JP2020046291A - 流量測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照する。第1実施形態における流量測定装置10Aは、例えば、燃焼システム100において用いられる。燃焼システム100は、車両等に搭載されて当該車両の駆動力を発生する。燃焼システム100は、吸気部110と、内燃機関120と、排気部130と、ECU140と、を備える。流量測定装置10Aは吸気部110に含まれる。
以下では、第1実施形態の流量測定装置10Aの構成を一部改変した構成を第2実施形態〜第18実施形態として説明する。以下の各実施形態の構成は、特段の説明を設けていない構成については、第1実施形態で説明した構成と共通する。また、第1実施形態と共通する構成部には、第1実施形態と共通する符号を付して説明する。以下の各実施形態の構成においても、第1実施形態と共通する構成を有していることによって、第1実施形態で説明した種々の作用効果を奏することができる。
図6を参照する。第2実施形態の流量測定装置10Bでは、第1流路61の導出口56側の端部に、管路111での被計測流体の主流方向に対して傾斜する傾斜面として構成された端部傾斜面63aが設けられている。端部傾斜面63aは、導入口55に対してY軸方向に対向する部位を有し、導出口56まで連続している。端部傾斜面63aは、導出口56に近い部位ほど導入口55から離れた位置に位置するように、Y軸方向に対して傾斜している。
図7を参照する。第3実施形態の流量測定装置10Cは、上記の第2実施形態で説明した端部傾斜面63aをY軸方向側に窪むように湾曲させた端部凹湾曲面63bを有している。端部凹湾曲面63bは、導入口55と対向する部位を有し、導出口56まで連続し、導出口56に近い部位ほど導入口55から離れた位置に位置するように主流方向に対して傾斜している端部傾斜面の一態様である。端部凹湾曲面63bの湾曲面は、直線流路部62の壁面との間の角部が丸められるように、直線流路部62の壁面になだらかにつながっている。端部凹湾曲面63bによれば、直線流路部62から導出口56への被計測流体の流れを、第2実施形態よりも円滑化できる。また、直線流路部62の壁面と端部凹湾曲面63bとの間に鋭角な角部が形成されることが抑制されるため、そうした角部に被計測流体に含まれていた異物が滞留してしまうことが抑制される。
図8を参照する。第4実施形態の流量測定装置10Dは、上記の第2実施形態で説明した傾斜面として構成された端部傾斜面63aを−Y軸方向側に隆起するように湾曲させた端部凸湾曲面63cを有している。端部凸湾曲面63cは、導入口55と対向する部位を有し、導出口56まで連続し、導出口56に近い部位ほど導入口55から離れた位置に位置するように、主流方向に対して傾斜している端部傾斜面の一態様である。第4実施形態の端部凸湾曲面63cによれば、導出口56からハウジング50の外部へと流出するときの被計測流体の流れ方向を、管路111での被計測流体に主流方向に近づけることができる。よって、被計測流体およびそれに含まれる異物の導出口56からの流出が円滑化される。
図9を参照する。第5実施形態の流量測定装置10Eは、第1流路61に、第2実施形態で説明した端部傾斜面63aが設けられている。また、第5実施形態の流量測定装置10Eでは、管路111の主流方向における平坦面51pの下流側、つまり、Y軸方向側に、傾斜側面51iが形成されており、導出口56は、その傾斜側面51iにおいて開口している。傾斜側面51iは、−Y軸方向側に向くようにY軸方向に対して傾斜しており、導出口56は、−Y軸方向に斜めに開口している。
図10を参照する。第6実施形態の流量測定装置10Fの構成は、平面状の傾斜壁面である端部傾斜面63aの代わりに、第3実施形態で説明したのと同様な湾曲した傾斜壁面である端部凹湾曲面63bが設けられている点以外は、第5実施形態の流量測定装置10Eとほぼ同じである。第6実施形態の流量測定装置10Fによれば、導出口56が設けられた傾斜側面51iを有していることによって、第5実施形態で説明したのと同様な作用効果を奏することができる。また、端部凹湾曲面63bを有していることによって、第3実施形態で説明したのと同様な作用効果を奏することができる。なお、他の実施形態では、第1流路61に、端部凹湾曲面63bの代わりに、第4実施形態で説明したのと同様な端部凸湾曲面63cが設けられてもよい。
図11を参照する。第7実施形態の流量測定装置10Gは、導出口56のY軸方向側、つまり、管路111での被計測流体の主流方向における下流側に、第1側壁部51から外方に張り出している張出部64が形成されている。また、第1側壁部51には、平坦面51pのY軸方向側に、第5実施形態で説明したのと同様な傾斜側面51iが設けられており、導出口56はその傾斜側面51iにおいて開口している。
図12を参照する。第8実施形態の流量測定装置10Hは、端部壁面63の代わりに、第2実施形態で説明したのと同様な端部傾斜面63aを備えている点以外は、第7実施形態の流量測定装置10Gの構成とほぼ同じである。なお、張出部64の−Y軸方向側の壁面は、端部傾斜面63aから連続した傾斜面によって構成されている。第8実施形態の流量測定装置10Hであれば、端部傾斜面63aによって、導出口56を通じたハウジング50外部への被計測流体および異物の流出が円滑化される。
図13を参照する。第9実施形態の流量測定装置10Iは、端部傾斜面63aの代わりに、第3実施形態で説明したのと同様な端部凹湾曲面63bを備えている点と、張出部64が端面64tを有している点以外は、第8実施形態の流量測定装置10Hの構成とほぼ同じである。
図14を参照する。第10実施形態の流量測定装置10Jの構成は、張出部64の−X軸方向における端部に段部64cが設けられている点以外は、第7実施形態の流量測定装置10Gとほぼ同じである。張出部64のY軸方向側には、階段状に−Y軸方向に窪んだ段部64cが形成されている。第10実施形態の流量測定装置10Jでは、段部64cの段差によって、管路111に生じた被計測流体の逆流が導出口56へと向かうことが抑制される。よって、管路111で生じた被計測流体の逆流による動圧が導出口56を通じてハウジング50内の流路61,70へと伝達されることがより一層、抑制される。なお、張出部64の段部64cは、上述した各実施形態の張出部64に適用されてもよい。
図15を参照する。第11実施形態の流量測定装置10Kの構成は、段部64cが、張出部64のY軸方向側ではなく、−Y軸方向側に設けられている点以外は、第10実施形態の流量測定装置10Jとほぼ同じである。第11実施形態の流量測定装置10Kの構成であっても、段部64cによって、管路111で生じた逆流が導出口56に向かうことを抑制することができる。第11実施形態の段部64cは、上述の各実施形態における張出部64に適用されてもよい。
図16を参照する。第12実施形態の流量測定装置10Lでは、第1側壁部51の導出口56に加えて、第2側壁部52の導出口57が追加されている。以下、2つの導出口56,57を区別するために、第1側壁部51の導出口56を「第1導出口56」とも呼び、第2側壁部52の導出口57を「第2導出口57」とも呼ぶ。
図17を参照する。第13実施形態の流量測定装置10Mの構成は、第1流路61の端部に、第1導出口56側の端部傾斜面63aと第2導出口57側の端部傾斜面66aとが追加されている点以外は、第12実施形態の流量測定装置10Lとほぼ同じである。以下では、第1導出口56側の端部傾斜面63aを「第1端部傾斜面63a」とも呼び、第2導出口57側の端部傾斜面66aを「第2端部傾斜面66a」とも呼ぶ。
図18を参照する。第14実施形態の流量測定装置10Nは、第1端部傾斜面63aをY軸方向側に窪むように湾曲させた第1端部凹湾曲面63bと、第2端部傾斜面66aをY軸方向側に窪むように湾曲させた第2端部凹湾曲面66bと、を有する。第14実施形態の流量測定装置10Nにおけるその他の構成は、第13実施形態の流量測定装置10Mとほぼ同じである。
図19を参照する。第15実施形態の流量測定装置10Pは、第1端部傾斜面63aを−Y軸方向側に隆起するように湾曲させた第1端部凸湾曲面63cと、第2端部傾斜面66aを−Y軸方向側に隆起するように湾曲させた第2端部凸湾曲面66cと、を有する。第15実施形態の流量測定装置10Pにおけるその他の構成は、第13実施形態の流量測定装置10Mとほぼ同じである。
図20を参照する。第16実施形態の流量測定装置10Qの構成は、第1端部凸湾曲面63cの代わりに、第13実施形態で説明した端部傾斜面63aが設けられている点以外は、第15実施形態の流量測定装置10Pとほぼ同じである。このように、第1流路61における第1導出口56側の流路形状と第2導出口57側の流路形状とが非対称に構成されていてもよい。
図21を参照する。第17実施形態の流量測定装置10Rの構成は、以下に説明する点以外は、第13実施形態の流量測定装置10Mとほぼ同じである。第17実施形態の流量測定装置10Rは、第1側壁部51に、第1導出口56が設けられた傾斜側面51iを有し、第2側壁部52に、第2導出口57が設けられた傾斜側面52iを有している。
図22を参照する。第18実施形態の流量測定装置10Sの構成は、第1導出口56側の張出部64と、第2導出口57側の張出部67と、が追加されている点以外は、第17実施形態の流量測定装置10Rとほぼ同じである。以下では、第1導出口56側の張出部64を「第1張出部64」とも呼び、第2導出口57側の張出部67を「第2張出部67」とも呼ぶ。
上記の各実施形態で説明した種々の構成は、例えば、以下のように改変することも可能である。以下に説明する他の実施形態はいずれも、上記の各実施形態と同様に、本開示の技術を実施するための形態の一例として位置づけられる。
上記の各実施形態において、ハウジング50は直方体形状以外の形状を有していてもよい。例えば、ハウジング50は、Y軸方向を長手方向とする楕円断面を有する楕円柱状の形状を有していてもよい。
上記の各実施形態において、導出口56を有する第1側壁部51がX軸方向側となり、第2側壁部52が−X軸方向側となるように入れ替えられてもよい。
上記の各実施形態において、検出部75は、温度差方式の代わりに、他の方式の流量センサが用いられてもよい。検出部75は、例えば、コリオリ式やカルマン渦式のセンサが採用されてもよい。検出部75は、順流方向の流量と逆流方向の流量とを区別して検出しなくてもよい。
上記の各実施形態の流量測定装置10A〜10N,10P〜10Sは、車両に搭載される燃焼システム100の管路111以外に取り付けられてもよい。各実施形態の流量測定装置10A〜10N,10P〜10Sは、例えば、燃料電池システムにおいて燃料電池に発電に用いられる反応ガスを供給する配管に取り付けられてもよい。
Claims (8)
- 管路(111)を流れる被計測流体の流量を測定する流量測定装置(10A〜10N,10P〜10S)であって、
前記管路において前記被計測流体の主流方向(Y)に交差する方向に互いに対向するように配置される第1側壁部(51)と第2側壁部(52)とを有する中空のハウジング(50)であって、前記管路において前記主流方向の上流側に向かって開口し、前記被計測流体が流入する導入口(55)と、前記第1側壁部に設けられ、前記被計測流体が流出する導出口(56)と、が設けられたハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられ、前記導入口と前記導出口とを接続し、前記被計測流体が流通する第1流路(61)と、
前記ハウジングの内部に設けられ、前記第1流路から分岐し、前記第1流路の前記被計測流体が分流する第2流路(70)と、
前記第2流路に配置され、前記第2流路を流れる前記被計測流体の流量を検出する検出部(75)と、
前記第1側壁部の外壁面を構成し、前記主流方向における前記第1側壁部の上流側端部から前記導出口にわたって前記主流方向に沿って連続している平坦面(51p)と、
を備える、流量測定装置。 - 請求項1記載の流量測定装置であって、
前記導出口は第1導出口(56)であり、
前記平坦面は第1平坦面(56p)であり、
前記第2側壁部には、前記第1流路に接続され、前記第1流路の前記被計測流体が流出する第2導出口(57)が設けられており、
前記第2側壁部は、前記第2側壁部の外壁面を構成し、前記主流方向における前記第2側壁部の上流側端部から前記第2導出口にわたって前記主流方向に沿って連続している第2平坦面(52p)を有する、流量測定装置。 - 請求項1または請求項2記載の流量測定装置であって、
前記第1流路は、前記導出口側の端部に、前記導出口に近い部位ほど前記導入口から離れた位置に位置するように、前記主流方向に対して傾斜している端部傾斜面(63a)を有し、
前記端部傾斜面は、前記導入口と対向する部位を含み、前記導出口まで連続している、流量測定装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の流量測定装置であって、
前記第1側壁部は、前記主流方向における前記導出口の下流側に、前記第1側壁部から外方に張り出している張出部(64)を有する、流量測定装置。 - 請求項2記載の流量測定装置であって、
前記第1流路は、
前記第1導出口側の端部に、前記第1導出口に近い部位ほど前記導入口から離れた位置に位置するように、前記主流方向に対して傾斜している第1端部傾斜面(63a)であって、前記導入口と対向する部位を含み、前記第1導出口まで連続している第1端部傾斜面を有し、
前記第2導出口側の端部に、前記第2導出口に近い部位ほど前記導入口から離れた位置に位置するように、前記主流方向に対して傾斜している第2端部傾斜面(66a)であって、前記導入口と対向する部位を含み、前記第2導出口まで連続している第2端部傾斜面を有する、流量測定装置。 - 請求項5記載の流量測定装置であって、
前記ハウジング内の前記導入口と対向する位置に、前記第1端部傾斜面と前記第2端部傾斜面とが交差する角部(65)が形成されている、流量測定装置。 - 請求項2、請求項5、および、請求項6のいずれか一項に記載の流量測定装置であって、
前記第1側壁部は、前記主流方向における前記第1導出口の下流側に、前記第1側壁部から外方に張り出している第1張出部(64)を有し、
前記第2側壁部は、前記主流方向における前記第2導出口の下流側に、前記第2側壁部から外方に張り出している第2張出部(67)を有する、流量測定装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の流量測定装置であって、
前記検出部は、前記第1流路から前記検出部へと向かう方向に前記被計測流体が流れるときの流量を順流での流量として出力し、前記検出部から前記第1流路へと向かう方向に前記被計測流体が流れるときの流量を逆流での流量として出力する、流量測定装置。
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