WO2020031518A1 - 流量計測装置 - Google Patents

流量計測装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020031518A1
WO2020031518A1 PCT/JP2019/024444 JP2019024444W WO2020031518A1 WO 2020031518 A1 WO2020031518 A1 WO 2020031518A1 JP 2019024444 W JP2019024444 W JP 2019024444W WO 2020031518 A1 WO2020031518 A1 WO 2020031518A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow
measurement device
flow path
insertion direction
protrusion
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/024444
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
優介 吉田
誠二 八百幸
和明 上田
健悟 伊藤
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Priority to DE112019003970.9T priority Critical patent/DE112019003970T5/de
Publication of WO2020031518A1 publication Critical patent/WO2020031518A1/ja
Priority to US17/168,908 priority patent/US11262223B2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F5/00—Measuring a proportion of the volume flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02—Air cleaners
    • F02M35/0201—Housings; Casings; Frame constructions; Lids; Manufacturing or assembling thereof
    • F02M35/021—Arrangements of air flow meters in or on air cleaner housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10373—Sensors for intake systems
    • F02M35/10386—Sensors for intake systems for flow rate
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6842—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/72—Devices for measuring pulsing fluid flows

Definitions

  • the present disclosure relates to a flow measurement device.
  • a flow measurement device that is a thermal flow meter that includes a housing disposed in a main flow path and a sub flow path provided in the housing and measures the flow rate of a fluid to be measured flowing through the main flow path is known (for example, Patent Document 1).
  • This flow rate measuring device has a tip wing provided at a position deviated downstream on the tip of the housing.
  • the tip wing has a shape that tapers as it moves from the base end to the tip.
  • a lateral vortex may be generated around the inlet of the sub flow path.
  • the fluid to be measured may flow into the sub-flow path due to the lateral vortex and may be measured as an intake air amount. For this reason, an error may occur in the measured flow rate.
  • a flow rate measurement device that is attached to the main flow path while being inserted from the outside of a main flow path through which a measurement target fluid flows, and measures a flow rate of the measurement target fluid in the main flow path. Is done.
  • the flow rate measuring device includes a housing having a side surface extending along a direction in which the flow rate measuring device is inserted into the main flow path and a tip end surface located on the insertion direction side, and the main flow path formed inside the housing, A sub flow path through which a part of the fluid to be detected flows, and an inlet portion provided on the side surface to allow the measured fluid flowing through the main flow path to flow into the sub flow path; and the sub flow path.
  • a protruding portion is disposed on at least one end of the distal end surface, which is an end on the entrance portion side, and the other end, which is an end opposite to the one end. Have been.
  • the protruding portion is disposed at least on one end of the front end surface, which is the end on the inlet side, and on the other end, which is the end opposite to the one end.
  • the flow rate measuring device is used in a case where the measured fluid flowing in the main flow channel flows in any one of the forward flow direction and the reverse flow direction when the inlet portion is attached so as to face the upstream side of the main flow channel. Even if it does, the separation of the intake air occurs at the protruding portion located further distally than the distal end surface. This makes it possible to increase the distance between the position where the lateral vortex is generated due to separation and the entrance, as compared with the case where the protrusion is not provided. Therefore, regardless of whether the flow of the fluid to be measured is a forward flow or a backward flow, the flow measurement device can reduce the measurement error of the flow due to the influence of the lateral vortex.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a combustion system in which the flow measurement device according to the embodiment is used
  • FIG. 2 is a schematic side view of the flow measurement device according to the embodiment
  • FIG. 3 is a schematic top view of the flow measurement device according to the embodiment
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main flow path around the flow measurement device according to the embodiment
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the flow measurement device according to the embodiment
  • FIG. 6 is a schematic diagram when the attached state of the flow rate measuring device according to the embodiment is viewed from the inlet side
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a combustion system in which the flow measurement device according to the embodiment is used
  • FIG. 2 is a schematic side view of the flow measurement device according to the embodiment
  • FIG. 3 is a schematic top view of the flow measurement device according to the embodiment
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main flow path around the flow measurement device according to the embodiment
  • FIG. 5 is a schematic
  • FIG. 7 is a schematic diagram when the mounting state of the flow measurement device according to the embodiment is viewed from the base end side in the insertion direction
  • FIG. 8 is a schematic diagram of the flow measuring device according to the embodiment when viewed from the front end side
  • FIG. 9 is a first schematic diagram of the flow measurement device according to the first other embodiment when viewed from the inlet side
  • FIG. 10 is a second schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the inlet side
  • FIG. 11 is a third schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the inlet side
  • FIG. 12 is a fourth schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the inlet side.
  • FIG. 13 is a fifth schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the inlet side.
  • FIG. 14 is a sixth schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the inlet side.
  • FIG. 15 is a seventh schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the inlet side.
  • FIG. 16 is an eighth schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the inlet side.
  • FIG. 17 is a ninth schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the inlet side.
  • FIG. 18 is a first schematic diagram of the flow measurement device according to the first other embodiment when viewed from the side.
  • FIG. 19 is a second schematic diagram of the flow measuring device according to the first other embodiment when viewed from the side
  • FIG. 20 is a third schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the side.
  • FIG. 21 is a fourth schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the side.
  • FIG. 22 is a fifth schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the side.
  • FIG. 23 is a sixth schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the side.
  • FIG. 24 is a seventh schematic diagram when the flow measuring device according to the first other embodiment is viewed from the side.
  • FIG. 25 is an eighth schematic diagram when the flow measuring device according to the first other embodiment is viewed from the side.
  • FIG. 26 is a ninth schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the side.
  • FIG. 27 is a tenth schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the side.
  • FIG. 28 is a first schematic diagram of the flow measuring device according to the first other embodiment when viewed from the distal end side
  • FIG. 29 is a second schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the distal end side
  • FIG. 30 is a third schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the distal end side
  • FIG. 31 is a tenth schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the inlet side.
  • FIG. 28 is a first schematic diagram of the flow measuring device according to the first other embodiment when viewed from the distal end side
  • FIG. 29 is a second schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the distal end side
  • FIG. 30 is a
  • FIG. 32 is an eleventh schematic diagram when the flow measurement device according to the first other embodiment is viewed from the side.
  • FIG. 33 is a first schematic diagram of a flow measuring device according to another second embodiment when viewed from the side.
  • FIG. 34 is a second schematic diagram of the flow measuring device according to the second other embodiment when viewed from the side.
  • FIG. 35 is a third schematic diagram of the flow measurement device according to the second other embodiment when viewed from the side.
  • a flow measurement device 200 is used for a combustion system 10 including an internal combustion engine 11.
  • the combustion system 10 includes an internal combustion engine 11, a main flow path 12 and an exhaust flow path 13 formed by piping, and an ECU 30.
  • the combustion system 10 is mounted on, for example, a gasoline-powered vehicle and is used as a driving device.
  • the internal combustion engine 11 includes a combustion chamber 110, a spark plug 111, a fuel injection valve 112, a combustion pressure sensor 114, an intake valve 125, and an exhaust valve 131.
  • the internal combustion engine 11 generates power by burning a mixed gas of air supplied through the main flow path 12 and fuel injected from the fuel injection valve 112.
  • the spark plug 111 generates a spark discharge and ignites a mixed gas (mixed gas of fuel and air) in the combustion chamber 110.
  • the fuel injection valve 112 injects fuel into the combustion chamber 110.
  • the combustion pressure sensor 114 detects the combustion pressure in the combustion chamber 110.
  • the main passage 12 and the exhaust passage 13 are connected to the combustion chamber 110.
  • the main flow path 12 is a flow path that guides air to the combustion chamber 110.
  • the exhaust passage 13 is a passage for discharging exhaust gas, which is a gas after combustion, from the combustion chamber 110.
  • the main flow path 12 is provided with an air cleaner 121, a flow rate measuring device 200, and a throttle valve 122 in order from the upstream side.
  • the air cleaner 121 removes dust in the air flowing through the main flow path 12.
  • the throttle valve 122 adjusts the opening degree and adjusts the flow resistance in the main flow path 12.
  • the flow measurement device 200 measures the flow rate of the intake air flowing through the main flow path 12.
  • the ECU 30 is an arithmetic processing circuit including a processor, a storage medium such as a RAM, a ROM, and a flash memory, a microcomputer including an input / output unit, and a power supply circuit.
  • the ECU 30 controls the opening degree of the throttle valve 122 and the fuel injection amount injected from the fuel injection valve 112 using measurement results obtained from the flow measurement device 200 and various sensors, for example, the combustion pressure sensor 114.
  • the flow measurement device 200 includes a housing 210, an inlet 230, an outlet 240, and an outlet 250.
  • the housing 210 has a side surface extending along the insertion direction Id, and a distal end surface 212 located on the insertion direction Id side.
  • the inlet 230 is provided on the one end 2122 side of the distal end surface 212 on the side of the opening Od of the inlet 230.
  • the outlet 250 is provided on the other end 2124 side opposite to the one end 2122 side where the inlet 230 is provided.
  • two outlet portions 240 are provided, and in addition to the outlet portions 240 provided on the side surface side shown in FIG. 2, they are provided on the opposite side surface.
  • the two outlets 240 are respectively provided on surfaces of the side surfaces of the housing 210 that intersect with the surface on which the inlet 230 is provided.
  • a projection 214 is provided on the distal end surface 212 and protrudes from the distal end surface 212 toward the insertion direction Id.
  • the protruding portion 214 protrudes from the distal end surface 212 in the insertion direction Id from one end 2122 to the other end 2124.
  • the protrusion 214 does not have an internal space for flowing the intake air.
  • the appearance of the protrusion 214 is illustrated by cross hatching.
  • the first length W1 from the lower end of the opening of the outlet 250 to the tip of the protrusion 214 in the insertion direction Id is 15% or more of the opening width W2 of the outlet 250 in the present embodiment. It protrudes from the distal end surface 212 so as to have a size.
  • the opening width W2 is the maximum value of the width of the opening of the outlet 250 in the insertion direction Id.
  • the second length W3 from the lower end of the opening of the entrance 230 to the tip of the projection 214 in the insertion direction Id is 15% or more of the opening width W4 of the entrance 230. Projecting from the front end surface 212.
  • the opening width W3 is the maximum value of the width of the opening of the entrance 230 in the insertion direction Id.
  • FIG. 4 shows a cross section of the flow measurement device 200 corresponding to the 4-4 cross section shown in FIG.
  • the housing 210 is a housing made of a synthetic resin, and includes a sub-flow path forming section that forms the sub-flow path 220 therein, and a holding section that holds the flow rate detection section 260.
  • One end 2122 provided with the inlet 230 is located on the upstream side of the main flow channel 12 when the flow measurement device 200 is attached to the main flow channel 12.
  • the other end 2124 is located downstream from the one end 2122 when the flow measurement device 200 is attached to the main flow path 12.
  • the sub flow path 220 is a flow path through which a part of the intake air flowing through the main flow path 12 flows.
  • FIG. 5 which is a schematic view showing a cross section taken along line 5-5 in FIG. I have.
  • Each of the branched sub-flow paths 220 is connected to two outlets 240.
  • the flow rate detector 260 (FIG. 4) is provided in the middle of the sub flow path 220 and detects the flow rate of the fluid to be measured flowing through the sub flow path. It is preferable that the flow rate detector 260 can distinguish whether the flow direction of the fluid to be measured is the forward flow direction or the backward flow direction.
  • the flow rate detection unit 260 employs a temperature difference method that is capable of distinguishing the flow direction.
  • the flow rate detection unit 260 includes a heater (not shown) for heating the fluid to be measured, and a plurality of temperature sensors arranged along the flow direction of the fluid to be measured.
  • the flow rate detection unit 260 of the present embodiment detects the flow rate from the temperature difference between the upstream side and the downstream side of the heater.
  • the temperature sensors are arranged on both the upstream side and the downstream side of the heater.
  • the temperature sensor is a temperature-sensitive resistor
  • the heater is a heating resistor.
  • the housing 210 has a housing main body 2100 that is inserted into the main flow channel 12 when attached to the main flow channel 12. Further, the housing 200 includes a ring holding portion 2101, a flange portion 2102, a connector portion 2103, a protection protrusion 2104, and a temperature sensor 2105 provided integrally with the housing main body 2100.
  • the flange portion 2102 is provided on the base end side of the housing 210 and serves as a fixed portion to the main flow channel 12.
  • Wiring for outputting a measurement result by the flow measurement device 200 to the outside is connected to the connector 2103.
  • the ring holding unit 2101 is attached to the insertion hole 124 via the O-ring 126.
  • Temperature sensor 2105 acquires the temperature of the intake air.
  • a bolt insertion port 270 is formed in the flange portion 2102. A bolt inserted from the bolt insertion port 270 is fixed to a boss 125 provided in the main flow path 12.
  • the flow measurement device 200 is attached so as to pass through the center of the main flow channel 12 when viewed from the inlet 230 side.
  • the flow measurement device 200 is configured such that the opening direction Od of the inlet 230 for taking in the intake air flowing through the main flow path 12 into the flow measurement device 200 is opposite to the flow direction Fd of the inflow air. Attached to. That is, the inlet 230 is arranged so as to face the upstream side of the main flow path 12.
  • a discharge port 250 can be seen on the inner side (+ FD direction side) of the inlet 230. As shown in FIG. 6, the outlet 250 is narrowed so that the opening is smaller than the opening of the inlet 230.
  • the projection 214 has a tapered shape that becomes thinner toward the distal end in the insertion direction when viewed from the entrance 230 side.
  • the size of the protrusion 214 decreases toward the distal end. Due to the tapered shape, the protruding portion 214 can reduce the resistance received from the intake air when disposed in the main flow path 12. Thereby, the intake air is rectified, and the flow of the intake air around the protrusion 214 is smoothed.
  • the protrusion 214 in the present embodiment has an elliptical shape when viewed from the distal end side in the insertion direction Id.
  • one end 2122 and the other end 2124 are round and have an elongated shape as a whole. For this reason, the protrusion 214 can reduce the resistance received from the intake air when disposed in the main flow path 12. Thus, the intake air is rectified, and the flow of the intake air around the protrusion 214 is further smoothed.
  • the protrusion 214 is viewed from a direction orthogonal to the opening direction Od and the insertion direction Id of the inlet 230, that is, from the side surface on which one of the two outlets 240 is provided in the present embodiment.
  • it has a tapered shape that becomes thinner toward the distal end side in the insertion direction Id.
  • the protrusion 214 can reduce the resistance received from the intake air when the protrusion 214 is disposed in the main flow path 12. Thereby, the intake air is rectified, and the flow of the intake air around the protrusion 214 is smoothed.
  • the protrusion 214 has a curved shape when viewed from the side.
  • the flow measurement device 200 when the flow measurement device 200 is disposed in the main flow path 12, friction occurs between the intake air and the housing 210 of the flow measurement device 200, and thus the flow velocity of the intake air flowing around the flow measurement device 200 is , As it goes downstream of the flow. For this reason, the intake air cannot flow along the shape of the flow measurement device 200, and the separation of the intake air may occur. For example, in a forward flow state in which the intake air flows from the upstream side to the downstream side of the main flow path 12, separation may occur on the other end 2124 side. Further, for example, in a reverse flow state in which the intake air flows from the downstream side to the upstream side of the main flow path 12, separation may occur on the one end 2122 side.
  • the lateral vortex is a vortex having a rotation axis that intersects a plane defined by the insertion direction Id and the flow direction Fd.
  • the projecting portion 214 projects at the other end 2124 from the tip end surface 212 in the insertion direction Id, and rectifies the flow of intake air at the other end 2124. Therefore, in the forward flow state, the separation of the intake air from the flow measurement device 200 on the other end 2124 side is reduced as compared with the case where the protrusion 214 is not formed at the other end 2124. Thereby, the lateral vortex generated at the other end 2124 can be reduced.
  • the upstream pressure at the one end 2122 at which the intake air separates tends to be smaller than the pressure in other regions.
  • a side vortex having a rotation axis extending in a direction intersecting the insertion direction Id of the flow measurement device 200 is generated on the one end 2122 side.
  • the discharge of the intake air flowing in from the outlet 250 from the inlet 230 is inhibited, and the intake air flowing from the outlet 250 is prevented. May flow into the sub flow path 220.
  • a measurement error of the flow rate by the flow rate measurement device 200 may occur.
  • the backflow state occurs, for example, when the idling operation is performed in the combustion system 10.
  • the combustion system 10 stops the flow of the intake air into the internal combustion engine 11 by closing the intake valve 125.
  • the pressure of the intake air on the internal passage 11 side of the main passage 12 increases, the pressure on the downstream side of the main passage 12 becomes higher than on the upstream side, and a backflow occurs.
  • the protruding portion 214 protrudes from the distal end surface 212 at the one end 2122 in the insertion direction Id, and rectifies the flow of the intake air on the one end 2122 side. Therefore, in the backflow state, the separation of the intake air from the flow measurement device 200 on the one end 2122 side is reduced as compared with the case where the protrusion 214 is not formed at the other end 2124. Thereby, the lateral vortex generated at the one end 2122 can be reduced.
  • the protrusion 214 has one end 2122 that is the end on the inlet side and the other end opposite to the one end 2122 in the front end surface 212. It protrudes from a certain other end 2124 in the insertion direction Id. Therefore, when the inlet portion 230 is attached to the main flow channel 12 so as to face the flow direction Fd of the main flow channel 12, the flow measuring device 200 causes the separation of the intake air to be located further distally than the distal end surface 212. It occurs at the protrusion 214. Accordingly, the distance between the position where the lateral vortex is generated and the inlet 230 or the outlet 250 can be made larger than when the protrusion 214 is not provided.
  • the influence of the lateral vortex for example, the inhibition of the inflow of the intake air into the inlet 230 and the outlet 250 and the discharge of the intake air due to the lateral vortex are suppressed.
  • the measurement error of the flow rate of the flow rate measuring device 200 due to the occurrence of the lateral vortex is reduced.
  • the projecting portion 214 has a rectifying function which is a function of suppressing generation of a lateral vortex. Thereby, the measurement error of the flow rate of the flow rate measuring device 200 is further reduced.
  • the protrusion 214 is provided from one end 2122 to the other end 2124.
  • a horizontal vortex does not occur between the protrusion on the one end 2122 side and the protrusion on the other end 2124 which may occur in the case of a discontinuous structure. Therefore, the rectifying function is improved as compared with the case where the protruding portions 214 have a discontinuous structure at the one end 2122 side and the other end 2124 side.
  • the projecting portion 214 has the front end surface 212 such that the first length W1 is 15% or more of the opening width W2 of the outlet 250. Projecting from. Therefore, it is easy to increase the distance between the discharge port 250 and the position where the lateral vortex is generated in the forward flow state.
  • the projecting portion 214 projects from the distal end surface 212 such that the second length W3 is equal to or greater than 15% of the opening width W4 of the inlet 230. Therefore, it is easy to improve the effect of suppressing the influence of the lateral vortex in both the forward flow state and the backward flow state.
  • Embodiment B Other Embodiment B1.
  • the shape of the protruding portion 214 in the flow measurement device 200 according to the embodiment can be appropriately changed as long as it protrudes in at least one end 2122 and the other end 2124 in the insertion direction Id. .
  • an example of the shape of the protruding portion 214 that can be employed will be described with reference to FIGS. 9 to 32.
  • the protrusions 214a to 214d may be different from those in the above embodiment as long as the shape when viewed from the entrance 230 is tapered.
  • the end on the insertion direction Id side has a planar shape.
  • the protruding portion 214b shown in FIG. 10 has an end surface on the side of the insertion direction Id which has a flat shape as in the above example, and has a flat side surface and is inclined.
  • the protruding portion 214c shown in FIG. 11 has a flat side surface and is inclined similarly to the protruding portion 214b shown in FIG.
  • the end on the insertion direction Id side has a curved shape.
  • the protruding portion 214d shown in FIG. 12 has a side surface inclined similarly to the protruding portions 214b and 214c shown in FIGS. 10 and 11, but has a sharp end on the insertion direction Id side.
  • the flow measurement device 200 may have a plurality of protrusions 214e and 214f. In this case, as shown in FIG. 13, the plurality of protrusions 214 may be provided adjacent to each other in a direction orthogonal to the insertion direction Id and the opening direction Od. As shown in FIG.
  • the plurality of protrusions 214 may be provided at a distance from each other in a direction orthogonal to the insertion direction Id and the opening direction Od.
  • the plurality of protrusions 214g to 214i may have different shapes.
  • one protrusion 2141g is formed by a curved surface.
  • the other protrusion 2142g has a shape in which the side surface is inclined and the end on the insertion direction Id side is sharp.
  • one of the protrusions 2141h has a flat side surface and is inclined, and an end on the insertion direction Id side has a flat shape.
  • the other protrusion 2142h has a shape in which the side surface is inclined and the end on the insertion direction Id side is sharp.
  • one protrusion 2141i is formed by a curved surface.
  • the other protruding portion 2142i has a shape in which the side surface is inclined and the end on the insertion direction Id side is sharp.
  • the protrusions 214j to 214p are shaped when viewed from a direction orthogonal to both the opening direction Od and the insertion direction Id of the inlet 230, that is, when viewed from the side.
  • the protrusion 214j shown in FIG. 18 when viewed from the side, the one end 2122 side and the other end 2124 side are inclined toward the distal end in the insertion direction Id, and the end on the insertion direction Id side. Is a planar shape.
  • the one end 2122 and the other end 2124 are inclined toward the tip end in the insertion direction Id, and the end on the insertion direction Id side.
  • the part has a pointed shape.
  • the one end 2122 and the other end 2124 when viewed from the side, have a curved shape, and the end in the insertion direction Id has a planar shape.
  • the protrusion 214m shown in FIG. 21 when viewed from the side, the one end 2122 extends along the insertion direction Id, and the other end 2124 is inclined toward the front end in the insertion direction Id. I have.
  • the end on the insertion direction Id side has a planar shape.
  • the one end 2122 when viewed from the side, is inclined toward the distal end in the insertion direction Id, and the other end 2124 extends along the insertion direction Id. ing.
  • the end on the insertion direction Id side has a planar shape.
  • the one end 2122 side when viewed from the side, has a curved surface shape, and the other end 2124 extends along the insertion direction Id.
  • the end of the protruding portion 214o on the insertion direction Id side has a planar shape. Further, for example, in the protrusion 214p shown in FIG. 24, when viewed from the side, the one end 2122 side and the other end 2124 side are inclined toward the distal end side in the insertion direction Id, and The ends are curved.
  • the flow measurement device 200 may have a region where the protrusions 214q to 214s are not provided in a part between the one end 2122 and the other end 2124.
  • the protrusion 214q shown in FIG. 25 has curved protrusions 2141q and 2142q on one end 2122 side and the other end 2124 side, respectively.
  • the region between the one end 2122 and the other end 2124 does not have a region where the protrusions 214r and 214s are not provided, the one end 2122 and the other end 2124 respectively
  • the protrusions 214r and 214s having different shapes may be provided. For example, in the protruding portion 214r shown in FIG.
  • the protruding portion 2141r on the one end 2122 side is inclined at the one end 2122 side and the other end 2124 side, and the end on the insertion direction Id side has a planar shape.
  • the protruding portion 2142r on the other end 2124 side has a shape in which the one end 2122 side and the other end 2124 side are inclined and the end on the insertion direction Id side is sharp.
  • the protruding portion 2141s on the one end 2122 side is inclined on the one end 2122 side and the other end 2124 side, and the end on the insertion direction Id side has a planar shape.
  • the protruding portion 2142s on the other end 2124 side has a curved shape.
  • the shapes of the protrusions 214t to 214v when viewed from the direction opposite to the insertion direction Id, that is, when viewed from the distal end side may be different from those of the embodiment. .
  • the protrusion 214t shown in FIG. 28 has a diamond shape when viewed from the front end side.
  • the flow measuring device 200 may include a plurality of protrusions 214u and 214v. In this case, for example, as shown in FIGS. 29 and 30, the flow rate measuring device 200 may include two protrusions 214u and 214v arranged along the flow direction Fd. Specifically, for example, the protrusion 214u illustrated in FIG.
  • the protrusion 29 has two protrusions 2141u and 2142u that are elliptical when viewed from the distal end side.
  • the protrusion 214v illustrated in FIG. 30 has two protrusions 2141v and 2142v that are rhombic when viewed from the distal end side.
  • the projection 214 has a tapered shape that becomes thinner toward the distal end in the insertion direction when viewed from the direction facing the entrance 230, but the shape of the projection 214 is It is not limited to this.
  • the shape of the protrusion 214w may be a shape having a certain width in the insertion direction Id when viewed from the entrance 230 side.
  • the protrusion 214 when viewed from the side, has a tapered shape that becomes thinner toward the distal end in the insertion direction Id.
  • the shape of the protrusion 214 is not limited to this.
  • the shape of the protrusion 214x may have a certain width in the insertion direction when viewed from the side.
  • a flow measurement device 200A may include a housing 210A having a structure different from that of the embodiment.
  • the flow measurement device 200 ⁇ / b> A may not have a branch flow path downstream of the sub flow path 220.
  • the number of the outlet portion 240 may be one.
  • the outlet 240 may be provided on a wall surface on the other end 2124 side.
  • the flow measuring device 200A may have protrusions 214A and 214B of various shapes.
  • the flow measurement device 200A may include a plurality of protrusions 214A and 214B. For example, as shown in FIG.
  • the two protrusions 2141A and 2142A have side surfaces that are flat and inclined, and the ends on the insertion direction Id side have a flat shape.
  • one of the protrusions 2141B of the two protrusions 214B has a flat side surface and is inclined, and the end on the insertion direction Id side has a pointed shape.
  • the other protruding portion 2142B has a flat side surface and is inclined, and an end portion on the insertion direction Id side has a flat shape.
  • the flow measurement device 200 is partially inserted into the main flow channel 12, but may be mounted in a state where the flow measurement device 200 is entirely inserted into the main flow channel 12. .
  • the flow measurement device 200 may have a different flow path structure.
  • the number of outlets 240 may be three or more.
  • the number of the inlet portions 230 may be two or more.
  • the flow measurement device 200 may not include the outlet 250.
  • the flow measurement device 200 is used in the combustion system 10, but may be used in other than the combustion system 10.
  • the flow measurement device 200 may be attached to an air supply pipe of an air supply system in a fuel cell system using air as an oxidant gas.
  • the protrusion 214 projects from the distal end surface 212 such that the first length W1 is 15% or more of the opening width W2 of the outlet 250.
  • the projecting portion 214 projects from the distal end surface 212 such that the second length W3 is 15% or more of the opening width W4 of the inlet 230.
  • the size of the protrusion 214 is not limited to this.
  • the protrusion 214 only needs to protrude from the distal end surface 212 to an extent that the influence of the lateral vortex can be suppressed in both the forward flow state and the backward flow state.
  • the projecting portion 214 only needs to project, for example, so that the length W1 is equal to or more than 10% of the opening width W2 of the discharge port portion 250. Even in this case, the protrusion 214 can reduce the influence of the lateral vortex in the forward flow state as compared with the case where the first length W1 is less than 10% of the opening width W2.
  • the projecting portion 214 only needs to project so that the second length W3 is equal to or greater than 10% of the opening width W4 of the entrance portion 230. Even in this case, the protrusion 214 can reduce the influence of the lateral vortex in the backflow state as compared with the case where the second length W3 is less than 10% of the opening width W4.
  • the protruding portion 214 protrudes from the distal end surface 212 such that the first length W2 is equal to or greater than 15% of the opening width W3 of the discharge port portion 250. Further, it is preferable that the protruding portion 214 protrudes from the distal end surface 212 such that the second length W3 is 15% or more of the opening width W4.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various configurations without departing from the spirit thereof.
  • the technical features in the present embodiment corresponding to the technical features in the respective embodiments described in the summary of the invention may be used to solve some or all of the above-described problems, or to achieve the above-described effects. In order to achieve some or all of them, replacements and combinations can be appropriately performed. Unless the technical features are described as essential in the present specification, they can be deleted as appropriate.

Abstract

流量測定装置（２００）は、ハウジング（２００）と、ハウジングの内部に形成され、主流路を流れる被検出流体の一部を流通させる副流路（２２０）と、側面に設けられ、主流路を流れる被計測流体を副流路内へと流入させる入口部と、出口部（２４０）と、流量検出部（２６０）と、先端面から挿入方向に突出した突出部（２１４）と、を備え、突出部は、先端面のうち少なくとも、入口部側の端部である一端部（２１２２）と、一端部とは反対側の端部である他端部（２１２４）と、に配置されている。

Description

流量計測装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１８年８月８日に出願された日本出願番号２０１８－１４９０４５に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、流量計測装置に関する。
　主流路に配置されるハウジングと、ハウジングに設けられた副流路とを備え、主流路を流通する被計測流体の流量を計測する熱式流量計である流量計測装置が知られている（例えば特許文献１）。この流量計測装置は、ハウジング先端のうち下流側の偏位した位置に設けられた先端翼を有している。この先端翼は、基端から先端に移行するに従って先細りになる形状を有している。
国際公開第２０１７／０７３２７６号
　従来の流量計測装置において、被計測流体の逆流が生じた場合には、副流路の入口周辺で横渦が発生する場合がある。入口周辺で横渦が発生した場合には、横渦によって被計測流体が、副流路に流入し、吸入空気量として計測されるおそれがある。このため、計測された流量に誤差が生じるおそれがある。
　本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
　本開示の一形態によれば、被計測流体が流れる主流路の外部側から挿入された状態で前記主流路に取り付けられ、前記主流路における前記被計測流体の流量を測定する流量測定装置が提供される。この流量測定装置は、前記流量測定装置の前記主流路への挿入方向に沿って延びる側面と前記挿入方向側に位置する先端面とを有するハウジングと、前記ハウジングの内部に形成され、前記主流路を流れる前記被検出流体の一部を流通させる副流路と、前記側面に設けられ、前記主流路を流れる前記被計測流体を前記副流路内へと流入させる入口部と、前記副流路内を流れる前記被計測流体を前記主流路へと流出させる出口部と、前記副流路を流れる前記被計測流体の流量を検出する流量検出部と、前記先端面から前記挿入方向に突出した突出部と、を備え、前記突出部は、前記先端面のうち少なくとも、前記入口部側の端部である一端部と、前記一端部とは反対側の端部である他端部と、に配置されている。
　この形態の流量測定装置によれば、突出部は、先端面のうち少なくとも、入口部側の端部である一端部と、一端部とは反対側の端部である他端部と、に配置されている。このため、流量測定装置は、入口部が主流路の上流側を向くように取り付けられた場合において、主流路内を流れる被計測流体が順流方向と逆流方向とのいずれの方向に流通する場合であっても、吸入空気の剥離が先端面よりさらに先端側に位置する突出部で生じる。これにより、突出部が設けられていない場合より、剥離によって生じ得る横渦の発生位置と入口部との距離を大きくすることができる。したがって、被計測流体の流通が順流と逆流とのいずれの場合であっても、流量測定装置は、横渦の影響による流量の計測誤差を低減できる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、実施形態に係る流量計測装置が使用された燃焼システムの模式図であり、 図２は、実施形態に係る流量測定装置の模式側面図であり、 図３は、実施形態に係る流量測定装置の模式天面図であり、 図４は、実施形態に係る流量測定装置の周辺における主流路の模式断面図であり、 図５は、実施形態に係る流量測定装置の模式断面図であり、 図６は、実施形態に係る流量測定装置の取り付け状態を入口部側から見た場合の模式図であり、 図７は、実施形態に係る流量測定装置の取り付け状態を挿入方向の基端側から見た場合の模式図であり、 図８は、実施形態に係る流量測定装置の先端側から見た場合における模式図であり、 図９は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を入口部側から見た場合の第１の模式図であり、 図１０は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を入口部側から見た場合の第２の模式図であり、 図１１は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を入口部側から見た場合の第３の模式図であり、 図１２は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を入口部側から見た場合の第４の模式図であり、 図１３は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を入口部側から見た場合の第５の模式図であり、 図１４は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を入口部側から見た場合の第６の模式図であり、 図１５は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を入口部側から見た場合の第７の模式図であり、 図１６は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を入口部側から見た場合の第８の模式図であり、 図１７は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を入口部側から見た場合の第９の模式図であり、 図１８は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第１の模式図であり、 図１９は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第２の模式図であり、 図２０は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第３の模式図であり、 図２１は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第４の模式図であり、 図２２は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第５の模式図であり、 図２３は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第６の模式図であり、 図２４は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第７の模式図であり、 図２５は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第８の模式図であり、 図２６は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第９の模式図であり、 図２７は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第１０の模式図であり、 図２８は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を先端側から見た場合の第１の模式図であり、 図２９は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を先端側から見た場合の第２の模式図であり、 図３０は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を先端側から見た場合の第３の模式図であり、 図３１は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を入口部側から見た場合の第１０の模式図であり、 図３２は、第１の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第１１の模式図であり、 図３３は、第２の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第１の模式図であり、 図３４は、第２の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第２の模式図であり、 図３５は、第２の他の実施形態に係る流量測定装置を側面側から見た場合の第３の模式図である。
Ａ．実施形態
　図１に示す様に、実施形態に係る流量測定装置２００は、内燃機関１１を備える燃焼システム１０に用いられる。燃焼システム１０は、内燃機関１１と、配管により形成された主流路１２及び排気流路１３と、ＥＣＵ３０と、を備える。燃焼システム１０は、例えば、ガソリン車に搭載され、駆動装置として用いられる。
　内燃機関１１は、燃焼室１１０と、点火プラグ１１１と、燃料噴射弁１１２と、燃焼圧センサ１１４と、吸気弁１２５と、排気弁１３１と、を備える。内燃機関１１は、主流路１２を介して供給される空気と、燃料噴射弁１１２から噴射される燃料との混合ガスを燃焼させることによって動力を発生させる。点火プラグ１１１は、火花放電を生じさせて燃焼室１１０内の混合ガス（燃料と空気との混合ガス）に着火する。燃料噴射弁１１２は、燃焼室１１０内に対して燃料を噴射する。燃焼圧センサ１１４は、燃焼室１１０内の燃焼圧を検出する。
　燃焼室１１０には、主流路１２と排気流路１３とが接続されている。主流路１２は、空気を燃焼室１１０に導く流路である。排気流路１３は、燃焼された後の気体である排気ガスを燃焼室１１０から排出する流路である。
　主流路１２には、上流側から順にエアクリーナ１２１と、流量測定装置２００と、スロットルバルブ１２２と、が備えられている。エアクリーナ１２１は、主流路１２を流通する空気中の塵埃を除去する。スロットルバルブ１２２は、開度を調整し、主流路１２における流路抵抗を調整する。流量測定装置２００は、主流路１２内を流通する吸入空気の流量を計測する。
　ＥＣＵ３０は、プロセッサやＲＡＭやＲＯＭやフラッシュメモリ等の記憶媒体と、入出力部を含むマイクロコンピュータと、電源回路と、を含む演算処理回路である。ＥＣＵ３０は、流量測定装置２００や各種センサ、例えば燃焼圧センサ１１４、から取得される計測結果を用いて、スロットルバルブ１２２の開度や燃料噴射弁１１２から噴射される燃料噴射量を制御する。
　図２に示す様に、流量測定装置２００は、ハウジング２１０と、入口部２３０と、出口部２４０と、排出口部２５０と、を備える。ハウジング２１０は、挿入方向Ｉｄに沿って延びる側面と、挿入方向Ｉｄ側に位置する先端面２１２と、を有する。入口部２３０は、先端面２１２における入口部２３０の開口方向Ｏｄ側の一端部２１２２側に設けられている。また、排出口部２５０は、入口部２３０が設けられた一端部２１２２側とは反対側となる他端部２１２４側に設けられている。本実施形態において、出口部２４０は２つ設けられ、図２において示された側面側に設けられた出口部２４０に加えて、反対側の側面にも設けられている。２つの出口部２４０は、それぞれハウジング２１０の側面のうち入口部２３０が設けられた面に交差する面に設けられている。
　先端面２１２には、先端面２１２から挿入方向Ｉｄ側に突出した突出部２１４が配置されている。突出部２１４は、一端部２１２２から他端部２１２４にわたって先端面２１２から挿入方向Ｉｄに突出している。本実施形態において、突出部２１４は、吸入空気を流通させるための内部空間を有していない。なお、突出部２１４の外観は、クロスハッチングによって図示されている。
　本実施形態において、突出部２１４は、挿入方向Ｉｄにおける排出口部２５０の開口の下端から突出部２１４の先端までの第１の長さＷ１が排出口部２５０の開口幅Ｗ２の１５％以上の大きさになるように先端面２１２から突出している。開口幅Ｗ２は、挿入方向Ｉｄにおける排出口部２５０の開口の幅の最大値である。また、突出部２１４は、挿入方向Ｉｄにおける入口部２３０の開口の下端から突出部２１４の先端までの第２の長さＷ３が入口部２３０の開口幅Ｗ４の１５％以上の大きさになるように先端面２１２から突出している。開口幅Ｗ３は、挿入方向Ｉｄにおける入口部２３０の開口の幅の最大値である。
　図３に示す様に、流量測定装置２００を挿入方向Ｉｄの基端部側（天面側）から見た場合において、ハウジング２１０には、主流路１２に固定するために用いられるためのボルト挿入口２７０が設けられている。
　図４に示す様に、流量測定装置２００の内部には、副流路２２０が形成されている。副流路２２０には、流量検出部２６０が備えられている。図４では、図３に示した４－４断面に対応した流量測定装置２００の断面が示されている。ハウジング２１０は、合成樹脂製の筐体であり、内部に副流路２２０を形成する副流路形成部と、流量検出部２６０の保持を行う保持部と、を有する。入口部２３０が設けられた一端部２１２２は、流量測定装置２００が主流路１２に取り付けられた場合において主流路１２の上流側に位置する。他端部２１２４は、流量測定装置２００が主流路１２に取り付けられた場合において一端部２１２２より下流側に位置する。
　副流路２２０は、主流路１２を流れる吸入空気の一部を流通させる流路である。本実施形態において、副流路２２０のうち流量検出部２６０の下流側では、図４における５－５断面を示す模式図である図５に示した様に、流路が２つに分岐している。分岐した副流路２２０は、それぞれ２つの出口部２４０に接続されている。
　流量検出部２６０（図４）は、副流路２２０の途中に設けられ、副流路を流れる被計測流体の流量を検出する。流量検出部２６０は、被計測流体の流通方向が順流方向か逆流方向であるかを区別可能であることが好ましい。本実施形態において、流量検出部２６０には、流通方向の区別が可能な方式である温度差方式が採用されている。本実施形態において、流量検出部２６０は、図示しない、被計測流体を加熱する加熱ヒータと、被計測流体の流通方向に沿って配置された複数の温度センサと、を有している。本実施形態の流量検出部２６０は、加熱ヒータの上流側と下流側との温度差から流量を検出する。温度センサは、加熱ヒータの上流側と下流側の両方に配置されている。ここで、本実施形態において、温度センサは、感温抵抗体であり、加熱ヒータは、発熱抵抗体である。
　図６に示した様に、流量測定装置２００の少なくとも一部は、主流路１２を構成する配管の筒壁１２３に形成された貫通口である挿入孔１２４から、主流路１２の内部へ挿入されている。ハウジング２１０は、主流路１２に取り付けられた状態において、主流路１２内に挿入されるハウジング本体部２１００を有する。また、ハウジング２００は、ハウジング本体部２１００に一体的に設けられた、リング保持部２１０１と、フランジ部２１０２と、コネクタ部２１０３と、保護突起２１０４と、温度センサ２１０５と、を有する。フランジ部２１０２は、ハウジング２１０の基端側に備えられ、主流路１２への固定部分となる。コネクタ部２１０３には、流量測定装置２００による測定結果を外部に出力するための配線が接続される。流量測定装置２００が主流路１２に装着される際において、リング保持部２１０１は、挿入孔１２４にＯリング１２６を介して取り付けられる。温度センサ２１０５は、吸入空気の温度を取得する。図７に示す様に、フランジ部２１０２には、ボルト挿入口２７０が形成されている。ボルト挿入口２７０から挿入されるボルトは、主流路１２に設けられたボス１２５に固定される。
　図６に示す様に、流量測定装置２００は、入口部２３０側から見た場合において、主流路１２の中央部を通るように取り付けられている。本実施形態において、流量測定装置２００は、主流路１２を流通する吸入空気を流量測定装置２００の内部へ取り込むための入口部２３０の開口方向Ｏｄが流入空気の流通方向Ｆｄの反対方向になるように取り付けられている。つまり、入口部２３０は、主流路１２の上流側を向くように配置される。図６において、入口部２３０の奥側（＋ＦＤ方向側）には排出口部２５０が見えている。図６に示すように、排出口部２５０は、開口が入口部２３０の開口より小さくなるように絞られている。
　図６に示す様に、突出部２１４は、入口部２３０側から見た場合に、挿入方向の先端側に向かうにつれて細くなる先細りの形状を有する。言い換えれば、挿入方向Ｉｄと入口部２３０の開口方向Ｏｄとに直交する方向について、突出部２１４は、先端側に向かうにつれて寸法が小さくなる。先細り形状によって、突出部２１４は、主流路１２に配置した場合に、吸入空気から受ける抵抗を低減できる。これにより、吸入空気が整流され、突出部２１４の周囲における吸入空気の流通が円滑になる。また、図８に示す様に、本実施形態における突出部２１４は、挿入方向Ｉｄの先端側から見た場合において、楕円形状である。突出部２１４において、一端部２１２２と他端部２１２４とが丸く、全体として細長い形をしている。このため、突出部２１４は、主流路１２に配置した場合に、吸入空気から受ける抵抗を低減できる。これにより、吸入空気が整流され、突出部２１４の周囲における吸入空気の流通がさらに円滑になる。
　図２に示す様に、突出部２１４は、入口部２３０の開口方向Ｏｄと挿入方向Ｉｄとに直交する方向、本実施形態において２つの出口部２４０の一方が設けられた側面側、から見た場合に、挿入方向Ｉｄの先端側に向かうにつれて細くなる先細りの形状を有する。この場合には、突出部２１４は、主流路１２に配置した場合に、吸入空気から受ける抵抗を低減できる。これにより、吸入空気が整流され、突出部２１４の周囲における吸入空気の流通が円滑になる。なお、本実施形態において、突出部２１４は、側面側から見た場合に、曲面形状である。
　ここで、流量測定装置２００が主流路１２に配置された場合には、吸入空気と流量測定装置２００のハウジング２１０とによって摩擦が生じるため、流量測定装置２００の周囲を流通する吸入空気の流速は、流れの下流に向かうに従って低下する。このため、吸入空気が流量測定装置２００の形状に沿って流れることができなくなり、吸入空気の剥離が生じ得る。例えば、主流路１２の上流側から下流側に向かって吸入空気が流通する順流状態では、他端部２１２４側において剥離が生じ得る。また例えば、主流路１２の下流側から上流側に向かって吸入空気が流通する逆流状態では、一端部２１２２側において剥離が生じ得る。吸入空気の剥離が生じた場合には、吸入空気の横渦が生じ得る。なお、本実施形態において、横渦とは、挿入方向Ｉｄと流通方向Ｆｄとによって規定される平面に交差する回転軸を有する渦である。
　突出部２１４は、他端部２１２４において先端面２１２から挿入方向Ｉｄに突出し、他端部２１２４側における吸入空気の流れを整流する。このため、順流状態において、他端部２１２４において突出部２１４が形成されていない場合と比べて、他端部２１２４側における吸入空気の流量測定装置２００からの剥離が低減される。これにより、他端部２１２４において発生する横渦を低減できる。
　また例えば、主流路１２の下流側から上流側に向かって吸入空気が流通する逆流状態において、吸入空気が剥離する一端部２１２２側の上流側圧力は他の領域における圧力より小さくなる傾向がある。この場合において、一端部２１２２側では、流量測定装置２００の挿入方向Ｉｄに交差する方向に延びる回転軸を有する横渦が生じる。逆流状態において、一端部２１２２側において横渦が発生した場合には、排出口部２５０から流入した吸入空気の入口部２３０からの排出が阻害されることによって、排出口部２５０から流入した吸入空気が副流路２２０へと流れ込む場合がある。この場合には、流量測定装置２００による流量の計測誤差が発生しうる。なお、逆流状態は、例えば燃焼システム１０においてアイドリング運転が実行された場合に発生する。アイドリング運転が実行された場合において、燃焼システム１０は、吸気弁１２５を閉じることによって、内燃機関１１への吸入空気の流入を停止させる。この場合には、主流路１２の内燃機関１１側における吸入空気の圧力が上昇し、主流路１２の上流側よりも下流側の圧力が高くなり、逆流が発生する。
　突出部２１４は、一端部２１２２において先端面２１２から挿入方向Ｉｄに突出し、一端部２１２２側における吸入空気の流れを整流する。このため、逆流状態において、他端部２１２４において突出部２１４が形成されていない場合と比べて、一端部２１２２側における吸入空気の流量測定装置２００からの剥離が低減される。これにより、一端部２１２２において発生する横渦を低減できる。
　以上説明した実施形態に係る流量測定装置２００によれば、突出部２１４は、先端面２１２のうち、入口部側の端部である一端部２１２２と、一端部２１２２とは反対側の端部である他端部２１２４と、から挿入方向Ｉｄに突出している。このため、入口部２３０が主流路１２の流通方向Ｆｄに対向する様に主流路１２に取り付けられた場合において、流量測定装置２００は、吸入空気の剥離が先端面２１２よりさらに先端側に位置する突出部２１４で生じる。これにより、突出部２１４が設けられていない場合より、横渦の発生位置と入口部２３０や排出口部２５０との距離を大きくすることができる。したがって、順流状態と逆流状態の両方の状態において、横渦による影響、例えば横渦による入口部２３０や排出口部２５０への吸入空気の流入や吸入空気の排出の阻害、が抑制される。これにより、横渦の発生に起因する流量測定装置２００の流量の計測誤差が低減される。また突出部２１４は、横渦の発生を抑制する機能である整流機能を有する。これにより、流量測定装置２００の流量の計測誤差がさらに低減される。
　また以上説明した実施形態に係る流量測定装置２００によれば、突出部２１４は、一端部２１２２から他端部２１２４にわたって設けられている。この場合には、例えば、不連続な構造である場合において発生しうる一端部２１２２側の突出部と他端部２１２４側の突出部との間における横渦が生じない。したがって、一端部２１２２側と他端部２１２４側とで突出部２１４が不連続な構造を有している場合と比べて、整流機能が向上する。
　また以上説明した実施形態に係る流量測定装置２００によれば、突出部２１４は、第１の長さＷ１が排出口部２５０における開口幅Ｗ２の１５％以上の大きさになるように先端面２１２から突出している。このため、順流状態において、排出口部２５０と横渦の発生位置との距離を大きくすることが容易である。また、突出部２１４は、第２の長さＷ３が入口部２３０における開口幅Ｗ４の１５％以上の大きさになるように先端面２１２から突出している。したがって、順流状態と逆流状態の両方の状態において、横渦による影響を抑制する効果の向上が容易になる。このため、逆流状態において、入口部２３０と横渦の発生位置との距離を大きくすることが容易である。また、第１の長さＷ１及び第２の長さＷ３が大きい場合には、突出部２１４を先細り形状にするのが容易になる。
Ｂ．他の実施形態
Ｂ１．第１の他の実施形態
　実施形態に係る流量測定装置２００における突出部２１４の形状は、少なくとも一端部２１２２と他端部２１２４とにおいて、挿入方向Ｉｄに突出している限りにおいて、適宜変更可能である。以下では、図９から図３２を用いて、採用可能な突出部２１４の形状の一例を説明する。
　図９から図１２に示す様に、突出部２１４ａ～２１４ｄは、入口部２３０側から見た場合の形状が、先細り形状であれば上記実施形態と異なっていてもよい。例えば、図９に示した突出部２１４ａにおいて、挿入方向Ｉｄ側の端部は平面形状である。また例えば図１０に示した突出部２１４ｂは、挿入方向Ｉｄ側の端面は上記例と同様に平面形状であるとともに、側面が平面であって傾斜している。また例えば図１１に示した突出部２１４ｃは、図１０に示した突出部２１４ｂと同様に側面が平面であって傾斜するとともに、挿入方向Ｉｄ側の端部は曲面形状である。また例えば図１２に示した突出部２１４ｄは、図１０及び図１１に示した突出部２１４ｂ、２１４ｃと同様に側面が傾斜しているが、挿入方向Ｉｄ側の端部が尖った形状である。また、図１３と図１４に示す様に、流量測定装置２００は、複数の突出部２１４ｅ、２１４ｆを有していてもよい。この場合において、図１３に示した様に、複数の突出部２１４は、挿入方向Ｉｄと開口方向Ｏｄとに直交する方向において、互いに隣接して設けられていてもよい。また図１４に示した様に、複数の突出部２１４は、挿入方向Ｉｄと開口方向Ｏｄとに直交する方向において、互いに距離を置いて設けられていてもよい。また、図１５から図１７に示す様に、流量測定装置２００が複数の突出部２１４ｇ～２１４ｉを有している場合において、複数の突出部２１４ｇ～２１４ｉはそれぞれ異なる形状を有していても良い。例えば図１５に示した突出部２１４ｇにおいて、一方の突出部２１４１ｇは、曲面によって形成されている。他方の突出部２１４２ｇは、側面が傾斜し、挿入方向Ｉｄ側の端部が尖った形状である。また、例えば図１６に示した突出部２１４ｈにおいて、一方の突出部２１４１ｈは、側面が平面であって傾斜するとともに、挿入方向Ｉｄ側の端部は平面形状である。他方の突出部２１４２ｈは、側面が傾斜し、挿入方向Ｉｄ側の端部が尖った形状である。また、例えば図１７に示した突出部２１４ｉにおいて、一方の突出部２１４１ｉは、曲面によって形成されている。他方の突出部２１４２ｉは、側面が傾斜し、挿入方向Ｉｄ側の端部が尖った形状である。
　図１８から図２４に示す様に、突出部２１４ｊ～２１４ｐは、入口部２３０の開口方向Ｏｄと挿入方向Ｉｄとの両方とに直交する方向から見た場合、つまり側面側から見た場合の形状が、実施形態と異なっていてもよい。例えば図１８に示した突出部２１４ｊでは、側面側から見た場合に、一端部２１２２側と他端部２１２４側とが挿入方向Ｉｄの先端側に向かって傾斜し、挿入方向Ｉｄ側の端部は平面形状である。また例えば図１９に示した突出部２１４ｋでは、側面側から見た場合に、一端部２１２２側と他端部２１２４側とが挿入方向Ｉｄの先端側に向かって傾斜し、挿入方向Ｉｄ側の端部は尖った形状である。例えば図２０に示した突出部２１４ｌでは、側面側から見た場合に、一端部２１２２側と他端部２１２４側とが曲面形状であり、挿入方向Ｉｄ側の端部は平面形状である。また例えば図２１に示した突出部２１４ｍでは、側面側から見た場合に、一端部２１２２は挿入方向Ｉｄに沿って延び、他端部２１２４側は挿入方向Ｉｄの先端側に向かって傾斜している。突出部２１４ｍにおいて、挿入方向Ｉｄ側の端部は平面形状である。また、例えば図２２に示した突出部２１４ｎでは、側面側から見た場合に、一端部２１２２側は挿入方向Ｉｄの先端側に向かって傾斜し、他端部２１２４は挿入方向Ｉｄに沿って延びている。突出部２１４ｎにおいて、挿入方向Ｉｄ側の端部は平面形状である。また、例えば図２３に示した突出部２１４ｏでは、側面側から見た場合に、一端部２１２２側は曲面形状であり、他端部２１２４は挿入方向Ｉｄに沿って延びている。突出部２１４ｏにおいて、挿入方向Ｉｄ側の端部は平面形状である。また、例えば図２４に示した突出部２１４ｐでは、側面側から見た場合に、一端部２１２２側と他端部２１２４側とが挿入方向Ｉｄの先端側に向かって傾斜し、挿入方向Ｉｄ側の端部は曲面形状である。
　また図２５から図２７に示す様に、流量測定装置２００は、一端部２１２２から他端部２１２４までの間の一部において突出部２１４ｑ～２１４ｓが設けられていない領域を有していても良い。例えば図２５に示した突出部２１４ｑでは、一端部２１２２側と他端部２１２４側とにそれぞれ曲面形状の突出部２１４１ｑ、２１４２ｑを有する。また、一端部２１２２から他端部２１２４までの間の一部において突出部２１４ｒ、２１４ｓが設けられていない領域を有していない場合において、一端部２１２２側と他端部２１２４側とで、それぞれ異なる形状の突出部２１４ｒ、２１４ｓを有していても良い。例えば、図２６に示した突出部２１４ｒでは、一端部２１２２側の突出部２１４１ｒは、一端部２１２２側と他端部２１２４側とが傾斜し、挿入方向Ｉｄ側の端部が平面形状である。また他端部２１２４側の突出部２１４２ｒは、一端部２１２２側と他端部２１２４側とが傾斜し、挿入方向Ｉｄ側の端部が尖った形状である。例えば、図２７に示した突出部２１４ｓでは、一端部２１２２側の突出部２１４１ｓは、一端部２１２２側と他端部２１２４側とが傾斜し、挿入方向Ｉｄ側の端部が平面形状である。また他端部２１２４側の突出部２１４２ｓは、曲線形状である。
　また、図２８から図３０に示す様に、突出部２１４ｔ～２１４ｖは、挿入方向Ｉｄと逆の方向から見た場合、つまり先端側から見た場合の形状が、実施形態と異なっていても良い。例えば図２８に示す突出部２１４ｔは、先端側から見た場合に、菱形状である。また、流量測定装置２００は、複数の突出部２１４ｕ、２１４ｖを備えていてもよい。この場合において、例えば図２９および図３０に示す様に、流量測定装置２００は、流通方向Ｆｄに沿って配置された２つの突出部２１４ｕ、２１４ｖを備えていても良い。具体的には、例えば、図２９に示した突出部２１４ｕは、先端側から見た場合に、楕円形状である２つの突出部２１４１ｕ、２１４２ｕを有する。また例えば、図３０に示した突出部２１４ｖは、先端側から見た場合に、菱形状である２つの突出部２１４１ｖ、２１４２ｖを有する。
　また上記実施形態において、突出部２１４は、入口部２３０に対向した方向から見た場合に、挿入方向の先端側に向かうにつれて細くなる先細りの形状を有しているが、突出部２１４の形状はこれに限定されない。例えば、図３１に示す様に、突出部２１４ｗの形状は、入口部２３０側から見た場合に、挿入方向Ｉｄにおいて一定の幅を有する形状であってもよい。
　また上記実施形態において、突出部２１４は、側面側から見た場合に、挿入方向Ｉｄの先端側に向かうにつれて細くなる先細りの形状を有する。しかし、突出部２１４の形状はこれに限定されない。例えば、図３２に示す様に、突出部２１４ｘの形状は、側面側から見た場合に、挿入方向において一定の幅を有する形状であってもよい。
Ｂ２．第２の他の実施形態
　例えば、図３３に示す様に、流量測定装置２００Ａは、実施形態とは異なる構造のハウジング２１０Ａを有していても良い。例えば、流量測定装置２００Ａは、副流路２２０の下流側に分岐流路を有していなくてもよい。また、出口部２４０は、１つであってもよい。また、出口部２４０は、他端部２１２４側の壁面に設けられていてもよい。また、例えば、図３４と図３５に示す様に、流量測定装置２００Ａは、種々の形状の突出部２１４Ａ、２１４Ｂを有していても良い。図３４及び図３５に示す様に、流量測定装置２００Ａは、複数の突出部２１４Ａ、２１４Ｂを備えていてもよい。例えば、図３４に示す様に、２つの突出部２１４１Ａ、２１４２Ａは、側面が平面であって傾斜するとともに、挿入方向Ｉｄ側の端部は平面形状である。また例えば、図３５に示す様に、２つの突出部２１４Ｂのうち一方の突出部２１４１Ｂは、側面が平面であって傾斜するとともに、挿入方向Ｉｄ側の端部は尖った形状である。また他方の突出部２１４２Ｂは、側面が平面であって傾斜するとともに、挿入方向Ｉｄ側の端部は平面形状である。
Ｂ３．第３の他の実施形態
　上記実施形態において、流量測定装置２００は、一部が主流路１２の内部に挿入されているが、全体が主流路１２に挿入された状態で取り付けられていても良い。
Ｂ４．第４の他の実施形態
　上記実施形態において、流量測定装置２００は、異なる流路構造を有していても良い。例えば、出口部２４０は、３以上であってもよい。また例えば、入口部２３０は、２以上であってもよい。また例えば、流量測定装置２００は、排出口部２５０を備えていなくても良い。
Ｂ５．第５の他の実施形態
　上記実施形態において、流量測定装置２００は、燃焼システム１０において用いられているが、燃焼システム１０以外に用いられても良い。例えば、流量測定装置２００は、酸化剤ガスとして空気を用いる燃料電池システムにおける空気供給系の空気供給用配管に取り付けられてもよい。
Ｂ６．第６の他の実施形態
　上記実施形態において、突出部２１４は、第１の長さＷ１が排出口部２５０の開口幅Ｗ２の１５％以上になるように先端面２１２から突出している。また突出部２１４は、第２の長さＷ３が入口部２３０の開口幅Ｗ４の１５％以上の大きさになるように先端面２１２から突出している。しかし、突出部２１４の大きさは、これに限定されない。例えば、突出部２１４は、順流状態と逆流状態の両方の状態において、横渦による影響を抑制可能な程度に先端面２１２から突出していればよい。具体的には、突出部２１４は、例えば、長さＷ１が排出口部２５０の開口幅Ｗ２の１０％以上の大きさになるように突出していればよい。この場合であっても、突出部２１４は、第１の長さＷ１が開口幅Ｗ２の１０％未満である場合と比べて、順流状態における横渦の影響の低減が可能である。また、例えば、突出部２１４は、第２の長さＷ３が入口部２３０の開口幅Ｗ４の１０％以上の大きさになるように突出していればよい。この場合であっても、突出部２１４は、第２の長さＷ３が開口幅Ｗ４の１０％未満である場合と比べて、逆流状態における横渦の影響の低減が可能である。なお、突出部２１４は、第１の長さＷ２が排出口部２５０の開口幅Ｗ３の１５％以上の大きさになるように先端面２１２から突出していることが好ましい。また、突出部２１４は、第２の長さＷ３が開口幅Ｗ４の１５％以上の大きさになるように先端面２１２から突出していることが好ましい。
　以上説明した第１から第６の他の実施形態によれば、上記実施形態と同様の構成を有する点において、同様の効果を奏する。
　本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する本実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

Claims (4)

  1. 　被計測流体が流れる主流路（１２）に挿入された状態で前記主流路に取り付けられ、前記主流路における前記被計測流体の流量を測定する流量測定装置（２００）であって、
    　前記流量測定装置の前記主流路への挿入方向に沿って延びる側面と前記挿入方向側に位置する先端面とを有するハウジングと、
    　前記ハウジングの内部に形成され、前記主流路を流れる前記被検出流体の一部を流通させる副流路（２２０）と、
    　　前記側面に設けられ、前記主流路を流れる前記被計測流体を前記副流路内へと流入させる入口部（２３０）と、
    　　前記副流路内を流れる前記被計測流体を前記主流路へと流出させる出口部（２４０）と、
    　前記副流路を流れる前記被計測流体の流量を検出する流量検出部（２６０）と、
    　前記先端面から前記挿入方向に突出した突出部（２１４）と、を備え、
    　前記突出部は、前記先端面のうち少なくとも、前記入口部側の端部である一端部（２１２２）と、前記一端部とは反対側の端部である他端部（２１２４）と、に配置されている、流量測定装置。
  2. 　請求項１に記載の流量測定装置であって、
    　前記突出部は、前記一端部から前記他端部にわたって設けられている、流量測定装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の流量測定装置であって、
    　前記突出部は、前記入口部側から見た場合に、前記挿入方向側に向かうにつれて細くなる形状を有する、流量測定装置。
  4. 　請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の流量測定装置であって、
    　前記突出部は、前記入口部の開口方向と前記挿入方向とに直交する方向から見た場合に、前記挿入方向側に向かうにつれて細くなる形状を有する、流量測定装置。
PCT/JP2019/024444 2018-08-08 2019-06-20 流量計測装置 WO2020031518A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112019003970.9T DE112019003970T5 (de) 2018-08-08 2019-06-20 Strömungsmesser
US17/168,908 US11262223B2 (en) 2018-08-08 2021-02-05 Flowmeter

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-149045 2018-08-08
JP2018149045A JP7204370B2 (ja) 2018-08-08 2018-08-08 流量計測装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/168,908 Continuation US11262223B2 (en) 2018-08-08 2021-02-05 Flowmeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020031518A1 true WO2020031518A1 (ja) 2020-02-13

Family

ID=69415554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/024444 WO2020031518A1 (ja) 2018-08-08 2019-06-20 流量計測装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11262223B2 (ja)
JP (1) JP7204370B2 (ja)
DE (1) DE112019003970T5 (ja)
WO (1) WO2020031518A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10332453A (ja) * 1997-05-28 1998-12-18 Mitsubishi Electric Corp 感熱式流量センサおよび内燃機関の吸気装置
JP2000346688A (ja) * 1999-06-08 2000-12-15 Mitsubishi Electric Corp 流量センサ
JP2010014489A (ja) * 2008-07-02 2010-01-21 Mitsubishi Electric Corp 流量測定装置
JP2011112569A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Denso Corp 空気流量測定装置
WO2017073276A1 (ja) * 2015-10-28 2017-05-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 熱式流量計

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003329495A (ja) * 2002-05-13 2003-11-19 Mitsubishi Electric Corp 空気流量測定装置およびその取り付け構造
JP4488031B2 (ja) * 2007-06-14 2010-06-23 株式会社デンソー 空気流量測定装置
JP6690899B2 (ja) * 2015-06-29 2020-04-28 株式会社デンソー 空気流量測定装置
US20200200613A1 (en) * 2017-09-29 2020-06-25 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Physical quantity detection device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10332453A (ja) * 1997-05-28 1998-12-18 Mitsubishi Electric Corp 感熱式流量センサおよび内燃機関の吸気装置
JP2000346688A (ja) * 1999-06-08 2000-12-15 Mitsubishi Electric Corp 流量センサ
JP2010014489A (ja) * 2008-07-02 2010-01-21 Mitsubishi Electric Corp 流量測定装置
JP2011112569A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Denso Corp 空気流量測定装置
WO2017073276A1 (ja) * 2015-10-28 2017-05-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 熱式流量計

Also Published As

Publication number Publication date
US20210156721A1 (en) 2021-05-27
DE112019003970T5 (de) 2021-04-15
JP2020024151A (ja) 2020-02-13
US11262223B2 (en) 2022-03-01
JP7204370B2 (ja) 2023-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7043978B2 (en) Airflow meter
US8701474B2 (en) Air flow measuring device
JP6502573B2 (ja) 熱式流量計
JP2022084957A (ja) 物理量計測装置
JP6114673B2 (ja) 熱式流量計
JP6838249B2 (ja) 熱式流量計
CN108139248B (zh) 热式流量计
WO2020031518A1 (ja) 流量計測装置
WO2020202722A1 (ja) 物理量検出装置
JP2015068793A (ja) 熱式流量計
JP6438707B2 (ja) 熱式流量計
WO2017208640A1 (ja) 熱式流量計
JP7168390B2 (ja) 流量測定装置
US11391610B2 (en) Flow rate measurement device
JP6995020B2 (ja) 物理量検出装置
JPS5861411A (ja) 気体流量測定装置
WO2020059540A1 (ja) 流量測定装置
US10718647B2 (en) Thermal flowmeter including an inclined passage
JP7097333B2 (ja) 物理量検出装置
WO2019142565A1 (ja) 熱式流量計
JP2020098179A (ja) 物理量測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19847904

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19847904

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1