(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導管（３）内を主流方向（２０）に沿って流れる、ガス・液体混合物から成る媒体、特に内燃機関用の吸気のような媒体の少なくとも１つのパラメータを測定する装置（１）であって、
導管（３）内に測定ケーシング（６）が設けられており、
該測定ケーシング（６）内に通路（２２）が配置されていて、該通路（２２）が下記の特性を有している：すなわち、
通路（２２）が流入通路（２４）と変向通路（４０）と流出通路（４４）とに分割されており、
通路（２２）が流入開口（２５）を有していて、該流入開口（２５）に、内壁（４１，６６）を備えた変向通路（４０）が接続されていて、該変向通路（４０）内に媒体が流入通路（２４）から流入して変向され、これによって次いで媒体が流出通路（４４）を通って、測定ケーシング（６）の外面（８，５４）のところで導管（３）に開口する少なくとも１つの流出開口（５３）へと流れるようになっており、
通路（２２）の一部が測定通路（４７）を形成しており、
さらに、測定通路（４７）内に位置していて流れる媒体がその周りを流れる少なくとも１つの測定エレメント（６０）が、設けられている形式のものにおいて、
変向通路（４０）に液体分離エレメント（７０）が組み込まれており、
液体分離エレメント（７０）が少なくとも１つの分離入口（６４）と少なくとも１つの分離出口（６８）とを有しており、
さらに液体分離エレメント（７０）が変向通路（４０）の内壁（４１，６６）の領域において次のように、すなわち、少なくとも主流方向（２０）に向けられた内壁（４１，６６）のうちの１つにおいて分離された液体が、液体分離エレメント（７０）を通って通路（２２）から導管（３）内に排除されるように、形成されていることを特徴とする、流れる媒体の少なくとも１つのパラメータを測定する装置。
【請求項２】
液体分離エレメント（７０）が少なくとも部分的にラビリンス状に形成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
液体分離エレメント（７０）が、互いに入れ子式に配置された少なくとも２つの円弧状のエレメント（７６）によって形成されている、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
液体分離エレメント（７０）の流れ抵抗が、測定通路（４７）の流れ抵抗に対して高められている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
流入通路（２４）の流れとは反対側の端部に、変向エレメント（３３）が設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項６】
変向エレメント（３３）に剥離縁部（７３）が配置されている、請求項５記載の装置。
【請求項７】
装置（１）が測定ケーシング（６）と保持体ケーシング（７）とを有しており、測定ケーシング（６）及び保持体ケーシング（７）が１つの長手方向軸線（１０）を有しており、流入通路（２４）と流出通路（４４）とが前記長手方向軸線（１０）に沿って互いに上下に配置されており、流入通路（２４）が保持体ケーシング（７）の直ぐ隣りに位置している、請求項１又は５記載の装置。
【請求項８】
装置（１）が測定ケーシング（６）と保持体ケーシング（７）とを有しており、測定ケーシング（６）及び保持体ケーシング（７）が１つの長手方向軸線（１０）を有しており、流入通路（２４）と流出通路（４４）とが前記長手方向軸線（１０）に沿って互いに上下に配置されており、流出通路（４４）が保持体ケーシング（７）の直ぐ隣りに位置している、請求項１記載の装置。
【請求項９】
流入通路（２４）の流れ横断面が流れ方向（２９）で変向通路（４０）に向かって先細になっている、請求項１、５又は７記載の装置。
【請求項１０】
流出通路（４４）の流れ横断面が流れ方向（５０）で流出開口（５３）に向かって先細になっている、請求項１又は８記載の装置。
【請求項１１】
流入通路（２４）の少なくとも一部と流出通路（４４）の少なくとも一部とが、主流方向（２０）に対して傾けられて延びている、請求項１又は７から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
流出通路（４４）内における媒体の流れ方向が、少なくとも部分的に長手方向軸線（１０）を中心にして回動させられていて、それによって、少なくとも１つの流出開口（５３）を介して流出する媒体が、ほぼ主流方向（２０）において延びている、請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の、流れる媒体の少なくとも１つのパラメータを測定する装置及び、請求項１４の上位概念部に記載された形式の、導管内を流れる媒体の液体を分離する方法に関する。
【０００２】
測定通路を備えたこのような装置は、ドイツ連邦共和国特許公開第１９７３５８９１号明細書に基づいて公知であり、この場合測定通路内には測定エレメントが設けられており、この測定エレメントの周りには、流入する媒体が流れるようになっている。媒体はまず初めに流入通路から変向通路に流入し、この変向通路は流入通路よりも大きな流れ横断面と、直角な角隅とを有しており、その結果流入通路に対する、段部の形の急激な流れ移行部が存在している。次いで媒体は変向通路の角隅によって変向され、変向通路の縁面に沿って、横方向に接続する流出通路に流入し、さらに流出開口を介して流出通路から流れ出る。そしてこれによって媒体は、装置の周りを流過する媒体と再び混ざることができる。
【０００３】
流入通路軸線及び流出通路軸線は、導管長手方向軸線に対して所定の角度だけ傾けられており、その結果流入通路は、主流方向からいわば陰になった領域を有している。そして測定エレメントは測定通路のこの陰になった領域に配置されており、これによって測定エレメントの汚染及び欠陥もしくは故障を回避することができるようになっている。
【０００４】
例えば雨に濡れた走行路によって、吸気導管内に水が侵入することにより、場合によっては測定エレメントが汚染されることがある。このような場合飛沫水の中に自然に含有されている溶融塩分によって、センサ部材のダイヤフラムにおける塩のスケールもしくはクラスト形成（Salzkrustenaufbau）に基づいて特性線がドリフトしてしまう。測定体が傾斜していることによって、たしかに陰になる領域が形成されるが、しかしながらそれにもかかわらず、液体粒子は測定通路内に達してしまう。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９７４１０３１号明細書に基づいて公知の、流入通路を備えた装置では、流入通路の２つの壁の構成によって、流入通路内における流れの加速が維持され得るようになっている。しかしながらこの際に維持される加速は、流入通路、特に測定通路における媒体の流れを安定化させるためにしか働かないことが知られている。
【０００６】
発明の利点
請求項１もしくは請求項１４の特徴部に記載のように構成された本発明による装置もしくは本発明による方法は、公知のものに対して、簡単な形式で測定エレメントを液体から保護することができる、という利点を有している。
【０００７】
請求項１に記載された装置の別の有利な構成は、請求項２〜１３に記載されている。
【０００８】
液体分離エレメントが通路内において少なくとも部分的にラビリンス状に形成されていると、有利である。なぜならばこのように構成されていると、これによって液体を分離することができ、しかも液体は外部から通路内に侵入することができないからである。
【０００９】
液体分離エレメントが装置の変向通路の内壁に形成されていると、有利である。なぜならばこのように構成されていると、分離が改善されるからである。
【００１０】
液体分離エレメントの別の有利な構成では、液体分離エレメントが、互いに入れ子式に配置された円弧状のエレメントによって形成されており、このようなエレメントは製造技術的に簡単に製造することができる。
【００１１】
また、液体分離エレメントの流れ抵抗が、測定通路の流れ抵抗に対して高められていると、有利である。なぜならばこのように構成されていると、流れる媒体のガス状部分の大部分は、測定通路内に留まるからである。
【００１２】
さらにまた、流入通路内に、流れを内壁から変向する変向エレメントが設けられていると、有利である。なぜならばこのように構成されていると、流れを容易に変向させることができるからである。
【００１３】
液体を良好に分離するために有利な構成では、変向通路内に剥離縁部（Abrisskante）が設けられており、この剥離縁部は、留まっている水が壁膜として測定通路内に移動することを阻止する。
【００１４】
測定信号を安定化させるためには、流入通路及び／又は流出通路の流れ横断面が流れ方向において先細になっていると、有利である。
【００１５】
図面
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【００１６】
図１は、本発明による装置を示す図である。
【００１７】
図２は、図１に示された装置の一部を断面して示す図である。
【００１８】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００１９】
図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【００２０】
図５は、本発明による装置の別の実施例を示す図である。
【００２１】
実施例の記載
図１には、内部を媒体つまりガス・液体混合物が流れる導管３内に、本発明による装置１がどのように取り付けられているかが示されている。
【００２２】
この装置１は、下側の一点鎖線で四角に囲まれて略示された測定ケーシング６と、内部に例えば評価電子装置が収容されている、上側の一点鎖線で四角に囲まれて略示された保持体ケーシング７とから成っている。この場合測定ケーシング６と保持体ケーシング７とは一体的に互いに移行し合っていても、又は互いに結合されている個別部分であってもよい。測定ケーシング６及び保持体ケーシング７は共通の長手方向軸線１０を有しており、この長手方向軸線１０は例えば中心軸線であってもよい。保持体ケーシング７は導管３から部分的に突出している。
【００２３】
測定ケーシング６は、図平面に位置している側面８を有している。
【００２４】
装置１は導管３の壁１５に例えば差込み可能に導入されている。プラスチック又は金属製の壁１５は、流れ横断面を制限しており、この流れ横断面の中心において、流れる媒体の方向で壁１５に対して平行に、中心軸線１６が延びている。流れる媒体の方向（以下においては主流方向と呼ぶ）は、相応な矢印２０によって示され、図１では左から右に向かって延びている。
【００２５】
図２には、測定ケーシング６が図１の図平面に対して平行な面で断面されて示されており、この場合通路２２が示されているが、この通路２２は流入通路２４を有していて、この流入通路２４には流入開口２５を通して媒体が流入する。流入通路２４においては流入通路流れ方向２９が存在する。流入通路２４の端部には変向エレメント３３が配置されており、この変向エレメント３３は流れを内壁から変向通路４０内へと変向し、これによってその後ろでは剥離（Abloesung）が生じ、個々の混合物成分の相分離（Phasenseparation）が改善される。変向通路４０内において流れる媒体は変向され、そして流出通路４４内に流入し、この流出通路４４は少なくとも部分的に測定通路４７をも形成する。流出通路４４内には流出通路流れ方向５０が存在する。測定通路４７内において媒体は、センサ保持体５６に配置された少なくとも１つの測定エレメント６０のそばを流れる。流出通路４４の端部において媒体は、流出エレメント５１に衝突し、これによって媒体は変向され、そして導管３内に戻される。流出エレメント５１によって媒体の流れ方向は流出通路４４内において少なくとも部分的に、長手方向軸線１０を中心にして回動させられる。少なくとも１つの流出開口５３（図４）を通って流出する媒体は、ほぼ主流方向２０で流れる。これによって戻り流における測定信号特性（Messsignalverhalten）が改善される。
【００２６】
流出開口５３もしくは流出通路４４はしかしながらまた、ドイツ連邦共和国特許公開第１９７４１０３１号明細書に記載のように構成されていてもよい。
【００２７】
変向通路４０内においてその外周部には分離エレメント（Abscheidungselement）７０が配置されており、この分離エレメント７０は例えば主流方向２０に向けられた内壁４１において、ラビリンス状に形成されている。分離エレメント７０は少なくとも１つの分離入口６４と少なくとも１つの分離出口６８とを有しており、この分離入口６４及び分離出口６８は変向通路４０を導管３と接続していて、この分離入口６４及び分離出口６８を通って、壁において分離された液体は変向通路４０から導管３に達する。
【００２８】
あまりに多くのガスが分離エレメント７０によって流入通路２４から去ることを回避するために、分離エレメント７０の流れ抵抗は、流入通路２４及び流出通路４４の流れ抵抗に対して高められている。
【００２９】
流入通路２４又は変向通路４０内には、鋭い流出縁部７３が例えば変向エレメント３３に配置されており、このような流出縁部７３は、流入通路２４の下側の側壁４２のところに溜まった液体例えば水が、測定通路４７内において壁膜として測定エレメント６０に向かって一緒に変向することを、阻止する。壁膜は流出縁部７３のところで流入通路２４の側壁４２から離れて、流れによって連行される。液体がガスに対して大きな慣性を有していることによって、液体は例えば絵変向通路４０の外側の内壁４１に衝突し、そこで再び壁膜を形成することができる。この壁膜は分離入口６４を通って分離エレメント７０内に移動し、そして分離出口６８を通って後室７１に流入する。変向通路４０において変向されて遠心力によって内壁４１に押し付けられた媒体は、壁膜を分離入口６４内に移動させる。下側の側壁４２に対向して位置している、流入通路２４の上側の側壁４３のところでは、壁膜は側壁から解離される必要はなく、直接的に分離入口６４内に移動する。
【００３０】
壁膜を形成しない通路２２内における液体は、内壁４１に衝突し、これによって通路２２から排除される。
【００３１】
ラビリンス状の分離エレメント７０は例えば、互いに入れ子式に配置された３つの円弧エレメント（Ringbogenelement）７６から成っている。分離出口６８の領域には少なくとも１つのバッファ（Abweiser）７９が配置されており、このバッファ７９は、導管３からの水又は液体の侵入を防止する。
【００３２】
図３には図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図が示されている。
【００３３】
通路２２は流入通路２４内において流れ方向２９で先細になっており、その結果流れは安定化させられる。
【００３４】
後室７１は側面８に長手方向軸線１０に沿ってスロット７２を有しており、これらのスロット７２を通して、分離された液体は再び通路３内に達し、この通路３において液体はもはや不都合な作用を引き起こさない。
【００３５】
図４には図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図が示されている。
【００３６】
流出通路４４は同様に流出通路流れ方向５０において先細になっている。流れる媒体は、測定エレメント６０を備えたセンサ保持体５６のそばを流れた後で、流出エレメント５１に衝突する。
【００３７】
流出エレメント５１は例えばＷ字形に形成されていて、流出通路流れ方向５０を変向し、その結果媒体は少なくとも１つの流出開口５３を通って再び導管３内に達し、そして再び主流方向２０で流れる。この実施例では２つの流出開口５３が存在する。
【００３８】
流出エレメント５１は測定ケーシング６の側面５４を越えて突出している。主流２０は流出エレメント５１のところで流出開口５３の領域において、負圧領域（剥離）を生ぜしめ、これによって測定通路４４内における流れに対して吸込み作用を加える。さらに、側面５４を越えて流出エレメント５１が突出していることによって、相状（phasenweise）に存在する戻り流が測定通路４４内に接続されて測定される。
【００３９】
図５には本発明による装置１の別の実施例が示されている。この実施例が図２に示された実施例と異なっているのは、主として次の点である。すなわち図５に示された実施例では、流出通路４４は保持体ケーシング７の直ぐ隣りに位置していて、流入通路２４は測定ケーシング６の下端部に配置されている。さらにセンサ保持体５６は、例えば容積流と圧力を測定する２つの測定エレメント６０を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による装置を示す図である。
【図２】  図１に示された装置の一部を断面して示す図である。
【図３】  図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】  図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】  本発明による装置の別の実施例を示す図である。
【図１】
0005085827.tif 000002
【図２】
0005085827.tif 000003
【図３】
0005085827.tif 000004
【図４】
0005085827.tif 000005
【図５】
0005085827.tif 000006