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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-20
(45)【発行日】2024-06-28
(54)【発明の名称】超音波流量計
(51)【国際特許分類】
G01F 1/66 20220101AFI20240621BHJP
G01F 3/22 20060101ALI20240621BHJP
G01F 15/14 20060101ALI20240621BHJP
【ＦＩ】
G01F1/66 Z
G01F3/22 Z
G01F15/14
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020178236
(22)【出願日】2020-10-23
(65)【公開番号】P2021117215
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2023-06-16
(31)【優先権主張番号】P 2020008562
(32)【優先日】2020-01-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000156813
【氏名又は名称】関西ガスメータ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100138874
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 雅晴
(74)【代理人】
【識別番号】100103012
【弁理士】
【氏名又は名称】中嶋 隆宣
(72)【発明者】
【氏名】田村 逸朗
(72)【発明者】
【氏名】西 美智男
(72)【発明者】
【氏名】松田 年史
(72)【発明者】
【氏名】山本 泰広
【審査官】大森 努
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－１８６４２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１１８８６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０３１３６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１８６４３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第６４７８２５８（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２０１７－０１５４７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２４０８４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２４７２９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３４３２７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１８００５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０９０２６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１６５７２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２４４２１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０５４４４８３０（ＣＮ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０００３７４１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｆ ３／２２，１／６６－１／６６７
Ｇ０１Ｆ １５／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケースと、前記ケース内の上流側において仕切られた空間である入口バッファ部と、
前記ケース内の下流側において仕切られた空間である出口バッファ部と、
前記ケース内に収納され、入口部が前記入口バッファ部に連通し、かつ、出口部が前記出口バッファ部に連通する筒体を有する計測ユニットと、を有し、
前記ケースの流入部に連通する流入口から流入した気体が、前記入口バッファ部に連通する前記計測ユニットの入口部から流入し、前記計測ユニット内の流通路を流通し、前記出口部に連通する出口バッファ部を介して流出部から流出することにより、前記計測ユニット内を通過する気体の流量を計測する超音波流量計であって、
前記ケースの内向面に突設した仕切壁で前記入口バッファ部から仕切られ、前記流入口から流入した気体が下流側に流下する入口流路部と、
前記入口バッファ部と前記出口バッファ部との間に配置され、前記計測ユニットを収納する中央空間部と、を設け、
前記入口バッファ部と前記出口バッファ部との間に形成した前記中央空間部と、前記入口流路部とが連通し、
前記流入口から流入して前記入口流路部の下流側に流下した気体が、前記仕切壁に設けた入口連通孔を介して前記入口バッファ部に流入することを特徴とする超音波流量計。
【請求項2】
入口連通孔が、計測ユニットの入口部よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波流量計。
【請求項3】
入口バッファ部と中央空間部との間を仕切る入口バッファ仕切壁に、入口バッファ部に流入した液体が中央空間部に流出できる切り欠き部を、設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波流量計。
【請求項4】
出口バッファ部とケースの流出部との間に、出口連通孔を備えた仕切壁をケースの内向面に突設することにより、出口流路部を形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項5】
出口バッファ部がケースの流出部に直接、連通していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項6】
出口バッファ部が、下流側に向けて断面積が増大するように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の超音波流量計。
【請求項7】
計測ユニットの筒体の入口部の開口縁部および出口部の開口縁部のうち、少なくともいずれか一方の開口縁部が、バッファ部の外向面に面一に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項8】
ケースの内向面に、流入口と入口連通孔との間に位置する遮蔽板を突設したことを特徴とする請求項１ないし７の少なくともいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項9】
ケースの表裏面を形成し、かつ、中央空間部を間にして対向する側壁のうち、少なくともいずれか一方の側壁に外向きに膨出する膨出部を設けたことを特徴とする請求項１ないし８の少なくともいずれか１項に記載の超音波流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は超音波流量計に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、ガスヒートポンプエアコンなどのガス機器の使用状態により、あるいは、ガス供給側の圧力変動により、ガス配管中に周期性および規則性のある圧力変動が発生しやすく、正流方向および逆流方向において流速変化が生じやすい。超音波流量計は一定の周期で計測される瞬時流速に基づいて通過する流量体積を算出する。このため、ガス未使用時や低流量域での使用の際に、前述のような流速変化が大きくなると、計測流量のバラツキによってガス使用量の誤差が大きくなり、請求するガス料金に不公平な結果を生じるおそれがあるので、計測流量のバラツキの小さい超音波流量計が必要とされる。
従来、超音波流量計としては、例えば、流入口１２から流入したガスは、遮断弁３４を介して整流板３６の通路穴３６ｂを通過し、計測管４０に流入して通過した後、整流板３８の通路穴３８ｂを介して流出口１４から流出する超音波流量計がある（特許文献１参照）。
従来、超音波流量計としては、例えば、流入口１２から流入したガスは、遮断弁３４を介して整流板３６の通路穴３６ｂを通過し、計測管４０に流入して通過した後、整流板３８の通路穴３８ｂを介して流出口１４から流出する超音波流量計がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００９－１８６４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前記超音波流量計では、オリフィス効果を得るための通路穴３６ｂを設けた整流板３６と、通路穴３８ｂを設けた整流板３８とがガスメータ１０と別体であり、部品点数、組立工数が多いという問題点がある。
本発明は、前記問題点に鑑み、部品点数および組立工数の少ない超音波流量計を提供することを課題とする。
本発明は、前記問題点に鑑み、部品点数および組立工数の少ない超音波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】
【0005】
本発明に係る超音波流量計は、前記課題を解決すべく、
ケースと、
前記ケース内の上流側において仕切られた空間である入口バッファ部と、
前記ケース内の下流側において仕切られた空間である出口バッファ部と、
前記ケース内に収納され、入口部が前記入口バッファ部に連通し、かつ、出口部が前記出口バッファ部に連通する筒体を有する計測ユニットと、を有し、
前記ケースの流入部に連通する流入口から流入した気体が、前記入口バッファ部に連通する前記計測ユニットの入口部から流入し、前記計測ユニット内の流通路を流通し、前記出口部に連通する出口バッファ部を介して流出部から流出することにより、前記計測ユニット内を通過する気体の流量を計測する超音波流量計であって、
前記ケースの内向面に突設した仕切壁で前記入口バッファ部から仕切られ、前記流入口から流入した気体が下流側に流下する入口流路部と、
前記入口バッファ部と前記出口バッファ部との間に配置され、前記計測ユニットを収納する中央空間部と、を設け、
前記入口バッファ部と前記出口バッファ部との間に形成した前記中央空間部と、前記入口流路部とが連通し、
前記流入口から流入して前記入口流路部の下流側に流下した気体が、前記仕切壁に設けた入口連通孔を介して前記入口バッファ部に流入する構成としてある。
ケースと、
前記ケース内の上流側において仕切られた空間である入口バッファ部と、
前記ケース内の下流側において仕切られた空間である出口バッファ部と、
前記ケース内に収納され、入口部が前記入口バッファ部に連通し、かつ、出口部が前記出口バッファ部に連通する筒体を有する計測ユニットと、を有し、
前記ケースの流入部に連通する流入口から流入した気体が、前記入口バッファ部に連通する前記計測ユニットの入口部から流入し、前記計測ユニット内の流通路を流通し、前記出口部に連通する出口バッファ部を介して流出部から流出することにより、前記計測ユニット内を通過する気体の流量を計測する超音波流量計であって、
前記ケースの内向面に突設した仕切壁で前記入口バッファ部から仕切られ、前記流入口から流入した気体が下流側に流下する入口流路部と、
前記入口バッファ部と前記出口バッファ部との間に配置され、前記計測ユニットを収納する中央空間部と、を設け、
前記入口バッファ部と前記出口バッファ部との間に形成した前記中央空間部と、前記入口流路部とが連通し、
前記流入口から流入して前記入口流路部の下流側に流下した気体が、前記仕切壁に設けた入口連通孔を介して前記入口バッファ部に流入する構成としてある。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、入口連通孔を備えた仕切壁がケースの内向面に突設されているので、部品点数、組立工数の少ない超音波流量計が得られる。
また、中央空間部に滞留する気体がいわばクッション材となり、流入する気体の脈動を吸収，緩和することにより、計測流量のバラツキを小さくできる。
また、中央空間部に滞留する気体がいわばクッション材となり、流入する気体の脈動を吸収，緩和することにより、計測流量のバラツキを小さくできる。
【0007】
本発明の実施形態としては、入口連通孔を、計測ユニットの入口部よりも内側に配置しておいてもよい。
本実施形態によれば、気体が流れる沿面距離が長くなり、気体の脈動を低減できるので、計測流量のバラツキが小さい超音波流量計が得られる。
本実施形態によれば、気体が流れる沿面距離が長くなり、気体の脈動を低減できるので、計測流量のバラツキが小さい超音波流量計が得られる。
【0008】
本発明の他の実施形態としては、入口バッファ部と中央空間部との間を仕切る入口バッファ仕切壁に、入口バッファ部に流入した液体が中央空間部に流出できる切り欠き部を、設けてもよい。
本実施形態によれば、気体と一緒に入口バッファ部内に大量の液体が侵入しても、中央空間部の底面にも液体を溜めることができる。このため、計測ユニットへの液体の侵入を防止でき、計測流量のバラツキ拡大を防止できる。
本実施形態によれば、気体と一緒に入口バッファ部内に大量の液体が侵入しても、中央空間部の底面にも液体を溜めることができる。このため、計測ユニットへの液体の侵入を防止でき、計測流量のバラツキ拡大を防止できる。
【0009】
本発明の異なる実施形態としては、出口バッファ部とケースの流出部との間に、出口連通孔を備えた仕切壁をケースの内向面に突設してもよい。
本実施形態によれば、部品点数，組立工数の少ない超音波流量計が得られる。
本実施形態によれば、部品点数，組立工数の少ない超音波流量計が得られる。
【0010】
本発明の別の実施形態としては、出口バッファ部がケースの流出部に直接、連通していてもよい。
本実施形態によれば、いわゆるガス抜けが良くなり、圧力損失を低減できる。
本実施形態によれば、いわゆるガス抜けが良くなり、圧力損失を低減できる。
【0011】
本発明の異なる実施形態としては、出口バッファ部を、下流側に向けて断面積が増大するように形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、いわゆるガス抜けがより一層良くなり、圧力損失をより一層低減できる。
本実施形態によれば、いわゆるガス抜けがより一層良くなり、圧力損失をより一層低減できる。
【0012】
本発明の他の実施形態としては、計測ユニットの筒体の入口部の開口縁部および出口部の開口縁部のうち、少なくともいずれか一方の開口縁部を、バッファ部の外向面に面一に配置してもよい。
本実施形態によれば、バッファ部の外向面と、前記計測ユニットの入口部の開口縁部および／または出口部の開口縁部とが面一になるので、気体の流入，流出が円滑になり、圧力損失が低減し、計測流量のバラツキが小さくなる。
本実施形態によれば、バッファ部の外向面と、前記計測ユニットの入口部の開口縁部および／または出口部の開口縁部とが面一になるので、気体の流入，流出が円滑になり、圧力損失が低減し、計測流量のバラツキが小さくなる。
【0013】
本発明の異なる実施形態としては、ケースの内向面に、流入口と入口連通孔との間に位置する遮蔽板を突設してもよい。
本実施形態によれば、流入口から流入した気体が遮蔽板に衝突して迂回することにより、沿面距離が長くなるとともに、気体の脈動を吸収，緩和し、計測流量のバラツキを小さくできる。
本実施形態によれば、流入口から流入した気体が遮蔽板に衝突して迂回することにより、沿面距離が長くなるとともに、気体の脈動を吸収，緩和し、計測流量のバラツキを小さくできる。
【0014】
本発明の新たな実施形態としては、ケースの表裏面を形成し、かつ、中央空間部を間にして対向する側壁のうち、少なくともいずれか一方の側壁に外向きに膨出する膨出部を設けておいてもよい。
【0015】
本実施形態によれば、中央空間部の容積が増大することにより、侵入してきた流体の貯水量が増大するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第１実施形態に係る超音波流量計の全体斜視図である。
【図12】第２実施形態に係る超音波流量計から蓋体を外した状態を示す斜視図である。
【図13】第２実施形態に係る超音波流量計の蓋体を背面側から見た斜視図である。
【図15】第２実施形態に係る超音波流量計の縦断面斜視図である。
【図16】第３実施形態に係る超音波流量計から蓋体を外した状態を示す斜視図である。
【図18】第４実施形態に係る超音波流量計の全体斜視図である。
【図24】第５実施形態に係る超音波流量計の全体斜視図である。
【図33】第１実施形態に係る超音波流量計の流量を計算で求めた実施例１の結果を示す棒グラフ図である。
【図34】第１実施形態に係る超音波流量計の圧力損失を計算で求めた実施例１の結果を示すグラフ図である。
【図35】第２実施形態に係る超音波流量計の流量を計算で求めた実施例２の結果を示す棒グラフ図である。
【図36】第３実施形態に係る超音波流量計の流量を計算で求めた実施例３の結果を示す棒グラフ図である。
【図37】第２，第３実施形態に係る超音波流量計の圧力損失をそれぞれ計算で求めた実施例２，３の結果を示すグラフ図である。
【図38】第４実施形態に係る超音波流量計の流量を計算で求めた実施例４の結果を示す棒グラフ図である。
【図39】第４実施形態に係る超音波流量計の圧力損失を計算で求めた実施例４の結果を示すグラフ図である。
【図40】第５実施形態に係る超音波流量計の流量を計算で求めた実施例５の結果を示す棒グラフ図である。
【図41】第５実施形態に係る超音波流量計の圧力損失を計算で求めた実施例５の結果を示すグラフ図である。
【図42】比較例に係る超音波流量計の流量を計算で求めた結果を示す棒グラフ図である。
【図43】第１実施形態および第４実施形態の周波数に応じて異なる圧力変動をそれぞれ測定した実施例６，７の結果を示すグラフ図である。
【図44】第５実施形態の周波数に応じて異なる圧力変動を測定した実施例８の結果を示すグラフ図である。
【図45】第１実施形態に係る気体の流れを可視化した実施例９の流跡線図である。
【図46】第３実施形態に係る気体の流れを可視化した実施例１０の流跡線図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
【0018】
ケース１０は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料で形成されており、図１，図２に示すように、箱形状であり、その上面の一端側に流入部１１を配置するとともに、その他端側に流出部１２を配置してある。
また、ケース１０は、ケース本体２０と、蓋体３０とで構成されている。そして、前記流入部１１の下端部に位置する流入口１３(図６参照)には、異常時におけるケース１０の内部空間への気体流入を阻止するため、弁体４１を備えた遮断弁４０が配置されている。
また、ケース１０は、ケース本体２０と、蓋体３０とで構成されている。そして、前記流入部１１の下端部に位置する流入口１３(図６参照)には、異常時におけるケース１０の内部空間への気体流入を阻止するため、弁体４１を備えた遮断弁４０が配置されている。
【0019】
ケース本体２０の内部空間は、図５に示すように、上下に連続するように突設された出口流路仕切壁２１および出口バッファ仕切壁２２と、上下に連続するように突設された入口流路仕切壁２３および入口バッファ仕切壁２４とで、左右に３つの空間に仕切られている。特に、ケース本体２０の右側には入口側空間部１０ａを、ケース本体２０の左側には出口側空間部１０ｂを、ケース本体２０の中央には中央空間部１０ｃを配置してある。
【0020】
前記入口側空間部１０ａは、水平に延在する第１仕切壁２５をケース本体２０に一体に突設することにより、入口流路部１４と入口バッファ部１６とに上下２段に区切られている。そして、第１仕切壁２５には入口連通孔２５ａが形成されている。前記入口連通孔２５ａを設けることにより、略オリフィス構造が形成され、圧力変動による計測ユニットの誤計量を防止できる超音波流量計が得られる。また、前記入口連通孔２５ａは後述する計測ユニット５０の入口部５２ａよりも内側に配置され、沿面距離が長くなっている。
【0021】
また、図５に示すように、入口バッファ仕切壁２４には後述する計測ユニット５０を支持するために係合受け部２４ａを設けてある。さらに、前記入口バッファ仕切壁２４には、気体と同時に流入した液体を、入口バッファ部１６から中央空間部１０ｃに導くための切り欠き部２４ｂを設けてある（図６）。このため、入口側空間部１０ａ内に大量の液体が流入しても、入口バッファ部１６および中央空間部１０ｃの底面に液体を溜めることにより、計測ユニット５０への侵入を防止できる。
【0022】
前記出口側空間部１０ｂは、図３に示すように、水平方向に延在する第２仕切壁２６をケース本体２０に一体に突設することにより、出口バッファ部１７と出口流路部１８とに上下２段に区切られている。前記第２仕切壁２６には気体が流出するための出口連通孔２６ａが設けられている。出口連通孔２６ａを設けることにより、略オリフィス構造が形成され、圧力変動による計測ユニットの誤計量を防止できる超音波流量計が得られる。
また、前記出口連通孔２６ａは後述する計測ユニット５０の出口部５２ｂよりも内側に配置され、沿面距離が長くなっている。
また、前記出口連通孔２６ａは後述する計測ユニット５０の出口部５２ｂよりも内側に配置され、沿面距離が長くなっている。
【0023】
前記中央空間部１０ｃには、図５に示すように、出口バッファ仕切壁２２と入口バッファ仕切壁２４とに架け渡すように第３仕切壁２７が水平に突設され、前記切り欠き部２４ｂを介して入口バッファ部１６に連通する水溜め用空間部１０ｄが形成されている。また、出口バッファ仕切壁２２には後述する計測ユニット５０を支持するために係合受け部２２ａを設けてある。
【0024】
蓋体３０は、図４に示すように、前記ケース本体２０の開口部を被覆可能な正面形状を有している。そして、前記蓋体３０の内向面には、出口流路仕切壁２１および出口バッファ仕切壁２２と、入口流路仕切壁２３および入口バッファ仕切壁２４と、第１仕切壁２５と、第２仕切壁２６および第３仕切壁２７とに突き合う位置に、出口流路仕切壁３１および出口バッファ仕切壁３２と、入口流路仕切壁３３および入口バッファ仕切壁３４と、第１仕切壁３５と、第２仕切壁３６および第３仕切壁３７とをそれぞれ突設してある。さらに、前記第１仕切壁３５には入口連通孔３５ａが形成されている。また、第２仕切壁３６には出口連通孔３６ａが形成されている。
【0025】
計測ユニット５０は、図９に示すように、両端に入口部５２ａと出口部５２ｂとを有する断面略長方形の筒体５１と、前記筒体５１の上面中央部に配置された計測回路部５３とで構成されている。
【0026】
前記筒体５１は、図１０および図１１に示すように、筒体５１内の流通路の中央部に５枚の整流板５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅを均等ピッチで並設することにより、６層の計測流路５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ、５７ｅ、５７ｆが形成されている。また、前記筒体５１は、Ｏリング５９を抜け止めするため、その外表面に一対の環状リブ５８ａ，５８ｂを２組形成してある（図９）。さらに、前記筒体５１の外側面には補強用リブ５８ｃを突設してある（図３参照）。
【0027】
前記計測回路部５３は、図９に示すように、略Ｖ字形状に配置された一対の超音波振動子５４ａ，５４ｂと、前記超音波振動子５４ａ，５４ｂの上方に配置された制御回路板５５と、で構成されている。
そして、一方の超音波振動子５４ａから発射された超音波が、整流板５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅの間に形成された計測流路５７ａ～５７ｆを通過して反射し、他方の超音波振動子５４ｂで受信されるまでの伝搬時間が測定される。また、他方の超音波振動子５４ｂから発射された超音波が、整流板５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅの間に形成された計測流路５７ａ～５７ｆを通過して反射し、一方の超音波振動子５４ａで受信されるまでの伝搬時間が測定される。これらの伝搬時間の差から、各計測流路５７ａ～５７ｆ内の気体の流速を検出し、各計測流路５７ａ～５７ｆ内を通過する気体の流量がそれぞれ算出される。
そして、一方の超音波振動子５４ａから発射された超音波が、整流板５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅの間に形成された計測流路５７ａ～５７ｆを通過して反射し、他方の超音波振動子５４ｂで受信されるまでの伝搬時間が測定される。また、他方の超音波振動子５４ｂから発射された超音波が、整流板５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅの間に形成された計測流路５７ａ～５７ｆを通過して反射し、一方の超音波振動子５４ａで受信されるまでの伝搬時間が測定される。これらの伝搬時間の差から、各計測流路５７ａ～５７ｆ内の気体の流速を検出し、各計測流路５７ａ～５７ｆ内を通過する気体の流量がそれぞれ算出される。
【0028】
そして、計測ユニット５０は、図３に示すように、１本のＯリング５９を入口バッファ仕切壁２４の係合受け部２４ａに係合して位置決めする。さらに、残る他の１本のＯリング５９を、ケース本体２０の出口バッファ仕切壁２２の係合受け部２２ａに係合して位置決めする。ついで、ケース本体２０の入口バッファ仕切壁２４と蓋体３０の入口バッファ仕切壁３４とでＯリング５９，５９を挟持する。そして、ケース本体２０に蓋体３０の取り付けが完了することにより、入口連通孔２５ａ，３５ａが形成される（図７参照）。この結果、図８に示すように、計測ユニット５０の入口部５２ａが入口バッファ部１６内に位置決めされる。また、計測ユニット５０の出口部５２ｂが出口バッファ部１７内に位置決めされる。そして、中央空間部１０ｃ内に計測ユニット５０の計測回路部５３が配置される。
なお、前記ケース１０には、説明の便宜上、計測ユニット５０に接続された接続線を引き出す構造、および/または、気体の圧力を測定するために気体の一部を外部に導き出す構造は図示されていないが、必要に応じて適宜、設けても良いことは勿論である。
なお、前記ケース１０には、説明の便宜上、計測ユニット５０に接続された接続線を引き出す構造、および/または、気体の圧力を測定するために気体の一部を外部に導き出す構造は図示されていないが、必要に応じて適宜、設けても良いことは勿論である。
【0029】
次に、気体の流量計測方法を説明する。
図３示すように、遮断弁４０の弁体４１を駆動して流入口１３を開放することにより、流入部１１から流入した気体が流入口１３から入口側空間部１０ａの入口流路部１４内に流入する。そして、第１仕切壁２５の入口連通孔２５ａから流入した気体は入口バッファ部１６内に流入する。入口バッファ部１６内に流入した気体は、計測ユニット５０のラッパ形状の入口部５２ａから筒体５１内に流入する。さらに、５枚の整流板５６ａ～５６ｅに沿って整流されながら計測流路５７ａ～５７ｆを通過した気体は、一対の超音波振動子５４ａ，５４ｂが発する超音波を介して伝搬時間が計測される。計測された伝搬時間に基づき、制御回路板５５に搭載された中央演算装置（ＣＰＵ）が通過した気体の流量を算出する。ついで、各計測流路５７ａ～５７ｆを通過した気体は、筒体５１の出口部５２ｂから出口バッファ部１７に流出し、第２仕切壁２６に設けた出口連通孔２６ａを通過して出口流路部１８に流入した後、流出部１２から外部に流出する。
図３示すように、遮断弁４０の弁体４１を駆動して流入口１３を開放することにより、流入部１１から流入した気体が流入口１３から入口側空間部１０ａの入口流路部１４内に流入する。そして、第１仕切壁２５の入口連通孔２５ａから流入した気体は入口バッファ部１６内に流入する。入口バッファ部１６内に流入した気体は、計測ユニット５０のラッパ形状の入口部５２ａから筒体５１内に流入する。さらに、５枚の整流板５６ａ～５６ｅに沿って整流されながら計測流路５７ａ～５７ｆを通過した気体は、一対の超音波振動子５４ａ，５４ｂが発する超音波を介して伝搬時間が計測される。計測された伝搬時間に基づき、制御回路板５５に搭載された中央演算装置（ＣＰＵ）が通過した気体の流量を算出する。ついで、各計測流路５７ａ～５７ｆを通過した気体は、筒体５１の出口部５２ｂから出口バッファ部１７に流出し、第２仕切壁２６に設けた出口連通孔２６ａを通過して出口流路部１８に流入した後、流出部１２から外部に流出する。
【0030】
第２実施形態は、図１２ないし図１５に示すように、前述の第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点はケース本体２０内において上下に配置した出口流路仕切壁２１と出口バッファ仕切壁２２とで、出口側空間部１０ｂとなる出口バッファ部１７を形成した点である。
特に、図１４に示すように、出口流路仕切壁２１は下流側に向けて出口バッファ部１７の横断面積が増大するように傾斜している。また、出口バッファ仕切壁２２には後述する計測ユニット５０の出口部５２ｂを支持するための係合受け部２２ａを設けてある。
特に、図１４に示すように、出口流路仕切壁２１は下流側に向けて出口バッファ部１７の横断面積が増大するように傾斜している。また、出口バッファ仕切壁２２には後述する計測ユニット５０の出口部５２ｂを支持するための係合受け部２２ａを設けてある。
【0031】
さらに、第２実施形態の蓋体３０は、図１３に示すように、前記ケース本体２０の開口部を被覆可能な正面形状を有している。そして、前記蓋体３０の内向面には、出口流路仕切壁２１および出口バッファ仕切壁２２と、入口流路仕切壁２３および入口バッファ仕切壁２４と、第１仕切壁２５および第３仕切壁２７とにそれぞれ突き合う位置に、出口流路仕切壁３１および出口バッファ仕切壁３２と、入口流路仕切壁３３および入口バッファ仕切壁３４と、第１仕切壁３５および第３仕切壁３７とをそれぞれ突設してある。さらに、前記出口バッファ仕切壁３２には計測ユニット５０の出口部５２ｂを支持するための係合受け部３２ａを設けてある。そして、前記第１仕切壁３５には入口連通孔３５ａが形成されている。
【0032】
ついで、計測ユニット５０には、図１２に図示するように、出口バッファ仕切壁２２の係合受け部２２ａに対応する位置に、環状の第１鍔部６０を取り付けてある。このため、計測ユニット５０の出口部５２ｂは出口バッファ仕切壁２２の外向き面と面一となっている。この結果、気体の流出が円滑になり、圧力損失が低減し、計測流量のバラツキが小さくなるという利点がある。
他は前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一番号を付して説明を省略する。
他は前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一番号を付して説明を省略する。
【0033】
本実施形態によれば、出口バッファ部１７が下流側に向けて横断面積が広がっている。このため、いわゆるガス抜けが良くなり、圧力損失を低減できるだけでなく、計測流路５７ａ～５７ｆ内の気体の流れを改善でき、計測流量のバラツキを小さくできるという利点がある。
【0034】
第３実施形態は、図１６ないし図１７に示すように、前述の第２実施形態とほぼ同様であり、異なる点は入口流路部１４内に水平方向に延在し、かつ、流入口１３と入口連通孔２５ａとの間に位置する遮蔽板２８を、ケース本体２０の内向面に突設した場合である。なお、入口連通孔２５ａは第１仕切壁２５のほぼ中央に配置されている。
【0035】
本実施形態によれば、遮蔽板２８を設置することにより、流入口１３から流入した気体を一旦、遮ることにより、気体の脈動を減少させることができる。
遮蔽板２８の位置、大きさ、形状は必要に応じて適宜、選択できることは勿論である。
他は前述の第２実施形態とほぼ同様であるので、同一部分には同一番号を付して説明を省略する。
遮蔽板２８の位置、大きさ、形状は必要に応じて適宜、選択できることは勿論である。
他は前述の第２実施形態とほぼ同様であるので、同一部分には同一番号を付して説明を省略する。
【0036】
第４実施形態は、図１８ないし図２１に示すように、入口側空間部１０ａの入口流路部１４と、中央空間部１０ｃとを連通させた場合である。
すなわち、ケース１０は、図１８に示すように、箱形状であり、その上面の一端側に流入部１１を配置するとともに、その他端側に流出部１２を配置してある。
また、ケース１０は、ケース本体２０と、蓋体３０とで構成されている。そして、前記流入部１１の下端部に位置する流入口１３(図２２参照)には、ケース１０の内部空間への気体の流入を調整するため、弁体４１を備えた遮断弁４０が配置されている。
すなわち、ケース１０は、図１８に示すように、箱形状であり、その上面の一端側に流入部１１を配置するとともに、その他端側に流出部１２を配置してある。
また、ケース１０は、ケース本体２０と、蓋体３０とで構成されている。そして、前記流入部１１の下端部に位置する流入口１３(図２２参照)には、ケース１０の内部空間への気体の流入を調整するため、弁体４１を備えた遮断弁４０が配置されている。
【0037】
ケース本体２０の内部空間は、図２１に示すように、上下に連続するように突設された出口流路仕切壁２１および出口バッファ仕切壁２２により、ケース本体２０の左側に出口側空間部１０ｂが形成されている。
【0038】
前記出口側空間部１０ｂは、水平方向に延在する第２仕切壁２６を、ケース本体２０の内向面に突設することにより、出口バッファ部１７と出口流路部１８とに上下２段に区切られている。前記第２仕切壁２６には気体が流出するための出口連通孔２６ａが設けられている。出口連通孔２６ａを設けることにより、略オリフィス構造が形成され、圧力変動による計測ユニットの誤計量を防止できる超音波流量計が得られる。さらに、前記出口連通孔２６ａは後述する計測ユニット５０の出口部５２ｂよりも内側に配置され、沿面距離が長くなっている。
なお、出口連通孔２６ａは、本実施形態のようにダイカストで成形した後の後加工で形成してもよいが、前述の実施形態のように、手前側に開口する出口連通孔２６ａの一部を蓋体の内向面に設けた突部で閉鎖するように形成してもよい。
また、出口バッファ仕切壁２２には、後述する計測ユニット５０を係合して位置決めするための係合受け部２２ａを設けてあるとともに、前記係合受け部２２ａの開口縁部の対向面に上下一対の嵌合溝２２ｃを設けてある。後述するスペーサ６１を取り付けるためである。
なお、スペーサを取り付けるために前記係合受け部２２ａの開口縁部の対向面に上下一対の係合用突条を設け、本実接合してもよい。さらに、前記係合受け部２２ａの開口縁部の対向面を平坦面とし、かつ、これにスペーサの接合部が跨ぐような形状とすることにより、両者を組付けてもよいことは勿論である。
なお、出口連通孔２６ａは、本実施形態のようにダイカストで成形した後の後加工で形成してもよいが、前述の実施形態のように、手前側に開口する出口連通孔２６ａの一部を蓋体の内向面に設けた突部で閉鎖するように形成してもよい。
また、出口バッファ仕切壁２２には、後述する計測ユニット５０を係合して位置決めするための係合受け部２２ａを設けてあるとともに、前記係合受け部２２ａの開口縁部の対向面に上下一対の嵌合溝２２ｃを設けてある。後述するスペーサ６１を取り付けるためである。
なお、スペーサを取り付けるために前記係合受け部２２ａの開口縁部の対向面に上下一対の係合用突条を設け、本実接合してもよい。さらに、前記係合受け部２２ａの開口縁部の対向面を平坦面とし、かつ、これにスペーサの接合部が跨ぐような形状とすることにより、両者を組付けてもよいことは勿論である。
【0039】
また、ケース本体２０は、その内向面に、前記出口流路仕切壁２１に連続するように略Ｌ字形状の入口流路仕切壁２３を一体に突設し、その直下に中央空間部１０ｃを形成してある。前記出口流路仕切壁２１と前記入口流路仕切壁２３とで囲まれた空間部の正面は内側壁２３ａで仕切られ、収納部１０ｅを形成してある（図１９）。
【0040】
前記入口流路仕切壁２３と、これに連続しないように突設された入口バッファ仕切壁２４とで入口側空間部１０ａが区画されている。前記入口側空間部１０ａは、水平方向に延在し、かつ、入口バッファ仕切壁２４のみに連続する第１仕切壁２５を突設することにより、入口流路部１４と入口バッファ部１６とに上下２段に区切られている。このため、入口流路部１４と中央空間部１０ｃとは連通している。そして、前記第１仕切壁２５には入口連通孔２５ａが形成されている。前記入口連通孔２５ａを設けることにより、略オリフィス構造が形成され、圧力変動による計測ユニットの誤計量を防止できる超音波流量計が得られる。前記入口連通孔２５ａは後述する計測ユニット５０の入口部５２ａよりも内側に配置され、沿面距離が長くなっている。
なお、入口連通孔２５ａは、本実施形態のようにダイカストで成形した後の後加工で形成してもよいが、前述の実施形態に示すように、手前側に開口する入口連通孔２５ａの一部を蓋体の内向面に設けた突部で閉鎖するように形成してもよい。
また、入口バッファ仕切壁２４には、図２１に示すように、後述する計測ユニット５０を係合して位置決めするための係合受け部２４ａを設けてあるとともに、前記係合受け部２４ａの開口縁部の対向面に上下一対の嵌合溝２４ｃを設けてある。後述するスペーサ６２を取り付けるためである。
そして、スペーサを取り付けるために前記係合受け部２４ａの開口縁部の対向面に上下一対の係合用突条を設け、本実接合してもよい。さらに、前記係合受け部２４ａの開口縁部の対向面を平坦面とし、かつ、これにスペーサの接合部が跨ぐような形状とすることにより、両者を組付けてもよいことは勿論である。
さらに、入口バッファ仕切壁２４には、気体と同時に流入した液体を、入口バッファ部１６から中央空間部１０ｃに導くための切り欠き部２４ｂを設けてある（図２２）。このため、入口側空間部１０ａ内に大量の液体が流入しても、入口バッファ部１６および中央空間部１０ｃの底面に液体を溜めることができ、計測ユニット５０への侵入を防止できる。
なお、入口連通孔２５ａは、本実施形態のようにダイカストで成形した後の後加工で形成してもよいが、前述の実施形態に示すように、手前側に開口する入口連通孔２５ａの一部を蓋体の内向面に設けた突部で閉鎖するように形成してもよい。
また、入口バッファ仕切壁２４には、図２１に示すように、後述する計測ユニット５０を係合して位置決めするための係合受け部２４ａを設けてあるとともに、前記係合受け部２４ａの開口縁部の対向面に上下一対の嵌合溝２４ｃを設けてある。後述するスペーサ６２を取り付けるためである。
そして、スペーサを取り付けるために前記係合受け部２４ａの開口縁部の対向面に上下一対の係合用突条を設け、本実接合してもよい。さらに、前記係合受け部２４ａの開口縁部の対向面を平坦面とし、かつ、これにスペーサの接合部が跨ぐような形状とすることにより、両者を組付けてもよいことは勿論である。
さらに、入口バッファ仕切壁２４には、気体と同時に流入した液体を、入口バッファ部１６から中央空間部１０ｃに導くための切り欠き部２４ｂを設けてある（図２２）。このため、入口側空間部１０ａ内に大量の液体が流入しても、入口バッファ部１６および中央空間部１０ｃの底面に液体を溜めることができ、計測ユニット５０への侵入を防止できる。
【0041】
【0042】
計測ユニット５０は、図２０に示すように、前述の実施形態とほぼ同様であるので、同一部分には同一番号を附して説明を省略する。
【0043】
そして、計測ユニット５０を、図２０に示すように、１本のＯリング５９（図２３）を介してケース本体２０の係合受け部２２ａ（図２９）に係合して位置決めする。さらに、計測ユニット５０を、１本のＯリング５９を介してケース本体２０の係合受け部２４ａに係合して位置決めする。ついで、出口バッファ仕切壁２２の嵌合溝２２ｃにスペーサ６１を嵌め込むとともに、入口バッファ仕切壁２４の嵌合溝２４ｃにスペーサ６２を嵌め込む。最後に、ケース本体２０に蓋体３０の取り付けることにより、切り欠き部２４ｂが形成される（図２２参照）。この結果、図２３に示すように、計測ユニット５０の入口部５２ａが入口バッファ部１６内に位置決めされる。また、計測ユニット５０の出口部５２ｂが出口バッファ部１７内に位置決めされる。そして、中央空間部１０ｃ内に計測ユニット５０の計測回路部５３が配置される。
【0044】
なお、入口側空間部１０ａ、出口側空間部１０ｂおよび中央空間部１０ｃの隅部には、気体の円滑な流れを確保すべく、アール面となっている。アールの大小は必要に応じて適宜、選択できることは勿論である。例えば、アール面の曲率半径の範囲はＲ０.５～３０mmが好ましい。Ｒ０.５mm未満であると、鋳造時の不良発生率が著しく増加するからであり、Ｒ３０mmを超えると、厚肉となりすぎて製造コストが高くなり、現実的でないからである。
【0045】
第５実施形態は、図２４から図３２示すように、前述の第４実施形態とほぼ同様であり、大略、ケース１０と、遮断弁４０と、計測ユニット５０と、で構成されている。このため、同一部分について同一番号を附して説明する。
【0046】
なお、遮断弁４０と、計測ユニット５０とは前述の実施形態とほぼ同様であるので、同一部分に同一番号を附して説明を省略する。
ただし、計測ユニット５０は、図２９に示した出口バッファ仕切壁２２の係合受け部２２ａと入口バッファ仕切壁２４の係合受け部２４ａとに、図３２に示したＯリング５９，５９を介して係合されている。さらに、図２８に示すように、出口バッファ仕切壁２２の係合受け部２２ａと入口バッファ仕切壁２４の係合受け部２４ａとには、スペーサ６１，６２をそれぞれ配置してある。
ただし、計測ユニット５０は、図２９に示した出口バッファ仕切壁２２の係合受け部２２ａと入口バッファ仕切壁２４の係合受け部２４ａとに、図３２に示したＯリング５９，５９を介して係合されている。さらに、図２８に示すように、出口バッファ仕切壁２２の係合受け部２２ａと入口バッファ仕切壁２４の係合受け部２４ａとには、スペーサ６１，６２をそれぞれ配置してある。
【0047】
【0048】
ケース本体２０は、図２６および図２７に示すように、ガスケット６３を介して蓋体３０をネジ(図示せず)で接合一体化してある。
なお、本実施形態では、ネジ止めピッチはシール性を確保するために所定の距離、例えば、側方に隣り合うネジ止めピッチを略均等の距離、例えば、７０mmとしてもよい。シール性を確保しつつ、ネジの本数を減らし、生産性を高めるためである。
なお、本実施形態では、ネジ止めピッチはシール性を確保するために所定の距離、例えば、側方に隣り合うネジ止めピッチを略均等の距離、例えば、７０mmとしてもよい。シール性を確保しつつ、ネジの本数を減らし、生産性を高めるためである。
【0049】
【0050】
入口側空間部１０ａは、水平に延在する第１仕切壁２５をケース本体２０に一体に突設することにより、入口流路部１４と入口バッファ部１６とに上下２段に区切られている。そして、第１仕切壁２５には入口連通孔２５ａが形成されている。前記入口連通孔２５ａを設けることにより、略オリフィス構造が形成され、圧力変動による計測ユニットの誤計量を防止できる超音波流量計が得られる。
また、入口側空間部１０ａは、前記第１仕切壁２５に連続し、かつ、垂直方向に延在する入口バッファ仕切壁２４をケース本体２０に一体に突設することにより、入口バッファ部１６と中央空間部１０ｃとが左右に区切られている。このため、入口流路部１４と中央空間部１０ｃとは連通している。この結果、流入口１３から流入した気体の一部は、入口流路部１４を介して中央空間部１０ｃに流れ込んだ後、入口バッファ部１６に流入する。
また、入口側空間部１０ａは、前記第１仕切壁２５に連続し、かつ、垂直方向に延在する入口バッファ仕切壁２４をケース本体２０に一体に突設することにより、入口バッファ部１６と中央空間部１０ｃとが左右に区切られている。このため、入口流路部１４と中央空間部１０ｃとは連通している。この結果、流入口１３から流入した気体の一部は、入口流路部１４を介して中央空間部１０ｃに流れ込んだ後、入口バッファ部１６に流入する。
【0051】
前記出口側空間部１０ｂは、図２８に示すように、水平方向に延在する第２仕切壁２６をケース本体２０に一体に突設することにより、出口バッファ部１７と出口流路部１８とに上下２段に区切られている。前記第２仕切壁２６には気体が流出するための出口連通孔２６ａが設けられている。出口連通孔２６ａを設けることにより、略オリフィス構造が形成され、圧力変動による計測ユニットの誤計量を防止できる超音波流量計が得られる。
また、前記出口連通孔２６ａは後述する計測ユニット５０の出口部５２ｂよりも内側に配置されることになるので、沿面距離が長くなっている。そして、出口流路部１８の側壁には圧力センサ４５が取り付けられている。
また、前記出口連通孔２６ａは後述する計測ユニット５０の出口部５２ｂよりも内側に配置されることになるので、沿面距離が長くなっている。そして、出口流路部１８の側壁には圧力センサ４５が取り付けられている。
【0052】
前記中央空間部１０ｃは、図３０および図３１に示すように、入口流路仕切壁２３および内側壁２３ａの内側への突き出し容量を、第４実施形態よりも小さくしてある。入口流路部１４から中央空間部１０ｃへ気体を流れ込みやすくするためである。本実施形態によれば、金型の構造が簡単になり、ダイカスト成形が容易になるとともに、ダイカスト材料を節約できるという利点がある。さらに、内側壁２３ａには、中継コネクタ４６が設けられている。
また、前記入口流路仕切壁２３の下方側に位置する側壁を外方に膨出させて膨出部２０ａを形成してある。このため、本実施形態によれば、中央空間部１０ｃの底面積が増大し、侵入した水を貯えられる貯水量が増加するという利点がある。
また、前記入口流路仕切壁２３の下方側に位置する側壁を外方に膨出させて膨出部２０ａを形成してある。このため、本実施形態によれば、中央空間部１０ｃの底面積が増大し、侵入した水を貯えられる貯水量が増加するという利点がある。
【0053】
蓋体３０は、図２７に図示するように、ケース本体２０の入口流路部１４、入口バッファ部１６、中央空間部１０ｃ、出口バッファ部１７、出口流路部１８に対向する位置に、膨出部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅをそれぞれ設けてある。
本実施形態によれば、膨出部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅを設けてあるので、蓋体３０全体の剛性が大きくなる。特に、中央空間部１０ｃと対向する位置に設けた膨出部３８ｃは、蓋体３０と計測回路部５３との衝突を回避するだけでなく（図３１）、中央空間部１０ｃの容積を実質的に増大し、貯水量を増大させるという利点がある。
本実施形態によれば、膨出部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅを設けてあるので、蓋体３０全体の剛性が大きくなる。特に、中央空間部１０ｃと対向する位置に設けた膨出部３８ｃは、蓋体３０と計測回路部５３との衝突を回避するだけでなく（図３１）、中央空間部１０ｃの容積を実質的に増大し、貯水量を増大させるという利点がある。
【0054】
なお、前述の第１実施形態ないし第５実施形態のいずれの実施形態も、入口バッファ部１６に連通する入口連通孔２５ａが、入口バッファ部１６の上方に位置する。このため、入口連通孔２５ａは、入口バッファ部１６内に位置する計測ユニット５０の入口部５２ａよりも上方に位置する。そして、入口連通孔２５ａから入口バッファ部１６内に流下した被計測流体は、入口バッファ部１６内で気体と水分等とに分離され、水分等が除去・管理される。
（実施例１）
（実施例１）
【0055】
第１実施形態についてシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ～５７ｆにおける流量を求めるとともに、圧力損失を求めた。実施例１の結果を図３３の棒グラフ図および図３４のグラフ図に示す。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。
【0056】
図３３から明らかなように、最大流量（１,０２８（L/h））と最小流量（９６９（L/h））との差異は５９（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合の差異は５.９％であり、本実施形態のバラツキが後述する比較例のバラツキよりも小さいことを確認できた。
また、図３４に図示するように、圧力損失１８５.３(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。
（実施例２）
また、図３４に図示するように、圧力損失１８５.３(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。
（実施例２）
【0057】
第２実施形態についてシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ～５７ｆにおける流量を求めるとともに、圧力損失を求めた。実施例２の結果を図３５の棒グラフ図および図３６のグラフ図に示す。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。
【0058】
図３５から明らかなように、最大流量（１,０２２（L/h））と最小流量（９８８（L/h））との差異は３４（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合の差異は３．４％であり、本実施形態のバラツキが後述する比較例のバラツキよりも小さいことを確認できた。
また、図３６に図示するように、圧力損失１５９.７(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。
（実施例３）
また、図３６に図示するように、圧力損失１５９.７(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。
（実施例３）
【0059】
第３実施形態についてシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ～５７ｆにおける流量を求めるとともに、圧力損失を求めた。シミュレーション結果を図３６の棒グラフ図および図３７のグラフ図に示す。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。
【0060】
図３６から明らかなように、最大流量（１,０１６（L/h））と最小流量（９７２（L/h））との差異は４４（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合の差異は４．４％であり、本実施形態のバラツキが後述する比較例のバラツキよりも小さいことを確認できた。
また、図３７に図示するように、圧力損失１６９.６(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。
（実施例４）
また、図３７に図示するように、圧力損失１６９.６(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。
（実施例４）
【0061】
第４実施形態についてシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ～５７ｆにおける流量を求めるとともに、圧力損失を求めた。シミュレーション結果を図３８の棒グラフ図および図３９のグラフ図に示す。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。
【0062】
図３８から明らかなように、最大流量（１,０２３（L/h））と最小流量（９８１（L/h））との差異は４２（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合の差異は４．２％であり、本実施形態のバラツキが後述する比較例のバラツキよりも小さいことを確認できた。
また、図３９に図示するように、圧力損失１７７.６(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。
また、図３９に図示するように、圧力損失１７７.６(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。
【0063】
入口流路部１４と中央空間部１０ｃとが連通しているにも拘わらず、計測流量のバラツキが小さい。これは、流入口１３から流入した気体が脈動していても、中央空間部１０ｃ内に滞留する気体がいわばクッション材となり、流入した気体が入口連通孔２５ａを通過する前に気体の脈動が吸収・緩和されるためであると考えられる。
（実施例５）
（実施例５）
【0064】
第５実施形態についてシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ～５７ｆにおける流量を求めるとともに、圧力損失を求めた。実施例５の結果を図４０の棒グラフ図および図４１のグラフ図に示す。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。
なお、想定した理想的な一層当たりの体積流量は１,０００(L/h)とした。
【0065】
図４０から明らかなように、最大流量（１,０３３（L/h））と最小流量（９７３（L/h））との差異は６０（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合の差異は５．８％であり、本実施形態のバラツキが後述する比較例のバラツキよりも小さいことを確認できた。
また、図４１に図示するように、圧力損失１８４.６(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。
また、図４１に図示するように、圧力損失１８４.６(Pa)であり、社内の規格値(１９０(Pa))以下であることを確認できた。
【0066】
入口流路部１４と中央空間部１０ｃとが連通しているにも拘わらず、計測流量のバラツキが小さい。これは、流入口１３から流入した気体が脈動していても、中央空間部１０ｃ内に滞留する気体がいわばクッション材となり、流入した気体が入口連通孔２５ａを通過する前に気体の脈動が吸収・緩和されるためであると考えられる。
（比較例）
（比較例）
【0067】
既存の現行機種を模した超音波流量計をシミュレーションし、６つの計測流路５７ａ～５７ｆにおける流量を求めた。シミュレーション結果を図４２の棒グラフ図に示す。
【0068】
図４２から明らかなように、最大流量（１,０９５（L/h））と最小流量（９６８（L/h））との差異は１２７（L/h）である。理想的な流量を基準とした場合のバラツキの程度は１２.７％であった。
したがって、前述の各実施例に係る計測流量のバラツキが、既存の超音波流量計に係る計測流量のバラツキよりも小さいことが判った。
（実施例６，実施例７）
したがって、前述の各実施例に係る計測流量のバラツキが、既存の超音波流量計に係る計測流量のバラツキよりも小さいことが判った。
（実施例６，実施例７）
【0069】
第１実施形態および第４実施形態に対し、流動していない気体に、スピーカを介して低周波（数Ｈｚ）、中周波（約２０Ｈｚ）および高周波（数十Ｈｚ）の正弦波の圧力変動を付与し、計測流量の変動をそれぞれ測定し、実施例６，実施例７とした。実施例６，７の計測流量の測定結果を図４３に示す。
なお、本実施例における理想的な計測流量はゼロ（Ｌ／ｈ）である。
なお、本実施例における理想的な計測流量はゼロ（Ｌ／ｈ）である。
【0070】
図４３から明らかなように、計測流量の平均値が±１（Ｌ／ｈ）以内であり、検知しなければならない計測流量の最小値である基準値５（Ｌ／ｈ）よりも小さいことが判った。
特に、第４実施形態に係る実施例６については、中周波において計測流量の平均値が他の平均値よりも一桁小さいことが判った。これは、計測流量の変動が中央値を中心として変動しており、中央値からのズレが少なく、誤検出が少ないためである。
特に、第４実施形態に係る実施例６については、中周波において計測流量の平均値が他の平均値よりも一桁小さいことが判った。これは、計測流量の変動が中央値を中心として変動しており、中央値からのズレが少なく、誤検出が少ないためである。
【0071】
前述したように実施例６および実施例７、特に、実施例７の中周波における計測流量の平均値が他の計測流量の平均値よりも著しく小さい。これは、流入口１３から入口連通孔２５ａに気体が流入する場合に、気体の圧力が脈動していたとしても、中央空間部１０ｃ内に滞留する気体が、いわばクッション材として気体の脈動を吸収・緩和するためであると考えられる。
したがって、入口流路部１４に連通する中央空間部１０ｃの位置、形状、容積を適宜選択することにより、低周波、中周波および高周波における計測流量の平均値のバラツキを低減できることが判った。
（実施例８）
したがって、入口流路部１４に連通する中央空間部１０ｃの位置、形状、容積を適宜選択することにより、低周波、中周波および高周波における計測流量の平均値のバラツキを低減できることが判った。
（実施例８）
【0072】
第５実施形態に対し、流動していない気体に、スピーカを介して低周波（数Ｈｚ）、中周波（約２０Ｈｚ）および高周波（数十Ｈｚ）の正弦波の圧力変動を付与し、計測流量の変動を測定し、実施例８とした。実施例８の計測流量の測定結果を図４４に示す。
なお、本実施例における理想的な計測流量はゼロ（Ｌ／ｈ）である。
なお、本実施例における理想的な計測流量はゼロ（Ｌ／ｈ）である。
【0073】
図４４から明らかなように、計測流量の平均値が±１（Ｌ／ｈ）以内であり、検知しなければならない計測流量の最小値である基準値５（Ｌ／ｈ）よりも小さいことが判った。
特に、第５実施形態に係る実施例８については、高周波において計測流量の平均値が他の平均値よりも一桁小さいことが判った。これは、計測流量の変動が中央値を中心として変動しており、中央値からのズレが少なく、誤検出が少ないためである。
特に、第５実施形態に係る実施例８については、高周波において計測流量の平均値が他の平均値よりも一桁小さいことが判った。これは、計測流量の変動が中央値を中心として変動しており、中央値からのズレが少なく、誤検出が少ないためである。
【0074】
なお、前述の実施例７および実施例８は、ガスメータにガスが流れていない場合に、圧力変動を与えたときの計測流量と時間との関係を示すものであり、計測流量は０L/hであることが望ましい。そして、実施例７および実施例８は計測流量がおよそ±１L/h以内であり、特に、実施例８の計測流量平均値は－０．０４L/hないし－０．５２L/hであることから、両者が同等の性能を備えていることが判った。さらに、ガスメータは５L/hを超える流量を検知しなければならないが、前述の誤差範囲であれば、十分に検知可能であることが判った。
【0075】
前述したように実施例８の高周波における計測流量の平均値が他の計測流量の平均値よりも著しく小さい。これは、流入口１３から入口連通孔２５ａに気体が流入する場合に、気体の圧力が脈動していたとしても、中央空間部１０ｃ内に滞留する気体が、いわばクッション材として気体の脈動を効率的に吸収・緩和するためであると考えられる。
したがって、入口流路部１４に連通する中央空間部１０ｃの位置、形状、容積を適宜選択することにより、低周波、中周波および高周波における計測流量の平均値のバラツキを低減できることが判った。
（実施例９）
したがって、入口流路部１４に連通する中央空間部１０ｃの位置、形状、容積を適宜選択することにより、低周波、中周波および高周波における計測流量の平均値のバラツキを低減できることが判った。
（実施例９）
【0076】
第１実施形態について、流体の流れをシミュレーションで可視化した流跡線図を図４５に示す。
【0077】
図４５から明らかなように、流入口１３から流入した気体は入口連通孔２５ａを通過する際に絞られた後、再び拡散して計測ユニット５０の入口部５２ａから流入することが判った。このため、入口連通孔２５ａで絞られて拡散する際に気体の脈動が吸収されるとともに、迂回することによって沿面距離が長くなり、気体の圧力変動が緩和されることが判った。
（実施例１０）
（実施例１０）
【0078】
第３実施形態について、流体の流れをシミュレーションで可視化した流跡線図を図４６に示す。
【0079】
図４６から明らかなように、流入口１３から流入した気体が遮蔽板２８に衝突して拡散して迂回し、入口連通孔２５ａを通過する際に絞られた後、再び拡散して計測ユニット５０の入口部５２ａから流入することが判った。
【0080】
以上の流跡線図から明らかなように、気体が遮蔽板２８に衝突して迂回することにより、あるいは、入口連通孔２５ａによって気体が絞られ、拡散することにより、気体の脈動が吸収・緩和されることが判った。
【産業上の利用可能性】
【0081】
本発明は都市ガスに限らず、他の気体の流量計測に適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【0082】
１０ ケース
１０ａ 入口側空間部
１０ｂ 出口側空間部
１０ｃ 中央空間部
１０ｄ 水溜め用空間部
１０ｅ 収納部
１１ 流入部
１２ 流出部
１３ 流入口
１４ 入口流路部
１６ 入口バッファ部
１７ 出口バッファ部
１８ 出口流路部
１９ 中間バッファ部
２０ ケース本体
２０ａ 膨出部
２１ 出口流路仕切壁
２２ 出口バッファ仕切壁
２２ａ 係合受け部
２３ 入口流路仕切壁
２３ａ 内側壁
２４ 入口バッファ仕切壁
２４ａ 係合受け部
２４ｂ 切り欠き部
２５ 第１仕切壁
２５ａ 入口連通孔
２６ 第２仕切壁
２６ａ 出口連通孔
２７ 第３仕切壁
２８ 遮蔽板
３０ 蓋体
３１ 出口流路仕切壁
３２ 出口バッファ仕切壁
３３ 入口流路仕切壁
３４ 入口バッファ仕切壁
３４ａ 入口連通孔
３５ 第１仕切壁
３６ 第２仕切壁
３６ａ 出口連通孔
３７ 第３仕切壁
３８ａ～３８ｅ 膨出部
４０ 遮断弁
４１ 弁体
４５ 圧力センサ
４６ 中継コネクタ
５０ 計測ユニット
５１ 筒体
５２ａ 入口部
５２ｂ 出口部
５３ 計測回路部
５４ａ 超音波振動子
５４ｂ 超音波振動子
５５ 制御回路板
５６ａ～５６ｅ 整流板
５７ａ～５６ｆ 計測流路
６０ 第１鍔部
６１ スペーサ
６２ スペーサ
６３ ガスケット
１０ａ 入口側空間部
１０ｂ 出口側空間部
１０ｃ 中央空間部
１０ｄ 水溜め用空間部
１０ｅ 収納部
１１ 流入部
１２ 流出部
１３ 流入口
１４ 入口流路部
１６ 入口バッファ部
１７ 出口バッファ部
１８ 出口流路部
１９ 中間バッファ部
２０ ケース本体
２０ａ 膨出部
２１ 出口流路仕切壁
２２ 出口バッファ仕切壁
２２ａ 係合受け部
２３ 入口流路仕切壁
２３ａ 内側壁
２４ 入口バッファ仕切壁
２４ａ 係合受け部
２４ｂ 切り欠き部
２５ 第１仕切壁
２５ａ 入口連通孔
２６ 第２仕切壁
２６ａ 出口連通孔
２７ 第３仕切壁
２８ 遮蔽板
３０ 蓋体
３１ 出口流路仕切壁
３２ 出口バッファ仕切壁
３３ 入口流路仕切壁
３４ 入口バッファ仕切壁
３４ａ 入口連通孔
３５ 第１仕切壁
３６ 第２仕切壁
３６ａ 出口連通孔
３７ 第３仕切壁
３８ａ～３８ｅ 膨出部
４０ 遮断弁
４１ 弁体
４５ 圧力センサ
４６ 中継コネクタ
５０ 計測ユニット
５１ 筒体
５２ａ 入口部
５２ｂ 出口部
５３ 計測回路部
５４ａ 超音波振動子
５４ｂ 超音波振動子
５５ 制御回路板
５６ａ～５６ｅ 整流板
５７ａ～５６ｆ 計測流路
６０ 第１鍔部
６１ スペーサ
６２ スペーサ
６３ ガスケット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】