(57)【要約】【課題】  従来であれば流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行するような広い流量計測範囲においても、精度のよい流量計測を行うことができる熱式流量計（境界層流量計）を提供する。【解決手段】  コイル１４、円環、突起物、ねじれテープなどの乱流促進体を、配管１５のヒータ１１で加熱される部分の内部に設け、この乱流促進体で配管１５内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とするように構成する。或いは、配管を管径の異なる複数の配管部分を有する複数段の構造とすること、配管の少なくともヒータで加熱される配管部分を螺旋管とすること、配管のヒータで加熱される配管部分をベンド管とすること、又は、配管内に流体衝突部材を配置することによって、前記所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とするようにしてもよい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段よりも上流側の位置で前記配管の管壁部分の温度又は前記配管内を流れる流体の温度を測定する第１の温度測定手段と、
前記加熱手段で加熱される前記配管の管壁部分の温度を測定する第２の温度測定手段とを有する熱式流量計であって、
前記配管の前記加熱手段で加熱される部分の内部に乱流促進体を設け、この乱流促進体で前記配管内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とするように構成したことを特徴とする熱式流量計。
【請求項２】
請求項１に記載の熱式流量計において、
前記乱流促進体は、コイルであることを特徴とする熱式流量計。
【請求項３】
請求項１に記載の熱式流量計において、
前記乱流促進体は、前記流体の流れ方向に間隔をあけて配置した複数の円環であることを特徴とする熱式流量計。
【請求項４】
請求項１に記載の熱式流量計において、
前記乱流促進体は、前記配管の内面に突設した突起物であることを特徴とする熱式流量計。
【請求項５】
請求項１に記載の熱式流量計において、
前記乱流促進体は、ねじれテープであることを特徴とする熱式流量計。
【請求項６】
配管を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段よりも上流側の位置で前記配管の管壁部分の温度又は前記配管内を流れる流体の温度を測定する第１の温度測定手段と、
前記加熱手段で加熱される前記配管の管壁部分の温度を測定する第２の温度測定手段とを有する熱式流量計であって、
前記配管は、管径の異なる複数の配管部分を有する複数段の構造とすることにより、前記配管内を流れる流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とし、
前記加熱手段は、前記管径の異なる複数の配管部分のそれぞれに配置し、
前記第１の温度測定手段は、前記管径の異なる複数の配管部分のうちの最も上流側に位置する配管部分に配置された加熱手段よりも上流側に配置し、
前記第２の温度測定手段は、前記管径の異なる複数の配管部分のそれぞれに配置したことを特徴とする熱式流量計。
【請求項７】
配管を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段よりも上流側の位置で前記配管の管壁部分の温度又は前記配管内を流れる流体の温度を測定する第１の温度測定手段と、
前記加熱手段で加熱される前記配管の管壁部分の温度を測定する第２の温度測定手段とを有する熱式流量計であって、
前記配管の少なくとも前記加熱手段で加熱される配管部分は螺旋管とすることにより、この螺旋管内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とすることを特徴とする熱式流量計。
【請求項８】
配管を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段よりも上流側の位置で前記配管の管壁部分の温度又は前記配管内を流れる流体の温度を測定する第１の温度測定手段と、
前記加熱手段で加熱される前記配管の管壁部分の温度を測定する第２の温度測定手段とを有する熱式流量計であって、
前記配管の前記加熱手段で加熱される配管部分をベンド管とすることにより、このベンド管内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とすることを特徴とする熱式流量計。
【請求項９】
配管内に配置して、前記配管内を流れる流体が衝突することにより、前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とする流体衝突部材と、
前記流体衝突部材を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段よりも上流側の位置で前記配管の管壁部分の温度又は前記配管内を流れる流体の温度を測定する第１の温度測定手段と、
前記加熱手段で加熱される前記流体衝突部材の温度を測定する第２の温度測定手段とを有することを特徴とする熱式流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱式流量計に関し、具体的には熱式流量計の一種である境界層流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱式流量計の構造及び測定原理は次のとおりである。なお、以下文章中にある熱式流量計は、境界層流量計を示す。
【０００３】
図１０には従来の熱式流量計の構成図を示す。同図に示すように熱式流量計は、内部を流体（例えば、水）が流れる配管１を加熱するヒータ２と、ヒータ２よりも上流側に位置する配管１の管壁部分（測定点１ａ）の温度を測定する測温抵抗体などの温度センサ３と、ヒータ２で加熱される配管１の管壁部分（測定点１ｂ）の温度を測定する測温抵抗体などの温度センサ４とを有している。この場合、温度センサ３はヒータ２から十分離れた位置に配置され、温度センサ４は図示のようなヒータ２の直ぐ内側（直下又は直上など）もしくはヒータ２よりも下流側に配置される。このため、温度センサ３で測定される管壁温度Ｔ１はヒータ２の影響が小さく、図１０に配管１の半径ｒ方向の温度分布（流体温度及び管壁温度）のグラフを示すようにほぼ流体温度と等しくなることから、温度センサ３で測定される管壁温度Ｔ１と測温抵抗体４で測定される管壁温度Ｔ２との差は、ヒータ２の加熱量と流体の熱伝達率に依存する。従って、ヒータ２の加熱量が既知である場合、本体系により流体の熱伝達率を評価し、最終的にはこの熱伝達率への影響因子である流体の流速（流量）を求めることができる。
【０００４】
詳述すると、温度センサ３の測温点１ａから温度センサ４の測温点１ｂまでの間で流体への入放熱量が十分小さければ、ヒータ加熱部における流体温度は温度センサ３で測定される上流側の管壁温度Ｔ１と同等とみなせる。従って、ヒータ加熱部の管壁温度（流体温度）Ｔ１と管壁温度Ｔ２及びヒータ２の発熱量の関係は以下のとおりとなる。
ｑ＝ｈ×（Ｔ２−Ｔ１）
ｑ＝Ｑ／Ａ
ここで、ｑ（Ｗ／ｍ2）は熱流束、ｈ（Ｗ／ｍ2・ｋ）は管壁／流体間の熱伝達率、Ｑ（Ｗ）はヒータ発熱量、Ａ（ｍ2）はヒータ加熱面積である。熱伝達率ｈは、レイノルズ数Ｒｅ、プラントル数をＰｒとすると、一般に
ｈ∝Ｒｅm・Ｐｒn
の関係となることから、流体物性及び管径が既知であれば、流体の流速ｕ（ｍ／ｓ）の関数となる。即ち、
ｈ＝ｆ（ｕ）
であることから、ヒータ発熱量Ｑとヒータ加熱面積Ａから求められる熱流束ｑ及び温度センサ３，４によって求められる管壁温度Ｔ１，Ｔ２より、流速ｕは下式で求められる。また、この流速ｕと配管１の流路断面積や流体の密度から流体の流量が求められる。
ｕ＝ｆ-1（ｈ）＝ｆ-1｛ｑ／（Ｔ２−Ｔ１）｝
【０００５】
なお、熱式流量計が記載されている先行技術文献としては、例えば下記の特許文献１がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−７９８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の先行技術文献においては従来の熱式流量計に流体過熱防止用の冷却機構を設けたものであるが、これを含めた従来の熱式流量計では基本的に、流体の流量測定範囲が広い場合、流体の流況（流動状態）自体が流体の流速（流量）の増大とともに層流域から遷移域、最終的には乱流域へと移行するため、流体流量と熱伝達率（即ち熱式流量計の出力）との関係が一意的では無くなってしまう。つまり、図１１に流体流量（流況）と熱伝達率の関係を示すように流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行する場合には流体流量と熱伝達率の関係にリニアリティがない。このため、従来の熱式流量計（境界層流量計）では広い流量計測範囲において精度のよい流量計測を行うことが難しかった。
【０００８】
従って本発明は上記の事情に鑑み、従来であれば流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行するような広い流量計測範囲においても、精度のよい流量計測を行うことができる熱式流量計（境界層流量計）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】
【０００９】
上記課題を解決する第１発明の熱式流量計は、配管を加熱する加熱手段と、前記加熱手段よりも上流側の位置で前記配管の管壁部分の温度又は前記配管内を流れる流体の温度を測定する第１の温度測定手段と、前記加熱手段で加熱される前記配管の管壁部分の温度を測定する第２の温度測定手段とを有する熱式流量計であって、前記配管の前記加熱手段で加熱される部分の内部に乱流促進体を設け、この乱流促進体で前記配管内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とするように構成したことを特徴とする。
【００１０】
また、第２発明の熱式流量計は、第１発明の熱式流量計において、前記乱流促進体は、コイルであることを特徴とする。
【００１１】
また、第３発明の熱式流量計は、第１発明の熱式流量計において、前記乱流促進体は、前記流体の流れ方向に間隔をあけて配置した複数の円環であることを特徴とする。
【００１２】
また、第４発明の熱式流量計は、第１発明の熱式流量計において、前記乱流促進体は、前記配管の内面に突設した突起物であることを特徴とする。
【００１３】
また、第５発明の熱式流量計は、第１発明の熱式流量計において、前記乱流促進体は、ねじれテープであることを特徴とする。
【００１４】
また、第６発明の熱式流量計は、配管を加熱する加熱手段と、前記加熱手段よりも上流側の位置で前記配管の管壁部分の温度又は前記配管内を流れる流体の温度を測定する第１の温度測定手段と、前記加熱手段で加熱される前記配管の管壁部分の温度を測定する第２の温度測定手段とを有する熱式流量計であって、前記配管は、管径の異なる複数の配管部分を有する複数段の構造とすることにより、前記配管内を流れる流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とし、前記加熱手段は、前記管径の異なる複数の配管部分のそれぞれに配置し、前記第１の温度測定手段は、前記管径の異なる複数の配管部分のうちの最も上流側に位置する配管部分に配置された加熱手段よりも上流側に配置し、前記第２の温度測定手段は、前記管径の異なる複数の配管部分のそれぞれに配置したことを特徴とする。
【００１５】
また、第７発明の熱式流量計は、配管を加熱する加熱手段と、前記加熱手段よりも上流側の位置で前記配管の管壁部分の温度又は前記配管内を流れる流体の温度を測定する第１の温度測定手段と、前記加熱手段で加熱される前記配管の管壁部分の温度を測定する第２の温度測定手段とを有する熱式流量計であって、前記配管の少なくとも前記加熱手段で加熱される配管部分は螺旋管とすることにより、この螺旋管内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とすることを特徴とする。
【００１６】
また、第８発明の熱式流量計は、配管を加熱する加熱手段と、前記加熱手段よりも上流側の位置で前記配管の管壁部分の温度又は前記配管内を流れる流体の温度を測定する第１の温度測定手段と、前記加熱手段で加熱される前記配管の管壁部分の温度を測定する第２の温度測定手段とを有する熱式流量計であって、前記配管の前記加熱手段で加熱される配管部分をベンド管とすることにより、このベンド管内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とすることを特徴とする。
【００１７】
また、第９発明の熱式流量計は、配管内に配置して、前記配管内を流れる流体が衝突することにより、前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とする流体衝突部材と、前記流体衝突部材を加熱する加熱手段と、前記加熱手段よりも上流側の位置で前記配管の管壁部分の温度又は前記配管内を流れる流体の温度を測定する第１の温度測定手段と、前記加熱手段で加熱される前記流体衝突部材の温度を測定する第２の温度測定手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１、第２、第３、第４又は第５発明の熱式流量計によれば、コイル、円環、突起物又はねじれテープなどの乱流促進体を、配管の加熱手段で加熱される部分の内部に設け、この乱流促進体で配管内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とするように構成したことを特徴とするため、前記所定の流量測定範囲、即ち、乱流促進体を設けなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができる。従って、前記所定の流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができ、流体流量と熱伝達率（即ち熱式流量計の出力）との関係が一意的となる。このため、流量測定範囲が広くて精度のよい流量測定が可能となる。
なお、乱流促進体としては、特にコイルを用いる場合が設置の容易さや入手の容易さなどから低コストであるため、最も望ましい。
【００１９】
また、第６発明の熱式流量計によれば、前記配管は、管径の異なる複数の配管部分を有する複数段の構造とすることにより、前記配管内を流れる流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とし、前記加熱手段は、前記管径の異なる複数の配管部分のそれぞれに配置し、前記第１の温度測定手段は、前記管径の異なる複数の配管部分のうちの最も上流側に位置する配管部分に配置された加熱手段よりも上流側に配置し、前記第２の温度測定手段は、前記管径の異なる複数の配管部分のそれぞれに配置したことを特徴とするため、前記所定の流量測定範囲、即ち、比較的管径の大きな配管部分だけでは流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができる。従って、所定の流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができ、流体流量と熱伝達率（即ち熱式流量計の出力）との関係が一意的となる。しかも、流体流量が大きくなった場合でも、加熱手段の加熱量の増大を要せず、管径の大きな配管部分では第２の温度測定手段で測定した管壁温度と第１の温度測定手段で測定した流体温度又は管壁温度との差が大きくなる。このため、コストアップを招くことなく、流量測定範囲が広くて精度のよい流量測定が可能となる。
【００２０】
また、第７発明の熱式流量計によれば、前記配管の少なくとも前記加熱手段で加熱される配管部分は螺旋管とすることにより、この螺旋管内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とすることを特徴とするため、前記流体の所定の流量測定範囲、即ち、配管を螺旋管としなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができるため、前記所定流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができ、流体流量と熱伝達率（即ち熱式流量計の出力）との関係が一意的となる。このため、流量測定範囲が広くて精度のよい流量測定が可能となる。
【００２１】
また、第８発明の熱式流量計によれば、前記配管の前記加熱手段で加熱される配管部分をベンド管とすることにより、このベンド管内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とすることを特徴とするため、前記流体の所定の流量測定範囲、即ち、配管の加熱部をベンド管としなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができ、前記所定流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができるため、流体流量と熱伝達率（即ち熱式流量計の出力）との関係が一意的となる。このため、流量測定範囲が広くて精度のよい流量測定が可能となる。
【００２２】
また、第９発明の熱式流量計によれば、配管内に配置して、前記配管内を流れる流体が衝突することにより、前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とする流体衝突部材を有することを特徴とするため、前記流体の所定の流量測定範囲、即ち、配管内に流体衝突部材を配置しなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができ、前記所定流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができるため、流体流量と熱伝達率（即ち熱式流量計の出力）との関係が一意的となる。このため、流量測定範囲が広くて精度のよい流量測定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明の熱式流量計は宇宙ステーションなどの各所に用いられる流量計として幅広く適用可能なものである。
【００２４】
＜実施の形態例１＞
図１〜図５は本発明の実施の形態例１に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図であり、これらの熱式流量計は何れも配管内に乱流促進体を設けたものである。
【００２５】
図１に示す熱式流量計は、加熱手段としてのヒータ１１と、第１の温度測定手段としての測温抵抗体又は熱電対などの温度センサ１２と、第２の温度測定手段としての測温抵抗体又は熱電対などの温度センサ１３と、乱流促進体としてのコイル１４とを有するものであり、図１中に矢印Ａで示すように配管１５内を流れる水などの流体の流速（流量）を計測するためのものである。
【００２６】
ヒータ１１は配管１５の外周面１５ａに装着されており、配管１５（管壁）を加熱する。ヒータ１１は電気ヒータであり、図示しないヒータ電源に接続されている。従って、ヒータ１１はヒータ電源からの供給電力により発熱して配管１５を加熱する。なお、ヒータ１５の加熱量は例えばヒータ電源からヒータ１５へ供給される電力量を電力計で計測することなどによって適宜求めることができる。
【００２７】
温度センサ１２はヒータ１５の設置位置よりも流体の流れ方向の上流側（以下単に上流側という）において配管１５の管壁に設置されており、当該管壁部分（測定点１５ｃ）の温度Ｔ１を測定する。この場合、温度センサ１２によって流体の温度を直接測定することも考えられるが、そのためには温度センサ１２を配管１５内に挿入しなければならず、温度センサ１２が流体の流れに対する抵抗となってしまうため、温度センサ１２によって管壁温度Ｔ１を計測するほうが望ましい。温度センサ１２はヒータ１１から十分離れた位置に配置されているため、温度センサ１２で測定される管壁温度Ｔ１はヒータ１１の影響が小さく、配管１５内を流れる流体の温度とほぼ等しくなる。換言すれば、温度センサ１２は流体の流量が変化しても出力（管壁温度の測定値）が変化しないようにヒータ１１から十分離れた位置に設置する。
【００２８】
温度センサ１３はヒータ１１で加熱される配管１５の管壁部分（測定点１５ｄ）の温度Ｔ２を測定する。この場合、流体流量の変化に伴って変化する流体の熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）の変化が温度センサ１３で測定される管壁温度Ｔ２に大きく反映されるよう、即ち温度センサ１３の測定点１５ｄを通過する熱流束が大きくなるように温度センサ１３は、図示のようなヒータ１１の直ぐ内側（直上又は直下など）に設置することが望ましい。
【００２９】
温度センサ１２で測定した管壁温度Ｔ１（又は流体温度）と温度センサ１３で測定した管壁温度Ｔ２は図示しない演算装置に入力される。演算装置では、背景技術の欄で述べたとおり、管壁温度Ｔ１（又は流体温度）及びヒータ加熱部の管壁温度Ｔ２と、ヒータ１１の加熱量と、流体物性と、管径とに基づいて演算により流体の流速（流量）を求める。
【００３０】
そして、コイル１４は配管１５のヒータ１１で加熱される部分の内部に配置されている。コイル１４は接着などの適宜の固定手段によって配管１５の内周面１５ｂに固定されている。コイル１４は中心軸の方向が流体の流れ方向（矢印Ａ方向）に沿っている。なお、図示例ではコイル１４として針金などの金属線を螺旋状に形成してなるワイヤーコイルを用いているが、必ずしもこれに限定するものではなく、コイル１４を形成する（螺旋状とする）ための線状体の材質としては樹脂などの適宜のものを用いることができる。
【００３１】
コイル１４を配管１５内に設けたことにより、配管１５内を流れる流体がコイル１４を設けなければ層流となるような低流量域（低レイノルズ域）のときにも、前記流体の流れをコイル１４によって乱す（管壁付近の境界層流れを撹乱する）ことで前記流体を乱流状態とすることができる。つまり、コイル１４を設けることによって比較的低流量域（低レイノルズ域）のときから流況を乱流とすることができる。このため、所定（所望）の流量測定範囲、即ち、コイル１４を設けなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができる。従って、所定の流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができる。
【００３２】
また、コイル１４に代えて、図２〜図５に示すような他の構造の乱流促進体を用いるようにしてもよい。なお、図２〜図５では乱流促進体と構造が異なるのみであり、その他の構成については図１と同様であるため、同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
【００３３】
図２に示す熱式流量計では、乱流促進体としての複数の円環２１が、配管１５のヒータ１１で加熱される部分の内部に設けられている。複数の円環２１は配管１５内を流れる流体の流れ方向（矢印Ａ方向）に一定の間隔で配置されており、配管１５の内面１５ｂに接着などの適宜の固定手段によって固定されている。このように複数の円環２１を配管１５内に設けたことにより、配管１５内を流れる流体が円環２１を設けなければ層流となるような低流量域（低レイノルズ域）のときにも、前記流体の流れを円環２１によって乱す（管壁付近の境界層流れを撹乱する）ことで前記流体を乱流状態とすることができる。つまり、円環２１を設けることによって比較的低流量域（低レイノルズ域）のときから流況を乱流とすることができる。このため、所定（所望）の流量測定範囲、即ち、円環２１を設けなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができる。従って、所定の流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができる。
【００３４】
図３に示す熱式流量計では、乱流促進体としての突起物３１が、配管１５のヒータ１１で加熱される部分の内部に設けられている。突起物３１は配管１５の内面に突設されており、螺旋状に形成された一体のものである。なお、突起物３１の断面形状は図示例のような台形状の他、三角形状や矩形状などの適宜の形状とすることができる。このように突起物３１を配管１５内に設けたことにより、配管１５内を流れる流体が突起物３１を設けなければ層流となるような低流量域（低レイノルズ域）のときにも、前記流体の流れを突起物３１によって乱す（管壁付近の境界層流れを撹乱する）ことで前記流体を乱流状態とすることができる。つまり、突起物３１を設けることによって比較的低流量域（低レイノルズ域）のときから流況を乱流とすることができる。このため、所定（所望）の流量測定範囲、即ち、突起物３１を設けなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができる。従って、所定の流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができる。
【００３５】
図４に示す熱式流量計では、乱流促進体としての突起物４１が、配管１５のヒータ１１で加熱される部分の内部に設けられている。突起物４１は配管１５の内面に複数突設されている。なお、突起物３１の断面形状は図示例のような円錐状の他、円錐台状、針状など適宜の形状とすることができる。このように突起物４１を配管１５内に設けたことにより、配管１５内を流れる流体が突起物４１を設けなければ層流となるような低流量域（低レイノルズ域）のときにも、前記流体の流れを突起物４１によって乱す（管壁付近の境界層流れを撹乱する）ことで前記流体を乱流状態とすることができる。つまり、突起物４１を設けることによって比較的低流量域（低レイノルズ域）のときから流況を乱流とすることができる。このため、所定（所望）の流量測定範囲、即ち、突起物４１を設けなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができる。従って、所定の流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができる。
【００３６】
図５に示す熱式流量計では、乱流促進体としてのねじれテープ５１が、配管１５のヒータ１１で加熱される部分の内部に設けられている。ねじれテープ５１は接着などの適宜の固定手段によって配管１５の内周面１５ｂに固定されている。ねじれテープ５１は金属板などの適宜の材質の板をねじった構造のものであり、中心軸の方向が流体の流れ方向（矢印Ａ方向）に沿っている。このようにねじれテープ５１を配管１５内に設けたことにより、配管１５内を流れる流体がねじれテープ５１を設けなければ層流となるような低流量域（低レイノルズ域）のときにも、前記流体の流れをねじれテープ５１によって乱す（主流を旋回させて主流と管壁近傍の流れとを入れ替える）ことで前記流体を乱流状態とすることができる。つまり、ねじれテープ５１を設けることによって比較的低流量域（低レイノルズ域）のときから流況を乱流とすることができる。このため、所定（所望）の流量測定範囲、即ち、ねじれテープ５１を設けなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができる。従って、所定の流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができる。
【００３７】
以上のように本実施の形態例の熱式流量計によれば、コイル１４、円環２１、突起物３１，４１又はねじれテープ５１などの乱流促進体を、配管１５のヒータ１１で加熱される部分の内部に設け、この乱流促進体で配管１５内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とするように構成したことを特徴とするため、前記所定の流量測定範囲、即ち、乱流促進体を設けなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができ、前記所定の流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができるため、流体流量と熱伝達率（即ち熱式流量計の出力）との関係が一意的となる。このため、流量測定範囲が広くて精度のよい流量測定が可能となる。
なお、乱流促進体としては、特にコイル１４を用いる場合が設置の容易さや入手の容易さなどから低コストであるため、最も望ましい。
【００３８】
＜実施の形態例２＞
配管の管径を小さくすれば低流量域でも流体を乱流状態にすることができる。しかし、単に管径を小さくした場合、当該小管径の配管において高流量の測定を行うときには、流体の流速が非常に大きくなって、流体の熱伝達率が非常に大きくなるため、ヒータ加熱部における管壁温度Ｔ２と流体温度（管壁温度Ｔ１）との差が小さくなって測定精度が低下してしまう。このため、測定精度を上げるには管壁温度Ｔ２と流体温度（管壁温度Ｔ１）との差を大きくしなければならないが、そのためにはヒータ加熱量を大きくしなければならず、コストアップを招いてしまう。
【００３９】
そこで、本実施の形態例２では、管径を小さくすることよって乱流を促進し、且つ、その場合に生じる上記のような問題点も解決するものである。図６には本発明の実施の形態例２に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図を示す。
【００４０】
図６に示す熱式流量計は、加熱手段としてのヒータ６１，６２，６３と、第１の温度測定手段としての測温抵抗体又は熱電対などの温度センサ６４と、第２の温度測定手段としての測温抵抗体又は熱電対などの温度センサ６５，６６，６７とを有し、且つ、配管６８の構造に工夫を施したものであり（詳細後述）、図６中に矢印Ａで示すように配管６８内を流れる水などの流体の流速（流量）を計測するためのものである。
【００４１】
配管６８は、管径の異なる３つの配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃを有する３段構造となっている。配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃは流体の流れ方向の上流側から下流側（以下単に上流側、下流側という）に向かって順に管径（内径）が小さくなっている。最も下流側に位置して最も管径の小さい配管部分６８Ｃでは、他の配管部分６８Ｂ，６８Ｃでは層流となるような低流量域の流体でも、乱流となる。換言すれば、配管部分６８Ｃの管径は流体流量が所定の低流量のときにも流体が乱流状態となるような値に設定されている。そして、流体流量の増大とともに配管部分６８Ｂでも流体が乱流状態となり、更に配管部分６８Ａでも乱流状態となる。
【００４２】
このため、所定（所望）の流量測定範囲、即ち、配管部分６８Ａや配管部分６８Ｂのような比較的管径の大きな配管部分だけでは流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができる。従って、所定の流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができる。なお、段数（管径の異なる配管部分の数）は必ずしも３段（３つ）に限定するものではなく、必要に応じて２段（２つ）又は４段（４つ）以上であってもよい。
【００４３】
ヒータ６１，６２，６３は、管径の異なる複数の配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃのそれぞれの外周面６８Ａ−１，６８Ｂ−１，６８Ｃ−１に装着されており、各配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃの管壁をそれぞれ加熱する。ヒータ６１，６２，６３は電気ヒータであり、図示しないヒータ電源に接続されている。従って、ヒータ６１，６２，６３はヒータ電源からの供給電力により発熱して配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃをそれぞれ加熱する。なお、各ヒータ６１，６２，６３の加熱量は例えばヒータ電源から各ヒータ６１，６２，６３へ供給される電力量を電力計で計測することなどによって適宜求めることができる。
【００４４】
温度センサ６４は管径の異なる配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃのうちの最も上流側に位置する配管部分６８Ａに配置されたヒータ６１の設置位置よりも上流側において配管部分６８Ａの管壁に設置されており、当該管壁部分（測定点６８ａ）の温度Ｔ１を測定する。この場合、温度センサ６４によって流体の温度を直接測定することも考えられるが、そのためには温度センサ６４を配管６８（配管部分６８Ａ）内に挿入しなければならず、温度センサ６４が流体の流れに対する抵抗となってしまうため、温度センサ６４によって管壁温度Ｔ１を計測するほうが望ましい。温度センサ６４はヒータ６１から十分離れた位置に配置されているため、温度センサ６４で測定される管壁温度Ｔ１はヒータ６１の影響が小さく、配管６８内を流れる流体の温度とほぼ等しくなる。換言すれば、温度センサ６４は流体の流量が変化しても出力（管壁温度の測定値）が変化しないようにヒータ６１から十分離れた位置に設置する。この場合、当然、温度センサ６４はヒータ６２，６３からも十分離れている。
【００４５】
温度センサ６５，６６，６７は管径の異なる配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃのそれぞれに配置され、各ヒータ６１，６２，６３で加熱される各配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃの管壁部分（測定点６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ）の温度Ｔ２−１，Ｔ２−２，Ｔ２−３のそれぞれを測定する。勿論、これらの配管加熱及び温度測定は同時に行うのではなく、温度センサ６５で管壁温度Ｔ２−１を測定するときにはヒータ６１によって配管部分６１Ａを加熱し、温度センサ６６で管壁温度Ｔ２−２を測定するときにはヒータ６２によって配管部分６１Ｂを加熱し、温度センサ６７で管壁温度Ｔ２−３を測定するときにはヒータ６３によって配管部分６１Ａを加熱する。この場合、流体流量の変化に伴って変化する流体の熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）の変化が各温度センサ６５，６６，６７で測定される管壁温度Ｔ２−１，Ｔ２−２，Ｔ２−３に大きく反映されるよう、即ち各温度センサ６５，６６，６７の測定点６８ｂ，６８ｃ，６８ｄを通過する熱流束が大きくなるように各温度センサ６５，６６，６７は、図示のような各ヒータ６１，６２，６３の直ぐ内側（直下又は直上など）に設置することが望ましい。
【００４６】
温度センサ６４で測定した管壁温度Ｔ１（又は流体温度）と温度センサ６５，６６，６７で測定した管壁温度Ｔ２−１，Ｔ２−２，Ｔ２−３は図示しない演算装置に入力される。演算装置では、背景技術の欄で述べたとおり、管壁温度Ｔ１（又は流体温度）及びヒータ加熱部の管壁温度Ｔ２−１，Ｔ２−２又はＴ２−３と、ヒータ６１，６２又は６３の加熱量と、流体物性と、各段の配管部分６８Ａ，６８Ｂ又は６８Ｃの管径とに基づいて演算により流体の流速（流量）を求める。
【００４７】
以上のように本実施の形態例の熱式流量計によれば、配管６８を管径の異なる複数の配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃを有する複数段の構造とすることにより、配管６８内を流れる流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とし、ヒータ６１，６２，６３を管径の異なる複数の配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃのそれぞれに配置し、温度センサ６４を管径の異なる複数の配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃのうちの最も上流側に位置する配管部分６８Ａに配置されたヒータ６１よりも上流側に配置し、温度センサ６５，６６，６７を管径の異なる複数の配管部分６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃのそれぞれに配置したことを特徴とするため、前記所定の流量測定範囲、即ち、比較的管径の大きな配管部分だけでは流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができ、前記所定の流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができるため、流体流量と熱伝達率（即ち熱式流量計の出力）との関係が一意的となる。しかも、流体流量が大きくなった場合でも、ヒータ加熱量の増大を要せず、管径の大きな配管部分６８Ａ又は６８Ｂでは温度センサ６５又は６６で測定した管壁温度Ｔ２−１又はＴ２−２と温度センサ６４で測定した流体温度又は管壁温度Ｔ１との差が大きくなる。このため、コストアップを招くことなく、流量測定範囲が広くて精度のよい流量測定が可能となる。
【００４８】
＜実施の形態例３＞
図７は本発明の実施の形態例３に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。図７に示す熱式流量計は、加熱手段としてのヒータ７１と、第１の温度測定手段としての測温抵抗体又は熱電対などの温度センサ７２と、第２の温度測定手段としての測温抵抗体又は熱電対などの温度センサ７３とを有し、図７中に矢印Ａで示すように配管７４内を流れる水などの流体の流速（流量）を計測するためのものである。
【００４９】
ヒータ７１は配管７４の外周面に装着されており、配管７４（管壁）を加熱する。ヒータ７１は電気ヒータであり、図示しないヒータ電源に接続されている。従って、ヒータ７１はヒータ電源からの供給電力により発熱して配管７４を加熱する。なお、ヒータ７１の加熱量は例えばヒータ電源からヒータ７１へ供給される電力量を電力計で計測することなどによって適宜求めることができる。
【００５０】
温度センサ７２はヒータ７１の設置位置よりも流体の流れ方向の上流側（以下単に上流側という）において配管７４の管壁に設置されており、当該管壁部分（測定点７４ａ）の温度Ｔ１を測定する。この場合、温度センサ７２によって流体の温度を直接測定することも考えられるが、そのためには温度センサ７２を配管７４内に挿入しなければならず、温度センサ７２が流体の流れに対する抵抗となってしまうため、温度センサ７２によって管壁温度Ｔ１を計測するほうが望ましい。温度センサ７２はヒータ７１から十分離れた位置に配置されているため、温度センサ７２で測定される管壁温度Ｔ１はヒータ７１の影響が小さく、配管７４内を流れる流体の温度とほぼ等しくなる。換言すれば、温度センサ７２は流体の流量が変化しても出力（管壁温度の測定値）が変化しないようにヒータ７１から十分離れた位置に設置する。
【００５１】
温度センサ７３はヒータ７１で加熱される配管７４の管壁部分（測定点７４ｂ）の温度Ｔ２を測定する。この場合、流体流量の変化に伴って変化する流体の熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）の変化が温度センサ７３で測定される管壁温度Ｔ２に大きく反映されるよう、即ち温度センサ７３の測定点７４ｂを通過する熱流束が大きくなるように温度センサ７３は、図示のようにヒータ７１の直ぐ内側に設置することが望ましい。
【００５２】
温度センサ７２で測定した管壁温度Ｔ１（又は流体温度）と温度センサ７３で測定した管壁温度Ｔ２は図示しない演算装置に入力される。演算装置では、背景技術の欄で述べたとおり、管壁温度Ｔ１（又は流体温度）及びヒータ加熱部の管壁温度Ｔ２と、ヒータ７１の加熱量と、流体物性と、配管（螺旋管）７４の管径とに基づいて演算により流体の流速（流量）を求める。
【００５３】
そして、配管７４は螺旋管となっている。このため、螺旋管内を流れる流体は、その流れが乱されて（旋回流となって）、比較的低流量域のときから流況が乱流状態となる。従って、前記流体の所定（所望）の流量測定範囲、即ち、配管７４を螺旋管としなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができるため、前記所定流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができる。なお、この場合、配管７４は少なくともヒータ７１で加熱される配管部分（温度センサ７３の温度測定部分）を螺旋管とすればよく、その他の配管部分（温度センサ７２の温度測定部分など）は必ずしも乱流にする必要はないため、螺旋管にしなくても（例えば直管でも）よい。
【００５４】
以上のように本実施の形態例の熱式流量計によれば、配管７４の少なくともヒータ７１で加熱される配管部分は螺旋管とすることにより、この螺旋管内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とすることを特徴とするため、前記流体の所定の流量測定範囲、即ち、配管７４を螺旋管としなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができるため、前記所定流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができ、流体流量と熱伝達率（即ち熱式流量計の出力）との関係が一意的となる。このため、流量測定範囲が広くて精度のよい流量測定が可能となる。
【００５５】
＜実施の形態例４＞
図８は本発明の実施の形態例４に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。図８に示す熱式流量計は、加熱手段としてのヒータ８１と、第１の温度測定手段としての測温抵抗体又は熱電対などの温度センサ８２と、第２の温度測定手段としての測温抵抗体又は熱電対などの温度センサ８３とを有し、図８中に矢印Ａで示すように配管８４内を流れる水などの流体の流速（流量）を計測するためのものである。
【００５６】
ヒータ８１は配管８４の外周面８４ｃに装着されており、配管８４（管壁）を加熱する。ヒータ８１は電気ヒータであり、図示しないヒータ電源に接続されている。従って、ヒータ８１はヒータ電源からの供給電力により発熱して配管８４を加熱する。なお、ヒータ８１の加熱量は例えばヒータ電源からヒータ８１へ供給される電力量を電力計で計測することなどによって適宜求めることができる。
【００５７】
温度センサ８２はヒータ８１の設置位置よりも流体の流れ方向の上流側（以下単に上流側という）において配管８４の管壁に設置されており、当該管壁部分（測定点８４ａ）の温度Ｔ１を測定する。この場合、温度センサ８２によって流体の温度を直接測定することも考えられるが、そのためには温度センサ８２を配管８４内に挿入しなければならず、温度センサ８２が流体の流れに対する抵抗となってしまうため、温度センサ８２によって管壁温度Ｔ１を計測するほうが望ましい。温度センサ８２はヒータ８１から十分離れた位置に配置されているため、温度センサ８２で測定される管壁温度Ｔ１はヒータ８１の影響が小さく、配管８４内を流れる流体の温度とほぼ等しくなる。換言すれば、温度センサ８２は流体の流量が変化しても出力（管壁温度の測定値）が変化しないようにヒータ８１から十分離れた位置に設置する。
【００５８】
温度センサ８３はヒータ８１で加熱される配管８４の管壁部分（測定点８４ｂ）の温度Ｔ２を測定する。この場合、流体流量の変化に伴って変化する流体の熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）の変化が温度センサ８３で測定される管壁温度Ｔ２に大きく反映されるよう、即ち温度センサ８３の測定点８４ｂを通過する熱流束が大きくなるように温度センサ８３は、図示のようにヒータ８１の直ぐ内側に設置することが望ましい。
【００５９】
温度センサ８２で測定した管壁温度Ｔ１（又は流体温度）と温度センサ８３で測定した管壁温度Ｔ２は図示しない演算装置に入力される。演算装置では、背景技術の欄で述べたとおり、管壁温度Ｔ１（又は流体温度）及びヒータ加熱部の管壁温度Ｔ２と、ヒータ８１の加熱量と、流体物性と、ベンド管８４Ａの管径とに基づいて演算により流体の流速（流量）を求める。
【００６０】
そして、配管８４のヒータ８１で加熱される配管部分はベンド管８４Ａとなっている。即ち、ヒータ８１はベンド管８４の外周面に設けられ、温度センサ８３はベンド管８４の管壁温度を測定するようになっている。矢印Ａのように配管８４内を流れる流体は、ヒータ８１及び温度センサ８３が設置されたベンド管８４Ａの内周面８４Ａ−１に衝突して流れが乱されるため、比較的低流量域のときから流況が乱流状態となる。このため、前記流体の所定（所望）の流量測定範囲、即ち、配管８４のヒータ加熱部をベンド管８４Ａとしなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができ、前記所定流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができる。
【００６１】
以上のように本実施の形態例の熱式流量計によれば、配管８４のヒータ８１で加熱される配管部分をベンド管とすることにより、このベンド管内を流れる流体の流れを乱して前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とすることを特徴とするため、前記流体の所定の流量測定範囲、即ち、配管８４のヒータ加熱部をベンド管８４Ａとしなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができ、前記所定流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができるため、流体流量と熱伝達率（即ち熱式流量計の出力）との関係が一意的となる。このため、流量測定範囲が広くて精度のよい流量測定が可能となる。
【００６２】
＜実施の形態例５＞
図９は本発明の実施の形態例５に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。図９に示す熱式流量計は、加熱手段としてのヒータ９１と、第１の温度測定手段としての測温抵抗体又は熱電対などの温度センサ９２と、第２の温度測定手段としての測温抵抗体又は熱電対などの温度センサ９３とを有し、図９中に矢印Ａで示すように配管９４内を流れる水などの流体の流速（流量）を計測するためのものである。
【００６３】
そして、配管９４内には板状の流体衝突部材９５が配置されている。流体衝突部材９５は配管９４の内周面９４ｂに図示しない支持部材を介して固定されている。従って、矢印Ａのように配管９４内を流れる流体は、流体衝突部材９５の一方の側面（衝突面）９５ａに衝突して流れが乱されるため、比較的低流量域のときから流況が乱流状態となる。このため、前記流体の所定（所望）の流量測定範囲、即ち、配管９４内に流体衝突部材９５を配置しなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができ、前記所定流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができる。
【００６４】
ヒータ９１は流体衝突部材９５の他方の側面９５ｃに装着されており、流体衝突部材９５を加熱する。ヒータ９１は電気ヒータであり、図示しないヒータ電源に接続されている。従って、ヒータ９１はヒータ電源からの供給電力により発熱して流体衝突部材９５を加熱する。なお、ヒータ９１の加熱量は例えばヒータ電源からヒータ９１へ供給される電力量を電力計で計測することなどによって適宜求めることができる。
【００６５】
温度センサ９２はヒータ９１の設置位置よりも流体の流れ方向の上流側（以下単に上流側という）において配管９４の管壁に設置されており、当該管壁部分（測定点９４ａ）の温度Ｔ１を測定する。この場合、温度センサ９２によって流体の温度を直接測定することも考えられるが、そのためには温度センサ９２を配管９４内に挿入しなければならず、温度センサ９２が流体の流れに対する抵抗となってしまうため、温度センサ９２によって管壁温度Ｔ１を計測するほうが望ましい。温度センサ９２はヒータ９１から十分離れた位置に配置されているため、温度センサ９２で測定される管壁温度Ｔ１はヒータ９１の影響が小さく、配管９４内を流れる流体の温度とほぼ等しくなる。換言すれば、温度センサ９２は流体の流量が変化しても出力（管壁温度の測定値）が変化しないようにヒータ９１から十分離れた位置に設置する。
【００６６】
温度センサ９３は流体衝突部材９５に取り付けられており、ヒータ９１で加熱される流体衝突部材９５の温度Ｔ２を測定する。この場合、流体流量の変化に伴って変化する流体の熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）の変化が温度センサ９３で測定される管壁温度Ｔ２に大きく反映されるよう、即ち温度センサ９３の測定点９５ｂを通過する熱流束が大きくなるように温度センサ９３は、図示のようにヒータ９１の直ぐ内側に設置することが望ましい。
【００６７】
温度センサ９２で測定した管壁温度Ｔ１（又は流体温度）と温度センサ９３で測定した管壁温度Ｔ２は図示しない演算装置に入力される。演算装置では、背景技術の欄で述べたとおり、管壁温度Ｔ１（又は流体温度）及びヒータ加熱部の管壁温度Ｔ２と、ヒータ９１の加熱量と、流体物性と、配管９４の管径とに基づいて演算により流体の流速（流量）を求める。
【００６８】
以上のように本実施の形態例の熱式流量計によれば、配管９４内に配置して、配管９４内を流れる流体が衝突することにより、前記流体の所定の流量測定範囲の全範囲で前記流体を乱流状態とする流体衝突部材９５を有することを特徴とするため、前記流体の所定の流量測定範囲、即ち、配管内に流体衝突部材を配置しなければ流体流量の増大とともに流況が層流域、遷移域、乱流域と移行していくような比較的広い流量測定範囲の全範囲で流体を乱流状態とすることができ、前記所定流量測定範囲の全範囲にわたって流体流量と熱伝達率（管壁／流体間の熱伝達率）との関係にリニアリティを持たせることができるため、流体流量と熱伝達率（即ち熱式流量計の出力）との関係が一意的となる。このため、流量測定範囲が広くて精度のよい流量測定が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は熱式流量計（境界層流量計）に関するものであり、宇宙ステーションなどの各所において比較的広い流量測定範囲の流量測定を行う場合に適用して有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態例１に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態例１に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態例１に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態例１に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態例１に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態例２に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態例３に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態例４に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態例５に係る熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。
【図１０】従来の熱式流量計（境界層流量計）の構成図である。
【図１１】流体流量（流況）と熱伝達率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１１  ヒータ
１２，１３  温度センサ
１４  コイル
１５  配管
１５ａ  外周面
１５ｂ  内周面
１５ｃ，１５ｄ  測定点
２１  円環
３１  突起物
４１  突起物
５１  ねじれテープ
６１，６２，６３  ヒータ
６４，６５，６６，６７  温度センサ
６８  配管
６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃ  配管部分
６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ  測定点
６８Ａ−１，６８Ｂ−１，６８Ｃ−１  外周面
７１  ヒータ
７２，７３  温度センサ
７４  配管（螺旋管）
７４ａ，７４ｂ  測定点
８１  ヒータ
８２，８３  温度センサ
８４  配管
８４Ａ  ベンド管
８４ａ，８４ｂ  測定点
８４ｃ  外周面
８４Ａ−１  内周面
【図１】
2006105847.tif 000003
【図２】
2006105847.tif 000004
【図３】
2006105847.tif 000005
【図４】
2006105847.tif 000006
【図５】
2006105847.tif 000007
【図６】
2006105847.tif 000008
【図７】
2006105847.tif 000009
【図８】
2006105847.tif 000010
【図９】
2006105847.tif 000011
【図１０】
2006105847.tif 000012
【図１１】
2006105847.tif 000013