JP2004053600A - 管路内を流動する媒体の少なくとも１つのパラメータを測定するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体粒子及び／又は固体粒子が測定通路内に到達して、該測定通路内に配置された測定素子を汚染するか又は損傷させることを、単純な方式で回避する。
【解決手段】前記部材６内に１つの通路構造体が形成されており、該通路構造体が、当該通路構造体内に流動媒体の部分流が流入するための入口域２７と、該入口域２７から分岐している少なくとも１つの測定通路３０とを有しており、該測定通路３０が、前記部材６の外室に向かって開いている出口開口３４を備えており、入口域２７が分離ゾーン２８を有しており、該分離ゾーン２８が、前記外室に向かって開いている分離ポート３３を、前記部材６の第１側壁１７に有しており、分離ゾーン２８の、前記第１側壁とは反対の側に位置する第２側壁２０が、閉塞した状態に形成されているようにした。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管路内を流動する媒体の少なくとも１つのパラメータ、特に内燃機関の吸気質量を測定するための装置であって、前記管路内に挿嵌するために設けられた部材が設けられており、該部材内に、前記管路内を流動する媒体の少なくとも部分流を通流させるための少なくとも１つの測定通路が形成されており、該測定通路内に配置された少なくとも１つの測定素子が設けられており、該測定素子が、少なくとも１つのパラメータを測定するために設けられており、前記管路内を主流動方向に流動する媒体に対して前記部材が、所定方位で前記管路内に挿嵌可能である形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６２３３３４号明細書に基づき、管路内を流動する媒体の質量を測定するための装置が公知である。該装置は、管路内に挿嵌された部材を有しており、該部材内には、測定素子を内設した測定通路を有する通路構造体が設けられている。該通路構造体内に侵入する、流動媒体内に含まれた液体粒子又は固体粒子は、測定素子を擦過流動し、該測定素子を汚染し、損傷させることがある。これらの液体粒子又は固体粒子は、従来技術では、測定素子を通過した後に始めて、測定通路の出口ポートを通って管路内に戻される。
【０００３】
【特許文献１】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６２３３３４号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、液体粒子及び／又は固体粒子が測定通路内に到達して、該測定通路内に配置された測定素子を汚染するか又は損傷させることを、単純な方式で回避することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、管路内に挿嵌するために設けられた部材内に１つの通路構造体が形成されており、該通路構造体が、当該通路構造体内に流動媒体の部分流が流入するための入口域と、該入口域から分岐している少なくとも１つの測定通路とを有しており、該測定通路が、前記部材の外室に向かって開いている出口開口を備えており、入口域が分離ゾーンを有しており、該分離ゾーンが、前記外室に向かって開いている分離ポートを、前記部材の第１側壁に有しており、分離ゾーンの、前記第１側壁とは反対の側に位置する第２側壁が、閉塞した状態に形成されているようにした。
【０００６】
【発明の効果】
請求項１の特徴部に記載した特徴を備えた、本発明による装置は、従来のものに比べて次のような利点を、すなわち、液体粒子及び／又は固体粒子が測定通路内に到達して、該測定通路内に配置された測定素子を汚染するか又は損傷させることが、単純な方式で回避されるという利点を有している。有利には、通路構造体内に流入した媒体が、該通路構造体の入口域において２つの部分流に分流され、この場合、前記通路構造体内に流入した液体粒子又は固体粒子は、測定通路から離反誘導され、入口域の分離ゾーンに到達する。分離ゾーンは側方の分離ポートを第１側壁に有しており、分離ゾーンの、第１側壁とは反対の側に位置する第２側壁は、閉塞した状態に形成されており、これにより、自由流動面が比較的小さくなり、かつ平均流動速度が分離ポートの方向で有利に増大される。
【０００７】
本発明の有利な実施態様及び改良形は、従属請求項に記載した構成によって得られる。
【０００８】
有利な実施態様では、分離ゾーンの、１つの分離ポートに対面した内壁は、湾曲形成されていて、１つの出口ポートの方に向かって流動を空力案内しかつ変向させるようになっている。分離ゾーンにおける内壁は、有利には、主流動方向で見て凹面状に湾曲されている。入口域に入った水分粒子及び／又は固体粒子は、誘導変向によって比較的迅速に分離ゾーンから分離ポートを通って分離される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１０】
図１には、媒体が主流動方向１８に流動する管路３を図示してある。該管路３は、例えば内燃機関の吸気管であってよい。前記媒体は例えば、吸気管内を流動する空気である。本発明による装置１は、当該装置１の部材６が管路３内に挿入されていて特定方位で流動媒体に曝されているように、管路３に配置されている。媒体の少なくとも１つのパラメータを測定するための装置１は、測定ケーシングとして形成された部材６以外に、電気的な接続端子を備えた支持体部分（図示せず）を有しており、該支持体部分には、例えば電子評価回路が収蔵されている。装置１は例えば部材６と共に、管路３の周壁１５の差込み開口１６を通って挿入され得る。前記周壁１５は管路３の流動横断面を画定している。電子評価回路は、管路３の流動横断面の内部及び／又は外部に配置され得る。
【００１１】
装置１では、例えば、測定素子支持体１０に支持された測定素子９が使用される。該測定素子９は、例えばパラメータとして、流動媒体の体積流又は質量流を測定する。測定され得るさらなるパラメータは、例えば圧力、温度、媒体成分濃度又は流動速度であり、これらのパラメータは適当なセンサ素子によって測定される。
【００１２】
装置１は例えば軸方向に縦軸線１２を有しており、該縦軸線１２は例えば管路３内への装置１の組込み方向に延びていて、かつ例えば中心軸線であってもよい。流動媒体の方向（以下、これを主流動方向と呼ぶ）は、図１では相応の矢印１８によって表示されていて、図面では左から右へ経過する。部材６の組込みによって、部材６が媒体の主流動方向に対して所定の特定方位を有することが保証されている。
【００１３】
部材６は、例えば直方体状の構造を有するケーシングを備えており、該直方体状ケーシングは、組込み位置において媒体の主流動方向１８に面した前壁１３と、この前壁１３とは反対の側の後壁１４と、第１側壁１７と第２側壁２０（図２）と、例えば主流動方向１８に対して平行に延びている第３側壁１９とを有している。更に部材６は、入口域２７と、該入口域２７から分岐している測定通路３０とを有する通路構造体を内部に備えている。管路３に対して装置１をこのように配置したことによって、主流動方向１８に流動する流動媒体が所定の方向で部材６に衝突し、かつ流動媒体の部分流がこの方向で開口２１を通って前記入口域２７へ流入することが保証されている。前記開口２１は、例えば主流動方向１８に対して垂直に方位づけられていてよいが、主流動方向１８に対する開口２１の別の方位づけも考えられ得る。入口域２７から、流動媒体は部分的に、測定素子９を備えた測定通路３０内に到達し、部分的には、更に測定通路のための分岐部位４４の上流側に位置する分離ゾーン２８に流入する。該分離ゾーン２８は、第１側壁１７内に配置された分離ポート３３を介して、管路３に連通されている。主流動方向１８は、図１に示した実施例の場合、分離ポート３３の配置されている平面に延びている。しかしながら分離ポート３３が配置されている平面は、主流動方向１８に対して、角度０とは異なった角度を成して配置されていてもよい。
【００１４】
入口域２７に流入する媒体の第１部分流は、完全に測定通路３０内に流入し、かつ第２部分流は、完全に分離ポート３３を通って通流する。流動媒体内には、例えばオイル粒子又は水分粒子のような液体粒子及び／又は固体粒子が含まれており、このような粒子は測定素子９を汚染又は損傷することがある。分離ポート３３を通って液体粒子及び固体粒子は、追って詳細に説明するように、再び管路３内に戻され得る。
【００１５】
部材６の前壁１３における開口２１は、縦軸線１２に関して、測定素子９に極く近接した上縁３６を有している。仮想上位平面３９は、上縁３６を通って図１の図平面に対して垂直に、かつ主流動方向１８に対して平行に延びている。前記分離ポート３３は、縦軸線１２に関して、前記の仮想上位平面３９より下位に配置されている。部材６の通路構造体は、更に、入口域２７に侵入している凸設部３７を有していてよい。該凸設部３７は、入口域２７内へ流入する媒体を前記仮想上位平面３９から離反誘導するように構成されている。液体粒子及び／又は固体粒子は、ガス状流動媒体よりも大きくかつ高い密度を有しているので、前記粒子は、縦軸線１２の方向で前記仮想上位平面３９から離反運動させられる。分離ポート３３が仮想上位平面３９より下位に配置されているので、液体粒子及び固体粒子は分離ゾーン２８に集まり、分離ポート３３に沿って流動する空気によって管路３内へ吸出される。入口域２７には付加的に、隔壁３１が配置されていてよく、該隔壁３１は開口２１を起点として、または該開口２１の下流側に、少なくとも部分的に入口域２７内へ延びている。例えば小板状に形成された隔壁３１は、主流動方向１８に対して、角度０とは異なった交角を形成している。流動媒体に対して隔壁３１を横方向に設置することによって、入口域２７に流入する媒体は、測定通路３０の分岐部位４４から所期のように離反誘導され、かつ分離ゾーン２８に向かって変向される。こうして、測定通路３０内への液体粒子又は固体粒子の到達を極力防止することが可能になる。
【００１６】
測定通路３０の第１区分は、入口域２７を起点として、縦軸線１２の方向で差込み開口１６の方に延びている。この第１区分では、分岐部位４４の上流側に、測定通路３０の第１テーパ部が設けられている。該第１テーパ部は流動媒体を加速するので、入口域２７から空気が吸出される。第１テーパ部の上流側で、測定通路３０内の流動媒体は変向され、次いで、例えば主流動方向１８で測定素子９に沿って流動する。測定素子９の領域には、例えば測定通路３０の第２テーパ部４８が設けられていてよい。前記第１テーパ部もしくは第２テーパ部は、測定通路３０の側面を全面的又は部分的に狭窄した形に構成されていてよい。媒体は測定素子９から更に流動し、通路区分４１内に変向される。該通路区分４１は差込み開口１６から縦軸線１２の方向に延びている。この通路区分４１から、媒体は更に別の通路区分４２へ変向される。該通路区分４２は、例えば主流動方向１８とは逆向きに延びていて、出口開口３４で管路３に開口している。前記出口開口３４は、例えば主流動方向１８に対して垂直にか又は主流動方向１８に対して角度０とは異なった角度を成して配置されている。要するに、測定通路３０は、本実施例では例えばＣ字形に形成されており、この場合、Ｃ字形の開口は主流動方向１８に向かって開いている。
【００１７】
図２には、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った、分離ゾーン２８の断面図を示してある。既述のように、入口域２７に入った液体粒子及び／又は固体粒子は分離ゾーン２８に達する。１つの分離ポート３３が第１側壁１７に形成されている。該第１側壁とは反対の側の第２側壁２０は開口を有していない。分離ゾーン２８が第１側壁に１つの側方分離ポートしか有しておらず、かつ第１側壁とは反対の側に位置する第２側壁が閉塞形成されていることによって、分離ポート３３の方向の平均流動速度は、分離ゾーンにおける小さく維持された流動面に起因して比較的に大きい。この理由から、分離ゾーン２８には、例えば互いに反対の側に位置する２つの分離ポートは設けられていない。
【００１８】
分離ゾーン２８の、１つの分離ポート３３に対面した内壁２９は、閉鎖した状態に形成されていて、有利には、図２の矢印５０の方向で１つの出口開口に向かって流動を空力案内しかつ変向させることができる。このために、１つの分離ポート３３に対面した内壁２９は、分離ポート３３に向かって湾曲されている。分離ゾーン２８における内壁２９は、有利には、主流動方向１８で見て凹面状に湾曲されている。入口域２７内に入った水分粒子及び／又は固体粒子はこのようにして、比較的迅速に分離ゾーンから分離ポートへ搬出され、管路３内へと分離される。
【００１９】
吸込み効果の調整によって、付加的に、分離ゾーン２８からの水分粒子及び／又は固体粒子の吸出を強化することが達成され得る。これは殊に、分離ポート３３の上流側で部材６の第１側壁１７の外面に少なくとも１つの突起４５を形成することによって行われる。前記突起４５の外面は、例えば流線形に又は湾曲された形に形成されていてよい。突起４５は分離ポート３３の領域では、負圧領域（剥離効果）を発生させ、ひいては入口域２７の分離ゾーン２８において流動に対する吸引作用を生ぜしめるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の１実施例を、管路における組付け位置で示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った拡大詳細横断面図である。
【符号の説明】
１　　装置、　３　　管路、　６　　部材、　９　　測定素子、　１０　　測定素子支持体、　１２　　縦軸線、　１３　　前壁、　１４　　後壁、　１５　周壁、　１６　　差込み開口、　１７　　第１側壁、　１８　　主流動方向、１９　　第３側壁、　２０　　第２側壁、　２１　　開口、　２７　　入口域、　２８　　分離ゾーン、　２９　　内壁、　３０　　測定通路、　３１　　隔壁、　３３　　分離ポート、　３４　　出口開口、　３６　　上縁、　３７　　凸設部、　３９　　仮想上位平面、　４１，４２　　通路区分、　４４　　分岐部位、　４５　　突起、　４８　　第２テーパ部、　５０　　矢印

Claims (9)

1. 管路（３）内を流動する媒体の少なくとも１つのパラメータを測定するための装置であって、前記管路（３）内に挿嵌するために設けられた部材（６）が設けられており、該部材（６）内に、前記管路（３）内を流動する媒体の少なくとも部分流を通流させるための少なくとも１つの測定通路（３０）が形成されており、該測定通路（３０）内に配置された少なくとも１つの測定素子（９）が設けられており、該測定素子（９）が、少なくとも１つのパラメータを測定するために設けられており、前記管路（３）内を主流動方向（１８）に流動する媒体に対して前記部材（６）が、所定方位で前記管路（３）内に挿嵌可能である形式のものにおいて、前記部材（６）内に１つの通路構造体が形成されており、該通路構造体が、当該通路構造体内に流動媒体の部分流が流入するための入口域（２７）と、該入口域（２７）から分岐している少なくとも１つの測定通路（３０）とを有しており、該測定通路（３０）が、前記部材（６）の外室に向かって開いている出口開口（３４）を備えており、入口域（２７）が分離ゾーン（２８）を有しており、該分離ゾーン（２８）が、前記外室に向かって開いている分離ポート（３３）を、前記部材（６）の第１側壁（１７）に有しており、分離ゾーン（２８）の、前記第１側壁とは反対の側に位置する第２側壁（２０）が、閉塞した状態に形成されていることを特徴とする、管路内を流動する媒体の少なくとも１つのパラメータを測定するための装置。
2. 分離ゾーン（２８）が、主流動方向（１８）で見て分岐部位（４４）の上流側に配置されており、該分岐部位（４４）で、測定通路（３０）が入口域（２７）から分岐している、請求項１記載の装置。
3. 前記部材（６）が、少なくとも１つの前壁（１３）を有しており、該前壁が、前記部材（６）を管路（３）内に挿嵌した位置において、該管路（３）内を主流動方向（１８）に流動する媒体に特定方位で対面させられており、入口域（２７）が、前壁（１３）を起点として、分離ポート（３３）に至るまで前記部材（６）内に延在している、請求項１又は２記載の装置。
4. 第１側壁（１７）が、主流動方向（１８）に対してほぼ平行に延びている、請求項１記載の装置。
5. 分離ポート（３３）の平面が、前壁（１３）に対してほぼ垂直に延びている、請求項３記載の装置。
6. 第１側壁（１７）において、少なくとも１つの突起（４５）が、分離ポート（３３）の上流側に配置されている、請求項３記載の装置。
7. 入口域（２７）の分離ゾーン（２８）が、主流動方向（１８）で見て、第１側壁（１７）に配置された分離ポート（３３）に向かって湾曲された形状推移を有している、請求項１記載の装置。
8. 分離ゾーン（２８）において分離ポート（３３）とは反対の側に位置する内壁（２９）が、分離ポートに向かって湾曲されており、分離ゾーン（２８）におけるこの湾曲された内壁（２９）によって、側方の分離ポート（３３）に向かって流動の変向が生ぜしめられ得るようにした、請求項１記載の装置。
9. 分離ゾーン（２８）において分離ポート（３３）とは反対の側に位置する内壁（２９）が、主流動方向（１８）で見て凹面状に湾曲されている、請求項８又は９記載の装置。

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