JP2008542779A - フローセンサ - Google Patents

Abstract

フローセンサは、メインチャネル内に使用するのに適しており、各々少なくとも１つの入口を有するバイパスチャネルが構成された部材を有し、入口は、メインチャネル内に取り付けられた状態で、メインチャネル内の流体の主流れ方向に対して垂直方向に配向され、バイパスチャネルは、各々少なくとも１つの出口を有し、出口は、メインチャネル内に取り付けられた状態で、メインチャネル内の流体の主流れ方向に対して垂直方向に配向され、更に、圧力損失要素を有しており、圧力損失要素は、部材と固定して結合されており、メインチャネル内に取り付けられたフローセンサの状態で入口の下流、及び、出口の上流に設けられており、更に、センサ素子を有しており、該センサ素子は、バイパスチャネル内に設けられ、センサ素子の測定信号は、メインチャネル内に取り付けられたフローセンサの状態で、メインチャネルを通って流れる流体の流量を示す。

Description

本発明は、メインチャネル内、例えば、内燃機関の吸気路内に装着するのに適したフローセンサに関する。

測定信号が、メインチャネル内の、例えば、内燃機関の吸気路の吸気パイプ内の吸気流量を示すセンサ素子を有するフローセンサが公知である。そのようなセンサ素子は、例えば、温度依存の抵抗として構成されている。センサ素子の所要加熱出力は、検出されるべき流量の尺度である。

本発明の課題は、簡単なフローセンサを提供することにある。

この課題は独立請求項に記載の構成により解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

本発明は、メインチャネル内に装着するのに適したフローセンサによって特徴付けられる。フローセンサは、バイパスチャネルが形成されている部材を有している。バイパスチャネルは、各々少なくとも１つの入口と、各々少なくとも１つの出口を有しており、入口は、メインチャネル内に取り付けた状態で、メインチャネル内の流体の主流れ方向に対して垂直方向に配向されており、出口は、メインチャネル内の流体の主流れ方向に対して垂直方向に配向されている。バイパスチャネルは、更に、圧力損失要素を有しており、圧力損失要素は、部材と固定して結合されており、メインチャネル内に取り付けられたフローセンサの状態で入口の主流れ方向の下流、及び、出口の主流れ方向の上流に設けられている。更に、フローメータは、センサ素子を有しており、該センサ素子は、バイパスチャネル内に設けられており、センサ素子の測定信号は、メインチャネル内に取り付けられたフローセンサの状態で、メインチャネルを通って流れる流体の流量を示す。圧力損失要素は、従って、少なくとも、当該圧力損失要素がメインフローチャネル内に取り付けられていない場合、メインチャネルへの固定に拘束されない。

フローセンサは、メインチャネルの種々異なる多数の横断面用の差し込み部として装着することができるので、コスト上有利に製造することができる。更に、圧力損失要素は、フローセンサの取り付け状態で、バイパスチャネルの入口と出口との間で適切に圧力を低下させ、入口と出口の配向と共働して、入口と出口との間の静止状態の差圧の測定に基づいて流量測定を可能にし、更に、圧力損失要素による圧力損失の所期の形成に基づいて、フローセンサのコンパクトな構成を可能にする。

センサ素子は、静止状態で差圧を検出するか、又は、差圧を動的に検出するように構成してもよく、その際、センサ素子は、フローセンサ素子として構成するとよい。

本発明の有利な実施例によると、圧力損失要素は、各々僅かな横断面の多数の圧力損失チャネルを有している。この実施例の利点は、メインチャネル内での流体の流速が低い場合には、圧力損失が高く、高い流速では圧力損失が少ないという点にある。そうすることにより、流速の広い範囲に亘って、有利な測定特性にすることができる。

本発明のさらに別の有利な実施例によれば、圧力損失要素は、蜂の巣状部材である。このようにして、特に有利な圧力損失特性にすることができる。

本発明の別の有利な実施例によると、圧力損失要素は、少なくとも、取り付けられた状態でメインチャネルの横断面の、出口と入口と一列に並ぶ領域をカバーする。そのようにして、圧力損失は、入口及び出口に関して特に有効に形成される。

本発明の別の有利な実施例では、圧力損失要素は、部材と溶着して接合されている。フローセンサは、特にコスト上有利に製造可能であり、殊にプラスチック射出成形部品として製造可能である。

以下では本発明の実施例を概略的な図面に基づいて詳細に説明する。ここで、
図１は、フローセンサの第１の実施例を示し、
図２は、フローセンサの第２の実施例を示す。

なおこれらの図面中において同じ機能又は同じ構造の部材にはすべて同一の符号が付されている。

フローセンサ１の第１の実施例（図１）は、メインチャネル４を有しており、このメインチャネルは、例えば、内燃機関の吸気路の吸気パイプである。フローセンサは、メインチャネル４の凹部１２内に挿入することができるように構成されており、所定のように、取り付けられた状態で、凹部１２内に装着することができる。
フローセンサ１は、バイパスチャネル６が形成されている部材２を有している。バイパスチャネル６は、少なくとも１つの入口８及び少なくとも１つの出口１０を有しており、入口及び出口は、取り付けられた状態で、各々メインチャネル４内の流体の主流れ方向に対して垂直方向に配向されている。主流れ方向は、図１に矢印２４を用いて示されている。図１の別の矢印は、メインチャネル４を貫流する流体の速度分布を示す。バイパスチャネル６は、当該バイパスチャネルが複数の入口８及び／又は出口１０を有しているように構成するとよく、例えば、２つ、３つ、４つ、又は、それ以上の入口８乃至出口１０を有しているように構成するとよい。フローセンサの取り付けられた状態でのバイパスチャネルの入口８及び出口１０の配向にとって重要な点は、バイパスチャネル内の入口８と出口１０との間の静止状態での差圧が検出可能であることにある。フローセンサは、メインチャネル４の凹部１２内に取り付けられた状態に装着され、この凹部に密に閉じ込められ、その際、そのために、場合によっては、更に密閉要素を設けてもよい。

圧力損失要素１４は、部材２と固定して結合されており、メインチャネル内にフローセンサ１が取り付けられた状態で、入口８の下流、及び、出口１０の上流に設けられている。圧力損失要素は、部材２と固定して結合されており、例えば、接着剤による結合、溶接による結合、又は、例えば、部材２と一体的に形成されている。圧力損失要素は、特に部材と溶着して接合されている。

特に有利には、圧力損失部材は、プラスチック射出成形部品であり、有利には、部材２と共に製造される。圧力損失要素１４は、フローセンサを凹部内に取り付けるために、メインチャネル４内に挿入することができるように構成されている。圧力損失要素は、有利には、更に、少なくとも、取り付けられた状態でメインチャネル４の横断面の、入口８と出口１０と一列に並ぶ領域をカバーするように構成されている。メインチャネル４内の流体の流速に依存して、入口８と出口１０との間の種々異なる差圧が形成される。

圧力損失要素１４は、有利には、多数の圧力損失チャネルを有しており、この多数の圧力損失チャネルのうち、当該多数の圧力損失チャネルを代表して、図１及び図２に参照番号１８，２０で圧力損失要素が示されている。

圧力損失要素１４は、有利には、図１及び２に示されているように、蜂の巣状部材として構成されている。しかし、適切な別のやり方で構成してもよい。

特に有利には、圧力損失要素１４は、フローセンサ１の取り付けられた状態で、メインチャネルの横断面をできる限り大きな部分でカバーしている。これと関連して、圧力損失要素１４がメインチャネル内の流体の高い速度領域内に達すると、特に有利な測定特性が得られる。

部材２内には、更に、少なくとも１つのセンサ素子１６が設けられており、該センサ素子１６は、バイパスチャネル６内に突入されており、センサ素子１６の測定信号は、メインチャネル４内に取り付けられたフローセンサ１の状態で、メインチャネル４を通って流れる流体の流量を示す。図１の実施例では、センサ素子１６は、動的な差圧測定に基づいていて、フローセンサとして構成されている。このセンサ素子は、例えば、温度依存抵抗、例えば、ホットフィルム抵抗として構成するとよい。

更に、フローセンサ１は、センサ素子の測定信号の処理用に構成された信号処理電子回路２２も有している。

フローセンサ１の第２の実施例（図２）と第１の実施例との相違点は、センサ素子１６が静止状態の差圧測定に基づく点である。この場合、センサ素子１６は、差圧センサ素子として構成されており、そのようにして、入口８と出口１０との圧力差を検出する。この場合、バイパスチャネルは、流体が入口からバイパスチャネル６を通って出口の方に流れないように構成されている。センサ素子は、この場合、ダイアフラムを有しているようにすることができ、このダイアフラムは、一方では、バイパスチャネル６の、入口８の部分内に圧力を加え、他方では、バイパスチャネル６の、出口１０と連通している部分に圧力を加える。

フローセンサの第１の実施例を示す図 フローセンサの第２の実施例を示す図

Claims (5)

1. メインチャネル（４）内に装着するのに適したフローセンサにおいて、
   各々少なくとも１つの入口（８）を有するバイパスチャネル（６）が構成された部材（２）を有しており、前記入口（８）は、メインチャネル（４）内に取り付けられた状態で、前記メインチャネル（４）内の流体の主流れ方向に対して垂直方向に配向されており、前記バイパスチャネル（６）は、各々少なくとも１つの出口（１０）を有しており、前記出口（１０）は、前記メインチャネル（４）内に取り付けられた状態で、前記メインチャネル（４）内の前記流体の前記主流れ方向に対して垂直方向に配向されており、
   圧力損失要素（１４）を有しており、前記圧力損失要素（１４）は、前記部材（２）と固定して結合されており、前記メインチャネル（４）内に取り付けられたフローセンサ（１）の状態で前記入口（８）の下流、及び、出口（１０）の上流に設けられており、
   センサ素子（１６）を有しており、該センサ素子（１６）は、前記バイパスチャネル（６）内に設けられており、前記センサ素子（１６）の測定信号は、前記メインチャネル（４）内に取り付けられたフローセンサ（１）の状態で、前記メインチャネル（４）を通って流れる流体の流量を示すことを特徴とするフローセンサ。
2. 圧力損失要素（１４）は、各々小さな横断面の多数の圧力損失チャネル（１８，２０）を有している請求項１記載のフローセンサ。
3. 圧力損失要素（１４）は、蜂の巣状部材である請求項１又は２記載のフローセンサ。
4. 圧力損失要素（１４）は、入口（８）と出口（１０）が一列に並ぶように取り付けられた状態で、少なくともメインチャネル（４）の横断面の領域をカバーする請求項１から３迄の何れか１記載のフローセンサ。
5. 圧力損失要素（１４）は、部材（２）と溶着して接合されている請求項１から４迄の何れか１記載のフローセンサ。

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