DE112016004950T5

DE112016004950T5 - Thermischer durchflussmesser

Info

Publication number: DE112016004950T5
Application number: DE112016004950.1T
Authority: DE
Inventors: Masashi Fukaya; Shinobu Tashiro; Akira Uenodan; Tomoaki Saito; Naoki Saito
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2018-07-19
Also published as: JP2017083304A; US20180313680A1; US10670439B2; JP6355609B2; CN108139248A; CN108139248B; WO2017073417A1

Abstract

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es einen thermischen Durchflussmesser bereitzustellen, bei dem verhindert wird, dass ein als Resultat eines Nachlaufwirbels stromabwärts vom thermischen Durchflussmesser erzeugter Rückfluss den Fluss, der aus einer Auslassöffnung für Staub fließt, hemmt. Eine Öffnungsfläche einer Staub-Auslassöffnung 355 ist an einer Position angeordnet, die mindestens in Bezug auf die Richtung eines Luft-Rückflusses, der aus einem durch den Fluss von Luft an einer Endfläche, an der die Staub-Auslassöffnung angeordnet ist, erzeugten Nachlaufwirbel resultiert, versetzt ist. Unter der Bedingung, dass der Hauptfluss in einer Zufuhrleitung in einer Vorwärtsrichtung von einer stromaufwärts gelegenen Seite zu einer stromabwärts gelegenen Seite fließt, ist es möglich, ein Situation zu vermeiden, in der der aus der Staub-Auslassöffnung 355 fließende Strom direkt einem Rückfluss entgegenfließt, der aus einem Nachlaufwirbel an der unteren Endflächenseite eines Messeinheit-Hauptkörpers resultiert, und es ist möglich, eine Verringerung der staubausstoßenden Wirkung und eine Verschlechterung der Messfehler des Massenstroms zu unterdrücken.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermischen Durchflussmesser der den Durchfluss eines Gases wie beispielsweise Luft misst.
Stand der Technik
Ein thermischer Durchflussmesser, der den Durchfluss eines Gases wie beispielsweise Luft misst, umfasst eine Durchfluss-Messeinheit zum Messen eines Durchflusses und ist dazu ausgelegt, den Durchfluss eines Gases durch einen Wärmeübertrag zwischen der Durchfluss-Messeinheit und dem Gas zu messen, das ein Messobjekt ist. Es ist weit verbreitet, den durch den thermischen Durchflussmesser gemessenen Durchfluss als wichtigen Steuerparameter verschiedener Vorrichtungen zu nutzen. Eine charakteristische Eigenschaft des thermischen Durchflussmessers ist, dass er den Durchfluss, beispielsweise die Massenströmungsrate eines Gases, mit einer im Vergleich zu anderen Arten von Durchflussmessern relativ hohen Genauigkeit messen kann.
Unterdessen besteht ein Bedürfnis, die Gasdurchfluss-Messgenauigkeit des thermischen Durchflussmessers weiter zu verbessern. Zum Beispiel gibt es bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor ein großes Bedürfnis, Treibstoff zu sparen oder die Abgase zu reinigen. Um die oben beschriebenen Anforderungen zu erfüllen, ist es notwendig, die Menge der angesaugten Luft, die einer der wichtigsten Parameter eines Verbrennungsmotors ist, mit hoher Genauigkeit zu messen.
Ein thermischer Durchflussmesser zum Messen der angesaugten Luftmenge, die in einen Verbrennungsmotor geleitet wird, umfasst einen Nebenpfad, der mit einem Teil der angesaugten Luftmenge beaufschlagt wird, und eine im Nebenpfad angeordnete Durchfluss-Messeinheit, und misst den Durchfluss von Luft, die durch den Nebenpfad strömt, mittels Wärmeübertragung zwischen der Durchfluss-Messeinheit und der Luft, und gibt ein elektrisches Signal aus, das die angesaugte Luftmenge angibt, die in den Verbrennungsmotor geleitet wird. Zusätzlich ist der Nebenpfad dazu ausgelegt, dass sich ein Strom, der über einen Einlass in den Nebenpfad fließt, zu einem Überbrückungsauslass und einer Staub-Auslassöffnung aufteilt, so dass Staub, der über den Einlass in den Nebenpfad fließt, über die Staub-Auslassöffnung abgeführt wird. Somit wird die Durchfluss-Messeinheit davon verschont, durch Staub, der mit der Durchfluss-Messeinheit kollidiert, beschädigt zu werden.
Beispielsweise beschreibt die JP-A-2012-202755 (PTL 1), wie Absatz [0023] und 1 entnommen werden kann, einen Überbrückungs-Strompfad mit einem Zufuhreinlass, der auf einer Seite stromaufwärts eines Zufuhrpfads in einer Richtung offen ist, in der ein angesaugter Hauptstrom fließt, einem Zufuhrauslass, der auf einer Seite stromabwärts des Zufuhrpfads in der Richtung offen ist, in der der angesaugte Hauptstrom fließt, einem geraden Pfad, der sich linear vom Einlass erstreckt, und in dem zugeführte Luft geradlinig in derselben Richtung wie der zugeführte Hauptstrom im Zufuhrpfad fließt und einem kreisförmigen Pfad, in dem zugeführte Luft, die geradlinig den geraden Pfad passiert hat, zirkuliert und zum Auslass strömt. Man beachte, dass der gerade Pfad linear mit einem Staub-Auslasspfad verbunden ist, um Staub abzuleiten, und dass ein stromabwärts gelegenes Ende des Staub-Auslasspfads mit einer Staub-Auslassöffnung versehen ist, die zur stromabwärts gelegenen Seite des Einlasspfads in der Richtung, in welcher der zugeführte Hauptstrom fließt, offen ist.
Ferner beschreibt die JP-A-2013-190447 (PTL 2), wie Absätzen [0020] bis [0028] und 1 und 2 entnommen werden kann, eine Luftdurchfluss-Messvorrichtung, die einen Durchflusssensor aufweist, der in einem Nebenüberbrückungspfad angeordnet ist, der von einem mittleren Abschnitt eines Überbrückungspfads abzweigt. Außerdem wird eine Leitung senkrecht zu einer Öffnungsfläche eines Überbrückungsauslasses bereitgestellt, die sich in einer Richtung weg von einer Kreuzung erstreckt. Das heißt, die Öffnungsfläche liegt nicht einer Geraden stromabwärts in Richtung des Hauptstroms gegenüber sondern einer Richtung, die bezüglich der Richtung stromabwärts des Hauptstroms nach unten in einer Höhenrichtung geneigt ist. Da ein stromabwärts gelegenes Ende einer zweiten Wandfläche auf einer stromaufwärts gelegenen Seite eines stromabwärts gelegenen Endes einer dritten Wandfläche in einer Richtung positioniert ist, in der ein Überbrückungsstrom fließt, ist die Wahrscheinlichkeit niedrig, dass Staub, der nach einer Kollision mit der dritten Wandfläche reflektiert wird und mit der zweiten Wandfläche kollidiert, und es ist weniger wahrscheinlich, dass Staub, der mit der dritten Wandfläche kollidiert, über den Überbrückungsauslass abgeführt wird. Dementsprechend ist es möglich zu verhindern, dass Staub den Durchflusssensor erreicht.
Referenzliste
Patentliteratur

PTL 1: JP-A-2012-202755
PTL 2: JP-A-2013-190447

Kurzbeschreibung der Erfindung
Technische Aufgabe
Allerdings zeigen beide Dokumente PTL 1 und PTL 2, dass, weil die Dicke des thermischen Durchflussmessers in einer Richtung senkrecht zu einer Zufuhrrichtung des thermischen Durchflussmessers und einer Flussrichtung in einer Zufuhrleitung symmetrisch in Bezug auf eine Ebene ist, die den Schwerpunkt einer Öffnungsfläche, durch welche sich die Staub-Auslassöffnung oder der Bypass-Auslass in einen Hauptpfad öffnen, der senkrecht zur Öffnungsfläche ist, und der parallel zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers ist, unter einer Bedingung, dass der zugeführte Hauptstrom vorwärts von einer stromaufwärts gelegenen Seite zu einer stromabwärts gelegenen Seite fließt, ein Paar von Nachlaufwirbeln, das auf einer unteren Endfläche eines Messeinheit-Hauptkörpers des thermischen Durchflussmessers erzeugt wird, im Wesentlichen symmetrisch wird. Im Ergebnis verbinden sich die Nachlaufwirbel an einer dazwischenliegenden Position und es wird eine Rückwärtsströmung zur unteren Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers des thermischen Durchflussmessers erzeugt. Da die Rückwärtsströmung einem Luftstrom begegnet, der durch die Staub-Auslassöffnung oder den Bypass-Auslass fließt, und den Luftstrom daran hindert heraus zu fließen, ergibt sich das Problem, dass eine staubausstoßende Wirkung verringert wird, oder dass ein Fehler beim Messen eines Massenstromes signifikanter wird.
Ein Ziel der Erfindung ist es, einen thermischen Durchflussmesser bereitzustellen, bei dem eine Rückwärtsströmung, die aufgrund eines Nachlaufwirbels an einer unteren Endflächenseite eines Messeinheit-Hauptkörpers des thermischen Durchflussmessers erzeugt wird, daran gehindert wird, eine durch mindestens eine Staub-Auslassöffnung fließende Strömung zu hemmen.
Lösung der Aufgabe
Eine charakteristische Eigenschaft der Erfindung ist es, dass mindestens eine Öffnung einer Staub-Auslassöffnung versetzt von einer Richtung einer Rückwärtsströmung in Bezug auf eine Rückwärtsströmung angeordnet ist, die durch einen Nachlaufwirbel, der auf einer unteren Endfläche eines Messeinheit-Hauptkörpers erzeugt wird, in dem die Staub-Auslassöffnung ausgebildet ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Erfindung, unter einer Bedingung, dass ein Hauptstrom in einer Zufuhrleitung in einer Vorwärtsrichtung von einer Seite stromaufwärts zu einer Seite stromabwärts fließt, ist ein Luftstrom, der durch eine Staub-Auslassöffnung herausfließt, nicht direkt einer Rückwärtsströmung entgegengerichtet, die aufgrund eines Nachlaufwirbels an einer stromabwärts gelegenen Seite des Messeinheit-Hauptkörpers erzeugt wird. Im Ergebnis ist es möglich, eine Abnahme einer staubablassenden Wirkung zu unterdrücken, und zu verhindern, dass ein Fehler beim Messen eines Massenstromes signifikanter wird.
Figurenliste

1: 1 ist eine Ansicht eines Steuersystems für einen Verbrennungsmotor, in dem ein thermischer Durchflussmesser gemäß der Erfindung verwendet wird.
2A: 2A ist eine Frontansicht, welche die äußere Erscheinung eines thermischen Durchflussmessers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
2B: 2B ist eine linke Seitenansicht des in 2A dargestellten thermischen Durchflussmessers.
2C: 2C ist eine Rückansicht des in 2A dargestellten thermischen Durchflussmessers.
2D: 2D ist eine rechte Seitenansicht des in 2A dargestellten thermischen Durchflussmessers.
3A: 3A ist eine Frontansicht, die eine interne Konfiguration eines Gehäuses illustriert, bei der eine vordere Abdeckung von dem in 2A dargestellten thermischen Durchflussmesser entfernt wurde.
3B: 3B ist eine Rückansicht, die eine interne Konfiguration eines Gehäuses, bei dem die hintere Abdeckung von dem in 2A dargestellten thermischen Durchflussmesser entfernt wurde, illustriert.
4: 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2A.
5: 5 ist eine abstrakte schematische Ansicht eines Schnitts entlang der Linie B-B in 2D.
6: 6 ist eine schematische Ansicht, die eine Pfadkonfiguration eines thermischen Durchflussmessers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
7: 7 ist eine schematische Ansicht des in 6 dargestellten thermischen Durchflussmessers gesehen von einer linken Seitenfläche.
8: 8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 7.
9: 9 ist eine schematische Ansicht, die eine Pfadkonfiguration eines thermischen Durchflussmessers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
10: 10 ist eine schematische Ansicht des in 9 dargestellten thermischen Durchflussmessers gesehen von einer linken Seitenfläche.
11: 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in 10.
12: 12 ist eine schematische Ansicht, die eine Pfadkonfiguration eines thermischen Durchflussmessers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
13: 13 ist eine schematische Ansicht des in 12 dargestellten thermischen Durchflussmessers gesehen von einer linken Seitenfläche.
14: 14 ist eine Schnittansicht entlang der Linie E-E in 13.
15: 15 ist eine schematische Ansicht, die eine Pfadkonfiguration eines thermischen Durchflussmessers gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
16: 16 ist eine Schnittansicht entlang der Linie F-F in 15.
17: 17 ist eine schematische Ansicht, die eine Pfadkonfiguration eines thermischen Durchflussmessers gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
18: 18 ist eine Schnittansicht entlang der Linie G-G in 17.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung der Zeichnungen im Detail beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die im Folgenden beschriebene Ausführungsform beschränkt und verschiedene Modifikationen und Anwendungen fallen ebenfalls in den technischen Geltungsbereich der Erfindung.
Bevor eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird, wird eine Konfiguration eines Steuersystems für einen Verbrennungsmotor beschrieben. 1 illustriert eine Konfiguration eines Steuersystems für einen Verbrennungsmotor mit elektronischer Kraftstoffeinspritzung.
Wie in 1 dargestellt, wird aufgrund der Bewegung eines Verbrennungsmotors 110, der einen Zylinder 112 und einen Kolben 114 aufweist, angesaugte Luft als ein zu messendes Gas IA von einem Luftfilter 122 angesaugt und die angesaugte Luft wird in eine Brennkammer des Zylinders 112 geleitet, zum Beispiel über einen Zuführkörper mit einer Zufuhrleitung 71, die eine Leitung ist, in der ein Hauptpfad 124 ausgebildet ist, einen Drosselkörper 126 und einen Ansaugkrümmer 128.
Der Durchfluss des zu messenden Gases IA, das die angesaugte und zur Brennkammer geleitete Luft ist, wird durch einen thermischen Durchflussmesser 30 gemessen, Kraftstoff wird durch ein Einspritzventil 152 in Abhängigkeit des gemessenen Durchflusses bereitgestellt und Kraftstoff wird zusammen mit dem zu messenden Gas IA, das die angesaugte Luft ist, als Kraftstoff-Luft-Gemisch zu der Brennkammer geführt. Man beachte, dass das Einspritzventil 152 in der vorliegenden Ausführungsform am Ansaugkanal des Verbrennungsmotors angeordnet ist und Kraftstoff, der in den Ansaugkanal eingespritzt wird, zusammen mit dem zu messenden Gas IA, das die angesaugte Luft ist, das Kraftstoff-Luft-Gemisch bildet, wird über ein Einlassventil 116 in die Brennkammer geleitet und verbrannt, so dass mechanische Energie erzeugt wird.
Der thermische Durchflussmesser 30 kann nicht nur mit einem System verwendet werden, in dem Kraftstoff wie in 1 dargestellt in den Ansaugkanal des Verbrennungsmotors eingespritzt wird, sondern auch mit einem System, bei dem Kraftstoff direkt in die Brennkammer eingespritzt wird. Beide Systeme sind ungefähr gleich hinsichtlich des grundlegenden Konzepts eines Verfahrens zum Messen von Steuerparametern, einschließlich der Verwendung des thermischen Durchflussmessers 30 und hinsichtlich eines Verfahrens zum Steuern des Verbrennungsmotors, einschließlich der Menge der Brennstoffzufuhr und dem Zeitpunkt der Zündung, und das System, bei dem Kraftstoff in den Ansaugkanal eingespritzt wird, wird als repräsentatives Beispiel beider Systeme in 1 dargestellt.
Der Kraftstoff und die Luft, die in die Brennkammer geleitet werden, liegen als Kraftstoff-Luft-Gemisch vor und werden explosionsartig verbrannt, ausgelöst durch Fremdzündung von einer Zündkerze 154, so dass mechanische Energie erzeugt wird. Nach der Verbrennung wird Gas über ein Auslassventil 118 in ein Abgasrohr geleitet und als Abgas EA vom Abgasrohr nach Außen geleitet. Der Durchfluss des zu messenden Gases IA, das die in die Brennkammer geleitete angesaugte Luft ist, wird durch eine Drosselklappe 132 gesteuert, dessen Öffnungsgrad sich in Abhängigkeit einer Bedienung eines Gaspedals ändert. Die Brennstoffzufuhr wird in Abhängigkeit des Durchflusses der in die Brennkammer geleiteten angesaugten Luft gesteuert, und ein Fahrer kann die vom Verbrennungsmotor erzeugte mechanische Energie durch Steuern des Durchflusses der in die Brennkammer geleiteten angesaugten Luft durch Steuern des Öffnungsgrads der Drosselklappe 132 steuern.
Der Durchfluss, die Feuchtigkeit und die Temperatur des zu messenden Gases IA, das die angesaugte Luft ist, die durch den Luftfilter 122 eingeführt wird und in den Hauptpfad 124 strömt, werden durch den thermischen Durchflussmesser 30 gemessen, und ein elektrisches Signal vom thermischen Durchflussmesser, das den Durchfluss, die Feuchtigkeit und die Temperatur der angesaugten Luft angibt, wird einer Steuereinrichtung 200 zugeführt. Zusätzlich wird eine Ausgabe eines Drosselklappenwinkelsensors 144, der den Öffnungsgrad der Drosselklappe 132 misst, der Steuereinrichtung 200 zugeführt, und eine Ausgabe eines Drehwinkelsensors 146 wird der Steuereinrichtung 200 zugeführt, um die Position und den Zustand des Kolbens 114, des Einlassventils 116 oder des Auslassventils 118 des Verbrennungsmotors und die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu messen. Um einen Zustand des Mischungsverhältnisses zwischen der Kraftstoffmenge und der Luftmenge aus dem Zustand des Abgases EA zu messen, wird der Steuereinrichtung 200 die Ausgabe eines Sauerstoffsensors 148 zugeführt.
Die Steuereinrichtung 200 berechnet die Menge des eingespritzten Kraftstoffs und den Zeitpunkt der Zündung auf Grundlage des Durchflusses, der Feuchtigkeit und der Temperatur der angesaugten Luft, die vom thermischen Durchflussmesser 30 ausgegeben werden, und der Drehzahl des Verbrennungsmotors vom Drehwinkelsensor 146. In Abhängigkeit des Ergebnisses der Berechnung werden die Menge des vom Einspritzventil 152 zugeführten Kraftstoffs und der Zeitpunkt der Zündung durch die Zündkerze 154 gesteuert. Tatsächlich werden die Menge der Kraftstoffzufuhr und der Zeitpunkt der Zündung zusätzlich zu den oben beschriebenen Einflüssen in Abhängigkeit der Zustandsänderung der durch den thermischen Durchflussmesser 30 gemessenen Zufuhrtemperatur oder Drosselklappenwinkel, der Zustandsänderung in Motordrehzahl und dem Zustand des durch den Sauerstoffsensor 148 gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gesteuert. Ferner steuert die Steuereinrichtung 200 die Menge der Luft, die die Drosselklappe 132 umgeht, unter Verwendung eines Leerlauf-Luftregelventils 156, wenn sich der Verbrennungsmotor in einem Betriebszustand des Leerlaufs befindet, und steuert die Drehzahl des Verbrennungsmotors im Betriebszustand des Leerlaufs.
Sowohl die Menge der Kraftstoffzufuhr, welche die Haupt-Steuermenge des Verbrennungsmotors ist, als auch der Zeitpunkt der Zündung werden unter Verwendung der Ausgabe des thermischen Durchflussmessers 30 als Hauptparameter berechnet. Daher sind eine Verbesserung der Messgenauigkeit des thermischen Durchflussmessers 30 oder eine Unterdrückung einer zeitlichen Änderung und Verbesserung der Zuverlässigkeit wichtige Gesichtspunkte zum Verbessern einer Fahrzeugsteuerungsgenauigkeit und zum Sicherstellen der Zuverlässigkeit. Insbesondere existiert in den letzten Jahren ein sehr hohes Bedürfnis, den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen zu verringern und die Abgase zu reinigen. Um die oben beschriebenen Anforderungen zu erfüllen, ist es sehr wichtig, die Genauigkeit mit der der Durchfluss des zu messenden Gases IA, das die angesaugte Luft ist, vom thermischen Durchflussmesser 30 gemessen wird, zu verbessern.
Währenddessen ist bei dem thermischen Durchflussmesser 30 gemäß dem Stand der Technik, weil die Dicke des thermischen Durchflussmessers in einer Richtung senkrecht zu einer Zufuhrrichtung des thermischen Durchflussmessers und einer Flussrichtung in einer Zufuhrleitung symmetrisch (im Wesentlichen gleich lang) in Bezug auf eine Ebene ist, die den Schwerpunkt einer Öffnungsfläche, an dem sich eine Staub-Auslassöffnung oder ein Überbrückungsauslass in einen Hauptpfad öffnen, der senkrecht zur Öffnungsfläche ist, und der parallel zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers ist, unter einer Bedingung, dass ein zugeführter Hauptstrom vorwärts von einer stromaufwärts gelegenen Seite zu einer stromabwärts gelegenen Seite fließt, ein Paar von Nachlaufwirbeln, das auf einer stromabwärts gelegenen Seite des thermischen Durchflussmessers erzeugt wird, im Wesentlichen symmetrisch wird. Im Ergebnis verbinden sich die Nachlaufwirbel an einer Position dazwischen und eine Rückwärtsströmung zu einer unteren Endfläche eines Messeinheit-Hauptkörpers des thermischen Durchflussmessers wird erzeugt. Da die Rückwärtsströmung einem Strom begegnet, der durch die Staub-Auslassöffnung oder den Überbrückungsauslass fließt, und den Strom daran hindert heraus zu fließen, ergibt sich das Problem, dass eine staubausstoßende Wirkung verringert wird, und dass ein Fehler beim Messen eines Massenstromes signifikanter wird.
Daher schlägt die Erfindung einen thermischen Durchflussmesser vor, bei dem eine Rückwärtsströmung, die Aufgrund eines Nachlaufwirbels an einer unteren Endfläche eines Messeinheit-Hauptkörpers erzeugt wird, daran gehindert wird, einen durch mindestens eine Staub-Auslassöffnung fließenden Luftstrom zu hemmen. Im Folgenden wird eine konkrete Ausführungsform davon beschrieben.
Beispiel 1
2A bis 2D illustrieren die äußere Erscheinung des thermischen Durchflussmessers 30 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 2A ist eine Frontansicht des thermischen Durchflussmessers 30, 2B ist eine linke Seitenansicht, 2C ist eine Rückansicht und 2D ist eine rechte Seitenansicht.
Der thermische Durchflussmesser 30 weist ein Gehäuse 302, eine vordere Abdeckung 303 und eine hintere Abdeckung 304 auf. Das Gehäuse 302 umfasst einen Flansch 312, mit dem der thermische Durchflussmesser 30 am Zufuhrkörper befestigt ist, der den Hauptpfad bildet, einen externen Verbindungsabschnitt (Verbinderabschnitt) 305, der einen externen Anschluss zum elektrischen Verbinden einer externen Vorrichtung aufweist, und einen Messeinheit-Hauptkörper 310 zum Messen des Durchflusses von Luft. Im Messeinheit-Hauptkörper 310 ist eine Nebenpfadnut angeordnet, die einen Nebenpfad bildet.
Der Messeinheit-Hauptkörper 310 umfasst das Gehäuse 302, die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 und wird zu einer Verkleidung, in welcher der Nebenpfad ausgebildet ist, wenn das Gehäuse 302 mit der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 abgedeckt ist. Im Messeinheit-Hauptkörper 310 ist ein Schaltkreisgehäuse 400 mit einer Durchfluss-Messeinheit 602 zum Messen des Durchflusses des im Hauptpfad fließenden zu messenden Gases IA oder einer Temperatur-Messeinheit 452 zum Messen der Temperatur des im Hauptpfad fließenden zu messenden Gases IA angeordnet (siehe 3A und 3B).
Wenn der Flansch 312 mit der Zufuhrleitung (Einlasspfad) 71 verbunden ist, welche ein Rohr ist, wird der Messeinheit-Hauptkörper 310 des thermischen Durchflussmessers 30 in einem Hauptpfad nach Art eines Auslegers getragen. Um ein Verhältnis der Positionen zwischen dem thermischen Durchflussmesser 30 und der Zufuhrleitung 71 zu verdeutlichen, ist die Zufuhrleitung 71 in 2A mittels einer virtuellen Linie dargestellt. Demnach ist der thermische Durchflussmesser 30 mit dem Messeinheit-Hauptkörper 310 verbunden, der in einer zum Hauptpfad 124 senkrechten Richtung eingefügt ist.
Der Messeinheit-Hauptkörper 310 des thermischen Durchflussmessers 30 hat eine längliche Form, die sich vom Flansch 312 in Richtung zum radialen Zentrum des Hauptpfads 124 erstreckt, ein Spitzenendabschnitt an einer oberen Endflächenseite davon umfasst eine Haupteinlassöffnung 350 (siehe 2B), um einen Teil des zu messenden Gases IA, wie die angesaugte Luft, in den Nebenpfad aufzunehmen, und eine untere Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers 310 umfasst einen Bypass-Auslass 352 (siehe 2D), um das zu messenden Gas IA vom Nebenpfad zum Hauptpfad 124 zurückzuführen.
An der oberen Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers 310 des thermischen Durchflussmessers 30 (Seite zu der das zu messende Gas IA strömt) ist die Haupteinlassöffnung 350 ausgebildet. Das heißt, da die Haupteinlassöffnung nahe an einem Spitzenende des Messeinheit-Hauptkörpers 310, der sich vom Flansch 312 in Richtung zum radialen Zentrum des Hauptpfads 124 erstreckt, angeordnet ist, kann Gas in einem von einer inneren Wandfläche getrennten Abschnitt des Hauptpfads 124 in den Nebenpfad aufgenommen werden. Entsprechend wird die Möglichkeit eines Einflusses der Temperatur der inneren Wandfläche des Hauptpfads verringert und daher ist es möglich, eine Abnahme in der Messgenauigkeit des Durchflusses oder der Temperatur eines Gases zu unterdrücken.
Ferner ist der Flüssigkeitswiderstand in der Nähe der inneren Wandfläche des Hauptpfads 124 groß und die Strömungsgeschwindigkeit ist geringer als eine durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit im Hauptpfad. Da jedoch bei dem thermischen Durchflussmesser 30 des vorliegenden Beispiels der Spitzenendabschnitt des Messeinheit-Hauptkörpers 310, der dünn und lang ist und sich vom Flansch 312 in Richtung des Zentrums des Hauptpfads erstreckt, die Haupteinlassöffnung 350 aufweist, ist es möglich, ein Gas im zentralen Abschnitt des Hauptpfads, dessen Strömungsgeschwindigkeit hoch ist, in den Nebenpfad zu leiten (Pfad für die Messung). Da außerdem eine Staub-Auslassöffnung 355 des Nebenpfads auch nah an einer unteren Endfläche des Spitzenendabschnitts des Messeinheit-Hauptkörpers 310 angeordnet ist, ist es möglich, ein im Nebenpfad fließendes Gas in die Nähe des zentralen Abschnitts des Hauptpfads 124, in dem die Strömungsgeschwindigkeit hoch ist, zurückzuführen.
Der Messeinheit-Hauptkörper 310 hat eine längliche Form, die sich entlang einer Achse von der äußeren Wand des Hauptpfads 124 zum Zentrum des Hauptpfads 124 erstreckt. Die Breite (Länge in Flussrichtung der Luft) des Messeinheit-Hauptkörpers 310 ist jedoch klein, wie in 2B und 2D dargestellt ist. Das heißt, dass die Breite einer Seitenfläche des Messeinheit-Hauptkörpers 310 des thermischen Durchflussmessers 30 klein ist und eine Frontfläche davon ungefähr eine rechteckige Form aufweist. Daher kann der thermische Durchflussmesser 30 mit einem ausreichend langen Nebenpfad mit einem kleinen Flüssigkeitswiderstand in Bezug auf das zu messende Gas IA ausgestattet werden.
Das Gehäuse umfasst eine obere Endfläche und eine untere Endfläche entlang des Luftstroms, der in der Zufuhrleitung 71 fließt, und, wie in 2B und 2D gezeigt, umfasst die obere Endfläche die Haupteinlassöffnung 350 und die untere Endfläche umfasst die Staub-Auslassöffnung 355 und den Bypass-Auslass 352.
Die Temperatur-Messeinheit 452 zum Messen der Temperatur des zu messenden Gases IA weist eine Form auf, die von einer stromaufwärts gelegenen Außenwand zu einer stromaufwärts gelegenen Seite an einer Position im zentralen Abschnitt des Messeinheit-Hauptkörpers 310 ragt, wo die stromaufwärts gelegenen Außenwand des Messeinheit-Hauptkörpers 310 in Richtung der stromabwärts gelegenen Seite ausgespart ist.
Die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 sind derart ausgebildet, dass sie eine dünne plattenartige Form mit einer breiten Kühloberfläche haben. Daher hat der thermische Durchflussmesser 30 die Wirkung, dass ein Luftwiderstand reduziert wird und der thermische Durchflussmesser 30 mit großer Wahrscheinlichkeit durch das im Hauptpfad 124 strömende zu messende Gas gekühlt werden kann.
Im äußeren Verbindungsabschnitt 305 sind ein äußerer Anschluss und ein Anschluss zum Korrigieren (beide nicht dargestellt) angeordnet. Der äußere Anschluss umfasst einen Anschluss zum Ausgeben eines Durchflusses und einer Temperatur, welches Messresultate sind, und einen Stromversorgungsanschluss zum Versorgen mit Gleichstrom. Der Anschluss zum Korrigieren ist ein Anschluss, der verwendet wird, um einen Korrekturwert bezüglich des thermischen Durchflussmessers 30 in einem Speicher des thermischen Durchflussmessers 30 zu speichern.
Als nächstes werden eine Konfiguration des im Gehäuse 302 angeordneten Nebenpfads und eine Konfiguration des Schaltkreispaketes anhand von 3A und 3B beschrieben. 3A und 3B illustrieren eine interne Konfiguration des Gehäuses 302 in einem Zustand, bei dem die vordere Abdeckung 303 oder hintere Abdeckung 304 vom thermischen Durchflussmesser 30 entfernt ist. 3A ist eine Frontansicht, welche die interne Konfiguration des Gehäuses 302 darstellt, wobei die vordere Abdeckung 303 vom thermischen Durchflussmesser 30 entfernt ist, und 3B ist eine Rückansicht, welche die interne Konfiguration des Gehäuses 302 darstellt, wobei die hintere Abdeckung 304 vom thermischen Durchflussmesser 30 entfernt ist.
Im Gehäuse 304 sind Nebenpfadrillen zum Bilden des Nebenpfads auf der Seite des Spitzenendes des Messeinheit-Hauptkörpers 310 angeordnet. Der Nebenpfad ist ein Pfad, der im thermischen Durchflussmesser 30 ausgebildet ist, so dass dieser mit einem Teil des im Hauptpfad 124 fließenden zu messenden Gases beaufschlagt wird. Im vorliegenden Beispiel sind Nebenpfadnuten 331 und 332 an den Front- und Rückflächen des Gehäuses 302 angeordnet. Ein durchgehender Nebenpfad ist an gegenüberliegenden Oberflächen des Gehäuses 302 angeordnet, wenn die Front- und Rückflächen des Gehäuses 302 mit der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 abgedeckt sind. Gemäß dieser Anordnung ist es möglich, sowohl eine hintere Nebenpfadnut 331 als auch eine vordere Nebenpfadnut 332 in einem Abschnitt des Gehäuses 302 zu bilden, einen durchdringenden Abschnitt 382 zu bilden, der das Gehäuse 302 durchdringt, so dass die Nuten miteinander verbunden sind, und ein Durchfluss-Messelement (Durchfluss-Messeinheit) 602 des Schaltkreispaketes 400 im durchdringenden Abschnitt 382 anzuordnen, indem Gussformen an den gegenüberliegenden Oberflächen des Gehäuses 302 zum Zeitpunkt des Gießens des Gehäuses 302 angeordnet werden (Schritt des Gussharzgießens).
Wie in 3B dargestellt, wird ein Teil des im Hauptpfad fließenden zu messenden Gases IA von der Haupteinlassöffnung 350 über eine Einlassnut 351 in eine hintere Nebenpfadnut 331 aufgenommen und fließt in der hinteren Nebenpfadnut 331. Wenn die hintere Nebenpfadnut 331 mit der hinteren Abdeckung 304 abgedeckt ist, wird im thermischen Durchflussmesser 30 ein erster Pfad 31 und ein Abschnitt eines zweiten Pfades 32, der auf der stromaufwärts gelegenen Seite liegt, des Nebenpfades gebildet.
Der erste Pfad 31 ist ein zur Trägheitsabscheidung einer kontaminierenden Substanz bestimmter Auslasspfad, der sich von der Haupteinlassöffnung 350, durch den das im Hauptpfad 124 fließende zu messende Gas IA aufgenommen wird, bis zur Staub-Auslassöffnung 355, durch die ein Teil des aufgenommenen zu messenden Gases IA abgeführt wird, erstreckt. Der zweite Pfad 32 ist ein zum Messen des Durchflusses bestimmter Pfad, der sich von einer Nebeneinlassöffnung 34, durch welche das im ersten Pfad 31 fließenden zu messenden Gas IA aufgenommen wird, in Richtung der Durchfluss-Messeinheit 602 erstreckt. Die Haupteinlassöffnung 350 ist zur stromaufwärts gelegenen Seite im Hauptpfad 124 geöffnet, während sie nahe bei der oberen Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers 310 angeordnet ist, die Staub-Auslassöffnung 355 ist zur stromabwärts gelegenen Seite im Hauptpfad 124 geöffnet, während sie nahe bei der unteren Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers 310 angeordnet ist, und die Öffnungsfläche der Staub-Auslassöffnung 355 ist kleiner als die Öffnungsfläche der Haupteinlassöffnung 350. Entsprechend ist es möglich, dafür zu sorgen, dass das zu messende Gas IA von der Haupteinlassöffnung 350 voraussichtlich auch in den zweiten Pfad 32 strömt.
Eine Pfadnut des zweiten Pfads 32 (der Pfad, der sich bis zur Durchfluss-Messeinheit 602 erstreckt), die ein Teil der hinteren Nebenpfadnut 331 ist, hat eine Form, deren Tiefe sich in Flussrichtung vergrößert, und das zu messende Gas IA bewegt sich allmählich in einer Richtung zur Frontseite, während das zu messende Gas IA entlang der Nut fließt. Eine hintere Nebenpfadnut 334 umfasst einen steil geneigten Abschnitt 347, dessen Tiefe sich plötzlich an einem stromaufwärts gelegenen Abschnitt 342 des Schaltkreispaketes 400 vergrößert. Ein Teil der Luft, die eine geringe Masse aufweist, bewegt sich entlang des steil geneigten Abschnitts 347 und fließt zu einer Messpfad-Frontfläche 430 beim stromaufwärts gelegenen Abschnitt 342 des eindringenden Abschnitts 382 des Schaltkreispaketes 400, wie in 4 dargestellt ist. Unterdessen, da es für den Fremdkörper, der eine große Masse aufweist, aufgrund einer Zentrifugalkraft schwierig ist, plötzlich seine Richtung zu ändern, kann der Fremdkörper nicht entlang des steil geneigten Abschnitts 347 fließen und fließt zu einer Messpfad-Rückfläche 431, wie in 4 dargestellt ist. Danach passiert der Fremdkörper einen stromabwärts gelegenen Abschnitt 341 des durchdringenden Abschnitts 382 und fließt zur vorderen Nebenpfadnut 332, wie in 3A dargestellt ist.
Wie oben beschrieben ist ein Abschnitt des Schaltkreispaketes 400, das die Messpfad-Frontfläche 430 umfasst, in einem Hohlraum des durchdringenden Abschnitts 382 angeordnet und der durchdringende Abschnitt 382 ist mit der hinteren Nebenpfadnut 334 und der vorderen Nebenpfadnut 332 sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite des Schaltkreispaketes 400 verbunden, das die Messpfad-Frontfläche 430 aufweist.
Wie in 3A dargestellt fließt Luft, die das zu messende Gas IA ist, im durchdringenden Abschnitt 382 entlang der Messpfad-Frontfläche 430 vom stromaufwärts gelegenen Abschnitt 342. Zu diesem Zeitpunkt wird Wärme über eine an der Durchfluss-Messeinheit 602 angeordnete Wärmeübertragungsfläche auf die Durchfluss-Messeinheit 602 zum Messen des Durchflusses übertragen und somit der Durchfluss gemessen. Man beachte, dass das Prinzip der Durchflussmessung ein allgemeines Messprinzip für einen thermischen Durchflussmesser sein kann und, wie im vorliegenden Beispiel beschrieben, ist eine Konfiguration zum Messen insbesondere nicht eingeschränkt, solange der Durchfluss des im Hauptpfad fließenden zu messenden Gases auf Grundlage eines Messwerts durch die Durchfluss-Messeinheit 602 des Schaltkreispaketes 400 gemessen werden kann.
Sowohl das zu messende Gas IA, welches die Messpfad-Frontfläche 430 passiert hat, als auch Luft, die vom stromabwärts gelegenen Abschnitt 431 des Schaltkreispaketes 400 zur vorderen Nebenpfadnut 332 fließt, fließen entlang der vorderen Nebenpfadnut 332 und werden über eine Auslassnut 353, die den Bypass-Auslass 352 des zweiten Pfads 32 bildet, in den Hauptpfad 124 abgeführt.
In diesem Beispiel erstreckt sich der zweite Pfad mit der hinteren Nebenpfadnut 334 vom Spitzenendabschnitt des Gehäuses 302 in einer Richtung zum Flansch und beschreibt dabei eine Kurve, und das im Nebenpfad fließende zu messende Gas IA fließt in einer Richtung entgegengesetzt zur Flussrichtung im Hauptpfad 124 an einer der Seite des Flansches am nächsten liegenden Position. Am durchdringenden Abschnitt 382, der ein Abschnitt ist, in dem das zu messende Gas in der Richtung entgegengesetzt zur Flussrichtung im Hauptpfad fließt, ist ein stromaufwärts gelegener Sensorpfad 32a, der an einer Rückseitenfläche des auf einer Seite des Gehäuses 302 angeordneten zweiten Pfads 32 angeordnet ist, mit einem stromabwärts gelegener Sensorpfad 32b verbunden, der auf einer Vorderseitenfläche des auf der anderen Seite angeordneten zweiten Pfads 32 angeordnet ist.
In diesem Beispiel ist eine Seite des Spitzenendes des Schaltkreispaketes 400 im Hohlraum des durchdringenden Abschnitts 382 angeordnet. Der Raum des stromaufwärts gelegenen Abschnitts 342, der auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Schaltkreispaketes 400 angeordnet ist, und der Raum des stromabwärts gelegenen Abschnitts 341, der auf der stromabwärts gelegenen Seite des Schaltkreispaketes 400 angeordnet ist, sind im durchdringenden Abschnitt 382 enthalten, und der durchdringenden Abschnitt 382 ist, wie oben beschrieben, gebohrt, um eine Vorderseitenfläche und eine Rückseitenfläche des Gehäuses 302 zu durchdringen. Entsprechend kommuniziert der stromaufwärts gelegene Sensorpfad 32a, der durch die vordere Nebenpfadnut 334 auf der Vorderseitenfläche des Gehäuse 302 gebildet ist, wie oben beschrieben, am durchdringenden Abschnitt 382 mit dem stromabwärts gelegenen Sensorpfad 32b, der durch die hintere Nebenpfadnut 332 auf der Rückseitenfläche gebildet ist, verbunden.
Man beachte, dass ein Raum auf Seiten der Messpfad-Frontfläche 430 und ein Raum auf Seiten der Messpfad-Rückfläche 431, wie in 4 dargestellt, durch das in das Gehäuse 302 eingefügte Schaltkreispaket 400 und nicht durch das Gehäuse 302 voneinander getrennt sind. Ein Raum, der durch den Raum des stromaufwärts gelegenen Abschnitts 342, den Raum des stromabwärts gelegenen Abschnitts 341, den Raum auf Seiten der Messpfad-Frontfläche 430 und den Raum auf Seiten der Messpfad-Rückfläche 431 gebildet wird, ist durchgängig um die Frontfläche und Rückfläche des Gehäuses 302 ausgebildet und das in das Gehäuse 302 eingefügte Schaltkreispaket 400 ragt in freitragender Weise in den einen Raum hinein. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Nebenpfadnuten sowohl auf der Frontfläche als auch der Rückfläche des Gehäuses 302 in einem einzelnen Harzgussschritt zu gießen, und es ist möglich eine Struktur zu gießen, welche gleichzeitig die Nebenpfadnuten auf beiden Oberflächen verbindet.
Man beachte, dass das Schaltkreispaket 400 befestigt ist, während es durch Harzverguss in Befestigungsabschnitten 372, 373 und 376 des Gehäuses 302 eingebettet ist. Gemäß der oben beschriebenen Befestigungskonfiguration ist es möglich, das Schaltkreispaket 400, gleichzeitig mit dem Herstellen des Gehäuses 302 durch Harzverguss, durch Spritzgiessen des Schaltkreispaketes 400 in das Gehäuse 302 im thermischen Durchflussmesser 20 einzubauen.
Man beachte, dass, wie in 3B dargestellt, die hintere Nebenpfadnut 334 durch erste Pfadwände 395, die einander gegenüberliegend ausgebildet sind, eine innere umlaufende Wand der hinteren Nebenpfadnut (zweite Pfadwand) 392 und eine äußere umlaufende Wand der hinteren Nebenpfadnut (zweite Pfadwand) 391, geformt wird. Wenn eine innere Oberfläche der hinteren Abdeckung 304 und ein Spitzenendabschnitt jedes der inneren umlaufenden Wand der hinteren Nebenpfadnut 392 und der äußeren umlaufenden Wand der hinteren Nebenpfadnut 391 in Höhenrichtung in engen Kontakt miteinander kommen, werden der erste Pfad 31 des Gehäuses 302 und der stromaufwärts gelegene Sensorpfad 32a des zweiten Pfads 32 gebildet.
Währenddessen, wie in 3A dargestellt, umfassen gegenüberliegende Seiten der vorderen Nebenpfadnut 332 eine innere umlaufende Wand der vorderen Nebenpfadnut (zweite Pfadwand) 393 und eine äußere umlaufende Wand der vorderen Nebenpfadnut (zweite Pfadwand) 394 und wenn eine innere Oberfläche der vorderen Abdeckung 303 und ein Spitzenendabschnitt jedes der inneren umlaufenden Wand der vorderen Nebenpfadnut 393 und der äußeren umlaufenden Wand der vorderen Nebenpfadnut 394 in Höhenrichtung in engen Kontakt miteinander kommen, wird ein stromabwärts gelegener Nebenpfad des Gehäuses 302 gebildet.
Das zu messende Gas IA, das durch die Haupteinlassöffnung 350 aufgenommen wird und in den durch die hintere Nebenpfadnut 334 gebildeten ersten Pfad 31 fließt, fließt von der rechten Seite in Richtung der linken Seite in 3B. Hier zweigt ein Teil des aufgenommenen zu messenden Gases IA ab, um in die Nebeneinlassöffnung 34 des zweiten Pfads 32, der vom ersten Pfad 31 abzweigt, zu fließen. Wie in 4 dargestellt fließt das zu messende Gas IA zu einem Strömungspfad 386, der durch eine Frontfläche der Messpfad-Frontfläche 430 des Schaltkreispaketes 400 und einen herausstehenden Abschnitt 356, der auf der vorderen Abdeckung 303 durch den stromaufwärts gelegenen Abschnitt 342 des durchdringenden Abschnitts 382 angeordnet ist, gebildet wird.
Der Rest des zu messenden Gases IA fließt zu einem Strömungspfad 387, der durch die Messpfad-Rückfläche 431 und die hintere Abdeckung 304 gebildet wird. Danach bewegt sich das zu messende Gas IA, das durch den Strömungspfad 387 geflossen ist, durch den stromabwärts gelegenen Abschnitt 341 des durchdringenden Abschnitts 382 zu der vorderen Nebenpfadnut 332 und vermengt sich mit dem zu messenden Gas IA, das im Strömungspfad 386 fließt. Das vermengte zu messende Gas IA fließt in der vorderen Nebenpfadnut 332 und wird durch den Bypass-Auslass 352 in den Hauptpfad abgeführt.
Die Nebenpfadnut ist so ausgebildet, dass die Krümmung des zu messenden Gases IA, das von der hinteren Nebenpfadnut 334 über den stromaufwärts gelegenen Abschnitt 342 des durchdringenden Abschnitts 382 zum Strömungspfad 386 geleitet wird, größer ist als die eines Strömungspfads zu dem Strömungspfad 387. Entsprechend sammelt sich ein Material mit einer großen Masse, wie beispielsweise eine im zu messenden Gas IA enthaltene Verunreinigung, im Strömungspfad 387, dessen Krümmung klein ist.
Im Strömungspfad 386 bildet der herausstehende Abschnitt 356 eine Scheidewand, so dass das zu messende Gas IA eine laminare Strömung mit einem kleinen Wirbel wird. Ferner erhöht der herausstehende Abschnitt 356 die Strömungsgeschwindigkeit des zu messenden Gases IA. Entsprechend wird die Messgenauigkeit verbessert. Der herausstehende Abschnitt 356 ist an der vorderen Abdeckung 303 angeordnet, die eine Abdeckung ist, die einem der Oberfläche zur Wärmeübertragung ausgesetzten Abschnitt 436 der Durchfluss-Messeinheit 602, auf der Messpfad-Frontfläche 430 angeordnet, gegenüberliegt.
Wie in 3A und 3B dargestellt, wird im Gehäuse 302 ein Hohlraum 336 zwischen dem Flansch 312 und einem Abschnitt, in dem die Nebenpfadnuten angeordnet sind, gebildet. In dem Hohlraum 336 ist ein Anschluss-Verbindungsabschnitt 320 angeordnet, in dem ein Verbindungsanschluss 412 des Schaltkreispaketes 400 und ein inneres Ende 361 eines externen Anschlusses des externen Verbindungsabschnitts 305 miteinander verbunden sind. Der Verbindungsanschluss 412 und das innere Ende 361 sind durch Punktschweißen, Laserschweißen oder ähnliches elektrisch miteinander verbunden.
Im Folgenden wird eine Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, die dazu beiträgt zu verhindern, dass eine staubausstoßende Wirkung abnimmt und ein Fehler beim Messen des Massenflusses signifikanter wird.
5 ist eine schematische Ansicht eines Schnitts entlang der Linie B-B in 2D. Unter einer Bedingung, dass ein angesaugter Hauptstrom vorwärts von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite als zu messendes Gas fließt, fließt der angesaugte Hauptstrom von einer oberen Seite zu einer unteren Seite wie in 5. Zu diesem Zeitpunkt wird auf der stromabwärts gelegenen Seite (untere Endfläche) des Messeinheit-Hauptkörpers 310 des thermischen Durchflussmessers ein Paar Nachlaufwirbel IB auf Endflächen der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304, die in der Dickenrichtung vorhanden sind, erzeugt, so dass diese im Wesentlichen symmetrisch sind. Die Nachlaufwirbel IB verbinden sich an einer Position dazwischen und eine Rückwärtsströmung IC in Richtung der unteren Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers 310 des thermischen Durchflussmessers wird gebildet. Da die Rückwärtsströmung IC einem Luftstrom begegnet, der durch die Staub-Auslassöffnung 355 oder den Bypass-Auslass 352 fließt, und den Luftstrom daran hindert heraus zu fließen, ergibt sich eine Verringerung der staubentfernenden Wirkung oder ein Fehler beim Messen eines Massenstromes wird signifikanter.
In Hinblick darauf hat in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2D und 5 dargestellt, die Dicke (W1+W2) des Messeinheit-Hauptkörpers 310 des thermischen Durchflussmessers an einer Position der Staub-Auslassöffnung 355 in einer Richtung senkrecht zu einer Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers und zu einer Flussrichtung in der Zufuhrleitung verschiedene Längen (W1≠W2) auf Basis einer Ebene, die den Schwerpunkt P einer Öffnungsfläche beinhaltet, wo sich die Staub-Auslassöffnung 355 in den Hauptpfad öffnet, die senkrecht zur Öffnungsfläche steht, und die parallel zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers ist (wird im Folgenden als Schwerpunktebene C bezeichnet).
In der vorliegenden Ausführungsform erfüllen eine Länge W1 von der Schwerpunktebene C zur hinteren Abdeckung 304 und eine Länge W2 von der Schwerpunktebene C zur vorderen Abdeckung 303 eine Beziehung W1<W2.
Man beachte, dass die Beschreibung im vorliegenden Beispiel mit der Schwerpunktebene C als Basis erfolgte. Die Länge W1 von der Nähe des Zentrums der Staub-Auslassöffnung 355 bis zur hinteren Abdeckung 304 und die Länge W2 von der Nähe des Zentrums der Staub-Auslassöffnung 355 bis zur vorderen Abdeckung 303 können jedoch eine Beziehung W1<W2 aufweisen.
Entsprechend ist es möglich, eine Auslassrichtung eines Luftstroms ID, der von der Staub-Auslassöffnung 355 abgeführt wird, versetzt von einer Rückwärtsströmrichtung der Rückwärtsströmung IC anzuordnen. Dies ist der Fall, da die Möglichkeit eines Einflusses der Rückwärtsströmung verringert wird, falls die Staub-Auslassöffnung 355 an einer Position geöffnet ist, die verschieden von einer Position in der Nähe einer mittleren Position ist, weil die Position der Rückwärtsströmrichtung der Rückwärtsströmung IC in der Nähe der mittleren Position zwischen der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 in Dickenrichtung liegt. Das heißt, dass die in der unteren Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers 310 ausgebildete Auslassöffnung 355 nah an der vorderen Abdeckung 303 oder der hinteren Abdeckung 304 angeordnet ist, während sie von der mittleren Position zwischen der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 in der Dickenrichtung getrennt ist. In anderen Worten, in einer Projektionsebene der unteren Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers 310 in Dickenrichtung, gesehen von einer stromabwärts gelegenen Frontfläche, ist die Position der Öffnung der Staub-Auslassöffnung 355 vom Zentrum der Projektionsebene in Dickenrichtung getrennt.
Außerdem ist die Auslassöffnung 355 an einer Position angeordnet, so dass sich ein Stromlinienvektor der Rückwärtsströmung IC, die durch die Nachlaufwirbel auf der unteren Oberfläche des Messobjekt-Hauptkörpers 310 gebildet wird, und ein Stromlinienvektor des Luftstroms ID, der aus der Auslassöffnung 355 abgeführt wird, einander nicht direkt gegenüberliegen.
Wie oben beschrieben, obwohl der von der Staub-Auslassöffnung 355 zur stromabwärts gelegenen Seite abgeführte Luftstrom ID erzeugt wird, begegnet der Luftstrom ID nicht direkt der Rückwärtsströmung IC und die Rückwärtsströmung IC dürfte den Luftstrom ID nicht daran hindern, heraus zu strömen, und daher ist es möglich, eine Verringerung der staubausstoßenden Wirkung zu unterdrücken.
Um solch eine Arbeitsweise und Wirkung erzielen zu können, ist es notwendig, dass Längen von der Ebene (Schwerpunktebene C), die den Schwerpunkt P der Öffnungsfläche beinhaltet, wo sich die Staub-Auslassöffnung 355 in den Hauptpfad, der senkrecht zur Öffnungsfläche ist, und der parallel zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers ist, öffnet, voneinander verschieden werden (W1≠W2), jedenfalls in einer Öffnungsfläche (die Fläche, die in 2D durch h repräsentiert wird) der Staub-Auslassöffnung 355, die in der unteren Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers 310 des thermischen Durchflussmessers gebildet ist. In anderen Worten, es ist ausreichend, die Staub-Auslassöffnung 355 an einer Position zu öffnen, die versetzt von einer Richtung der Rückwärtsströmung ist, in der die Rückwärtsströmung IC verläuft.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, unter einer Bedingung, dass ein Hauptstrom in einer Zufuhrleitung in einer Vorwärtsrichtung von einer Seite stromaufwärts zu einer Seite stromabwärts fließt, steht ein Strom, der durch eine Staub-Auslassöffnung heraus fließt, nicht direkt einer Rückwärtsströmung gegenüber, die aufgrund eines Nachlaufwirbels an einer unteren Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers des thermischen Durchflussmessers erzeugt wird. Im Ergebnis ist es möglich, eine Abnahme der staubentfernenden Wirkung zu unterdrücken.
Beispiel 2
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung anhand von 6 bis 8 beschrieben.
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs, der dem Nebenpfad des Gehäuses 302 entspricht, in einem Zustand mit entfernter vorderen Abdeckung 303, wobei ein Teil der Konfiguration vereinfacht oder weggelassen ist. In der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich die Form der Auslassnut 353 von jener des Beispiels 1. Das heißt, dass die Formen der inneren umlaufenden Wand der vorderen Nebenpfadnut (zweite Pfadwand) 393 und der äußeren umlaufenden Wand der vorderen Nebenpfadnut (zweite Pfadwand) 394 auf gegenüberliegenden Seiten der vorderen Nebenpfadnut 332 von jenen in Beispiel 1 verschieden sind. Im Ergebnis unterscheidet sich die Position des Bypass-Auslasses 352 in Höhenrichtung von jener des Beispiels 1.
7 ist eine vergrößerte Ansicht einer rechten Seitenansicht, in der ein Teil der Konfiguration vereinfacht oder weggelassen wurde. Die Dicke (W1+W2) des Messeinheit-Hauptkörpers 310 des thermischen Durchflussmessers an einer Position der Staub-Auslassöffnung in Richtung senkrecht zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers und zur Flussrichtung in der Zufuhrleitung hat verschiedene Längen (W1≠W2) auf Basis der Ebene (Schwerpunktebene C), die den Schwerpunkt P der Öffnungsfläche beinhaltet, wo sich die Staub-Auslassöffnung 355 in den Hauptpfad öffnet, die senkrecht zur Öffnungsfläche steht, und die parallel zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers ist. Dies ist identisch zu dem Beispiel 1.
Außerdem ist der Bypass-Auslass 352 in der Nähe der Staub-Auslassöffnung 355 angeordnet, so dass er neben und parallel zur Staub-Auslassöffnung 355 ist, und die Position von dessen Öffnung ist näher an der vorderen Abdeckung 303 als eine Position in der Nähe der mittleren Position einer Länge (in Richtung der Dicke) zwischen der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 des Messeinheit-Hauptkörpers 310. Daher sind der Bypass-Auslass 352 und die Staub-Auslassöffnung 35 versetzt zur Richtung der Rückwärtsströmung IC angeordnet.
8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 7. In der vorliegenden Ausführungsform wird neben dem von der Staub-Auslassöffnung 355 abgeführten Luftstrom ID auch ein Luftstrom IE erzeugt, der zur stromabwärts gelegenen Seite des Bypass-Auslasses 352 fließt. Wie oben beschrieben liegt der Luftstrom IE auch nicht direkt der Rückwärtsströmung IC gegenüber, weil der Bypass-Auslass 352 ebenfalls versetzt von der Rückwärtsströmrichtung der Rückwärtsströmung IC angeordnet ist. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der Luftstrom IE durch die Rückwärtsströmung IC behindert wird, und es ist möglich, zu verhindern, dass ein Fehler beim Messen des Massenstromes signifikanter wird. Ferner, da sich ein Teil des Luftstroms IE mit dem Luftstrom ID vereint, wird eine Wirkung verstärkt, dass die Strömung, deren Intensität (Staudruck) durch den Zusammenfluss erhöht wurde, den Nachlaufwirbel IB vor dem Luftstrom ID zur stromabwärts gelegenen Seite zurückdrängt. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der Luftstrom ID durch die Nachlaufwirbel IB behindert wird, und es ist möglich, zu verhindern, dass die staubausstoßende Wirkung verringert wird und dass ein Fehler beim Messen des Massenstromes signifikanter wird.
Beispiel 3
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung anhand der 9 bis 11 beschrieben.
9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs, der dem Nebenpfad einer Frontansicht entspricht, die einen Zustand des Gehäuses mit der vorderen Abdeckung entfernt illustriert, wobei ein Teil der Konfiguration vereinfacht oder weggelassen ist. In der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich die Form der Auslassnut 353 von jener im Beispiel 2. Das heißt, dass die Formen der inneren umlaufenden Wand der vorderen Nebenpfadnut (zweite Pfadwand) 393 und der äußeren umlaufenden Wand der vorderen Nebenpfadnut (zweite Pfadwand) 394 auf gegenüberliegenden Seiten der vorderen Nebenpfadnut 332 von jenen in Beispiel 2 verschieden sind und dass die Fläche eines Pfads in Richtung des Bypass-Auslasses 352 abnimmt.
10 ist eine vergrößerte Ansicht einer rechten Seitenansicht, in der ein Teil der Konfiguration vereinfacht oder weggelassen wurde. Die Dicke (W1+W2) des Messeinheit-Hauptkörpers 310 des thermischen Durchflussmessers an einer Position der Staub-Auslassöffnung in Richtung senkrecht zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers und zur Flussrichtung in der Zufuhrleitung hat verschiedene Längen (W1≠W2) auf Basis der Ebene (Schwerpunktebene C), die den Schwerpunkt P der Öffnungsfläche beinhaltet, wo sich die Staub-Auslassöffnung 355 in den Hauptpfad öffnet, die senkrecht zur Öffnungsfläche steht, und die parallel zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers ist. Dies ist identisch zu dem Beispiel 1.
Außerdem ist der Bypass-Auslass 352 in der Nähe der Staub-Auslassöffnung 355 angeordnet, so dass er neben und parallel zur Staub-Auslassöffnung 355 ist, und die Position dessen Öffnung ist näher an der vorderen Abdeckung 303 als eine Position in der Nähe der mittigen Position einer Länge (in Richtung der Dicke) zwischen der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 des Messeinheit-Hauptkörpers 310. Daher sind der Bypass-Auslass 352 und die Staub-Auslassöffnung versetzt zur Richtung der Rückwärtsströmung IC angeordnet.
11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in 10. Im vorliegenden Beispiel verengt sich eine Strömung und ihre Intensität erhöht sich, da die Auslassnut 353 eine Form hat, bei der sich die Fläche des Pfads zum Auslass 352 verringert. Folglich wird ein Effekt, dass die Nachlaufwirbel IB vor dem Luftstrom ID zur stromabwärts gelegenen Seite zurückgedrängt werden, verstärkt, da die Intensität (Staudruck) einer Strömung, die erzeugt wird, wenn sich ein Teil des Luftstroms IE und der Luftstrom ID verbinden, weiter erhöht wird. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der Luftstrom ID durch die Nachlaufwirbel IB behindert wird, und es wird einfacher, zu verhindern, dass die staubentfernende Wirkung verringert wird, und dass ein Fehler beim Messen des Massenstromes signifikanter wird.
Beispiel 4
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung anhand der 12 bis 14 beschrieben.
12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs, der dem Nebenpfad einer Frontansicht entspricht, die einen Zustand des Gehäuses mit der vorderen Abdeckung entfernt illustriert, wobei ein Teil der Konfiguration vereinfacht oder weggelassen ist. Anders als in den Beispielen 1 bis 3 ist der Bypass-Auslass 352 auf der stromabwärts gelegenen Seite des Schaltkreispakets 400 in einer Seitenfläche des thermischen Durchflussmessers angeordnet und dient als abschließendes Ende des Nebenpfads.
13 ist eine vergrößerte Ansicht einer rechten Seitenansicht, in der ein Teil der Konfiguration vereinfacht oder weggelassen wurde. Die Dicke (W1+W2) des Messeinheit-Hauptkörpers 310 des thermischen Durchflussmessers an einer Position der Staub-Auslassöffnung in Richtung senkrecht zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers und zur Flussrichtung in der Zufuhrleitung hat verschiedene Längen (W1≠W2) auf Basis der Ebene (Schwerpunktebene C), die den Schwerpunkt P der Öffnungsfläche beinhaltet, wo sich die Staub-Auslassöffnung 355 in den Hauptpfad öffnet, die senkrecht zur Öffnungsfläche steht, und die parallel zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers ist. Dies ist identisch zu dem Beispiel 1.
Zusätzlich ist die Position der Öffnung der Staub-Auslassöffnung 355 dieselbe wie jene in Beispiel 1 und die Staub-Auslassöffnung 35 ist versetzt von der Rückwärtsströmrichtung der Rückwärtsströmung IC angeordnet.
14 ist eine schematische Ansicht eines Schnitts entlang der Linie E-E in 13. Unter einer Bedingung, dass der aufgenommene Hauptstrom als das zu messende Gas IA vorwärts von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite fließt, fließt der aufgenommene Hauptstrom von der oberen Seite zur unteren Seite wie in 14. Zu diesem Zeitpunkt wird auf der stromabwärts gelegenen Seite des thermischen Durchflussmessers ein Paar von Nachlaufwirbeln IB erzeugt, die im Wesentlichen symmetrisch sind. Die Nachlaufwirbel IB verbinden sich an einer Position dazwischen und die Rückwärtsströmung IC zur unteren Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers 310 wird gebildet. Unterdessen wird der zur stromabwärts gelegenen Seite abgeführte Luftstrom ID von der Staub-Auslassöffnung 355 erzeugt. Man beachte, dass die Querschnittsfläche des ersten Pfads (Nebenpfad) 31 zur Staub-Auslassöffnung 355 in Richtung zur Staub-Auslassöffnung 355 aufgrund einer geneigten Oberfläche kleiner wird, und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft wird erhöht, wenn die Luft hierdurch passiert.
Wie oben beschrieben, da der Luftstrom ID nicht direkt der Rückwärtsströmung IC gegenüberliegt, ist es weniger wahrscheinlich, dass der Luftstrom ID durch die Rückwärtsströmung IC behindert wird, und es ist möglich, zu verhindern, dass die staubausstoßende Wirkung verringert wird, und dass ein Fehler beim Messen des Massenstromes signifikant wird.
Beispiel 5
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der Erfindung anhand der 15 und 16 beschrieben.
Obwohl eine Nebenpfadstruktur der vorliegenden Ausführungsform ähnlich jener von Beispiel 4 ist, ist die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform abgesehen von den äußeren Formen eines Auslasspfads und des thermischen Durchflussmessers im Wesentlichen dieselbe wie jene in Beispiel 4.
15 ist eine vergrößerte Ansicht einer rechten Seitenansicht, in der ein Teil der Konfiguration vereinfacht oder weggelassen wurde. Die Dicke (W1+W2) des Messeinheit-Hauptkörpers 310 des thermischen Durchflussmessers an einer Position der Staub-Auslassöffnung in Richtung senkrecht zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers und zur Flussrichtung in der Zufuhrleitung hat verschiedene Längen (W1≠W2) auf Basis der Ebene (gepunktete Linie C), die den Schwerpunkt P der Öffnungsfläche beinhaltet, wo sich die Staub-Auslassöffnung 355 in den Hauptpfad öffnet, die senkrecht zur Öffnungsfläche steht, und die parallel zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers ist. Dies ist identisch zu dem Beispiel 1.
16 ist eine schematische Ansicht eines Schnitts entlang der Linie F-F in 15. Obwohl die Form eines Pfads zur Staub-Auslassöffnung 355 symmetrisch in Bezug auf die Ebene (Schwerpunktebene C) ist, die den Schwerpunkt P der Öffnungsfläche umfasst, wo sich die Staub-Auslassöffnung 355 in den Hauptpfad öffnet, die senkrecht zur Öffnungsfläche ist, und die parallel zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers ist, ist die äußere Form des thermischen Durchflussmesser asymmetrisch. Da die äußere Form asymmetrisch ist, ist auch ein an der stromabwärts gelegenen Seite des thermischen Durchflussmessers erzeugtes Paar Nachlaufwirbel IB asymmetrisch.
Im Ergebnis verbinden sich die nachfolgenden Wirbel IB an einer Position, die von der oben beschriebenen Ebene (Schwerpunktebene C) versetzt ist, so dass die Rückwärtsströmung IC zum thermischen Durchflussmesser erzeugt wird. Unterdessen wird der zur stromabwärts gelegenen Seite abgeführte Luftstrom ID von der Staub-Auslassöffnung 355 erzeugt, aber die Strömung fließt im Wesentlichen entlang der Ebene (Schwerpunktebene C). Im Ergebnis liegt der Luftstrom ID der Rückwärtsströmung IC nicht direkt gegenüber. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der Luftstrom ID durch die Rückwärtsströmung IC behindert wird, und es ist möglich, zu verhindern, dass die staubausstoßende Wirkung verringert wird, und dass ein Fehler beim Messen des Massenstromes signifikant wird.
Man beachte, dass die Querschnittsfläche des ersten Pfads (Nebenpfad) 31 zur Staub-Auslassöffnung 355 in Richtung zur Staub-Auslassöffnung 355 aufgrund einer geneigten Oberfläche kleiner wird, und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft wird erhöht, wenn die Luft hierdurch passiert.
Beispiel 6
Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform der Erfindung anhand der 17 und 18 beschrieben.
Obwohl eine Nebenpfadstruktur des vorliegenden Beispiels ähnlich jener von Beispiel 4 ist, ist die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform abgesehen von den äußeren Formen eines Auslasspfads und des thermischen Durchflussmessers im Wesentlichen dieselbe wie jene in Beispiel 4.
17 ist eine vergrößerte Ansicht einer rechten Seitenansicht, in der ein Teil der Konfiguration vereinfacht oder weggelassen wurde. Die Dicke (W1+W2) des Messeinheit-Hauptkörpers 310 des thermischen Durchflussmessers an einer Stelle der maximalen Dicke des thermischen Durchflussmessers in Richtung senkrecht zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers und zur Flussrichtung in der Zufuhrleitung hat verschiedene Längen (W1≠W2) auf Basis der Ebene (Schwerpunktebene C), die den Schwerpunkt P der Öffnungsfläche beinhaltet, wo sich die Staub-Auslassöffnung 355 in den Hauptpfad öffnet, die senkrecht zur Öffnungsfläche steht, und die parallel zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers ist. Dies ist identisch zu dem Beispiel 1.
18 ist eine schematische Ansicht eines Schnitts entlang der Linie G-G in 17. Die Form eines Pfads zur Staub-Auslassöffnung 355 ist asymmetrisch in Bezug auf die Ebene (Schwerpunktebene C), die den Schwerpunkt P der Öffnungsfläche umfasst, wo sich die Staub-Auslassöffnung 355 in den Hauptpfad öffnet, die senkrecht zur Öffnungsfläche ist, und die parallel zur Einführrichtung des thermischen Durchflussmessers ist, und die äußere Form des thermischen Durchflussmesser ist ebenfalls asymmetrisch. Da die äußere Form asymmetrisch ist, ist auch ein an der stromabwärts gelegenen Seite des thermischen Durchflussmessers erzeugtes Paar Nachlaufwirbel IB asymmetrisch. In der vorliegenden Ausführungsform, obwohl die Staub-Auslassöffnung 355 näher an der Seite der hinteren Abdeckung angeordnet ist, sind Längen von der Schwerpunktebene C an einer Position der maximalen Dicke (W1+W2) des thermischen Durchflussmessers verschieden voneinander (W1≠W2).
Im Ergebnis verbinden sich die Nachlaufwirbel IB an einer Position, die von der oben beschriebenen Ebene (Schwerpunktebene C) versetzt ist, so dass die Rückwärtsströmung IC zum thermischen Durchflussmesser erzeugt wird. Unterdessen wird der zur stromabwärts gelegenen Seite abgeführte Luftstrom ID von der Staub-Auslassöffnung 355 erzeugt. Da der Luftstrom ID nicht direkt der Rückwärtsströmung IC gegenüberliegt, ist es weniger wahrscheinlich, dass die abgeführte Strömung ID durch die Rückwärtsströmung IC behindert wird, und es ist möglich, zu verhindern, dass die staubausstoßende Wirkung verringert wird, und dass ein Fehler beim Messen des Massenstroms signifikant wird.
Man beachte, dass die Querschnittsfläche des ersten Pfads (Nebenpfad) 31 zur Staub-Auslassöffnung 355 in Richtung zur Staub-Auslassöffnung 355 aufgrund einer geneigten Oberfläche kleiner wird, und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft wird erhöht, wenn die Luft hierdurch passiert.
Ausführungsformen der Erfindung wurden oben im Detail beschrieben aber die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Änderungen des Designs können in einem Bereich vorgenommen werden, ohne vom Geist der Erfindung, wie er in den Ansprüchen beschrieben ist, abzuweichen. Beispielsweise wurden die Ausführungsformen im Detail beschrieben, um eine einfache Erklärung der Erfindung zu ermöglichen, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, alle der oben beschriebenen Konfigurationen einzuschließen. Außerdem können Teile der Konfigurationen einer Ausführungsform mit Konfigurationen einer anderen Ausführungsform ersetzt werden und Konfigurationen einer anderen Ausführungsform können zu Konfigurationen einer Ausführungsform hinzugefügt werden. Ferner ist ein Hinzufügen, Weglassen und Ersetzen anderer Konfigurationen in Bezug auf Teile von Konfigurationen von jeder Ausführungsform möglich.
Bezugszeichenliste
30...thermischer Durchflussmesser, 31...erster Pfad, 32...zweiter Pfad, 34...Nebeneinlassöffnung, 35...Strömungswiderstandabschnitt, 36...herausstehender Abschnitt, 37...Drosselabschnitt, 302...Gehäuse, 303...vordere Abdeckung, 304...hintere Abdeckung, 310...Messeinheit-Hauptkörper, 350...Haupteinlassöffnung, 352...Bypass-Auslass, 355...Staub-Auslassöffnung, 602...Durchfluss-Messeinheit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012202755 A [0005, 0006]
JP 2013190447 A [0006]

Claims

Thermischer Durchflussmesser, umfassend: einen Messeinheit-Hauptkörper mit einem ersten Nebenpfad, in den ein Teil eines zu messenden Gases, das in einer Leitung fließt, zusammen mit einer Kontaminationssubstanz aufgenommen wird und von dem ein Teil des aufgenommenen zu messenden Gases in einer Flussrichtung des in der Leitung fließenden zu messenden Gases abgeführt wird, und einem zweiten Nebenpfad, der von dem ersten Nebenpfad abzweigt und der eine Messeinheit zum Messen des Durchflusses des zu messenden Gases aufweist, wobei eine Auslassöffnung des ersten Nebenpfads an einer Position angeordnet ist, so dass sich ein Stromlinienvektor einer Rückwärtsströmung des zu messenden Gases, die durch einen Nachlaufwirbel auf einer unteren Oberfläche des Messobjekt-Hauptkörpers gebildet wird, und ein Stromlinienvektor des zu messenden Gases, das aus dem ersten Nebenpfad abgeführt wird, einander nicht direkt gegenüberliegen.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei Längen von sich gegenüberliegenden Endflächen des Messeinheit-Hauptkörpers in Richtung der Dicke einer Ebene, die einen Schwerpunkt einer Öffnungsfläche der Auslassöffnung umfasst, die senkrecht zur Öffnungsfläche steht, und die parallel zu einer Einführrichtung des Messeinheit-Hauptkörpers ist, voneinander verschieden sind.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei in einer Projektionsebene wie gesehen von einer stromabwärtsseitigen Frontfläche, in der die Auslassöffnung des ersten Nebenpfads ausgebildet ist, die Position einer Öffnung der Auslassöffnung des ersten Nebenpfads vom Zentrum der Projektionsebene entfernt ist.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei Längen von sich gegenüberliegenden Endflächen des Messeinheit-Hauptkörpers in Richtung der Dicke einer Ebene, die einen Schwerpunkt einer Öffnungsfläche der Auslassöffnung umfasst, die senkrecht zur Öffnungsfläche steht, und die parallel zu einer Einführrichtung des Messeinheit-Hauptkörpers ist, in einer Öffnungsfläche der Auslassöffnung voneinander verschieden sind.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei ein Auslass des zweiten Nebenpfads in der Nähe von und parallel zur Auslassöffnung des ersten Nebenpfads angeordnet ist.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei die Pfadquerschnittsfläche des ersten Nebenpfads in Richtung der Auslassöffnung des ersten Nebenpfads abnimmt.
Thermischer Durchflussmesser, umfassend: einen Messeinheit-Hauptkörper mit einem ersten Nebenpfad, in den ein Teil Luft, die in einem Einlasspfad fließt, aufgenommen wird und von dem ein Teil der Luft in einer Flussrichtung der im Einlasspfad fließenden Luft abgeführt wird, und einem zweiten Nebenpfad, der von einem mittleren Bereich des ersten Nebenpfads abzweigt und der eine Messeinheit zum Messen des Durchflusses der aufgenommenen Luft aufweist, wobei der Messeinheit-Hauptkörper ein Gehäuse aufweist, in dem der erste Nebenpfad und der zweite Nebenpfad ausgebildet sind und von dem eine obere Endfläche und eine untere Endfläche entlang der Flussrichtung der im Einlasspfad fließenden Luft ausgebildet sind, und eine Auslassöffnung des ersten Nebenpfads in der unteren Endfläche des Gehäuses ausgebildet ist, und wobei eine Öffnungsfläche der Auslassöffnung an einer von der Richtung einer Rückwärtsströmung der Luft, die in Richtung der unteren Endflächenseite strömt, versetzten Position ausgebildet ist, wobei die Rückwärtsströmung durch einen an der unteren Endfläche des Gehäuse erzeugten Nachlaufwirbel der im Einlasspfad fließenden Luft gebildet wird.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 7, wobei der Messeinheit-Hauptkörper aufweist: eine vordere Abdeckung und eine hintere Abdeckung, die an gegenüberliegenden Seitenenden des Gehäuses befestigt sind, so dass der erste Nebenpfad und der zweite Nebenpfad abgedeckt sind, und wobei eine Länge von einer Position in der Nähe des Zentrums der Auslassöffnung des ersten Nebenpfads bis zur vorderen Abdeckung und eine Länge von einer Position in der Nähe des Zentrums der Auslassöffnung des ersten Nebenpfads bis zur hinteren Abdeckung voneinander verschieden sind.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 8, wobei die in der unteren Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers ausgebildete Auslassöffnung näher an der vorderen oder hinteren Abdeckung angeordnet ist als eine in Richtung der Dicke mittlere Position zwischen der vorderen Abdeckung und der hinteren Abdeckung.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 7, wobei ein Auslass des zweiten Nebenpfads in der unteren Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers ausgebildet ist und eine Öffnungsfläche des Auslasses des zweiten Nebenpfads an einer von der Richtung der Rückwärtsströmung der Luft, die in Richtung der unteren Endflächenseite strömt, versetzten Position ausgebildet ist, wobei die Rückwärtsströmung durch den an der unteren Endfläche des Gehäuse erzeugten Nachlaufwirbel der im Einlasspfad fließenden Luft gebildet wird.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 10, wobei der Auslass des zweiten Nebenpfads und die Auslassöffnung des ersten Nebenpfads parallel zueinander an der unteren Endfläche des Messeinheit-Hauptkörpers angeordnet sind.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 7, wobei die Pfadquerschnittsfläche des ersten Nebenpfads in Richtung der Auslassöffnung des ersten Nebenpfads abnimmt.