超声波式气量表

摘要

本发明提供一种超声波式气量表，包括：表身(10)，其包括底面开放而与中间流路部(12b)连通的开口部(10d)；下盖(20)，其装配在表身(10)的底面并封闭开口部(10d)；及多层单元(30)，在以方筒(31)的轴向成为水平的方式配置于中间流路部(12b)的状态下收发超声波的一对超声波式流速传感器(32)装配在方筒(31)的上表面侧。下盖(20)具有：凹部(21)，其遍及中间流路部(12b)的长边方向地形成；及壁部(22)，其在凹部(21)的长边方向中央部将凹部(21)分隔为第1凹部(21a)和第2凹部(21b)。多层单元(30)隔着间隔件(40)载置在壁部(22)上。

权利要求

1.一种超声波式气量表，其特征在于，

包括：

表身，其在内部形成有从气体流入口到达气体流出口的一连串的气体流路，并且具有底面开放而与所述气体流路连通的开口部；

下盖，其被装配于所述表身的底面，将所述开口部封闭；及多层单元，其包括在内部具有多个整流板的筒部件，并在以所述筒部件的轴向成为水平的方式配置于所述气体流路的状态下收发超声波的一对超声波式流速传感器装配在所述筒部件的上表面侧，所述下盖具有：

凹部，其被形成为遍及所述气体流路的长边方向；及壁部，其在所述凹部的所述长边方向中央部将所述凹部分隔为第1凹部和第2凹部，所述多层单元隔着密封部件载置在所述壁部上，所述密封部件配置于所述气体流路，以防止所述第1凹部内的气体经由所述下盖和所述密封部件的间隙以及所述多层单元和所述密封部件的间隙，流入所述第2凹部内，并且确保密封性，在所述密封部件上形成有将所述第1凹部和第2凹部连接的小路径。

2.如权利要求1所述的超声波式气量表，其特征在于，所述密封部件具有：板部，其在所述壁部上水平配置；

第1贯通孔，其在所述第1凹部的形成区域贯通所述板部；及第2贯通孔，其在所述第2凹部的形成区域贯通所述板部，所述小路径在所述板部的所述多层单元侧的面上被形成为槽状并从所述第1贯通孔连接到所述第2贯通孔。

3.如权利要求2所述的超声波式气量表，其特征在于，所述密封部件具有：

第1密封部，其确保所述板部与所述壁部的接触部位处的密封性；

第2密封部，其分别在所述板部的所述长边方向两端部确保与所述多层单元的密封性。

4.如权利要求1至3的任一项所述的超声波式气量表，其特征在于，所述壁部的高度小于所述凹部的深度，

在所述多层单元隔着所述密封部件配置于所述壁部上的状态下，所述多层单元在其高度方向大致一半以上埋设于所述凹部。

5.如权利要求1至3的任一项所述的超声波式气量表，其特征在于，所述壁部的高度与所述凹部的深度几乎相同，在所述多层单元隔着所述密封部件配置于所述壁部上的状态下，所述多层单元位于所述凹部上方。

说明书

超声波式气量表

技术领域

[0001] 本发明涉及超声波式气量表。

背景技术

[0002] 已知为了计测气体的流量而使用了超声波式流速传感器的超声波式气量表。这样的超声波式气量表包括例如由在气体流路内分开固定距离地配置的、以超声波频率工作的压电式振子等构成的一对声音转换器(超声波式流速传感器)。

[0003] 这样的超声波式气量表使另一个声音探测器接收从一个声音探测器起振的超声波信号，并将从起振到接收的时间作为超声波的传播时间来进行计测。气量表从计测的传播时间求出气体流速，并对气体流速乘以气体流路的截面积来求出通过流量(参照专利文献1)。

[0004] 另外，也提出有包括多层单元的超声波式气量表，该多层单元包含用于正确地计测气体的流速的整流装置。这种超声波式气量表在与气体供给源连接的气体流入口和与燃烧器等连接的气体流出口之间形成的中间流路部内包括多层单元，该多层单元具有对气流进行整流的多个整流板。并且，利用配置在多层单元的侧部的超声波式流速传感器来计测在多层单元内流过的气体的流速。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本国日本特开2012－002708号公报(JP 2012-002708 A)发明内容

[0008] 顺便说明，特别是在都市燃气的情况下，尽管非常少见，但是，有时由于地震、台风、地基下沉等，在气体配管产生裂纹，雨水从该裂纹浸入，水浸入到超声波式气量表的流路内。另外，即使雨水不浸入，有时气体中所含有的水分也会积存在超声波式气量表的流路内。并且，当这样的水积存在多层流路中时，超声波的传播变得不稳定，会发生流量的误计测。

[0009] 本发明是鉴于上述那样的情况而完成的，其目的在于提供一种超声波式气量表，能够降低因水分引起的流量的误计测的可能性。

[0010] 为了解决上述那样的问题，本发明的实施方式的超声波式气量表包括：表身，其在内部形成有从气体流入口到达气体流出口的一连串的气体流路，并且包括底面開放而与气体流路连通的开口部；下盖，其装配于表身的底面并封闭开口部；及多层单元，其包括在内部具有多个整流板的筒部件，并在以筒部件的轴向成为水平的方式配置于气体流路的状态下收发超声波的一对超声波式流速传感器装配在所述筒部件的上表面侧。下盖具有：凹部，其被形成为遍及所述气体流路的长边方向；及壁部，其在凹部的所述长边方向中央部将凹部分隔为第1凹部和第2凹部。多层单元隔着密封部件载置在壁部上。

[0011] 优选的是，在密封部件上形成有将第1凹部和第2凹部连接的小路径。

[0012] 优选的是，密封部件具有：板部，其在壁部上水平配置；第1贯通孔，其在第1凹部的形成区域贯通板部；及第2贯通孔，其在第2凹部的形成区域贯通板部，所述小路径在板部的所述多层单元侧的面上被形成为槽状并从第1贯通孔连接到第2贯通孔。

[0013] 优选的是，密封部件具有：第1密封部，其确保板部与壁部的接触部位处的密封性；第2密封部，其分别在板部的长边方向两端部确保与多层单元的密封性。

[0014] 优选的是，壁部的高度小于凹部的深度，在多层单元隔着密封部件配置在壁部上的状态下，多层单元在其高度方向大致一半以上埋设于凹部。

[0015] 或者优选的是，壁部的高度与凹部的深度几乎相同，在多层单元隔着密封部件配置在壁部上的状态下，多层单元在其高度方向大致一半以上埋设于凹部。

[0016] 根据本发明的实施方式的超声波式气量表，在下盖上遍及气体流路的长边方向形成有凹部，因此，浸入的水被积存在遍及长边方向而形成的凹部。另外，超声波的发送用及接收用的超声波式流速传感器装配在筒部件的上表面侧，因此，浸入的水难以附着到与凹部分开距离地设置的筒部件上表面侧的超声波式流速传感器。因此，能够防止因水分引起的流量的误计测。特别是，为了防止气体不经由多层单元内而在凹部内流动，通过具有将凹部分隔为第1凹部和第2凹部的壁部，且多层单元隔着密封部件载置在壁部上，从而气体不会流动到壁部与多层单元的间隙，而是流动到多层单元内。因此，也能够防止气体绕过多层单元地流动所导致的流量的误计测的发生。

附图说明

[0017] 图1是示出第1实施方式的超声波式气量表的构成的分解立体图。

[0018] 图2是示意性地示出第1实施方式的超声波式气量表的内部构造的剖视图。

[0019] 图3是示出第1实施方式的超声波式气量表的多层单元的分解立体图。

[0020] 图4是示出第1实施方式的超声波式气量表的安装有间隔件的状态的下盖的俯视图。

[0021] 图5是示出第2实施方式的超声波式气量表的构成的分解立体图。

[0022] 图6是示意性地示出第2实施方式的超声波式气量表的内部构造的剖视图。

[0023] 图7是示出第3实施方式的超声波式气量表的构成的分解立体图。

[0024] 图8是示意性地示出第3实施方式的超声波式气量表的内部构造的剖视图。

[0025] 图9是示出安装有间隔件的状态的下盖的俯视图。

具体实施方式

[0026] 以下，参照附图说明实施方式的超声波式气量表。

[0027] (第1实施方式)

[0028] 参照图1－4说明第1实施方式的超声波式气量表。

[0029] 如图1、2所示，第1实施方式的超声波式气量表是利用收发超声波的一对超声波式流速传感器32来进行气体流速的计测的气量表。超声波式气量表包括表身10、下盖20、及多层单元30。

[0030] 表身10是在内部形成有从气体流入口11a到达气体流出口11b的一连串的气体流路12的箱体。表身10包括：主体10a，其由铝、铝合金等金属材料形成；及树脂制的前盖10b，其设置在表身10的前表面，在用这些主体10a及前盖10b围成的空间内收纳有第1控制基板10c等。

[0031] 主体10a的气体流路12从气体流入口11a向气体流出口11b由入口流路部12a、中间流路部12b、及出口流路部12c构成，构成以大致U字状弯折的流路。

[0032] 入口流路部12a形成在上下方向延伸的流路，与连接来自气体供给源的配管的气体流入口11a连通。在入口流路部12a形成有圆筒形状的圆柱状部11d，其中，圆筒形状的圆柱状部11d以在图示前后方向延伸的方式形成。在圆柱状部11d设置有截流阀10e。

[0033] 出口流路部12c与入口流路部12a同样地形成在上下方向延伸的流路，与连接燃烧器等的气体流出口11b连通。

[0034] 中间流路部12b形成在左右方向(水平方向)延伸的流路，与入口流路部12a及出口流路部12c连通。通过在表身10的底面安装下盖20，从而画定中间流路部12b的流路。

[0035] 在表身10的底面形成有开口部10f。通过开口部10f，表身10的底面被开放。成为表身10的内部空间从开口部10f向外部开放的状况。

[0036] 下盖20是装配于表身10的底面并封闭开口部10d的盖部件。下盖20与表身10的主体10a同样由铝或者铝合金等金属材料形成。

[0037] 下盖20与表身10一起构成中间流路部12b的一部分，并遍及中间流路部12b的长边方向形成有凹部21。下盖20在凹部21的长边方向中央部具有壁部22。壁部22将凹部21分隔为入口侧的第1凹部21a和出口侧的第2凹部21b。壁部22的高度h1小于凹部21的深度h2。

[0038] 如图3所示，多层单元30包括在内部具有多个整流板(未图示)的方筒31(筒部件)。方筒31是被构成得比气体流入口11a的中心轴与气体流出口11b的中心轴之间的距离长的长条状的筒部件。多层单元30在以方筒31的轴向成为水平的方式配置于中间流路部12b的状态下，在方筒31的上表面侧装配有收发超声波的一对超声波式流速传感器32。

[0039] 多层单元30是从一个超声波式流速传感器32发送的超声波信号在方筒31的底面反射、并由另一个超声波式流速传感器32接收的反射型的计测单元。

[0040] 如图3所示，多层单元30包括：第2控制基板33，其进行超声波信号的发送处理及传播时间的计测等；固定具34，其保持一对超声波式流速传感器32；及保护盖35，其保护第2控制基板33。

[0041] 第1实施方式的超声波式气量表包括介在于下盖20与多层单元30之间的间隔件40(密封部件)。如图1、2所示，间隔件40被载置在下盖20的壁部22上。间隔件40包括：平板状的板部41，其水平配置在壁部22上；及2个厚部42，其设置在气量表的前后方向端部，并由这些板部41和厚部42包围来构成有插入配置方筒31的方形槽43。

[0042] 间隔件40包括由在板部41的背面侧相对的2片壁构成的压入部44(第1密封部)。在构成压入部44的2片壁之间插入下盖20的壁部22的顶部，在该壁部22上组装间隔件40。在将压入部44组装在壁部22时，通过在该壁部22的顶部涂布粘接剂，能够将间隔件40粘接固定在壁部22，并且能够用粘接剂来填埋压入部44与壁部22的接触部位产生的间隙。利用这样的构造，成为壁部22压入在构成压入部44的2片壁之间的构成。通过这样的压入，使下盖20的第1凹部21a内的气体不会经由下盖20与间隔件40的间隙流入到第2凹部21b内，能够确保其密封性。不过，构成也可以是在构成压入部44的2片壁之间压入壁部22、或者不管是否压入而用粘接剂固定，在该情况下，也能够确保压入部44与壁部22的接触部位的密封性。

[0043] 如图3所示，多层单元30包括在长边方向隔开需要的间隔而设置的2个O形环保持部36。2个O形环保持部36是设置橡胶状等的O形环的部位。在将多层单元30安装于间隔件40的情况下，2个O形环保持部36分别位于方形槽43的两端部。因此，被保持于O形环保持部36的O形环紧贴于方形槽43，该紧贴部位作为第2密封部发挥功能。由此，使下盖20的第1凹部21a内的气体不会经由多层单元30与间隔件40的间隙流入到第2凹部21b内，确保其密封性。
此外，O形环也紧贴于表身10侧，在多层单元30与表身10上不会产生间隙。

[0044] 另外，由于壁部22的高度h1小于凹部21的深度h2(特别是h1＜h2/2)，所以在壁部22上隔着间隔件40配置的多层单元30的高度方向也大致一半以上埋设在凹部21内。这样，多层单元30埋设于下盖20侧这种情况可以说是表身10在高度方向被构成得低。因此，表身
10内的第1控制基板10c没有被配置在深处，即使从第1控制基板10c到多层单元30的第2控制基板33进行连接的线束短，也能够比较容易地进行其连接。

[0045] 如图4所示，在间隔件40上设置有：第1贯通孔41a，其在第1凹部21a的形成区域贯通板部41；及第2贯通孔41b，其在第2凹部21b的形成区域贯通板部41。

[0046] 在间隔件40上形成有将由壁部22分隔的第1凹部21a与第2凹部21b连接的小路径41c。小路径41c在板部41的多层单元30侧的面上被形成为槽状，从第1贯通孔41a连接到第2贯通孔41b。小路径41c被形成为容许毛细现象所导致的液体的移动的程度的宽度。

[0047] 在第1实施方式的超声波式气量表中，假设在与气体流入口11a连接的配管上产生裂纹，水从该裂纹浸入到配管内。在此情况下，水通过配管从气体流入口11a浸入到超声波式气量表内。

[0048] 浸入到超声波式气量表的水通过在上下方向延伸的入口流路部12a到达下盖20。在下盖20上遍及中间流路部12b的长边方向形成有凹部21。因此，浸入到超声波式气量表的水被积存在遍及长边方向并具有大区域而形成的凹部21内。

[0049] 更详细地说明，从气体流入口11a浸入的水被积存在第1凹部21a，当在第1凹部21a中成为满水状态时，水由于毛细现象而按照第1贯通孔41a、小路径41c、及第2贯通孔41b的顺序移动并到达第2凹部21b。另一方面，从气体流出口11b浸入的水被积存在第2凹部21b，当在第2凹部21b中成为满水状态时，水由于毛细现象而按照第2贯通孔41b、小路径41c、及第1贯通孔41a的顺序移动并到达第1凹部21a。这样，浸入到超声波式气量表中的水被积存在大区域的凹部21内。

[0050] 而且，由于浸入到超声波式气量表的水被积存在凹部21内，所以，水与设置在多层单元30的上表面侧的一对超声波式流速传感器32离开距离地积存，难以附着到一对超声波式流速传感器32。

[0051] 另外，即使形成有上述那样的凹部21，也由于具有将凹部21分隔为第1凹部21a和第2凹部21b的壁部22，且多层单元30被隔着间隔件40这种密封部件载置在壁部22上，所以，气体不会流动到壁部22与多层单元30的间隙，能够在多层单元30内适当地流动。因此，防止气体绕过多层单元30而流动。

[0052] 此外，不限于水浸入到超声波式气量表的情况，在气体中所含有的水分积存的情况下，也能够得到与上述同样的作用。

[0053] 如以上的说明那样，在第1实施方式的超声波式气量表中，在下盖20上遍及中间流路部12b的长边方向形成有凹部21，因此，浸入的水被积存在遍及长边方向而形成的凹部21中。另外，超声波的发送用及接收用的超声波式流速传感器32装配在方筒31的上表面侧，因此，浸入的水难以附着到与凹部21分开距离地设置的筒部件上表面侧的超声波式流速传感器32。因此，能够防止因水分引起的流量的误计测。特别是，为了防止气体不经由多层单元30内而在凹部21内流动，通过具有将凹部21分隔为第1凹部21a和第2凹部21b的壁部22，而且，多层单元30被隔着间隔件40载置在壁部22上，从而气体不会流动到壁部22与多层单元
30的间隙，而是流动到多层单元30内。因此，也能够防止因气体绕过多层单元30流动而导致的流量的误计测的发生。

[0054] 另外，在第1实施方式中，形成有将由壁部22分隔的第1凹部21a与第2凹部21b连接的小路径41c，因此，能够使第1凹部21a和第2凹部21b之中的某一个凹部中的水移动到另一个凹部，能够防止仅一个凹部成为满水而水浸入到多层单元30内。

[0055] 另外，在第1实施方式中，具有：第1贯通孔41a，其在第1凹部21a的形成区域贯通板部41；及第2贯通孔41b，其在第2凹部21b的形成区域贯通板部41，小路径41c在板部41的多层单元30侧的面上被形成为槽状并从第1贯通孔41a到第2贯通孔41b进行连接。因此，第1凹部21a内的水从第1贯通孔41a经由小路径41c到达第2贯通孔41b，从第2贯通孔41b到达第2凹部21b。特别是，根据上述构成，小路径41c的延伸方向与第1贯通孔41a及第2贯通孔41b的开孔方向不一致，气体难以通过小路径41c移动。另一方面，例如当第1凹部21a内的水到达第1贯通孔41a时，在上述构成中，由于毛细现象而到达第2贯通孔41b，然后，到达第2凹部21b。因此，能够适当地抑制气体绕过多层单元30并容许水的移动。

[0056] 另外，在第1实施方式中，在多层单元30隔着间隔件40配置在壁部22上的状态下，多层单元30的高度方向的大致一半以上被埋设，因此，能够与该埋设部分相应地使表身10在高度方向变短。并且，由于能够使表身10在高度方向变短，所以，即使略短地形成将表身10侧的第1控制基板10c和多层单元30侧的第2控制基板33连接的线束，也不会发生难以连接的事态，不使装配性恶化就能够使线束变短。

[0057] (第2实施方式)

[0058] 参照图5、6说明第2实施方式的超声波式气量表。第2实施方式的超声波式气量表与第1实施方式的超声波式气量表大致是同样的构成，因此对于同样的构成部分标注相同的附图标记而省略或简化说明。

[0059] 如图5、6所示，第2实施方式的超声波式气量表包括表身10(在图5中仅图示主体10a)、下盖20、多层单元30、及间隔件40。

[0060] 在第2实施方式的多层单元30中，方筒31的长度比第1实施方式的方筒的长度形成得略短。另外，下盖20与第1实施方式同样地具有将凹部21分隔为第1凹部21a和第2凹部21b的壁部22，但是，壁部22的高度h1与凹部21的深度h2大致相同。因此，在第2实施方式中，多层单元30成为不埋设在凹部21内的状态。

[0061] 而且，在第2实施方式的间隔件40中，厚部42比第1实施方式的厚部形成得薄。因此，方形槽43的深度也小。

[0062] 第2实施方式的超声波式气量表也能够得到与第1实施方式同样的效果。

[0063] 在第2实施方式的超声波式气量表中，多层单元30未埋设于下盖20，因此，多层单元30的大致整体埋设于表身10侧。即，多层单元30从下盖20的凹部21进一步远离地配置，因此，能够进一步防止因水分引起的流量的误计测。

[0064] (第三实施方式)

[0065] 接下来，说明第3实施方式的超声波式气量表。由于第3实施方式的超声波式气量表与第1实施方式的超声波式气量表相同，因此对于同样的构成部分标注同样的附图标记，省略或者简化说明。

[0066] 图7是示出第3实施方式的超声波式气量表的构成的分解立体图。图8是示意性地示出第3实施方式的超声波式气量表的内部构造的剖视图。图9是示出安装有间隔件40的状态下的下盖20的俯视图。第3实施方式的超声波式气量表也包括表身10、下盖20、多层单元30、间隔件40。

[0067] 第3实施方式的多层单元30与第1实施方式同样，方筒31的长度构成得比气流入口11a的中心轴与气流出口11b的中心轴之间的距离长。通过充分确保方筒31的长度，能够将助跑距离确保得长，能够使计测区域的气体的流动稳定。另外，即使发生脉动(气量表上游侧的配管中的气体的振动)，也能够难以受到其影响。

[0068] 另外，在入口流路部12a的下游区域配置有过滤器15，覆盖方筒31的入口侧端部。过滤器15由上下方向延伸的近似筒状的部件构成，具有与入口流路部12a的内壁形状对应的四方筒形。过滤器15的下表面开放，与中间流路部12b连接。另一方面，过滤器15的上表面被阻塞，在其一部分形成气体通路15a。该气体通路15a由上表面中央部所形成的近似矩形的第1开口15a1、和在该第1开口15a1的内侧形成为大宽度的第2开口15a2构成。

[0069] 通过配置过滤器15，从而在入口流路部12a的气体的流动的中途配置有气体通路15a。由于气体通路15a的存在，气体缩小为该开口部分的范围并通过，能够对流动到其下游侧的气体、即流入多层单元30的气体的流动进行整流。由此，由于能够抑制流入多层单元30的气体的流量偏差，因此，能够抑制产生流量的误计测、发生不能进行计测的事态。

[0070] 此外，在出口流路部12a的上游区域，也与入口流路部12a的下游区域同样配置有过滤器15，覆盖多层单元30(方筒31)的出口侧端部。通过在出口侧配置过滤器15，能够构成为即使发生脉动，也难以受到其影响。

[0071] 另外，下盖20与第1实施方式同样，具有将凹部21隔开为第1凹部21a和第2凹部21b的壁部22，但该壁部22的高度h1与凹部21的深度h2几乎相同。因此，与第2实施方式同样，第3实施方式的多层单元30处于不埋设在凹部21内的状态，多层单元30位于凹部21的上方。

[0072] 并且，在第3实施方式的间隔件40中，厚部42与第2实施方式同样，形成得比第1实施方式的薄。因此，方形槽43的深度也小。多层单元30的方筒31被设在气量表的前后方向端部的2个厚部42包围，插入配置在方形槽43。

[0073] 另外，间隔件40与第1实施方式同样形成有小路径41c，将被壁部22隔开的第1和第2凹部21a、21b连接。小路径41c在板部41的多层单元30侧的面形成为槽状，将第1贯通孔41a至第2贯通孔41b连接。该小路径41c的宽度形成为容许毛管现象所导致的液体移动的程度。

[0074] 另外，在构成间隔件40的厚部42的上表面，肋42a形成为方格状。利用该肋42a，实现厚部42的薄壁化，确保强度并抑制翘曲的产生。此外，肋42a不仅设在厚部42的上表面，而且也可以设在下表面。

[0075] 如以上的说明所示，第3实施方式的超声波式气量表能够得到与第1实施方式同样的效果。

[0076] 另外，第3实施方式中，由于多层单元30位于为下盖20的上方，因此其大致整体埋设在表身10侧。即，由于多层单元30从下盖20的凹部21进一步离开配置，因此能够进一步防止因水分引起的流量的误计测。

[0077] 以上，说明了实施方式的超声波式气量表，但是本发明不限定于实施方式，能够在其保护范围内进行各种变更。例如，多层单元30包括O形环保持部36，但是，也可以代替该O形环保持部36而包括垫片保持部。