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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermischen Durchflussmesser.
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Technischer Hintergrund
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Aus dem Stand der Technik sind diverse thermische Durchflussmesser bekannt, bei denen ein Gehäuse in einem Hauptdurchgang angeordnet ist, durch den ein zu messendes Gas fließt, das zu messende Gas vom Hauptdurchgang in einen in dem Gehäuse vorgesehenen Nebendurchgang eingespeist wird, und eine Flussrate des zu messenden Gases durch einen Flussratenmessabschnitt gemessen wird, der in dem Nebendurchgang angeordnet ist.
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PTL1 offenbart eine Struktur, in der ein Nebendurchgang einen ersten Durchgang entlang einer Flussrichtung in einem Hauptdurchgang und einen zweiten Durchgang aufweist, der vom ersten Durchgang auf halbem Wege abzweigt, wobei ein Flussratenmessabschnitt im zweiten Durchgang angeordnet ist, und ein zu messendes Gas, nachdem es den Flussratenmessabschnitt durchlaufen hat, wieder auf den ersten Durchgang trifft und über einen Auslass des ersten Durchgangs ausgestoßen wird.
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Literaturliste
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Patentliteratur
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Technisches Problem
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Wie in der in PTL1 offenbarten Struktur, interferiert, wenn der Auslass des ersten Durchgangs abströmseitig offen ist, das aus dem Auslass des ersten Durchgangs ausgestoßene zu messende Gas mit einem stromabwärts vom Gehäuse gebildeten Wirbel, und es besteht die Besorgnis, dass eine gleichmäßige Ausstoßung des zu messenden Gases aus dem Auslass behindert wird. Ein Unterschied zwischen Flussgeschwindigkeitsverteilungen zu normalen Zeiten und zur Zeit von Pulsationen nimmt mit der Intensität des Wirbels zu und führt zu einem Pulsationsfehler.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieser Umstände gemacht, und ein Ziel von ihr ist, einen thermischen Durchflussmesser mit einer Struktur zu schaffen, bei der die Wirbelintensität verringert ist und konstant gemacht werden kann, eine gleichmäßige Ausstoßung eines zu messenden Gases aus einem Auslass gewährleistet ist und das Auftreten eines Pulsationsfehlers unterdrückt werden kann.
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Lösung des Problems
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Um das Problem zu lösen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein thermischer Durchflussmesser vorgesehen mit einem in einem Hauptdurchgang angeordneten Gehäuse und einem in dem Gehäuse vorgesehenen Nebendurchgang, wobei im Gehäuse ein Auslass des Nebendurchgangs an einem stromabwärtigen Endabschnitt des Gehäuses vorgesehen ist, und eine schräge Oberfläche nahe dem Auslass vorgesehen ist.
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Vorteile der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Stärke eines Wirbels zu verringern, der auf der stromabwärtigen Seite eines Ausstoßanschlusses und eines Hauptauslasses erzeugt werden kann. Dadurch kann verhindert werden, dass ein Ausstoßanschluss und ein Hauptauslass während eines transienten Zeitraums durch einen Wirbel abgeschirmt werden, um so eine Differenz zwischen Flussgeschwindigkeitsverteilungen zu normalen Zeiten und bei Pulsationen zu vermindern und das Auftreten eines Pulsationsfehlers zu unterdrücken.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Systemdiagramm, das ein Beispiel zeigt, bei dem ein thermischer Durchflussmesser gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Steuersystem einer Kraftmaschine mit Innenverbrennung verwendet wird.
- 2A ist eine Vorderansicht, die das Äußere des thermischen Durchflussmessers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2B ist eine Seitenansicht von links, die das Äußere des thermischen Durchflussmessers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2C ist eine Rückansicht, die das Äußere des thermischen Durchflussmessers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2D ist eine Seitenansicht von rechts, die das Äußere des thermischen Durchflussmessers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 3A ist eine Vorderansicht, die einen Zustand eines Gehäuses zeigt, in welchem eine vordere und eine hintere Abdeckung vom thermischen Durchflussmesser gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst sind.
- 3B ist eine Rückansicht, die den Zustand eines Gehäuses zeigt, in dem die vordere und hintere Abdeckung vom thermischen Durchflussmesser gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst sind.
- 4A ist eine Rückansicht der vorderen Abdeckung.
- 4B ist ein Schnitt entlang der Linie B-B in 4A.
- 5A ist eine Rückansicht der hinteren Abdeckung.
- 5B ist ein Schnitt entlang der Linie B-B in 5A.
- 6 ist eine perspektivische Ansicht des Äußeren eines thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 1.
- 7A ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers von Beispiel 1.
- 7B ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers von Beispiel 1.
- 7C ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers von Beispiel 1.
- 7D ist ein Konzeptdiagramm zur Erläuterung der Konfiguration eines gekrümmten Oberflächenabschnitts.
- 7E ist ein Konzeptdiagramm zur Erläuterung der Konfiguration einer geneigten Oberfläche.
- 8 ist eine perspektivische Ansicht, die das Äußere eines thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 2 zeigt.
- 9 ist eine Ansicht des thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 2 von unten.
- 10A ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers von Beispiel 2.
- 10B ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 2.
- 10C ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 2.
- 11 ist eine perspektivische Ansicht, die das Äußere eines thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 3 zeigt.
- 12 ist eine Ansicht des thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 3 von unten.
- 13A ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 3.
- 13B ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 3.
- 13C ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 3.
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Beschreibung von Ausgestaltungen
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Erfindungsgemäß werden Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
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Beispiel 1
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1 ist ein Systemdiagramm, das ein Beispiel zeigt, bei dem ein thermischer Durchflussmesser gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Steuersystem einer Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung und elektronischer Kraftstoffeinspritzung gezeigt ist. Frischluft, die als zu messendes Gas 30 durch den Betrieb einer Kraftmaschine mit Innenverbrennung 110, die den Zylinder 112 und einen Kolben 114 umfasst, über einen Luftfilter 122 als zu messendes Gas 30 eingesaugt wird, wird einer Brennkammer des Zylinders 112 über zum Beispiel einen Hauptdurchgang 124, wie etwa ein Saugrohr, einen Drosselklappenkörper 126 und einen Ansaugkrümmer 128 zugeführt. Eine Flussrate des zu messenden Gases 30, bei der es sich um die der Brennkammer zugeführte Frischluft handelt, wird durch einen thermischen Durchflussmesser 300 gemäß der vorliegenden Erfindung gemessen, und Kraftstoff wird durch ein Kraftstoffeinspritzventil 152 auf der Grundlage der gemessenen Flussrate zugeführt und der Brennkammer in mit dem zu messenden Gas 30 vermischten Zustand zugeführt. Im vorliegenden Beispiel ist das Kraftstoffeinspritzventil 152 an einem Eingangsanschluss der Brennkraftmaschine vorgesehen, in den Eingangsanschluss eingespritzter Kraftstoff bildet zusammen mit dem zu messenden Gas 30, das die Frischluft ist, ein Gemisch und wird über ein Einlassventil 116 der Brennkammer zugeführt, um verbrannt zu werden und mechanische Energie zu erzeugen.
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Der Kraftstoff und die Luft, die der Brennkammer zugeführt werden, befinden sich in einem Gemischzustand und werden durch Funkenzündung mittels einer Zündkerze 154 explosionsartig verbrannt, um mechanische Energie zu erzeugen. Das verbrannte Gas wird einem Abgasrohr über ein Abgasventil 118 zugeführt und als Abgas 24 aus dem Abgasrohr in die Umgebung des Fahrzeugs freigesetzt. Eine Flussrate des zu messenden Gases 30, das die der Brennkammer zugeführte Frischluft ist, wird durch ein Drosselklappenventil 132 gesteuert, dessen Öffnungsgrad sich aufgrund der Betätigung eines Gaspedals ändert. Die Kraftstoffzufuhrmenge wird auf der Grundlage einer Flussrate der in die Brennkammer eingespeisten Frischluft gesteuert, und ein Fahrer steuert den Öffnungsgrad der Drosselklappe 132, um die Flussrate der in die Brennkammer eingespeisten Frischluft zu steuern, und kann so die durch die Kraftmaschine mit Innenverbrennung erzeugte mechanische Energie steuern.
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Flussrate und Temperatur des zu messenden Gases, das über den Luftfilter 122 angesaugte, durch den Hauptdurchgang 124 fließende Frischluft ist, werden von dem thermischen Durchflussmesser 300 gemessen, und elektrische Signale, die die Flussrate und Temperatur der Frischluft anzeigen, werden von dem thermischen Durchflussmesser 300 in eine Steuervorrichtung 200 eingegeben. Ein Ausgangssignal eines Drosselklappenwinkelsensors 144, der einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 132 misst, wird in die Steuervorrichtung 200 eingegeben, und ein Ausgangssignal eines Drehwinkelsensors 146 wird in die Steuervorrichtung 200 eingegeben, um eine Position oder einen Zustand des Kraftmaschinenkolbens 114, des Ansaugventils 116 oder des Abgasventils 118 der Brennkraftmaschine und eine Drehgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine zu messen. Ein Ausgangssignal eines Sauerstoffsensors 148 wird in die Steuervorrichtung 200 eingegeben, um ein Mischungsverhältnis zwischen Kraftstoff- und Luftmenge auf der Grundlage eines Zustands des Abgases 24 zu messen.
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Die Steuervorrichtung 200 berechnet eine Kraftstoffeinspritzmenge oder einen Zündzeitpunkt auf der Grundlage der vom thermischen Durchflussmesser 300 ausgegebenen Flussrate der Frischluft und der unter Verwendung des Ausgangssignals des Drehwinkelsensors 146 gemessenen Drehgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine. Die vom Kraftstoffeinspritzventil 152 zugeführte Kraftstoffmenge und der Zündzeitpunkt, zu dem der Kraftstoff von der Zündkerze 154 gezündet wird, werden auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses gesteuert. Genauer gesagt werden Kraftstoffzufuhrmenge oder Zündzeitpunkt auf der Grundlage der Frischlufttemperatur oder einer Drosselklappenwinkeländerung, gemessen von dem thermischen Durchflussmesser 300, einer Änderung der Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine und dem vom Sauerstoffsensor 148 gemessenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis feingesteuert. Die Steuervorrichtung 200 steuert in einem Leerlaufzustand über ein Leerlauf-Luftsteuerventil 156 eine die Drosselklappe 132 umgehende Luftmenge, und sie steuert eine Drehgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine in dem Leerlaufzustand.
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2 zeigt das Äußere des thermischen Durchflussmessers 300. 2A ist eine Vorderansicht des thermischen Durchflussmessers 300, 2B ist eine Seitenansicht von links, 2C eine Rückansicht und 2D eine Seitenansicht von rechts. Der thermische Durchflussmesser 300 hat ein Gehäuse 302. Das Gehäuse 302 ist in das Saugrohr aus seitlicher Richtung eingeführt und im Hauptdurchgang 124 (siehe 1) angeordnet. Ein Flansch 305 zur Befestigung am Saugrohr und ein äußerer Verbindungsabschnitt 306, der außen am Saugrohr freiliegt, sind an einem basalen Endteil des Gehäuses 302 vorgesehen.
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Als Folge der Befestigung des Flansches 305 am Saugrohr ist das Gehäuse 302 einseitig freitragend gehalten und so angeordnet, dass es sich in einer vertikalen Richtung erstreckt und dabei die Hauptflussrichtung eines durch den Hauptdurchgang 124 fließenden, zu messenden Gases kreuzt. Das Gehäuse 302 ist mit einem Nebendurchgang 307 (siehe 3A und 3B) zum Aufnehmen des durch den Hauptdurchgang 124 fließenden, zu messenden Gases 30 versehen, und ein Flussratenmessabschnitt 602 (siehe 3A und 3B) zum Messen einer Flussrate des zu messenden Gases 30 ist in dem Nebendurchgang 307 angeordnet.
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Ein Einlass 311 zum Einspeisen eines Teils des zu messenden Gases 30 in den Nebendurchgang 307 ist an einem stromaufwärtigen Endabschnitt vorgesehen, der an einem distalen Ende des Gehäuses 302 und an einer stromaufwärtigen Seite bezogen auf die Hauptflussrichtung angeordnet ist. Zwei Auslässe, nämlich ein erster Auslass 312 (Ausstoßanschluss) und ein zweiter Auslass (Hauptauslass) 313 zum Zurückführen des zu messenden Gases 30 aus dem Nebendurchgang 307 in den Hauptdurchgang 124 sind an einem stromabwärtigen Endabschnitt vorgesehen, der am distalen Ende des Gehäuses 302 an einer bezogen auf die Hauptflussrichtung stromabwärtigen Seite angeordnet ist. Der erste Auslass 312 und der zweite Auslass 313 sind in Dickenrichtung des Gehäuses 302 horizontal angeordnet, wie in 2D gezeigt. Mit anderen Worten, sind der erste Auslass 312 und der zweite Auslass 313 in einer Richtung senkrecht zur Hauptflussrichtung angeordnet.
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Der Einlass 311 ist am distalen Ende des Gehäuses 302 angeordnet, sodass Gas in einem Bereich nahe dem Mittelabschnitt des Hauptdurchgangs, beabstandet von einer Innenwandfläche, in den Nebendurchgang 307 eingespeist werden kann. Deshalb ist dieses Gas kaum durch die Temperatur der Innenwandoberfläche des Hauptdurchgangs beeinflusst, und eine Beeinträchtigung der Messgenauigkeit von Flussrate oder Temperatur des Gases kann vermieden werden.
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In der Nähe der Innenwandfläche des Hauptdurchgangs ist der Strömungswiderstand hoch, und die Strömungsgeschwindigkeit ist niedriger als die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des Hauptdurchgangs, aber bei dem thermischen Durchflussmesser 300 nach dem vorliegenden Beispiel ist der Einlass 311 am distalen Ende des langen, dünnen Gehäuses 302 vorgesehen, das sich vom Flansch 305 aus zur Mitte des Hauptdurchgangs erstreckt, sodass Gas mit hoher Strömungsgeschwindigkeit im Mittelabschnitt des Hauptdurchgangs in den Nebendurchgang 307 eingespeist werden kann. Der erste Auslass 312 und der zweite Auslass 313 des Nebendurchgangs 307 sind ebenfalls am distalen Ende des Gehäuses 302 vorgesehen, sodass Gas, das den Nebendurchgang 307 durchflossen hat, in den Mittelabschnitt des Hauptdurchgangs zurückgeführt werden kann, in dem die Strömungsgeschwindigkeit hoch ist.
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Das Gehäuse 302 hat eine Form, bei der eine vordere Fläche eine im Wesentlichen rechteckige breite Fläche ist und eine Seitenfläche schmal (von geringer Dicke) ist. Die vordere Fläche und die Rückfläche des Gehäuses 302 sind in Hauptflussrichtung des durch den Hauptdurchgang fließenden, zu messenden Gases 30 angeordnet, und seine Seitenflächen sind der Hauptflussrichtung zugewandt angeordnet. Folglich kann der thermische Durchflussmesser 300 mit dem Nebendurchgang 307 versehen sein, der den Strömungswiderstand vermindert und eine ausreichende Länge für das zu messende Gas 30 hat.
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Mit anderen Worten hat bei dem thermischen Durchflussmesser nach dem vorliegenden Beispiel die auf eine zur Flussrichtung des durch den Hauptdurchgang 124 fließenden zu messenden Gases 30 orthogonale Ebene projizierte Gestalt des Gehäuses eine in einer ersten Richtung 50 in der orthogonalen Ebene definierte Längenabmessung und eine in einer zu der ersten Richtung 50 senkrechten zweiten Richtung definierte Dickenabmessung (siehe 2B) und eine Gestalt, bei der die Dickenabmessung kleiner als die Längenabmessung ist.
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Ein Temperaturmessabschnitt 452, der die Temperatur des zu messenden Gases 30 misst, ist in dem Gehäuse 302 vorgesehen. Das Gehäuse 302 hat eine Gestalt, die in einem in longitudinaler Richtung zentralen Bereich und im stromaufwärtigen Endabschnitt in Richtung des stromabwärtigen Endabschnitts eingedrückt ist, und der Temperaturmessabschnitt 452 ist in der eingedrückten Position vorgesehen. Der Temperaturmessabschnitt 452 hat eine Gestalt, die entlang der Hauptflussrichtung aus dem eingedrückten Abschnitt des Gehäuses 302 vorspringt.
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3 zeigt einen Zustand des Gehäuses 302, in welchem eine vordere Abdeckung 303 und eine hintere Abdeckung 304 von dem thermischen Durchflussmesser 300 gelöst sind. 3A ist eine Vorderansicht des Gehäuses 302, 3B ist eine Rückansicht desselben.
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Ein stromaufwärtiger Endabschnitt 315 des Gehäuses 302 hat einen basalen Endteil 315a, einen Zwischenteil 315b und einen distalen Endteil 315c. Der basale Endteil 315a, der Zwischenteil 315b und der distale Endteil 315c sind jeweils durch eine zur Hauptflussrichtung des zu messenden Gases 30 senkrechte ebene Oberfläche gebildet. Zwischen dem basalen Endteil 315a und dem Zwischenteil 315b sind Schrägflächen 322 gebildet, die in Dickenbreitenrichtung des Gehäuses 302 auseinanderlaufen. Ein eingedrückter Abschnitt, der zum stromabwärtigen Endabschnitt 316 hin eingedrückt ist, ist zwischen den schrägen Flächen 322 und dem Zwischenteil 315b vorgesehen, und der Temperaturmessabschnitt 452 ist darin vorgesehen. Der Einlass 311 ist am distalen Endteil 315c vorgesehen.
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Der stromabwärtige Endabschnitt 316 des Gehäuses 302 hat einen basalen Endteil 316a, einen Zwischenteil 316b und einen distalen Endteil 316c. Basaler Endteil 316a, Zwischenteil 316b und distaler Endteil 316c sind jeweils durch eine zur Hauptflussrichtung des zu messenden Gases 30 senkrechte ebene Oberfläche gebildet. Schrägflächen 323, die in Dickenbreitenrichtung des Gehäuses 302 von der Seite des stromaufwärtigen Endabschnitts 315 zur Seite des stromabwärtigen Endabschnitts 316 aufeinander zulaufen, sind zwischen dem basalen Endteil 316a und dem Zwischenteil 316b vorgesehen. Der erste Auslass 312 und der zweite Auslass 313 sind an dem distalen Endteil 315c vorgesehen. Der erste Auslass 312 und der zweite Auslass 313 sind in der Dickenbreitenrichtung des Gehäuses 302 angeordnet und an Positionen angeordnet, die voneinander von der Mitte in der Dickenbreitenrichtung im vorliegenden Beispiel beabstandet sind.
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Eine Schaltungspackung 400, die mit dem eine Flussrate des durch den Hauptdurchgang 124 fließenden, zu messenden Gases 30 messenden Flussratenmessabschnitt 602 und dem die Temperatur des durch den Hauptdurchgang 124 fließenden, zu messenden Gases 30 messenden Temperaturmessabschnitt 452 versehen ist, ist einteilig im Gehäuse 302 abgeformt.
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Eine Nebendurchgangsrille zum Abformen des Nebendurchgangs 307 ist im Gehäuse 302 gebildet. Im vorliegenden Beispiel sind Nebendurchgangsrillen an Vorder- und Rückseite des Gehäuses 302 eingetieft, und der Nebendurchgang 307 ist gebildet durch Abdecken der Vorderseite und der Rückseite des Gehäuses 302 mit der vorderen Abdeckung 303 bzw. der hinteren Abdeckung 304. In dieser Struktur können sowohl eine vorderseitige Nebendurchgangsrille 330 als auch eine rückseitige Nebendurchgangsrille 331 als Teile des Gehäuses 302 abgeformt werden, indem beim Abformen des Gehäuses 302 (Harzgießprozess) auf beiden Seiten des Gehäuses 302 angeordnete Metallformen verwendet werden.
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Die Nebendurchgangsrille umfasst die an der Rückseite des Gehäuses 302 gebildete rückseitige Nebendurchgangsrille 331 und die an der Vorderseite des Gehäuses 302 gebildete vorderseitige Nebendurchgangsrille 330. Die rückseitige Nebendurchgangsrille 331 umfasst einen ersten Rillenabschnitt 332 und einen zweiten Rillenabschnitt 333, der vom ersten Rillenabschnitt 332 auf halbem Weg abzweigt.
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Der erste Rillenabschnitt 332 erstreckt sich linear vom stromaufwärtigen Endabschnitt 315 zum stromabwärtigen Endabschnitt 316 in der Hauptströmungsrichtung des zu messenden Gases 30 am distalen Endteil des Gehäuses 302, ein Ende desselben kommuniziert mit dem Einlass 311 des Gehäuses 302 und das andere Ende kommuniziert mit dem Auslass 312 des Gehäuses 302. Der erste Rillenabschnitt 332 hat einen linearen Teil 332A, der sich vom Einlass 311 aus mit im Wesentlichen konstantem Querschnitt erstreckt, und einen engen Teil 332B, dessen Rillenbreite vom linearen Teil 332A zum Auslass 312 hin allmählich abnimmt.
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An einer Bodenwandfläche 332b des linearen Teils 332A des ersten Rillenabschnitts 332 ist eine Mehrzahl von Vorsprüngen 335 gebildet. Die mehreren Vorsprünge 335 sind in Rillenbreitenrichtung des ersten Rillenabschnitts 332 in einem vorgegebenen Abstand an der Bodenwandfläche 332b des linearen Teils 332A des ersten Rillenabschnitts 332 angeordnet und erstrecken sich vom Einlass 311 zum engen Teil 332B entlang des linearen Teils 332A. Jeder der Vorsprünge 335 ist im Querschnitt trapezförmig, und so sind beide Seitenflächen desselben schräg geneigt. Wenn daran ein Wassertropfen haftet, ist dadurch ein Kontaktwinkel mit dem Wassertropfen vergrößert, sodass die Höhe des Wassertropfens vermindert werden kann, und die Benetzbarkeit ist erhöht, wodurch der Wassertropfen veranlasst werden kann, schnell von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite zu fließen. Dadurch ist es möglich, einen Wassertropfen daran zu hindern, in den zweiten Durchgang zu fließen, und den Wassertropfen schnell nach außen auszustoßen.
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Der zweite Rillenabschnitt 333 zweigt vom linearen Teil 332A des ersten Rillenabschnitts 332 ab, erstreckt sich gekrümmt in Richtung der basalen Endseite des Gehäuses 302 und kommuniziert mit einem Messkanal 341, der im in Längsrichtung mittleren Bereich des Gehäuses 302 vorgesehen ist. Der zweite Rillenabschnitt 333 hat einen Einlass, der mit einer Seitenwandfläche 332a kommuniziert, die sich an der basalen Endseite des Gehäuses 302 eines Paars von den ersten Rillenabschnitt 332 bildenden Seitenwandflächen befindet, und eine Bodenwandfläche 333a desselben setzt die Bodenwandfläche 332b des linearen Teils 332A des ersten Rillenabschnitts 332 koplanar fort. Ein Vertiefungsteil 333e ist an einer Seitenwandfläche 333b des zweiten Rillenabschnitts 333 an der inneren Peripherieseite vorgesehen.
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Wenn zu messendes Gas 30, das durch den Hauptdurchgang 124 fließt, mit dem thermischen Durchflussmesser 300 kollidiert, nimmt das zu messende Gas 30 dynamischen Druck von einer äußeren Wandoberfläche auf, die entgegengesetzt zur Flussrichtung desselben als Hindernis dient, und so nimmt der Druck an der der äußeren Wandoberfläche zugewandten stromaufwärtigen Seite zu. Andererseits ist das zu messende Gas 30 an einer Seitenwand, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Hauptflussrichtung des zu messenden Gases ist, von der Wandoberfläche in einem stromaufwärtigen Abschnitt der Wandoberfläche getrennt, und so kommt der Trennabschnitt (Peripherie) unter Unterdruck. Das zu messende Gas 30 ist von dem Abschnitt, wo die Trennung auftritt, stromabwärts gerichtet und ändert so seine Flussrichtung in Richtung entlang der Wandoberfläche des thermischen Durchflussmessers 300. Wenn sich Wasser am zweiten Rillenabschnitt 333 und einem Abflussloch 376 befindet, das an einer den Vertiefungsteil 333e in der hinteren Abdeckung 304 verschließenden Position gebohrt ist, kann das Wasser aus dem Vertiefungsteil 333e im Nebendurchgang 307 aus dem Nebendurchgang 307 heraus, d.h. in den Hauptdurchgang 124, durch den im Trennabschnitt (Peripherie) des thermischen Durchflussmessers 300 erzeugten Unterdruck über das Abflussloch 376 ausgestoßen werden.
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Der Messkanal 341 ist geformt, um das Gehäuse 302 in Dickenrichtung zu durchdringen, und ein freiliegender Kanalabschnitt 430 der Schaltungspackung 400 ist in ihn hinein vorspringend angeordnet. Der zweite Rillenabschnitt 333 kommuniziert mit dem Messkanal 341 weiter zur stromaufwärtigen Seite des Nebendurchgangs hin als der freiliegende Kanalabschnitt 430 der Schaltungspackung 400.
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Der zweite Rillenabschnitt 333 hat eine Form, bei der die Rillentiefe mit abnehmendem Abstand zum Messkanal 341 zunimmt, und er hat insbesondere vor dem Messkanal 341 einen sich schnell vertiefenden steilen Teil 333d. Der freiliegende Kanalabschnitt 430 der Schaltungspackung 400 hat eine Vorderseite 431 und eine Rückseite 432 im Messkanal 341; der steile Teil 333d bewirkt, dass Gas aus dem zu messenden Gas 30 über die Vorderseite 431 fließt, an der der Flussratenmessabschnitt 602 vorgesehen ist, während Fremdstoffe, wie etwa Staub, die im zu messenden Gas 30 enthalten sind, an der Rückseite 432 passieren.
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Das zu messende Gas 30 fließt durch die rückseitige Nebendurchgangsrille 331 und wird so allmählich zur Vorderseite des Gehäuses 302 (einer Tiefenseite in 3B) bewegt. Ein Teil der Luft mit kleiner Masse wird entlang des steilen Teils 333d bewegt, um zur Vorderseite 431 des freiliegenden Kanalabschnitts 430 im Messkanal 341 zu fließen. Ein Fremdmaterial mit hoher Masse ändert hingegen aufgrund der Zentrifugalkraft kaum seine Richtung, fließt daher nicht entlang des steilen Teils 333d und fließt zur Rückseite 432 des freiliegenden Kanalabschnitts 430 im Messkanal 341.
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Der Flussratenmessabschnitt 602 ist an der Vorderseite 431 des freiliegenden Kanalabschnitts 430 der Schaltungspackung 400 vorgesehen. Der Flussratenmessabschnitt 602 führt eine Wärmeübertragung auf das zu messende Gas 30 aus, das zur Vorderseite 431 des freiliegenden Kanalabschnitts 430 fließt, um dadurch eine Flussrate zu messen.
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Das zu messende Gas 30 passiert die Vorderseite 431 und die Rückseite 432 des freiliegenden Kanalabschnitts 430 der Schaltungspackung 400 und fließt dann von der stromabwärtigen Seite des Messkanals 341 in die vordere Nebendurchgangsrille 330, um durch die vordere Nebendurchgangsrille 330 zu fließen, und wird dann über den zweiten Auslass 313 in dem Hauptdurchgang 124 ausgestoßen.
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Wie in 3A gezeigt, hat die vordere Nebendurchgangsrille 330 ein Ende, das mit der stromabwärtigen Nebendurchgangsseite des Messkanals 341 kommuniziert, und das andere Ende kommuniziert mit dem am stromabwärtigen Endabschnitt 316 auf der distalen Endseite des Gehäuses 302 gebildeten Auslass 313. Die vorderseitige Nebendurchgangsrille 330 ist gekrümmt, sodass sie sich allmählich dem stromabwärtigen Endabschnitt 316 annähert, wenn der Abstand vom Messkanal 341 zur distalen Endseite des Gehäuses 302 zunimmt, sie erstreckt sich linear zur in Hauptflussrichtung des zu messenden Gases 30 stromabwärtigen Seite am distalen Endteil des Gehäuses 302 und hat eine Form, bei der die Rillenbreite zum zweiten Auslass 313 hin allmählich abnimmt.
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Im vorliegenden Beispiel ist ein von der rückseitigen Nebendurchgangsrille 331 gebildeter Kanal gekrümmt von der distalen Endseite des Gehäuses 302 zur basalen Endseite gerichtet, die die Seite des Flansches 305 ist, und das zu messende Gas 30 fließt durch den Nebendurchgang 307 in eine Richtung entgegengesetzt zur Hauptflussrichtung im Hauptdurchgang 124 in einer dem Flansch 305 nächstgelegenen Position, und der rückseitige Nebendurchgang an der Rückseite des Gehäuses 302 ist mit dem vorderseitigen Nebendurchgang an der Vorderseite in diesem Abschnitt, in dem das Gas in die entgegengesetzte Richtung fließt, verbunden.
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Der Messkanal 341 ist durch den freiliegenden Kanalabschnitt 430 der Schaltungspackung 400 in einem Raum an der Vorderseite 431 und einem Raum an der Rückseite 432 geteilt und ist nicht durch das Gehäuse 302 aufgeteilt. Mit anderen Worten erstreckt sich der Messkanal 341 durch die Vorderseite und die Rückseite des Gehäuses 302, und die Leitungspackung 400 springt von einer Seite her in diesen zusammenhängenden Raum vor. In dieser Konfiguration können Nebendurchgangsrillen sowohl an der Vorder- als auch an der Rückseite des Gehäuses 302 durch einen einzigen Harzabformprozess gebildet werden, und eine Struktur, die die Nebendurchgangsrillen auf beiden Seiten verbindet, kann ebenfalls geformt werden. Die Schaltungspackung 400 ist dadurch, dass sie in eine Harzform eingelassen ist, an Befestigungsabschnitten 351, 352 und 353 des Gehäuses befestigt.
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Gemäß der Konfiguration kann die Schaltungspackung 400 in das Gehäuse 302 eingefügt werden, um darin montiert zu werden, wenn das Gehäuse 302 mit Hilfe einer Harzform geformt wird. Wenn eine stromaufwärtige Durchgangsseite, die die stromaufwärtige Seite der Schaltungspackung 400 ist, oder eine stromabwärtige Durchgangsseite, die die stromabwärtige Seite derselben ist, in Breitenrichtung des Gehäuses 302 durchgeht, kann ein Nebendurchgang, der die rückseitige Nebendurchgangsrille 331 mit der vorderseitigen Nebendurchgangsrille 330 verbindet, in einem einzigen Harzformprozess geformt werden.
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Der vorderseitige Nebendurchgang des Gehäuses 302 wird geformt, indem ein oberes Seitenwandende, das einer in Rillenhöhenrichtung oberen Seite eines Paars von Seitenwandflächen entspricht, die die vorderseitige Nebendurchgangsrille 330 bilden, in engen Kontakt mit einer gegenüberliegenden Oberfläche der vorderen Abdeckung 303 gebracht wird. Der rückseitige Nebendurchgang des Gehäuses 302 wird gebildet, indem ein oberes Seitenwandende, das einer in Rillenhöhenrichtung oberen Seite eines Paars von Seitenwandoberflächen entspricht, die die rückseitige Nebendurchgangsrille 331 bilden, in engen Kontakt mit einer gegenüberliegenden Oberfläche der hinteren Abdeckung 304 gebracht wird.
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Wie in den 3A und 3B gezeigt, ist in dem Gehäuse 302 zwischen dem Flansch 305 und dem Abschnitt, in dem die Nebendurchgangsrille gebildet ist, ein Hohlraum 342 gebildet. Der Hohlraum 342 ist geformt, um sich durch das Gehäuse 302 in Dickenrichtung zu erstrecken. Ein Anschlussverbindungsabschnitt 320, der den Verbindungsanschluss 412 der Schaltungspackung 400 mit einem inneren Ende 306a eines externen Anschlusses des externen Verbindungsabschnitts 306 verbindet, ist in den Hohlraum 342 vorspringend angeordnet. Der Verbindungsanschluss 412 und das innere Ende 306a sind miteinander durch Punktschweißen, Laserschweißen oder dergleichen elektrisch verbunden. Der Hohlraum 342 ist verschlossen durch Befestigen der vorderen Abdeckung 303 und der hinteren Abdeckung 304 am Gehäuse und ist abgedichtet durch Verschweißen des Randes des Hohlraums 342 mit der vorderen Abdeckung 303, der hinteren Abdeckung 304 mittels Laserschweißen.
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4A ist ein Diagramm, das eine Rückseite der vorderen Abdeckung zeigt, und 4B ist ein Schnitt entlang der Linie B-B in 4A. 5A ist ein Diagramm, das eine Rückseite der hinteren Abdeckung zeigt, und 5B ist ein Diagramm, dass eine Seitenfläche der hinteren Abdeckung zeigt.
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Die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 sind beide dünn plattenförmig und sind so geformt, dass sie eine breite Kühlfläche aufweisen. Somit vermindert der thermische Durchflussmesser 300 den Luftwiderstand und ist leicht kühlbar durch zu messendes Gas, das durch den Hauptdurchgang 124 fließt.
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Die vordere Abdeckung 303 ist bemessen, um die Vorderseite des Gehäuses 302 zu überdecken. Ein fünfter Bereich 361, der die vorderseitige Nebendurchgangsrille 330 des Gehäuses 302 verschließt, ein sechster Bereich 362, der die Vorderseite des Messkanals 341 des Gehäuses verschließt, und ein siebter Bereich 363, der die Vorderseite des Hohlraums 342 verschließt, sind an der gegenüberliegenden Oberfläche der vorderen Abdeckung 303 gebildet. Ein Vertiefungsteil 361, in den das obere Seitenwandende der vorderseitigen Nebendurchgangsrille 330 des Gehäuses 302 eingreift, ist auf beiden Seiten des fünften Bereichs 361 und des sechsten Bereichs 362 in Breitenrichtung eingetieft. Ein Vertiefungsteil 363a, in den ein vorderseitiges äußeres peripheres Ende des Hohlraums 342 eingreift, ist nahe dem siebten Bereich 363 eingetieft.
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Ein vorspringendes Teil 364, der in einen Spalt zwischen einem distalen Ende des freiliegenden Kanalabschnitts 430 der Schaltungspackung 400 und den Messkanal 341 des Gehäuses 302 eingreift, ist an der gegenüberliegenden Oberfläche der vorderen Abdeckung 303 vorgesehen. An einer der Vorderseite 431 des freiligenden Kanalabschnitts 430 der Schaltungspackung 400 gegenüberliegenden Position ist eine Metallplatte 501 vorgesehen.
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Die hintere Abdeckung 304 ist bemessen, um die Rückseite des Gehäuses 302 zu überdecken. Ein erster Bereich 371A, der den ersten Rillenabschnitt 332 der rückseitigen Nebendurchgangsrille 331 des Gehäuses 302 verschließt, ein zweiter Bereich 371B, der den zweiten Rillenabschnitt 333 verschließt, ein dritter Bereich 372, der die Rückseite des Messkanals 341 des Gehäuses 302 verschließt, und ein vierter Bereich 373, der die Rückseite des Hohlraums 342 verschließt, sind an der gegenüberliegenden Oberfläche der hinteren Abdeckung 304 gebildet. Ein Vertiefungsteil 371a, in den das obere Seitenwandende der rückseitigen Nebendurchgangsrille 331 des Gehäuses 302 eingreift, ist an beiden Seiten des ersten Bereichs 371A, des zweiten Bereichs 371B und des dritten Bereichs 372 in Breitenrichtung eingetieft. Ein Vertiefungsteil 373a, in den ein rückseitiges äußeres peripheres Ende des Hohlraums 342 eingreift, ist nahe dem vierten Bereich 373 eingetieft.
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Vorsprünge 377 sind im ersten Bereich 371A der hinteren Abdeckung 304 vorgesehen. Jeder der Vorsprünge 377 erstreckt sich in einer Längsrichtung, und mehrere Vorsprünge 377 sind in einem vorgegebenen Abstand in Querrichtung verteilt im ersten Bereich 371A der hinteren Abdeckung 304 angeordnet. Jeder Vorsprung 377 hat einen trapezförmigen Querschnitt, und so sind ihre beiden Seitenflächen schräg geneigt. Wenn ein Wassertropfen daran haftet, ist daher ein Kontaktwinkel zum Wassertropfen vergrößert, sodass die Höhe des Wassertropfens vermindert wird und die Benetzbarkeit erhöht ist, und so kann der Wassertropfen veranlasst werden, schnell von der stromaufwärtigen Seiten zur stromabwärtigen Seite zu fließen. So kann ein Wassertropfen daran gehindert werden, in den zweiten Durchgang zu fließen, und der Wassertropfen kann stattdessen schnell nach außen ausgestoßen werden.
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Das Abflussloch 376, das mit dem Nebendurchgang 307 kommuniziert, ist in die hintere Abdeckung 304 gebohrt. Das Abflussloch 376 ist geformt, um eine Position zu durchdringen, die den Vertiefungsteil 333e des Gehäuses 302 verschließt, wenn die hintere Abdeckung 304 am Gehäuse 302 befestigt ist, und kann im Vertiefungsteil 333e des zweiten Rillenabschnitts enthaltenes Wasser nach außen in den Nebendurchgang 307 ausstoßen.
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Ein vorspringender Teil 374, der in den Spalt zwischen dem distalen Ende des freiliegenden Kanalabschnitts 430 der Schaltungspackung 400 und dem Messkanal 341 des Gehäuses 302 eingefügt ist, ist an der gegenüberliegenden Oberfläche der hinteren Abdeckung 304 vorgesehen. Der vorstehende Teil 374 füllt den Spalt zwischen dem distalen Ende des freiliegenden Kanalabschnitts 430 der Schaltungspackung 400 und dem Messkanal 341 des Gehäuses 302 zusammenwirkend mit dem vorstehenden Teil 364 der vorderen Abdeckung 303.
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Die vordere Abdeckung 303 und die hintere Abdeckung 304 sind jeweils an Vorderseite und Rückseite des Gehäuses 302 befestigt und bilden zusammen mit der vorderseitigen Nebendurchgangsrille 330 und der rückseitigen Nebendurchgangsrille 331 den Nebendurchgang 307.
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6 ist eine perspektivische Ansicht, die das Äußere des thermischen Durchflussmessers von Beispiel 1 zeigt, 7A bis 7C sind vergrößerte Ansichten von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers von Beispiel 1, 7D ist ein Konzeptdiagramm zur Erläuterung einer Konfiguration eines gekrümmten Oberflächenabschnitts, und 7E ist ein Konzeptdiagramm zur Erläuterung einer Konfiguration einer geneigten Oberfläche.
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Wie in 6 gezeigt, ist ein gekrümmter Oberflächenabschnitt 317 am stromabwärtigen Endabschnitt 316 des Gehäuses 302 vorgesehen. Der gekrümmte Oberflächenabschnitt 317 ist nahe am ersten Auslass 312 und dem zweiten Auslass 313 vorgesehen und im vorliegenden Beispiel in einer Position zwischen dem Zwischenteil 316b und dem distalen Endeteil 316c des stromabwärtigen Endabschnitts 316 vorgesehen. Der gekrümmte Oberfächenabschnitt 317 hat eine gekrümmte Form mit einer Längsrichtung, in der sich das Gehäuse 302 erstreckt, als Mittelachse, und hat insbesondere eine stromlinienförmige Gestalt, in der ein Querschnitt ein vorspringender Bogen ist. Wie in 7D gezeigt, hat der gekrümmte Oberflächenabschnitt 317 gekrümmte Oberflächen 317R und 317L, die geneigte Oberflächen sind, in denen ein zwischen einem Normalenvektor und der Hauptflussrichtung des zu messenden Gases 30 aufgespannter Winkel in einem Winkelbereich von 0° < α < 90° liegt, und der zwischen dem Normalenvektor und der Hauptflussrichtung des zu messenden Gases 30 aufgespannte Winkel nimmt von der in Hauptflussrichtung stromaufwärtigen Seite des zu messenden Gases in Stromabwärtsrichtung ab.
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Die gekrümmten Oberflächen 317R und 317L des gekrümmten Oberflächenabschnitts 317 haben Formen, in denen gekrümmte Oberflächen mit einem oder mehreren Krümmungsradien sich kontinuierlich aneinander anschließen, und haben zwischen dem Zwischenteil 316b und dem distalen Endteil 316c im Wesentlichen gleichbleibende Querschnitte. Ein stromabwärtiges Ende davon ist koplanar mit dem Zwischenteil 316b und dem distalen Endteil 316c des stromabwärtigen Endabschnitts 316 des Gehäuses 302 ausgebildet.
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Wie in 7B gezeigt, ist der gekrümmte Oberflächenabschnitt 317 so angeordnet, dass mindestens ein Teil der gekrümmten Oberfläche 317R an einer Endseite sich in Dickenrichtung des Gehäuses 302 in einem Dickenbereich WR des zweiten Auslasses 313 befindet, und er ist so angeordnet, dass wenigstens ein Teil der gekrümmten Oberfläche 317L an der anderen Endseite in Dickenrichtung des Gehäuses 302 in einem Dickenbereich WL des ersten Auslasses 312 liegt.
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Wie in dem vorliegenden Beispiel, ist es bei einer Messvorrichtung für eine physikalische Größe, die eine Struktur aufweist, bei der ein Teil des Nebendurchgangs 307 abzweigt, um Verunreinigungen auszustoßen, notwendig, durch Steigerung der Flussgeschwindigkeit und des Ausstoßeffekts die Messgenauigkeit sicherzustellen. (a) Sofern nicht ein Ausstoßanschluss zur stromabwärtigen Seite in Hauptflussrichtung offen ist, können Verunreinigungen in einer Ecke gesammelt werden. (b) Sofern nicht ein Abzweigdurchgang so stark wie möglich rotiert, wird die Strömung nicht umgelenkt, ein Trennwirbel wird verstärkt, eine Flussgeschwindigkeitsverteilungsdifferenz zwischen stetigem Fluss und Pulsationsfluss nimmt zu, und auch ein Pulsationsfehler nimmt zu. (c) Wenn ein Hauptauslass weiter als ein Zweigauslass zur stromaufwärtigen Seite in Hauptflussrichtung hin angeordnet ist, verursacht ein Fluss der Peripherie des Flussratenmessabschnitts 602 ein Über- oder Unterschwingen während einer transienten Flussratenänderung, sodass es schwierig ist, eine exakte Flussratenänderung zu messen. Aus den obigen Gründen (a), (b) und (c) sind ein Ausstoßanschluss (entsprechend dem ersten Auslass 312) und ein Hauptauslass (entsprechend dem zweiten Auslass 313) vorzugsweise weiter in Stromabwärtsrichtung des Hauptflusses als ein Verzweigungsabschnitt und am stromabwärtigen Endabschnitt des Gehäuses angeordnet.
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Da das Gehäuse jedoch im Ansaugrohr (Hauptdurchgang) angeordnet ist, wird ein vertikaler Wirbel mit einer Achse, die parallel zu einer Erstreckungsrichtung des Gehäuses ist, als Karman-Wirbel bezeichnet, nahe dem stromabwärtigen Endabschnitt des Gehäuses erzeugt, und ein horizontaler Wirbel mit einer zur Erstreckungsrichtung des Gehäuses senkrechten Achse, als Flügelspitzenwirbel bezeichnet, wird ebenfalls erzeugt. Solche Wirbel interferieren mit dem zu messenden Gas, das aus dem Ausstoßanschluss und dem Hauptauslass ausgestoßen wird, und es besteht daher die Sorge, dass eine gleichmäßige Ausstoßung behindert wird. Bei solchen Wirbeln ändert sich die Wirbelintensität transient, etwa als Pulsationsfluss in einem Ansaugdurchgang, sodass die Ausdehnung des Ausstoßanschlusses und des Hauptauslasses, die am stromabwärtigen Endabschnitt des Gehäuses durch die Wirbel abgeschirmt werden, sich ändert, und eine Differenz zwischen den Flussgeschwindigkeitsverteilungen zu normalen Zeiten und bei Pulsationen abhängig von dem Ausmaß der Änderung erhöht wird, sodass ein Pulsationsfehler auftritt.
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Dahingegen kann beim vorliegenden Beispiel, weil der gekrümmte Oberflächenabschnitt 317 mit der gekrümmten Oberfläche, deren Achse in Erstreckungsrichtung des Gehäuses 302 ausgerichtet ist, nahe dem ersten Auslass 312 und dem zweiten Auslass 313 vorgesehen ist, die Stärke eines an der stromabwärtigen Seite des ersten Auslasses 312 und des zweiten Auslasses 313 des Gehäuses 302 erzeugten Wirbels verringert werden, und insbesondere kann die Stärke eines vertikalen Wirbels (Karman-Wirbel) verringert werden. Dadurch kann der Einfluss eines Wirbels auf das aus dem ersten Auslass 312 und den zweiten Auslass 313 ausgestoßene zu messende Gas 30 vermindert werden und so eine Differenz zwischen den Flussgeschwindigkeitsverteilungen zu normalen Zeiten und bei Pulsationen vermindert werden, um das Auftreten eines Pulsationsfehlers zu unterdrücken und die Messgenauigkeit zu verbesseren.
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Im vorliegenden Beispiel wurde exemplarisch eine Konfiguration beschrieben, bei der der gekrümmte Oberflächenabschnitt 317 nahe dem ersten Auslass 312 und dem zweiten Auslass 313 vorgesehen ist, doch kann jede beliebige Konfiguration verwendet werden sofern die Stärke eines Wirbels so verringert werden kann, dass ein Wirbel des zu messenden Gases 30, der um das Gehäuse 302 herum erzeugt wird, den Ausstoß des zu messenden Gases aus dem ersten Auslass 312 und dem zweiten Auslass 313 nicht behindert. Deswegen kann zum Beispiel, wie in 7E gezeigt, eine geneigte Oberfläche 318 mit einem vorgegebenen Neigungswinkel α zur Hauptflussrichtung des zu messenden Gases 30 am stromabwärtigen Endabschnitt 316 vorgesehen werden. Im vorliegenden Beispiel wurde eine Konfiguration exemplarisch beschrieben, bei der ein Querschnitt des gekrümmten Oberflächenabschnitts 317 in Erstreckungsrichtung des Gehäuses 302 konstant ist, doch ist diese Konfiguration nur ein Beispiel und der gekrümmte Oberflächenabschnitt kann eine Form haben, bei der sich sein Querschnitt in Erstreckungsrichtung ändert.
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Da beim vorliegenden Beispiel der gekrümmte Oberflächenabschnitt 317 so angeordnet ist, dass wenigstens ein Teil der gekrümmten Oberfläche 317R sich in einem Dickenbereich WR des zweiten Auslasses 313 befindet und so angeordnet ist, dass wenigstens ein Teil der gekrümmten Oberfläche 317L sich in einem Dickenbereich WL des ersten Auslasses 312 befindet, kann die Stärke eines auf der stromabwärtigen Seite des ersten Auslasses 312 und des zweiten Auslasses 313 des Gehäuses 302 erzeugten Wirbels vermindert werden, und die Position, an der ein Wirbel erzeugt wird, kann ebenfalls erheblich weiter zur stromabwärtigen Seite des Gehäuses 302 hin beabstandet sein. Dadurch ist es möglich, dass das aus dem ersten Auslass 312 und dem zweiten Auslass 313 ausgestoßene zu messende Gas durch den Wirbel kaum beeinflusst wird, eine gleichmäßige Ausstoßung kann gefördert werden, und eine Flussratenmessung kann so mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
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Beispiel 2
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Als nächstes wird im Folgenden mit Bezug auf 8, 9, 10A, 10B und 10C Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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8 ist eine perspektivische Ansicht, die das Äußere eines thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 2 zeigt, 9 ist eine Ansicht des thermischen Durchflussmessers von Beispiel 2 von unten, und 10A bis 10C sind vergrößerte Ansichten von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 2. Die gleichen Bestandteile wie in Beispiel 1 tragen die gleichen Bezugszeichen, und ihre detaillierte Beschreibung wird nicht wiederholt.
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Ein Merkmal des vorliegenden Beispiels ist, dass an einer distalen Endoberfläche 314 des Gehäuses 302 an einer in Einführungsrichtung distalen Endseite zusätzlich zur Konfiguration von Beispiel 1 ein distaler Endflügel 336 vorgesehen ist. Der distale Endflügel 336 ist vorgesehen, um von der distalen Endoberfläche 314 vorzuspringen und ist an einer zur Seite des stromabwärtigen Endabschnitts des Gehäuses 302 hin verschobenen Position angeordnet. Der distale Endflügel 336 ist einteilig mit dem Gehäuse 302 ausgebildet, kann aber auch getrennt vorgesehen und dann über Befestigungsmittel wie Schrauben oder einen Klebstoff befestigt sein. Wie in 9 gezeigt, hat der von der distalen Endoberfläche 314 vorspringende distale Endflügel 336 einen Querschnitt von elliptischer und im Wesentlichen säulenförmiger Gestalt, und der distale Endflügel hat eine äußere Umfangsfläche 336a, die verjüngt ist, sodass ihr Querschnitt zum distalen Ende hin allmählich verkleinert und verengt wird, sowie an seinem distalen Endabschnitt eine flache Scheitelfläche 336b.
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Der distale Endflügel 336 ist so angeordnet, dass eine Hauptachse der Querschnittsellipse sich vom stromaufwärtigen Endabschnitt des Gehäuses 302 zum stromabwärtigen Endabschnitt hin erstreckt, und er hat eine Stromlinienform, bei der ein Bogen auf der stromaufwärtigen Seite kleiner ist als ein Bogen an der stromabwärtigen Seite. Wie in 10A und 10B gezeigt, ist ein stromaufwärtiger Oberflächenteil der äußeren Umfangsfläche 336a schräg geformt, um sich mit abnehmendem Abstand zur distalen Endseite des distalen Endflügel 336 allmählich zur stromabwärtigen Seite zu erstrecken.
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Bei dem thermischen Durchflussmesser 300 mit der oben beschriebenen Konfiguration kann das zu messende Gas, das im Hauptdurchgang 124 an der distalen Endoberfläche 314 entlangfließt, durch den distalen Endflügel 336 gleichmäßig zur stromabwärtigen Seite geführt werden, und so kann insbesondere die Stärke eines horizontalen Wirbles (Flügelspitzenwirbel) an der stromabwärtigen Seite des ersten Auslasses 312 und des zweiten Auslasses 313 des Gehäuses 302 vermindert werden. Zusätzlich zu dem vorteilhaften Effekt des Beispiels 1 ist es so möglich, einen Wirbel des aus dem ersten Auslass 312 und dem zweiten Auslass 313 ausgestoßenen zu messenden Gases 30 weiter zu vermindern und so das Auftreten eines Pulsationsfehlers wirksam zu unterdrücken und die Messgenauigkeit beträchtlich zu steigern.
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Beispiel 3
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Als nächstes wird im Folgenden Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 11, 12, 13A, 13B und 13C beschrieben.
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11 ist eine perspektivische Ansicht, die das Äußere eines thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 3 zeigt, 12 ist eine Ansicht des thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 3 von unten, und 13A bis 13C sind vergrößerte Ansichten von Hauptabschnitten des thermischen Durchflussmessers nach Beispiel 3. Gleiche Bestandteile wie in den Beispielen 1 und 2 tragen die gleichen Bezugszeichen, und ihre detaillierte Beschreibung wird nicht wiederholt.
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Ein Merkmal des vorliegenden Beispiels ist, dass der gekrümmte Oberflächenabschnitt 317 sich bis zur distalen Endoberfläche 314 erstreckt, und dass der erste Auslass 312 und der zweite Auslass 313 anstatt am distalen Endteil 316c des stromabwärtigen Endabschnitts 316, wie in Beispiel 2, am gekrümmten Oberflächenabschnitt 317 vorgesehen sind.
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Der gekrümmte Oberflächenabschnitt 317 ist vom Zwischenteil 316B des stromabwärtigen Endabschnitts 316 des Gehäuses 302 bis zur distalen Endoberfläche 314 vorgesehen. Der erste Auslass 312 ist an der gekrümmten Oberfläche 317L des gekrümmten Oberflächenabschnitts 317 vorgesehen und ist zur in Hauptflussrichtung stromabwärtigen Seite offen. Der zweite Auslass 313 ist an der gekrümmten Oberfläche 317R des gekrümmten Oberflächenabschnitts 317 vorgesehen und zur in Hauptflussrichtung stromabwärtigen Seite offen.
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Beim vorliegenden Beispiel ist der gekrümmte Oberflächenabschnitt 317 anstelle des distalen Endteils 316c mit flacher Oberfläche vorgesehen, sodass es möglich ist, die Entstehung eines vertikalen Wirbels am ersten Auslass 312 und zweiten Auslass 313 weiter zu unterdrücken. Deswegen kann im Vergleich mit Beispiel 2 der Einfluss eines Wirbels weiter vermindert werden, und so das Auftreten eines Pulsationsfehlers wirksamer unterdrückt und die Messgenauigkeit beträchtlich verbessert werden.
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Wie oben erwähnt, sind die Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden, doch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausgestaltungen beschränkt, und es sind ihrem Umfang diverse Designabwandlungen möglich, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie in den Ansprüchen offenbart, zu verlassen. Die Ausgestaltungen sind zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden und sind daher nicht notwendigerweise darauf beschränkt, dass sie sämtliche oben beschriebenen Konfigurationen enthalten. Manche Konfigurationen einer bestimmten Ausgestaltung können durch Konfigurationen einer anderen Ausgestaltung ersetzt werden, und manche Konfigurationen oder alle Konfigurationen einer anderen Ausgestaltung können zu Konfigurationen einer bestimmten Ausgestaltung hinzugefügt werden. Die Konfigurationen anderer Ausgestaltungen können hinzugefügt, weggelassen und durch manche Konfigurationen einer jeden Ausgestaltung ersetzt werden.
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Liste der Bezugszeichen
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- 300
- Thermischer Durchflussmesser
- 302
- Gehäuse
- 303
- vordere Abdeckung
- 304
- hintere Abdeckung
- 307
- Nebendurchgang
- 312
- erster Auslass (Auslass)
- 313
- zweiter Auslass
- 317
- gekrümmter Oberflächenabschnitt
- 602
- Flussratenmessabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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