DE-112018004731-B4 - Gassensorelement und Gassensor

Abstract

Gassensorelement (1) zum Erfassen einer spezifischen Gaskomponente in einem gemessenen Gas, wobei das Gassensorelement (1) in einem Abdeckungskörper (S) eingehaust ist und folgendes aufweist: einen Elementkörper (2) in der Form einer langen Platte, die an dessen Ende auf einer Seite der Endfläche (21) in einer Längsrichtung (X) ein Gaserfassungsteil (20) aufweist; und eine poröse Schutzschicht (3), die einen äußeren Umfang des Endes auf dieser Seite der Endfläche (21) des Elementkörpers (2) abdeckt, wobei in einem Querschnitt, der zwei benachbarte ausgewählt aus der Endfläche (21) und den Seitenflächen (22) beinhaltet, die mit der Endfläche (21) verbunden sind, eine Außenoberfläche (31) der Schutzschicht (3), die einer Elementecke (23) zugewandt ist, an welcher sich die zwei Flächen (21, 22) treffen, eine Form mit einem Eckteil (4) aufweist, das Eckteil (4) derart konfiguriert ist, dass ein Verhältnis (D/L) eines angenommenen Durchmessers (D) eines Wassertropfens (W), der in dem gemessenen Gas in einer Anwendungsumgebung enthalten ist, zu einer effektiven Länge (L) des Eckteils (4) in dem Querschnitt, der die zwei Flächen (21, 22) beinhaltet, größer gleich 1,5 ist, wobei der Abdeckungskörper (S) eine Innenabdeckung (S11) und eine Außenabdeckung (S12) aufweist und der angenommene Durchmesser (D) in Abhängigkeit einer Größe eines Lochdurchmessers von Durchgangslöchern (S13, S14) des Abdeckungskörpers (S) und einem Zwischenraum der Innenabdeckung (S11) und der Außenabdeckung (S12) des Abdeckungskörpers (S) bestimmt wird, und in dem Querschnitt, der diese zwei Flächen (21, 22) beinhaltet, ein Winkel, der durch zwei Flächen (32, 33, 321, 331) der Außenoberfläche (31), die sich an dem Eckteil (4) treffen, ausgebildet ist, ein spitzer Winkel ist.

Inventors

• Tomotaka Mouri
• Shota IMADA
• Toru Takeuchi

Assignees

• DENSO CORPORATION

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20180821

Priority Date

20170822

Claims (10)

1. Gassensorelement (1) zum Erfassen einer spezifischen Gaskomponente in einem gemessenen Gas, wobei das Gassensorelement (1) in einem Abdeckungskörper (S) eingehaust ist und folgendes aufweist: einen Elementkörper (2) in der Form einer langen Platte, die an dessen Ende auf einer Seite der Endfläche (21) in einer Längsrichtung (X) ein Gaserfassungsteil (20) aufweist; und eine poröse Schutzschicht (3), die einen äußeren Umfang des Endes auf dieser Seite der Endfläche (21) des Elementkörpers (2) abdeckt, wobei in einem Querschnitt, der zwei benachbarte ausgewählt aus der Endfläche (21) und den Seitenflächen (22) beinhaltet, die mit der Endfläche (21) verbunden sind, eine Außenoberfläche (31) der Schutzschicht (3), die einer Elementecke (23) zugewandt ist, an welcher sich die zwei Flächen (21, 22) treffen, eine Form mit einem Eckteil (4) aufweist, das Eckteil (4) derart konfiguriert ist, dass ein Verhältnis (D/L) eines angenommenen Durchmessers (D) eines Wassertropfens (W), der in dem gemessenen Gas in einer Anwendungsumgebung enthalten ist, zu einer effektiven Länge (L) des Eckteils (4) in dem Querschnitt, der die zwei Flächen (21, 22) beinhaltet, größer gleich 1,5 ist, wobei der Abdeckungskörper (S) eine Innenabdeckung (S11) und eine Außenabdeckung (S12) aufweist und der angenommene Durchmesser (D) in Abhängigkeit einer Größe eines Lochdurchmessers von Durchgangslöchern (S13, S14) des Abdeckungskörpers (S) und einem Zwischenraum der Innenabdeckung (S11) und der Außenabdeckung (S12) des Abdeckungskörpers (S) bestimmt wird, und in dem Querschnitt, der diese zwei Flächen (21, 22) beinhaltet, ein Winkel, der durch zwei Flächen (32, 33, 321, 331) der Außenoberfläche (31), die sich an dem Eckteil (4) treffen, ausgebildet ist, ein spitzer Winkel ist.
2. Gassensorelement (1) nach Anspruch 1 , wobei sich das Eckteil (4) auf einer Erstreckungslinie einer Linie (A) befindet, welche die Elementecke (23) halbiert, das Eckteil (4) eine Wassertropfen-Kontaktoberfläche (41) aufweist, die einen Schnittpunkt (c) zwischen der Erstreckungslinie einer Linie (A) und der Außenoberfläche (31) der Schutzschicht (3) beinhaltet, und die effektive Länge (L) des Eckteils (4) einen Abstand zwischen zwei Enden der Wassertropfen-Kontaktoberfläche (41) in dem Querschnitt, der zwei Flächen (21, 22) beinhaltet, beträgt.
3. Gassensorelement (1) nach Anspruch 2 , wobei die Wassertropfen-Kontaktoberfläche (41) Formveränderungspunkte (a, b) aufweist, die sich jeweils in Richtungen ausgehend von dem Schnittpunkt (c) hin zu den zwei Flächen (21, 22) befinden, und die zwei Enden der Wassertropfen-Kontaktoberfläche (41) an den Formveränderungspunkten (a, b) definiert sind.
4. Gassensorelement (1) nach Anspruch 2 oder 3 , wobei die Wassertropfen-Kontaktoberfläche (41) flach oder gekrümmt ist.
5. Gassensorelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , wobei die effektive Länge (L) des Eckteils (4) kleiner als 1,2 mm ist.
6. Gassensorelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei ein Verhältnis (L/t) der effektiven Länge (L) des Eckteils (4) zu einer Schichtdicke (t) der Schutzschicht (3) an dem Eckteil (4) kleiner gleich 6 ist.
7. Gassensorelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , wobei das Eckteil (4) ausgehend von zumindest einer der zwei Flächen (32, 33) der Schutzschicht (3), die diesen zwei Flächen (32, 33) zugewandt ist, nach außen hervorragt.
8. Gassensorelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , wobei die effektive Länge (L) des Eckteils (4) größer gleich 0,8 mm und kleiner als 1,0 mm ist.
9. Gassensorelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , wobei die Schutzschicht (3) eine wasserabweisende Fähigkeit aufweist.
10. Gassensor (S), der das Gassensorelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist, ferner aufweisend ein zylindrisches Gehäuse (H), das einen äußeren Umfang des Gassensorelements (1) lagert, wobei ein Ende des Gassensorelements (1), an welchem die Schutzschicht (3) vorgesehen ist, in dem Abdeckungskörper (S) eingehaust ist, der an einem Ende des zylindrischen Gehäuses (H) angebracht ist, und das gemessene Gas durch ein Durchgangsloch (S13, S14), das in dem Abdeckungskörper (S) vorgesehen ist, in den Abdeckungskörper (S) eingeführt ist.

Description

Querverweis auf ähnliche Anmeldung Die vorliegende Anmeldung basiert auf der Japanischen Anmeldung mit der JP 2017 - 159 692 A, eingereicht am 22. August 2017. Technisches Gebiet Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Gassensorelement, das mit einer porösen Schutzschicht abgedeckt ist, sowie einen Gassensor, der ein Gassensorelement beinhaltet. Stand der Technik Das Abgassystem einer Automobilmaschine ist mit einem Gassensor zum Erfassen eines spezifischen Abgases vorgesehen, und es wird eine Emissionssteuerung durchgeführt, indem zum Beispiel auf Grundlage des Erfassungsergebnisses des Gassensors eine Verbrennungssteuerung ausgeführt wird. Der Gassensor weist ein langes, plattenartiges Gassensorelement auf, das in einer Abdeckung untergebracht ist, und das Gassensorelement ist durch eine poröse Schutzschicht, die auf der Außenoberfläche vorgesehen ist, vor einem Eindringen von Wassertropfen und Giftstoffen geschützt. Das Gassensorelement ist konfiguriert, indem ein Heizvorrichtungsteil in dem Elementkörper aufgenommen wird, in welchem ein Gaserfassungsteil vorgesehen ist. Wie in PTL 1 beschrieben, wird die poröse Schutzschicht für gewöhnlich zum Beispiel ausgebildet, indem der Elementkörper des Gassensorelements unter Verwendung des Eintauchverfahrens oder dergleichen in dem Schutzschichtmaterial in einem Schlammzustand eingetaucht wird. Die Schutzschicht, die auf eine derartige Weise ausgebildet ist, umgibt den gesamten äußeren Umfang bzw. Außenumfang des Elementkörpers mit einer allgemein kreisförmigen oder elliptischen äußeren Form, und diese weist eine gekrümmte Außenoberfläche auf. Ferner wird in PTL 1 vorgeschlagen, die Wärmeleitfähigkeit der Schutzschicht oder eine physikalische Eigenschaft, welche die Beziehung der Wärmeleitfähigkeit, Dichte und spezifischen Wärme zu einem bestimmten numerischen Bereich angibt, zu spezifizieren, um die wasserabweisende Fähigkeit bzw. das Vermögen, Wasser abzuweisen, der Schutzschicht zu erhöhen und ein Durchdringen bzw. Eindringen von Wassertropfen zu unterbinden. JP 2016 - 161 414 A offenbart das Folgende: Das Verfahren zur Ausbildung eines Gassensorelements dient dazu, ein Gassensorelement zu erhalten, das ein Elementkörperteil und einen Schutzfilm hat, und enthält einen Hauptkörpervorbereitungsprozess, einen Filmbildungsprozess und einen Kalzinierungsprozess. Beim Verarbeiten des Films wird das obere Ende des Elementkörperteils teilweise in eine Aufschlämmung aus einem Schutzfilmbildungsmaterial verarbeitet, das ein Keramikmaterial, ein anorganisches Bindemittel und ein Koagulierungsmittel hat, in einem Formwerkzeug, und das an dem Elementkörperteil angebrachte Schutzfilmbildungsmaterial wird in dem Formwerkzeug vorläufig ausgehärtet. US 2013 / 0 233 708 A1 offenbart das Folgende: Ein Gassensorelement, das einen abgeschrägten Abschnitt hat. Der abgeschrägte Abschnitt hat einen vorderen abgeschrägten Abschnitt, der in einem vorderen Endabschnitt des Gassensorelements ausgebildet ist, einen hinteren abgeschrägten Abschnitt, der in einem hinteren Endabschnitt des Gassensorelements ausgebildet ist, und einen mittleren abgeschrägten Abschnitt, der den vorderen abgeschrägten Abschnitt und den hinteren abgeschrägten Abschnitt verbindet. Der Abschrägungswinkel des hinteren abgeschrägten Abschnitts ist so ausgebildet, dass er größer ist als der Abschrägungswinkel des vorderen abgeschrägten Abschnitts. US 2016 / 0 018 357 A1 offenbart das Folgende: Gassensorelement mit einer porösen Schutzschicht mit ausgezeichneter Wasserabweisung. Es wird ein Gassensorelement vorgesehen, das einen Erfassungsabschnitt hat, der einen Stapel aus einem Festelektrolytkörper mit einem Paar Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten und einen Wärmeerzeugungskörper mit einer Wärmeerzeugungsquelle sowie eine poröse Schutzschicht enthält, die um den Erfassungsabschnitt herum ausgebildet ist. JP 2012 - 247 293 A offenbart das Folgende: Ein Gassensorelement enthält ein Elementkörperteil, das hat: einen Festelektrolyten; eine Messgas-Seitenelektrode und eine Referenzgas-Seitenelektrode; eine Diffusionswiderstandsschicht; und eine Heizschicht mit einer Heizvorrichtung. Der Elementkörperabschnitt, der eine nahezu quadratische Form hat, enthält: zwei Seitenabschnitte, die in Richtung Y der Laminierung ausgerichtet sind; zwei Seitenabschnitte, die in einer Richtung ausgerichtet sind, die die Richtung Y der Laminierung orthogonal schneidet; und vier Eckabschnitte, die zwischen den gegenseitigen Seitenabschnitten angeordnet sind. Der Elementkörperabschnitt enthält eine Elementschutzschicht, die aus einer ersten Schutzschicht besteht, die zwei Diffusionsseiteneckteile abdeckt, die mit einer Gaseinführungsöffnung der Diffusionswiderstandsschicht ausgebildet sind, und einer zweiten Schutzschicht, die den gesamten Außenumfang des Elementkörperabschnitts einschließlich der ersten Schutzschicht bedeckt. Die Elementschutz-Schicht ist so konfiguriert, dass ihre Dicke in den diffusionsseitigen Eckteilen größer ist