WO2006120848A1 - 流量測定装置 - Google Patents

流量測定装置

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WO2006120848A1
WO2006120848A1 PCT/JP2006/308179 JP2006308179W WO2006120848A1 WO 2006120848 A1 WO2006120848 A1 WO 2006120848A1 JP 2006308179 W JP2006308179 W JP 2006308179W WO 2006120848 A1 WO2006120848 A1 WO 2006120848A1
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flow
sub
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flow path
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PCT/JP2006/308179
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Naotsugu Ueda
Satoshi Nozoe
Yasushi Shimomoto
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Omron Corporation
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F5/00—Measuring a proportion of the volume flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6842—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow

Definitions

  • the present invention relates to a flow measurement device, for example, a small flow measurement device used in medical equipment such as industrial equipment for monitoring air flow in a factory, treatment equipment for sleep apnea syndrome, and the like.
  • a flow rate measuring device provided with a sub-flow channel
  • a flow rate module in which a flow restrictor is provided in a main flow channel
  • a combustion gas flow rate measuring device including a first main pipeline block and a second main pipeline block (see Patent Document 2).
  • Patent Document 1 Special Table 2003-523506
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3340655
  • an object of the present invention is to provide a flow rate measuring device that is small and has high measurement accuracy in which dust or the like is difficult to enter, and has a small pressure loss.
  • a flow rate measuring apparatus includes a main flow pipe having a main flow path through which a fluid to solve the above problems, an orifice provided in the main flow path for restricting the flow of the fluid, and the main flow pipe. And a sub-flow path provided with a sub-flow path whose one end communicates with an inlet provided on the upstream side of the orifice and whose other end communicates with a discharge port provided on the downstream side of the orifice.
  • the sub-flow path communicates with the inlet having the first branch point on the upstream side and the introduction flow path having the second branch point on the downstream side, and the introduction at the second branch point on the upstream side.
  • a first sub-flow path that branches off from the flow path and is parallel to the main flow path, and that communicates with the discharge port on the downstream side, and the second branch point on the upstream side from the introduction flow path.
  • a second sub-port formed to branch and intersect the main flow path And road communicates upstream side to the downstream side of the second sub flow path, thereby placing the flow rate detecting element, the detection flow passage downstream side communicating with the discharge port, there as a force consisting configuration.
  • the fluid flows twice at the first and second branch points. Therefore, it is possible to reduce the flow velocity to the measurable region of the flow rate detection element while maintaining the miniaturization of the device without causing a large pressure loss. As a result, the output linearity of the flow rate detecting element can be utilized, and a small flow rate measuring device with high measurement accuracy can be obtained. In addition, the two diversion actions make it difficult for dust or the like mixed in the fluid to enter the detection flow path, thereby avoiding problems due to dust or the like.
  • the flow rate measuring device is provided integrally with the main flow pipe having a main flow path through which a fluid flows, an orifice provided in the main flow path for restricting the flow of the fluid, and the main flow pipe.
  • the sub-flow path block is provided with a sub-flow path communicating with the pair of discharge ports, and the sub-flow force upstream communicates with the introduction port, which is the first branch point, and the downstream side is the second branch point.
  • the upstream side branches from the introduction channel at the second branch point and is parallel to the main channel, and the downstream side is a pair of the discharge ports.
  • the power flow detection element is arranged to communicate with the downstream side of the pair of second sub-flow channels, and the detection flow channel with which the downstream side communicates with the pair of discharge ports has a powerful configuration.
  • the cross-sectional area of the first sub-channel may be adjustable.
  • the flow range flowing through the detection flow path can be adjusted by adjusting the flow path cross-sectional area of the first sub flow path, so that the selection range of usable flow rate detection elements is expanded.
  • an introduction channel in which an introduction port and a second branch point located on the upstream side of the introduction channel are located on the same vertical line, a discharge port and a discharge channel, May be provided in parallel with the introduction flow path located on the same vertical line.
  • the mold since the introduction flow path and the discharge flow path are aligned in the same direction, the mold can be removed at the same time, so that it can be integrally formed with the mainstream pipe.
  • the introduction flow path communicating with the introduction port has a substantially L-shaped cross section so that a part of the fluid that flows in flows in the direction opposite to the flow of the main flow path. May be.
  • a part of the fluid that has flowed into the introduction flow path flows in the direction opposite to the flow of the main flow path, and the remaining part flows out to the discharge flow path. For this reason, dust etc. There is an effect that it becomes even more intrusive, and it is possible to more reliably avoid problems based on dust and the like.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are a perspective view and a left side view showing an embodiment of a flow rate measuring device according to the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the flow rate measuring device shown in FIG.
  • FIG. 3A and FIG. 3B are a cross-sectional view and a plan view of the flow rate measuring device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of the flow rate measuring apparatus shown in FIG.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are a plan view of the flow rate measuring device shown in FIG. 1 and a plan view showing a state where a cover is removed.
  • FIG. 6 is a perspective view of the flow rate measuring device shown in FIG. 5B.
  • FIG. 7 is a perspective view of the flow rate measuring device shown in FIG. 5B as seen at different angular forces.
  • FIG. 8 is a plan sectional perspective view of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a plan sectional perspective view of FIG. 7 cut at a different position from FIG.
  • FIG. 10 is a plan sectional perspective view of FIG. 7 cut at a different position from FIG.
  • FIG. 11 is a plan sectional perspective view of FIG. 7 cut at a different position from FIG.
  • FIG. 12A to 12D are plan sectional views, and FIG. 12E is a front view showing a cutting position.
  • FIGS. 13A to 13D are side cross-sectional views
  • FIG. 13E is a plan view showing a cutting position.
  • FIG. 14 is a perspective view schematically showing the flow path of the flow rate measuring device according to the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view schematically showing a flow path of the flow rate measuring device according to the present invention.
  • FIG. 16 is a perspective view schematically showing a flow channel according to another embodiment of the present invention. Explanation of symbols
  • the flow measuring device includes a base 10 integrally formed with a sub-flow channel block 20 that forms a sub-flow channel on the outer peripheral surface of the main flow tube 11, and a central portion.
  • the base 10 is provided with a cross-shaped orifice 13 at the center of the inner peripheral surface of the main flow path 12 passing through the main flow pipe 11.
  • the first adjustment ribs 14 and 14 are projected from the inner peripheral surface provided with the orifice 13 so as to face each other vertically, while the second adjustment ribs 15 and 15 are projected so as to face each other right and left. It is.
  • the first and second adjusting ribs 14 and 15 are provided to correct the non-uniform flow velocity distribution and perform more accurate flow rate measurement.
  • the seal plate 30 also serves as an insulating material such as rubber, and serves to prevent fluid leakage and protect the circuit board 40.
  • the flow rate detecting element 41 attached to the center of the lower surface detects data, and the control circuit 42 provided on the upper surface converts the flow rate of the main flow path 12 based on the data and outputs it.
  • the flow rate detecting element 41 include, but are not limited to, a thermal flow rate detecting element and a hot wire type flow rate detecting element.
  • the secondary flow path formed in the secondary flow path block 20 is located at a position facing the left and right of the inner peripheral surface located near the upstream side of the orifice 13.
  • the sub-flow channel is formed so as to be line-symmetric, and has a substantially plane L-shaped introduction vertical groove 22 for raising the fluid flowing in from the introduction ports 21, 21. , 22 are provided. Then, at the second branch point 20a located at the upper end of the introduction vertical groove 22, a first sub-channel 23 formed in parallel with the main channel 12 and a direction orthogonal to the main channel 12 are formed. Divided into second subchannel 24. The first sub-channel 23 communicates with a discharge vertical groove 27 having a substantially L-shape in a plane over a partition wall 23a located at the center.
  • the second sub-channel 24 and the other second sub-channel 24 provided so as to be line-symmetric with the first junction 20 They merge at a and communicate with a third flow path 25 that is a detection flow path formed in parallel with the main flow path 12.
  • the protrusion 29a is formed so as to face the middle part of the opposed surface, and becomes a narrow detection area. /! This is to correct the non-uniform flow by narrowing the flow path.
  • a third branch point 20c located on the downstream side of the third flow path 25 the left and right branches into a pair of fourth sub flow paths 26 and 26, respectively.
  • the fourth sub-channel 26 merges with the downstream side of the first sub-channel 23 at the second junction 20d located on the downstream side thereof, and communicates with the discharge vertical groove 27. Finally, it communicates with the main flow path 12 through the discharge port 28 located downstream of the discharge vertical groove 27.
  • the fluid is diverted through the inlet 21 that is the first branch point, so that dust or the like is unlikely to enter the introduction vertical groove 22.
  • the introduction vertical groove 22 communicating with the introduction port 21 is formed in a substantially L-shaped plane so that the fluid flowing from the introduction port 21 flows in the direction opposite to the flow of the main flow path 12. Since dust, liquid, and the like having a large mass are unlikely to flow in the reverse direction, the third passage 25, which is the detection channel, makes it more difficult for dust and the like to enter.
  • discharge longitudinal groove 27 has a substantially L-shaped cross section is to ensure a smooth flow in consideration of the balance between the upstream side and the downstream side.
  • the introduction vertical groove 22 and the discharge vertical groove 27 are formed in the same direction so as to be arranged side by side, it is possible to perform die cutting at the same time.
  • the flow channel block 20 can be integrally molded. For this reason, it would be advantageous to obtain a flow measurement device with high assembly accuracy with fewer parts and fewer assembly steps.
  • the fluid that has also flowed upstream of the main flow path 12 hits the orifice 13, thereby reducing the influence of the drift. Then, a part of the fluid with less drift flows into the introduction vertical groove 22 from the introduction port 21 which is the first branch point. At this time, since the dust mixed in the fluid has a large mass, most of the dust flows downstream according to the flow of the main flow path 12.
  • the introduction vertical groove 22 has a substantially L-shape in plan view, a part of the fluid that flows in flows in the direction opposite to the flow of the main flow path 12, but dust or the like has a mass compared to gas. Big so reverse Difficult to flow in the direction. For this reason, dust or the like flows from the second branch point 20a to the discharge vertical groove 27 via the first sub-passage 23. Therefore, the fluid flowing into the second sub flow path 24 from the second branch point 20a is extremely less contaminated with dust and the like, and the flow rate detecting element 41 is hardly contaminated.
  • the fluid that has flowed into the second sub-channel 24 merges with the fluid that flows through the other second sub-channel 24 at the first confluence 20b, and then flows into the third channel 25 to face the protruding portions 29a,
  • the flow rate is measured by passing through the flow rate detection element 41 arranged between 29a.
  • the fluid separated into the left and right at the third branch point 20c located on the downstream side of the third sub-channel 25 flows from the fourth sub-channel 26 to the upstream side of the discharge longitudinal groove 27, and the second junction 20d. Then, it joins with the fluid that has flowed from the introduction longitudinal groove 27 through the first subchannel 23. Then, the joined fluid descends along the discharge longitudinal groove 27 and flows out from the discharge outlet 28 to the main flow path 12.
  • the flow rate detection element 41 detects the flow rate of the fluid passing therethrough, for example, by detecting a change in voltage based on the amount of heat taken away by the fluid passing at a predetermined speed. According to this embodiment, since the speed of the fluid passing through the third sub-channel 25 can be set low, a flow rate detecting element that can measure only a low-speed fluid can be used and can be manufactured at low cost.
  • the flow rate of the third sub-channel 25 is adjusted by adjusting the height and area of the partition wall 23a in the first sub-channel 23 or the cross-sectional area of the second sub-channel 24.
  • the flow rate can be adjusted to a suitable level.
  • a pair of sub-channels are provided symmetrically so that the fluids are merged. Therefore, even if the velocity distribution of the fluid in the main channel is not uniform, it is averaged. Measurement accuracy is improved.
  • the flow rate measuring device is applicable not only when measuring the flow rate of gas but also when measuring the flow rate of liquid.

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Abstract

　小型で塵埃等が侵入しにくく、高い測定精度を有するとともに、圧力損失の小さい流量測定装置を提供することにある。そして、副流路が、上流側が第１分岐点となる導入口２１に連通するとともに、下流側が第２分岐点２０ａとなる導入流路２２と、上流側が前記第２分岐点２０ａで前記導入流路２２から分岐し、主流路１２と平行となるように形成されるとともに、下流側が排出口２８に連通する第１副流路２３と、上流側が前記第２分岐点２０ａで前記導入流路２２から分岐し、前記主流路１２に交差するように形成された第２副流路２４と、上流側が前記第２副流路２４の下流側に連通し、流量検出素子を配置するとともに、下流側が前記排出口２８に連通する第３副流路（検出流路）２５と、からなる流量測定装置である。

Description

明 細 書
流量測定装置
技術分野
[0001] 本発明は流量測定装置、例えば、工場における空気流量を監視する産業機器、睡 眠時無呼吸症候群用治療機器等の医療機器等に使用される小型の流量測定装置 に関する。
背景技術
[0002] 一般に、流量測定装置のうち、大流量を直接測定する直管型流量測定装置では、 流量検出素子の測定可能領域まで流速を低くするために配管の直径を大きくする必 要があり、装置の小型化に限界があった。特に、流速が速くなると、流量検出素子の 出力直線性が低下し、精度の高い測定が困難になる。このため、小型化を図るととも に、測定精度を向上するために主流路に副流路を設け、前記副流路に流れる流体 の流量を測定し、これに基づ!、て主流路を流れる流体の流量を換算する小型の流 体測定装置が提案されて!ヽる。
[0003] 従来、副流路を設けた流量測定装置としては、例えば、主流路に流れ制限器を設 けた流量モジュールがある（特許文献 1参照)。また、第 1の主管路ブロックと、第 2の 主管路ブロックとからなる燃焼ガス流量測定装置がある (特許文献 2参照)。
特許文献 1：特表 2003 - 523506号公報
特許文献 2：特許第 3340655号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、前者によれば、圧力損失が大きぐエネルギーロスが大きい。一方、 後者によれば、構成部品として副流路を構成するために 2部品が必要であり、部品点 数，組立工数が多い。
また、副流路型流量測定装置であっても、接続される機器内における配管が複雑 であると、主流管内を流れる流速分布が一様でなぐ不均一になりやすい。そして、 流速分布が不均一であると、分流比が崩れ、正確な流量測定が困難となる。 さらに、例えば、測定する流体の中には塵埃等が混入していることがあり、塵埃等が 流量検出素子に付着すると、流量検出素子の特性が変化し、故障しやすいという問 題点がある。
[0005] 本発明は、前記問題点に鑑み、小型で塵埃等が侵入しにくぐ高い測定精度を有 するとともに、圧力損失の小さい流量測定装置を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明にかかる流量測定装置は、前記課題を解決すベぐ流体が流れる主流路を 有する主流管と、前記主流路内に設けられ、流体の流れを絞るオリフィスと、前記主 流管に一体に設けられるとともに、一端が前記オリフィスの上流側に設けた導入口に 連通し、かつ、他端が前記オリフィスの下流側に設けた排出口に連通する副流路を 設けた副流路ブロックとからなり、前記副流路が、上流側が第 1分岐点となる前記導 入口に連通するとともに、下流側が第 2分岐点となる導入流路と、上流側が前記第 2 分岐点で前記導入流路から分岐し、前記主流路と平行となるように形成されるととも に、下流側が前記排出口に連通する第 1副流路と、上流側が前記第 2分岐点で前記 導入流路から分岐し、前記主流路に交差するように形成された第 2副流路と、上流側 が前記第 2副流路の下流側に連通し、流量検出素子を配置するとともに、下流側が 前記排出口に連通する検出流路と、力 なる構成としてある。
発明の効果
[0007] 本発明によれば、第 1,第 2分岐点で流体の流れが 2回分流することになる。このた め、大きな圧力損失を生じさせることなぐ装置の小型化を維持しつつ、流量検出素 子の測定可能領域まで流速を低下させることができる。この結果、流量検出素子の 出力直線性を活用でき、測定精度の高い小型の流量測定装置が得られる。また、 2 回の分流作用で、流体に混入している塵埃等が検出流路内に侵入しにくくなり、塵 埃等に基づく不具合を回避できる。
[0008] また、本発明にかかる流量測定装置は、流体が流れる主流路を有する主流管と、 前記主流路内に設けられ、流体の流れを絞るオリフィスと、前記主流管に一体に設け られるとともに、一端が前記オリフィスの上流側において対向するように設けた一対の 導入口に連通し、かつ、他端が前記オリフィスの下流側において対向するように設け た一対の排出口に連通する副流路を設けた副流路ブロックとからなり、前記副流路 力 上流側が第 1分岐点となる前記導入口に連通するとともに、下流側が第 2分岐点 となる一対の導入流路と、上流側が前記第 2分岐点で前記導入流路から分岐し、前 記主流路と平行となるように形成されるとともに、下流側が一対の前記排出口にそれ ぞれ連通する一対の第 1副流路と、上流側が前記第 2分岐点で前記導入流路から分 岐し、前記主流路に交差するように形成された一対の第 2副流路と、上流側が一対 の前記第 2副流路の下流側にそれぞれ連通し、流量検出素子を配置するとともに、 下流側が一対の前記排出口にそれぞれ連通する検出流路と、力 なる構成であって ちょい。
[0009] 本発明によれば、前述の効果に加え、対向する位置に設けた一対の導入口から流 入した流体が検出流路内で合流し、その流量が流量検出素子で測定される。このた め、主流路内の流速が不均一であっても、前記検出流路内で平均化されるので、よ り一層、測定精度の高い流量測定装置が得られる。
[0010] 本発明にかかる実施形態としては、第 1副流路の流路断面積を調整可能としてお いてもよい。
本実施形態によれば、第 1副流路の流路断面積を調整することにより、検出流路に 流れる流量を調整できるので、使用できる流量検出素子の選択範囲が広がる。
[0011] 本発明にかかる他の実施形態としては、導入口と導入流路の上流側に位置する第 2分岐点とが同一鉛直線上に位置する導入流路と、排出口と排出流路とが同一鉛直 線上に位置する導入流路と、を並設しておいてもよい。
本実施形態によれば、導入流路と排出流路とが同一方向に揃っているので、成型 作業において同時に型抜きできることから、主流管に一体成型することが可能となる
[0012] 本発明に力かる異なる実施形態としては、導入口に連通する導入流路を、流入した 流体の一部が主流路の流れと逆方向に流れるように断面略 L字形状としてお 、ても よい。
本実施形態によれば、導入流路に流入した流体の一部が主流路の流れと逆方向 に流れるとともに、残る一部が排出流路に流出する。このため、塵埃等が検出流路に より一層侵入しに《なり、塵埃等に基づく不具合をより一層確実に回避できるという 効果がある。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]図 1Aおよび図 1Bは本願発明にかかる流量測定装置の実施形態を示す斜視 図および左側面図である。
[図 2]図 1で示した流量測定装置の分解斜視図である。
[図 3]図 3Aおよび図 3Bは図 1で示した流量測定装置の断面図および平面図である。
[図 4]図 1で示した流量測定装置の断面斜視図である。
[図 5]図 5Aおよび図 5Bは図 1で示した流量測定装置の平面図およびカバーを外し た状態を示す平面図である。
[図 6]図 5Bで示した流量測定装置の斜視図である。
[図 7]図 5Bで示した流量測定装置の異なる角度力 見た斜視図である。
[図 8]図 7の平面断面斜視図である。
[図 9]図 8と異なる位置で切断した図 7の平面断面斜視図である。
[図 10]図 9と異なる位置で切断した図 7の平面断面斜視図である。
[図 11]図 10と異なる位置で切断した図 7の平面断面斜視図である。
[図 12]図 12Aないし図 12Dは平面断面図を示し、図 12Eは切断位置を示す正面図 である。
[図 13]図 13Aないし図 13Dは側面断面図を示し、図 13Eは切断位置を示す平面図 である。
[図 14]本願発明にかかる流量測定装置の流路を簡略的に示した斜視図である。
[図 15]本願発明にかかる流量測定装置の流路を概略的に示した斜視図である。
[図 16]本願発明にかかる他の実施形態の流路を概略的に示した斜視図である。 符号の説明
[0014] 10 :ベース
11 :主流管
12 :主流路
13 :オリフィス 14:第 1調整リブ
15:第 2調整リブ
20:副流ブロック
20a:第 2分岐点
20b:第 1合流点
20c:第 3分岐点
20d:第 2合流点
21:導入 P (第 1分岐点)
22:導入縦溝
23:第 1副流路
23a:仕切り壁
24: ：第 2副流路
25: ：第 3副流路 (検出流路)
26: ：第 4副流路
27: ：排出縦溝
28: ：排出口
29: ：仕切り壁
29a:突部
30:シール板
31:測定孔
40:回路基盤
41:流量検出素子
42:制御回路
50:カバー
発明を実施するための最良の形態
本発明にかかる実施形態を図 1ないし図 16の添付図面に従って説明する。 本実施形態にかかる流量測定装置は、図 1および図 2に示すように、主流管 11の 外周面に副流路を形成する副流路ブロック 20を一体成型したベース 10と、中央部 に測定孔 31を有し、前記副流路ブロック 20の開口部をシールするシール板 30と、前 記測定孔 31に挿入される流量検出素子 41を下面中央に有し、前記シール板 30に 積み重ねられる回路基板 40と、前記副流路ブロック 20の開口部を被覆するカバー 5 0と、カゝら構成されている。なお、シール板 30と回路基盤 40とはネジ 43を介して副流 路ブロック 20に固定される。
[0016] 前記ベース 10は、主流管 11内を貫通する主流路 12の内周面の中央部に十文字 形状のオリフィス 13を設けてある。そして、前記オリフィス 13を設けた内周面のうち、 上下で対向するように第 1調整リブ 14, 14を突設する一方、左右で対向するように第 2調整リブ 15, 15を突設してある。前記第 1,第 2調整リブ 14, 15は、流速分布の不 均一を是正し、より一層正確な流量測定を行うために設けられている。
[0017] シール板 30はゴム等の絶縁材カもなるものであり、流体の漏洩を防止し、回路基板 40を保護するためのものである。
[0018] 回路基板 40は、下面中央に取り付けた流量検出素子 41がデータを検出し、上面 に設けた制御回路 42が前記データに基づいて主流路 12の流量を換算して出力す る。前記流量検出素子 41としては、例えば、熱式流量検出素子、熱線式流量検出素 子等が挙げられ、特に、限定するものではない。
[0019] 一方、副流路ブロック 20内に形成される副流路は、図 3に示すように、前記オリフィ ス 13の上流側近傍に位置する内周面のうち、左右で対向する位置に設けた第 1分 岐点である一対の導入口 21, 21から始まり、前記オリフィス 13の下流側近傍に位置 する内周面のうち、左右で対向する位置に設けた一対の排出口 28, 28で終わる流 路である。
[0020] 前記副流路は、図 6に示すように、線対称となるように形成されており、前記導入口 21, 21から流入した流体を上昇させる平面略 L字形状の導入縦溝 22, 22が設けら れている。そして、前記導入縦溝 22の上端に位置する第 2分岐点 20aで、主流路 12 と平行に形成されている第 1副流路 23と、前記主流路 12に直交する方向に形成され ている第 2副流路 24とに分かれる。前記第 1副流路 23は中央に位置する仕切り壁 2 3aを越えて平面略 L字形状の排出縦溝 27に連通する。
[0021] 前記第 2副流路 24は線対称となるように設けた他の第 2副流路 24と第 1合流点 20 aで合流し、前記主流路 12と平行に形成した検出流路である第 3流路 25に連通する 。前記第 3流路 25を形成するために設けた一対の略 C字形状の仕切り壁 29のうち、 対向面の中間部に突部 29aが対向するように形成され、巾狭の検出区域となって!/、 る。流路を絞ることにより、流れの不均一を是正するためである。そして、前記第 3流 路 25の下流側に位置する第 3分岐点 20cで左右に一対の第 4副流路 26, 26にそれ ぞれ分岐する。ついで、第 4副流路 26は、その下流側に位置する第 2合流点 20dで 前記第 1副流路 23の下流側と合流するとともに、排出縦溝 27に連通する。最後に、 前記排出縦溝 27の下流側に位置する前記排出口 28を介して主流路 12に連通する
[0022] 本実施形態において、第 1分岐点である導入口 21で流体が分流することから、導 入縦溝 22に塵埃等は侵入しにくい。さらに、導入口 21に連通する導入縦溝 22を平 面略 L字形状とし、前記導入口 21から流入した流体が主流路 12の流れと逆方向に 流れるようにした。質量が大きい塵埃、液体等は逆方向に流れにくいので、検出流路 である第 3流路 25により一層塵埃等が侵入しにくくなる。
また、前記排出縦溝 27を断面略 L字形状としたのは、上流側と下流側とのバランス を考慮して円滑な流れを確保するためである。
[0023] 本実施形態によれば、導入縦溝 22および排出縦溝 27を並設するように同一方向 に揃えて形成してあるので、型抜きを同時に行うことができ、主流管 11に副流路ブロ ック 20を一体成型できる。このため、部品点数、組立工数が少なぐ組立精度の高い 流量測定装置を得られると ヽぅ利点がある。
[0024] 次に、前述の構造からなる流量測定装置の測定方法について説明する。
まず、主流路 12の上流側力も流れてきた流体はオリフィス 13に当たることにより、偏 流の影響が低減化される。そして、偏流の度合いが少なくなつた流体の一部が第 1分 岐点である導入口 21から導入縦溝 22に流入する。このとき、流体に混入している塵 埃等は質量が大きいので、その大部分が主流路 12の流れに従って下流側に流れる
[0025] 前記導入縦溝 22は平面略 L字形状を有しているので、流入した流体の一部は主 流路 12の流れと逆方向に流れるが、塵埃等は気体に比べて質量が大きいので、逆 方向に流れにくい。このため、塵埃等は第 2分岐点 20aから第 1副流路 23を介して排 出縦溝 27に流れる。したがって、第 2分岐点 20aから第 2副流路 24に流れ込む流体 は塵埃等の混入が極めて少なくなり、流量検出素子 41を汚染しにくい。
[0026] 第 2副流路 24に流れ込んだ流体は第 1合流点 20bで他の第 2副流路 24を流れる 流体と合流した後、第 3流路 25に流れ込み、対向する突部 29a, 29aの間に配置さ れた流量検出素子 41を通過し、流量が測定される。ついで、前記第 3副流路 25の下 流側に位置する第 3分岐点 20cで左右に分かれた流体は第 4副流路 26から排出縦 溝 27の上流側に流れ、第 2合流点 20dで導入縦溝 27から第 1副流路 23を介して流 れてきた流体と合流する。そして、合流した流体は排出縦溝 27に沿って下降し、排 出口 28から主流路 12に流出する。
[0027] 前記流量検出素子 41は、例えば、所定の速度で通過する流体によって奪われる 熱量に基づいて電圧の変化を検出することにより、通過する流体の流量を検出する ものである。そして、本実施形態によれば、第 3副流路 25を通過する流体の速度を低 く設定できるので、低速度の流体しか測定できない流量検出素子も使用でき、安価 に製造することができる。
また、流量を適宜調整することにより、流量検出素子 41の測定可能領域のうち、直 線性に優れた測定領域を選択できるので、測定精度の高！ヽ流量測定装置が得られ る。
なお、第 3副流路 25の流量の調整は第 1副流路 23における仕切り壁 23aの高さや 平面積、または、第 2副流路 24の断面積を調整することにより、流量検出素子 41に 適した流量に調整できる。
[0028] 本実施形態では、副流路を左右対称に一対設けることにより、流体を合流するよう にしてあるので、主流路における流体の速度分布が不均一であっても、平均化される ので、測定精度が向上する。ただし、副流路は必ずしも左右対称に一対設ける必要 はなぐ例えば、図 16に示すように、主流管 11の片側だけに設けてもよい。
産業上の利用可能性
[0029] 本願発明にかかる流量測定装置は、気体の流量を測定する場合だけでなぐ液体 の流量を測定する場合にも適用できものである。

Claims

請求の範囲
[1] 流体が流れる主流路を有する主流管と、前記主流路内に設けられ、流体の流れを 絞るオリフィスと、前記主流管に一体に設けられるとともに、一端が前記オリフィスの上 流側に設けた導入口に連通し、かつ、他端が前記オリフィスの下流側に設けた排出 口に連通する副流路を設けた副流路ブロックとからなり、
前記副流路が、
上流側が第 1分岐点となる前記導入口に連通するとともに、下流側が第 2分岐点と なる導入流路と、
上流側が前記第 2分岐点で前記導入流路から分岐し、前記主流路と平行となるよう に形成されるとともに、下流側が前記排出口に連通する第 1副流路と、
上流側が前記第 2分岐点で前記導入流路から分岐し、前記主流路に交差するよう に形成された第 2副流路と、
上流側が前記第 2副流路の下流側に連通し、流量検出素子を配置するとともに、 下流側が前記排出口に連通する検出流路と、
からなることを特徴とする流量測定装置。
[2] 流体が流れる主流路を有する主流管と、前記主流路内に設けられ、流体の流れを 絞るオリフィスと、前記主流管に一体に設けられるとともに、一端が前記オリフィスの上 流側において対向するように設けた一対の導入口に連通し、かつ、他端が前記オリ フィスの下流側において対向するように設けた一対の排出口に連通する副流路を設 けた副流路ブロックとからなり、
前記副流路が、
上流側が第 1分岐点となる前記導入口に連通するとともに、下流側が第 2分岐点と なる一対の導入流路と、
上流側が前記第 2分岐点で前記導入流路から分岐し、前記主流路と平行となるよう に形成されるとともに、下流側が一対の前記排出口にそれぞれ連通する一対の第 1 副流路と、
上流側が前記第 2分岐点で前記導入流路から分岐し、前記主流路に交差するよう に形成された一対の第 2副流路と、 上流側が一対の前記第 2副流路の下流側にそれぞれ連通し、流量検出素子を配 置するとともに、下流側が一対の前記排出口にそれぞれ連通する検出流路と、 からなることを特徴とする流量測定装置。
[3] 第 1副流路が、その流路断面積を調整可能としたことを特徴とする請求項 1または 2 に記載の流量測定装置。
[4] 導入口と導入流路の上流側に位置する第 2分岐点とが同一鉛直線上に位置する 導入流路と、排出口と排出流路とが同一鉛直線上に位置する導入流路と、を並設し たことを特徴とする請求項 1ないし 3のいずれか 1項に記載の流量測定装置。
[5] 導入口に連通する導入流路を、流入した流体の一部が主流路の流れと逆方向に 流れるように断面略 L字形状としたことを特徴とする請求項 1ないし 4のいずれ力 1項 に記載の流量測定装置。
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