(57)【要約】  主流れ方向（１２６）を持って流れる流動媒体、特に内燃機関の、流れ管を通って流れる吸込み空気質量の少なくとも１つのパラメータを測定するために適している差込み式センサ（１１０）を提案する。該差込み式センサ（１１０）は、流動媒体中に主流れ方向（１２６）に対して規定された向きで導入可能な差込み部分（１１６）を有している。該差込み部分（１１６）には、少なくとも１つの流入開口（１２８）と少なくとも１つの流出開口（１３２，１３８）とを備えた少なくとも１つの流れ通路（１２４）が設けられており、該流れ通路（１２４）内に、前記パラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ（１４４）が収容されている。差込み部分（１１６）は、流動媒体中に少なくとも局所的な少なくとも１つの圧力最小値（５２２）が生じるような断面形状を有している。前記流出開口（１３２，１３８）は、差込み部分（１１６）の側部で前記圧力最小値（５２２）の範囲に配置されている。
2010505101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主流れ方向（１２６）を持って流れる流動媒体、特に内燃機関の、流れ管を通って流れる吸込み空気質量の少なくとも１つのパラメータを測定するための差込み式センサ（１１０）であって、流動媒体中に主流れ方向（１２６）に対して規定された向きで導入可能な差込み部分（１１６）が設けられており、該差込み部分（１１６）に、少なくとも１つの流入開口（１２８）と少なくとも１つの流出開口（１３２，１３８）とを備えた少なくとも１つの流れ通路（１２４）が設けられており、該流れ通路（１２４）内に、前記パラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ（１４４）が収容されている形式のものにおいて、差込み部分（１１６）は、流動媒体中に少なくとも局所的な少なくとも１つの圧力最小値（５２２）が生じるような断面形状を有しており、前記流出開口（１３２，１３８）が、差込み部分（１１６）の側部で前記圧力最小値（５２２）の範囲に配置されていることを特徴とする、主流れ方向を持って流れる流動媒体の少なくとも１つのパラメータを測定するための差込み式センサ。
【請求項２】
差込み部分（１１６）が、少なくとも部分的に翼断面形状（２１０）を有しており、該翼断面形状（２１０）は、流動媒体中に差込み部分（１１６）が導入された状態で、高圧側（２２８）と低圧側（２３０）とを備えた流動媒体の非対称的な流れ分布が生じるように形成されており、前記流出開口（１３２，１３８）が、有利には低圧側（２３０）に配置されている、請求項１記載の差込み式センサ。
【請求項３】
当該差込み式センサが、翼断面形状（２１０）の以下に挙げる構成のうちの少なくとも１つの構成を有している：
−流動媒体中に差込み部分（１１６）が導入された状態で、翼断面形状（２１０）が、主流れ方向（１２６）に対して０〜７゜、有利には２〜５゜、特に有利には４゜の迎え角αを有している；
−翼断面形状（２１０）が、０〜１０％、有利には２〜７％、特に有利には５％のキャンバを有している、
請求項２記載の差込み式センサ。
【請求項４】
前記流出開口（１３２，１３８）が、所定の開口幅Ｄを有しており、ただし前記流出開口（１３２，１３８）の中心は、前記開口幅２つ分よりも大きくない距離、有利には前記開口幅１つ分よりも大きくない距離だけ、前記圧力最小値の地点から遠ざけられて配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の差込み式センサ。
【請求項５】
前記流れ通路（１２４）が、少なくとも１つの主通路（１３０）と少なくとも１つのバイパス通路（１３６）とを有しており、前記流出開口（１３２，１３８）が、前記主通路（１３０）の少なくとも１つの主流出部（１３２）および／または前記バイパス通路（１３６）の少なくとも１つのバイパス流出部（１３８）を有しており、前記流出開口（１３２，１３８）が、側方で前記翼断面形状（２１０）に配置されており、当該差込み式センサ（１１０）が、前記流出開口（１３２，１３８）の以下に挙げる配置のうちの少なくとも１つの配置を有している：
−前記バイパス流出部（１３８）の中心が、前記圧力最小値（５２２）の上流側に−０．５Ｄ１〜２．０Ｄ１、有利には０Ｄ１〜１．０Ｄ１、特に有利には０．５Ｄ１の間隔ｄ１を置いて配置されており、ただしＤ１は前記バイパス流出部（１３８）の開口幅を表しており；
−前記主流出部（１３２）の中心が、前記圧力最小値（５２２）の下流側に０Ｄ２〜２．０Ｄ２、有利には０．５Ｄ２〜１．５Ｄ２、特に有利には１．０Ｄ２の間隔ｄ２を置いて配置されており、ただしＤ２は前記主流出部（１３２）の開口幅を表している、
請求項４記載の差込み式センサ。
【請求項６】
少なくとも１つの主流出部（１３２）が、流動媒体の流れの剥離された境界層（２２６）の範囲に配置されている、請求項５記載の差込み式センサ。
【請求項７】
差込み部分（１１６）が、少なくとも一方の側、有利には低圧側（２３０）にのみ、少なくとも１つの剥離エレメント（３１０）を有しており、該剥離エレメント（３１０）が、流動媒体中に導入された差込み部分（１１６）において流動媒体中に少なくとも局所的な圧力最小値（５２２）を生ぜしめるために形成されており、さらに該剥離エレメント（３１０）は有利には以下に挙げる構成要素のうちの１つを有している：
差込み部分（１１６）の輪郭に設けられた屈曲部（３１２）、
差込み部分（１１６）の輪郭に設けられた段部（４１０）、
差込み部分（１１６）の輪郭に設けられた最大点（５１４）、
差込み部分（１１６）の輪郭に設けられた反転点（５１２）、
請求項１から６までのいずれか１項記載の差込み式センサ。
【請求項８】
前記流出開口（１３２，１３８）が、少なくとも１つの流れ案内エレメント（６１４）を有しており、該流れ案内エレメント（６１４）が、前記流出開口（１３２，１３８）から流出した流動媒体の流出方向を主流れ方向（１２６）へ近付け、かつ／または主流れ方向へ変向させ、かつ／または差込み部分（１１６）の輪郭に沿って変向させるために形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の差込み式センサ。
【請求項９】
前記流出開口（１３２，１３８）が、主流れ方向（１２６）に対して直交する横方向に配置されており、前記流れ案内エレメント（６１４）が、以下に挙げる構成要素のうちの少なくとも１つを有している：
−主流れ方向（１２６）に関して前記流出開口（１３２，１３８）の上流側の縁部に配置された変向突起（６２０）、ただし該変向突起（６２０）はほぼ主流れ方向（１２６）に向けられている；
−前記流出開口（１３２，１３８）の、主流れ方向（１２６）に関して下流側の縁部に設けられた丸味付け部および／または平坦部（６１６）、
請求項８記載の差込み式センサ。
【請求項１０】
主流れ方向（１２６）に０．０５Ｄ〜０．５Ｄ、有利には０．１Ｄ〜０．４Ｄの最大長さｌ２を有する変向突起（６２０）が設けられており、ただしＤは前記流出開口（１３２，１３８）の開口幅であり、前記流出開口（１３２，１３８）は有利には主流出部（１３２）である、請求項９記載の差込み式センサ。
【請求項１１】
主流れ方向（１２６）に１．０Ｄ〜５．０Ｄ、有利には２．０Ｄ〜４．０Ｄの長さｌ３を有する丸味付け部および／または平坦部（６１６）が設けられており、ただしＤは前記流出開口（１３２，１３８）の開口幅である、請求項９または１０記載の差込み式センサ。
【請求項１２】
差込み部分（１１６）の断面形状が断面長さＬ´を有しており、ただし前記流出開口（１３２，１３８）の直径Ｄは該断面長さＬ´の１０〜２０％である、請求項１０または１１記載の差込み式センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、種々の工業分野から知られているような、流動媒体、特に流れ管を通って流れる流動媒体の少なくとも１つのパラメータを測定するための装置に関する。すなわち、たとえば方法技術、化学工業または機械製作の分野における多くのプロセスでは、規定された流動性を有する流動媒体、特にガス質量体（たとえば空気質量体）が、規定の特性（たとえば温度、圧力、流速、質量流量等）を持って供給されなければならない。このようなプロセスとしては特に、制御された条件下に進行する燃焼プロセスが挙げられる。
【０００２】
１つの重要な使用例が、自動車の内燃機関における燃料の燃焼、特に引き続き行われる触媒による排ガス浄化を有する燃焼である。このような燃焼の際には、制御されて単位時間当たりの規定の空気質量（空気質量流量）が供給されなければならない。空気質量通過量を測定するためには種々のタイプのセンサが使用される。公知先行技術に基づき知られている１つのセンサタイプが、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６０１７９１号明細書に１実施態様の形で記載されている、いわゆるホットフィルム式マスフローメータ（ＨＦＭ）である。このようなホットフィルム式マスフローメータでは、通常、薄いセンサダイヤフラムを有するセンサチップ、たとえばシリコンセンサチップが使用される。このセンサダイヤフラムには、典型的には少なくとも１つの加熱抵抗が配置されており、この加熱抵抗は２つまたはそれ以上の温度測定抵抗（温度フィーラ）によって取り囲まれている。ダイヤフラムにわたって案内される空気流中では、温度分布が変化する。このことは温度測定抵抗によって検出されて、制御・評価回路によって評価され得る。すなわち、たとえば温度測定抵抗の抵抗差から空気質量流量を測定することができる。このセンサタイプの種々の別の変化形は公知先行技術から知られている。
【０００３】
たとえばドイツ連邦共和国特許第１０１１１８４０号明細書に基づき知られている、このようなセンサタイプの問題点は、センサ素子の汚染、たとえば水、オイルまたはその他の液体もしくはその他の種類の不純物による汚染が頻繁に発生し得ることにある。センサチップは通常、直接に内燃機関の吸気路に挿入されるか、または内燃機関の吸気路に対するバイパスに挿入される。この場合、内燃機関の運転中にセンサチップおよび特にセンサダイヤフラムに、水またはオイルが沈積する恐れがある。このような不純物沈積はセンサの測定信号に対して望ましくない影響を与える結果となり得る。特にその理由は、センサの表面に形成された液膜が表面の熱伝導率に影響し、このことが測定信号を誤らせてしまうからである。同様の問題はホットフィルム式マスフローメータの他に、流体流中の流体パラメータを測定するために使用される別の種類のセンサにおいても生じる。
【０００４】
このような汚染問題を解決するために、特に水またはオイルがセンサチップに到達することを阻止するために、公知先行技術からは種々の試みが知られている。たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１３５１４２号明細書またはドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０２２２７１号明細書に記載されている試みは、いわゆる「バイパス」の使用である。この場合、いわゆるプラグイン式センサと呼ばれる差込み式センサ（Steckfuehler）が使用される。この差込み式センサは差込み部分を備えており、この差込み部分が吸気管に差し込まれる。差込み部分の上流側の面（流体の流れに面した側の面）には流入開口が設けられている。差込み式センサには、主流れ通路が設けられており、この主流れ通路を通って流れの主要部分が流入開口から分離開口へ流れる。主流れ通路からは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０２２２７１号明細書の構成では付加的にシャープな縁部（エッジ）として形成されている（「ノーズ」とも呼ばれている）分岐部においてバイパス通路が分岐している。このバイパス通路内にはセンサチップが配置されている。バイパス通路は最終的に差込み式センサの下側に設けられた流出開口に開口している。バイパス通路の分岐部にシャープな縁部を形成することにより、水滴はその質量慣性に基づいてバイパス通路内へは極めて侵入し難くなり、ほとんどが主流れ通路内に留まるようになる。
【０００５】
しかし、公知先行技術に記載の差込み式センサ構造においては、前記差込み式センサが空気力学的に不都合な形状を備えていて、多くの場合、吸気路において流れ抵抗に基づいた圧力降下に関する問題を生ぜしめてしまうという不都合が生じる。これに加えて、このようなセンサの信号の信号再現可能性は比較的低い。したがって、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０２２２７１号明細書では、流れ管内に流れそらせ部分が別個の構成部分として固定的に取り付けられた形で設けられているような構造が提案されている。択一的には、流れそらせ部分を差込み式センサと一体に形成することも提案されている。さらに、流れ管内には流れ案内壁が固定的に取り付けられており、この流れ案内壁により、差込み式センサの背後において流れの鎮静化を行おうとしている。しかし、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０２２２７１号明細書に基づき公知の構造は実際の使用においては種々の不都合を招く。すなわち、１つの不都合は、流れそらせ部分がたいてい流れ管の所定区分に固定的に取り付けられていることにある。このような固定的な取付けは、この管区分の製造時に付加的なコストを生む原因となる。同じことは付加的な流れ案内壁を設けることにも云える。しかも、一体の形成が行われると、組込み長さが多くの用途のためには長過ぎてしまう。さらに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０２２２７１号明細書に開示されている構造は差込み式センサにおける圧力降下の点で一層最適化可能である。
【０００６】
別の問題は次の点にある。すなわち、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１３５１４２号明細書またはドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０２２２７１号明細書に基づき公知の構造は、バイパス通路を通る比較的少ない空気質量通過量しか有していないので、全体的に信号ストローク（ひいてはＳＮ比）がしばしば比較的不満足なものになる。さらに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１３５１４２号明細書またはドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０２２２７１号明細書において使用される構造では、主流れ通路の分離開口が差込み式センサの側方に配置されていて、流出した空気が、差込み式センサの周囲を通る流れ経過に不都合な影響を与え、したがって差込み式センサの流れ抵抗を付加的に高めてしまうか、またはそれどころか差込み式センサの信号特性に影響を与えてしまう恐れがある。
【０００７】
発明の開示
したがって、公知先行技術から公知の差込み式センサの上で述べた欠点を回避する、主流れ方向を持って流れる流動媒体の少なくとも１つのパラメータを測定するための差込み式センサが提案される。特にこの差込み式センサは、上で説明したホットフィルム式エアマスフローメータであってよい。このホットフィルム式エアマスフローメータは、内燃機関の、流れ管を通って流れる吸込み空気質量を測定するために適している。しかし、択一的にまたは付加的に、別形式の測定原理および差込み式センサも使用される。
【０００８】
本発明の基本思想は、前記少なくとも１つの差込み式センサの少なくとも１つの流出開口をその配置および構成の点で流れ技術的に最適化することにある。この目的のためには、前記流出開口の範囲における流れ特性を判定する種々のシミュレーション計算を実施した。この場合、前記流出開口の種々の構成および配置を検査した。
【０００９】
これに相応して、流動媒体中に主流れ方向に対して規定された向きで導入可能な差込み部分を有するプラグイン式センサ、つまり差込み式センサが提案される。差込み部分には、少なくとも１つの流入開口と少なくとも１つの流出開口とを備えた少なくとも１つの流れ通路が設けられている。この流れ通路内にはさらに、前記少なくとも１つのパラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ（たとえば上記ホットフィルム式エアマスフローメータ／センサチップのうちの１つ）が収容されている。差込み部分は、流動媒体中に少なくとも局所的な少なくとも１つの圧力最小値が生じるようなプロファイル（Profil）、つまり断面形状（横断面形状）を有している。前記少なくとも１つの流出開口は差込み部分の側部において前記圧力最小値の範囲、つまり前記圧力最小値が生じる地点の近傍に配置されている。
【００１０】
差込み部分の断面形状の構成のためには、たとえば航空機構造からの公知の技術に拠ることができる。すなわち、たとえば翼型（Tragflaechenprofil）とも呼ばれる翼断面形状を使用することができる。この翼断面形状は、流動媒体中に差込み部分が導入された状態で、高圧側と低圧側とを備えた流動媒体の非対称的な流れプロファイルもしくは流れ分布が生じるように形成されている。このような翼断面形状は航空機製作からの当業者には知られている。このような翼断面形状は、高圧側から低圧側へ向かって力（浮力）を生ぜしめるように形成されており、この場合、低圧側の範囲には圧力最小値が生じる。この場合には、前記流出開口が、低圧側で前記少なくとも１つの圧力最小値の範囲、つまり圧力最小値が生じる地点の近傍に配置されていると有利である。
【００１１】
非対称的な流れ分布を達成するためには、たとえば流動媒体の主流れ方向に対して所定の迎え角αで流動媒体内へ導入される翼断面形状を使用することができる。特に、０〜７゜、有利には２〜５゜、特に有利には４゜の迎え角αが有利であることが判った。この場合、最適の迎え角は翼断面形状の正確な構成に関連している。択一的または付加的に、反り、つまりキャンバを備えた翼断面形状を使用することもできる。この場合、０〜１０％、有利には２〜７％、特に有利には５％のキャンバが有利であることが判った。
【００１２】
前記流出開口を前記少なくとも１つの圧力最小値の範囲に配置するという本発明の思想は、前記流れ通路を通る特に高い通過量を生ぜしめる。なぜならば、前記流出開口が前記圧力最小値の範囲に配置されていると吸込み作用が特に大きくなるからである。特に、前記流出開口の中心（たとえば面中心点、円中心点またはこれに類するもの）を、前記流出開口の開口幅２つ分よりも大きくない距離、有利には開口幅１つ分よりも大きくない距離だけ、前記圧力最小値の地点から遠ざけて配置することが有利であることが判った。開口幅（Ｄ）は、たとえば円形の流出開口の場合には直径である。流出開口の別の構成（たとえば正方形の流出開口、多角形の流出開口等）においては、同様に開口幅を、たとえば辺長さまたはこれに類するものの形で規定することができる。
【００１３】
特に、上で説明した公知先行技術においてもそうであるように、前記流れ通路は少なくとも１つの主通路と少なくとも１つのバイパス通路とを有していてよく、これによりたとえば、粒子およびこれに類する不純物に対して保護されたバイパス通路にセンサを配置することができる。すなわち、前記流出開口は、前記主通路の少なくとも１つの主流出部および／または前記バイパス通路の少なくとも１つのバイパス流出部を有していてよい。この場合、前記流出開口が側方で前記翼断面形状に配置されていることが有利であることが判った。このような配置は以下に挙げる配置のうちの一方または両方を実現する。すなわち、特に前記バイパス流出部の中心が、前記圧力最小値に配置されているか、または前記圧力最小値の手前に配置されていてよい。特に、前記バイパス流出部の中心が、前記圧力最小値の上流側（すなわち、主流れ方向とは反対の側）に−０．５Ｄ１〜２．０Ｄ１、有利には０Ｄ１〜１．０Ｄ１、特に有利には０．５Ｄ１の間隔を置いて配置されていると有利であることが判った。この場合、Ｄ１は、上で説明した「開口幅」の規定に基づいた前記バイパス流出部の開口幅を表す。こうして、信号特性（たとえば信号行程および／またはＳＮ比）を決定する、前記バイパス通路を通る通過量を高めるために、圧力最小値およびこれに伴う吸込み作用を最適に利用することができる。
【００１４】
択一的または付加的に使用可能な第２の構成としては、前記主流出部の中心の位置をも最適に設定することができる。すなわち、前記主流出部を前記圧力最小値の地点に、または前記圧力最小値の下流側に設定することができる。特にこの場合、前記主流出部の中心が、前記圧力最小値の下流側に０Ｄ２〜２．０Ｄ２、有利には０．５Ｄ２〜１．５Ｄ２、特に有利には１．０Ｄ２の間隔を置いて配置されていると有利であることが判った。この場合、Ｄ２は上記規定に基づいた前記主流出部の開口幅を表している。直径Ｄ，Ｄ１，Ｄ２はプロファイル長さもしくは断面長さＬ´の１０〜２０％の範囲にあると有利である。
【００１５】
前記主流出部のこのような特別な配置は、たとえば前記主流出部が流動媒体の流れの剥離範囲に、つまり翼断面形状からの流れの１つまたは複数の剥離点の下流側に配置されていることを含んでいてよい。こうして、主通路を通って流れる主流の、主流出部からの流出流が、差込み式センサの周囲を流れる流れ特性にできるだけ僅かな影響しか与えなくなることを達成することができる。
【００１６】
圧力最小値を形成しかつ／または空間的に固定された剥離点を形成するためには、差込み部分が、さらに少なくとも一方の側、有利には低圧側にのみ、少なくとも１つの剥離エレメントを有していてよい。該剥離エレメントは、流動媒体中に導入された差込み部分において流動媒体中に少なくとも局所的な圧力最小値を生ぜしめるために形成されている。この剥離エレメントは有利には差込み部分の輪郭に設けられた屈曲部または段部を有していてよい。また、連続的な断面経過、たとえば差込み部分の輪郭に設けられた最大点および／または差込み部分の輪郭に設けられた反転点も可能である。このような剥離エレメントの実施例は、さらに下で詳しく説明する。
【００１７】
上で説明した、単独の形または組合せの形で実現された特徴を有する差込み式センサは、第１に水、ダストおよびこれに類する不純物に対する良好なそらせ特性を有している。このことは、特に、少なくとも１つの主通路から分岐した前記バイパス通路の使用時に云える。さらに、前記差込み式センサが狭い構成スペースにおいても使用されるようにするために、前記差込み式センサをコンパクトに形成することができる。差込み式センサの全長は全体的に比較的短く形成されていてよい。
【００１８】
前記圧力最小値の範囲に前記流出開口を位置決めすることにより、特にバイパス通路を通る空気質量通過量（主通路を通る空気質量通過量は信号特性にとってあまり重要ではない）は著しく促進される。側方で、剥離された流れを有する領域に主流出部を位置決めすることにより、外側流への妨害は最小限に抑えられ、これにより、差込み式センサの信号再現可能性は著しく改善される。一般に、差込み式センサの動的な特性は脈動特性とみなされる。脈動する空気流においては、パイパス通路内の空気が一緒に脈動し、バイパス通路は差込み式センサの特性線の非線形性と熱的な慣性との補償部として働く。前記バイパス流出部が差込み式センサの側部に、有利には大きく上流側でかつ流入開口の近傍に位置決めされると、これにより脈動誤差を減少させることができる。なぜならば、その場合、流動媒体中の圧力波が流入開口と流出開口とにほぼ同時に到達し、これによってバイパス通路内に比較的小さな空気運動しか生ぜしめないからである。したがって、本発明による差込み式センサは良好な脈動特性の利点を有しているので、脈動する流動媒体（たとえば空気）において、定常の作動時における平均値と、脈動時の平均値との間に小さな偏差しか（すなわち、小さな脈動誤差しか）生ぜしめられない。
【００１９】
しかし、前記流出開口の最適の位置決めにおいても、まだ、前記流出開口から流出する流動媒体によって差込み部分の周囲を流れる流れが著しく妨げられる恐れがあることが判った。このことは、差込み式センサにおける圧力降および信号特性に不都合な影響を与える。これに相応して、前記構成のうちの１つにおいてさらに、前記流出開口の構成が最適化されるように上記差込み式センサを最適化することができる。この最適化は前記流出開口の位置決めの最適化と組み合わされて、信号特性の著しい改善および／または差込み式センサにおける圧力降下の低減をもたらす。
【００２０】
すなわち、前記流出開口が、少なくとも１つの流れ案内エレメントを有していると有利であることが判った。この流れ案内エレメントは、該流れ案内エレメントが、前記流出開口から流出した流動媒体の流出方向を主流れ方向へ近付け、かつ／または前記流出開口から流出した流動媒体の流出方向を主流れ方向へ変向させ、かつ／または前記流出開口から流出した流動媒体の流出方向を差込み部分の輪郭に沿って（たとえば翼断面形状の輪郭に沿って）変向させるように形成されていると望ましい。このことは、差込み部分の断面形状に沿った各地点に対してほぼ垂直の流出方向を生ぜしめる流出開口の汎用の構成とは異なっている。汎用の構成とは異なり、前記流れ案内エレメントは、流出する流動媒体が、差込み部分を取り囲む周辺流へ最適に合流することを生ぜしめる。これにより、周辺流はできるだけ僅かにしか妨げられなくなる。
【００２１】
特に、前記流出開口は主流れ方向に対して直交する横方向（すなわち、特に主流れ方向に対して直角な方向および／または差込み部分の断面形状に沿った各地点に対してその面法線が直角を成す方向）に配置されていてよい。その場合、前記流れ案内エレメントは、たとえば主流れ方向に関して前記流出開口の上流側の縁部に配置された変向突起を有していてよい。この変向突起はほぼ主流れ方向に向けられている。この変向突起は、分かり易く云うと、周辺流ができるだけ付加的な渦流発生または流れ妨害なしに前記流出開口の傍らを通って案内されることを生ぜしめる。それと同時に、前記変向突起は上で説明したように、流出する流動媒体の変向を生ぜしめることができる。
【００２２】
択一的または付加的に、前記流れ案内エレメントはこの場合には有利には前記流出開口の下流側の縁部に丸味付け部および／または平坦部を有していてもよい。前記流出開口に設けられた、公知先行技術において汎用されるようなシャープな下流側の縁部（エッジ）とは異なり、丸味付け部および／または平坦部は、流出する流動媒体の、主流れ方向への穏やかな変向を生ぜしめ、このことは妨害を付加的に減少させる。
【００２３】
この場合、シミュレーション計算により、変向突起の長さ（すなわち、主流れ方向の方向における変向突起の最大長さ）が所定の最適の範囲を有することが判った。この最適の範囲は、０．０５Ｄ〜０．５Ｄ、有利には０．１Ｄ〜０．４Ｄの長さにあり、この場合、Ｄは前記流出開口の開口幅（上記参照）である。この場合、主流出部とバイパス流出部とが互いに異なって形成されていると好都合となることが判った。この場合、特に主流出部がこのような変向突起を有していることが有利になる。
【００２４】
上で説明した丸味付け部および／または平坦部も、主流れ方向におけるその長さ（たとえば真っ直ぐな長さおよび／または円弧長さであってよい）の点で最適化され得る。すなわち、１．０Ｄ〜５．０Ｄ、有利には２．０Ｄ〜４．０Ｄの長さが最適であることが判った。この場合にも、Ｄによって前記流出開口の開口幅が表される。
【００２５】
上で述べた種々の実施態様の１つにおける前記流出開口のこのような構成は、特にバイパス通路を通る流動媒体の通過量の最大化の付加的な利点を提供する。差込み部分を取り囲むように流れる流動媒体の外側流は最小限にしか妨げられない。特に前記主流出部の適当な構成により、差込み部分における剥離領域の大きさを減少させることもできる。これにより、差込み式センサを取り囲む流れの一層安定した流れ特性が生じる。全体的には、差込み式センサの測定信号の信号ノイズが著しく改善され、測定信号の再現可能性が高められる。
【００２６】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】内燃機関の吸気路に挿入されたホットフィルム式エアマスフローメータを示す斜視図である。
【図１Ｂ】開放されたホットフィルム式エアマスフローメータを示す平面図である。
【図２】翼断面形状の原理図である。
【図３】斜め面取り部を備えた本発明による差込み式センサの翼断面形状の第１実施例を示す図である。
【図４】斜め面取り部と段部とを備えた本発明による差込み式センサの第２実施例を示す図である。
【図５】本発明による差込み式センサの第３実施例を圧力分布との関係で示す図である。
【図６Ａ】差込み式センサの側部における２つの流出開口の位置決めの１実施例を示す概略図である。
【図６Ｂ】本発明による差込み式センサの側部におけるバイパス流出部の構成の１実施例を示す断面図である。
【図６Ｃ】本発明による差込み式センサの主流出部の構成の１実施例を示す断面図である。
【図７Ａ】図６Ａに示した差込み式センサを、主通路とバイパス通路の延在形状と共に示す斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示した差込み式センサを、ハウジングが開放された状態で示す図である。
【００２８】
発明の実施形態
図１Ａには、公知先行技術に相当するプラグイン式センサもしくは差込み式センサ１１０の１実施例が図示されている。この差込み式センサ１１０はこの場合、ホットフィルム式エアマスフローメータ１１２として形成されている。ホットフィルム式エアマスフローメータ１１２は、図１Ａには図示されていない内燃機関の吸気ダクトもしくは吸気路１１４に挿入されている。このようなホットフィルム式エアマスフローメータ１１２は市販されている。ホットフィルム式エアマスフローメータ１１２は、吸気流の流れ方向を検知するために形成されていて、ガソリン燃料噴射またはディーゼル燃料噴射を有する内燃機関における負荷検出のために設計されている。ホットフィルム式エアマスフローメータ１１２の組込みは通常、空気フィルタとスロットル装置との間で行われて、一般に前組立された構成アッセンブリとして行われる。これに相応して、差込み式センサ１１０は差込み部分１１６を有している。この差込み部分１１６は図１Ｂに開放された状態で側面図として図示されている。差込み部分１１６は図１Ａでは吸気路１１４に突入している。図１Ｂから判るように、ホットフィルム式エアマスフローメータ１１２の本実施例では、ホットフィルム式エアマスフローメータ１１２の測定ハウジング１１８が流れ範囲１２０と電子装置範囲１２２とに分割されている。流れ範囲１２０には流れ通路１２４が収容されている。この流れ通路１２４は、公知先行技術に相当する本実施例においては、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０２２２７１号明細書に記載されているものと同様に形成されている。差込み式センサ１１０は空気によって主流れ方向１２６で流過される。この空気は流入開口１２８を通じて流れ通路１２４に流入する。流れ通路１２４は主通路１３０を有しており、この主通路１３０は、主流れ方向１２６に沿って流入開口１２８から主流出部１３２に向かってほぼ真っ直ぐに位置している。主流出部１３２は側方で差込み部分１１６の壁に設けられている。
【００２９】
主通路１３０からは、分岐部１３４においてバイパス通路１３６が分岐している。このバイパス通路１３６は、主として湾曲させられた軌道を描きながら主流出部１３２を巡って、差込み部分１１６の下側に設置されたバイパス流出部１３８にまで延びている。真っ直ぐな区分１４０では、電子装置範囲１２２からチップキャリヤ１４２と、このチップキャリヤ１４２に嵌め込まれたセンサチップ１４４とがバイパス通路１３６に突入している。チップキャリヤ１４２は通常、電子装置範囲１２２に収容された、図１Ｂには図示されていない電子装置ボード（プリント配線板）に取り付けられており（たとえば固着射出成形されている）、この場合、電子装置ボードはホットフィルム式エアマスフローメータ１１２の評価・制御回路を有していてよい。
【００３０】
不純物、たとえば液状の不純物（たとえば水、オイル）または固形の不純物をセンサチップ１４４から離隔しておくためには、バイパス通路１３６の分岐部１３４にシャープなエッジのノーズ１４６が設けられている。このノーズ１４６では、主流が、バイパス通路１３６を通って流れる空気部分から分離され、この場合、水滴またはその他の不純物は引き続き主通路１３０を通って真っ直ぐに流れるので、実質的にセンサチップ１４４には到達し得なくなる。
【００３１】
公知先行技術に相当するホットフィルム式エアマスフローメータ１１２の問題点は、図１Ｂにおける図平面に対して直角な切断平面におけるほぼ方形の横断面を有する差込み部分１１６の構成にある。これに相応して、差込み部分１１６は、主流れ方向１２６に対してほぼ直角に形成された面を備えた上流側の面（以下、「上流面１４８」と呼ぶ）を有している。本発明の可能な１構成は、この上流面１４８を、丸く面取りされた、つまり丸味付けされた上流面として形成することにある。この場合、丸味付けは既に差込み部分１１６において、つまり差込み式センサ１１０において組み込まれている。全体的に差込み部分１１６は図１Ｂにおける図平面に対して直角な切断平面内で、少なくとも流入開口１２８の範囲に、主翼翼型、つまり翼断面形状（Tragflaechenprofil）２１０を有している。この翼断面形状２１０は図２に例示されている。以下に、図２に示した原理図につき、翼断面形状２１０の基本概念を説明する。
【００３２】
翼断面形状２１０は本発明によれば、丸味付けされた上流面１４８を有している。差込み部分１１６が内燃機関の吸気路１１４に組み付けられていると、この上流面１４８は、ほぼ主流れ方向１２６とは逆の方向に向けられている。上流面１４８は翼型においては、しばしば「よどみ点」とも呼ばれる。
【００３３】
翼断面形状２１０を巡って流れる空気の流れは、図２に流線２１２によってシンボリックに描かれている。この場合に図面から判るように、翼断面形状２１０を巡る流れは、本発明によれば２つの理由から非対称的である。第１には、上流面１４８の頂点と翼断面形状２１０の仮想後縁２１６との間を結ぶ仮想線に沿って描かれる翼弦線（Profilmittellinie）２１４が、主流れ方向１２６に対して角度αだけ傾倒されている。これにより、流速は翼断面形状２１０の上では増大し、翼断面形状２１０の下では流速が低下する。これに相応して、圧力は翼断面形状２１０の下では増大し（高圧側２２８）、翼断面形状２１０の上では低下する（低圧側２３０）。このことは翼面の既知の浮力効果を生ぜしめる。
【００３４】
図２に示した実施例による翼断面形状２１０の特別な特性は、翼断面形状２１０が、「切り詰められた尾部２１８」を有していることにある。このことは、尾部が翼弦線２１４に対してほぼ直角に位置するか、もしくは極めて小さな迎え角αにおいて主流れ方向１２６に対して直角に位置することを意味する。図２に描き込まれた翼弦線２１４の規定に対して択一的に、翼弦線が上流面１４８の頂点から尾部２１８の中心点にまで延びることによっても翼弦線を規定することができる。
【００３５】
上で説明した、主流れ方向１２６に対して相対的な迎え角αによる流れの非対称性の他に、図２に示した翼断面形状２１０の実施例では、翼断面形状２１０が反りもしくはキャンバ（Profilwoelbung）を有することにより別の非対称性が生ぜしめられる。すなわち、図２には、いわゆる骨格線（Skelettlinie）と呼ばれる翼型中心線２２０が描き込まれている。この翼型中心線２２０はジオメトリ的に、翼断面形状２１０に内接円２２２を描き込むことにより得られる。これらの内接円２２２の中心点を全て繋ぎ合わせると、翼型中心線２２０が形成される。キャンバとは、完全に対称的な翼断面形状２１０においては翼弦線２１４と合致するはずの翼型中心線２２０がこの翼弦線２１４から偏倚していることを意味する。翼弦線２１４からの翼型中心線２２０の最大偏差ｆがキャンバとみなされる。しばしば、このキャンバは翼断面形状２１０の全長Ｌ（断面長さ）に関連して％表示で記載される。この場合、全長Ｌは図２に描き込まれているように、上流面１４８の頂点から仮想後縁２１６にまで測定され得るか、または（有利なキャンバの上記数値データの場合のように）、上流面１４８の頂点と尾部２１８との間で測定される長さＬ´に関して表示され得る。したがって、キャンバ（％）としてはｆ／Ｌ´比が得られる。キャンバにより、付加的な非対称性が生ぜしめられ、この非対称性は翼断面形状２１０の上方の流線２１２の圧縮を一層増幅させ、ひいては上で説明したこの範囲における速度の増大の効果を一層増幅させる。
【００３６】
図２に示した流線２１２の経過は理想化されて図示されており、汎用の翼断面形状２１０においてこのような形ではしばしば認められない。実際には、たいてい翼断面形状２１０の上側および部分的には下側においても、それぞれ１つまたは複数の分離点において流れ剥離が生じる。この場合に、たいてい、それまで翼断面形状２１０を取り囲んでいた１つまたは複数の境界層２２６がこの翼断面形状２１０から剥離して、１つまたは複数の剥離ゾーンを形成する。これらの剥離点２２４および剥離された境界層２２６（剥離ゾーンまたは剥離範囲とも呼ぶ）は図２にシンボリックに図示されており、この場合同じく、所定の迎え角に設置された翼断面形状２１０において、上側の剥離点２２４の方が一般に下側の剥離点２２４に比べて、より上流側に設置されていることが示されている。もともと点ではなく、図平面に対して直角な線を成している、明確に定義された剥離点２２４の代わりに、「剥離点２２４」とは、有限の延在長さを有する範囲（たとえば剥離線）またはゾーンであると解することもがきる。
【００３７】
上で既に述べた問題点は、剥離された境界層２２６が形成される前記剥離点２２４が多くの場合、不安定であってかつそれどころか振動する恐れがあることにある。しかし、主流出部１３２およびバイパス流出部１３８の位置に対して相対的な、剥離された境界層２２６の位置は、流れ通路１２４内の流れ特性に敏感に作用し、ひいてはホットフィルム式エアマスフローメータ１１２の信号特性に作用する。したがって、本発明の別の思想によれば、少なくとも１つの剥離エレメント３１０を設けることができる。この剥離エレメント３１０は翼断面形状２１０の少なくとも一方の側、有利には上側（つまり高められた流速を有する側）における剥離点２２４の位置を安定化し、かつ有利には位置固定する。図３、図４および図５には、このような剥離エレメント３１０の種々の実施例が図示されている。
【００３８】
図３に示した主翼翼型もしくは翼断面形状２１０の実施例では、断面形状に屈曲プロファイルもしくは屈曲部３１２が設けられている。図３から判るように、この屈曲部３１２は翼断面形状２１０の上側で上流面１４８と尾部２１８とのほぼ真ん中に配置されているか、もしくはこの中心よりもやや背後に配置されている。翼断面形状２１０はこの場合、該翼断面形状２１０が屈曲部３１２の手前で、つまり屈曲部３１２の上流側で、湾曲させられて、湾曲させられた範囲３１４で正の勾配を持って延びるように形成されている。屈曲部３１２の背後、つまり屈曲部３１２の下流側では、翼断面形状２１０が平坦範囲３１６の形に平坦化されていて、負の勾配を持って翼弦線２１４に向かってほぼ平坦に延びている。引き続き、切り詰められた尾部２１８が設けられている。
【００３９】
剥離エレメント３１０を備えた翼断面形状２１０のこのような構成により、上側の剥離点２２４の位置はほぼ剥離エレメント３１０に固定される。翼断面形状２１０の下側では、剥離点２２４は通常、垂直な尾部２１８に対する角隅に生じる。剥離された境界層は図３ではやはり符号２２６で示されていて、シンボリックに描かれている。翼断面形状２１０の前側の部分を取り囲むように、流れは両側で剥離点２２４にまで均一に加速される。このことは極めて安定した、鈍感な流れトポロジ（位相幾何学）をもたらす。発生した、剥離された境界層２２６はその延在長さが小さく、定常的であり、したがって測定の再現可能性を妨げないか、または極めて僅かにしか妨げない。もしも翼断面形状２１０が、両側における接触した、加速された流れを持って対称的に形成されていると、差込み部分１１６の全厚さの著しい増大が生ぜしめられ、ひいては差込み式センサ１１０における材料需要の増大および圧力降下の増大が生ぜしめられてしまう。
【００４０】
図４には、剥離エレメント３１０を備えた翼断面形状２１０の、図３の実施例に対して択一的な別の実施例が示されている。図３に示した実施例とは異なり、この実施例では屈曲部３１２が設けられておらず、断面形状に段プロファイルもしくは段部４１０が設けられている。この段部４１０には、図３の実施例と同様に、下流側で平坦範囲３１６が続いている。段部４１０はこの場合、方形の段部として形成されていて、翼弦線２１４に対して直角の第１の段部面４１２と、翼弦線２１４に対して平行な第２の段部面４１４とを備えている。段部高さｈは有利には少なくとも０．５ｍｍであるが、この場合、別の段部高さも使用可能である。特に、翼断面形状２１０の全断面厚さの１〜２０％の範囲の段部高さｈが有利である。第２の段部面４１４は典型的には１．０〜７．０ｍｍの長さを有しており、この場合、全体的には断面深さの１〜２０％の長さが有利である。流れはこの段部のところでシャープな屈曲部に追従することができずに、翼断面形状２１０の表面から剥離する。したがって、剥離された境界層２２６は、到来する流れの特性が変化した場合でも、ほぼ常に同じ大きさおよび形状を維持して、安定したままとなる。安定した流れトポロジはホットフィルム式エアマスフローメータ１１２の信号に対する流れの逆作用を減少させて、測定信号の再現可能性の改善をもたらす。
【００４１】
段部４１０の別の構成も考えられる。すなわち、たとえば第１の段部面４１２は翼弦線２１４に対して９０゜とは異なる角度を成して配置されていてよく、これにより段部は下流側へ向かって傾けられた軽度のオーバハングを有する。このオーバハングは上側にシャープなエッジ（正確な角度）を備えている。これにより、剥離点２２４の位置固定を一層改善することができる。
【００４２】
図５には、やはり剥離エレメント３１０を有する翼断面形状２１０のさらに別の実施例が示されている。しかし、図３および図４に示した実施例とは異なり、この剥離エレメント３１０は、勾配に不連続性を有するシャープなエッジ（屈曲）を有しておらず、翼断面形状２１０の勾配の滑らかな形状を有している。図５に示した剥離エレメント３１０は、断面形状に付加的な反転点５１２を有する丘陵部５１０を示している。別の滑らかな構成も可能であり、たとえば反転点なしの、最大点だけを有する設計も可能である。図５に示した断面形状は最大点５１４、つまり翼断面形状２１０の勾配が、正の勾配から負の勾配へ向かって滑らかな交番を実施する（上流側から下流側へ）点を示している。
【００４３】
勾配の滑らかな経過を有する剥離エレメント３１０は、屈曲に比べて、流動媒体の流れに、より僅かな妨害因子しか生ぜしめられないという利点を有している。これにより、翼断面形状２１０における全圧力降下が、より小さくなる。さらに、勾配の滑らかな経過を有する剥離エレメント３１０では、特に小さな流速における、剥離された流れの再当接の危険が少なくなる。
【００４４】
図５の線図には、シミュレーション計算を用いて算出された、翼断面形状２１０の下側に形成された圧力分布５１６と、翼断面形状２１０の上側に形成された圧力分布５１８とが、翼断面形状２１０との関係で表されている。この場合、いわゆる圧力係数ｃＰ、つまり圧力と動圧との間の無次元の比が、翼弦線２１４（図示されていない）に沿った位置の関数として描かれている。この場合に注意すべき点は、圧力係数ｃＰの軸の正負が反転されているので、上方へ向かって負の値が描き込まれていることである。
【００４５】
描かれた圧力係数の曲線から明らかであるように、翼断面形状２１０の下側（高圧側２２８）に形成される圧力分布５１６はそれぞれ１つの一様の曲線を有しており、それに対して翼断面形状２１０の上側（低圧側２３０）に形成される圧力分布５１８はそれぞれ１つの異常値（Abnormalitaet）５２０を有している。この異常値５２０は圧力の最小値５２２として形成されている。相応して、異常値５２０のこの範囲では、空気の流速に最大値が生じる。剥離エレメント３１０を備えた翼断面形状２１０の前記輪郭により空間的に翼断面形状２１０に固定されている前記異常値５２０は、翼断面形状２１０の上側に形成される剥離点２２４を位置固定するために好適となり、その結果、流れ剥離が、規定された形でかつ運転時における大きな変動なしに行われることが判った。
【００４６】
図５に図示した翼断面形状２１０の例の別の有利な二次効果は、下側に形成される圧力分布５１６が示すように、翼断面形状２１０のこの下側に沿った流れの、より強力な加速が生じることにある。これによって一般には、この範囲で剥離しようとする流れのあらゆる傾向が信頼性良く阻止される。
【００４７】
念のため付言しておくと、以下に説明する流出開口１３２，１３８の位置決めの本発明による思想は、必ずしも剥離エレメント３１０の使用に拘束されるものではない。すなわち、このような剥離エレメント３１０を使用しないが、同じく圧力経過に最小値５２２を有している翼断面形状２１０を使用することもできる。このような翼断面形状２１０はシミュレーション計算により容易に形成されかつ算出され得る。
【００４８】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃならびに図７Ａ、図７Ｂには、本発明の上で説明した基本思想の両方を同時に実現する、ホットフィルム式エアマスフローメータ１１２の形の差込み式センサ１１０の実施例が示されている。図６Ａ〜図６Ｃには原理図が示されており、図７Ａおよび図７Ｂにはホットフィルム式エアマスフローメータ１１２の斜視図が示されている。したがって、以下においてはこれらの図面につき、ホットフィルム式エアマスフローメータ１１２の構造を説明する。
【００４９】
差込み式センサ１１０の、主流れ方向１２６を持って流れる流動媒体に突入した差込み部分１１６は本実施例では、図４に示した実施例による翼断面形状２１０を有しているので、翼型の断面長さＬ´のほぼ５０〜６０％のところに（上流面１４６から測定した）段部４１０の形の剥離エレメント３１０が配置されている。この剥離エレメント３１０では、周囲を取り囲むように流れる流動媒体中に圧力ジャンプ（圧力最小値）が生じる。剥離エレメント３１０には、図４に示した実施例と同様に下流側で平坦範囲３１６が続いている。付加的に差込み部分の丸められた上流面１４８には、複数の流れ溝６１０が配置されており、これらの流れ溝６１０は縦渦（Laengswirbel）を発生させることが望ましい。
【００５０】
公知先行技術に相当する、図１Ｂに示した実施例とは異なり、図６Ａおよび図７Ａに示した実施例では、これらの図面において上側に位置する低圧側２３０において剥離エレメント３１０の範囲に２つの流出開口、すなわち主流出部１３２およびバイパス流出部１３８が配置されている。この場合、主通路１３０からバイパス通路１３６が分岐している流れ通路１２４の延在形状が、図７Ａに示した斜視図に破線により図示されている。主通路１３０およびバイパス通路１３６ならびにセンサチップ１４４の機能については、図１Ｂにつき説明した通りである。
【００５１】
特に図６Ａから判るように、本実施例において主流出部１３２およびバイパス流出部１３８は直径Ｄ１（バイパス流出部１３８）もしくは直径Ｄ２（主流出部１３２）を有するほぼ円形の開口として形成されている。この場合、主流出部１３２の直径Ｄ２は本実施例では翼型の断面長さＬ´の約１０％であり、それに対してバイパス流出部１３８の直径Ｄ１はこれよりも少しだけ大きく設定されていて、本実施例では翼型の断面長さＬ´の約１５％である。この点に関して、図６Ａおよび図７Ａに図示された図面は縮尺通りではない。図７Ｂには、もう一度、流れ通路１２４の延在形状もしくは主通路１３０とバイパス通路１３６とに分割された流れ通路１２４の延在形状が、開かれた差込み部分１１６を高圧側２２８から見た（つまり、図６Ａおよび図７Ａの、差込み部分を見た方向とは逆の方向から見た）図で示されている。この場合、バイパス通路１３６に、主通路１３０からの分岐部１３４の直後でガイドベーンもしくは案内羽根６１２が設けられていることが判る。この案内羽根６１２はこの範囲に位置するバイパス通路１３６の湾曲させられた延在形状に適合されている。案内羽根６１２により、バイパス通路１３６における流れの鎮静化が行われることが望ましい。
【００５２】
図６Ａからは、流出開口１３２，１３８の本発明による位置決めを知ることができる。すなわち、この実施例においてバイパス流出部１３８は、圧力最小値が生じる剥離エレメント３１０の手前に間隔ｄ１を置いて配置されており、この間隔ｄ１はバイパス流出部１３８の開口幅Ｄ１（この場合には開口直径）のほぼ１／２に相当する。同様に、主流出部１３２もその中心が剥離エレメント３１０から間隔ｄ２分だけ間隔を置いて配置されているが、しかしバイパス流出部１３８とは異なり、剥離エレメント３１０の下流側に配置されている。このようにバイパス流出部１３８を剥離エレメント３１０の上流側に配置することにより、一方ではバイパス流出部１３８はなお圧力最小値（図５の符号５２２参照）の近傍に配置されているので、バイパス通路１３６を通る通過量を最大限に増大させるために圧力最小値の吸込み作用が最適に利用されるようになる。しかしそれと同時に、バイパス流出部１３８は、脈動誤差を最小限に抑えるために上流側で（主流れ方向１２６とは反対の方向）流入開口１２８の近傍に配置されている。図示の間隔設定は上記両効果の間での良好な妥協を成している。
【００５３】
それと同時に、主流出部１３２を剥離エレメント３１０の下流側に、ただし相変わらずこの剥離エレメント３１０の近傍に位置決めすることにより、一方では良好な通過量（バイパス通路１３６を通る通過量に比べて一般にあまり重要ではない）および剥離された境界層２２６（図４参照）を備えた領域への主流の流出が生ぜしめられる。したがって、この位置決めは、主流出部１３２から流出した主流が、差込み部分１１６を取り囲むように流れる外側流をできるだけ僅かにしか妨害しなくなり、これにより測定の再現可能性が最適化されることを生ぜしめる。
【００５４】
流出開口１３２，１３８の位置の最適化の他に、上で説明したように、付加的に流出開口１３２，１３８の形状をも最適化することができる。このことは図６Ｂおよび図６Ｃに示されている。この場合、図６Ｂは図６Ａに示したバイパス流出部１３８をＡ−Ａ線に沿って断面した断面図（詳細図）を示しており、図６Ｃは図６Ａに示した主流出部１３２をＢ−Ｂ線に沿って断面した断面図（同じく詳細図）を示している。図６Ｂおよび図６Ｃから判るように、両流出開口１３２，１３８には流れ案内エレメント６１４が設けられている。この流れ案内エレメント６１４はバイパス流出部１３８の場合には、バイパス流出部１３８の下流側に続いている、翼断面形状２１０に設けられた平坦部６１６を有しており、この平坦部６１６は主流れ方向１２６に対してほぼ平行に延びている。この平坦部６１６は長さｌ１を有しており、この長さｌ１は典型的にはバイパス流出部１３８の開口幅Ｄ１の２倍〜４倍の範囲にある。この平坦部６１６は、図６Ｂにおいて符号６１８で示されているバイパス流出部流が、大きな妨害なしに外側流へ合流し、かつバイパス通路１３６を通る最大通過量が得られることを生ぜしめる。
【００５５】
それに対して、主流出部１３２については、下流側の平坦部６１６の他に変向突起６２０を有している流れ案内エレメント６１４が有利であることが判った。平坦部６１６（この実施例では軽度に丸味付けされている）が、図６Ｂに示した長さｌ１と同じ範囲にあってよい長さｌ３を有しているのに対して、主流出部１３２に突入している変向突起６２０は、典型的には主流出部１３２の開口幅Ｄ２の０．１〜０．４倍の範囲にある長さｌ２を有している。たとえば、この変向突起６２０は、主流出部１３２の上流側の縁部を、主流出部１３２に突入する接着テープによって簡単にマスキングすることによって実現され得る。この変向突起６２０により、主流出部流は翼断面形状２１０の輪郭へ向かって変向されるようになり、ひいては周囲を取り囲む流れには僅かな妨害しか生ぜしめられなくなる。図６Ｃには、変向突起６２０なしの場合の主流出部流が、破線付きの矢印６２２によってシンボリックに図示されており、それに対して変向突起６２０を使用した場合の主流出部流は実線付きの矢印６２４によって図示されている。
【図１Ａ】
2010505101.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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