JPH06241866A - 流量試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気流量計を試験室内で寒冷地や熱帯地ある
いは高地条件で試験する。 【構成】 流量計室５内に着脱可能に取り付けられた空
気流量計６を音速ノズル１２と直列に配設し、音速ノズ
ル１２を流れる基準流量と比較する空気流量計の試験装
置に関するもので、導入する空気流量計の周囲空気を恒
温・恒湿・恒圧空気発生ユニット１５によって、湿度調
整し、更に、目的とする温度、圧力に調整する。また、
空気流量計６から、音速ノズル室１０内に導入される空
気温度を音速ノズル１２の試験温度となるように制御し
て、音速ノズル１２の温度補正の必要をなくす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、空気流量計を試験するための流
量試験装置に関し、より詳細には、音速ノズルに定めら
れた基準空気流量と被検流量とを比較するために被検流
量計に導入する空気の状態量を所定値に制御する空気発
生装置を備えた流量試験装置に関する。

【０００２】

【従来技術】最近、自動車用のガソリン内燃機関におい
ては燃料噴射制御装置を有するものが多用されるように
なった。燃料噴射制御装置は、内燃機関に導入される空
気流量に応じた燃料をインジェクタからシリンダ内に噴
射する方式で、インジェクタから噴射される燃料の粒子
径などの噴射条件において噴射された燃料と化学反応す
る空気流量が最適であれば内燃機関の効率を向上し低公
害となることが知られている。このため、燃料噴射制御
装置を有する内燃機関では、アクセルに応じてエンジン
導入される空気量に対応した燃料を噴射することを目的
とした空気量を計測する空気流量計が必要であり、広い
流量範囲で高精度に空気流量を計測することが要求され
る。このため、出荷前に空気流量計は流量試験される。

【０００３】図３は、従来の空気流量試験装置の構成を
示す図で、空気流量計試験装置５０は、空気導入室５１
と流量計室５５と音速ノズル室５９および真空ポンプ６
４とからなっている。空気導入室５１は外部空気をフィ
ルタ５４で除塵して導入し、更に、フィルタ５２により
除塵し、完全に除塵した空気を流管５３に導入する。流
管５３から導入された空気は、流量計室５５内の流量計
取付台５７に着脱可能に取り付けられた被検の空気流量
計５６を通り音速ノズル室５９に導かれる。

【０００４】音速ノズル室５９は隔板６０で２室に区画
し、隔板６０には複数の音速ノズル６１が配設される。
音速ノズル６１の後流側には、任意の音速ノズルのノズ
ル口を開閉する弁開閉装置６２が配設され、導管６３を
介して真空ポンプ６４（Ｖ・Ｐ）に連通する。

【０００５】音速ノズル６１は、上流側の圧力と下流側
の圧力の圧力比が臨界圧力比となったとき、上流側の温
度、圧力および湿度条件で定められる一定の質量流量が
流れる。このような音速ノズル６１を複数組合わせて弁
開閉装置６２で開閉する数を定めることによって複数段
の基準流量が得られ、該基準流量と被検空気流量計５６
の読み値と比較され器差特性が得られる。しかし、この
ときの被検空気流量計５６に導入される外気の状態量
は、流量試験装置の設置場所で定まる。すなわち、設定
場所の、時期、気象などの外部条件によって空気の温
度、圧力および湿度などの状態量が異なり、音速ノズル
室５９内の上流側温度、圧力および湿度などの補正を行
う必要があった。しかも、音速ノズル室５９と被検空気
流量計５６は、温度，湿度，圧力条件を実験室内で寒冷
地や熱帯地あるいは高地の条件にした試験の結果を容易
に得ることができなかった。

【０００６】

【目的】本発明は、上述の実情に鑑みなされたもので、
実験室内で被試験空気流量計を、寒冷地や熱帯、あるい
は高地の条件で試験可能とし、更には、音速ノズルの温
度補正を不要とし高精度に流量測定を可能とする流量試
験装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
空気の状態量を所定値に制御し、制御された空気を被検
空気流量計に導入・循環する空気発生装置と、該空気発
生装置に連通する被検空気流量計と、該被検流量計に空
気の基準流量を流す音速ノズルと、該音速ノズルに臨界
圧力以下の圧力を保つための真空ポンプとからなるこ
と、更には、（２）前記（１）において前記空気発生装
置から被検流量計に導入する空気の状態量を、前記音速
ノズルに定められた基準流量を求めたときの状態量とし
たこと、更には、（３）前記（１）又は（２）において
前記音速ノズルに導入される空気を該音速ノズルに定め
られた基準流量を求めたときの状態量における空気温度
と等しい温度に加熱する熱交換器を前記被検流量計と音
速ノズルとを連通する導管に、配設したことを特徴とす
るものである。以下、本発明の実施例に基づいて説明す
る。

【０００８】図１は、本発明における流量試験装置の構
成の一例を説明するための図で、図中、１は流量試験装
置、２は空気導入室、３，１６はフィルタ、４，２１，
２２は流管、５は流量計室、６は被検空気流量計、７は
流量計取付台、８は基台、９は熱交換器、１０は音速ノ
ズル室、１１は隔板、１２は音速ノズル（Ｓ・Ｖ）、１
３は弁開閉装置、１４は真空ポンプ（Ｖ・Ｐ）、１５は
恒温・恒湿・恒圧空気発生ユニットである。

【０００９】流量試験装置１は、基台８上に一体に構成
されたフィルタ３を有する空気導入室２と、フィルタ３
で濾過された空気を流管４で流量計取付台７に着脱可能
に取り付けられた被検の空気流量計６に導入する流量計
室５とを有し、更に空気流量計６から流出した空気の状
態量を所定値にするために熱交換を行う熱交換器９と、
熱交換された空気流量を基準流量と比較するため隔壁１
１に取り付けられた複数の音速ノズル１２を選択可能に
開閉する弁開閉装置１３を有する音速ノズル室１０と、
音速ノズル室１０の音速ノズル１２の流出側の空気を吸
引し音速ノズル１２に臨界圧力を与えるための真空ポン
プ１４と、前記空気導入室２、流量計室５及び熱交換器
９に各導管１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂおよび２０
ａ，２０ｂを介して定湿度で恒温・恒湿・恒圧の空気を
導入する恒温・恒湿・恒圧空気発生ユニット１５とから
構成される。

【００１０】次に、以上の如く構成された流量試験装置
１の動作を説明する。後述で詳細に説明する恒温・恒湿
・恒圧空気発生装置ユニット１５からは、フィルタ１６
を通って導入され、恒湿で所定の温度、圧力に制御され
た試験空気を導管１８ａを介して空気導入室２に導入さ
れ、余分の空気は導管１８ｂを介して戻される。また、
流量計室５内の空気温度は、導管１９ａ，１９ｂを介し
て流れる空気によって一定に保持されている。更に、空
気流量計６と音速ノズル室１０との導管４，２１間に配
設された熱交換器９によって音速ノズル１２に導入され
る空気の温度条件を熱交換器で定めた任意一定温度にす
ることができる。例えば、空気温度を音速ノズル１２の
基準質量流量を定めるために試験されたときの温度に設
定しておけば、音速ノズル１２の温度補正を行う手数が
省ける。

【００１１】恒温・恒湿・恒圧空気発生ユニット１５に
よって任意に定められた湿度、温度および圧力の状態を
もった空気は空気導入室２に導入され、フィルタ３、流
管４を通って空気流量計６に導入され音速ノズル１２と
比較され器差付けされる。観測流量は、複数の音速ノズ
ル１２の中から選んで組み合わせ、不要な音速ノズル１
２を弁開閉装置１３で閉止し、真空ポンプ１４で吸引す
る。

【００１２】図２は、本発明にかかる恒温・恒湿・恒圧
空気発生装置ユニットの一例の構成を説明するためのブ
ロック図で、図中、２３は冷凍機、２４は除湿機、２
５，２８，３０，３２は冷却器（Ｃ／Ｃ）、２６は圧力
制御弁、２７，３４，４１はブローア（Ｆ）、２９，３
１，３３，４２は加熱器、３５は圧力制御装置（ＰＩ
Ｃ）、３６，３７，３８，３９は温度制御装置（ＴＩ
Ｃ）、４０は中央演算処理装置（ＣＰＵ）であり、図１
と同じ作用をする部分には、図１と同一の参照番号を付
している。

【００１３】恒温・恒湿・恒圧空気発生ユニット１５に
は、フィルタ１６を介して室内空気が導入され、除湿機
２４により除湿され、所定の湿度をもった空気にしてブ
ローア２７によって吸引され導管１８ａに導入される。
この時導入された空気は冷却管２５によって所定温度に
冷却され、余分の空気は加熱器４２で室温に加熱されて
室内に戻される。なお、冷却管２５及びその他の冷却管
９ａ，２８，３０，３２に供給される冷媒は冷凍機２３
から送られ、冷凍機２３には室外に配設されたクーリン
グタワー（図示せず）から冷却水が導管１７によって導
入循環される。

【００１４】冷却器２５によって所定温度に冷却された
試験空気は、ＣＰＵ４０からの指令によって、圧力制御
装置３５で制御された圧力制御弁２６によって所定圧力
に制御される。この結果、導入空気は、温度変化するの
で再び冷却器２８によって冷却され、更に温度制御装置
３６によって加熱器２９を加熱し一定温度に制御される
恒湿で恒温・恒湿・恒圧の状態量をもった空気として空
気導入室２に導入される。また、導管１８ｂからは余分
の空気が排出されるが、排出空気は冷却器３２、温度制
御装置３８によって略室内温度と等しい一定温度に制御
される加熱器３３からなる熱交換器によって安全な略室
内空気の温度状態にして真空ポンプ１４を介して排気さ
れる。

【００１５】また、流量計室５内の循環空気は、冷却器
３０、温度制御装置３７によって一定温度に制御される
加熱器３１からなる熱交換器によって、被検空気流量計
６の実装環境条件の温度と略等しい所定温度に冷却又は
加熱され導管１９ａを介して流量計室５内導入され、導
管１９ｂからブロアー３４によって冷却器３０、加熱器
３１からなる前記熱交換器によって一定の空気状態で流
量計室５内を循環する。

【００１６】更に、冷却器９ａ、加熱器９ｂからなる熱
交換器９は試験空気を温度制御装置３９によって、例え
ば、音速ノズルの試験時温度の一定温度に制御して、音
速ノズル室１０内に導入される。

【００１７】上述の如く、恒温・恒湿・恒圧発生ユニッ
ト１５は被検空気流量計６および該空気流量計が装着さ
れた環境を高・低温又は高・低圧の状態にすることがで
き、空気流量計６を、このような地域と同一条件で試験
することができる。

【００１８】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、以下の効果がある。 （１）空気流量計を試験室内で寒冷地や熱帯地、あるい
は高地の条件で容易に試験できる。 （２）音速ノズルの温度補正をなくすることができ、精
度の良い流量測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明における流量試験装置の構成の一例を
説明するための図である。

【図２】 本発明にかかる恒温・恒湿・恒圧空気発生装
置ユニットの一例の構成を説明するためのブロック図で
ある。

【図３】 従来の空気流量試験装置の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…流量試験装置、２…空気導入室、３，１６…フィル
タ、４，２１，２２…流管、５…流量計室、６…被検空
気流量計、７…流量計取付台、８…基台、９…熱交換
器、１０…音速ノズル室、１１…隔板、１２…音速ノズ
ル、１３…弁開閉装置、１４…真空ポンプ、１５…恒温
・恒湿・恒圧空気発生ユニット、２３…冷凍機、２４…
除湿機、２５，２８，３０，３２…冷却器（Ｃ／Ｃ）、
２６…圧力制御弁、２７，３４，４１…ブローア
（Ｆ）、２９，３１，３３，４２…加熱器、３５…圧力
制御装置（ＰＩＣ）、３６，３７，３８，３９…温度制
御装置（ＴＩＣ）、４０…中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気の状態量を所定値に制御し、制御さ
   れた空気を被検空気流量計に導入・循環する空気発生装
   置と、該空気発生装置に連通する被検空気流量計と、該
   被検流量計に空気の基準流量を流す音速ノズルと、該音
   速ノズルに臨界圧力以下の圧力を保つための真空ポンプ
   とからなることを特徴とする流量試験装置。
2. 【請求項２】 前記空気発生装置から被検流量計に導入
   する空気の状態量と被検流量計の周囲空気の状態量を被
   検流量計を実装したときの状態量としたことを特徴とす
   る請求項１記載の流量試験装置。
3. 【請求項３】 前記音速ノズルに導入される空気を該音
   速ノズルに定められた基準流量を求めたときの状態量に
   おける空気温度と等しい温度に加熱する熱交換器を前記
   被検流量計と音速ノズルとを連通する導管に、配設した
   ことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の流量
   試験装置。