(57)【要約】【課題】  低速の流体に対しても、また、いかなる向きに取り付けても、流体中の塵埃を除去してセンサ素子に導き、精度よく流体の速度を測定できる流速測定装置を提供する。【解決手段】  湾曲した壁面２２ａ，２２ｂを有する内部空間２３ａ，２３ｂと、壁面２２ａ，２２ｂの一端に壁面２２ａ，２２ｂの接線方向から内部空間２３ａ，２３ｂに接続した導入路２５ａ，２５ｂと、壁面２２ａ，２２ｂの他端に壁面２２ａ，２２ｂの接線方向から内部空間２３ａ，２３ｂに接続した排出路２６ａ，２６ｂと、壁面２２ａ，２２ｂの湾曲方向と略直角に内部空間２３ａ，２３ｂに接続した分流路排出路３４ａ，３４ｂとからなる流路を形成し、分流路３４ａ，３４ｂまたは分流路３４ａ，３４ｂに接続した流路にセンサ素子３８を配置した。【選択図】図８
2005241569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲した壁面を有する内部空間と、
前記壁面の一端に前記壁面の接線方向から前記内部空間に接続した導入路と、
前記壁面の他端に前記壁面の接線方向から前記内部空間に接続した排出路と、
前記壁面の湾曲方向と略直角に前記内部空間に接続した分流路とからなる流路を形成し、
前記分流路または前記分流路に接続した流路にセンサ素子を配置して、
前記導入路から前記内部空間に流体を導入して前記排出路と前記分流路とに分流し、
前記分流路から取り出した流体の速度を前記センサ素子で測定することを特徴とする流速測定装置。
【請求項２】
少なくとも２つの前記内部空間を有し、１つの内部空間に接続した前記分流路から取り出した流体を、他の内部空間に接続した導入路に導くように直列に接続したことを特徴とする請求項１に記載の流速測定装置。
【請求項３】
少なくとも２つの前記内部空間を有し、１つの内部空間に接続した前記分流路と他の内部空間に接続した前記分流路とを互いに連通させたことを特徴とする請求項１に記載の流速測定装置。
【請求項４】
１つの前記分流路の前記内部空間への接続方向と他の分流路の前記内部空間への接続方向、および／または、１つの前記排出路の前記内部空間への接続方向と他の排出路の前記内部空間への接続方向が異なるように前記内部空間を異なる向きに配置したことを特徴とする請求項２または３に記載の流速測定装置。
【請求項５】
１つの前記分流路の前記内部空間への接続方向と他の分流路の前記内部空間への接続方向、および／または、１つの前記排出路の前記内部空間への接続方向と他の排出路の前記内部空間への接続方向が９０°以上異なることを特徴とする請求項２または３に記載の流速測定装置。
【請求項６】
前記内部空間は、円筒形であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の流速測定装置。
【請求項７】
前記分流路は、前記内部空間内に突出した筒部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の流速測定装置。
【請求項８】
第１層基板と、第２層基板と、前記第１層基板と前記第２層基板との間に挟まれた中間板とを有し、
前記第１層基板と前記中間板との間に、湾曲した壁面を有する内部空間と、
前記壁面の一端に前記壁面の接線方向から前記内部空間に接続した導入路と、
前記壁面の他端に前記壁面の接線方向から前記内部空間に接続した排出路とを含む第１層流路を設け、
前記中間板に、該中間板を貫通して前記内部空間に接続する分流路を設け、
前記中間板と前記第２層基板との間に、前記分流路に接続した第２層流路を設け、
前記第１層基板または前記第２層基板に、前記第２層流路または前記第２層流路に接続した流路内に配置されるようにセンサ素子を設け、
前記導入路から前記内部空間に流体を導入して前記排出路と前記分流路とに分流し、
前記分流路から前記第２層流路に取り出した流体の速度を前記センサ素子で測定することを特徴とする流速測定装置。
【請求項９】
前記第２層流路は、前記中間板に設けた溝であり、
前記第２層基板は、前記センサ素子および前記センサ素子を入力または出力信号を処理する回路を備えた回路基板であることを特徴とする請求項８に記載の流速測定装置。
【請求項１０】
前記第１層基板は、前記中間板および前記第２層基板を収容するハウジングの一部になっていることを特徴とする請求項８または９に記載の流速測定装置。
【請求項１１】
前記第１層流路は、少なくとも２つの前記内部空間を有し、
前記中間板に、１つの前記内部空間に接続した前記導入路から前記中間板を貫通する連絡穴を設け、
他の内部空間に接続した分流路と前記連絡穴を連通させるように第２層流路を配置したことを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の流速測定装置。
【請求項１２】
前記第１層流路は、少なくとも２つの前記内部空間を有し、
１つの内部空間に接続した前記分流路と他の内部空間に接続した前記分流路とを互いに連通させるように第２層流路を配置したことを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の流速測定装置。
【請求項１３】
前記内部空間に接続した前記排出路の向きが９０°以上異なることを特徴とする請求項１１または１２に記載の流速測定装置。
【請求項１４】
前記内部空間は、円筒形であることを特徴とする請求項８から１３のいずれかに記載の流速測定装置。
【請求項１５】
前記分流路は、前記内部空間内に突出した筒部を有することを特徴とする請求項８から１４のいずれかに記載の流速測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流速測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却ファンによって空冷するパソコンを始めとする電子機器などでは、フィルタの目詰まりによる風量低下が冷却能力の低下を招き、その機能に障害が発生するおそれがあるため、流速測定装置で常時風速を監視して、風量が低下したときにはファンの回転数を上げたり、ユーザに対して警報を発したりするようになっている。従来、このような用途に用いられるような流速測定装置は、流路中にセンサ素子を配置して空気の流速を測定する構造になっていた。しかしながら、従来の流速測定装置を長時間使用していると、空気中の塵や埃がセンサ素子に付着、堆積して精度が低下するという問題があった。
【０００３】
特許文献１には、前記問題を解決するために、流路にトラップ壁を設けて、塵埃の慣性によって空気流中の塵埃をトラップ壁に補足させてから空気流をセンサ素子に導く装置が開示されている。しかしながら、特許文献１の装置は、空気流の速度が遅いと塵埃の慣性が不足して十分に分離されないという欠点や、横向きに設置すると、流路の上方に位置するトラップ壁に一度捕捉された塵埃が再び空気流中に落下してセンサ素子に運ばれてしまうという問題があり、適用可能な範囲が限られている。
【特許文献１】特開平１１−１６６７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、低速の流体に対しても、また、いかなる向きに取り付けても、流体中の塵埃を除去してセンサ素子に導き、精度よく流体の速度を測定できる流速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】
【０００５】
本発明による流速測定装置は、湾曲した壁面を有する内部空間と、前記壁面の一端に前記壁面の接線方向から前記内部空間に接続した導入路と、前記壁面の他端に前記壁面の接線方向から前記内部空間に接続した排出路と、前記壁面の湾曲方向（前記導入路および前記排出路の接続方向をほぼ含むような面の向き）と略直角に前記内部空間に接続した分流路とからなる流路を形成し、前記分流路または前記分流路に接続した流路にセンサ素子を配置して、前記導入路から前記内部空間に流体を導入して前記排出路と前記分流路とに分流し、前記分流路から取り出した流体の速度を前記センサ素子で測定するものとする。
【０００６】
この構成によれば、前記流速測定装置を流体の流れの中に置くと、前記流体の流れにより前記導入路から前記内部空間に流体が導入され、前記内部空間の湾曲した壁面に沿って流体が流れて排出路から排出される。このとき流体中の塵埃は、慣性の法則にしたがって直進しようとして前記壁面の近くに偏在することになり、前記内部空間の前記壁面から遠い部分では塵埃の少ない清浄な流体が得られる。前記内部空間からは、この清浄な流体を、前記導入路、前記排出路および両者を結ぶ前記壁面に沿った流れの方向と略直角な方向に設けた前記分流路から前記壁面に沿った流体の流れを崩すことなく取り出すことができる。この清浄な流体の流速は、前記流速測定装置の外部の流体の速度に依存するので、この清浄な流体の速度を前記センサ素子で測定することで外部の流体の速度を求めることができる。また、前記壁面に沿って流体の流れる方向を大きく曲げることで継続的に塵埃の慣性を作用させられるため、流体の速度が遅くても塵埃を分離して流速を測定できる。
【０００７】
また、本発明の流速測定装置は、少なくとも２つの前記内部空間を有し、１つの内部空間に接続した前記分流路から取り出した流体を、他の前記内部空間に接続した前記導入路に導くように直列、および／または、複数の前記内部空間に接続した前記分流路を互いに接続したものとしてもよく、さらに、前記内部空間は、前記排出路および／または前記分流路の向きがすべて平行にならないように配置し、好ましくは、前記排出路および／または前記分流路の向きが９０°以上異なるようにしてもよい。
【０００８】
このように内部空間を直列に接続すればセンサ素子に送られる流体からより確実に塵埃を除去できる。内部空間を並列に接続しても個々の内部空間内での流速を内部空間が１つであるときと同じ速度になるようにすれば一つ一つの内部空間は小さくなり、曲率半径が小さくなるので慣性による塵埃の分離効果が高くなる。また、いずれか１つの内部空間または前記内部空間に接続したいずれかの流路が詰まっても他の内部空間を通る経路が機能するので感度調節をすれば流速測定ができる。また、前記内部空間から清浄な空気を取り出す分流路と塵埃を運び出す前記排出路との位置関係によっては、特に前記排出路が前記分流路の開口部の上方に位置すると、一部の塵埃が重力によって排出路へ到る流れから離脱して分流路へ取り出される流体中に落下することがある。しかし、複数の内部空間を分流路の向きを変えて接続、および／または、排出路の向きを変えて、好ましくは９０°以上より好ましくは１８０°異なる向きで、配置すれば、少なくともいずれかの内部空間は、排出路が分流路の開口の上部に位置しないので塵埃の分離を最適に行うことができる。
【０００９】
また、本発明の流速測定装置において、前記内部空間は、円筒形であってもよく、前記分流路は、前記内部空間内に突出した筒部を有してもよい。
【００１０】
前記内部空間が円筒形であれば、流体の流れは円を描くので、塵埃の慣性は、流体の流れ方向と常に直交して壁面に向かう遠心力として作用するので最も効率がよい。また、前記分流路が前記内部空間内に突出した筒状であれば、前記分流路が前記内部空間の下に位置するように配置しても、重力によって流れから離脱した塵埃が前記筒部を乗り越えることができないので、前記分流路に流れ込まない。
【００１１】
また、本発明の別の局面による流速測定装置は、第１層基板と、第２層基板と、前記第１層基板と前記第２層基板との間に挟まれた中間板とを有し、前記第１層基板と前記中間板との間に、湾曲した壁面を有する内部空間と、前記壁面の一端に前記壁面の接線方向から前記内部空間に接続した導入路と、前記壁面の他端に前記壁面の接線方向から前記内部空間に接続した排出路とを含む第１層流路を設け、前記中間板に、該中間板を貫通して前記内部空間に接続する分流路を設け、前記中間板と前記第２層基板との間に、前記分流路に接続した第２層流路を設け、前記第１層基板または前記第２層基板に、前記第２層流路または前記第２層流路に接続した流路内に配置されるようにセンサ素子を設け、前記導入路から前記内部空間に流体を導入して前記排出路と前記分流路とに分流し、前記分流路から前記第２層流路に取り出した流体の速度を前記センサ素子で測定するものとする。
【００１２】
この構成によれば、前記第１層流路と前記第２層流路と前記分流路によって３次元流路を構築できる。これによって、流体の流れ方向と直交する向きまたはねじれ方向に流路を接続できるので、流体に含まれる塵埃を該塵埃の慣性によって除去し、清浄な流体だけを取り出してセンサ素子に導いて流速を測定することができる。
【００１３】
また、本発明の流速測定装置において、前記第２層流路は、前記中間板に設けた溝であり、前記第２層基板は、前記センサ素子および前記センサ素子を入力または出力信号を処理する回路を備えた回路基板であってもよく、前記第１層基板は、前記中間板および前記第２層基板を収容するハウジングの一部になっていてもよい。
【００１４】
この構成によれば、前記中間板に設けた溝を前記センサ素子のための電子回路を設けた回路基板でふさぐことで前記第２層流路を構成するので部品点数が少なくなり構造が簡単になる。また、前記第１層基板を装置全体を収容する構造体と一体化することでも構造が簡単になる。
【００１５】
また、本発明の流速測定装置において、前記第１層流路は、少なくとも２つの前記内部空間を有し、前記中間板に、１つの前記内部空間に接続した前記導入路から前記中間板を貫通する連絡穴を設け、他の内部空間に接続した分流路と前記連絡穴を連通させるように第２層流路を配置してもよく、あるいは、１つの内部空間に接続した前記分流路と他の内部空間に接続した前記分流路とを互いに連通させるように第２層流路を配置してもよい。
【００１６】
いずれかの前記内部空間の前記分流路を他の前記内部空間の導入路に連通させることで、２度の分離を経てより清浄な流体を前記センサ素子に導くことができ、いずれかの前記内部空間の分流路を他の内部空間の分流路に連通させることで、複数の前記内部空間を並列に接続して、いずれか１つの前記内部空間、前記導入路、前記排出路または前記分流路が詰まっても他の前記内部空間、前記導入路、前記排出路または前記分流路から前記センサ素子に清浄な流体を導くことができる。
【００１７】
また、本発明の流速測定装置において、前記内部空間に接続した前記排出路の向きが９０°以上、好ましくは１８０°向きが異なるものとしてもよい。
【００１８】
この構成によれば、排出路の向きを変えることで、少なくともいずれかの前記内部空間において重力によって塵埃が前記分流路に流れ込みにくい前記排出路の配置となるので、本発明の流速測定装置は、設置する向きによらず高い精度を得られる。
【００１９】
また、本発明の流速測定装置において、前記内部空間は、円筒形であってもよく、前記分流路は、前記内部空間内に突出した筒部を有してもよい。
【００２０】
前記分流路の開口部を前記内部空間内に突出させることで、前記中間板が下になるように前記流速測定装置を設置しても流体中の塵埃が重力によって前記貫通穴に入り込み難い。また、前記内部空間を円筒形にすれば、流体の流れは円を描くので、塵埃を分離する効率がよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、低速の流体に対しても、また、いかなる向きに取り付けても、流体中の塵埃を除去してセンサ素子に導き、長期にわたって精度よく流体の速度を測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１、図２は、本発明の実施形態である流速測定装置１をそれぞれ斜め正面上方、斜め背面下方から見た図である。流速測定装置１は、主に空気の流速を測定するためのものであり、第１層基板を含むハウジング２とカバー３とからなっている。ハウジング２は、直方体の側面に流速測定装置１を測定場所に固定するためのねじ穴４ａを有する張出し４を設けた形状であり、正面に測定する空気の流れを取り込む取込口５と、背面に第１排出口６および第２排出口７と、側面に第１コネクタ穴８ａと、底面に第２コネクタ穴８ｂおよび位置決め穴９とを有している。カバー３は、流速測定装置１の背面に係合する２つのフック１０によってハウジング２の上面に取り付けられ、２つのトリマ穴１１が設けられている。第１コネクタ穴８ａおよび第２コネクタ穴８ｂの中にはそれぞれ第１コネクタ１２ａおよび第２コネクタ１２ｂが並列に接続されて設けられており、コネクタ１２ａとコネクタ１２ｂのいずれか一方のみを使用して流速測定装置１と外部の機器とを接続できるようになっている。２つのトリマ穴１１の内部にそれぞれ設けられたトリマ１３は、流速測定装置１の感度調節をするためのものである。
【００２３】
さらに、図３に示すように、流速測定装置１は、ハウジング２の中に、中間板１４とパッキン１５と第２層基板となる回路基板１６とを収納してカバー３で固定している。
【００２４】
ハウジング２は、正面の側壁に２つの細長い係合穴１７と、背面の側壁にフック１０が係合する２つの係合溝１８とが設けられている。底壁である第１層基板１９の内壁の一部に中間板１４と等しい厚みの窪み２０が設けられ、窪み２０の底にさらに設けた溝によって第１層流路２１が画定されている。図４に示すように、第１層流路２１は、湾曲した（本実施形態では円形の）壁面２２ａ，２２ｂにそれぞれ囲まれた窪みである２つの内部空間２３ａ，２３ｂを有している。さらに、取込口５から真直ぐに延びた取込室２４と内部空間２３ａとを壁面２２ａの一端に接線方向から接続して連通させる導入路２５ａが設けられ、導入路２５ａから壁面２２ａに沿って回り込んだ壁面２２ａの他端に接線方向から接続した排出路２６ａによって第１排出口６に通じる合流排出路２７とを連通させている。さらに、内部空間２３ｂの壁面２２ｂの一端に接線方向から接続した袋小路状の導入路２５ｂと、壁面２２ａの他端に接線方向から接続し、排出路２６ａと９０度の角度で接続して合流排出路２７に通じる排出路２６ｂとが設けられている。さらに、ハウジング２の第１層基板１９の窪み２０を部分的に拡張したセンサ室２８と、第２排出口７から延びる測定排出路２９と、センサ室２８と測定排出路２９とを接続するセンサ排出路３０とを有している。
【００２５】
中間板１４は、ハウジング２の窪み２０に係合して第１層流路２１の上部を封止する板であり、図５、図６に上面および裏面を示すように、上面に設けた溝によって第２層流路３１が画定されている。第２層流路３１は、第１接続路３２および第２接続路３３からなっており、第１接続路３２および第２接続路３３の一端には中間板１４を貫通する分流路３４ａおよび３４ｂが設けられている。分流路３４ａ，３４ｂは、筒部３５ａ，３５ｂを有することで中間板１４の裏面から開口部が突出しており、第１接続路３２の他端には、中間板１４を貫通する連絡穴３６が設けられ、第２接続路３３の他端は、中間板１４の側面に開口している。
【００２６】
パッキン１５は、薄いゴムからなり、中間板１４およびハウジング２のセンサ排出路３０の上部を封止するようになっており、センサ室２８の上部は、センサ穴３７設けられて開口している。
【００２７】
回路基板１６は、トリマ１３およびその他の素子などによって測定回路を構成するプリント基板であり、コネクタ１２ａ，１２ｂを有している。図７に示すように、回路基板１６の裏面には、発熱体によって風速を測定するセンサ素子３８が取り付けられている。センサ素子３８は、パッキン１５のセンサ穴３７を貫通して、センサ室２８の内部に配置される。
【００２８】
カバー３は、係合爪３９をハウジング２の係合穴１７に、フック１０を係合溝２０に係合させて、ハウジング２の内部に中間板１４、パッキン１５および回路基板１６を互いに密着させるように固定するようになっている。
【００２９】
図８にハウジング２の窪み２０に中間板１４を取り付けた状態の平面図を示し、組み立てた状態での流速測定装置１の流路構成を説明する。第１層流路２１の内部空間２３ａ，２３ｂの略中央に中間板１４の筒部３５ａ，３５ｂが位置しており、内部空間２３ａ，２３ｂには、それぞれ分流路３４ａ，３４ｂが上から接続されることになる。そして、内部空間２３ａは、分流路３４ａを介して第２層流路３１の第１接続路３２と連通し、さらに連絡穴３６を介して導入路２５ｂに連通している。導入路２５ｂが接続している内部空間２３ｂは、内部空間２３ｂの中央に開口する分流路３４ｂを介して第２層流路３１の第２接続路３３の一端に連通し、第２接続路３３の他端はセンサ室２８に連通するようになっている。また、図８のＡ−Ａ断面である図９に示すように、分流路３４ａ，３４ｂは、壁面２２ａ，２２ｂの湾曲方向に対して直角に設けられ、筒部３５ａ，３５ｂは、内部空間２３ａ，２３ｂ内に第１層流路２１の高さの略半分の高さに分流路３４ａ，３４ｂが開口するように上部から突出している。
【００３０】
図１０は、２つの流速測定装置１をダクト４０の中に取り付けた様子を示す。ダクト４０は、矢印で示すようにフィルタ４１を通して空気を取り入れるものである。流速測定装置１は、取込口５が空気の流れの上流に面するようにねじ４２で固定される。ダクト４０の側壁に取り付けられた流速測定装置１は、外部の機器と接続する配線コード４３がコネクタ１２ａに接続され、配線コード４３はダクト４０の内壁を這うように配線されている。一方、ダクト４０の底壁に取り付けられた流速測定装置１は、ダクト４０の底壁を貫通した配線コード４３が、コネクタ１２ｂに接続されている。
【００３１】
以上の流速測定装置１で空気の流速を測定する時の空気の流れを説明する。図１０に示すように、取込口５を風上に向けて設置した流速測定装置１の内部の空気の流れは、図８に矢印で示されている。流速測定装置１外部の空気の流速が０．５m/secである場合、取込口５から取込室２４に取り込まれた空気は、取込口５よりも狭い導入路２５ａを通るので、約２m/secに速められて内部空間２３ａに壁面２２ａに沿って吹き込まれる。内部空間２３ａに吹き込まれた空気は壁面２２ａに沿って内部空間２３ａの外周を回り込み、約０．９m/secで排出路２６ａから合流排出路２７を通って第１排出口６から流速測定装置１の外部に排出される。しかし、内部空間２３ａに吹き込まれた空気の一部は排出路２６ａから排出されずに内部空間２３ａ内を周回し続け、また、中間板１４の分流路３４ａを約０．４m/secの速度で通って第１接続路３２に導かれる。分流路３４ａから取り出された空気は、第１接続路３２から、さらに、連絡穴３６を通って導入路２５ｂから内部空間２３ｂに約０．６m/secの速度で吹き込まれる。内部空間２３ｂでも内部空間２３ａと同様に、吹き込まれた空気の約７割は、排出路２６ｂおよび合流排出路２７を通って第１排出口６から排出され、約３割の空気が分流路３４ｂを通って第２接続路３３に流れ込む。分流路３４ｂから取り出された空気は、センサ室２８に導かれ、この空気の速度がセンサ素子３８によって計測される。センサ室２８内の空気の速度は、取込口５から取り込む空気の速度により決定されるため、流速測定装置１の外部の空気の流速が算出できる。センサ室２８でセンサ素子３８によって速度が計測された空気は、センサ排出路３０および測定排出路２９を通して第２排出口７から外部に排出される。
【００３２】
図１１と図１２とに、内部空間２３ａを簡略化し、それぞれ水平断面図と垂直断面図とを示し、内部空間２３ａ，２３ｂでの空気に働く作用を説明する。ここでは、パッキン１５は必ずしも必要な構成要素ではないので図示していない。導入路２５ａから内部空間２３ａに吹き込まれた空気は、図中の白抜きの矢印のように流れる。空気は、導入路２５ａから内壁２２ａに沿って円弧を描くように流れ、主に排出路２６ａから排出されるが、一部の空気は、内部空間２３ａをさらに周回する。このとき、空気中の塵埃は、図中に単線矢印で示すように、慣性の法則にしたがって直進し続けようとする。本実施形態のように空気が円弧を描く場合には、この慣性力は、壁面に垂直な方向に働く遠心力として理解される。このため、空気中の塵埃は、壁面２２ａの方向に偏っていき、内部空間２３ａの中央部では、塵埃が少ない清浄な空気が得られる。壁面２２ａ付近を流れる塵埃を多く含む空気は壁面２２ａに沿って排出路２６ａから排出され、内部空間２３ａの中央部の清浄な空気が分流路３４を通って第１接続路３２に流れ込むことになる。流速測定装置１では、分流路３４ａから取り出される空気量の内部空間２３ａに導入路２５ａから吹き込まれる空気量に対する分流比は約０．３である。
【００３３】
同様に、内部空間２３ｂにおいても、導入路２５ｂから吹き込まれた空気は、約７割が排出路２６ｂから排出され、約３割が分流路３４ｂから取り出される。ここで、内部空間２３ａ，２３ｂの内部を周回する空気の塵埃に作用する遠心力は、その速度の２乗に比例し、周回半径に反比例する。本実施形態の流速測定装置１において、内部空間２３ｂに吹き込まれる空気は、内部空間２３ａに吹き込まれた空気の一部だけであるので、内部空間２３ｂを小さくすることで流路を細くして空気の速度を上げるとともに流路の半径を小さくして空気が含んでいる塵埃に働く遠心力が小さくならないようにしている。こうして、さらに塵埃が取り除かれた清浄な空気が分流路３４ｂから取り出され、第２接続路３３を介してセンサ室２８に導かれ、センサ素子３８によって速度が計測される。
【００３４】
流速測定装置１において、内部空間２３ａでの分流比および内部空間２３ｂでの分流比は、ともに約０．３であるが、この分流比が大きいと、導入路２５ａ，２５ｂからそれぞれ分流路３４ａ，３４ｂ向かって内部空間２３ａ，２３ｂの半径方向の流れができてしまい、壁面２２ａ，２２ｂに沿う流れが小さくなるので塵埃をうまく分離できなくなる。このため、分流比を０．５以下にして、壁面２２ａ，２２ｂに沿う空気の流れを大きくするほうが好ましい。また、この分流比をあまりに小さくするとセンサ室２８内での空気の流速が遅くなりすぎるので流速の違いによるセンサ素子３８の出力の変化が小さくゲインが小さくなる。このため、測定範囲や流路の形状や大きさなどによってセンサ素子３８によって測定される空気速度の精度が確保できる範囲で分流比を小さくすることで本発明の流速測定装置１は最適化される。
【００３５】
この流速測定装置１を下から真上に向かって流れる空気の速度を測定するために、取込口５が下になるように設置すると、内部空間２３ａの排出路２６ａが分流路２３ａの斜め上方を向き、空気が分流路２５ａの上方で排出路２６ａから流れ出ようとする。このとき空気中の塵埃には重力が作用するので、塵埃の一部は壁面２２ａに沿った流れから離脱して分流路３４ａに落下することがある。しかし、本実施形態では、内部空間２３ａで分流した空気をさらに分流してからセンサ素子３８に導くように直列に接続した内部空間２３ｂの排出路２６ｂを排出路２６ａに対して直角に配置しているので、排出路２６ｂは、分流路３４ｂの斜め下方を向くことになり、内部空間２３ａのような重力の悪影響がない。また、流速測定装置１を他のいかなる向きに設置しても、内部空間２３ａおよび内部空間２３ｂの少なくともいずれか一方が重力の影響を受けずに塵埃を効果的に排出路２６ａ，２６ｂから排出することができるのでセンサ室２８に清浄な空気を供給してセンサ素子３８に塵埃の付着や堆積による精度低下をもたらすことがない。さらに、内部空間２３ａ，２３ｂを並列にしておけば、万一大きな埃や重たい塵が流路を詰まらせても、トリマ１３によって感度調節をすれば残る流路を使用して再び流速を測定できるようになる。
【００３６】
壁面２２ａ，２２ｂは、円筒形の壁であるため、空気と空気中に含まれる塵埃の慣性力の向きが常に流れに対して直角で壁面２２ａ，２２ｂに向かう方向になり、流速を失わせずに効率よく空気の流れを湾曲させて、空気中の塵埃を分離することができる。
【００３７】
また、図７に示すように分流路３４ａ，３４ｂの開口が内部空間２３ａ，２３ｂ内に突出した筒部３５ａ，３５ｂになっているので、導入路２５ａ，２５ｂから吹き込まれた空気を壁面２２ａ，２２ｂに沿って流れるように内側から案内することができる。さらに、流速測定装置１を上下逆に設置して、分流路３４ａ，３４ｂが内部空間２３ａ，２３ｂから下向きに延びるようにしても、重力に引かれた塵埃は、特に重量が大きく流路の下を這うように移動する塵埃は、筒部３５ａ，３５ｂに遮られて分流路３４ａ，３４ｂに進入し難い。この場合でも、筒部３５ａ，３５ｂの上部では重力によって塵埃が分流路に落下する可能性が残るが、さらに、直列に接続した内部空間２３ａ，２３ｂを分流路３４ａと分流路３４ｂとが平行にならないようにねじれ角を付けて配置すれば、流速測定装置１をいかなる向きに取り付けても、２つの内部空間２３ａ，２３ｂが同時に分流路３４ａ，３４ｂを下にして設置されることがなく、いずれかが重力の悪影響を受けずに塵埃を効果的に分離できる。
【００３８】
流速測定装置１の構造は、ハウジング２と中間板１４と回路基板１７とを積層して第１層流路２１および第２層流路３１の２つの平面的な流路を構成し、中間板１４に貫通穴を開けることで第１層流路２１および第２層流路３１に直交方向に接続する分流路３４ａ，３４ｂを設けることで、通常の樹脂成型品でも３次元の流路構成を可能にし、先に述べたような効果を有する複雑な流路を有する構造を容易に実現可能としている。センサ室２８、センサ排出路３０および測定排出路２９は、流路を２層構造にする必要がないので、本実施形態では、第１層流路２１および第２層流路３１とは独立した流路である（第１層流路２１と第２層流路３１の両方にまたがる流路とも考えられる）が、中間板１４の上の第２層流路に設けても、第２接続路３３の中間板１４にさらなる貫通穴を開けて第１層流路に設けてもよい。さらに、流路を構成する要素を収容するハウジング２および流速を測定するために不可欠なセンサ素子３８を実装した回路基板１６を、流路を構成する要素としても使用できる構造としたことで、流速測定装置１は、さらに安価に製造できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、フィルタの目詰まり検出や空調機器の風量制御など、塵埃を含む流体の流速を測定するために幅広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態である流速測定装置の斜め正面上方よりの斜視図。
【図２】図１の流速測定装置の斜め背面下方よりの斜視図。
【図３】図１の流速測定装置の分解斜視図。
【図４】図３のハウジングの平面図。
【図５】図３の中間板の平面図。
【図６】図３の中間板の裏側を示す斜視図。
【図７】図３の回路基板の側面図。
【図８】図１の流速測定装置の流路配置を示す平面図。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図。
【図１０】図１の流速測定装置を取り付けたダクトの斜視図。
【図１１】図８の内部空間を簡略化した水平断面図。
【図１２】図８の内部空間を簡略化した垂直断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１  流速測定装置
２  ハウジング
１４  中間板
１６  回路基板（第２層基板）
１９  第１層基板
２１  第１層流路
２２ａ，２２ｂ  壁面
２３ａ，２３ｂ  内部空間
２５ａ，２５ｂ  導入路
２６ａ，２６ｂ  排出路
３１  第２層流路
３４ａ，３４ｂ  分流路
３５ａ，３５ｂ  筒部
３６  連絡穴
３８  センサ素子
【図１】
2005241569.tif 000003
【図２】
2005241569.tif 000004
【図３】
2005241569.tif 000005
【図４】
2005241569.tif 000006
【図５】
2005241569.tif 000007
【図６】
2005241569.tif 000008
【図７】
2005241569.tif 000009
【図８】
2005241569.tif 000010
【図９】
2005241569.tif 000011
【図１０】
2005241569.tif 000012
【図１１】
2005241569.tif 000013
【図１２】
2005241569.tif 000014