(57)【要約】      （修正有）【課題】流体の漏れ出しが生じ得る接続箇所を低減できる計測ユニットを提供する。【解決手段】計測ユニット１０は、流体が入る入口と、流体が出る出口と、入口および出口を接続する単一の流路１４と、流路１４の対向する側面の間に、流体が流れる方向に沿って配置された複数の仕切り板１６であって、対向する側面の間にＭ本（Ｍ：２以上の整数）の部分流路を規定する複数の仕切り板１６と、連続的に隣接するＮ本（Ｎ：１以上、Ｍ未満の整数）の部分流路を流れる流体の流量を計測する計測器１８とを備えている。【選択図】図１
2017015475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が入る入口と、
前記流体が出る出口と、
前記入口および前記出口を接続する単一の流路と、
前記流路の対向する側面の間に、前記流体が流れる方向に沿って配置された複数の仕切り板であって、前記対向する側面の間にＭ本（Ｍ：２以上の整数）の部分流路を規定する複数の仕切り板と、
連続的に隣接するＮ本（Ｎ：１以上、Ｍ未満の整数）の部分流路を流れる前記流体の流量を計測する計測器と
を備えた計測ユニット。
【請求項２】
前記計測器は超音波を利用して前記流体の流量を計測する、請求項１に記載の計測ユニット。
【請求項３】
前記計測器は、各々が超音波の送信および受信を行うことが可能な第１送受波器および第２送受波器を備え、
前記第１送受波器は、前記複数の仕切り板の上流側に配置され、
前記第２送受波器は、前記複数の仕切り板の下流側に配置され、
前記第１送受波器は前記第２送受波器から送信された超音波を受信し、
前記第２送受波器は前記第１送受波器から送信された超音波を受信する、請求項２に記載の計測ユニット。
【請求項４】
前記複数の仕切り板は実質的に等間隔で配置されており、
前記計測器は、
前記第１送受波器および前記第２送受波器における超音波の送信および受信を制御する制御回路と、
前記第１送受波器および前記第２送受波器の各々が受信した超音波の信号を利用して前記Ｎ本の部分流路を流れる前記流体の流量を計測し、計測した前記流量を予め検定された係数で補正することにより、前記流路を流れる流体の流量を演算する演算回路と
を備える、請求項３に記載の計測ユニット。
【請求項５】
前記単一の流路は、少なくとも毎時１０立方メートル以上の流体を通過させることが可能な断面積を有する、請求項１から４のいずれかに記載の計測ユニット。
【請求項６】
前記流路には、２３枚の仕切り板によって２４本の部分流路（Ｍ＝２４）が規定されており、
前記計測器は、４本の部分流路（Ｎ＝４）を流れる前記流体の流量を計測する、請求項１から５のいずれかに記載の計測ユニット。
【請求項７】
流体を配送する配管と接続され、前記配管を流れる前記流体の流量を計測する流量計であって、
上流側の配管と接続される上流側ポートと、
下流側の配管と接続される下流側ポートと、
少なくとも１つの、請求項１から６のいずれかに記載の計測ユニットと、
前記上流側ポートから流入した前記流体を前記少なくとも１つの計測ユニットの入口に導く入口チャンバと、
前記少なくとも１つの計測ユニットの出口から流出した前記流体を前記下流側ポートに導く出口流路と
を備える流量計。
【請求項８】
前記上流側ポート、前記入口チャンバ、前記少なくとも１つの計測ユニット、前記出口流路および前記下流側ポートは、Ｕ字形に配置されている、請求項７に記載の流量計。
【請求項９】
前記上流側ポート、前記入口チャンバ、前記少なくとも１つの計測ユニット、前記出口流路および前記下流側ポートは、直線状に配置されている、請求項７に記載の流量計。
【請求項１０】
前記入口チャンバは、前記上流側ポートから流入した前記流体の流速の分布の偏りを軽減する整流流路をさらに備える、請求項７から９のいずれかに記載の流量計。
【請求項１１】
前記整流流路は前記流体の進路を少なくとも１回変更させる、請求項１０に記載の流量計。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの計測ユニットは２台であり、互いに接触して配置されている、請求項１０に記載の流量計。
【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量を計測する計測ユニット、およびそのような計測ユニットが組み込まれた流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ガスメータ等の流量計を開示する。この流量計は、流体が入る入口部と、流体が出る出口部と、その間を繋ぐ複数本の同一形状の流路を有している。一部の流路にはセンサーが設けられており、残りの流路にはセンサーは設けられていない。センサーは、その流路を通過する流体の流量を検出する。この流量計は、センサーで計測した一部の流路の流量に基づいて、全体の流量を推測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７７６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の流量計では、入口部と出口部との間には９本の流路が設けられている。流体が漏れ出さないよう、各流路と入口部および出口部とを確実に接続することが求められる。流路の数が増えるほど接続箇所が増え、作業量が増える。接続箇所が少ない流量計が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書にかかる例示的な計測ユニットは、流体が入る入口と、前記流体が出る出口と、前記入口および前記出口を接続する単一の流路と、前記流路の対向する側面の間に、前記流体が流れる方向に沿って配置された複数の仕切り板であって、前記対向する側面の間にＭ本（Ｍ：２以上の整数）の部分流路を規定する複数の仕切り板と、連続的に隣接するＮ本（Ｎ：１以上、Ｍ未満の整数）の部分流路を流れる前記流体の流量を計測する計測器とを備えている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の計測ユニットによれば、入口および出口を接続する流路は１つである。流体の漏れ出しが生じ得る接続箇所を大幅に低減できる。たとえば流路の上流側開口と下流側開口をそれぞれ入口および出口とすれば、実質的に接続箇所は存在しないため、流体が漏れ出すことはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】計測ユニット１０の外観斜視図である。
【図２】計測ユニット１０の正面図である。
【図３】計測ユニット１０の上面図である。
【図４】図２に示すＡ−Ａを含む平面による断面図である。
【図５】図２に示すＢ−Ｂを含む平面による断面図である。
【図６】計測器１８の具体的な構成を示す図である。
【図７】２台の計測ユニット１０ａおよび１０ｂを結合した計測ユニット３０の一例を示す図である。
【図８】例示的な実施の形態にかかる流量計４０の外観図である。
【図９】側面板４１を取り外した流量計４０の内部構成を示す斜視図である。
【図１０】流量計４０内の流体の流れを４つの太矢印によって示す図である。
【図１１】整流流路５２を設けた流量計５０の内部構成を示す斜視図である。
【図１２】整流流路５２の内部構成を示す図である。
【図１３】例示的な実施の形態の他の例による整流流路５４を有する流量計５０の内部構成を示す斜視図である。
【図１４】整流流路５４内の流体の流れおよび流量計５０内の流体の流れを示す図である。
【図１５】例示的な実施の形態の他の例による流量計６０の外観図である。
【図１６】側面板６１を取り外した流量計６０の内部構成を示す斜視図である。
【図１７】流量計６０内の流体の流れを２つの太矢印によって示す図である。
【図１８】整流流路７２を設けた流量計７０の内部構成を示す斜視図である。
【図１９】整流流路７２内の流体の流れおよび流量計７０内の流体の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
まず、本願発明者らがなした発明は以下のとおりである。
【０００９】
本願の第１の発明にかかる計測ユニットは、流体が入る入口と、流体が出る出口と、入口および出口を接続する単一の流路と、流路の対向する側面の間に、流体が流れる方向に沿って配置された複数の仕切り板であって、対向する側面の間にＭ本（Ｍ：２以上の整数）の部分流路を規定する複数の仕切り板と、連続的に隣接するＮ本（Ｎ：１以上、Ｍ未満の整数）の部分流路を流れる流体の流量を計測する計測器とを備えている。
【００１０】
本願の第２の発明にかかる計測ユニットは、計測器は超音波を利用して流体の流量を計測する。
【００１１】
本願の第３の発明にかかる計測ユニットは、計測器は、各々が超音波の送信および受信を行うことが可能な第１送受波器および第２送受波器を備え、第１送受波器は、複数の仕切り板の上流側に配置され、第２送受波器は、複数の仕切り板の下流側に配置され、第１送受波器は第２送受波器から送信された超音波を受信し、第２送受波器は第１送受波器から送信された超音波を受信する。
【００１２】
本願の第４の発明にかかる計測ユニットは、複数の仕切り板は実質的に等間隔で配置されており、計測器は、第１送受波器および第２送受波器における超音波の送信および受信を制御する制御回路と、第１送受波器および第２送受波器の各々が受信した超音波の信号を利用してＮ本の部分流路を流れる流体の流量を計測し、計測した流量を予め検定された係数で補正することにより、流路を流れる流体の流量を演算する演算回路とを備える。
【００１３】
本願の第５の発明にかかる計測ユニットは、単一の流路は、少なくとも毎時１０立方メートル以上の流体を通過させることが可能な断面積を有する。
【００１４】
本願の第６の発明にかかる計測ユニットは、流路には、２３枚の仕切り板によって２４本の部分流路（Ｍ＝２４）が規定されており、計測器は、４本の部分流路（Ｎ＝４）を流れる流体の流量を計測する。
【００１５】
本願の第７の発明にかかる流量計は、流体を配送する配管と接続され、配管を流れる流体の流量を計測する流量計であって、上流側の配管と接続される上流側ポートと、下流側の配管と接続される下流側ポートと、少なくとも１つの、上述した第１から第６のいずれかの発明にかかる計測ユニットと、上流側ポートから流入した流体を少なくとも１つの計測ユニットの入口に導く入口チャンバと、少なくとも１つの計測ユニットの出口から流出した流体を下流側ポートに導く出口流路とを備える。
【００１６】
本願の第８の発明にかかる流量計は、上流側ポート、入口チャンバ、少なくとも１つの計測ユニット、出口流路および下流側ポートは、Ｕ字形に配置されている。
【００１７】
本願の第９の発明にかかる流量計は、上流側ポート、入口チャンバ、少なくとも１つの計測ユニット、出口流路および下流側ポートは、直線状に配置されている。
【００１８】
本願の第１０の発明にかかる流量計は、入口チャンバは、上流側ポートから流入した流体の流速の分布の偏りを軽減する整流流路をさらに備える。
【００１９】
本願の第１１の発明にかかる流量計は、整流流路は流体の進路を少なくとも１回変更させる。
【００２０】
本願の第１２の発明にかかる流量計は、少なくとも１つの計測ユニットは２台であり、互いに接触して配置されている。
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による計測ユニットおよび流量計の実施形態を説明する。同じ構成要素には同じ参照符号を付す。既に説明した構成要素については再度の説明を省略する。なお、本発明は、以下で説明する実施の形態によって限定されるものではない。
【００２２】
本明細書において、流量計は流体を配送する配管と接続され、配管を流れる流体の流量を計測する。流体は、典型的には気体（ガス）であるが、他の流体、たとえば液体であってもよい。流量計には計測ユニットが組み込まれており、計測ユニットが流体の流量を計測する。つまり、計測ユニットは流量計の一部品であるとする。以下では、まず計測ユニットの詳細な構成を説明し、その後、計測ユニットが組み込まれた流量計を説明する。
【００２３】
（実施の形態）
図１は計測ユニット１０の外観斜視図である。また、図２は正面図であり、図３は上面図である。主として図１を参照する。
【００２４】
計測ユニット１０は、流体入口１２ａと、流体出口１２ｂと、流路１４と、複数の仕切り板１６と、計測器１８とを備えている。計測対象となる流体は、流体入口１２ａから計測ユニット１０内に入り、流路１４を通過して流体出口１２ｂから出る。流路１４は流体入口１２ａおよび流体出口１２ｂを接続する単一の経路である。
【００２５】
複数の仕切り板１６は、流体が流れる方向に沿って流路１４内に配置されている。流体が流れる方向とは、流体入口１２ａから流体出口１２ｂに向かう方向である。本実施の形態においては、仕切り板１６の数は２３枚である。ただしこれは一例である。複数の仕切り板１６の数は、より多くてもよいし、より少なくてもよい。
【００２６】
図４は、図２に示すＡ−Ａを含む平面による断面図である。また図５は、図２に示すＢ−Ｂを含む平面による断面図である。
【００２７】
図４から理解されるように、複数の仕切り板１６は、流路１４内の対向する側面１４−１および１４−２の間に、流体が流れる方向に沿って平行に設けられている。本実施の形態においては、隣接する仕切り板１６の間隔は実質的に等しい。
【００２８】
流路１４は、複数の仕切り板１６によって複数の部分流路に分割される。たとえば部分流路２０は、２枚の仕切り板１６および流路１４の対向する上面１４−３および下面１４−４（図５）によって規定されている。
【００２９】
次に図５および図６を参照しながら、計測器１８を説明する。
【００３０】
図５には計測器１８の断面が示されている。本実施の形態においては、計測器１８は超音波を用いて流量を計測する超音波センサユニットである。計測器１８は、超音波を利用して複数の部分流路を流れる流体の流量を計測し、その結果に基づいて、流路１４の全体に流れる流体の流量を算出する。
【００３１】
計測器１８は、上流側に配置された第１の超音波送受波器１８ａと、下流側に配置された第２の超音波送受波器１８ｂとを利用して超音波の送受信を行う。流路１４の上面１４−３は第１の超音波透過窓１９ａ、および第２の超音波透過窓１９ｂを有している。第１の超音波透過窓１９ａおよび第２の超音波透過窓１９ｂは超音波が透過できる素材で形成され、または超音波を透過する開口部であってもよい。各透過窓１９ｂを超音波が透過できる素材で形成する場合には、入射面の音響インピーダンスおよび透過面の音響インピーダンスの差が予め定められた値よりも小さければよい。上面１４−３の、第１の超音波透過窓１９ａおよび第２の超音波透過窓１９ｂ以外の部分は、たとえばパネルで覆われていてもよい。下面１４−４は超音波の反射面として作用するように構成されている。
【００３２】
以下、図６を参照しながら、超音波を利用した流量計測の原理を説明する。なお、本実施の形態では、部分流路の総数はＭ本であるとし、計測器１８はそのうちのＮ本の部分流路を覆うように配置されているとする。計測器１８は、当該Ｎ本の部分流路を流れる流体の流量Ｓを計測する。
【００３３】
図６は、計測器１８の具体的な構成を示す。計測器１８は、第１の超音波送受波器１８ａ、第２の超音波送受波器１８ｂ、制御回路２２および演算回路２４を備えている。
【００３４】
流路１４を流れる流体の流速をＶ、流体中の音速をＣ、流体の流れる方向と超音波が下面１４−４で反射するまでの超音波伝搬方向とのなす角度をθとする。また、第１の超音波送受波器１８ａと第２の超音波送受波器１８ｂとの間で伝搬する超音波の伝搬経路の有効長さをＬとする。
【００３５】
制御回路２２は、第１の超音波送受波器１８ａからの超音波の送信と、第２の超音波送受波器１８ｂにおける超音波の受信とを制御する。第１の超音波送受波器１８ａから送信された超音波が第２の超音波送受波器１８ｂに到達するまでの伝搬時間ｔ１は、下式にて示される。
ｔ１ ＝ Ｌ ／（Ｃ＋Ｖｃｏｓθ）                          （１）
【００３６】
制御回路２２は、第２の超音波送受波器１８ｂからの超音波の送信と、第１の超音波送受波器１８ａにおける超音波の受信とを制御する。第２の超音波送受波器１８ｂから送信された超音波が第１の超音波送受波器１８ａに到達するまでの伝搬時間ｔ２は、下式にて示される。
ｔ２ ＝ Ｌ ／（Ｃ−Ｖｃｏｓθ）                          （２）
【００３７】
式（１）と式（２）から流体の音速Ｃを消去すると、下式が得られる。
Ｖ ＝（ Ｌ ／（２ｃｏｓθ））  ×  （（１／ｔ１）−（１／ｔ２））    （３）
【００３８】
式（３）から理解されるように、Ｌとθが既知なら、制御回路２２が伝搬時間ｔ１およびｔ２を計測することにより、流速Ｖが求められる。演算回路２４が流速Ｖの演算を行う。
【００３９】
さらに演算回路２４は、下式に示すように、流速ＶにＮ本の部分流路の断面積ＳＮを乗じてＮ本の部分流路を通過する流量ｑｅＮを算出する。なお断面積ＳＮは既知である。
ｑｅＮ  ＝  Ｖ  ｘ  ＳＮ                                    （４）
【００４０】
演算回路２４は、部分流路を流れる流体の流量を、流路１４を流れるに換算する処理を行う。すなわち演算回路２４は、部分流路の流量ｑｅＮの値に基づいて、流路１４全体の流量ｑｅを算出する。Ｑｅｓとｑｅの関係は、予め実験により検定されている。演算回路２４は、流量ｑｅＮを予め検定された係数Ｋで補正し、流量ｑｅを求める。
ｑｅ  ＝  Ｋ  ｘ  ｑｅＮ                                    （５）
【００４１】
式（４）および（５）から、下記の式（６）が得られる。
ｑｅ  ＝  Ｋ  ｘ  Ｖ  ｘ  ＳＮ
＝  Ｋ’ｘ  Ｖ                                        （６）
【００４２】
つまり、演算回路２４は、Ｎ本の部分流路の断面積ＳＮを考慮した係数Ｋ’（＝Ｋ・ＳＮ）を用いることにより、式（４）の演算を行うことなく、流速Ｖから流路１４の流量を算出できる。
【００４３】
予め実験による検定を行って係数ＫまたはK’を求めておくことにより、流路１４を流れる流体の流量に対する、Ｎ本の部分流路に流れる流体の流量に偏りが生じていたとしても、正しく流路１４を流れる流体の流量を算出できる。なお、流速に応じて、Ｎ本の部分流路に流れる流体の流量に偏りが生じる場合があり得る。そのような場合には、流速範囲ごとに係数ＫまたはＫ’を実験により検定しておき、流速範囲と、係数ＫまたはＫ’を対応付けて、演算回路２４の内部メモリ（図示せず）に記憶しておいてもよい。演算回路２４は、得られた流速Ｖから、その流速に対応する係数ＫまたはＫ’を読み出し、流路１４の流量を算出することができる。
【００４４】
上述の例では、いわゆるＶパス方式の流量計測原理を説明したが、これは一例である。いわゆるＺパス方式、Ｉパス方式と呼ばれる計測原理を用いてもよい。
【００４５】
計測器１８が超音波式であることは必須ではない。一部の部分流路を流れる流体の流量を計測できれば、公知の計測器を用いることができる。公知の計測器とは、たとえば流れによる熱の移動を利用して流量を測定するサーマルフローセンサーであってもよい。これらは公知であるためその説明は省略する。
【００４６】
以上の構成により、計測ユニット１０はその流路１４を流れる流体の流量を計測することができる。
【００４７】
本実施の形態による計測ユニット１０は、たとえば毎時１０立方メートル以上、より好ましくは、毎時１５立方メートルから３０立方メートルの流量を計測することができる。一般家庭向けの計測ユニットは、高々毎時６立方メートル程度である。よって業務上利用される施設において、比較的大流量を計測することができる。ただし、本実施の形態による計測ユニット１０を一般家庭において利用してもよい。
【００４８】
構造上、流体入口１２ａおよび流体出口１２ｂの開口面積を大きくすれば、より大流量の流体を計測することが可能である。対向する側面１４−１および１４−２（図４）の幅を広げて開口面積を大きくした場合には仕切り板１６の枚数を増加させればよい。あるいは上面１４−３および下面１４−４（図５）の幅を広げて開口面積を大きくした場合には、仕切り板１６の高さを増加させればよい。
【００４９】
さらに、計測ユニット１０を複数台設けることにより、より大流量を計測できるようにしてもよい。
【００５０】
図７は、２台の計測ユニット１０ａおよび１０ｂを結合した計測ユニット３０の一例を示す。計測ユニット１０ａおよび１０ｂの各々は計測器１８を備えており、それぞれが独立して流量を計測する。その処理は上述した通りである。なお、計測ユニット３０が計測する流量は、計測ユニット１０ａおよび１０ｂのそれぞれによって計測された流量を加算することによって取得できる。この加算処理は、たとえば計測ユニット１０ａに設けられた計測器１８の演算回路２４が行ってもよい。当該演算回路２４は、計測ユニット１０ｂの演算回路から流量の計測結果の情報を取得して、自らが計測した結果と加算する。あるいは、計測ユニット３０の外部に設けられた演算回路（図示せず）が、計測ユニット１０ａおよび１０ｂに設けられた各計測器１８の演算回路２４から取得して加算してもよい。
【００５１】
次に、図８以降の図面を参照しながら、計測ユニット３０が組み込まれた流量計を説明する。
【００５２】
図８は、本実施の形態にかかる流量計４０の外観を示す。流量計４０は、上流側の配管（図示せず）と接続される上流側ポート４２ａと、下流側の配管（図示せず）と接続される下流側ポート４２ｂとを有している。側面板４１により、流量計４０の内部は覆われている。
【００５３】
図９は、側面板４１を取り外した流量計４０の内部構成を示す斜視図である。流量計４０の内部には、計測ユニット３０と、入口チャンバ４４ａと、出口チャンバ４４ｂとを有する。入口チャンバ４４ａは、上流側ポート４２ａから流入した流体を計測ユニット３０の流体入口１２ａに導く。出口チャンバ４４ｂは、計測ユニット３０の流体出口１２ｂから流出した流体を下流側ポート４２ｂに導く。入口チャンバ４４ａおよび出口チャンバ４４ｂはいずれも流路として機能し得る。上流側ポート４２ａ、入口チャンバ４４ａ、計測ユニット３０、出口チャンバ４４ｂ、下流側ポート４２ｂは、Ｕ字形に配置されている。このような配置を有する流量計を「Ｕ字形流量計」と呼ぶ。
【００５４】
なお、図９に示す計測器１８の位置から理解されるように、本実施の形態においては、計測ユニット３０は、図７に示される姿勢を、流体の流れる方向に平行な軸を中心に９０度回転させて流量計４０に組み込まれている。ただし計測ユニット３０を組み込む向きは一例である。他の構成を採用することは可能である。
【００５５】
図１０は、流量計４０内の流体の流れを４つの太矢印によって示す。入口チャンバ４４ａを設けることにより、上流側ポート４２ａから流量計４０内に流入した流体は、入口チャンバ４４ａに拡散し、その結果、概ね一様な流束となって計測ユニット３０の流体入口１２ａに向かう。流体は、計測ユニット３０を構成する個々の計測ユニット１０の部分流路にも多層板の抵抗効果により概ね均等に流れ、上述した式（５）による演算を行っても高い精度を維持できる。
【００５６】
流体を個々の計測ユニット１０の部分流路により均等に流すために、整流流路を設けてもよい。
【００５７】
図１１は、整流流路５２を設けた流量計５０の内部構成を示す斜視図である。整流流路５２を有する以外は、流量計５０は流量計４０（図１０）と同じである。
【００５８】
整流流路５２は、上流側ポート４２ａ直下の入口チャンバ４４ａ内に設けられている。上流側ポート４２ａから流量計５０内に流入した流体は、まず整流流路５２に入り、整流流路５２を経由して入口チャンバ４４ａに流入する。なお、図１１では、上流側ポート４２ａから流量計５０内に流入した全ての流体が整流流路５２を通過するよう、整流流路５２にはカバー５３が設けられている。
【００５９】
図１２は、整流流路５２の内部構成を示す。図１２において整流流路５２内の４つの太矢印によって示されるように、整流流路５２は、流体の進路を４回変更させている。
【００６０】
整流流路５２を設けて流体の進路を変更することにより、上流側ポート４２ａから、計測ユニット３０の流体入口１２ａまでの流路内の流速の分布の偏りを軽減することができる。さらに、整流流路５２を設けることにより、流入する流体が偏流や旋回流を有していたとしても、その影響を十分低減することができる。これにより、流体が計測ユニット３０の流体入口１２ａに比較的一様の速度分布で流入し、好適な流量計測が可能になる。なお、整流流路５２を設けない図１０の構成と対比すると、整流流路５２は流体の進路を少なくとも１回変更させればよい。
【００６１】
図１３は、他の例による整流流路５４を有する流量計５０の内部構成を示す斜視図である。記載の便宜のため、図１１で示したカバー５３の記載は省略している。
【００６２】
整流流路５４の構成は概ね整流流路５２（図１２）の構成と同じである。相違点は、整流流路５４は１本以上の柱５６を有することである。柱５６は、流路を構成する複数の板５８を固定する目的の他、流体の流れを一部遮ってより一様な流速分布を実現する目的のために設けられている。
【００６３】
図１２に示す上述の整流流路５２は１つの部品（構造体）として設けられている。一方、整流流路５４は、複数の部品が流量計５０内に組み付けられることによって実現されている。本実施の形態では、整流流路５４は、複数の柱５６と、複数の板５８と、さらに流量計５０の外周壁の一部とを利用して、形成されている。
【００６４】
図１４は、整流流路５４内の流体の流れおよび流量計５０内の流体の流れを示す。図１４に示す整流流路５４もまた、流体の進路を４回変更させている。これにより、整流流路５２（図１２）と同等の比較的一様な流速分布を実現できる。また上述のように、整流流路５４は、複数の柱５６および複数の板５８を固定することによって実現されるため、低コストかつ容易に設置できる。
【００６５】
上述の流量計４０および５０はいずれもＵ字形流量計であった。次に、図１５以降を参照しながら、異なる種類（形状）の流量計を説明する。
【００６６】
図１５は、本実施の形態の他の例による流量計６０の外観を示す。流量計６０は、上流側の配管（図示せず）と接続される上流側ポート４２ａと、下流側の配管（図示せず）と接続される下流側ポート４２ｂとを有している。図８に示す流量計４０と比較すると、上流側ポート４２ａおよび下流側ポート４２ｂの位置が異なっていることが理解される。側面板６１により、流量計６０の内部は覆われている。
【００６７】
図１６は、側面板６１を取り外した流量計６０の内部構成を示す斜視図である。
【００６８】
図８の流量計４０と対比すると、流量計６０は、異なる位置に上流側ポート４２ａおよび下流側ポート４２ｂが設けられている。その他は同じである。なお、流量計６０では、上流側ポート４２ａ、入口チャンバ４４ａ、計測ユニット３０、出口チャンバ４４ｂ、下流側ポート４２ｂは、直線状に配置されている。このような配置を有する流量計を「Ｉ字形流量計」と呼ぶ。
【００６９】
図１７は、流量計６０内の流体の流れを２つの太矢印によって示す。入口チャンバ４４ａを設けることにより、上流側ポート４２ａから流量計４０内に流入した流体は、入口チャンバ４４ａに拡散し、その結果、概ね一様な流束となって計測ユニット３０の流体入口１２ａに向かう。流体は、計測ユニット３０を構成する個々の計測ユニット１０の部分流路にも概ね均等に流れ、上述した式（５）による演算を行っても高い精度を維持できる。
【００７０】
Ｉ字形流量計に関しても、流体を個々の計測ユニット１０の部分流路により均等に流すために、整流流路を設けてもよい。
【００７１】
図１８は、整流流路７２を設けた流量計７０の内部構成を示す斜視図である。整流流路７２は、上流側ポート４２ａ直後の入口チャンバ４４ａ内に設けられている。図１８の例では、整流流路７２は、上流側ポート４２ａから流入した流体が、直接計測ユニット３０の流体入口１２ａに入らないよう、流体の進路を遮る位置に設けられている。整流流路７２は所定長の４本の脚部７４と、その脚部に取り付けられた遮蔽板７６とを有する。
【００７２】
図１９は、整流流路７２内の流体の流れおよび流量計７０内の流体の流れを示す。図１９に示す整流流路７２もまた、流体の進路を２回以上変更させている。これにより、流量計６０（図１７）と同等以上の一様な流速分布を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明にかかる計測ユニットは、単一の流路を有しており、その流路を流れる流体の流量を算出する。流路を大きく取ることが容易であるため、業務用の大型ガスメータ等、大流量の計測を必要とする幅広い用途に適用できる。そのような計測ユニットを複数用いた流量計は、さらに容易に大流量の計測に適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０、３０  計測ユニット
１２ａ  流体入口
１２ｂ  流体出口
１４  流路
１６  複数の仕切り板
１８  計測器
１８ａ  第１の超音波送受波器
１８ｂ  第２の超音波送受波器
２０  部分流路
２２  制御回路
２４  演算回路
４０、５０、６０、７０  流量計
４２ａ  上流側ポート
４２ｂ  下流側ポート
４４ａ  入口チャンバ
４４ｂ  出口チャンバ
５２、５４、７２  整流流路
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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