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Title:
FLOW RATE MEASUREMENT UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/175230
Kind Code:
A1
Abstract:
This flow rate measurement unit (10) comprises: a case (20) having an internal space; a first opening (29) that is open to the case; a first connection port (27) and a second connection port (28) that are open to the case and are different from the first opening; a second shut-off valve (42) that is disposed in the case and can open and close the second connection port; a first flow channel (81) that communicates with the internal space via the first connection port; a second flow channel (52) that communicates with the internal space via the second connection port and is provided independently of the first flow channel; and a measurement unit (80) that measures the flow rate of a fluid flowing out from the first opening (29) after flowing through the first flow channel (51).

Inventors:
SUGIYAMA MASAKI
FUKUI HIROTO
NAGANUMA NAOTO
Application Number:
PCT/JP2020/006192
Publication Date:
September 03, 2020
Filing Date:
February 18, 2020
Export Citation:
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Assignee:
PANASONIC IP MAN CO LTD (JP)
International Classes:
G01F1/00; G01F1/66; G01F3/22
Foreign References:
JP2001208578A2001-08-03
JPS6334515U1988-03-05
JP2014089123A2014-05-15
JP2001159549A2001-06-12
US20160341593A12016-11-24
CN105890691A2016-08-24
Attorney, Agent or Firm:
PATENT CORPORATE BODY ARCO PATENT OFFICE (JP)
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Claims:
\¥0 2020/175230 33 ?<:17 2020 /006192

請求の範囲

[請求項 1 ] 内部空間を有するケースと、

前記ケースに開口する第 1開口と、

前記ケースに開口し、 前記第 1開口と異なる第 1接続口及び第 2接 続口と、

前記ケースに配置され、 前記第 2接続口を開閉可能な第 2遮断弁と 前記第 1接続口を介して前記内部空間と連通する第 1流路と、 前記第 2接続口を介して前記内部空間と連通し且つ前記第 1流路と 独立して設けられている第 2流路と、

前記第 1流路に流通した後、 前記第 1開口から流出する流体の流量 を計測する計測部と、 を備えている、 流量計測ユニッ ト。

[請求項 2] 前記ケースに配置され、 前記第 1接続口を開閉可能な第 1遮断弁を 備えている、 請求項 1 に記載の流量計測ユニッ ト。

[請求項 3] 前記ケースは、 前記第 1接続口に対向する遮断弁が設けられない第

1空間、 及び、 前記第 2接続口に対向する前記第 2遮断弁が設けられ た第 2空間を前記内部空間に有している、 請求項 1 に記載の流量計測 ユニッ ト 0

[請求項 4] 前記ケースに配置され、 前記第 1接続口に対向する疑似弁体を備え ている、 請求項 1 に記載の流量計測ユニッ ト。

[請求項 5] 前記第 1流路は、 複数の整流板が配置された第 1整流空間を有し、 前記第 2流路は、 複数の前記整流板が配置された第 2整流空間を有 し、

前記計測部は、 前記第 1整流空間のみに対応して設けられ、 前記第 1整流空間を流通する流体の流量を計測する、 請求項 1〜 4のいずれ か一項に記載の流量計測ユニッ ト。

[請求項 6] 前記第 1流路は、 複数の整流板が配置された整流空間を有し、 前記第 2流路には、 前記整流板が配置されず、 〇 2020/175230 34 卩(:170? 2020 /006192

前記計測部は、 前記整流空間を流通する流体の流量を計測する、 請 求項 1〜 4のいずれか一項に記載の流量計測ユニッ ト。

[請求項 7] 前記第 1流路の断面積が前記第 2流路の断面積よりも小さい、 請求 項 1〜 6のいずれか一項に記載の流量計測ユニッ ト。

[請求項 8] 前記ケースは、 前記内部空間、 前記内部空間に前記第 1接続口を介 して連通する第 1弁空間、 及び、 前記内部空間に前記第 2接続口を介 して連通する第 2弁空間を有し、

前記第 1流路は前記第 1弁空間に接続され、

前記第 2流路は前記第 2弁空間に接続され、

前記第 2遮断弁は、 前記第 2弁空間に配置された弁体を有し、 前記 弁体が流通方向の下流側に向かって移動し前記第 2接続口を塞ぐよう に構成されている、 請求項 1〜 7のいずれか一項に記載の流量計測ユ ニッ ト。

[請求項 9] 前記計測部は、 前記第 2遮断弁が前記第 2接続口を閉じた閉塞状態 から、 前記第 2遮断弁が前記第 2接続口を開いた開放状態への移行時 における、 前記閉塞状態における流量と前記開放状態における流量と の差分に基づいて、 移行後の流量を補正する、 請求項 1〜 8のいずれ か一項に記載の流量計測ユニッ ト。

[請求項 10] 前記計測部は、 計測した流量が所定流量に達してから所定時間内に

、 前記第 2遮断弁の開閉を繰り返して、 前記閉塞状態における複数の 流量の平均値と前記開放状態における複数の流量の平均値との差分に 基づいて、 移行後の流量を補正する、 請求項 9に記載の流量計測ユニ ツ ト。

Description:
\¥02020/175230 1 卩(:17 2020/006192

明 細 書

発明の名称 : 流量計測ユニット

技術分野

[0001 ] 本発明は、 流量計測ユニッ トに関する。

背景技術

[0002] 従来の流量計測ユニッ トを用いた機器として、 特許文献 1のガスメータが 知られている。 このガスメータは、 メータ入口からメータ本体内部に延出さ れた延出部と、 メータ本体内に内装され、 被計測流体の導入部と導出部を備 えた直管状の計測流路と、 延出部の内部通路に配置された遮断弁と、 を備え ている。 この計測流路を有する流量計測ユニッ トは、 導入部が延出部に気密 に接続され、 互いの内部通路が連通している。

先行技術文献

特許文献

[0003] 特許文献 1 :特開 2 0 1 8 _ 1 9 4 5 0 7号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004] 現在、 市場では、 約 6 II程度の流量が計測できる一般家庭用の超音 計測方式のガスメータが用いられている。 また、 家庭用の 4倍の約 2 5 3 / 以上の大流量が計測できる業務用のガスメー タが用いられている。 この業 務用のガスメータについて、 従来の膜式計量方式よりも大幅な小型化が可 能 な超音波計測方式が要望されている。

[0005] 業務用のガスメータでは、 大流量の流体が通過するため、 圧力損失が大き くなる。 よって、 この圧力損失を低減するため、 配管口径及び流路断面積を 大きくすることが行われている。

[0006] しかしながら、 計量センサーを用いたガスメータの計量原理 によれば、 流 量〇は、 流速と断面積 3との積 (<3 = 3 ) により求められる。 この流速 Vは、 計量センサーにより計測流路の断面を通過す る流体の流れを検知され 〇 2020/175230 2 卩(:170? 2020 /006192

て算出される。 断面積 3は、 計測流路の断面の面積である。

[0007] このため、 流量〇が一定である場合、 断面積 3が大きくなるほど、 流速 V が小さくなる。 これにより、 計量センサーの検知限界流速 丨 nが同じ場 合、 断面積が大きいほど、 流量の計測限界流量〇 丨 nが低下してしまう ( 0〇! I 11 = 3 \ \/ |11 丨 11)

[0008] 例えば、 計量センサーを業務用メータに用いる。 この計量センサーは、 断

ある。 ここで、 計測限界流速が V 01 丨 であるとき、 0 111 I 1^ = 3 \/ |11 1 门 = 0 . と表せる。

[0009] この流量センサーを、 断面積 3が家庭用メータの 4倍の業務用メータに使 用する。 この場合、 流量センサーの計測限界流量〇’ 丨 は、 3 X 4 X V 111 I 1^ = 4〇111 丨 となり、 家庭用メータにおける計測限界流量 0 01 丨 门の 4倍の〇. 4 1_ / となってしまう。 このように、 検出できる限界能力は面 積に反比例して、 原理的に低下してしまう。

[0010] 本発明はこのような課題を解決するためにな されたものであり、 家庭用ガ スメータの低流量域から業務用メータの大流 量域までの広い範囲に亙って計 測精度の向上を図った流量計測ユニッ トを提供することを目的としている。 課題を解決するための手段

[001 1 ] 本発明のある態様に係る流量計測ユニッ トは、 内部空間を有するケースと 、 前記ケースに開口する第 1開口と、 前記ケースに開口し、 前記第 1開口と 異なる第 1接続口及び第 2接続口と、 前記ケースに配置され、 前記第 2接続 口を開閉可能な第 2遮断弁と、 前記第 1接続口を介して前記内部空間と連通 する第 1流路と、 前記第 2接続口を介して前記内部空間と連通し且つ 記第 1流路と独立して設けられている第 2流路と、 前記第 1流路に流通した後、 前記第 1開口から流出する流体の流量を計測する計 部と、 を備えている。

[0012] この構成によれば、 流量が少ない場合には第 2遮断弁により第 2接続口を 閉じた状態で、 流量が多い場合には第 2遮断弁により第 2接続口を開いた状 態で、 第 1流路に流通する流量を計測する。 これによって、 第 1流路に流通 〇 2020/175230 3 卩(:170? 2020 /006192

する流量を、 計測センサーが計測するのに適当な流速に調 整できる。 このた め、 計測センサーの計量限界付近などの低流量域 においては、 流速を上げて 、 精度の高い計測が可能となる。 このように、 低流量域から大流量域の広い 範囲に亘って流量の計測精度を高めることが できる。

[0013] この流量計測ユニッ トは、 前記ケースに配置され、 前記第 1接続口を開閉 可能な第 1遮断弁を備えていてもよい。 この構成によれば、 第 1遮断弁によ り第 1接続口を閉じ、 第 2遮断弁により第 2接続口を閉じる。 これにより、 緊急時など必要に応じて、 流体の供給を止めることができる。

[0014] 流量計測ユニッ トは、 前記ケースに配置され、 前記第 1接続口に対向する 疑似弁体を備えていてもよい。 この構成によれば、 疑似弁体により第 1接続 口に対向する空間を、 前記第 2接続口に対向する空間と対称に設けること できる。 これにより、 第 1接続口を介して第 1流路を流れる液体の流量を精 度良く計測することができる。 また、 疑似弁体を用いることにより、 遮断弁 を用いるよりも、 流量計測ユニッ トのコストの低減化及び軽量化を図ること ができる。

[0015] 流量計測ユニッ トでは、 前記ケースは、 前記第 1接続口に対向する遮断弁 が設けられない第 1空間、 及び、 前記第 2接続口に対向する前記第 2遮断弁 が設けられた第 2空間を前記内部空間に有していてもよい。 この構成によれ ば、 第 1接続口に対向する遮断弁を設けないことに り、 流量計測ユニッ ト のコストの低減化及び軽量化を図ることがで きる。

[0016] 流量計測ユニッ トでは、 前記第 1流路は、 複数の整流板が配置された第 1 整流空間を有し、 前記第 2流路は、 複数の前記整流板が配置された第 2整流 空間を有し、 前記計測部は、 前記第 1整流空間のみに対応して設けられ、 前 記第 1整流空間を流通する流体の流量を計測して よい。 この構成によれば 、 第 1流路及び第 2流路が対称に設けられるため、 低流量域から大流量域の 広い範囲に亙って流量の計測精度を高めるこ とができる。

[0017] 流量計測ユニッ トでは、 前記第 1流路は、 複数の整流板が配置された整流 空間を有し、 前記第 2流路には、 前記整流板が配置されず、 前記計測部は、 〇 2020/175230 4 卩(:170? 2020 /006192

前記整流空間を流通する流体の流量を計測 してもよい。 この構成によれば、 整流板を設けないことにより、 流量計測ユニッ トのコストの低減化及び軽量 化を図ることができる。

[0018] 流量計測ユニッ トでは、 前記第 1流路の断面積が前記第 2流路の断面積よ りも小さくてもよい。 この構成によれば、 第 1流路の流速を速めるため、 低 流量域から大流量域の広い範囲に亙って流量 の計測精度を高めることができ る。

[0019] 流量計測ユニッ トでは、 前記ケースは、 前記内部空間、 前記内部空間に前 記第 1接続口を介して連通する第 1弁空間、 及び、 前記内部空間に前記第 2 接続口を介して連通する第 2弁空間を有し、 前記第 1流路は、 前記第 1弁空 間に接続され、 前記第 2流路は前記第 2弁空間に接続され、 前記第 2遮断弁 は、 前記第 2弁空間に配置された弁体を有し、 前記弁体が流通方向の下流側 に向かって移動し前記第 2接続口を塞ぐように構成されている。 この構成に よれば、 弁体により第 2接続口を閉塞したときに流体の圧力が弁体 背面に 印加され、 第 2遮断弁の気密性をより向上させることがで る。

[0020] 流量計測ユニッ トでは、 前記計測部は、 前記第 2遮断弁が前記第 2接続口 を閉じた閉塞状態から、 前記第 2遮断弁が前記第 2接続口を開いた開放状態 への移行時における、 前記閉塞状態における流量と前記開放状態に おける流 量との差分に基づいて、 移行後の流量を補正してもよい。 この構成によれば 、 閉じた第 2遮断弁が開くことにより、 流量計測ユニッ トにおける流量が減 少する場合であっても、 流量を精度良く計測することができる。

[0021 ] 流量計測ユニッ トでは、 前記計測部は、 計測した流量が所定流量に達して から所定時間内に、 前記第 2遮断弁の開閉を繰り返して、 前記閉塞状態にお ける複数の流量の平均値と前記開放状態にお ける複数の流量の平均値との差 分に基づいて、 移行後の流量を補正してもよい。 この構成によれば、 差分に 流量の平均値を用いることにより、 差分に基づく流量の補正の精度を向上す ることができる。 発明の効果 〇 2020/175230 5 卩(:170? 2020 /006192

[0022] 本発明は、 以上に説明した構成を有し、 流量の広い範囲に亙って計測精度 の向上を図った流量計測ユニッ トを提供することができるという効果を奏す る。

[0023] 本発明の上記目的、 他の目的、 特徴、 及び利点は、 添付図面参照の下、 以 下の好適な実施態様の詳細な説明から明らか にされる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]本発明の実施の形態に係る流量計測ユニ トを示す斜視図である。

[図 2]図 1の八 _八線に沿って切断した流量計測ユニッ トの断面図である。

[図 3]図 1 に示す 線に沿って切断した流量計測ユニッ トを示す断面図で ある。

[図 4]図 1の流量計測ユニッ トを計量器に取り付けた状態を示す図である 。

[図 5]本発明の変形例 1 に係る流量計測ユニッ トを示す断面図である。

[図 6]本発明の変形例 2に係る流量計測ユニッ トを示す断面図である。

[図 7]本発明の変形例 3に係る流量計測ユニッ トを示す断面図である。

[図 8]本発明の変形例 4に係る流量計測ユニッ トを示す断面図である。

[図 9]本発明の変形例 5に係る流量計測ユニッ トを示す斜視図である。

[図 10]図 9の〇 _〇線に沿って切断した流量計測ユニッ トの断面図である。 [図 1 1]本発明の変形例 6に係る流量計測ユニッ トを示す斜視図である。

[図 12]図 1 1 線に沿って切断した流量計測ユニッ トの断面図である

[図 13]本発明の変形例 7に係る流量計測ユニッ トを示す斜視図である。

[図 14]図 1 3の _ 線に沿って切断した流量計測ユニッ トの断面図である

[図 15]本発明の変形例 5〜 7に係る流量計測ユニッ トを計量器に取り付け、 流体が計量器の入口から出口に流れる際の圧 力損失を計測した結果のグラフ である。

[図 16]本発明の変形例 8に係る流量計測ユニッ トにより計測される流速、 流 量及び補正流量を示すグラフである。 〇 2020/175230 6 卩(:170? 2020 /006192

[図 17]本発明の変形例 9に係る流量計測ユニッ トにより計測される流量の計 時変化を示すグラフである。

発明を実施するための形態

[0025] 以下、 本発明の実施の形態を、 図面を参照しながら具体的に説明する。

[0026] (実施の形態)

<流量計測ユニッ トの構成>

実施の形態に係る流量計測ユニッ ト 1 〇は、 図 1〜図 3に示すように、 ガ ス等の流体の流量を計測するユニッ トであって、 例えば、 第 1ユニッ ト 1 1 及び第 2ユニッ ト 1 2を備えている。

[0027] 第 1ユニッ ト 1 1は、 大流量の流体の流通を遮断可能なユニッ トであって 、 例えば、 ケース 2 0、 管部 3 0、 及び、 2つの遮断弁 (第 1遮断弁 4 1及 び第 2遮断弁 4 2) を備えている。 なお、 管部 3 0の中心軸 3 1 に平行な軸 方向を第 1方向とし、 第 1方向に直交し且つ互いに直交する方向を第 2方向 及び第 3方向と称する。

[0028] ケース 2 0は、 例えば、 直方体形状であって、 6つの壁 (第 1〜第 6壁)

、 及び、 これらの壁に囲まれた内部空間 (第 1内部空間 2 0〇) を有してい る。 第 1壁 2 1及び第 2壁 2 2は、 互いに対向し、 第 3方向に直交している 。 第 3壁 2 3及び第 5壁 2 5は、 互いに対向し、 第 1方向に直交している。 第 4壁 2 4及び第 6壁 2 6は、 互いに対向し、 第 2方向に直交している。

[0029] ケース 2 0は、 第 1壁 2 1 に凸状部 2 1 3 を有している。 凸状部 2 1 3 は 、 第 1方向に直交する断面が円弧形状であって、 第 1方向に延びている。 凸

から第 3方向に突出している。

[0030] 第 1壁 2 1 には第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8が開口し、 第 1壁 2 1 に交差 (例えば、 直交) する第 3壁 2 3には第 1開口 2 9が開口している。 また、 第 1壁 2 1 に対向する第 2壁 2 2には、 第 1遮断弁 4 1及び第 2遮断 弁 4 2が配置されている。

[0031 ] 管部 3 0は、 円筒等の筒形状により形成されており、 ケース 2 0の第 1開 〇 2020/175230 7 卩(:170? 2020 /006192

口 2 9に接続され、 ケース 2 0の第 1内部空間 2 0〇に連通している。 管部 3 0は、 第 2方向において第 3壁 2 3の中央に配置され、 第 1方向において 第 3壁 2 3から突出している。 管部 3 0の先端の外周面には、 例えば、 一対 の円環凸部 3 2が設けられている。 円環凸部 3 2は外周面において周方向に 延び、 一対の円環凸部 3 2の間隔には〇リング等のシール材が嵌めら る。

[0032] 管部 3 0の直径は、 第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8の直径、 及び、 第

3壁 2 3の第 3方向の寸法よりも大きい。 このため、 第 3方向において、 管 部 3 0の一端は第 2壁 2 2上に配置され、 管部 3 0の他端は第 1壁 2 1から 突出している。 この突出している部分は、 第 1壁 2 1の凸状部 2 1 3に接続 されている。

[0033] 第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8は、 円形等の形状であって、 互いに同 じ直径である。 第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8は、 同一の平面である第 1壁 2 1 において第 2方向に並び、 互いの間に凸状部 2 1 3を挟むように配 置されている。 また、 第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8は、 仮想面に対し て対称な位置であって、 第 1開口 2 9から同じ距離になるように配置されて いる。 この仮想面は、 第 2方向に直交し、 且つ、 管部 3 0の中心軸 3 1 を含 む平面である。

[0034] ケース 2 0の第 1内部空間 2 0〇は、 第 1接続口 2 7、 第 2接続口 2 8及 び第 1開口 2 9に連通している。 この第 1内部空間 2 0〇において、 第 1接 続口 2 7と第 1開口 2 9との間に第 1バッファ空間 2 0 3 が設けられ、 第 2 接続口 2 8と第 1開口 2 9との間に第 2バッファ空間 2 0匕が設けられてい る。

[0035] 第 1バッファ空間 2 0 3 は、 第 1開口 2 9と第 1接続口 2 7との間に延び る空間だけでなく、 第 2方向において第 1開口 2 9よりも第 1接続口 2 7側 の空間を含んでいる。 また、 第 2バッファ空間 2 0匕は、 第 1開口 2 9と第 2接続口 2 8との間に延びる空間だけでなく、 第 2方向において第 1開口 2 9よりも第 2接続口 2 8側の空間を含んでいる。

[0036] 第 1遮断弁 4 1は第 1接続口 2 7を開閉可能な弁であって、 第 2遮断弁 4 〇 2020/175230 8 卩(:170? 2020 /006192

2は第 2接続口 2 8を開閉可能な弁である。 遮断弁 4 1、 4 2は、 例えば、 家庭用等の小流量用の弁であって、 第 2方向において互いに隣接して配置さ れており、 弁体 4 3及びアクチユエータを有している。 弁体 4 3は、 例えば 、 円盤形状であって、 第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8の直径よりも大き な直径を有している。 弁体 4 3は、 その表面がケース 2 0内において第 1接 続口 2 7及び第 2接続口 2 8に対向して配置されている。

[0037] アクチユエータは、 移動部及び駆動部 4 6を有しており、 移動部はガイ ド 部 4 7及び軸部 4 8を有している。 ガイ ド部 4 7は、 筒形状であって、 内周 面に螺旋状溝が形成されて、 弁体 4 3の背面に固定されている。 軸部 4 8は 、 棒形状であって、 外周面にねじ山が形成されており、 ケース 2 0内におい て第 2壁 2 2に固定されている。 軸部 4 8は、 第 3方向に延びて、 ねじ山が 螺旋状溝に嵌るように、 ガイ ド部 4 7に揷入されている。 第 1遮断弁 4 1の 軸部 4 8及び第 2遮断弁 4 2の軸部 4 8は互いに平行に配置されている。

[0038] 駆動部 4 6は、 ステッピングモータ等の回転駆動機構であっ て、 ケース 2

0の第 2壁 2 2の外側に固定されている。 駆動部 4 6は、 軸部 4 8を嵌合し ており、 軸部 4 8を回転する。 これにより、 軸部 4 8がガイ ド部 4 7に対し て回転し、 ガイ ド部 4 7が軸部 4 8に対して第 3方向に移動する。 これに伴 い、 弁体 4 3は、 第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8を塞ぐ全閉位置と、 弁 体 4 3の可動範囲において第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8から最も離れ た全開位置との間を第 3方向に移動する。

[0039] このように移動する弁体 4 3に対して、 ケース 2 0の第 3方向の寸法 1 ~ 1が 設定されている。 寸法 1 ~ 1は、 第 1壁 2 1 と第 2壁 2 2との間の寸法であって 、 第 1長さ 1 と第 2長さ 2とを合わせた長さ ( 1 + 2) である。

[0040] 第 1長さ 1は、 第 3方向において、 全開位置に配置された弁体 4 3と第

2壁 2 2との間の長さであって、 全開位置において弁体 4 3が第 2壁 2 2か ら突出する長さである。 第 2長さ II 2は、 弁体 4 3のストローク長さであっ て、 弁体 4 3の全開位置と全閉位置と間の長さである。

[0041 ] これにより、 弁体 4 3が第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8を塞ぐ位置に 〇 2020/175230 9 卩(:170? 2020 /006192

第 1壁 2 1が配置されることになるため、 第 3方向においてケース 2〇をコ ンパクト化することができる。 また、 第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8と 第 1壁 2 1 とを同一平面に形成することができ、 流体は第 1接続口 2 7及び 第 2接続口 2 8から平坦な第 1壁 2 1 に沿って流れる。 これにより、 流体の 流れを阻害したり、 流体が滞留したりすることを防止でき、 流体の圧力損失 をさらに低減することができる。

[0042] なお、 ケース 2 0の第 1方向における寸法 0は、 遮断弁 4 1、 4 2を第 2 壁 2 2に取り付けられる最低限の寸法である。 寸法 0は、 遮断弁 4 1、 4 2 の直径と、 遮断弁 4 1、 4 2の取付マージンとの合計寸法と同じ又はそ よ りも大きい。

[0043] また、 ケース 2 0の第 2方向の寸法 は、 第 2方向に隣接した第 1遮断弁 4 1及び第 2遮断弁 4 2を第 2壁 2 2に取り付けられる最低限の寸法である 。 寸法 は、 例えば、 2つの遮断弁 4 1、 4 2の第 2方向の長さの総和と、 遮断弁 4 1、 4 2の取付マージンとの合計寸法である。 これにより、 ケース 2 0をコンパクト化することができる。

[0044] 第 2ユニッ ト 1 2は、 流路形成部材 5 0及び計測部 8 0を備えている。 流 路形成部材 5 0は、 筒状であって、 連結部 6 0及び流路部 7 0を有している

[0045] 連結部 6 0は、 第 1ユニッ ト 1 1のケース 2 0と一体的に形成されている が、 ケース 2 0と別に形成されていてもよい。 流路部 7 0は連結部 6 0とは 別に形成されて連結部 6 0に接続されているが、 連結部 6 0と一体的に形成 されてもよい。

[0046] 連結部 6 0は、 例えば、 第 3方向に直交する断面が矩形の筒形状であっ 、 第 3方向に延びている。 連結部 6 0は、 この断面を取り囲む 4つの壁 (第 1連結壁 6 1、 第 2連結壁 6 2、 第 3連結壁 6 3及び第 4連結壁 6 4) を有 し、 第 3方向の両端に開口 (第 1連結口 6 5及び第 2連結口 6 6) が設けら れている。 第 1連結壁 6 1及び第 2連結壁 6 2は、 互いに対向し、 第 1方向 に交差している。 第 3連結壁 6 3及び第 4連結壁 6 4は、 互いに対向し、 第 〇 2020/175230 10 卩(:170? 2020 /006192

2方向に交差している。

[0047] 第 1連結口 6 5が第 1ユニッ ト 1 1の第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8 を覆うように、 4つの連結壁はケース 2 0の第 1壁 2 1 に接続されている。 これにより、 第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8は、 4つの連結壁により周 囲が取り囲まれている。 ケース 2 0と連結部 6 0とは、 第 1接続口 2 7、 第 2接続口 2 8及び第 1連結口 6 5を介して互いに連通している。

[0048] 第 1連結口 6 5は第 2連結口 6 6よりも大きい。 このため、 各連結壁は、 第 1連結口 6 5から第 2連結口 6 6に向かうに伴い、 4つの連結壁により囲 まれた面積が小さくなるように直線的に傾斜 している。

[0049] さらに、 連結部 6 0は、 隔壁 6 7を有している。 隔壁 6 7は、 平板形状で あって、 第 2方向に直交している。 隔壁 6 7は、 第 3方向の一端が第 1接続 口 2 7と第 2接続口 2 8との間の凸状部 2 1 3に接続され、 第 3方向に延び ている。

[0050] 隔壁 6 7は、 第 2方向において第 3連結壁 6 3及び第 4連結壁 6 4のそれ それから等間隔に配置されている。 これにより、 連結部 6 0の内部空間は、 隔壁 6 7により、 隔壁 6 7と第 3連結壁 6 3との間の第 1連結路 6 8、 及び 、 隔壁 6 7と第 4連結壁 6 4との間の第 2連結路 6 9に二等分されている。

[0051 ] 流路部 7 0は、 例えば、 第 3方向に直交する断面が矩形の筒形状であっ 、 第 3方向に延びている。 流路部 7 0は、 この断面を取り囲む 4つの壁 (第 1流路壁 7 1、 第 2流路壁 7 2、 第 3流路壁 7 3及び第 4流路壁 7 4) を有 し、 第 3方向の両端に開口 (第 1流路口 7 9及び第 2流路口 (第 2開口 7 8 ) ) が設けられている。

[0052] 第 1流路壁 7 1及び第 2流路壁 7 2は、 互いに対向し、 第 1方向に直交し ている。 第 3流路壁 7 3及び第 4流路壁 7 4は、 互いに対向し、 第 2方向に 直交している。 これらの流路壁は平板で形成されている。 第 1流路壁 7 1は 第 1連結壁 6 1 に接続され、 第 2流路壁 7 2は第 2連結壁 6 2に接続され、 第 3流路壁 7 3は第 3連結壁 6 3に接続され、 第 4流路壁 7 4は第 4連結壁 6 4に接続されている。 〇 2020/175230 1 1 卩(:170? 2020 /006192

[0053] 第 1流路口 7 9が連結部 6 0の第 2連結口 6 6に接続されている。 これに より、 流路部 7 0と連結部 6 0とは、 第 1流路口 7 9及び第 2連結口 6 6を 介して互いに連通している。

[0054] 流路部 7 0は、 第 3方向において第 1流路口 7 9側から第 2流路口 (第 2 開口 7 8) 側に向かって、 第 1部分 (後走部分) 7〇 3 、 第 2部分 7 0匕 ( 計測部分) 及び第 3部分 (助走部分) 7 0〇を有している。 連結部 6 0の隔 壁 6 7は、 流路部 7 0の第 1部分 7 0 3 まで延び、 第 2方向において第 3流 路壁 7 3及び第 4流路壁 7 4のそれぞれから等間隔に配置されている。

[0055] また、 第 2部分 7 0匕には、 奇数枚 (例えば、 2 3枚) の整流板 7 7が一 定の間隔 (例えば、 2 ) で配置されている。 整流板 7 7は平板形状であ って、 第 2方向に直交している。 複数の整流板 7 7のうち、 第 2方向に並ぶ 中央の整流板 7 7 (隔離整流板 は、 第 3方向において隔壁 6 7に接 続されている。

[0056] これにより、 第 1部分 7 0 3 の内部空間は、 隔壁 6 7と第 3流路壁 7 3と の間の第 1連結路 6 8、 及び、 隔壁 6 7と第 4流路壁 7 4との間の第 2連結 路 6 9に二等分されている。 また、 第 2部分 7 0匕の空間は、 隔離整流板 7 7 3により、 隔離整流板 7 7 3 と第 3流路壁 7 3との間の第 1通路 7 5、 及 び、 隔離整流板 7 7 3と第 4流路壁 7 4との間の第 2通路 7 6に二等分され ている。

[0057] この第 1通路 7 5は第 1連結路 6 8に接続され、 第 1通路 7 5及び第 1連 結路 6 8は第 1流路 5 1 を形成している。 この第 1流路 5 1は、 第 1接続口 2 7に一端が接続されて、 第 1接続口 2 7を介してケース 2 0の第 1内部空 間 2 0〇と連通している。 第 1通路 7 5は、 第 1流路 5 1 において整流板 7 7が配置された第 1整流空間 (整流空間) である。

[0058] また、 第 2通路 7 6は第 2連結路 6 9に接続され、 第 2通路 7 6及び第 2 連結路 6 9は第 2流路 5 2を形成している。 この第 2流路 5 2は、 第 2接続 口 2 8に一端が接続されて、 第 2接続口 2 8を介してケース 2 0の第 1内部 空間 2 0〇と連通している。 第 2通路 7 6は、 第 2流路 5 2において整流板 〇 2020/175230 12 卩(:170? 2020 /006192

7 7が配置された第 2整流空間である。

[0059] このような第 1流路 5 1 と第 2流路 5 2とは互いに独立して流路形成部材

5 0に設けられている。 第 1流路 5 1 と第 2流路 5 2とは第 2方向において 隔壁 6 7及び隔離整流板 7 7 3に対して対称に設けられている。 このため、 第 3方向に直交する第 1流路 5 1の断面積 3と第 2流路 5 2の断面積 3とは 互いに等しい。

[0060] 第 2部分 7 0匕の空間において、 奇数の整流板 7 7は、 第 2方向に均等な 間隔を空けて配置されている。 第 2部分 7 0匕の空間は、 隔離整流板 7 7 3 により第 1通路 7 5及び第 2通路 7 6に分割されている。

[0061 ] 第 3部分 7 0〇は、 第 2内部空間 7 8 3 及び第 2開口 7 8を有する空間形 成部である。 第 2内部空間 7 8 3は、 第 2方向において第 3流路壁 7 3と第 4流路壁 7 4との間に拡がっている。 第 2内部空間 7 8 3は、 第 3方向の第 1流路 5 1の他端及び第 2流路 5 2の他端にそれぞれ接続し、 第 3方向にお いて各流路 5 1、 5 2の他端と第 2開口 7 8との間に延びている。 第 2開口 7 8は、 第 3方向において第 2部分 7 0匕側と反対側で、 第 3部分 7 0〇か ら外部へ開口している。

[0062] 図 1及び図 3に計測部 8 0を示す。 計測部 8 0は、 第 1流路 5 1の第 1整 流空間のみに対応して設けられ、 第 1整流空間に流通する流体の流量を計測 する装置であって、 例えば、 一対の超音波器 8 1、 8 2、 計測回路 8 3及び 制御部 8 4を有している。 超音波器 8 1、 8 2は、 超音波を送信及び受信可 能な機器であって、 第 2部分 7 0匕の第 1流路 5 1上に配置されている。 こ の第 1流路 5 1上の第 1流路壁 7 1 には窓部が開口している。

[0063] 一対の超音波器 8 1、 8 2は、 窓部を介して第 1流路 5 1の第 1整流空間 へ超音波を送信し、 この超音波を受信することができるように互 いが配置さ れている。 具体的には、 一対の超音波器 8 1、 8 2のうち、 第 1ユニッ ト 1 1側 (上流側) の超音波器 8 1、 及び、 その反対側 (下流側) の超音波器 8 2は、 第 3方向に間隔を空けて配列されている。

[0064] 計測回路 8 3は、 一対の超音波器 8 1、 8 2からの信号に基づきこの間を 〇 2020/175230 13 卩(:170? 2020 /006192

超音波が伝搬する時間を計測し、 計測した時間に基づいて流体の流量を算出 する。 この計測回路 8 3における時間の計測機能と、 流量の算出機能は、 1 つの回路により実現されてもよいし、 又は、 各機能を個別に備える 2つの回 路により実現されてもよい。

[0065] 制御部 8 4は、 例えば、 計測された流体の流量等の情報を無線通信に より 送信するための無線通信用の集積回路 (図示せず) 、 各部品を制御する集積 回路 (図示せず) 、 及び、 情報を記憶するメモリ (図示せず) を含んでいる 。 このような計測回路 8 3及び制御部 8 4は、 例えば、 基板に搭載されてお り、 互いに電気的に接続されている。

[0066] <流量計測ユニッ トの動作>

図 4に示すように、 流量計測ユニッ ト 1 0は、 流体 (例えば、 ガス) の流 量を計測する計量器 9 0 (例えば、 ガスメータ) に搭載されている。 例えば 、 計量器 9 0は、 業務用であって、 約 2 5〇1 3 / 11程度の大流量のガスが流通 可能である。 計量器 9 0は、 外殻筐体 9 1、 入口 9 2及び出口 9 3を有し、 入口 9 2及び出口 9 3は外殻筐体 9 1の天面に開口している。

[0067] 流量計測ユニッ ト 1 0を外殻筐体 9 1内に配置し、 管部 3 0を出口 9 3に 挿入して、 流量計測ユニッ ト 1 〇を計量器 9 0に取り付ける。 この際、 流量 計測ユニッ ト 1 0の第 3方向に入口 9 2及び出口 9 3が並ぶように、 計量器 9 0に対して流量計測ユニッ ト 1 0を配置する。

[0068] まず、 流量が所定値以上である場合について説明す る。 この場合、 制御部

8 4は、 第 1遮断弁 4 1及び第 2遮断弁 4 2の弁体 4 3を全開位置に配置す る。 流体は、 入口 9 2からいったん外殻筐体 9 1内に流入して充満する。 外 殻筐体 9 1の内部圧力が上昇すると、 流量計測ユニッ ト 1 0の内部との圧力 差によって、 流体は流量計測ユニッ ト 1 0の第 2開口 7 8から第 2ユニッ ト 1 2内に流入する。 そして、 流体は、 流路部 7 0の第 3部分 7 0〇 (助走部 分) 、 第 2部分 7 0 (計測部分) 、 第 1部分 7 0 3 (後走部分) 、 連結部 6 0を流通し、 第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8から第 1ユニッ ト 1 1 に 流入し、 第 1内部空間 2 0〇、 第 1開口 2 9及び管部 3 0を通り、 出口 9 3 〇 2020/175230 14 卩(:170? 2020 /006192

から排出される。

[0069] このように、 流体は、 第 2開口 7 8、 第 2内部空間 7 8 3及び第 1流路 5

1 を順に流れる。 また、 流体は、 第 2開口 7 8、 第 2内部空間 7 8 3及び第 2流路 5 2を順に流れる。 このため、 流量計測ユニッ ト 1 0において第 2開 口 7 8が流入口として機能する。

[0070] そして、 流体は、 第 1流路 5 1から第 1接続口 2 7を介して第 1内部空間

2 0〇に流入する。 また、 流体は、 第 2流路 5 2から第 2接続口 2 8を介し て第 1内部空間 2 0〇に流入する。 これにより、 第 1流路 5 1から流出した 流体及び第 2流路 5 2から流出した流体は、 第 1内部空間 2 0〇で合流し、 第 1開口 2 9から管部 3 0を介し外殻筐体 9 1の出口 9 3へ流れていく。 こ のため、 流量計測ユニッ ト 1 〇において第 1開口 2 9が流出口として機能す る。

[0071 ] このうち、 第 2部分 7 0匕の第 1通路 7 5において第 1流路 5 1 を流通す る流体の流量を計測部 8 0により計測する。 第 1流路 5 1の第 1通路 7 5、 及び、 第 2流路 5 2の第 2通路 7 6では、 整流板 7 7により流体が均一に、 かつ層流に整えられる。 この第 1通路 7 5において、 計測回路 8 3が上流側 の超音波器 8 1 に電気信号を送ると、 この超音波器 8 1は電気信号を超音波 に変換して第 1通路 7 5に向かって放射する。 これにより、 超音波は窓部を 通過して第 1通路 7 5に入り、 第 1通路 7 5を斜めに横断して、 第 2流路壁 7 2で反射し、 窓部から抜け、 下流側の超音波器 8 2に達する。 下流側の超 音波器 8 2は、 超音波を受け、 これを電気振動に変換して計測回路 8 3に出 力する。

[0072] 計測回路 8 3では、 上流側の超音波器 8 1へ電気信号を出力した時刻と、 下流側の超音波器 8 2から電気信号が入力された時刻との差に基 いて、 超 音波の伝搬時間を求める。 また同様にして、 下流側の超音波器 8 2から超音 波を放射し、 上流側の超音波器 8 1が超音波を受ける。 そして、 計測回路 8 3は、 この超音波の伝搬時間を求める。 最後に、 計測回路 8 3は、 これらの 伝搬時間に基づいて流体の流速を算出し、 測定した流速、 及び、 第 1通路 7 〇 2020/175230 15 卩(:170? 2020 /006192

5 (第 1整流空間) と第 2通路 7 6 (第 2整流空間) との断面積比から流量 を求めて、 制御部 8 4へ出力する。

[0073] 次に、 流量が 0から所定値未満の低流量域で計測する場合 ついて説明す る。 この場合、 制御部 8 4は、 第 1遮断弁 4 1の弁体 4 3は全開位置に配置 するが、 第 2遮断弁 4 2の弁体 4 3は全閉位置に配置する。 これにより、 ケ —ス 2 0の第 1内部空間 2 0〇と第 1流路 5 1 との間の開放は維持され、 第 1内部空間 2 0〇と第 2流路 5 2との間は遮断される。 このため、 計量器 9 0の入口 9 2から外殻筐体 9 1の内部より流入した流体は、 第 2開口 7 8か ら第 2ユニッ ト 1 2に流入するが、 第 2流路 5 2へは流れずに、 第 1流路 5 1のみへ流れる。

[0074] このため、 第 2ユニッ ト 1 2において流体が流れる流路の面積は、 総流路 面積 2 3 (第 1流路 5 1の断面積 3と第 2流路 5 2の断面積 3の合計) から 、 半分の断面積 3 (第 1流路 5 1の断面積 3) に半減される。 これにより、 第 1流路 5 1 における流速を、 第 1遮断弁 4 1及び第 2遮断弁 4 2を全開し た時の流速の 2倍に速められる。 このため、 このような流速調整機能によっ て、 計量器 9 0において低流量時の計測精度が高められる

[0075] 流体は、 第 2開口 7 8、 第 2内部空間 7 8 3 , 第 1流路 5 1、 第 1接続口

2 7及び第 1内部空間 2 0〇をこの順で流れる。 この第 1流路 5 1の第 1通 路 7 5 (第 1整流空間) では、 一対の超音波器 8 1、 8 2により超音波を送 信及び受信する。 これによって、 計測回路 8 3は、 超音波の伝搬時間を求め た上、 これに基づき第 1流路 5 1 における流量を算出する。 そして、 計測回 路 8 3は、 第 1流路 5 1の第 1整流空間及び第 2流路 5 2の第 2整流空間の 各第 3方向に対する断面積に基づき、 算出した流量から、 計量器 9 0におけ る流体の流量を演算する。

[0076] さらに、 制御部 8 4は、 異常時等、 必要に応じて、 第 1遮断弁 4 1及び第

2遮断弁 4 2の弁体 4 3は全閉位置に配置する。 これにより、 第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8が塞がれて、 計量器 9 0において流体の流通が遮断さ れ、 ガス使用に際しての安全性が向上する。 さらに、 流量を完全に遮断する 〇 2020/175230 16 卩(:170? 2020 /006192

ことができるので、 計測センサーの課題となっている 0点流量の補正が可能 となる。

[0077] このように、 流量が多い場合には第 1遮断弁 4 1及び第 2遮断弁 4 2を開 き、 流量が少ない低流量領域には第 1遮断弁 4 1 を開いたまま、 第 2遮断弁 4 2を閉じる。 これにより、 第 1流路 5 1 に流れる流量の範囲を、 計測セン サーが計測するのに適当な流速に調整できる 。 よって、 計測センサーの計量 限界付近の低流量域において流速を上げ、 かつ、 大流量域でも圧力損失を低 減し、 広い流量範囲に亙って計測精度の向上を図る ことができる。

[0078] さらに、 計測センサーの最小計量限界域では、 計量センサーの出力信号と ノイズとの比が小さいため、 誤差が大きく、 流量の計測精度が低下してしま う。 このような低流量領域において流速を速め、 出力信号を上げることによ り、 計測精度の向上を図ることができる。

[0079] また、 流量計測ユニッ ト 1 0は、 第 1経路及び第 2経路を有しており、 第

1経路と第 2経路とは互いに対称的な構成となっている この第 1経路は、 第 2開口 7 8から、 第 2内部空間 7 8 3、 第 1流路 5 1 を経て、 第 1接続口 2 7、 第 1内部空間 2 0〇、 第 1開口 2 9へ至る経路である。 また、 第 2経 路は、 第 2開口 7 8から、 第 2内部空間 7 8 3、 第 2流路 5 2を経て、 第 2 接続口 2 8、 第 1内部空間 2 0〇、 第 1開口 2 9へ至る経路である。 これに より、 流体を第 1経路及び第 2経路に均等に流通させることができ、 流量の 計測精度の向上が図られる。

[0080] 例えば、 第 1経路と第 2経路とが対称的な構成である場合、 第 1経路にお ける第 1流路 5 1の断面積 3 1、 及び、 第 1流路 5 1 を通過する流体の流速 V 1は、 第 2経路における第 2流路 5 2の断面積 3 2、 及び、 第 2流路 5 2 を通過する流体の流速 V 2とそれぞれ等しい。 このため、 第 1経路における 流量 0 1 ( 0 1 = 3 1 X V 1 ) と第 2経路における流量 0 2 ( 0 2 = 3 2 X 2 ) とは等しくなる。 よって、 流量 0 2を計測せず、 流量 0 1のみを計測 すればよく、 容易にかつ精度よく全体を通過する流量を算 出できる。

[0081 ] さらに、 第 1内部空間 2 0〇と第 1流路 5 1及び第 2流路 5 2とを接続口 〇 2020/175230 17 卩(:170? 2020 /006192

は、 第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8に分割されている。 このため、 これ を開閉する第 1遮断弁 4 1及び第 2遮断弁 4 2の弁体 4 3を小さくすること ができ、 この弁体 4 3を駆動する動力を低く抑えることができる これに伴 い、 流量計測ユニッ ト 1 〇の駆動エネルギの低減化が図られる。

[0082] また、 流量計測ユニッ ト 1 0において流体が流れる間に、 流れる流体の方 向及び流路の断面積が変わっていく。 ここで、 流体の流れを乱しやすい各遮 断弁 4 1、 4 2を、 計測部 8 0により流量を計測する第 1流路 5 1 よりも流 体の流れの下流に配置する。 これにより、 第 1流路 5 1 における流体の流通 が乱流となりにくく、 計測部 8 0が流体の流量を精度良く計測することがで きる。

[0083] さらに、 例えば、 第 1開口 2 9を計量器 9 0の出口 9 3に取り付けると、 流体が入口 9 2から計量器 9 0に流入してから、 第 1流路 5 1 に流入する。 この場合、 流体に混入したダストは、 計量器 9 0の内部空間に落ちるため、 直接的に第 1流路 5 1 に侵入し難い。 従って、 計測部 8 0は、 第 1流路 5 1 を流通する流体を精度良く計測することがで きる。 また、 ダストは各流路 5 1、 5 2を介してケース 2 0にも流入し難いため、 ケース 2 0内の各遮断弁 4 1、 4 2の気密性がダストによって低下することは 低減される。

[0084] <変形例 1 >

変形例 1 に係る流量計測ユニッ ト 1 〇では、 図 5に示すように、 ケース 2 0は、 第 1空間 2 0〇 1及び第 2空間 2 0〇 2を第 1内部空間 2 0〇に有し ている。 この第 1空間 2 0〇 1は、 第 1接続口 2 7に対向する遮断弁が設け られていない空間である。 第 2空間 2 0〇 2は、 第 2接続口 2 8に対向する 第 2遮断弁 4 2が設けられた空間である。

[0085] このように、 第 1接続口 2 7を開閉可能な第 1遮断弁がケース 2 0に設け られていない。 例えば、 第 1接続口 2 7は第 2壁 2 2に対向し、 第 2壁 2 2 には第 1遮断弁が取り付けられる開口が設けられて ない。 このため、 第 1 遮断弁の分だけ、 流量計測ユニッ ト 1 〇のコストの低減及び軽量化を図るこ とができる。 〇 2020/175230 18 卩(:170? 2020 /006192

[0086] <変形例 2 >

変形例 2に係る流量計測ユニッ ト 1 0は、 図 6に示すように、 ケース 2 0 に配置され、 第 1接続口 2 7に対向する疑似弁体 4 9を備えている。 疑似弁 体 4 9は、 第 2遮断弁 4 2の弁体 4 3と同じ形状及び同じ寸法を有しており 、 例えば、 円盤形状であって、 第 1接続口 2 7の直径よりも大きな直径を有 している。 疑似弁体 4 9は、 第 2壁 2 2に固定されており、 第 1内部空間 2 0〇において第 1接続口 2 7に対向して配置されている。 例えば、 疑似弁体 4 9は、 全開位置に設けられており、 全開位置に配置された第 2遮断弁 4 2 の弁体 4 3と対称な位置に配置されている。

[0087] このように、 疑似弁体 4 9により第 1接続口 2 7から第 1開口 2 9に至る 経路を、 第 2接続口 2 8に至る経路に対称に設けることができる。 これによ り、 液体は、 第 1流路 5 1 を介して第 1接続口 2 7及び第 2流路 5 2を介し て第 2接続口 2 8に均等に流れる。 このため、 流量の計測精度の向上を図る ことができる。

[0088] また、 疑似弁体 4 9は、 遮断弁よりも安価及び軽量である。 このため、 流 量計測ユニッ ト 1 0のコストの低減及び軽量化を図ることがで る。

[0089] <変形例 3 >

変形例 3に係る流量計測ユニッ ト 1 0では、 図 7に示すように、 第 1流路 5 1は、 複数の整流板 7 7が配置された第 1整流空間を有している。 また、 第 2流路 5 2には、 整流板が配置されていない。 計測部 8 0は、 第 1整流空 間を流通する流体の流量を計測する。

[0090] このように、 第 1流路 5 1の第 1通路 7 5には、 複数の整流板 7 7が配置 され、 第 1整流空間として機能する。 第 2流路 5 2の第 2通路 7 6には、 整 流板 7 7が配置されていない。

[0091 ] このため、 第 1流路 5 1及び第 2流路 5 2は、 流通抵抗が異なり、 流速及 び流量が相違する。 よって、 第 1流路 5 1 における流速と、 第 1流路 5 1及 び第 2流路 5 2の流量 (流量計測ユニッ ト 1 0の流量) との関係を実験等に より予め求めておく。 この関係に基づき、 計測部 8 0により求められた第 1 〇 2020/175230 19 卩(:170? 2020 /006192

流路 5 1の流速から、 流量計測ユニッ ト 1 0の流量を求める。

[0092] 従って、 第 2流路 5 2に整流板 7 7が設けられないことにより、 流量計測 ユニッ ト 1 0のコストの低減及び軽量化を図ることがで る。

[0093] なお、 変形例 1及び 2の流量計測ユニッ ト 1 0においても、 変形例 3のよ うに第 2流路 5 2に整流板が配置されていなくてもよい。

[0094] <変形例 4 >

変形例 4に係る流量計測ユニッ ト 1 0では、 図 8に示すように、 延伸方向 (例えば、 第 3方向) に対する第 1流路 5 1の断面積が、 延伸方向 (例えば 、 第 3方向) に対する第 2流路 5 2の断面積よりも小さい。

[0095] 例えば、 隔離整流板 7 7 3 は、 第 2方向において第 4流路壁 7 4よりも第

3流路壁 7 3に近くに配置されている。 また、 隔壁 6 7は、 第 2方向におい て第 4連結壁 6 4よりも第 3連結壁 6 3に近くに配置されている。 第 3方向 において、 隔離整流板 7 7 3と隔壁 6 7とは、 直線上に並んで、 互いに接続 されている。

[0096] この隔壁 6 7及び隔離整流板 7 7 3 と第 3連結壁 6 3及び第 3流路壁 7 3 との間に、 第 1流路 5 1が形成される。 また、 隔壁 6 7及び隔離整流板 7 7 3と第 4連結壁 6 4及び第 4流路壁 7 4との間に、 第 2流路 5 2が形成され る。 この第 1流路 5 1は、 第 2方向の寸法が第 2流路 5 2よりも狭い。

[0097] これにより、 第 3方向に直交する第 1流路 5 1の断面積が、 第 3方向に直 交する第 2流路 5 2の断面積よりも小さい。 例えば、 第 1流路 5 1の断面積 と第 2流路の 5 2の断面積との比が、 1 : 3である。 この場合、 第 1遮断弁 4 1 により第 1流路 5 1 を開放し、 第 2遮断弁 4 2により第 2流路 5 2を遮 断する。 これにより、 第 1流路 5 1の流速が、 第 1流路 5 1及び第 2流路 5 2を開放した場合の 4倍になる。 よって、 低流量における計測精度の向上を 図ることができる。

[0098] なお、 変形例 1〜 3の流量計測ユニッ ト 1 0においても、 変形例 4のよう に第 1流路 5 1の断面積を第 2流路の 5 2の断面積よりも小さく してもよい 〇 2020/175230 20 卩(:170? 2020 /006192

[0099] <変形例 5 >

変形例 5に係る流量計測ユニッ ト 1 0では、 図 9及び図 1 0に示すように 、 第 1遮断弁 4 1の弁体軸 及び第 2遮断弁 4 2の弁体 軸 を、 第 3方向に対し傾斜するように配置している。 各弁体軸 4 2 3 は、 例えば、 アクチユエータの軸部 4 8の中心軸で ある。 第 3方向に対する第 1弁体軸 4 1 3の角度と、 第 3方向に対する第 2 弁体軸 4 2 3の角度とは、 互いに等しい。

[0100] 第 1弁体軸 4 1 3 と第 2弁体軸 4 2 3 との間隔は、 第 3方向において第 2 開口 7 8に近くなるほど狭くなっており、 流通の上流側ほど狭くなっている 。 これにより、 第 2方向におけるケース 2 0の第 1内部空間 2 0〇が小型化 でき、 ケース 2 0に取付けられた第 1遮断弁 4 1 と第 2遮断弁 4 2の最大寸 を小さくできる。 結果として、 流量計測ユニッ ト 1 0を収納する計量 器 9 0の外殻筐体 9 1の第 2方向の寸法を小さくすることができ、 より小型 化で薄型化した計量器 9 0を提供することが可能となる。

[0101 ] なお、 変形例 1〜 4の流量計測ユニッ ト 1 0においても、 変形例 5のよう に第 1遮断弁 4 1及び第 2遮断弁 4 2を、 第 1弁体軸 4 1 3 と第 2弁体軸 4 2 3 との間隔が上流側ほど狭くなるように第 3方向に対し傾斜させてもよい

[0102] <変形例 6 >

変形例 6に係る流量計測ユニッ ト 1 0では、 図 1 1及び図 1 2に示すよう に、 ケース 2 0は、 内部空間 (第 1内部空間 2 0〇) 、 第 1内部空間 2 0〇 に第 1接続口 2 7を介して連通する第 1弁空間 2 0 、 及び、 第 1内部空間 2 0〇に第 2接続口 2 8を介して連通する第 2弁空間 2 0 6を有している。 第 1流路 5 1は、 第 1弁空間 2 0 に接続され、 第 2流路 5 2は第 2弁空間 2〇 6に接続されている。 第 2遮断弁 4 2は、 第 2弁空間 2 0 6 に配置され た弁体 4 3 (第 2弁体 4 3匕) を有し、 弁体 4 3が流通方向の下流側に向か って移動し第 2接続口 2 8を塞ぐように構成されている。

[0103] 具体的には、 ケース 2 0は、 本体部 2 0干、 第 1弁部 2 0 9及び第 2弁部 〇 2020/175230 21 卩(:170? 2020 /006192

2 0 1^を有している。 本体部 2 0干は、 例えば、 略円筒形状であって、 その 中心軸は第 1方向に平行である。 本体部 2 0干は、 第 1方向における一端が 閉じられており、 他端が管部 3 0に接続されている。 本体部 2 0チは、 管部

3 0と同軸に配置されており、 第 1内部空間 2 0〇を規定している。 第 1内 部空間 2 0〇は、 第 1開口 2 9を介して管部 3 0の内部空間に連通している

[0104] 第 1弁部 2 0 9は、 略円筒形状であって、 その中心軸は第 1方向に交差し ている。 第 1弁部 2 0 9は、 第 1弁空間 2 0 を規定し、 一端が本体部 2 0 干に接続し、 他端に第 1遮断弁 4 1が取り付けられている。 第 2弁部 2 0 II は、 略円筒形状であって、 その中心軸は第 1方向に交差している。 第 2弁部 2 0 は、 第 2弁空間 2 0 6 を規定し、 一端が本体部 2 0チに接続し、 他端 に第 2遮断弁 4 2が取り付けられている。

[0105] 各遮断弁 4 1、 4 2において、 駆動部 4 6は弁体 4 3 3、 4 3 匕よりも第

3方向の第 2開口 7 8側に配置されている。 第 1遮断弁 4 1の第 1弁体軸 4 1 3と、 第 2遮断弁 4 2の第 2弁体軸 4 2 3 とは、 互いの間隔が第 3方向に おいて第 2開口 7 8に近くなるほど広くなるように第 3方向に対し傾斜して いる。 3方向に対する第 1弁体軸 4 1 3の角度と、 第 3方向に対する第 2弁 体軸 4 2 3の角度とは、 互いに等しい。

[0106] ケース 2 0は、 その内部に、 第 1内部空間 2 0〇、 第 1弁空間 2 0 及び 第 2弁空間 2 0 6 を有している。 第 1弁空間 2 0 の一端は、 第 1接続口 2 7を介して第 1内部空間 2 0〇に接続している。 第 2弁空間 2 0 6の一端は 、 第 2接続口 2 8を介して第 1内部空間 2 0〇に接続している。 第 1弁空間 2 0 と第 2弁空間 2 0 6 は、 第 1内部空間 2 0〇の中心軸を通り、 第 2方 向に直交する仮想平面に対して対称に設けら れている。 第 1接続口 2 7及び 第 2接続口 2 8は、 互いの間に第 1内部空間 2 0〇を挟んで配置されている

[0107] 第 1遮断弁 4 1の第 1弁体 4 3 3は第 1弁空間 2 0 に配置され、 第 1弁 体 4 3 3の表面は第 1接続口 2 7に対向し、 背面はガイ ド部 4 7に接続され 〇 2020/175230 22 卩(:170? 2020 /006192 ている。 第 1遮断弁 4 1のガイ ド部 4 7及び軸部 4 8は、 第 1接続口 2 7に 直交する方向に延びている。 ガイ ド部 4 7に対し軸部 4 8が駆動部 4 6によ り回転すると、 第 1弁体 4 3 3は、 第 1接続口 2 7に直交する方向において 進退して、 第 1接続口 2 7を開閉可能である。

[0108] 第 2遮断弁 4 2の第 2弁体 4 3匕は第 2弁空間 2 0 6に配置され、 第 2弁 体 4 3匕の表面は第 2接続口 2 8に対向し、 背面はガイ ド部 4 7に接続され ている。 第 2遮断弁 4 2のガイ ド部 4 7及び軸部 4 8は、 第 2接続口 2 8に 直交する方向に延びている。 ガイ ド部 4 7に対し軸部 4 8が駆動部 4 6によ り回転すると、 第 2弁体 4 3匕は、 第 2接続口 2 8に直交する方向において 進退して、 第 2接続口 2 8を開閉可能である。

[0109] また、 第 1弁空間 2 0 は、 第 1接続口 2 7を介して第 1内部空間 2 0〇 に接続すると共に、 第 1連結口 6 5 ( 6 5 3 ) を介して第 1流路 5 1 に接続 している。 第 1弁体 4 3 3が第 1接続口 2 7を開放した状態では、 流体は、 第 2開口 7 8、 第 2内部空間 7 8 3、 第 1流路 5 1、 第 1連結口 6 5 3、 第 1弁空間 2 0 及び第 1接続口 2 7、 第 1内部空間 2 0〇, 第 1開口 2 9及 び管部 3 0の順で流れる。 この流通方向の下流側に向かって第 1弁体 4 3 3 が移動し第 1接続口 2 7を塞ぐ。 この第 1弁体 4 3 3 が第 1接続口 2 7を閉 塞した状態では、 第 1流路 5 1 と第 1内部空間 2 0〇とが遮断されて、 第 1 流路 5 1からの流体は第 1弁体 4 3 3の背面へと流れる。 これにより、 第 1 弁体 4 3 3が第 1接続口 2 7の周囲のケース 2 0 (弁座) に押さえつけられ 、 第 1遮断弁 4 1の気密性をより向上させることができる。

[01 10] また、 第 2弁空間 2〇 6 は、 第 2接続口 2 8を介して第 1内部空間 2 0〇 に接続すると共に、 第 1連結口 6 5 ( 6 5 13 ) を介して第 2流路 5 2に接続 している。 第 2弁体 4 3匕が第 2接続口 2 8を開放した状態では、 流体は、

2弁空間 2 0 6 及び第 2接続口 2 8、 第 1内部空間 2 0〇、 第 1開口 2 9及 び管部 3 0の順で流れる。 この流通方向の下流側に向かって第 2弁体 4 3匕 が移動し第 2接続口 2 8を塞ぐ。 この第 2弁体 4 3匕が第 2接続口 2 8を閉 〇 2020/175230 23 卩(:170? 2020 /006192

塞した状態では、 第 2流路 52と第 1内部空間 20〇とが遮断されて、 第 2 流路 52からの流体は第 2弁体 43匕の背面へと流れる。 これにより、 第 2 弁体 4313が第 2接続口 28の周囲のケース 20 (弁座) に押さえつけられ 、 第 2遮断弁 42の気密性をより向上させることができる。

[0111] なお、 変形例 1〜 4の流量計測ユニッ ト 1 0においても、 変形例 6のよう に弁体 433, 43匕が流通方向の下流側に向かって移動し接 口 27、 2 8を塞ぐように遮断弁 4 1、 42を配置してもよい。

[0112] <変形例 7>

変形例 7に係る流量計測ユニッ ト 1 0では、 図 1 3及び図 1 4に示すよう に、 管部 30が、 ケース 20の第 1開口 29に接続する基端口 33と、 基端 口 33と反対の先端口 34を有し、 先端口 34よりも基端口 33の径が大き い形状を有している。

[0113] 例えば、 管部 30は、 中心軸 3 1 に直交する断面積が先端口 34から基端 口 33に向かうに伴い大きくなり、 例えば、 切頭円錐形状を有している。 ま た、 ケース 20は、 中心軸 3 1 に直交する断面積が、 第 1開口 29に近づく ほど大きくなり、 例えば、 切頭円錐形状を有している。

[0114] これにより、 ケース 20の第 1内部空間 20〇を十分大きく取れ、 管部 3

0内及び第 1内部空間 20〇を流体が流れる圧力損失が低減される。 よって 、 流量計測ユニッ ト 1 〇の先端口 34を計量器 90 (図 4) の出口 93に取 り付けた場合、 図 1 5に示すように、 計量器 90の入口 92から出口 93に 流れる流体の圧力損失が低くなる。 このため、 より計量時の圧力損失の小さ い計量器を提供することが可能となる。

[0115] なお、 変形例 1〜 6の流量計測ユニッ ト 1 0においても、 変形例 7のよう に先端口 34よりも基端口 33の面積が大きくなるように管部 30を形成し てもよい。

[0116] <変形例 8>

変形例 8に係る流量計測ユニッ ト 1 0では、 計測部 80は、 第 2遮断弁 4 2が第 2接続口 28を閉じた閉塞状態から、 第 2遮断弁 42が第 2接続口 2 〇 2020/175230 24 卩(:170? 2020 /006192

8を開いた開放状態への移行時における、 閉塞状態における流量 (切替閉塞 流量 と開放状態における流量 (切替開放流量 0 %〇) との差分 (切 替誤差〇㊀ 〇 に基づいて、 移行後の流量 (開放流量 0〇) を補正する。

[01 17] 具体的には、 流量計測ユニッ ト 1 0の動作について、 図 1 6 (3) 〜図 1

6 (〇) を参照して説明する。 図 1 6 ( ^) のグラフでは、 真の流量〇 1:を 横軸に採り、 計測流速 V を縦軸に採っている。 この真の流量 0 1:は、 流量 計測ユニッ ト 1 0に流れる流体の流量である。 計測流速 V は、 流量計測ユ ニッ ト 1 0を流れる流体の流速であって、 計測部 8 0により計測される流速 である。

[01 18] 流量〇 1:が 0から所定の流量 (切替流量〇%) 以下の低流量域では、 第 1 遮断弁 4 1が開いた開放状態であって、 第 2遮断弁 4 2が閉じた閉塞状態で ある。 このような状態では、 流体は第 1流路 5 1 を流れ、 第 2流路 5 2を流 れない。 そして、 流量 0 1:が増加するに伴い、 計測流速 V は一定に割合で 増加していく。

[01 19] ここで、 流量 0 1が切替流量 0 に達すると、 制御部 8 4は第 2遮断弁 4

2を開く。 これにより、 第 2遮断弁 4 2は閉塞状態から開放状態となり、 第 1遮断弁 4 1及び第 2遮断弁 4 2が開放状態である。 このような状態では、 流体は第 1流路 5 1及び第 2流路 5 2を流れる。

[0120] なお、 この第 2遮断弁 4 2の閉塞状態における計測流速 〇1を閉塞流速 V

3と称し、 第 2遮断弁 4 2の開放状態における計測流速 V を開放流速 V〇 と称する。 また、 第 2遮断弁 4 2を閉塞状態から開放状態への切り替え時に おける閉塞流速 V 3であって、 流量 0 1が切替流量〇 であるときの閉塞流 速 V 3を切替閉塞流速 3と称し、 第 2遮断弁 4 2切り替え時における開 放流速 V〇であって、 流量 <3 1が切替流量〇 であるときの開放流速 V〇を 切替開放流速 V %〇と称する。

[0121 ] これにより、 流量 0 1:が切替流量〇 に達すると、 流体が流れる流路の断 面積 3は、 第 1遮断弁 4 1が開放状態で、 第 2遮断弁 4 2が閉塞状態におけ る閉塞流路面積 3 3から、 第 1遮断弁 4 1及び第 2遮断弁 4 2が開放状態に 〇 2020/175230 25 卩(:170? 2020 /006192

おける開放流路面積 3〇になる。 この閉塞流路面積 33は第 1流路 5 1の断 面積 31であり、 開放流路面積 3〇は、 断面積 31 と第 2流路 52の断面積 32との合計面積である。 このような面積の増加によって、 流路面積の比 3 〇/33に従って、 ら切替開放流速 V 〇へ減少する。

[0122] このように、 流路面積 33と 3〇との比により V 3と V〇との比が決まる 。 例えば、 31 =32ならば 30 = 2X33となり、 断面積の比 が 2となるため、 流速の比 V〇/ 3は 1 /2となり、 〇は 3の 1 /2 となる。 また、 31 X3 = 32ならば、 30 = 4X33となり、 断面積の比 3〇/33は 4となるため、 流速の比 V〇/ 3は 1 /4となり、 〇は 3の 1 /4となる。

[0123] 図 9 (匕) のグラフでは、 真の流量 0 Iを横軸に採り、 計測流量〇 を縦 軸に採っている。 計測流量 0 は、 流量計測ユニッ ト 1 0を流れる流体の流 量であって、 計測部 80による計測流速 V から求められる。 計測流量〇〇! は流路の断面積 3 X計測流速 V で計算される。

[0124] なお、 この第 2遮断弁 42の閉塞状態における計測流量〇 を閉塞流量〇

3と称し、 第 2遮断弁 42の開放状態における計測流量 0 を開放流量〇〇 と称する。 また、 第 2遮断弁 42切り替え時における閉塞流量〇 3であって 、 真の流量〇 1が切替流量 0 %であるときの閉塞流量 <33を切替閉塞流量〇 3と称し、 第 2遮断弁 42切り替え時における開放流量〇〇であって 真 の流量〇 が切替流量 <3 であるときの開放流量 <3〇を切替開放流量 Qwo と称する。

[0125] 第 1遮断弁 4 1が開放され、 第 2遮断弁 42が閉塞された状態では、 流体 は第 2流路 52に流れずに第 1流路 5 1 に流れる。 ここで、 真の流量〇 1:が 0から増加するに伴い、 図 1 6 (a) に示すように閉塞流速 V 3が 0から増 加し、 図 1 6 (b) に示すように閉塞流量〇 3 =33 XV 3が増加する。 そ して、 真の流量 <3 Iが切替流量 0 %に達すると、 閉塞流量 03が切替閉塞流 量0 3 =33 3となり、 第 2遮断弁 42が開放される。 〇 2020/175230 26 卩(:170? 2020 /006192

[0126] 第 2遮断弁 4 2が開放されると、 第 1流路 5 1 に加えて第 2流路 5 2にも 流体が流れる。 このため、 切替開放流量 0 〇は、 切替開放流速 V 〇と流 路面積 3〇との積 (= 3 〇 父 \^ 〇) となる。 そして、 が増加する に伴い、 開放流量〇〇は増加していく。

[0127] このように、 計測回路 8 3は、 閉塞流量 0 3、 切替閉塞流量 0 3、 開放 流量 0〇及び切替開放流量〇 〇を測定する。 そして、 制御部 8 4は切替閉 塞流量〇 3及び切替開放流量 <3 〇を記憶する。 この切替開放流量 <3 〇 と切替閉塞流量〇 3とは等価であるべきである。 しかしながら、 第 2遮断 弁 4 2の開放により計測流速 V〇!が閉塞流速 V 3から開放流速 V〇に減少す るため、 計測回路 8 3の計測精度が低下することがある。 この場合、 切替閉 塞流量 0 3よりも切替開放流量 0 〇の計測精度が低くなり、 これらの間 に切替誤差〇㊀ 「 (= 0 \«〇_ 0 \« 3) が生じる。

[0128] そこで、 図 1 6 (〇) に示すように、 切替誤差 「に基づいて計測流量 〇 を補正する。 図 1 6 (〇) のグラフでは、 真の流量〇 1:を横軸に採り、 補正流量〇〇 「を縦軸に採っている。 補正流量 <3〇 「は、 計測流量 <3〇!を補 正した流量である。 なお、

(閉塞流量〇 3) を補正した流量を閉塞補正流量〇〇 「 3と称し、 第 2遮断 弁 4 2の開放状態における計測流量〇〇! (開放流量 0〇) を補正した流量を 開放補正流量〇〇 「〇と称する。

[0129] 切替流量〇 では、 閉塞流路面積 3 3が開放流路面積 3〇よりも小さいこ とにより、 閉塞流速 V 3が開放流速 V〇よりも大きいため、 閉塞流量〇 3の 計測精度が開放流量 0〇よりも高い。 このため、 閉塞補正流量 0〇 「 3 =閉 塞流量 0 3とする。 これに対し、 開放流量 0〇は切替誤差 0㊀ 「に基づいて 補正され、 開放補正流量〇〇 「〇は、 開放流量〇〇から切替誤差 0 6 「を差 し引いた〇〇—〇㊀ 「となる。

[0130] このように、 計測回路 8 3は、 閉塞流量 0 3、 切替閉塞流量 0 3、 開放 流量 0〇及び切替開放流量〇 〇を測定する。 そして、 制御部 8 4は、 切替 流量 <3 以下の計測流量 <3〇!では閉塞流量 <3 3を開放補正流量 <3〇 「〇とし 〇 2020/175230 27 卩(:170? 2020 /006192

て用い、 これを流体の流量 (計測値) として出力する。 一方、 制御部 8 4は 、 切替流量 0 %よりも多い計測流量〇 では、 開放流量 0〇を切替誤差 「に基づいて補正した開放補正流量〇〇 「〇 (二〇〇—〇㊀ 「) を、 流体の 流量として出力する。

[0131 ] このように計測流量〇 を補正することにより、 第 2遮断弁 4 2が閉塞状 態から開放状態に切り替わっても、 流体の流量が連続するため、 流量の計測 精度を向上することができる。

[0132] なお、 変形例 1〜 7の流量計測ユニッ ト 1 0においても、 変形例 8のよう に計測部 8 0は流量を補正することができる。

[0133] <変形例 9>

変形例 9に係る流量計測ユニッ ト 1 0では、 計測部 8 0は、 第 2遮断弁 4 2が第 2接続口 2 8を閉じた閉塞状態から、 第 2遮断弁 4 2が第 2接続口 2 8を開いた開放状態への移行時における、 閉塞状態における流量 (切替閉塞 と開放状態における流量 (切替開放流量<3 \«〇 01) との差分

(切替誤差 0 6 「〇〇 に基づいて、 移行後の流量 (開放流量 0〇) を補正す る。 ここで、 計測部 8 0は、 計測した流量 (計測流量〇 ) が所定流量 (切 替流量 0 %未満の値である切替下流量<3 % 1_) に達してから所定時間内 (切 替期間丁 ) に、 第 2遮断弁 4 2の開閉を繰り返して、 閉塞状態における複 数の流量の平均値 (切替閉塞流量 と開放状態における複数の流量 の平均値 (切替開放流量 0 %〇〇〇 との差分 (切替誤差 0 6 「〇〇 に基づい て、 移行後の流量 (開放流量〇〇) を補正する。

[0134] 具体的には、 図 1 7を参照して、 この補正方法について説明する。 図 1 7 のグラフでは、 時間丁を横軸に採り、 計測流量〇 を縦軸に採っている。 計 測流量〇 が所定流量帯 (切替流量帯) における所定時間 (切替期間丁%) における流量に基づいて切替誤差 0 ㊀ 1^ 01を取得して、 これに基づいて開放 流量〇〇を補正する。

[0135] なお、 切替流量帯は、 第 2遮断弁 4 2を開放する直前の流量範囲であって 、 切替下流量〇 !_以上かつ切替流量 0 未満の流量の範囲である。 この切 〇 2020/175230 28 卩(:170? 2020 /006192

替下流量 0 1_は、 切替流量 0 よりも所定流量、 小さい流量である。 また 、 切替期間丁 は、 計測流量〇 が切替下流量〇 1_に達してから、 計測流 量〇 01 (閉塞流量 0 3) が切替下流量 0 1_以上かつ切替流量 0 未満の切 替流量帯にある場合における、 所定時間である。

[0136] 切替誤差〇㊀ 「〇!は、 切替閉塞流量

差分である。 切替閉塞流量 0 3 は、 切替期間丁 における計測流量〇 (閉塞流量〇 3) であって、 例えば、 切替期間丁 における計測流量〇 ( 閉塞流量 0 3) の平均値である。 切替開放流量 0 〇 は、 切替期間丁 に おける計測流量〇 (開放流量 0〇) であって、 例えば、 切替期間丁 にお (開放流量 0〇) の平均値である。

[0137] 例えば、 制御部 8 4は、 第 2遮断弁 4 2の閉塞状態において、 計測流量〇 が切替下流量〇 !_に達したか否かを判定する。 時間経過とともに計測流 量〇〇1 (閉塞流量 0 3) が増加して切替下流量0 \/\/ 1_に達すると、 制御部 8 4は計測流量〇 が切替下流量〇 1_に達したと判定する。 この到達タイミ ングから切替期間丁%の間において所定時間 毎 (第 n 閉塞期間、 第 n 開放期 間: 〇は自然数) に、 閉塞流量 0 3が切替流量帯にある間、 制御部 8 4は第 2遮断弁 4 2の開閉を切り替える。

[0138] 計測回路 8 3は、 到達タイミングから第 1閉塞期間丁% 3 1の瞬時流量を 計測し、 複数の瞬間流量から閉塞流量〇 3 を 演算し、 制御部 8 4に出力する。 制御部 8 4は、 第 1切替閉塞流量 0 % 3 1 が切替流量帯であれば、 第 1切替閉塞流量 0 % 3 1 を記憶し、 第 2遮断弁 4 2を開放する。 計測回路 8 3は、 この開放タイミングから第 1開放期間丁% 〇 1の開放流量 0〇 (第 1切替開放流量 0 %〇 1) を複数の瞬間流量から演 算して制御部 8 4に出力し、 制御部 8 4は第 2遮断弁 4 2を閉塞する。

[0139] そして、 計測回路 8 3は、 この閉塞タイミングから第 2閉塞期間丁 3 2 の閉塞流量〇 3 (第 2切替閉塞流量<3 % 3 2) を演算し、 制御部 8 4に出力 する。 制御部 8 4は、 第 2切替閉塞流量 0 % 3 2が切替流量帯であれば、 第 2切替閉塞流量 0 % 3 2を記憶し、 第 2遮断弁 4 2を開放する。 計測回路 8 〇 2020/175230 29 卩(:170? 2020 /006192

3は、 この開放タイミングから第 2開放期間丁 〇 2の開放流量〇〇 (第 2 切替開放流量 0%〇 2) を演算して制御部 84に出力し、 制御部 84は、 第 2遮断弁 42を閉塞する。

[0140] このように、 第 切替閉塞流量 <3 % 3 が切替流量帯にある場合、 計測流 量〇 が切替下流量 に達してから所定の切替期間丁 において所定時 間毎に、 制御部 84は第 2遮断弁 42を n 回開いて n 個の第 n 切替開放流量 を取得 する。

[0141] なお、 切替期間丁 は以下の通り表せる。

[0142] 切替期間丁% =閉塞期間丁% 3 十開放期間丁%〇

閉塞期間丁\^5 =丁\«5 1 +丁\«52十 · · 十丁\«511 +丁\«5 |·!十

1

開放期間丁\^〇 =丁\«〇 1 +丁\«〇 2十 · · 十丁\^〇 1^ そして、 制御部 84は、 以下の式のように、 n個の第 n切替開放流量〇 〇 nの平均値を切替開放流量 0 〇 として算出し、 n + 1個の第 n切替閉 塞流量〇 3 の平均値を切替閉塞流量 して算出する。

[0143] 切替閉塞流量

\«311 + 1) / (11 + 1)

切替開放流量 0\«〇111= (0\«〇 1 +0\«〇 2十 · · - + 0\^〇 1^) / それから、 制御部 84は、 切替閉塞流量 0 3 及び切替開放流量 0 〇 の差分から切替誤差 を演算する。 そし て、 計測流量〇 が切替流量 0%に達すると、 制御部 84は第 2遮断弁 42 を開放する。 そして、 制御部 84は、 計測回路 83から計測流量〇 (開放 流量〇〇) を取得し、 これを切替誤差〇㊀ により補正して、 開放補正流 量〇〇 「〇 (=0〇— 0ø 「〇〇 を演算する。

[0144] このように、 閉塞流量 03が切替下流量〇 !_以上かつ切替流量 0 未満 の切替流量帯にある場合、 制御部 84は切替閉塞流量 0 % 30!及び切替開放 〇 2020/175230 30 卩(:170? 2020 /006192

流量<3 〇 01を取得し、 この差分 (切替誤差 0 6 「 01) に基づいて開放流量 〇〇を補正している。 これにより、 第 2遮断弁 4 2の開放時においても、 開 放補正流量〇〇 「〇を用い、 精度良く流量を測定することができる。

[0145] なお、 第 2遮断弁 4 2の開閉回数を多くするほど、 切替閉塞流量 Q w S n 及び切替開放流量〇 〇 n の数が増える。 これにより、 切替閉塞流量 0 3 及び切替開放流量 0 〇 の精度を向上し、 これに基づく開放補正流量〇 〇 「〇を高精度に求めることができる。

[0146] また、 切替閉塞流量 0 3 n を計測する閉塞期間丁 3 n 、 及び、 切替開 放流量 0 _ 1 を計測する開放期間丁 を長くするほど、 切替閉塞 流量 及び、 切替開放流量 0 \«〇 のそれぞれを演算するための瞬時 流量の数が増える。 これにより、 切替閉塞流量 0 3 及び切替開放流量〇 〇〇1の精度を向上し、 これに基づく開放補正流量〇〇 1^ 0を高精度に求め ることができる。

[0147] さらに、 切替流量〇 と切替下流量〇 !_との差を小さくするほど、 切替 開放流量 0 %〇 が、 第 2遮断弁 4 2の開放直後の開放流量 0〇に近くなる 。 このため、 開放補正流量〇〇 「〇を高精度に求めることができる。

[0148] なお、 変形例 8及び 9における計測流量〇 の補正を、 定期的 (例えば、 月に 1回) に実施してもいいし、 所定のタイミングで実施してもよい。 例え ば、 計量器 9 0に接続される配管を変更した際、 流量計測ユニッ ト 1 0を流 れる流体の種類が変更した際、 及び、 季節により極端に環境温度が変化した 際に、 計測流量〇 を補正してもよい。 このような場合であっても、 流体の 流量の精度を高く維持することができる。

[0149] なお、 変形例 1〜 7の流量計測ユニッ ト 1 0においても、 変形例 9のよう に計測部 8 0は流量を補正することができる。

[0150] <その他の変形例>

図 4では入口 9 2及び出口 9 3は外殻筐体 9 1の天面に開口していたが、 計量器 9 0の入口 9 2及び出口 9 3は外殻筐体 9 1の一対の側面にそれぞれ 開口していてもよい。 一対の側面は互いに対向し、 入口 9 2及び出口 9 3は 〇 2020/175230 31 卩(:170? 2020 /006192

側面に交差 (例えば、 直交) する同一直線上に配置されている。 この場合も 、 流量計測ユニッ ト 1 〇を計量器 9 0に取り付けることができる。

[0151 ] 図 1では、 第 1壁 2 1 に第 1接続口 2 7及び第 2接続口 2 8が開口し、 第

3壁 2 3に第 1開口 2 9が開口していた。 但し、 各接続口 2 7、 2 8及び第 1開口 2 9の配置はこれに限定されない。 例えば、 第 1開口 2 9は、 第 1壁 2 1 に対向する第 2壁 2 2に開口していてもよい。

[0152] 上記説明から、 当業者にとっては、 本発明の多くの改良や他の実施形態が 明らかである。 従って、 上記説明は、 例示としてのみ解釈されるべきであり 、 本発明を実行する最良の態様を当業者に教示 する目的で提供されたもので ある。 本発明の精神を逸脱することなく、 その構造及び/又は機能の詳細を 実質的に変更できる。

産業上の利用可能性

[0153] 本発明の流量計測ユニッ トは、 流量の広い範囲に亙って計測精度の向上を 図った流量計測ユニッ ト等として有用である。

符号の説明

[0154] 1 0 :流量計測ユニッ ト

2 0 :ケース

2 0〇 :第 1内部空間 (内部空間)

2 0〇 1 :第 1空間

2 0〇 2 :第 2空間

2 0 d :第 1弁空間

2 0 6 :第 2弁空間

2 7 :第 1接続口

2 8 :第 2接続口

2 9 :第 1開口

4 1 :第 1遮断弁

4 2 :第 2遮断弁

4 3匕 :第 2弁体 (弁体) /175230 32 卩(:170? 2020 /006192 9 :疑似弁体

1 :第 1流路

2 :第 2流路

5 :第 1通路 (第 1整流空間、 整流空間)

6 :第 2通路 (第 2整流空間)

7 :整流板

8 :第 2開口

0 :計測部