(57)【要約】【課題】メンテナンス性を向上させることのできる分流式流量計を提供する。【解決手段】本発明に係る分流式流量計は、流体が流れる主流路１１と主流路１１に通じる分流孔４ａ，４ｂとが設けられた主流路保持体１０と、分流孔４ａ，４ｂを介して主流路１１と連通する分流路２５が設けられた分流路保持体３０と、分流孔４ａ，４ｂに着脱可能であって、分流孔４ａ，４ｂに取り付けられたときに所定の断面積を有する開口部を形成する開口部材４１と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる主流路と前記主流路に通じる分流孔とが設けられた主流路保持体と、
前記分流孔を介して前記主流路と連通する分流路が設けられた分流路保持体と、
前記分流孔に着脱可能であって、前記分流孔に取り付けられたときに所定の断面積を有する開口部を形成する開口部材と、を備える
ことを特徴とする分流式流量計。
【請求項２】
前記分流路保持体は、前記主流路保持体に着脱可能であり、
前記開口部材は、前記分流孔の分流路側に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の分流式流量計。
【請求項３】
前記所定の断面積は、前記分流孔における主流路側の開口の断面積より小さい
ことを特徴とする請求項２に記載の分流式流量計。
【請求項４】
前記分流孔に着脱可能であって、前記流体を濾過する濾過部材をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の分流式流量計。
【請求項５】
前記濾過部材は、前記分流孔の主流路側に配置される
ことを特徴とする請求項４に記載の分流式流量計。
【請求項６】
前記濾過部材は、多孔質の物質を含む
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の分流式流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係るいくつかの態様は計測技術に関し、特に分流式流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分流式流量計として、主流路の断面略中央部に位置する一対の分流孔（入口及び出口）を備え、一方の分流孔から他方の分流孔（入口から出口）に至る分流路（バイパス流路）が形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３００３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ゴミ・塵・埃などのダストや、液体微粒子などのミストを含む流体の流量を測定する場合に、分流孔にダストやミストが付着すると、分流路を流れる流体の流量と主流路を流れる流体の流量との比（以下、分流比という）が変化してしまい、分流比に基づいて算出される主流路の流体の流量の精度が低下するという問題があった。そのため、例えば、定期的に分流孔を清掃・洗浄したり分流孔自体を交換したりして、分流孔に付着したダストやミストを取り除く必要がある。
【０００５】
しかしながら、従来の分流式流量計では、分流孔に付着したダストやミストの除去が困難な構造であったため、メンテナンス性（メンテナンスのしやすさ）が低かった。
【０００６】
本発明のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、メンテナンス性を向上させることのできる分流式流量計を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る分流式流量計は、流体が流れる主流路と主流路に通じる分流孔とが設けられた主流路保持体と、分流孔を介して主流路と連通する分流路が設けられた分流路保持体と、分流孔に着脱可能であって、分流孔に取り付けられたときに所定の断面積を有する開口部を形成する開口部材と、を備える。
【０００８】
かかる構成によれば、開口部材は、分流孔に着脱可能であって、分流孔に取り付けられたときに所定の断面積を有する開口部を形成する。ここで、開口部材によって形成された開口部が分流孔における開口を狭める（絞る）ような断面積を有する場合、開口部によって分流孔における流体の流通が制限され、流体に含まれるゴミ・塵・埃などのダストや、液体微粒子などのミストが当該開口部に付着しやすくなる。よって、開口部材を分流孔から取り外すことにより、分流孔の開口部に付着したダストやミストを除去することが可能となる。
【０００９】
好ましくは、分流路保持体は、主流路保持体に着脱可能であり、開口部材は、分流孔の分流路側に配置される。
【００１０】
かかる構成によれば、分流路保持体は主流路保持体に着脱可能であり、開口部材は分流孔の分流路側に配置される。これにより、分流路保持体を主流路保持体から取り外すことで、分流孔の分流路側に配置された開口部材を容易に取り外すことができる。これにより、メンテナンス性を更に向上させることができる。
【００１１】
好ましくは、所定の断面積は、分流孔における主流路側の開口の断面積より小さい。
【００１２】
かかる構成によれば、分流孔における分流路側の開口部の断面積は、主流路側の開口の断面積より小さい。これにより、分流路側の開口部によって分流孔における流体の流通が制限され、流体に含まれるダストやミストが分流路側の開口部に付着しやすくなる。これにより、開口部材を分流孔から取り外すことにより、分流孔の分流路側の開口部に付着したダストやミストを除去することができる。
【００１３】
好ましくは、分流孔に着脱可能であって、流体を濾過する濾過部材をさらに備える。
【００１４】
かかる構成によれば、濾過部材は、分流孔に着脱可能であって、流体を濾過する。これにより、濾過部材によって、分流孔を流通する流体に含まれるダストやミストを取り除くことができる。これにより、濾過部材を分流孔から取り外すことにより、濾過部材により取り除かれた分流孔のダストやミストを容易に除去することができ、メンテナンス性を向上させることができる。
【００１５】
好ましくは、濾過部材は、分流孔の主流路側に配置される。
【００１６】
かかる構成によれば、濾過部材は、分流孔の主流路側に配置される。これにより、分流孔の分流路側の開口部の手前で、分流孔を流通する流体に含まれるダストやミストを取り除くことができる。これにより、分流比を容易に維持することができ、測定する流体の流量の精度低下を防止することができる。
【００１７】
好ましくは、濾過部材は、多孔質の物質を含む。
【００１８】
かかる構成によれば、濾過部材は、多孔質の物質を含む。これにより、濾過部材によって、分流孔を流通する流体に含まれるダストやミストを効率良く取り除くことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る分流式流量計によれば、開口部材を分流孔から取り外すことにより、分流孔の開口部に付着したダストやミストを除去することが可能となる。これにより、例えば、取り外した開口部材を清掃・洗浄したり開口部材自体を交換したりして、分流孔の開口部に付着したダストやミストを容易に除去することができ、メンテナンス性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態における分流式流量計の斜視図である。
【図２】図１に示した分流式流量計の側方断面図である。
【図３】図１に示した主流路保持体の上面図である。
【図４】図３に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視方向断面図である。
【図５】図３に示したＩＶ−ＩＶ線矢視方向断面図である。
【図６】図１に示した分流路保持体の下面図である。
【図７】図２に示した流れセンサの斜視図である。
【図８】図７に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視方向断面図である。
【図９】図２に示した分流孔の拡大側方断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における分流式流量計の側方断面図である。
【図１１】図１０に示した分流孔の拡大側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２２】
（第１実施形態）
図１乃至図９は、本発明に係る分流式流量計の第１実施形態を示すものである。図１は、本発明の第１実施形態における分流式流量計の斜視図である。図１に示すように、分流式流量計１は、主流路１１が設けられた主流路保持体１０と、主流路保持体１０上に設置された分流路保持体３０と、を備える。また、分流式流量計１は、分流路保持体３０の上部に配置された表示装置３５を備える。表示装置３５は、例えばＬＥＤなどの発光体や液晶ディスプレイなどから構成される。
【００２３】
図２は、図１に示した分流式流量計の側方断面図である。分流路保持体３０には、分流路２５が設けられており、分流路保持体３０の形状は、例えば板状、又はブロック状である。また、分流路保持体３０は、後述する流れセンサ８と、内部に配置された、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）３００、入力装置２５１、及び記憶装置４００と、を備える。入力装置２５１は、入力キーなどの入力手段を有しており、各種設定や情報を入力可能に構成される。記憶装置４００は、分流比に関する情報を記憶するためのものであり、ランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭという）などの揮発性メモリなどから構成される。ＣＰＵ３００には、流れセンサ８、入力装置２５１、記憶装置４００、及び表示装置３５が電気的に接続されている。また、ＣＰＵ３００は、主流路１１を流れる流体の流量を算出するための算出回路３０１を有する。なお、図２に示す分流路保持体３０は、模式的に描かれており、実際には、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、Ｉ／Ｏ回路などをさらに備える。
【００２４】
図３は、図１に示した主流路保持体の上面図であり、図４は、図３に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視方向断面図であり、図５は、図３に示したＩＶ−ＩＶ線矢視方向断面図である。図３に示すように、主流路保持体１０の上面には、楕円状の凹部１６が設けられている。凹部１６には、主流路１１に通じる一対の分流孔４ａ，４ｂが設けられている。すなわち、図５に示すように、分流孔４ａは、凹部１６の底面から主流路１１の内壁（内面）に貫通している。また、図示を省略するが、分流孔４ｂも同様に、凹部１６の底面から主流路１１の内壁（内面）に貫通している。これにより、図４に示すように、分流孔４ａは凹部１６から主流路１１の上流に連通し、分流孔４ｂは凹部１６から主流路１１の下流に連通する。なお、図２乃至図５に示すように、一対の分流孔４ａ，４ｂには、後述する開口部材４１がそれぞれ設置される。
【００２５】
図１に示す六面体の主流路保持体１０において、図４に示すように、対向する二面に、注入口１３及び排出口１４が設けられている。注入口１３及び排出口１４のそれぞれには、ガスや液体などの流体を通す配管（図示せず）が挿入される。流路保持体１０の内部に設けられた主流路１１は、注入口１３から排出口１４に貫通している。主流路１１は、注入口１３及び排出口１４に接続された配管と連通し、注入口１３から流入した流体を排出口１４から流出する。主流路１１の一部には、主流路１１の内径を狭める差圧発生構造１２が設けられている。差圧発生構造１２によって、主流路１１の注入口１３側と排出口１４側の間で、流体の流速に応じた差圧が発生する。差圧発生構造１２は、例えばオリフィス又はベンチュリーである。本願では、主流路１１の差圧発生構造１２より注入口１３側を「上流」といい、主流路１１の差圧発生構造１２より排出口１４側を「下流」という。なお、主流路保持体１０の材料には、金属又は樹脂などが使用可能である。
【００２６】
図６は、図１に示した分流路保持体の下面図である。図２に示したように、分流路保持体３０は、主流路保持体１０に取り付けられたときに、図３乃至図５に示す凹部１６を覆うように配置される。分流路２５は、主流路保持体１０に対向する面、すなわち図６に示すように、分流路保持体３０の下面に設けられる。また、分流路２５は、図３乃至図５に示す楕円状の凹部１６と同一又は略同一の輪郭を有する凹部である。図２に示したように、分流路２５は、一対の分流孔４ａ，４ｂを介して主流路１１と連通する。なお、分流路保持体３０を主流路保持体１０に取り付けたときに、分流路保持体３０に覆われた凹部１６が分流路２５の一部をなしてもよい。分流路２５には、分流路２５を流れる流体の流量を検出するための流れセンサ８が設けられている。
【００２７】
図７は、図２に示した流れセンサの斜視図であり、図８は、図７に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視方向断面図である。図７及び図８に示すように、流れセンサ８は、キャビティ６６が設けられた基板６０、基板６０上にキャビティ６６を覆うように配置された絶縁膜６５、絶縁膜６５に設けられたヒータ６１、ヒータ６１より上流側に設けられた上流側測温抵抗素子６２、ヒータ６１より下流側に設けられた下流側測温抵抗素子６３、及び上流側測温抵抗素子６２より上流側に設けられた周囲温度センサ６４を備える。
【００２８】
図８に示す絶縁膜６５のキャビティ６６を覆う部分は、断熱性のダイアフラムをなしている。周囲温度センサ６４は、図２に示す分流路２５に流入してきた流体の温度を測定する。図７及び図８に示すヒータ６１は、キャビティ６６を覆う絶縁膜６５の中心に配置されており、分流路２５に流れる流体を、周囲温度センサ６４が計測した温度よりも一定温度、例えば１０℃高くなるよう、加熱する。上流側測温抵抗素子６２はヒータ６１より上流側の温度を検出するために用いられ、下流側測温抵抗素子６３はヒータ６１より下流側の温度を検出するために用いられる。
【００２９】
ここで、図２に示す分流路２５中の流体が静止している場合、図７及び図８に示すヒータ６１で加えられた熱は、上流方向と下流方向へ対称的に拡散する。したがって、上流側測温抵抗素子６２及び下流側測温抵抗素子６３の温度は等しくなり、上流側測温抵抗素子６２及び下流側測温抵抗素子６３の電気抵抗は等しくなる。これに対し、図２に示す分流路２５中の流体が上流から下流に流れている場合、図７及び図８に示すヒータ６１で加えられた熱は、下流方向に運ばれる。したがって、上流側測温抵抗素子６２の温度よりも、下流側測温抵抗素子６３の温度が高くなる。そのため、上流側測温抵抗素子６２の電気抵抗と、下流側測温抵抗素子６３の電気抵抗に差が生じる。下流側測温抵抗素子６３の電気抵抗と上流側測温抵抗素子６２の電気抵抗の差は、図２に示す分流路２５中の流体の速度と相関関係がある。そのため、下流側測温抵抗素子６３の電気抵抗と上流側測温抵抗素子６２の電気抵抗の差から、分流路２５を流れる流体の流量が求められる。
【００３０】
図７及び図８に示す基板６０の材料としては、シリコン（Ｓｉ）などが使用可能である。絶縁膜６５の材料としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などが使用可能である。キャビティ６６は、異方性エッチングなどにより形成される。また、ヒータ６１、上流側測温抵抗素子６２、下流側測温抵抗素子６３、及び周囲温度センサ６４のそれぞれの材料には白金（Ｐｔ）などが使用可能であり、リソグラフィ法などにより形成可能である。
【００３１】
流れセンサ８により検出された分流路２５を流れる流体の流量は、図２に示すＣＰＵ３００の算出回路３０１に出力される。また、分流比に関する情報、例えば分流比の値は、ユーザ又はエンジニアによって図２に示す入力装置２５１から入力される。入力装置２５１により入力された分流比の値は、ＣＰＵ３００の算出回路３０１により記憶装置４００に書き込まれて記憶される。なお、分流比に関する情報は、パーソナルコンピュータなどを介して記憶装置４００に記憶するようにしてもよい。
【００３２】
分流式流量計１が主流路１１を流れる流体の流量を測定する際、算出回路３０１は、あらかじめ記憶された分流比に関する情報を、記憶装置４００から読み出す。次に、算出回路３０１は、記憶装置４００から読み出した分流比に関する情報と、流れセンサ８から入力される分流路２５を流れる流体の流量とに基づいて、主流路１１を流れる流体の流量を算出する。表示装置３５は、算出回路３０１が記憶装置４００から読み出した分流比に関する情報、及び算出回路３０１が算出した主流路１１を流れる流体の流量を表示する。
【００３３】
図９は、図２に示した分流孔の拡大側方断面図である。なお、図９では、分流孔４ａの状態のみを示すが、分流孔４ｂの状態も同様である。よって、分流孔４ｂの状態については、図示及びその説明を省略する。図４に示したように、分流孔４ａ，４ｂのそれぞれの内部には段が設けられており、分流孔４ａ，４ｂのそれぞれの内径は、主流路１１に接続する側が、凹部１６に接続する側よりも狭くなっている。図９に示すように、分流孔４ａには、着脱可能な開口部材４１が設置される。すなわち、開口部材４１は、凹部１６側（分流路２５側）から挿入され、分流孔４ａの内部の段上に設置される。開口部材４１は、円筒形状を有しており、分流孔４ａに取り付けられたときに所定の断面積を有する開口部５を形成する。ここで、開口部材４１によって形成された開口部５が分流孔４ａにおける開口を狭める（絞る）ような断面積を有する場合、開口部５によって分流孔４ａにおける流体の流通が制限され、流体に含まれるゴミ・塵・埃などのダストや液体微粒子などのミストが当該開口部５に付着しやすくなる。よって、開口部材４１を分流孔４ａから取り外すことにより、分流孔４ａの開口部５に付着したダストやミストを除去することが可能となる。
【００３４】
また、分流路保持体３０が主流路保持体１０に着脱可能である場合、図９に示すように、開口部材４１は、分流孔４ａの凹部１６側（分流路２５側）に配置されることが好ましい。これにより、分流路保持体３０を主流路保持体１０から取り外すことで、分流孔４ａの凹部１６側（分流路２５側）に配置された開口部材４１を容易に取り外すことができる。
【００３５】
さらに、分流孔４ａにおける凹部１６側（分流路２５側）の開口部５の断面積は、図９に示すように、主流路１１側の開口の断面積より小さいのが好ましい。これにより、凹部１６側（分流路２５側）の開口部５によって分流孔４ａにおける流体の流通が制限され、流体に含まれるダストやミストが凹部１６側（分流路２５側）の開口部５に付着しやすくなる。
【００３６】
本実施形態では、開口部材４１は、一対の分流孔４ａ，４ｂの両方に設置するようにしたが、これに限定されない。一対の分流孔４ａ，４ｂのうち少なくとも何れか一方、好ましくは、少なくとも上流側の分流孔４ａに設置するようにすればよい。
【００３７】
また、本実施形態では、一対の分流孔４ａ，４ｂとして、開口が円形のものを示したが、これに限定されず、正四角形（状）や矩形（状）など他の形状であってもよい。
【００３８】
このように、本実施形態に係る分流式流量計１によれば、開口部材４１は、分流孔４ａ，４ｂに着脱可能であって、分流孔４ａ，４ｂに取り付けられたときに所定の断面積を有する開口部５を形成する。ここで、開口部材４１によって形成された開口部５が分流孔４ａ，４ｂにおける開口を狭める（絞る）ような断面積を有する場合、開口部５によって分流孔４ａ，４ｂにおける流体の流通が制限され、流体に含まれるゴミ・塵・埃などのダストや液体微粒子などのミストが当該開口部５に付着しやすくなる。よって、開口部材４１を分流孔４ａ，４ｂから取り外すことにより、分流孔４ａ，４ｂの開口部５に付着したダストやミストを除去することが可能となる。これにより、例えば、取り外した開口部材４１を清掃・洗浄したり開口部材４１自体を交換したりして、分流孔４ａ，４ｂの開口部５に付着したダストやミストを容易に除去することができ、メンテナンス性を向上させることができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る分流式流量計１によれば、分流路保持体３０は主流路保持体１０に着脱可能であり、開口部材４１は分流孔４ａ，４ｂの凹部１６側（分流路２５側）に配置される。これにより、分流路保持体３０を主流路保持体１０から取り外すことで、分流孔４ａの凹部１６側（分流路２５側）に配置された開口部材４１を容易に取り外すことができる。これにより、メンテナンス性を更に向上させることができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る分流式流量計１によれば、分流孔４ａ，４ｂにおける凹部１６側（分流路２５側）の開口部５の断面積は、主流路１１側の開口の断面積より小さい。これにより、凹部１６側（分流路２５側）の開口部５によって分流孔４ａ，４ｂにおける流体の流通が制限され、流体に含まれるダストやミストが凹部１６側（分流路２５側）の開口部５に付着しやすくなる。これにより、開口部材４１を分流孔４ａ，４ｂから取り外すことにより、分流孔４ａ，４ｂの凹部１６側（分流路２５側）の開口部５に付着したダストやミストを除去することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
図１０及び図１１は、本発明に係る分流式流量計の第２実施形態を説明するためのものである。なお、特に記載がない限り、前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。また、図示しない構成部分は、前述した第１実施形態と同様とする。
【００４２】
第２実施形態と第１実施形態との相違点は、分流式流量計１が濾過部材（フィルター）４２を更に備えることである。
【００４３】
図１０は、本発明の第２実施形態における分流式流量計の側方断面図であり、図１１は、図１０に示した分流孔の拡大側方断面図である。なお、図１１では、分流孔４ａの状態のみを示すが、分流孔４ｂの状態も同様である。よって、分流孔４ｂの状態については、図示及びその説明を省略する。図１０に示すように、一対の分流孔４ａ，４ｂには、それぞれ開口部材４１に加え、流体を濾過する濾過部材４２が設置される。すなわち、図１１に示すように、分流孔４ａに着脱可能な濾過部材４２は、凹部１６側（分流路２５側）から挿入され、分流孔４ａの内部の段上に設置される。これにより、濾過部材４２によって、分流孔４ａ，４ｂを流通する流体に含まれるダストやミストを取り除くことができる。
【００４４】
開口部材４１は、分流孔４ａの凹部１６側から挿入され、濾過部材４２の上に設置される。このように、濾過部材４２は分流孔４ａの主流路１１側に設置される。これにより、分流孔４ａの凹部１６側（分流路２５側）の開口部５の手前で、分流孔４ａを流通する流体に含まれるダストやミストを取り除くことができる。
【００４５】
また、濾過部材４２は、多孔質の物質を含むのが好ましく、多孔質の物質から構成されるのが更に好ましい。これにより、濾過部材４２によって、分流孔４ａを流通する流体に含まれるダストやミストを効率良く取り除くことができる。
【００４６】
本実施形態では、開口部材４１及び濾過部材４２は、一対の分流孔４ａ，４ｂの両方に設置するようにしたが、これに限定されない。一対の分流孔４ａ，４ｂのうち少なくとも何れか一方、好ましくは、少なくとも上流側の分流孔４ａに設置するようにすればよい。
【００４７】
このように、本実施形態に係る分流式流量計１によれば、濾過部材４２は、分流孔４ａ，４ｂに着脱可能であって、流体を濾過する。これにより、濾過部材４２によって、分流孔４ａ，４ｂを流通する流体に含まれるダストやミストを取り除くことができる。これにより、濾過部材４２を分流孔４ａ，４ｂから取り外すことにより、濾過部材４２により取り除かれた分流孔４ａ，４ｂのダストやミストを容易に除去することができ、メンテナンス性を更に向上させることができる。
【００４８】
また、本実施形態に係る分流式流量計１によれば、濾過部材４２は、分流孔４ａ，４ｂの主流路１１側に配置される。これにより、分流孔４ａの凹部１６側（分流路２５側）の開口部５の手前で、分流孔４ａを流通する流体に含まれるダストやミストを取り除くことができる。これにより、分流比を容易に維持することができ、測定する流体の流量の精度低下を防止することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係る分流式流量計１によれば、濾過部材４２は、多孔質の物質を含む。これにより、濾過部材４２によって、分流孔４ａ，４ｂを流通する流体に含まれるダストやミストを効率良く取り除くことができる。
【００５０】
なお、前述の各実施形態の構成は、組み合わせたり或いは一部の構成部分を入れ替えたりしたりしてもよい。また、本発明の構成は前述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…分流式流量計
４ａ，４ｂ…分流孔
５…開口部
８…流れセンサ
１０…主流路保持体
１１…主流路
２５…分流路
３０…分流路保持体
４１…開口部材
４２…濾過部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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