JPS6131923A - 感熱式気体流量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明に自動車の内燃機関等への吸入空気流量を検出
する感熱式気体流量検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第１図に従来のこの種の装置を示す。図において、１は
流体となる空気の主通路、２は主通路ｌから分流し下流
において再ひ主通路１と合流する副通路、３ばこの副通
路２内に突出したセラミックボビンに巻装してなる白金
細線からなる発熱素子である。すなわち上記装置は、副
通路２内に取り込まれた空気流によって発熱素子３が冷
却され、この冷却による伝導熱量を外部に設けた信号処
理回路で電気信号に変換する熱線式の空気流量検出装置
となる。

上記装置において、副通路２内には全流量の３チの空気
量が増シ込まれ、主通路Ｊ内の管断面中央部の流速の７
０％の値が副通路２内の管断面中央部の流速に対応して
いる。また副通路２の分流部分の口径に合流部分の口径
に比べて大きくなっており、合流部分の流速を増大させ
て静圧力を低下させ、かつ副通路２内を通流する空気流
を増やしている。さらに副通路２け発熱素子３を通過後
、９０度曲流して主通路１と合流するように構成され、
空気の流れの順方向成分と逆方向成分を区別する流体ダ
イオードの構造が採用されている。したがってほとんど
逆流成分は副通路２側へは戻らず、バツクファイヤー等
の影響も受けにぐい構造となっている。また、副通路２
内には発熱素子３の後方に絞り（図示せず）が設けられ
、これは副通路２側へ取ジ込まれる空気量の調整に使わ
れる他、広い流量範囲に亘って主通路１ｇ１Ｉｌへ取り
込まれる空気量と副通路２側への空気量の割合、すなわ
ち分流比を一定する働きをもたせている。これは内燃機
関等の空気流量検出器において問題となるが単位時間当
りの流入空気総量であるためであシ、局所的で流速値よ
りも平均流速値を知る必要からである。さらに上記の分
流比を一定とするために一通路２の入口をベルマウス形
状とし、管壁での圧力損失が流速の２乗で増えるという
補正効果全利用して分流比を一定となる。ように構成し
ている。これは空気の流れの低速域では副通路２が設け
られた管壁付近の流速が低下するが、逆に副通路２内で
の管壁や接合部、屈曲部等の断面形状変化部分での圧力
損失が増大し平均流速を代表するような流れを形成する
ものである。以上の説明は定常条件における場合である
が、非定常条件についても考慮がなされておシ、空気力
学的な慣性の観点から副通路２の全長と該通路２内の圧
力損失係数を適当に選ぶことによシ、非定常時の流速と
定常時の流速とを広い流量範囲において対応させている
。しかしこれらの議論は通路内の流速分布が流速に応じ
て理想的な分布形状となるような場合の架空の議論であ
り、内燃機関等の吸気通路内へ挿入するような場合、通
路が前方で曲げられているようなことや、エアーフィル
ター等によって管断面形状が前方で変わっている等のこ
とは避けられず、異なる車種については勿論のこと、同
一車種においても取付は場所、取付は方向等の取付は状
態の影ｆ＃を受けざると得ない。つまシ、吸入空気通路
内の流速分布が乱されることによシ、副通路２側へ取り
込まれる空気量が−１−平均流速下でｉ異なシ、安定し
て流速を検ぬすることができなくなる。

従来の装置に以上のように構成されているので、装置の
取付は場所や取付は方向等の影響を受けて調整に手数を
要し安定して高い精度が得られない土、主通路全校るこ
とによって圧損が増大すると共に、副通路を配すること
で取伺は寸法が大きくなる等の欠点があった。

〔発明の概要〕

この発明に、かかる欠点を改善する目的でなされたもの
で、副通路を設けることなく吸入空気通路の中央部に円
筒形状の整流素子と、この整流素子の下流側に限流素子
を設けたことによシ、取付は状態等に影響を受けること
なく安定して高い精度が得られると共に、圧力損失が小
さくかつ小形で軽量な感熱式気体流量検出装置を提供す
るものであ、る。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を図について説明する。

第２図において、１は被測定流体となる空気の流れる通
路、４はこの通路】の中央部に同軸状に配された円筒形
状の整流素子で、支持部材４ａでもって上記通路１の内
壁に支持されている。そしてこの整流素子４内には抵抗
が温度によって変化する白金等の感温抵抗体からなる発
熱素子３が囲繞式れ、この発熱素子３に整流素子４の下
流側（出口側）に間隔を保って配置した限流素子５に取
付けられている。限流素子５は円板形状がらなシ、その
外径は上記整流素子４の外径と同一あるいにそれ以上の
外径寸法を有し、この限流素子５に上記発熱素子３への
給電用の電極（図示せず）が設けである。

次に動作について説明する。整流素子４の軸方向の長さ
にその内径の３倍以上に設定さ１１でおジ、これは円筒
内の速度分布が自動車における常用空気流茄−範囲にお
いてラングバールの助走区間を逃れ充分発達した流れを
形成する条件となっている。

したがって発熱素子３付近の流れは取付は状態による影
１１を受りにくく、安定した流れを形成する。

なお、ラングバールの助走区間けＬｅ　＝　０．０６　
ｌｌＲｅ句で与えられる。また、整流素子４に通路】の
中央部に配されているので管断面においても最大流速が
得られるため冷却による熱伝達量が大きく、検出出力を
高めゲインを大きくとることができる他、局所点におい
て平均流速を代表する働きがある。

発熱素子３に空気の流れに対して順方向の成分に対して
も逆方向の成分に対しても殆んど同等のゲインがあシ、
各流速成分に感応するため、限流素子５ｆ、設けて逆方
向の流速成分が発熱素子３に直接当たらないようにして
いる。このため発熱素子３からにこうした構成に流体ダ
イオードの働きをするもので、限流素子５の形状として
は必ずしも実施例のように円板形状に限るものでなく、
流体ダイオードの働きを有するものであれば同様の作用
が得られる。また整流素子４も限流素子５も耐熱性を有
する材料からできているのでバツクファイヤ、−等の影
響も回避できる構造となっている。

なお、限流素子５の外径に整流素子４の外径と殆んど等
しく、整流素子４の外径をできるだけ小さく押えである
ので順方向の圧力損失が小さく、可能な限り圧力損失を
押えるという自動車の用途での要求に充分応えることが
できる。

第３図は限流素子５の他の実施例を示すもので、この例
では限流素子５に半球形状からできている。

このようにすれば吸気通路内の逆流成分を最大限に発熱
素子３に当接しないようにできる。また整流素子４の出
口部分をラッパ状とすることで、圧損を下けてゲインを
高めることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、吸入空気通路の
中央部に円筒形状の整流素子と、この整流素子の下流出
口側に限流素子を設けたことにより、装置の取付は状態
等に影ｔ＃を受けることなく安定して高い精度が得られ
ると共に、圧力損失が小さくかつ小形で軽量な感熱式の
気体流量検出装置となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の感熱式気体流量検出装置の断面図、第２
図はこの発明による一実施例を示す断面図、第３図は他
の実施例の断面図である。 １・・・通路、３・・・発熱素子、４・・・整流素子、
５・・・限流素子。 なお、図中、同一符号は同−又に相西部分を示す０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気等の被測定流体の流れる通路と、この通路に
   同軸状に配した白金等の感温物質よりなる発熱素子を囲
   繞する円筒状の整流素子と、整流素子より下流側に一定
   間隔をもつて配置し、上記整流素子の外径と同一あるい
   はそれ以上の外径寸法を有する限流素子とから構成した
   ことを特徴とする感熱式気体流量検出装置。
2. （２）限流素子が円板形状からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の感熱式気体流量検出装置。
3. （３）限流素子が半球形状からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の感熱式気体流量検出装置。