(57)【要約】【課題】  複数の分割路を有する計測装置において、ダストの堆積を防止し長期にわたる計測信頼性を確保することを目的とする。【解決手段】  流路１を仕切板１０を介して複数の分割路１１に区分するとともに、これら分割路１１を流動する流体の流速を検出するために、一対の超音波送受信器２、３からなる流れ検出手段４を配置し、さらに、流路の路壁と仕切板１０との間に隙間１４を形成した。したがって、流体中にダストが混入していてもその堆積が阻止でき、長期にわたり計測精度を良好に維持できることとなる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が通過する流路と、前記流路を複数の分割路に区分する仕切板と、前記分割路を流れる流体の流速を計測するための流れ検出手段とを備え、前記仕切板と流路内壁面との間に隙間を形成した流体の流れ計測装置。
【請求項２】
流れ検出手段は、少なくとも一対の超音波送受信器からなり、前記超音波送受信器による超音波の伝搬時間に基づいて流速を検出するようにした請求項１記載の流体の流れ計測装置。
【請求項３】
流体が通過する流路と、前記流路を複数の分割路に区分する仕切板と、前記仕切板で区分される側の流路の対向する路壁であって、かつ流体の流れ方向に変位させて凹設した少なくとも一対の開口部と、この開口部に内設され、分割路を流れる流体の流速を検出するための超音波送受信器と、前記開口部の流路側開放部に覆設され、流体の開口部への流入を阻止するとともに、超音波の通過は許容する流体遮蔽部材とを具備し、前記仕切板と流体遮蔽部材との間に隙間を形成した流体の流れ計測装置。
【請求項４】
仕切板と流路内壁面との間に隙間を形成した請求項３記載の流体の流れ計測装置。
【請求項５】
隙間を流れに対して対称に配置した請求項１〜４記載の流速または流量計測装置。
【請求項６】
流体が通過する流路と、前記流路を複数の分割路に区分する仕切板と、前記分割路を流れる流体の流速を計測する流れ検出手段とを備え、前記仕切板に複数の穴を形成し、分割路間を連通させた流体の流れえ計測装置。
【請求項７】
仕切板と流路内壁面との間に隙間を形成した請求項６記載の流体の流れ計測装置。
【請求項８】
複数の穴を流れに対して対称に配置した請求項６記載の流速または流量計測装置。
【請求項９】
検出した流速に基づいて演算し、流量を計測するようにした請求項１、３、６いずれか１項記載の流体の流れ計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガスなどの流体の流速、流量などを計測する流体の流れ計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の流れ計測装置にあって、流路を仕切板を介して複数の分割計測路に区分し、流れを安定させるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、図７、８は従来の計測装置を示し、流体の流路５１は断面長方形の矩形状をしており、その短辺側が仕切板５２を介して区分され、複数の分割路５３を構成している。
【０００４】
そして分割路５３において、流路５１の対向する短辺側路壁で、かつ流れ方向に変位した位置には超音波送受信器５４、５５が配置してある。
【０００５】
前記分割路５３を流れる流体の速度は、超音波送受信器５４、５５間の超音波伝搬時間差に基づき算出され、必要に応じて、これに流路寸法などを乗じて流量を演算するようにしている。
【特許文献１】特開平９−４３０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、流体中に含まれる土ぼこりのようなダストが仕切板５２の上に堆積し流体の通過面積を減少させて流量計測に誤差を発生させるという課題を有していた。
【０００７】
試験によれば、図８のように、分割路５３の隅の部分に次第に堆積することが観察された。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、分割路、特にその隅部へのダストの堆積を防止し、長期にわたる計測信頼性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流体の流れ計測装置は、流体が通過する流路と、前記流路を複数の分割路に区分する仕切板と、前記分割路を流れる流体の流速を計測するための流れ検出手段とを備え、前記仕切板と流路内壁面との間に隙間を形成したもので、前記隙間を介して流体中に含まれるダストの排出を図るようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の流体の流れ計測装置によれば、仕切板と流路壁面との間のダストの付着を防止して、計測精度の長期にわたる信頼性を確保することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態は、流体が通過する流路と、前記流路を複数の分割路に区分する仕切板と、前記分割路を流れる流体の流速を計測するための流れ検出手段とを備え、前記仕切板と流路内壁面との間に隙間を形成したものである。流れ検出手段は、例えば、少なくとも一対の超音波送受信器で構成されている。
【００１２】
分割路を流動する流体中のダストは仕切板と流路内壁面との間の隙間から排出されて同
分割路に堆積されることがない。
【００１３】
また、流体が通過する流路と、前記流路を複数の分割路に区分する仕切板と、前記仕切板で区分される側の流路の対向する路壁であって、かつ流体の流れ方向に変位させて凹設した少なくとも一対の開口部と、この開口部に内設され、分割路を流れる流体の流速を検出するための超音波送受信器と、前記開口部の流路側開放部に覆設され、流体の開口部への流入を阻止するとともに、超音波の通過は許容する流体遮蔽部材とを具備し、前記仕切板と流体遮蔽部材との間に隙間を形成すれば、超音波の送受信が確実に行われて計測そのものを的確となす。
【００１４】
もちろん、この場合でも仕切板と流路内壁面との間に隙間を併設すれば、計測精度のさらなる向上が図れる。
【００１５】
ダストの排出は仕切板に複数の穴を設けても同様な作用効果が得られるものであり、もちろん、この場合でも仕切板と流路内壁面との間に隙間を併設すれば、計測精度のさらなる向上が図れることは云うまでもないことであろう。
【００１６】
流体の逆流があることを想定するのであれば、前記隙間あるいは穴を流れに対して対称に配置する方が望ましい。
【００１７】
本計測装置は流体の流速検出のみならず、演算手段により流量検出にも用いることができるものである。
【実施例１】
【００１８】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１〜３において、流体が流れる流路１は、横断面形状が長方形の矩形状に設定してあり、その相対向する短辺側路壁には少なくとも一対の超音波送受信器２、３からなる流れ検出手段４が配置してある。
【００２０】
前記流れ検出手段４の一対の超音波送受信器２、３は、流体の流れ方向上流側と下流側に位置し、超音波の送受信が流体の流れを横切るごとくなされるようにしてある。
【００２１】
送信手段５は、切換手段６を介して上流側の超音波送受信器２を駆動し、超音波信号を下流へ向け送信し、この超音波を下流側の超音波送受信器３で受信するようにしている。下流側の超音波送受信器３の信号は切換手段６を介して増幅比較手段７に至り、ここで信号を交流増幅してコンパレータで基準電圧と比較し、計時手段８へ送信される。
【００２２】
計時手段８は送信手段５から送信されて増幅比較手段７で検出されるまでの時間をタイマカウンタなどで計測する。
【００２３】
次に切換手段６で送受信を切換えて下流側の超音波送受信器３から上流側の超音波送受信器２に向け超音波を送信するようにする。
【００２４】
前述と同様に送信手段５から増幅比較手段７までの時間を計時手段８で計測する。そしてこの２つの時間差から流体の流速を計算し、必要に応じて流量演算手段９を介してこの流速に流路１の面積などを乗じて流量を演算する。
【００２５】
前記流路１は、その短辺側が仕切板１０により複数の分割路１１に区分されている。すなわち、分割路１１は扁平断面に設定され、流体の流動が二次元的になされるようにしてある。
【００２６】
各仕切板１０は、その両側より突出形成した突起１２を流路１の路壁の凹部１３に係止することで固定されている。そして、この路壁と仕切板１０の両側との間には隙間１４が形成してある。
【００２７】
前記隙間１４の大きさは予想される流体中のダストより大きな値に構成する。また隙間１４の面積があまり大きいと流体の流れに影響を与えて流れ計測に悪影響を及ぼすので、０．２ｍｍから１ｍｍの間、好ましくは０．２〜０．５ｍｍの範囲が適切である。
【００２８】
流体中に含まれるダストがもっとも堆積しやすい仕切板１０の隅部では、この隙間１４より下の分割路に落下する際に流体流に流されて大部分が出口まで運ばれる。
【００２９】
以上から分割路１１の流れはダストに影響を受けることがなくなり、常に二次元性に維持できるため、超音波送受信器２、３による計測が高精度のもと行われることとなる。
【００３０】
（実施例２）
図４、５において、超音波送受信器２、３は、流路１の路壁に凹設され、分割路１１側を開放した開口部１５に内設してある。
【００３１】
そして、その開放部には開口部１５への流体の侵入を阻止し、超音波の通過は許容する流体遮蔽部材１６が覆設してある。
【００３２】
この流体遮蔽部材１６は金網、或いは、パンチング板などの多孔板などで形成されており、路壁と面一とされている。
【００３３】
前記流体遮蔽部材１６と対応して仕切板１０と流路１の路壁との間には隙間１４ａが形成してある。
【００３４】
超音波送受信器２、３を設置すべく流路１の路壁に窪み状の開口部１５を形成したものにあっては流体の渦を生起しやすく、その分計測精度が低下する。そのために流体遮蔽部材１６を設けているが、流体を完全には遮断できない。
【００３５】
そのため、この流体遮蔽部材１６近傍にはダストが堆積しやすいものとなる。このダストの堆積を防止するため、この部分に隙間１４ａを設けたものである。
【００３６】
したがって、ダストによる超音波送受信が阻害されことはなく、常時、良好な計測ができることとなる。
【００３７】
（実施例３）
図６は前述した実施例２の構成に加え、仕切板１０に小さな穴１７を多数設けたもので、より一層ダストの堆積防止効果を高めたものである。
【００３８】
分割路１１内になんらかの原因でダストが流入しても、穴１７を通じて同ダストが下面に落下し、堆積しにくい。
【００３９】
また分割路１１内に送信された超音波が拡散し、さらに穴１７によって仕切板１０を通過して上下隣接する分割路１１にも伝搬するため、分割路１１内を平均的に伝わる効果もある。
【００４０】
また、仕切板１０のバラツキによって各層の断面積が変化して各層の流速に違いができても、穴１７によって連通するので流速が平均化される効果がある。
【００４１】
なお、前述した実施例において、実施例１と２の組み合わせ、すなわち、仕切板と流路の路壁との間の隙間および流体遮蔽部材に対応した隙間を組み合わせることはもちろん、実施例１と実施例３との組み合わせ、すなわち、小さな穴を多数有する仕切板と流路の路壁との間にも隙間を形成することも必要に応じて考えられるものである。
【００４２】
さらに、流れに対して前記隙間および穴を対称的に配置すれば流体が逆流した場合も有効となるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明の流体の流れ計測装置によれば、流速およびまたは流量の計測が高精度にでき、ガスなどの気体流体から水などの液体流体まで幅広く計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１における流体の流れ計測装置のブロック線図
【図２】同装置の流路横断面図
【図３】同装置の流路縦断面図
【図４】本発明の実施例２における流れ計測装置の流路横断面図
【図５】同装置の流体遮蔽部材の構成図
【図６】本発明の実施例３における流れ計測装置の流路横断面図
【図７】従来の計測装置の流路横断面図
【図８】同装置の流路縦断面図
【符号の説明】
【００４５】
１  流路
２、３  超音波送受信器
４  流れ検出手段
１０  仕切板
１１分割路
１４、１４ａ  隙間
１５  開口部
１６  流体遮蔽部材
１７  穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005043207.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005043207.tif 000008
【図７】
2005043207.tif 000009
【図８】
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