-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung wenigstens eines
Parameters eines in einer Leitung strömenden Mediums mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des unabhängigen
Anspruchs 1.
-
Eine
derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 101 35 142 A1 bekannt
und wird beispielsweise im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine
eingesetzt, um den der Brennkraftmaschine durch eine Leitung zugeführten Luftmassenstrom
zu bestimmen. Ein mit einem Bypass-Teil versehener Abschnitt einer
Sensoreinrichtung ist durch eine Einstecköffnung in das Leitungsteil
eingesetzt. Das Bypass-Teil weist eine Kanalstruktur mit einem Einlassbereich
auf, von dem ein mit dem Messelement versehener Messkanal abzweigt.
Der Eingangsbereich weist weiterhin eine Ausscheidungszone mit wenigstens
einer Ausscheidungsöffnung
auf, die sich an wenigstens einer Seitenwand des Bypass-Teils in
den Leitungsdurchgang öffnet.
Die Ausscheidungszone dient zur Ausscheidung von Flüssigkeits-
und/oder Festkörperpartikeln
aus der Kanalstruktur, die so davon abgehalten werden, in den mit
dem Messelement versehenen Messkanal einzudringen und das Messelement
zu verunreinigen.
-
Die
Kanten, welche durch die der Hauptströmungsrichtung zugewandte Stirnseite
und die Seitenwände
des in die Leitung eingeführten
Bypass-Teils gebildet werden, bilden bei den bekannten Vorrichtungen
Anströmkanten
aus, an denen große Gebiete
abgelöster
Strömung
entstehen, die einerseits große
Druckverluste und andererseits ein nicht beabsichtigtes Pulsieren
der Strömung
bewirken, infolgedessen Druckschwankungen durch die Ausscheidungsöffnung auf
den von dem Einlassbereich abzweigenden Messkanal übertragen
werden. Durch die Druckschwankungen im Messkanal kann das Ausgangssignal
des Messelementes erheblich verfälscht
werden.
-
Vorteile der
Erfindung
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Bestimmung wenigstens eines Parameters eines in einer Leitung
strömenden
Mediums mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den
Vorteil, dass eine Strömungsablösung mit großen Gebieten
abgelöster
Strömung
an den Seitenwänden
des Bypass-Teils
weitgehend vermieden wird. Dies wird durch ein in dem Leitungsteil
in der Hauptströmungsrichtung
gesehen vor dem Bypass-Teil angeordnetes aerodynamisches Strömungsableitteil
erreicht, das wenigstens eine der Hauptströmungsrichtung zugewandte Ableitfläche aufweist,
die ausgehend von einer von dem Bypass-Teil beabstandeten Scheitellinie
beidseitig zu den beiden Seitenwänden
gleichmäßig derart
hingekrümmt
ist, dass die von der Scheitellinie abgewandten Enden der Ableitfläche mit
den Seitenwänden fluchten.
Bei Verwendung des Strömungsableitteils und
großen
Strömungsgeschwindigkeiten
in dem Leitungsteil wird die Grenzschicht der Strömung bereits
an der Ableitfläche
des Strömungsableitteils
turbulent, was vorteilhaft ist, da in der turbulenten Strömung ein
stärkere
Impulsaustausch der strömenden Partikel
in wandnahen und wandfernen Strömungsschichten
erfolgt. Dies hat zur Folge, dass die turbulente Grenzschicht an
der Ableitfläche
des Strömungsableitteils
und insbesondere an den Seitenwänden
des Bypass-Teils entlang strömt,
ohne sich davon abzulösen.
-
Jedoch
findet bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten
in dem Leitungsteil kein Übergang von
einer laminaren zu einer turbulenten Strömung statt. Stattdessen strömt der Medienstrom
zunächst an
der Ableitfläche
des Strömungsableitteils
entlang und löst
sich dann im Übergangsbereich
der Ableitfläche
und der Seitenwände
aufgrund der dort vorhandenen Krümmungsänderung
von der gekrümmten Ableitfläche in die
ebene Seitenwand ab. Um auch bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten in dem Leitungsteil
eine Ablösung
der Strömung
zu vermeiden, ist daher in einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiels
der Erfindung vorgesehen, dass in der Hauptströmungsrichtung gesehen wenigstens vor
der mit der Ausscheidungsöffnung
versehenen Seitenwand, insbesondere aber an beiden parallelen Seitenwänden des
Bypass-Teils, an der Ableitfläche oder
wenigstens in direkter Nähe
zur Ableitfläche eine
turbulenzerzeugende Struktur vorgesehen ist, die Turbulenzen in
der Grenzschicht der Strömung hervorruft.
Durch diese Maßnahme
wird bereits bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten
in dem Leitungsteil erreicht, dass die Grenzschicht bereits im Bereich
der Ableitfläche
turbulent wird und sich dann nicht mehr von den Seitenwänden des
Bypass-Teils ablöst.
-
Vorteilhafte
Ausführungsbeispiele
und Weiterentwicklungen der Erfindung werden durch die weiteren
in den abhängigen
Ansprüchen
angegebenen Merkmale ermöglicht.
-
So
kann das Strömungsableitteil
besonders einfach mit einer elliptisch gekrümmten Ableitfläche versehen
sein. Die kleine Halbachse der elliptisch gekrümmten Ableitfläche ist
dabei so groß zu
wählen wie
die Hälfte
des Abstandes der beiden Seitenwände
des Bypass-Teils. Die große
Halbachse der elliptisch gekrümmten
Ableitfläche
sollte wenigstens doppelt so groß wie die kleine Halbachse
sein.
-
Die
turbulenzerzeugende Struktur kann in sehr einfacher Weise durch
wenigstens einen auf die Ableitfläche aufgebrachten oder in direkter
Nähe zu der
Ableitfläche
angeordneten Draht gebildet werden. Der Draht kann beispielsweise
mehrfach wechselseitig abgebogen sein und eine zackenartige Kontur
mit einer Vielzahl von Zacken aufweisen.
-
Besonders
vorteilhaft ist ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die turbulenzerzeugende Struktur durch mehrere in die Ableitfläche eingelassene Schlitze
gebildet wird, die in jeweils einer senkrecht zu den Seitenwänden des
Bypass-Teils und parallel zur Hauptströmungsrichtung verlaufenden
Ebene angeordnet sind. Der in der Hauptströmungsrichtung auf die Ableitfläche auftreffende
Medienstrom dringt teilweise in die Schlitze ein und tritt im Übergangsbereich
des Strömungsableitteils
und des Bypass-Teils aus den Schlitzen wieder aus. Hierdurch entstehen vor
den Seitenwänden
des Bypass-Teils kräftige Längswirbel
in der Strömung,
die zu einer turbulenten Strömungsgrenzschicht
führen
und eine Ablösung der
Grenzschicht von den Seitenwänden
verhindern. Außerdem
wird erreicht, dass in der Strömung
enthaltenes Wasser von den Schlitzen aufgenommen und seitlich abgeleitet
wird, ohne in den Eingangsbereich der Kanalstruktur des Bypass-Teils
zu gelangen.
-
Die
Schlitze können
einen rechteckförmigen Querschnitt
aufweisen mit einer zwischen der Ableitfläche und dem Bypass-Teil angeordneten
inneren Fläche,
die vorzugsweise ausgehend von einer zweiten Scheitellinie ebenfalls
elliptisch zu dem Bypass-Teil hingekrümmt ist, wobei die von der
zweiten Scheitellinie abgewandten Enden der inneren Fläche in je
eine schräg
zu den Seitenwänden
verlaufende Fläche übergehen.
Hierdurch wird die Längswirbelbildung
beim Austritt der Strömung
aus den Schlitzen und damit die Turbulenzerzeugung verbessert.
-
Das
Strömungsableitteil
weist eine Durchgangsöffnung
auf, die mit einer Öffnung
des Eingangsbereichs der Kanalstruktur fluchtet, so dass ein Teilstrom
des in dem Leitungsteil in der Hauptströmungsrichtung strömenden Mediums
durch die Durchgangsöffnung
des Strömungsableitteils
in den Eingangsbereich der Kanalstruktur gelangen kann. Die turbulenzerzeugende
Struktur kann in einer Richtung senkrecht zur Hauptströmungsrichtung
und parallel zu den Seitenwänden
sowohl oberhalb als auch unterhalb der Durchgangsöffnung und
insbesondere auch an den die Durchgangsöffnung begrenzenden Seitenwänden angeordnet
sein.
-
Um
bisherige Sensoreinrichtungen als Steckfühler weiterhin in das Leitungsteil
einsetzen zu können,
ist vorgesehen, dass das Strömungsableitteil
als separates Teil getrennt von der Sensoreinrichtung hergestellt
ist. Das Strömungsableitteil
kann insbesondere auch einstückig
mit dem Leitungsteil ausgebildet sein. Dies stellt fertigungstechnisch
kaum einen Mehraufwand dar, wenn das Leitungsteil zusammen mit dem
Strömungsableitteil
beispielsweise als Spritzgussteil hergestellt ist.
-
Ein
weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung kombiniert das vor dem Bypass-Teil angeordnete aerodynamische
Strömungsableitteil
mit einem Gleichrichterteil, insbesondere einem Gitter, das in Hauptströmungsrichtung gesehen
auf der Höhe
des Strömungsableitteils
angeordnet ist. Das Gleichrichterteil bewirkt nicht nur eine Vergleichmäßigung der
Strömung
hinter dem Gleichrichterteil, sondern insbesondere auch vor dem
Gleichrichterteil. Es ist zwar bekannt Gleichrichterteile in einem
Leitungsteil vor oder hinter dem Messfühler zur Vergleichmäßigung der
Strömung einzusetzen,
jedoch besteht in Verbindung mit dem Strömungsableitteil der zusätzliche
Vorteil, dass das Gleichrichterteil einstückig mit dem Leitungsteil und dem
Strömungsableitteil
beispielsweise als Spritzgussteil hergestellt werden kann.
-
Besonders
vorteilhaft ist es, das Gleichrichterteil in der Hauptströmungsrichtung
hinter dem Einlass der Durchgangsöffnung des Strömungsableitteils
anzuordnen, welche Durchgangsöffnung
mit einer Öffnung
des Eingangsbereichs der Kanalstruktur fluchtet. Hierdurch wird
vorteilhaft erreicht, dass der in die Durchgangsöffnung des Strömungsableitteils und
daher auch in den sich an die Durchgangsöffnung anschließenden Eingangsbereich
der Kanalstruktur des Bypass-Teils eintretende Teilstrom des Mediums
den Gleichrichter nicht bereits passiert hat. So ist sichergestellt,
dass der eintretende Teilstrom nicht durch kleinere lokale Strömungsstörungen,
welche der Gleichrichter hervorgerufen könnte, beeinflusst wird.
-
Zeichnungen
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
-
1 einen Querschnitt durch
ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
-
2 eine Draufsicht auf das
Ausführungsbeispiel
in 1,
-
3 einen Querschnitt durch 2, entlang der Linie A-A,
-
4 einen Querschnitt durch
das Strömungsableitteil
in einer zur Ebene der 3 parallelen
Ebene,
-
5 eine Draufsicht auf ein
zweites Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
-
6 einen Querschnitt durch 5,
-
7 einen Querschnitt durch
ein drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
-
8 eine Draufsicht auf eine
viertes Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
-
9 einen Querschnitt durch 8.
-
Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
-
1 zeigt ein Leitungsteil 3,
das eine etwa zylindermantelförmige
Wand 15 aufweist, die einen Leitungsdurchgang 12 umgibt,
in dem ein Medium in einer Hauptströmungsrichtung strömt. Die
Hauptströmungsrichtung
ist durch einen entsprechenden Pfeil 18 in 1 gekennzeichnet und verläuft dort
von links nach rechts. Die Hauptströmungsrichtung ist definiert
als die Richtung, in welcher das Medium ausgehend vom Eingang des
Leitungsteils bis zu dessen Ausgang in der Hauptsache durch den
Leitungsdurchgang strömt,
auch wenn lokale Wirbelbildungen und lokal vorhandene Ablösegebiete
der Strömung
lokale Abweichungen der Strömung
von der Hauptströmungsrichtung
aufweisen. Die Hauptströmungsrichtung
verläuft
hier parallel zur Mittelachse der zylindermantelförmigen Wand 15 des
Leitungsteils 3. Das Leitungsteil 3 kann beispielsweise in
eine Saugrohrleitung einer Brennkraftmaschine eingesetzt sein. Bei
dem Medium handelt es sich beispielsweise um die zur Brennkraftmaschine
strömende
Luft.
-
Eine
Sensoreinrichtung 1 ist an dem Leitungsteil 3 derart
angeordnet, dass ein mit einer Kanalstruktur versehenes Bypass-Teil 6 der
Sensoreinrichtung in den Leitungsdurchgang 12 fingerartig
hineinragt und dort dem strömenden
Medium mit einer vorbestimmten Ausrichtung ausgesetzt ist. Beim
Einbau des Bypass-Teils 6 in die Leitung 3 ist
sichergestellt, dass es in bezug auf die Hauptströmungsrichtung 18 des
Mediums eine vorbestimmte Ausrichtung aufweist. Die Sensoreinrichtung 1 umfasst
weiterhin einen elektrischen Anschluss 11 und eine Aufnahme für ein mit
dem Anschluss 11 verbundenes Trägerteil 8, auf dem
beispielsweise eine Auswerteelektronik angeordnet ist. Die Sensoreinrichtung
kann mit dem Bypass-Teil 6 durch eine mit einem Flansch 31 umgebene
Einstecköffnung
der Wandung 15 des Leitungsteils 3 in den Leitungsdurchgang 12 eingeführt werden.
Das Trägerteil 8 mit
der Auswerteelektronik kann innerhalb und/oder außerhalb
des Leitungsdurchgangs 12 angeordnet werden.
-
Die
Sensoreinrichtung 1 weist ein auf einem Messelementträger 10 angeordnetes
Messelement 9 auf, dessen Messdaten mit der Auswerteelektronik ausgewertet
werden können.
Mittels des Messelementes 9 wird beispielsweise als Parameter
der Volumenstrom oder der Massenstrom des strömenden Mediums, insbesondere
der Luftmassenstrom bestimmt. Weitere Parameter, die gemessen werden können, sind
beispielsweise Druck, Temperatur, Konzentration eines Mediumbestandteils
oder Strömungsgeschwindigkeit,
die mittels geeigneter Sensorelemente bestimmt werden.
-
Das
Bypass-Teil 6 hat ein Gehäuse mit einer beispielsweise
quaderförmigen
Struktur mit einer in der Einbauposition der Hauptströmungsrichtung 18 des
Mediums zugewandten Stirnwand 13 und einer davon abgewandten
Rückwand 14,
einer ersten Seitenwand 17 und einer dazu parallelen zweiten
Seitenwand 16 und einer beispielsweise parallel zur Hauptströmungsrichtung
verlaufenden, an dem in die Leitung eingeführten Ende angeordneten dritten Wand 19.
Weiterhin weist das Teil 6 eine darin angeordnete Kanalstruktur
mit einem Eingangsbereich 27 und einem von dem Eingangsbereich 27 abzweigenden
Messkanal 40 auf. Ein Teilstrom des in der Hauptströmungsrichtung 18 strömenden Mediums gelangt
durch eine Öffnung 21 an
der Stirnseite 13 des Bypass-Teils 6 in den Eingangsbereich 27 der Kanalstruktur.
Von dem Eingangsbereich 27 aus gelangt das Medium teilweise
in den mit dem Messelement 9 versehenen Messkanal 40 und
teilweise strömt
es weiter in eine hinter der Abzweigungsstelle für den Messkanal liegende Ausscheidungszone 28, welche
sich über
wenigstens eine in der ersten Seitenwand 16 und/oder der
zweiten Seitenwand 17 angeordnete Ausscheidungsöffnung 33 in
den Leitungsdurchgang 12 öffnet. Die Hauptströmungsrichtung 18 verläuft bei
dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
in einer Ebene, in der auch die Ausscheidungsöffnung 33 angeordnet
ist. Ein erster Teilstrom des in den Eingangsbereich 27 eingetretenen Mediums
strömt
vollständig
in den Messkanal 40 und verlässt diesen durch den Ausgang 39 an
der Wand 19, ein zweiter Teilstrom strömt vollständig durch die eine Ausscheidungsöffnung 33 in
das Leitungsteil 3 zurück.
In dem strömenden
Medium sind beispielsweise Flüssigkeits-
und/oder Festkörperpartikel
vorhanden, wie Öl-
oder Wasserpartikel, die das Messelement 9 verschmutzen
oder beschädigen
können. Durch
die Ausscheidungsöffnung 33 und
den geometrischen Aufbau der Kanalstruktur im Eingangsbereich gelangen
die Flüssigkeits-
und Festkörperpartikel
nicht in den Messkanal, sondern strömen wieder in den Leitungsdurchgang 12 zurück.
-
Wie
in 1 weiterhin dargestellt
ist, ist ein Strömungsableitteil 2 in
dem Leitungsteil 3 angeordnet, dass in der Hauptströmungsrichtung 18 gesehen unmittelbar
vor dem Bypass-Teil 6 angeordnet ist. Das Strömungsableitteil 2 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
als separates Bauteil getrennt von der Sensoreinrichtung 1 hergestellt,
kann aber auch einstückig
damit verbunden sein. Wie in 1 zu
erkennen ist, ist das Strömungsableitteil 2 einstückig mit
dem Leitungsteil 3 als Spritzgussteil aus Kunststoff gefertigt.
Das Strömungsableitteil
weist eine der Hauptströmungsrichtung 18 zugewandte
Ableitfläche 20 auf.
Wie am besten in 3 zu
erkennen ist, ist die Ableitfläche 20 ausgehend
von einer von dem Bypass-Teil 6 entgegen der Hauptströmungsrichtung abstehenden
Scheitellinie 25 beidseitig zu den beiden Seitenwänden 16, 17 gleichmäßig derart
hingekrümmt,
dass die von der Scheitellinie abgewandten Enden 38 der
Ableitfläche 20 fluchtend
mit den Seitenwänden 16, 17 ausgebildet
sind (die Enden 38 gehen stetig und ohne eine Kante zu
bilden in die Seitenwände 16, 17 über). Dies
kann zum Beispiel durch eine Kreiszylinderfläche erreicht werden, die vor
die Stirnseite 13 gesetzt wird. In dem hier dargestellten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist die Ableitfläche 20 jedoch
ellip tisch gekrümmt.
Wie in 4 zu erkennen
ist, ist die kleine Halbachse b der elliptisch gekrümmten Ableitfläche 20 so
groß ist
wie die Hälfe des
Abstandes der beiden Seitenwände 16, 17 des Bypass-Teils.
Die große
Halbachse a der elliptisch gekrümmten
Ableitfläche 20 ist
wenigstens doppelt so groß ist
wie die kleine Halbachse b. Das Strömungsableitteil 2 weist
weiterhin eine Durchgangsöffnung 26 auf,
die mit der Öffnung 21 des
Eingangsbereichs 27 der Kanalstruktur fluchtet, so dass
ein Teilstrom des Medienstromes in der Hauptströmungsrichtung 18 durch
die Durchgangsöffnung 26 und
die Öffnung 21 in
den Eingangsbereich 27 gelangt. Wie in 2 dargestellt, wird die Durchführungsöffnung 26 durch
Wände 30 seitlich
begrenzt, deren Außenseite
einen Teil der gekrümmten
Ableitfläche 20 bilden.
Hinter der von der Stirnseite 13 abgewandten Seite 14 des
Bypass-Teils 6, zumindest jedoch hinter der Ausscheidungsöffnung 33,
kann zusätzlich
auf der mit der Ausscheidungsöffnung 33 versehenen Seite
des Bypass-Teils 6 eine
zu der Seitenwand 16 parallele Leitwand 4 in dem
Leitungsteil 3 angeordnet sein. Die Leitwand 4 fluchtet
nicht mit der Seitenwand, sondern ist gegenüber der Seitenwand versetzt
angeordnet. Durch die Leitwand 4 wird eine Ablösung der
Strömung
von der mit der Ausscheidungsöffnung 33 versehenen
Seitenwand 16 des Bypass-Teils 6 noch zuverlässiger vermieden.
-
Weiterhin
ist, wie in 1 und 2 zu erkennen ist, eine turbulenzerzeugende
Struktur 23 vorgesehen. Diese wird durch mehrere in die
Ableitfläche 20 eingelassene
Schlitze 23 gebildet, die in jeweils einer senkrecht zu
den Seitenwänden 16, 17 des
Bypass-Teils 6 und parallel zur Hauptströmungsrichtung 18 verlaufenden
Ebene angeordnet sind. Die Schlitze weisen einen rechteckförmigen Querschnitt
auf, wobei bei einer angenommenen Dimensionierung von b = 6,5 mm
die Schlitzhöhe
beispielsweise etwa 1 mm betragen kann und die Schlitze 2 mm voneinander beabstandet
sind. Die Schlitze können
bis zur Stirnseite 13 des Bypass-Teils 6 durchgehend
ausgebildet sein. In dem hier gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist jedoch vorgesehen, dass die Schlitze 23 eine zwischen
der Ableitfläche 20 und
dem Bypass-Teil 6 angeordnete inneren Fläche 22 ausweisen,
die ausgehend von einer zweiten Scheitellinie 34 ebenfalls
elliptisch zu dem Bypass-Teil hingekrümmt ist, wobei die von der
zweiten Scheitellinie 34 abgewandten Enden der inneren
Fläche 22 in
je eine schräg
unter einem Winkel αzu
den Seitenwänden 16, 17 verlaufende
Fläche 24 übergehen.
Dies ist am besten in 4 zu
erkennen. Der Winkel α sollte
zwischen 20° und
70° groß sein und
ist vorzugsweise 45° groß. Das Strömungsableitteil 2 kann
zwischen der inneren Fläche 22 und
der Stirnseite 13 eine fertigungsbedingte Aushöhlung 35 aufweisen.
-
Der
auf die Ableitfläche 20 auftreffende
Medienstrom wird teilweise an der Ableitfläche 20 entlang zu
den Seitenwänden 16,17 umgeleitet,
teilweise dringt er aber auch in die Schlitze 23 ein und
wird dort an der inneren Fläche 22 in
Richtung der schräg gestellten
Flächen 24 abgelenkt.
Von dort aus verlässt
der Medienstrom die Schlitze 23 schräg zur Hauptströmungsrichtung 18.
Am Ende der rampenartigen Flächen 24 entstehen
beim Austritt des Medienstromes kräftige Längswirbel, die in der Grenzschichtströmung an
den Seitenwänden 16, 17 Turbulenzen
erzeugen, so dass sich die Grenzschicht nicht ablöst. Hierdurch
werden Druckschwankungen vermieden, die sich ansonsten über die
Ausscheidungsöffnung 33 auf
den Messkanal auswirken könnten. Die
Turbulenzen entstehen aber auch, falls die Schlitze durchgehend
ausgebildet sind.
-
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die Scheitellinie 25 nicht geradlinig ausgebildet ist
und auch nicht senkrecht zur Hauptströmungsrichtung 18 verläuft, wie
das bei dem Ausführungsbeispiel
in 1 gezeigt ist. Durch
die gegenüber
der Hauptströmungsrichtung 18 schräg verlaufende Scheitellinie
entsteht eine im Bereich der Durchgangsöffnung 26 gegen die
Hauptströmungsrichtung 18 vorspringende
Kontur.
-
Hierdurch
wird vorteilhaft erreicht, dass Wasser, das sich in den Schlitzen 23 sammelt
und diese im Grenzfall auffüllt,
durch die Hauptströmung
in 7 schräg nach oben
abgeführt
wird und daher nicht in den Eingangsbereich 27 des Bypassteils 6 gelangen
kann.
-
In 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Mit Ausnahme der turbulenzerzeugenden
Struktur ist der Aufbau der Vorrichtung wie bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel.
Auf die Ableitfläche 20 des Strömungsableitteils 2 ist
beidseitig ein Draht 37 zum Beispiel durch Kleben aufgebracht.
Der Durchmesser des Drahtes beträgt
etwa 1 mm. Der Draht kann aber auch ohne die Ableitfläche 20 zu
berühren
in unmittelbarer Nähe
zu der Ableitfläche 20 angeordnet sein.
Der Draht 37 ist vorzugsweise mehrfach wechselseitig abgebogen
und weist eine zackenartige Kontur mit einer Vielzahl von Zacken
auf, kann aber auch geradlinig ausgebildet sein. Die Grenzschicht der
an der elliptischen Ableitfläche 20 abgeleiteten Strömung wird
durch den Draht turbulent, wodurch eine Ablösung der Strömung an
den Seitenwänden 16, 17 vermieden
wird.
-
Abweichend
von den hier dargestellten Ausführungsbeispielen
kann die turbulenzerzeugende Struktur auch durch eine kleine Stufe
oder Kante in der Ableitfläche 20 erzeugt
werden. Hier sind verschiedenste Ausführungen denkbar. Wichtig ist,
dass die turbulenzerzeugende Struktur durch eine Unstetigkeit und/oder
Unebenheit (beispielsweise eine kleine Stufe, Kannte, Rippe usw.)
an der oder zumindest in direkter Nähe zu der gleichmäßig gekrümmten Ableitfläche des
Strömungsableitteils
gebildet wird, so dass Turbulenzen in der Grenzschicht der Strömung entstehen.
-
Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
ist in 8 und 9 dargestellt. Bei diesem
Ausführungsbeispiel
ist in dem Leitungsteil 3 in der Hauptströmungsrichtung 18 auf
der Höhe des
Strömungsableitteils 2 ein
Gleichrichterteil 7 angeordnet. Das Gleichrichterteil bewirkt
eine vorteilhafte Vergleichmäßigung der Strömung hinter
dem Gleichrichterteil. Darüber
hinaus wird aber auch die Strömung
strömungsaufwärts vor
dem Gleichrichterteil zumindest teilweise vergleichmäßigt. Das
Strömungsableitteil 2 weist
wie bei dem Ausführungsbeispiel
in 1 eine Durchgangsöffnung 26 auf,
die mit einer Öffnung 21 des
Eingangsbereichs der Kanalstruktur fluchtet. Das Gleichrichterteil 7 ist
in der Hauptströmungsrichtung 18 hinter
dem Einlass 60 dieser Durchgangsöffnung 26 und vor
dem Bypassteil 6 angeordnet ist, was am besten in 9 zu erkennen ist. Der Einlass 60 der Durchgangsöffnung 26 liegt
in einer zur Hauptströmungsrichtung
senkrechten Ebene. Dadurch, dass das Gleichrichterteil 7 hinter
dem Einlass 60 angeordnet ist, wird vorteilhaft erreicht,
dass die in die Durchgangsöffnung 26 eintretende
Strömung
das Gleichrichterteil 7 nicht passiert und Strömungsstörungen,
die hinter dem Gleichrichterteil entstehen können, auch nicht in die Durchgangsöffnung gelangen
können.
Besonders vorteilhaft an diesem Ausführungsbeispiel ist, dass der
Gleichrichter nicht als separates Bauteil hergestellt werden muss
und auch nicht separat montiert zu werden braucht. Stattdessen kann
das Gleichrichterteil einstückig
mit dem Strömungsableitteil 2 und
mit dem Leitungsteil 3 beispielsweise als Spritzgussteil
aus Kunststoff hergestellt werden, was besonders kostengünstig ist.
-
Wie
in 8 dargestellt ist,
kann das Gleichrichterteil 7 beispielsweise ein erstes
Gitter aus zueinander parallelen Stegen 51 und ein zweites
Gitter aus zueinander parallelen Stegen 52 umfasst, wobei die
ersten Stege 51 in etwa senkrecht zu den zweiten Stegen 52 angeordnet
sind. Jeder Steg weist zwei parallel zur Hauptströmungsrichtung 18 verlaufende Leitflächen 53, 54 und
eine der Hauptströmung
zugewandte Stirnseite 55 auf, wie in 9 dargestellt ist. Es ist je doch auch
denkbar ein einzelnes Gitter mit zueinander parallelen Stegen zu
verwenden.
-
Weiterhin
ist es auch möglich,
die Ableitfläche 20 des
Strömungsableitteils 2 mit
turbulenzerzeugenden Strukturen zu versehen, so wie es in den Ausführungsbeispielen
von 2, 5 oder 6 dargestellt
ist, oder das Gleichrichterteil 7 zusammen mit der in 3 gezeigten Leitwand 4 in
dem Leitungsteil 3 vorzusehen.