差動増幅回路 2 7 1、積分回路 2 7 2を介して VZ F変換回路 2 7 3に入力され、 V Z F変換回路 2 7 3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ノ F変換回路 2 7 3の周波数は、温度補償型水晶振動子 2 7 4の発振に基づき基準周波数発生回路 2 7 5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。

V Z F変換回路 2 7 3から出力されるパルス信号がトランジスタ 2 7 6 に入力されると、発熱体 2 4 3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 2 7 7により計数され、マイクロコンピュータ（マイコン） 2 7 8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 2 2 8にディジタル表示されるとともに、メモリ一 2 7 9内に記憶される。

尚、 2 8 0は電池等のバックアツプ電源である。

このように、本発明のストレーナ一体型流量計 2 0 1は、ストレーナと流量計とを一体化し、ハウジングを共有させたものであるから、部品点数を削減でき、製造コスト、組み立てコストを低減することができる。

次に、本発明のス卜レーナ一体型流量計 2 0 1の使用方法及びその作用効果について説明する。

ス卜レーナ一体型流量計 2 0 1は、灯油燃焼装置に灯油を供給する配管路において、タンクとポンプとの間の位置（即ち、図 2 7に示されているタンク 4 0 2とポンプ 4 0 6との間のストレーナ 4 0 7を配設する位置）に設置される。図 2 7に示されているストレーナ 4 0 7は、灯油に含有される塵、埃等の異物を濾過材に吸着させて除去するものであり、濾過材の吸着性能が低下した場合には、濾過材を洗浄し、又、交換する必要があるから、ストレーナ 4 0 7とこれを設置する配管部分とは容易に着脱できる構造となっている。よって、本発明のストレーナ一体型流量計は、図 2 7 に示されているス卜レーナ 4 0 7を設置する配管部分に、接続部 2 0 5， 2 0 6を連結することにより、従来とほぼ同様の操作で容易に設置することができる。

このように、本発明のストレーナ一体型流量計 2 0 1は、従来のストレーナ 4 0 7を設置する配管部分に略従来と同様の操作で設置することができるから、従来のストレーナ 4 0 7と流量計 4 0 8とを各別に設置する場合に比較して、一部の配管類の省略が可能となり、配管路を短縮することができる。

ス卜レーナ一体型流量計 2 0 1を灯油燃焼装置に灯油を供給する配管路に設置した後、電源ボタン 2 5 9を押して、電源を供給し、次いで、測定ボタン 2 6 0を押せば、図 8に示される電気回路が閉じ、作動する。これにより、灯油の流量に対応して感温体 2 4 7の電気抵抗値が変化し、ブリッジ回路 2 6 7の a， b点に電圧差 V a— V bが現れ、 V / F変換回路 2 7 3において形成されたパルス信号がカウンター 2 7 7により計数され、マイコン 2 7 8により流量に換算され、流量値が表示部 2 2 8にディジタル表示される。

ストレーナー体型流量計 2 0 1は、ストレーナ部 2 0 3の直後に流量計部 2 0 4を配置してあり、ストレーナ部 2 0 3において、灯油に含有される塵、埃等の異物を除去する上、この短い流通路の間では微小な異物も殆ど蓄積せず、異物が侵入するおそれも少ない。よって、塵、埃等の異物力センサ一装着部の 0リングに付着、蓄積して、間隙を形成して灯油が漏洩したり、センサ一のフィンプレー卜に付着、蓄積して、伝熱面積が減少したり、流動状態が変化したりして、流量の測定精度が低下するようなことはない。

また、ストレーナ一体型流量計 2 0 1は、流通路に排気孔 2 1 5を接続してあり、ストレーナ一体型流量計 2 0 1を設置する際に、流通路内に空気が残存していても、この排気孔 2 1 5より排出することができるから、流通路内の上部に空気泡として滞留することはない。よって、空気泡がセンサ一のフィンプレートに付着、滞留して、伝熱状態が変化して、流量の測定精度が低下するようなことがない。

さらに、ストレーナ一体型流量計 2 0 1は、流量値が表示部 2 2 8にディジタル表示されるから、作業者は灯油の流量を直ちに認識でき、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、直ちに、ノズル内から異物を除去する作業を行うことができる。

一方、灯油の流動状態を見ると、灯油は、流入側流通路 2 0 7から濾過部材挿入筒体 2 1 0内に流入し、濾過部材 2 0 9の濾過材 2 1 8、連通孔 2 2 2を通過して、貫通孔 2 2 1を上昇して流出側流通路 2 0 8の垂直部 2 0 8 a内に流入する。そして、この過程において、乱流状態であった灯油の流れが整流されて流出側流通路 2 0 8の垂直部 2 0 8 aに流入する時には略層流状態となる。よって、流量センサ一 2 2 6のフィンプレー卜 2 3 8の近傍を灯油が略均一に流動することになるから高精度な流量測定が可能となる。

また、流体が管路内で屈曲部を通過する際には、屈曲部において流れが内壁面から剥離し、渦が発生する現象が見られる。しかし、ストレーナ一体型流量計 2 0 1では、流量センサ一 2 2 6は、流出側流通路 2 0 8の垂直部 2 0 8 aに配置されているので、流れが内壁面から剥離し、渦が発生する以前に流量を測定することになり、この点からも高精度な流量測定が可能となる。

図 9〜 1 1は本発明によるス卜レーナ一体型流量計の他の実施形態を示す図である。

このストレーナ一体型流量計 3 0 1 も、ハウジング 3 0 2を共有させて、ストレーナ部 3 0 3と流量計部 3 0 4とを一体化したものであるが、流量計部 3 0 4をハウジング 3 0 2の左半部に形成している点が上記図 1〜8の実施形態と異なる。

ハウジング 3 0 2の左半部には、上方に隆起させたセンサー装着部 3 3 1を形成してあり、そのセンサ一装着部 3 3 1の上部にはセンサー挿入空間 3 3 2を画成し、センサー挿入空間 3 3 2から流出側流通路 3 0 8の水平部 3 0 8 bに向かってセンサー挿入孔 3 3 3 , 3 3 4を穿設してある。また、流出側流通路 3 0 8の水平部 3 0 8 bの前記センサー挿入孔 3 3 3， 3 3 4に対応する位置に開口部 3 3 5， 3 3 6を形成してある。尚、蓋体 3 2 5はセンサー装着部 3 3 1の上端部に着脱自在となっている。ストレーナ一体型流量計 3 0 1の他の構成は、ストレーナ一体型流量計 2 0 1の構成と同様であり、同一要素は同一符号で示してある。よって、その奏する作用効果もストレーナ一体型流量計 2 0 1と殆ど同様である。但し、ス卜レーナ一体型流量計 3 0 1では、流出側流通路 3 0 8の垂直部

3 0 8 a内に流入する時には略層流状態であった灯油の流れが、垂直部 3 0 8 aから水平部 3 0 8 bへと変向する屈曲部において内壁面から剥離し、そこで渦が発生する。そして、ストレーナ一体型流量計 3 0 1では、流量センサ一 2 2 6は流出側流通路 3 0 8の水平部 3 0 8 bに配置されているから、流れが内壁面から剥離し、渦が発生した以後に流量を測定することになり、この点で前記ストレーナ一体型流量計 2 0 1よりは若干精度が劣ることがある。

図 1 2及び図 1 3は本発明による流量センサー（流量計）の一実施形態を示す断面図であり、図 1 2は被検知流体が流通する流体流通管路に沿つた断面を示し、図 1 3は流体流通管路と直交する断面を示す。

これらの図において、 2はケ一シング本体部であり、該ケーシング本体部を貫通して被検知流体の流通のための流体流通管路 4が形成されている。該管路 4はケ一シング本体部 2の両端まで延びている。管路 4は、被検知流体の流通方向に沿って中央に位置する中央部分 4 aと、その両側に位置する流体流入側部分 4 b及び流体流出側部分 4 cとからなっている。ケーシング本体部 2の両端において、外部配管と接続するための接続部 (例えば詳細には図示されていないクイックカップリング構造） 6 a， 6 bが形成されている。ケーシング本体部 2は合成樹脂製たとえば塩化ビ二ル樹脂ゃ耐薬品性及び耐油性が大きいガラス繊維強化のポリフエ二レンサルフアイド（P P S ) ゃポリブチレンテレフ夕レート（P B T ) 等からなる。このケーシング本体部 2には、管路 4の上方にて素子収容部 5が形成されており、該素子収容部 5にはケーシング蓋体部 8がネジまたは嵌合などにより固定されている。該ケ一シング蓋体部 8と上記ケーシング本体部 2とによりケ一シングが構成されている。本実施形態では、ケーシング本体部 2の素子収容部 5の内側（即ち管路 4側）に、管路 4に隣接して 2つの素子ユニット保持部 5 0， 6 0が形成されている。これら素子ユニット保持部 5 0， 6 0はいずれも管路 4の径方向を中心とする 2段円筒状内面を有する。第 1の素子ュニッ卜保持部 5 0により流量検知ユニット 5 1が保持されており、第 2の素子ユニット保持部 6 0により流体温度検知ュニッ卜 6 1が保持されている。

図 1 4に、流量検知ユニット 5 1の断面図を示す。図 1 4に示されているように、流量検知ュニッ卜 5 1は、流量検知部 1 2と、該流量検知部 1 2に熱伝導性良好な接合材 1 6により接合された熱伝達用部材としてのフィンプレート 1 4と、電極端子 5 2と、流量検知部 1 2の電極を対応する電極端子 5 2と電気的に接続するボンディングワイヤ 2 8と、合成樹脂製の基体部 5 3とを有する。該基体部 5 3は、熱伝達性が低く（すなわち熱絶縁性を有する）耐薬品性ゃ耐油性が大きく、例えば P P Sや P B T等からなる。基体部 5 3は素子ュニット保持部 5 0の内周面に対応した 2段円筒形状外周面を有する。基体部 5 3から、フィンプレー卜 1 4の一部が管路 4の側へと延出しており、電極端子 5 2の一部が管路 4と反対の側 (外側）へと延出している。すなわち、流量検知部 1 2と、接合材 1 6とフィンブレー卜 1 4の一部と、電極端子 5 2の一部とボンディングワイヤ 2 8とが基体部 5 3により封止されている。

流量検知部 1 2は、図 1 5に示されている様に、基板 1 2 - 1の上面 (第 1面）上に絶縁層 1 2— 2を形成し、その上に薄膜発熱体 1 2— 3を形成し、その上に該薄膜発熱体のための 1対の電極層 1 2 - 4， 1 2 - 5 を形成し、その上に絶縁層 1 2— 6を形成し、その上に流量検知用薄膜感温体 1 2— 7を形成し、その上に絶縁層 1 2— 8を形成したチップ状のものからなる。基板 1 2— 1 としては例えば厚さ 0 . 5 m m程度で大きさ 2 ~ 3 m m角程度のシリコンゃアルミナなどからなるものを用いることができ（アルミナなどの絶縁基板を用いる場合には、絶縁層 1 2 - 2を省略することができる）、薄膜発熱体 1 2— 3としては膜厚 1 / m程度で所望形状にパターユングしたサーメッ卜からなるものを用いることができ、電極層 1 2— 4， 1 2— 5としては膜厚 0 . 5 / m程度のニッケルからなるもの又はこれに膜厚 0 . 1 m程度の金を積層したものを用いることができ、絶縁層 1 2— 2， 1 2 - 6 , 1 2— 8としては膜厚 1 m程度の S i 0 ₂ からなるものを用いることができ、薄膜感温体 1 2— 7としては膜厚 0 . 5〜1 m程度で所望形状例えば蛇行形状にパターユングした白金や二ッケルなどの温度係数が大きく安定な金属抵抗膜を用いることができる (あるいは酸化マンガン系の N T Cサーミスターからなるものを用いることもできる）。このように、薄膜発熱体 1 2— 3と薄膜感温体 1 2— 7とが薄膜絶縁層 1 2— 6を介して極く近接して配置されていることにより、薄膜感温体 1 2 - 7は薄膜発熱体 1 2— 3の発熱の影響を直ちに受けることになる。

図 1 4に示されているように、流量検知部 1 2の一方の面すなわち基板 1 2 - 1の第 2面に、熱伝達用部材としての平板状フィンプレート 1 4力 S 接合材 1 6により接合されている。フィンプレー卜 1 4としては例えば銅、ジュラルミン、銅—タングステン合金からなる平板状のものを用いることができ、接合材 1 6としては例えば銀ペーストを用いることができる。

図 1 2及び図 1 3に示されているように、流量検知ユニット 5 1 (の基体部 5 3 ) の外周面と素子ユニット保持部 5 0の内周面との間には、管路 4に対するシール部材としての 0 —リング 5 4が介在している。

フィンプレート 1 4は、上部分が流量検知部 1 2に接合されており、下部分が管路 4の中央部分 4 a内へと延びている。該フィンプレー卜 1 4 は、ほぼ円形の断面を持つ管路中央部分 4 aにおいて、その断面内の中央を通って上部から下部へと該管路 4を横切って延在している。但し、管路 4は必ずしも断面が円形である必要はなく、適宜の断面形状が可能である。管路 4内において、上記フィンプレー卜 1 4の幅（管路方向の寸法）は該フィンプレート 1 4の厚さより十分大きい。このため、フィンプレート 1 4は、管路中央部分 4 a内における流体の流通に大きな影響を与えることなしに、流量検知部 1 2と流体との間の熱伝達を良好に行うことが可能である。

上記ケーシング本体部 2には、素子ュニッ卜保持部 5 0から管路 4に沿って隔てられた位置において、素子ュニッ卜保持部 6 0が配置されている。素子ュニッ卜保持部 6 0により流体温度検知ュニット 6 1が保持されている。

流体温度検知ュ二ッ卜 6 1は、基本的には、流量検知部 1 2の代わりに流体温度検知部を用いたことが、流量検知ュニッ卜 5 1と異なる。即ち、流体温度検知ュニット 6 1は、流体温度検知部に熱伝導性良好な接合材により接合された熱伝達用部材としてのフィンプレー卜 1 4 ' と、電極端子 6 2と、流体温度検知部の電極を対応する電極端子 6 2と電気的に接続するボンディングワイヤと、合成樹脂製の基体部とを有する。基体部から、フィンプレー卜 1 4 ' の一部が管路 4の側へと延出しており、電極端子 6 2の一部が管路 4と反対の側（外側）へと延出している。

温度検知部は、上記流量検知部 1 2と同様な基板上に、同様な薄膜感温体（流体温度補償用薄膜感温体）を形成したチップ状のものからなる。即ち、温度検知部は、図 1 5における薄膜発熱体 1 2— 3、 1対の電極層 1 2 - 4 , 1 2— 5及び絶縁層 1 2— 6を除去したものと同様にして構成することができる。また、温度検知部には、流量検知部 1 2と同様にして、接合材によりフィンプレー卜 1 4 ' が接合されている。

図 1 2に示されているように、流体温度検知ュニッ卜 6 1の外周面と素子ユニット保持部 6 0の内周面との間には、管路 4に対するシール部材としての 0 —リング 6 4が介在している。

流体温度検知ュニッ卜 6 1は、管路中央部分 4 a内の流体流通方向に関して流量検知ュニッ卜 51の下流側に配置するのが好ましい。

上記ケ一シング本体部 2の素子収容部 5内には、流量検知ュニッ卜 5 1 及び流体温度検知ュニッ卜 6 1のための押え板 32が配置されており、その上に配線基板 26が固定配置されている。該配線基板 26の電極のうちのいくつかは、上記流量検知ユニット 5 1の電極端子 52とワイヤボンデイング等により電気的に接続されており（図示省略）、同様に上記流体温度検知ュニット 61の電極端子 62とワイヤボンディング等により電気的に接続されている（図示省略）。配線基板 26の電極のうちの他のいくつかは外部リード線 30と接続されていて、該外部リード線 30はケーシング外へと延びている。この外部リード線 30は予めケ一シング本体部 2 の所定の箇所に一体的に配置しておき、ケーシング本体部 2への配線基板 26の取り付けの際に該配線基板 26の電極との電気的接続を行うようにすることができる。

図 1 6は本実施形態の流量センサーの回路構成図である。供給電源は、例えば + 1 5 V (± 10%) であり、定電圧回路 102に供給される。該定電圧回路 102は、例えば + 6V (± 3%) で出力 0. 1 Wであり、その出力はプリッジ回路 1 04に供給される。プリッジ回路 1 04は流量検知用薄膜感温体 104— 1 (上記 1 2— 7) と温度補償用薄膜感温体 10 4一 2と可変抵抗 104— 3 , 104— 4とを含んでなる。

プリッジ回路 104の a, b点の電圧が差動増幅回路 106に入力される。該差動増幅回路 106は可変抵抗 106 aにより増幅率可変とされている。差動増幅回路 106の出力は積分回路 108に入力される。これら増幅率可変の差動増幅回路 106と積分回路 108とが、後述のように応答性設定手段として機能する。

一方、上記供給電源は、 NPNトランジスタ一 1 10のコレクタに接続されており、該トランジスタ一 1 1 0のェミッタは発熱体 1 1 2に接続されている。また、トランジスター 1 1 0のベースには、上記積分回路 10 8の出力が入力される。即ち、供給電源はトランジスター 1 1 0を経て薄膜発熱体 1 1 2 (上記 1 2— 3) へと電流を供給し、該発熱体 1 1 2にかかる電圧はトランジスタ一 1 1 0の分圧により制御される。そして、トランジスター 1 1 0の分圧は、抵抗を介してべ一スへと入力される積分回路 1 08の出力の電流により制御され、トランジスター 1 10は可変抵抗体として機能し、発熱体 1 1 2の発熱を制御する発熱制御手段として機能する。

即ち、流量検知部 1 2において、薄膜発熱体 1 2— 3の発熱に基づき、フィンプレート 14を介して被検知流体による吸熱の影響を受けて、薄膜感温体 1 2— 7による感温が実行される。そして、該感温の結果として、図 1 6に示すブリッジ回路 1 04の a， b点の電圧（電位） Va， Vbの差が得られる。

(Va-Vb) の値は、流体の流量に応じて流量検知用薄膜感温体 10 4一 1の温度が変化することで、変化する。予め可変抵抗 104 - 3， 1 04 - 4の抵抗値を適宜設定することで、基準となる所望の流体流量の場合において（Va— Vb) の値を零とすることができる。この基準流量では、差動増幅回路 1 06の出力は零であり、積分回路 108の出力が一定となり、トランジスタ一 1 10の抵抗値も一定となる。その場合には、発熱体 1 1 2に印加される分圧も一定となり、この時の流量出力が上記基準流量を示すものとなる。

流体流量が基準流量から増減すると、差動増幅回路 106の出力は（V a- Vb) の値に応じて極性（流量検知用感温体 1 04- 1の抵抗—温度特性の正負により異なる）及び大きさが変化し、これに応じて積分回路 1 08の出力が変化する。積分回路 1 08の出力の変化の速さは差動増幅回路 1 06の可変抵抗 1 06 aによる増幅率設定により調節することができる。これら積分回路 108と差動増幅回路 106とにより、制御系の応答特性が設定される。流体流量が増加した場合には流量検知用感温体 1 0 4 - 1の温度が低下するので、発熱体 1 1 2の発熱量を増加させる（即ち電流量を増加させる）よう、積分回路 1 0 8からはトランジスタ一 1 1 0のベースに対して、トランジスター 1 1 0の抵抗を低下させるような制御入力がなされる。

他方、流体流量が減少した場合には流量検知用感温体 1 0 4 - 1の温度が上昇するので、発熱体 1 1 2の発熱量を減少させる（即ち電流量を減少させる）よう、積分回路 1 0 8からはトランジスタ一 1 1 0のベースに対して、トランジスタ一 1 1 0の抵抗を増加させるような制御入力がなされる。

以上のようにして、流体流量の変化によらず、常に流量検知用感温体 1 0 4 - 1により検知される温度が目標値となるように、発熱体 1 1 2の発熱がフィ一ドバック制御される（流量検知用感温体 1 0 4— 1の抵抗一温度特性の正負に応じて、必要な場合には差動増幅回路 1 0 6の出力の極性を適宜反転させる）。そして、その際に発熱体 1 1 2に印加される電圧は流体流量に対応しているので、これを流量出力として取り出す。

これによれば、被検知流体の流量の如何にかかわらず、発熱体 1 1 2周囲の流量検知用感温体 1 0 4— 1の温度がほぼ一定に維持されるので、流量センサーの経時劣化が少なく、また可燃性の被検知流体の着火爆発の発生を防止することができる。また、発熱体 1 1 2には定電圧回路が不要であるので、プリッジ回路 1 0 4のための低出力の定電圧回路 1 0 2を用いれば良いという利点がある。このため、定電圧回路の発熱量を小さくでき、流量センサーを小型化しても流量検知精度を良好に維持することができる。

本実施形態では、図 1 2に示されているように、管路 4は、中央部分 4 aの内径が D 1 Φであり、流体流入側部分 4 bの内径が D 2 φであり、流体流出側部分 4 cの内径が D 3 Φであり、 D 1 Φは D 2 Φ及び D 3 Φのいずれよりも小さい。従って、本実施形態の流量センサ一では、被検知流体が流体流入側部分 4 bから中央部分 4 aへと流入する際に、これらの境界部に存在する段差により特に管路断面内での外周部における流れが攪乱される。これにより、特に中央部分 4 aの管路外周部にまで流体流動性の高められた領域が拡大し、フィンプレート 1 4と接触する被検知流体が管路断面内の高い面積割合の領域で平均化された流速をもつようになり、フィンプレート 1 4を介しての放熱は管路 4内の被検知流体の流量をより正確に反映したものとなる。

また、 D 2 0 = D 3 0であるのが、流量センサ一の上流側及び下流側での被検知流体流量を変化させないという点で好ましい。

中央部分の内径 D 1 Φは、流体流入側部分の内径 D 2 φの 5 0〜8 0 % であるのが好ましい。これは、 D 1 0 Z D 2 Φが 5 0 %未満となり小さくなるにつれて、流体流通に際しての圧力損失が著しく大きくなり流体流通自体を阻害する傾向があるためであり、 D 1 0 , D 2 0が 8 0 %を越えて大きくなるにつれて、上記流体攪乱による管路断面内の流速分布の均一化向上の効果が低下する傾向にあるためである。

図 1 2に示されているように、フィンプレート 1 4は、中央部分 4 aの流体流入側部分 4 bの側の端部（即ち、流体流入側部分 4 bとの境界）から管路 4の方向に距離 L 1の位置に配置されている。この距離 L 1は中央部分 4 aの内径 D 1 Φの 4倍以内であるのが好ましく、特に 2倍以内であるのがより好ましい。これは、この距離 L 1が大きすぎると、中央部分 4 aと流体流入側部分 4 bとの境界の段差による攪乱を受けた被検知流体がフィンプレート 1 4に達する前に該流体の攪乱状態が減衰する傾向にあるためである。

図 1 7は、以上のような本実施形態の流量センサ一を用いて異なる流体温度における流量変化に対する流量出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。ここで、被検知流体として灯油を使用し、 0 1 0を4 111 01 Φとし、 D 2 <>及び D 30を 6mmとした。流体温度変化による流量出力電圧の変化は殆どないことがわかる。一方、図 18は、 D 1 0を 6mm0 とした（即ち、 D 1 0 = D 20 = D 30) こと以外は上記図 1 7を得たのと同様な流量センサ一を用いて、同様な流量測定を行った結果を示すグラフである。図 18の場合には、流体温度変化による流量出力電圧の変化が認められる。

以上の実施形態では管路 4の中央部分 4 aと流体流入側部分 4 bとの間に明確な段差を形成した例が示されているが、本発明は、このような明確な段差形態のものに限定されることはなく、例えば管路 4の中央部分 4 a と流体流入側部分 4 bとの間に管路 4の内径が連続的に変化している境界部分が存在していてもよい。図 1 9及び図 20はこのような境界部分を有する変形例を示す部分断面図である。図 19の例では、境界部分 4 dは、断面円弧状の面取りを施されており、管路方向の長さが L 2とされている。面取りは通常の断面直線状のもの（管路方向に対し 45度の角度をなすもの）であってもよい。また、図 20の例では、境界部分 4 dは、流体流入側部分 4 bから中央部分 4 aへと断面直線状の斜面とされており、管路方向の長さが L 2とされている。上記の境界部分 4 dの長さ L 2は、流体流入側部分 4 bの内径 D 2 Φと中央部分 4 aの内径 D 1 Φとの差の 1 / 2より小さいのが好ましい。これは、この長さ L 2が大きくなるにつれて、中央部分 4 aと流体流入側部分 4 bとの間の境界部分 4 dの段差による流体攪乱の効果が低下する傾向にあるためである。

以上の実施形態においては、フィンプレート 14， 14' が管路断面の中央部を通って上部から下部へと横切っているが、該フィンプレート 1 4, 14' は管路断面の上部から中央部の近傍にまで延びているものとすることができる。

以上説明したように、本発明の流量センサーによれば、流体流通管路の中央部分の内径を流体流入側部分の内径より小さくしているので、中央部分と流体流入側部分との境界部に存在する段差により特に管路断面内で外周部の流れを攪乱して流量の管路断面内分布の平均化を行うことができる。これにより、流量検知用熱伝達部材を介して行われる流量測定の精度を向上させることができ、特に被検知流体の温度が変化しても測定精度が低下せず、幅広い環境温度条件下での正確な流量測定が可能となる。

図 2 1及び図 2 2は本発明による流量センサ一（流量計）の他の実施形態を示す断面図であり、図 2 1は被検知流体が流通する流体流通管路に沿った断面を示し、図 2 2は流体流通管路と直交する断面を示す。また、図 2 3に、この実施形態における流量検知ュニット 5 1の断面図を示す。これらの図において、上記の図 1 2〜1 4と同一の機能を有する部材には同一の符号が付されている。尚、本実施形態は、上記図 1 5及び図 1 6に関し説明したような構成をも有する。

本実施形態では、図 2 1〜図 2 3とくに図 2 3に示されているように、流量検知ュニッ卜 5 1の基体部 5 3の下部は、管路 4内へと突出しており、この突出部により熱絶縁部材 5 5が形成されている。同様に、温度検知ユニット 6 1の基体部の下部は、管路 4内へと突出しており、この突出部により熱絶縁部材 6 5が形成されている。これら熱絶縁部材 5 5， 6 5 は、管路 4内へのフィンプレート 1 4， 1 4 ' の延出部分の基部が露出するのを防止している。

図 2 4は、図 2 1に示されている管路 2の中心線 Aと直交する断面内における管路 4及びそこへと延出せるフィンプレート 1 4及び熱絶縁部材 5 5を示す模式図である。熱絶縁部材 5 5はフィンプレート 1 4の延出部分の基部を覆っている。即ち、フィンプレー卜 1 4は、管路 4内において、管路中心線 Aから基部側（上方側）に距離 r 1までの部分と管路中心線 A から先端側（下方側）に距離 r 2まで（先端まで）の部分とが露出している。このフィンプレー卜 1 4の露出部分は、管路中心線 Aから半径 R aまでの中心領域 X内に位置しており、該中心領域 Xの周囲の外周領域 Yでは露出していない。ここで、管路 4の半径を Rとした場合、 R a = 0 . 8 R とされている。 r 1及び r 2は、これらの和（r l + r 2 ) が 0 . 7 R以上となるように設定されるのが好ましい。これは、 r l + r 2が小さくなるにつれて、フィンプレ一卜 1 4と流体との間で伝達される熱量が低減し、流量検知効率が低下する傾向にあるからである。

このように、本実施形態では、管路 4内における被検知流体とフィンプレート 1 4との間の熱伝達は、被検知流体の流速が小さく流量検知の点では低感度の外周領域 Yを避けて、実質上、流速が比較的大きく効率的に流量を検知し得る中心領域 X内のフィンプレー卜露出部においてのみ行なわれる。

また、被検知流体の流通の際の管路壁との接触摩擦に基づき被検知流体に生ずる剪断応力は外周領域 Yで大きく、更に管路壁の表面粗さは一般には零ではないので流体流通時に外周領域 Yにおいてランダムに微小な渦が発生する。このため、外周領域 Yでは、被検知流体の流通が不安定になる。従って、この外周領域 Yを避けて中心領域 X内でのみ流量検知のための熱伝達を行わせることで、安定した流量出力が得られる。

以上、フィンプレート 1 4の管路 4内への延出部分の基部を熱絶縁部材 5 5により覆ってなる流量検知関連の構造に関して説明したが、フィンプレート 1 4 ' の管路 4内への延出部分の基部を熱絶縁部材 6 5により覆つてなる温度検知関連の構造も同様なものとすることができる。これにより、被検知流体の主要部分が通過する中心領域 X内の流体温度を的確に検知することができ、上記のようにして中心領域 X内でのフィンプレート 1 4と被検知流体との間の熱伝達に基づき行われる流量検知のための被検知流体の温度補償を的確に行うことが可能となる。

図 2 5は、以上のような本実施形態の流量センサーを用いて、 2 0 c c / m i nから 8 0 c c /m i nへと流量を変化させた直後から変化後の流量を維持した場合の、出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。ここで、被検知流体として灯油を使用し、管路径（2 R) を 4mm0 とし、 r l = r 2 = 0. 5 Rとした。一方、図 26は、熱絶縁部材 55を用いない（即ち、 r l = R, r 2 = 0. 5 R ) こと以外は上記図 25を得たのと同様な流量センサ一を用いて、同様な流量測定を行った結果を示すグラフである。図 26の場合に比べて、図 25の場合の方が流量出力電圧の振れ幅が小さく（約 1 3) 、測定誤差が小さいことがわかる。

かくして、本実施形態においては、管路 4内の被検知流体の流量を正確且つ安定して検知することができる。

以上説明したように、本発明の流量センサーによれば、流量検知用熱伝達部材を流体流通管路内において管路中心線から管路璧までの径方向距離の 80%以内の中心領域においてのみ露出させているので、流速が比較的大きく効率的に流量を検知することができ且つ被検知流体の流通が比較的安定な管路中心領域で被検知流体と流量検知用熱伝達部材との間の熱伝達を行わせることができる。これにより、幅広い環境温度条件下で管路内の被検知流体の流量を正確且つ安定して検知することができる。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明のストレーナ一体型流量計によれば、流量計内に異物が侵入しにくく配管内を流通する流体の流量を長期にわたって正確に測定することができる。

また、本発明の流量センサーによれば、幅広い環境温度条件下で管路内の被検知流体の流量を正確且つ安定して検知することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 流通路を形成したハウジング、濾過部材及び濾過部材挿入筒体を備えたス卜レーナ部と、流通路を形成したハウジング及び流量センサ一を備えた流量計部とからなり、前記ストレーナ部のハウジングと前記流量計部のハウジングとを一体化するとともに、前記ス卜レーナ部より流体の流動方向下流に前記流量計部を配置したことを特徴とするストレーナ一体型

2 . 前記一体化されたハウジングに前記流通路に接続して排気孔を形成したことを特徴とする、請求項 1に記載のス卜レーナ一体型流量計。

3 . 前記流量計部は、流量値を表示する表示部、電源を供給し流量を測定するための操作部、及び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を備えたことを特徴とする、請求項 1に記載のストレーナ一体型流量計。

4 . 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卜と、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、前記フィンブレー卜の一部及び前記出力端子の一部をモールデイングにより被覆したことを特徴とする、請求項 1に記載のストレーナ一体型流量計。

5 . 前記流量計部は、流体の温度を検出する温度センサ一を備えたことを特徴とする、請求項 1に記載のス卜レーナ一体型流量計。

6 . 前記温度センサーは、基板上に感温体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温度センサーフィンプレートと、温度に対応した電圧値を出力する温度センサー出力端子とを有し、前記温度検知部、前記温度センサーフィンプレー卜の一部及び前記温度センサ一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 5に記載のストレーナ一体型流量計。

7 . 前記電気回路は、前記流量センサーの感温体、前記温度センサ一の感温体を含み、流体の流量に対応した電圧差を出力するプリッジ回路を有することを特徴とする、請求項 3に記載のストレーナ一体型流量計。

8 . 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 Z F変換回路と、このパルス信号を計数する力ゥンターと、周波数に対応する流量に換算するマイコンとを有することを特徴とする、請求項 7に記載のス卜レーナ一体型流量計。

9 . 発熱機能及び感温機能を有する流量検知部と、被検知流体の流通のための流体流通管路と、前記流量検知部における発熱の影響を受け且つ前記流体流通管路内に延出するように配置された流量検知用熱伝達部材とを備えており、前記流量検知部において発熱に基づき前記流量検知用熱伝達部材を介して前記被検知流体による吸熱の影響を受けた感温が実行され、該感温の結果に基づき前記流体流通管路内の被検知流体の流量の検知がなされる流量センサ一であって、

前記流体流通管路は被検知流体の流通方向に沿って流体流入側部分と流体流出側部分とこれらの間に位置する中央部分とを有しており、前記流量検知用熱伝達部材は前記中央部分において前記流体流通管路内へと延出しており、前記中央部分の内径は前記流体流入側部分の内径よりも小さいことを特徴とする流量センサ一。

1 0 . 前記中央部分の内径は前記流体流入側部分の内径の 5 0〜8 0

%であることを特徴とする、請求項 9に記載の流量センサー。

1 1 . 前記流体流出側部分の内径は前記流体流入側部分の内径と同等であることを特徴とする、請求項 9に記載の流量センサー。

1 2 . 前記中央部分と前記流体流入側部分との間には、前記流体流通管路の内径が連続的に変化している境界部分が存在しており、該境界部分の被検知流体の流通方向の長さは前記流体流入側部分の内径と前記中央部分の内径との差の 1 / 2以下であることを特徴とする、請求項 9に記載の流量センサー。

1 3 . 前記流量検知用熱伝達部材は前記中央部分の流体流入側端部から前記中央部分の内径の 4倍以内の距離に配置されていることを特徴とする、請求項 9に記載の流量センサ一。

1 4 . 前記流量検知部は前記流体流通管路外において前記流量検知用熱伝達部材の上に形成された薄膜発熱体及び該薄膜発熱体の発熱の影響を受けるように配置された流量検知用薄膜感温体とを含んでいることを特徴とする、請求項 9に記載の流量センサー。

1 5 . 前記流量検知用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流通管路内において前記流体流通方向に沿うように配置されていることを特徴とする、請求項 9に記載の流量センサ一。

1 6 . 前記流量検知の際の温度補償を行うための流体温度検知部を含んでおり、該流体温度検知部と前記流体流通管路内に延出するように配置された温度検知用熱伝達部材とが熱的に接続されていることを特徴とする、請求項 9に記載の流量センサ一。

1 7 . 前記温度検知用熱伝達部材は前記流体流通管路の中央部分において前記流量検知用熱伝達部材ょり流体流出側に位置していることを特徴とする、請求項 1 6に記載の流量センサー。

1 8 . 前記温度検知用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流通管路内において前記流体流通方向に沿うように配置されていることを特徴とする、請求項 1 6に記載の流量センサー。

1 9 . 発熱機能及び感温機能を有する流量検知部と、被検知流体の流通のための流体流通管路と、前記流量検知部における発熱の影響を受け且つ前記流体流通管路内に延出するように配置された流量検知用熱伝達部材とを備えており、前記流量検知部において発熱に基づき前記流量検知用熱伝達部材を介して前記被検知流体による吸熱の影響を受けた感温が実行され、該感温の結果に基づき前記流体流通管路内の被検知流体の流量の検知がなされる流量センサ一であって、

前記流量検知用熱伝達部材は前記流体流通管路内において該流体流通管路の径方向に関して管路中心線から管路璧までの径方向距離の 8 0 %以内の中心領域においてのみ露出していることを特徴とする流量センサー。

2 0 . 前記流量検知用熱伝達部材は、前記流体流通管路の径方向に該流体流通管路内へと延出しており、該流体流通管路内への延出部分の先端は前記中心領域内に位置しており、前記中心領域外に位置する前記延出部分の基部は流量検知関連熱絶縁部材により覆われていることを特徴とする、請求項 1 9に記載の流量センサ一。

2 1 . 前記流量検知部及び前記流量検知用熱伝達部材の前記流量検知部と熱的に接続された部分は熱絶緣性を有する流量検知用基体部内に収容されており、該流量検知用基体部の一部により前記流量検知関連熱絶縁部材が形成されていることを特徴とする、請求項 2 0に記載の流量センサー。

2 2 . 前記流量検知用基体部及び前記流量検知関連熱絶縁部材は合成樹脂製であることを特徴とする、請求項 2 1に記載の流量センサー。

2 3 . 前記流量検知部は前記流体流通管路外において前記流量検知用熱伝達部材の上に形成された薄膜発熱体及び該薄膜発熱体の発熱の影響を受けるように配置された流量検知用薄膜感温体とを含んでいることを特徴とする、請求項 1 9に記載の流量センサー。

2 4 . 前記流量検知用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流通管路内において該管路の方向に沿うように配置されていることを特徴とする、請求項 1 9に記載の流量センサー。

2 5 . 前記流量検知の際の温度補償を行うための流体温度検知部を含んでおり、該流体温度検知部と前記流体流通管路内に延出するように配置された温度検知用熱伝達部材とが熱的に接続されていることを特徴とする、請求項 1 9に記載の流量センサ一。

2 6 . 前記温度検知用熱伝達部材は前記流体流通管路内において前記中心領域においてのみ露出していることを特徴とする、請求項 2 5に記載の流量センサー。

2 7 . 前記温度検知用熱伝達部材は、前記流体流通管路の径方向に該流体流通管路内へと延出しており、該流体流通管路内への延出部分の先端は前記中心領域内に位置しており、前記中心領域外に位置する前記延出部分の基部は温度検知関連熱絶縁部材により覆われていることを特徴とする、請求項 2 5に記載の流量センサー。

2 8 . 前記温度検知部及び前記温度検知用熱伝達部材の前記温度検知部と熱的に接続された部分は熱絶縁性を有する温度検知用基体部内に収容されており、該温度検知用基体部の一部により前記温度検知関連熱絶縁部材が形成されていることを特徴とする、請求項 2 7に記載の流量センサー。

2 9 . 前記温度検知用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流通管路内において該管路の方向に沿うように配置されていることを特徴とする、請求項 2 5に記載の流量センサー。