Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luftstromratenmessvorrichtung
mit einem Luftkanal, in dem ein Umleitungskanal ausgebildet ist, und eine Messeinheit,
die im Umleitungskanal zum Messen einer Luftstromrate angeordnet ist.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit
den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher. In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
1A ist eine Querschnittsdarstellung,
die ein Luftstrommessgerät, wenn in der Querrichtung betrachtet, und 1B
ist eine Querschnittsdarstellung, die ein Luftstrommessgerät, wenn aus der Dickenrichtung
betrachtet, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2A ist eine Draufsicht, die ein Luftstrommessgerät,
wenn von der Bodenseite betrachtet, und 2B ist eine
vergrößerte Darstellung, die eine Anordnung der Messeinheit innerhalb des Einströmkanals,
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
3 ist eine Querschnittsdarstellung, die
ein Luftstrommessgerät darstellt, das an ein Ansaugrohr gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
montiert ist;
4A, 4B
sind Querschnittsdarstellungen, die Strömungsgeschwindigkeitsverteilungen gemäß
dem ersten Ausführungsbeispiel darstellen;
5 ist ein Graph, der eine Rate der Strömungsgeschwindigkeitsvariation
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel relativ zu einem Standard eines herkömmlichen
Luftstrommessgeräts darstellt;
6A ist eine Querschnittsdarstellung,
die einen Einströmkanal, in dem eine Messeinheit vorgesehen ist, und 6B
ist eine Querschnittsdarstellung, die einen Drosselabschnitt im Einströmkanal entlang
der Linie A-A aus 6A, gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel darstellt;
7A ist eine Querschnittsdarstellung,
die einen Einströmkanal, in dem die Messeinheit vorgesehen ist, und 7B
ist eine Draufsicht, die einen Messkörper, wenn von der Bodenseite betrachtet, gemäß
dem Stand der Technik darstellt;
8A ist eine Querschnittsdarstellung,
die einen Einströmkanal, in dem die Messeinheit vorgesehen ist, und 8B
ist eine Draufsicht, die einen Messkörper, wenn von der Bodenseite betrachtet, gemäß
dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
9 ist eine Draufsicht, die den Messkörper
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt, wenn von der Bodenseite betrachtet;
10 ist eine Draufsicht, die den Messkörper
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt, wenn von der Bodenseite betrachtet;
11A ist eine Querschnittsdarstellung,
die ein Luftstrommessgerät bezüglich der Dickenrichtung darstellt, und
11B ist eine Querschnittsdarstellung, die ein Luftstrommessgerät
bezüglich der Querrichtung darstellt;
11A ist eine Querschnittsdarstellung,
die ein Luftstrommessgerät, wenn von der Querrichtung betrachtet, und
11B ist eine Querschnittsdarstellung, die ein Luftstrommessgerät,
wenn aus der Dickenrichtung betrachtet, gemäß dem Stand der Technik darstellt; und
12A, 12B
sind Querschnittsdarstellungen, die Strömungsgeschwindigkeitsverteilungen gemäß
dem Stand der Technik darstellen.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Wie in den 1A, 1B
dargestellt, dient eine Luftstromratenmessvorrichtung als Luftstrommessgerät
1, welches eine Strömungsrate einer Ansaugluft eines Verbrennungsmotors
misst. Wie in 3 dargestellt, ist das Luftstrommessgerät
1 an ein Ansaugrohr 2 montiert, das im Inneren einen Luftkanal
ausbildet. Das Luftstrommessgerät 1 wird durch einen Messkörper
3, eine Messeinheit 4, ein Schaltkreismodul 5 und dergleichen
gebildet.
Der Messkörper 3 wird über ein Montageloch 2a, das
im Ansaugrohr 2 ausgebildet ist, ins Innere eines Ansaugrohrs
2 eingefügt. Der Messkörper 3, der durch das Montageloch
2a eingefügt wird, ist der durch das Ansaugrohr 2 strömenden Luft
ausgesetzt.
Der Messkörper 3 ist in einer flachen Form ausgebildet, die
ihre Dicke in der Dickenrichtung hat, die in 1A dargestellt
ist. Die Dicke des Messkörpers 3, der in 1A
dargestellt ist, ist kleiner als die Breite des Messkörpers 3 in der Querrichtung,
die in 1B dargestellt ist. Die Querrichtung des Messkörpers
3 ist entlang der Richtung der durch das Ansaugrohr 2 strömenden
Luft angeordnet (3). Hierbei wird durch das Ansaugrohr
2 strömende Luft als Hauptstrom bezeichnet und die Strömung im Hauptstrom
wird als Hauptstrom-Strömung bezeichnet.
Bezug nehmend auf die 1A, 1B
ist ein Umleitungskanal 6 innerhalb des Messkörpers 3 ausgebildet,
durch den der Hauptstrom zum Teil als Messluft strömt. Bezug nehmend auf
1B ist der Umleitungskanal 6 mit einem U-Wendeabschnitt
(gebogener Abschnitt) ausgebildet, der eine U-Form aufweist, d.h. in 1B
eine umgekehrte U-Form mit einer Abtrennung 7, entlang der eine Messluft
um 180° gedreht wird. Ein Einströmkanal 6a ist im Umleitungskanal
6 entlang der Radialrichtung des Ansaugrohrs 2 auf der stromaufwärtigen
Seite des U-Wendeabschnitts ausgebildet. Ein Ausströmkanal 6b ist im Umleitungskanal
6 entlang der Radialrichtung des Ansaugrohrs 2 auf der stromabwärtigen
Seite des U-Wendeabschnitts ausgebildet.
Daneben ist ein Umleitungseinlass 8, durch den die Messluft
in den Umleitungskanal 6 strömt, in dem Messkörper 3 ausgebildet.
Umleitungsauslässe 9, 10, durch welche die Messluft aus dem Umleitungskanal
6 strömt, sind im Messkörper 3 ausgebildet.
Bezug nehmend auf 1B öffnet der Umleitungseinlass
8 weit, so dass er sich von einer Vorderfläche des Messkörpers
3, die der Hauptstrom-Strömung zugewandt ist, zu einer Bodenfläche des
Messkörpers 3 erstreckt. Dementsprechend dreht sich die Messluft, die vom
Umleitungseinlass 8 einströmt, im wesentlichen im rechten Winkel hinsichtlich
des Umleitungseinlasses 8, so dass die Messluft durch den Einströmkanal
6a strömt, wie durch den Pfeil in 1B gekennzeichnet.
Die Umleitungsauslässe 9, 10 haben einen Hauptauslass
9, der zu einem stromabwärtigen Ende des Umleitungskanals 6 öffnet,
und einen Hilfsauslass 10, der zwischen dem U-Wendeabschnitt des Umleitungskanals
6 und dem Hauptauslass 9 angeordnet ist.
Die Messeinheit 4 hat ein Heizelement 4a, welches
eine Luftstromrate misst, und ein Temperaturmesselement 4b zur Temperaturkompensation.
Die entsprechenden Elemente 4a, 4b sind mit einem Substrat (nicht
dargestellt) verbunden, welches über ein Anschlusselement 11 in einem Schaltkreismodul
5 aufgenommen ist.
Die Messeinheit 4 ist auf der stromaufwärtigen Seite des
U-Wendeabschnitts im Umleitungskanal 6 angeordnet. Das heißt, die Messeinheit
4 ist innerhalb des Einströmkanals 6a angeordnet. Insbesondere
ist die Messeinheit 4 in einem Bereich angeordnet, in dem sich die Messluft,
welche vom Umleitungseinlass 8 in den Einströmkanal 6a strömt,
in der Strömung verengt wird, wenn die Strömung der Messluft sich im Wesentlichen
im rechten Winkel dreht. Alternativ kann die Messeinheit 4 in einem Bereich
unmittelbar nachdem sich die Messluft im wesentlichen im rechten Winkel bezüglich
des Umleitungseinlasses dreht, angeordnet sein.
Daneben ist das Heizelement 4a und das Temperaturmesselement
4b jeweils an beiden Längsenden mit dem Anschlusselement 11 elektrisch
verbunden. Das Heizelement 4a und das Temperaturmesselement 4b
sind in einer Längsrichtung im Wesentlichen parallel zur Hauptstrom-Strömung (3)
ausgerichtet, die durch das Ansaugrohr 2 hindurchführt, wie in
1B dargestellt. Das heißt, die Längsrichtung des Heizelements
4a und das Temperaturmesselement 4b sind jeweils so angeordnet,
dass sie parallel mit beiden Flächen des Messkörpers 3 in der Dickenrichtung
sind.
Wie in den 2A, 2B
dargestellt, sind das Heizelement 4a und das Temperaturmesselement
4b so angeordnet, dass die Zentren des Heizelements 4a und des
Temperaturmesselements 4b bezüglich ihrer Längsrichtungen im Wesentlichen
im Zentrum im Einströmkanal 4a angeordnet sind. Hierbei sind die Längsrichtungen
des Heizelements 4a und des Temperaturmesselements 4b im Wesentlichen
parallel mit der Horizontalrichtung in den 2A,
2B.
Das Schaltkreismodul 5 ist einstückig an einer Oberseite
des Messkörpers 3 vorgesehen und ist außerhalb des Ansaugrohrs
2 angeordnet, wie in 3 dargestellt. Das Schaltkreismodul
5 steuert einen elektrischen Strom, der zum Heizelement 4a fließt
derart, dass er einen Temperaturunterschied, der zwischen der Heiztemperatur des
Heizelements 4a und der durch das Temperaturmesselement 4b erfassten
Ansaugluft konstant hält. Daneben ist das Schaltkreismodul 5 mit einer
ECU (elektronische Steuereinheit, nicht dargestellt) über einen Kabelbaum (nicht
dargestellt) verbunden, so dass das Schaltkreismodul 5 ein Spannungssignal
zur ECU ausgibt. Das Spannungssignal ist proportional zu einem elektrischen Strom,
der durch das Heizelement 4a fließt. Die ECU misst eine Ansaugluftströmungsrate
auf der Basis eines Spannungssignals, welches vom Schaltkreismodul 5 ausgegeben
wird. Zusätzlich ist ein Anschlussstecker 12 (1A,
1B) zum Verbinden des Kabelbaums einstückig
auf der Seite des Schaltkreismoduls 5 ausgebildet.
Beim Luftstrommessgerät 1 des vorstehenden Aufbaus strömt
die Messluft durch den Umleitungseinlass 8 ein und dreht sich im wesentlichen
im rechten Winkel, so dass die Messluft durch den Einströmkanal 6a strömt.
Dementsprechend wird, während eine Strömungsrate der Messluft zunimmt, die maximale
Strömungsgeschwindigkeit der Messluft abgedrängt, d.h. in einer Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
innerhalb des Einströmkanals 6a zur Seite der Abtrennung 7 versetzt.
Im vorstehenden Aufbau ist das Heizelement 4a in Längsrichtung angeordnet,
so dass es im Wesentlichen parallel zur Hauptstrom-Strömung ist. Deshalb, selbst
wenn sich eine Strömungsrate der Messluft verändert, kann kaum ein Einfluss aufgrund
der Veränderung der Strömungsrate der Messluft auf das Heizelement 4 bei
der Messung der Strömungsrate ausgeübt werden. Das heißt, wie in 4B
dargestellt, wenn eine Strömungsrate hoch ist, wird eine Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
X so erzeugt, dass deren maximale Strömungsrate zur Außenseite der Luftströmung,
welche vom Umleitungseinlass 8 eintritt und sich im wesentlichen im rechten
Winkel biegt, abgedrängt wird. Jedoch ist die Längsrichtung des Heizelements
4a im Wesentlichen parallel zur Hauptstrom-Strömung, so dass die maximale
Strömungsrate innerhalb des Längsbereichs des Heizelements 4a gemessen
werden kann.
Wenn im Gegensatz dazu eine Strömungsrate niedrig ist, wird die maximale
Strömungsrate nicht zur Außenseite der Luftströmung gedrängt, d.h. zur Seite der
Abtrennung 7. Wie in
4A dargestellt, wird die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
X, wenn eine Strömungsrate niedrig ist, etwa im Zentrum des Einströmkanals
6a ausgebildet. Dadurch kann die maximale Strömungsrate über die Länge
des Heizelements 4a gemessen werden, ähnlich zum Fall, bei dem eine Strömungsrate
hoch ist. Wie in den 11A, 11B
dargestellt, hat das herkömmliche Strömungsmessgerät den Aufbau, in dem das Heizelement
130 in der Längsrichtung angeordnet ist, so dass es bezüglich beider Seitenwände,
die den Umleitungskanal 100 bilden, senkrecht ist. Hierbei sind beide Seitenwände
des Umleitungskanals 100 im Wesentlichen parallel zur Hauptstrom-Strömung
angeordnet.
Hierbei ist 5 ein Messergebnis, welches
ein Verhältnis zwischen einer Variationsrate V der Strömungsgeschwindigkeit, wenn
eine Strömungsrate F der Luft sich im Luftströmungsmessgerät 1, das im
ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, verändert, verglichen mit der Strömungsrate
der Luft im herkömmlichen Strömungsmessgerät als Standard. Das heißt, die Standardposition
von 0(%) in der Vertikalachse, die in 5 dargestellt
ist, ist äquivalent zu einer Strömungsgeschwindigkeit des herkömmlichen Strömungsmessgeräts.
Die Variationsrate V der Strömungsgeschwindigkeit zeigt eine Rate zwischen einer
Strömungsgeschwindigkeit des Luftstrommessgeräts 1, das im ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, und einer Strömungsgeschwindigkeit des herkömmlichen Strömungsmessgeräts,
wenn sich eine Strömungsrate F der Luft verändert. Wie in 5
dargestellt, während eine Strömungsrate abnimmt, wird eine Strömungsgeschwindigkeit
des im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Luftstrommessgeräts 1,
verglichen mit der Strömungsgeschwindigkeit des herkömmlichen Strömungsmessgeräts,
groß. Das heißt, die Strömungsgeschwindigkeit im Luftstrommessgerät 1 gemäß
dem ersten Ausführungsbeispiel nimmt in einem Bereich, in dem eine
Strömungsrate niedrig ist, verglichen mit der Strömungsgeschwindigkeit im herkömmlichen
Strömungsmessgerät, zu. Deshalb wird eine Messgenauigkeit im Luftstrommessgerät
1 verglichen mit dem herkömmlichen Aufbau des Luftstrommessgeräts verbessert.
Deshalb kann ein Dynamikbereich der Strömungsmessung vergrößert werden.
Zusätzlich ist im ersten Ausführungsbeispiel das Heizelement
4a im Bereich angeordnet, in dem die Messluft, welche über den Umleitungseinlass
8 in den Einströmkanal 6a strömt, sich im wesentlichen im rechten
Winkel biegt und in dem die Messluft in der Strömung verengt wird. Alternativ ist
das Heizelement 4a in einem Bereich unmittelbar nach einem Bereich angeordnet,
in dem sich die Messluft, die durch den Umleitungseinlass 8 strömt, im
Wesentlichen im rechten Winkel biegt. Dadurch kann eine Strömungsrate an Luft in
einem Zustand gemessen werden, in dem Turbulenzen der Messluft begrenzt sind, so
dass die Messgenauigkeit verbessert werden kann.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Wie in 6A, 6B
dargestellt, zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel ein Beispiel, in dem der Drosselabschnitt
13 am Luftstrommessgerät 1, das im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben
wurde, vorgesehen ist. Der Drosselabschnitt 13 ist an den Innenflächen
des Luftstrommessgeräts 1 an beiden Seiten bezüglich einer Richtung senkrecht
zur Längsrichtung des Heizelements 4a und des Temperaturmesselements
4b vorgesehen. Das heißt, der Drosselabschnitt 13 ist an den Innenflächen
des Luftstrommessgeräts 1 auf beiden Seiten bezüglich der Dickenrichtung
des Messkörpers 3 vorgesehen. Die Dickenrichtung des Messkörpers
3 ist äquivalent zur Horizontalrichtung in 6B.
Der Drosselabschnitt 13 verringert kontinuierlich den Kanal im Querschnitt
von stromaufwärts des Bereichs, in dem die Messeinheit 4 angeordnet ist,
hin zum Bereich, in dem die Messeinheit 4 angeordnet ist.
Die Messluft strömt vom Umleitungseinlass 8 und biegt sich
im Wesentlichen im rechten Winkel. Anschließend wird die Messluft in der Strömungsrichtung
durch den Drosselabschnitt 13 so ausgerichtet, dass die Strömung der Messluft
stabilisiert wird. Das heißt, es werden Turbulenzen in der Messluft begrenzt. Dadurch
kann die Messgenauigkeit verbessert werden.
Des weiteren kann die Luft, die nicht in der Längsrichtung der Messeinheit
4 strömt, in einer Strömungsrichtung ausgerichtet werden, so dass die Luftströmung
stabilisiert werden kann. Somit kann die Messgenauigkeit verbessert werden.
Wie jedoch in 7B dargestellt ist, können
folgende Probleme auftreten, wenn der Drosselabschnitt 13 in der Höhe über
die Längsrichtung des Heizelements 4a konstant ist.
Das heißt, in dem Luftstrommessgerät, das im ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, strömt die Messluft vom Umleitungseinlass 8 und biegt
sich im Wesentlichen rechtwinklig, danach strömt die Messluft in den Einströmkanal
6a. Dementsprechend wird, wie in 7A dargestellt
ist, während eine Strömungsrate der Messluft ansteigt, die maximale Strömungsgeschwindigkeit
in der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung X zur Seite der Abtrennung
7 abgedrängt, ähnlich zum ersten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall kann,
wenn das Heizelement 4a bezüglich der Längsrichtung des Heizelements
4a falsch ausgerichtet ist, eine Strömungsrate an der Position, an der
die Strömungsgeschwindigkeit in der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung X maximal
ist, nicht gemessen werden.
Der Drosselabschnitt 13 variiert in der Höhe entlang der
Längsrichtung des Heizelements 4a, so dass eine Streuung der Leistungsfähigkeit
des Luftstrommessgeräts 1 begrenzt werden kann, selbst wenn die Position,
an der das Heizelement 4a montiert wird, variiert. Insbesondere kann die
Streuung der Leistungsfähigkeit des Luftstrommessgeräts 1 begrenzt werden,
selbst wenn die Position, an der das Heizelement 4 montiert wird, in der
Längsrichtung relativ zur Position variiert, an der das Heizelement 4a
mit dem Anschlusselement 11 verbunden ist. Die Messluft, die vom Umleitungseinlass
8 strömt und in den Einströmkanal 6a strömt, nachdem sie sich
im Wesentlichen im rechten Winkel biegt, nimmt in der Strömungsgeschwindigkeit an
der Innenseite der Biegung ab und erhöht sich in der Strömungsgeschwindigkeit an
der Außenseite der Biegung. Hierbei wird die Innenseite der Biegung als Innenbahn
bezeichnet und die Außenseite der Biegung als Außenbahn. Wie in 8B
beispielhaft dargestellt, ist der Drosselabschnitt 13 eine konische Form,
deren Höhe von einer Endseite des Drosselabschnitts 13, die auf der Verlängerung
der Innenbahn angeordnet ist, hin zur anderen Endseite des Drosselabschnitts
13, die an der Verlängerung der Außenbahn angeordnet ist, variiert. Die
eine Endseite des Drosselabschnitts 13 ist an der gegenüberliegenden Seite
der Abtrennung 7. Die andere Endseite des Drosselabschnitts 13
ist an der Seite der Abtrennung 7.
Mit diesem Aufbau, der in 8A dargestellt
ist, wird die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung X innerhalb des Einströmkanals
6a in einer Strahlenform ausgebildet und die Streuung der maximalen Strömungsgeschwindigkeit
wird begrenzt. Dadurch kann eine Streuung der Leistungsfähigkeit des Luftstrommessgeräts
1 begrenzt werden, selbst wenn die Position, an die das Heizelement
4a montiert wird, variiert. Wie in 9
dargestellt, kann der Drosselabschnitt 13 in einer R-Form ausgebildet werden,
d.h. in einer runden Form. Das heißt, der Drosselabschnitt 13 verringert
beispielsweise kontinuierlich seine Höhe von der Seite gegenüberliegend zur Abtrennung
7 hin zur Seite der Abtrennung 7, während sich dessen Außenperipherie
krümmt, sowie die konische Form, die in 8B dargestellt
ist. Alternativ, wie in 10 dargestellt, kann der Drosselabschnitt
13 so ausgebildet sein, dass der Drosselabschnitt 13 seine Höhe
stufenweise von der Seite gegenüberliegend zur Abtrennung 7 hin zur Seite
der Abtrennung 7 verringert.
In den vorstehenden Beispielen, wie in den 7A
bis 10 dargestellt, sind die Komponenten
des Drosselabschnitts 13 an beiden Seiten bezüglich der Richtung senkrecht
zur Längsrichtung des Heizelements 4a und des Temperaturmesselements
4b vorgesehen. Jedoch kann der Drosselabschnitt 13 zumindest an
einer Endseite im Umleitungskanal 6 vorgesehen sein.
Mit den vorstehenden Aufbauten der Luftstromratenmessvorrichtung (Luftstrommessgerät)
1 ist die Längsrichtung des Heizelements 4a in einer Richtung
angeordnet, in der die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Einströmkanal
6a verteilt ist. Im Einströmkanal 6a sind ein Bereich, in dem
die Strömungsgeschwindigkeit der Luft groß wird, und ein Bereich, in dem die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft niedrig wird, verteilt. Dadurch, selbst wenn sich die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit
im Einströmkanal 6a aufgrund der Variation der Strömungsrate der Luft,
die durch den Luftkanal (Ansaugrohr) 2 strömt, verändert, kann ein Einfluss,
der durch die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit verursacht wird, darin begrenzt
werden, sich auf die Messung der Strömungsrate auszuwirken. Das heißt, wenn eine
Strömungsrate hoch ist, wird die maximale Strömungsgeschwindigkeit in einer Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
zur Außenseite der Luftströmung, die sich in einer vorbestimmten Richtung relativ
zum Einlass (Umleitungseinlass) 8 biegt, gedrängt. Jedoch ist im vorstehenden
Aufbau das Heizelement 4a in einer Richtung angeordnet, in der die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft im Einströmkanal 6a verteilt ist, d.h. das Heizelement
4a ist im Wesentlichen entlang der Strömungsrichtung der Hauptstrom-Strömung
angeordnet. Dadurch kann der Luftstrom bei der maximalen Strömungsgeschwindigkeit
innerhalb des Bereich in der Längsrichtung des Heizelements 4a gemessen
werden.
Wenn eine Strömungsrate niedrig ist, wird der Luftstrom bei der maximalen
Strömungsgeschwindigkeit nicht zur Außenseite des Luftstroms gedrängt und eine Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
wird etwa im Zentrum des Einströmkanals 6a ausgebildet. Dadurch kann ein
Luftstrom an der maximalen Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Längsrichtung
des Heizelements 4a, ähnlich zur Situation, bei der eine Strömungsrate
hoch ist, gemessen werden.
Im vorstehenden Aufbau ist das Heizelement 4a in einem Bereich
angeordnet, in dem die Luft in der Strömung verengt wird, nachdem sie vom Einlass
8 strömt und in eine vorbestimmte Richtung abbiegt.
Luft, welche durch den Einströmkanal 6a strömt, tritt vom
Einlass 8 ein, und biegt in eine vorbestimmte Richtung. Die Luftströmung
wird aufgrund einer in der Luftströmung erzeugten Trägheitskraft verengt. Anschließend
wird eine Sekundärströmung erzeugt, und eine Abdrift aufgrund des Biegens verschwindet,
so dass sich die Strömung ausdehnt. In dieser Situation wird eine Luftströmung in
einem Bereich turbulent, in dem sich die Luftströmung ausdehnt. Dementsprechend,
wenn das Heizelement 4a in dem Bereich angeordnet ist, in dem sich die
Luftströmung ausdehnt, wird die Messgenauigkeit verschlechtert. Im Gegensatz dazu
ist die Luftströmung ausgerichtet und stabilisiert, so dass sie im Bereich, in dem
die Luftströmung verengt wird, geordnet ist. Dabei wird das Heizelement
4a in dem Bereich angeordnet, in dem die Luftströmung verengt wird, so
dass die Messgenauigkeit verbessert werden kann.
In dem vorstehenden Aufbau ist das Heizelement 4a in der
Region unmittelbar nach einem Bereich angeordnet, in dem sich die vom Einlass
8 strömende Luft in die Strömungsrichtung biegt, so dass sie in einer vorbestimmten
Richtung ausgerichtet ist.
Die Trägheitskraft wird in der Luftströmung im Bereich unmittelbar
nach dem Bereich erzeugt, in dem sich die Luftströmung in eine vorbestimmte Richtung
dreht, so dass die Luftströmung verengt wird. Das Heizelement 4a ist im
Bereich unmittelbar nach dem Bereich angeordnet, in dem sich die Luftströmung in
die vorbestimmte Richtung dreht, so dass die Messgenauigkeit verbessert werden kann.
In dem vorstehenden Aufbau hat die Luftstromratenmessvorrichtung
1 einen Drosselabschnitt 13. Der Drosselabschnitt 13
ist an einer Seitenfläche des Einströmkanals 6a vorgesehen. Die Seitenfläche
des Einströmkanals 6a ist im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des
Heizelements 4a. Das heißt, die Seitenfläche des Einströmkanals
6a ist im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des Hauptstroms im
Luftkanal 2. Der Drosselabschnitt 13 verringert kontinuierlich
den Einströmkanal 6a im Querschnitt von stromaufwärts eines Bereichs, in
dem das Heizelement 4a angeordnet ist, hin zum Bereich, in dem das Heizelement
4a angeordnet ist.
Mit diesem Aufbau wird der Luftstrom konditioniert, d.h. in seiner
Richtung ausgerichtet, wenn vom Einlass 8 strömende Luft,
die ihre Strömungsrichtung in die vorbestimmte Richtung ändert, durch den Drosselabschnitt
13 hindurchführt. Dadurch wird der Luftstrom stabilisiert, so dass die
Messgenauigkeit verbessert werden kann.
Des weiteren kann Luft, welche nicht in Längsrichtung des Heizelements
4a strömt, in der Strömungsrichtung ausgerichtet werden, so dass die Luftströmung
stabilisiert werden kann. Somit kann die Messgenauigkeit verbessert werden.
Im vorstehend beschriebenen Aufbau bildet der gebogene Abschnitt intern
auf der Innenseite im gebogenen Abschnitt eine Innenbahn aus, in der sich die vom
Einlass 8 eintretende Luft und dreht, so dass sie in einer vorbestimmten
Richtung in den Einströmkanals 6a dreht, während sie ihre Strömungsgeschwindigkeit
verringert. Daneben bildet der gebogene Abschnitt intern auf der Außenseite im gebogenen
Abschnitt eine Außenbahn aus, in der sich die vom Einlass 8 eintretende
Luftströmung so dreht, dass sie in der vorbestimmten Richtung in den Einströmkanal
6a ist, während sie ihre Strömungsgeschwindigkeit erhöht. Der Drosselabschnitt
13 hat eine Endseite. Die eine Endseite des Drosselabschnitts
13 ist an einer Verlängerung der Innenbahn angeordnet. Der Drosselabschnitt
13 weist auch eine andere Endseite auf. Die andere Endseite des Drosselabschnitts
13 ist an einer Verlängerung der Außenbahn angeordnet. Die Höhe des Drosselabschnitts
13 ist an der Außenbahn niedriger als die Höhe des Drosselabschnitts
13 an der Innenbahn. Das heißt, der Querschnitt des Strömungskanals im
Drosselkanal 13 ist auf der Seite der Außenbahn breiter als der Querschnitt
des Strömungskanals im Drosselabschnitt 13 auf der Seite der Innenbahn,
wie in den 8B, 9,
10 dargestellt.
Mit diesem Aufbau ist die Breite des Strömungskanals auf der anderen
Endseite, d.h. auf der Seite der Außenbahn, größer als die Breite des Strömungskanals
auf der einen Endseite, d.h. auf der Seite der Innenbahn im Drosselkanal
13. Dadurch ist die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung im Einströmkanal
6a einheitlich, so dass die Abweichung der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
begrenzt werden kann. Infolgedessen kann die Luftstromratenmessvorrichtung
1 im Variieren ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt werden, selbst wenn eine
Position, an welche das Heizelement 4a montiert wird, variiert.
In der Luftstromratenmessvorrichtung 1 ist der Drosselabschnitt
13 in einer konischen Form, die ihre Höhe von einer Endseite hin zur anderen
Endseite verringert. Alternativ ist der Drosselabschnitt 13 in der R-Form,
die ihre Höhe von der einen Endseite hin zur anderen Endseite verringert. Alternativ
verringert der Drosselabschnitt 13 stufenweise seine Höhe von der einen
Endseite hin zur anderen Endseite. Das heißt, der Drosselabschnitt 13 verringert
seine Höhe bezüglich der Dickenrichtung des Messkörpers 3 von einer Endseite,
d.h. auf der Seite der Innenbahn, hin zur anderen Endseite, d.h. auf der Seite der
Außenbahn.
Dadurch kann die Luftstromratenmessvorrichtung 1 darin begrenzt
werden, in der Leistungsfähigkeit zu variieren, selbst wenn eine Position, an welche
das Heizelement 4a montiert wird, variiert.
Die Aufbauten der vorstehenden Ausführungsbeispiele können geeigneterweise
kombiniert werden.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen können an den vorstehenden
Ausführungsbeispielen durchgeführt werden, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
Eine Messeinheit (4) ist aus einem Heizelement (4a)
und einem Temperaturmesselement (4b) aufgebaut. Die Messeinheit (4)
ist in einem Bereich angeordnet, in dem Messluft, welche durch den Umleitungseinlass
(8) in den Einströmkanal (6a) strömt, sich im Wesentlichen im
rechten Winkel biegt und in der Strömung verengt wird. Alternativ ist die Messeinheit
(4) in einem Bereich unmittelbar nach einem Bereich angeordnet, in dem
sich die durch den Umleitungseinlass (8) strömende Messluft im Wesentlichen
im rechten Winkel biegt. Die Längsrichtung des Heizelements (4a) und das
Temperaturmesselement (4b) werden jeweils so angeordnet, dass sie mit beiden
Dickenrichtungs-Seitenflächen des Messkörpers (3) parallel sind. Dadurch
kann, selbst wenn sich eine Strömungsrate der Messluft verändert, verhindert werden,
dass sich ein Einfluss aufgrund der Veränderung auswirkt. Dadurch kann die maximale
Strömungsrate innerhalb des Längsbereichs des Heizelements (4a) von einer
niedrigen Strömungsrate bis zu einer hohen Strömungsrate gemessen werden.