JP2005098274A - エアープレクリーナー - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングとその内部に配置される空気排出パイプとを備えたエアープレクリーナーにおいて、空気排出パイプの形状とハウジングの形状とを改善して、空気中の不純物をより効率的に除去することができるエアープレクリーナーを提供する。
【解決手段】空気排出パイプは、その上端部がハウジングの内部にある空間内に突き出るように設置され、かつその横断面形状が空気流入口側端部において反対側の端部より径が小さい曲線を描く略卵形とし、その空間内にある上端部は、空気流入口側がその反対側より高く傾いて形成されている。ハウジング内部にある空間は、空気流入口からその空間断面積が徐々に増加するような傾斜部を有し、空気流入口端部の一側に配置され、上部内面は空気流入口から遠くなるほど下方に傾いて形成される。
【選択図】図１

Description

本発明はエンジンの吸気システムに用いられるエアープレクリーナーに関するものである。

エンジンは、燃料と空気を混合して燃焼室に送られるが、この時の空気は、通常、エンジンの外部に配置された空気吸入管により導入され、まず空気中の水ミスト、塵芥などの不純物をエアープレクリーナーにより一次的に除去し、次いでエアフィルターなどのエアークリーナーによりさらに清浄にされている。

エアープレクリーナーについては、吸気口と排気口を有する概ね円筒型の通気管に空気の旋回流を発生させる羽根を吸気口側に設置して旋回流の遠心力により空気中の水ミストや塵芥を周方向に排除していくという手法あり、例えば、下向きに開口した空気流入口からの空気を、空気流入口の内側に取り付けられた旋回流形成板（羽根）を通過することにより旋回流とし、空気中の水ミストを旋回流の遠心力により周方向に押し出しプリクリーナの内側壁面に衝突させ、凝集させて下方に流れ落す方法〔例えば、特許文献１参照〕、エアークリーナに連通する通気管に通気管の内側で吸気口側に同軸的に固定された複数の羽根とを有する複数のサイクロン器を設け、吸入した空気を周方向に押出す方法〔例えば、特許文献２参照〕などの提案がある。このような遠心力による方法はそれなりに効果はあるが、装置的に非常に複雑となり製作が高価になるのは否めない。一方、空気吸入管からエアークリーナーに通じる間に空間を設け、空気の流れの力により水ミスト、塵芥を分離する方法、例えば空気吸入管と空気排出パイプの間に隔壁のある空間を設け空気を循環するように流して水ミスト、塵芥などを分離する方法〔例えば、特許文献３参照〕の提案があり、これは装置の構造が簡単で、機能的にも満足のいくものである。

しかし、空気の流れにより水ミスト、塵芥を分離する方法では、空気の流れが速く、また空間を形成する壁に段差をつけて内部面積を大きくするような構造になっており、段差部分に空気の渦巻流が発生して段差の効果を生かしきれずに空気が流れ、空気中の水ミスト、塵芥を分離する上で効率がよくないという問題があった。

実開昭６１−１３７８７５号公報 特開２００１−５０１２３号公報 特開２００１−１５２９８号公報

上記問題点を解決すべく本発明の目的は、ハウジング内の限られた空間を有効に使用した空気の流れを作り、かつ簡単な構造で空気中の不純物を効率よく除去することができるエアープレクリーナーを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のエアープレクリーナーは、空気流入口と、空気流入口から流入された空気から分離された不純物を排出するドレーンバルブと、空気排出パイプとが形成され、それぞれと連通する空間を有するハウジングからなるエアープレクリーナーにおいて、空気排出パイプは、その上端部がハウジングの空間内に突き出るように設置され、かつその横断面形状が空気流入口側端部において反対側の端部より径が小さい曲線を描く略卵形であるものである。

ハウジングにある空間は、空気流入口からその断面積が徐々に増加するような傾斜部を有しているのが好ましい。

傾斜部は、空気流入口端部の一側に配置されるのが好ましい。

内部の空間内に突き出ている空気排出パイプの上端部は、空気流入口側がその反対側より高く傾いて形成されているのが好ましい。

ハウジングにある空間の上部内面は、空気流入口から遠くなるほど下方に傾いて形成されるのが好ましい。

ドレーンバルブは、空気排出パイプを挟んで空気流入口から遠い地点に形成されることのが好ましい。

ドレーンバルブは、ハウジングにある空間の下面に形成されるのが好ましい。

本発明のエアープレクリーナーは、ハウジング内部にある空間における空気流入口から空気排出パイプに至る空気の流れをスムーズに変化させ、かつ空間内を有効に使用しているので空気中の不純物をより効率よく除去することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面を参照して説明する。
エアープレクリーナーは、エンジン（図示してない）に送られる空気を清浄にするクリーナーのさらにその前に設置され、外部空気中に含まれる水ミスト、塵芥などの不純物を１次的に除去する装置である。

図１は、本発明におけるエアープレクリーナーの実施の形態を示す例である。エアープレクリーナー１００は、エアークリーナー２００の上流側に設置される。つまり、外部から流入される空気は、まずエアープレクリーナー１００によって１次的に浄化され、次いでエアークリーナー２００によって２次的に浄化された後、エンジンに供給される。

エアープレクリーナー１００は、その内部に空間を有するハウジング１０１があり、ハウジング１０１にはその空間に連通して外部から空気が流入される通路となる空気流入口１０３、不純物が除去された空気をハウジング１０１の外部、すなわちクリーナー２００に送り出す空気排出パイプ１０７、空気から分離された水ミスト、塵芥などの不純物を外部に排出するためのドレーンバルブ１０５が設置されている。

図２、図３は、エアープレクリーナー１００の構造を説明する図面であり、図２は側面図、図３は平面図である。空気排出パイプ１０７は、フランジ１０９によりハウジング１０１に取り付けられている。図２に示されているように、空気排出パイプ１０７は、その上端部がハウジング１０１の空間内に突き出るように設置され、その横断面形状は、空気流入口側端部において反対側の端部より径が小さい曲線を描く略卵形の閉曲線（ｃｌｏｓｅｄ ｃｕｒｖｅ）形状を有している。

また、図３に示されているように、ハウジング１０１にある空間は、空気流入口１０３からその断面積が徐々に増加するような傾斜部１１５を有しているのが好ましい。このような形状にすると、空気流入口１０３から流入された空気は、ハウジング１０１の内壁と空気排出パイプ１０７の周囲の間を流れる時、それぞれの形状により空気の流動断面積が変わることで空気の流れる速度が変わり、空気中の不純物を効果的に分離することができるようになる。

図３において傾斜部１１５は、空気流入口１０３のある一側に設けられて、ハウジング１０１の断面積の急激な増加による渦巻流の形成を防止することができ、その結果空気排出パイプ１０７の周辺を通る空気の流れをスムーズにすることができ、空間部を有効に使用することができるようになる。

空気排出パイプ１０７の上端部は、図２に示されているように空気流入口１０３側の部分がその反対側の部分より高くなっており、好ましい実施の形態である。空気排出パイプ１０７の空気流入口１０３側上面の高さは、ハウジング１０１にある空間の高さの半分程度にするのが好ましく、空間の高さの５５％程度とするのが最も好ましい。

また、ハウジング１０１内の空間の上部内面は、空気流入口１０３から流入された空気がドレーンバルブ１０５側に効果的に移動することができるように空気流入口１０３から遠くなるほど下方に傾いて形成されるのが好ましい。このような形状にすることにより、空間内部に流入された空気は空気排出パイプ１０７の左右および上部を通って、空気流入口１０３とは反対側に流れ、途中分離された空気中不純物を、効率良くハウジング１０１の下面にあるドレーンバルブ１０５に落下させることができる。

ドレーンバルブ１０５は、図面に示されているように、空気排出パイプ１０７を挟んで空気流入口１０３から遠い地点に、かつハウジング１０１にある空間の下面に形成されるのが好ましい。

ドレーンバルブ１０５は、従来からあるドレーンバルブと同様でよい。つまり、ドレーンバルブ１０５は、ドレーン開口とその開口を覆うリブとからなり、リブはドレーン開口に圧力が加わったとき、あるいは液体や固形物が蓄積して荷重がかかったときに開放する構造にすることが好ましい。このような方式にすることにより、蓄積物を自動的に排出することが可能となる。

図４〜図９は、コンピュータ解析によって得られたエアープレクリーナー内部の空気の流れを示しており、図４、図６、及び図８は本発明の実施の形態における場合、図５、図７、及び図９は比較例として従来行われていた形態での場合である。

図４に示した本発明の実施の形態では、空気排出パイプ１０７の横断面形状を空気流入口１０３側端部において反対側の端部より径が小さい曲線を描く略卵形に形成されているので、空気排出パイプ１０７の周囲でよりスムーズな空気の流れが形成されていることがわかる。図５は、従来の形態であり空気排出パイプの横断面形状は楕円形である。

また、図４に示すように、ハウジング１０１に傾斜部１１５を形成し、その断面積が一気に大きくなるのでなく徐々に増加するように形成されているので、渦巻流の発生を防止することができ、ドレーンバルブ１０５の近くを通る空気の流れを図５の比較例より多くすることができる。

また、図６に示しているように、本発明によるエアープレクリーナー１００では、空気排出パイプ１０７の空気流入口１０３側の端部の上面の高さがハウジング１０１にある空間の高さの半分程度であるため、流入空気はよりスムーズにドレーンバルブ１０５側に流れ、流入された空気がすぐ空気排出パイプ１０７に流れることが少なくなり、流入空気中に含まれていた不純物をより効果的に除去することができるようになる。

結果的に、図８に示すように本発明によるエアープレクリーナー１００での空気の流れが、図９の比較例での空気の流れよりスムーズで、ドレーンバルブ１０５により多くの空気を流すことができることが分かる。

以上で、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の実施の形態から、その技術的範囲内において本発明が属する技術分野における通常の知識を有する当業者によって容易に変更され得るであろう。

簡単な構造で空気中の水ミスト、塵芥などの不純物を効率良く除くことができ、後続のエアークリーナーの負荷を少なくすることができ、エアークリーナーの寿命を延ばすことが可能となる。

本発明の実施の形態によるエアープレクリーナーがエアークリーナーに連結された状態を示した図面である。 本発明の実施の形態におけるエアープレクリーナーの構造を簡略に示した側面面である。 本発明の実施の形態におけるエアープレクリーナーの構造を簡略に示した平面図である。 本発明の実施の形態によるエアープレクリーナーにおける空気の流れを上面から見た状態を示した図面である。 従来の方式によるエアープレクリーナーにおける空気の流れを上面から見た状態を示した図面である。 本発明の実施の形態によるエアープレクリーナーにおける空気の流れを側面から見た状態を示した図面である。 従来の方式によるエアープレクリーナーにおける空気の流れを側面から見た状態を示した図面である。 本発明の実施の形態によるエアープレクリーナーにおける空気の流れを側面から見た状態を示した図面である。 従来の方式によるエアープレクリーナーにおける空気の流れを側面から見た状態を示した図面である。

符号の説明

１００； エアープレクリーナー
１０１； ハウジング
１０３； 空気流入口
１０５； ドレーンバルブ
１０７； 空気排出パイプ
１０９； フランジ
１１５； 傾斜部
２００； エアークリーナー

Claims (7)

1. 空気流入口と、前記空気流入口から流入された空気から分離された不純物を排出するドレーンバルブと、空気排出パイプとが形成され、それぞれと連通する空間を有するハウジングからなるエアープレクリーナーにおいて、
   前記空気排出パイプは、その上端部が前記ハウジングの空間内に突き出るように設置され、かつその横断面形状が前記空気流入口側端部において反対側の端部より径が小さい曲線を描く略卵形であることを特徴とするエアープレクリーナー。
2. 前記ハウジングにある空間は、前記空気流入口からその断面積が徐々に増加するような傾斜部を有していることを特徴とする請求項１記載のエアープレクリーナー。
3. 前記傾斜部は、前記空気流入口端部の一側に配置されることを特徴とする請求項２に記載のエアープレクリーナー。
4. 前記空間内に突き出ている空気排出パイプの上端部は、前記空気流入口側がその反対側より高く傾いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエアープレクリーナー。
5. 前記ハウジングにある空間の上部内面は、前記空気流入口から遠くなるほど下方に傾いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のエアープレクリーナー。
6. 前記ドレーンバルブは、前記空気排出パイプを挟んで前記空気流入口から遠い地点に形成されることを特徴とする請求項１に記載のエアープレクリーナー。
7. 前記ドレーンバルブは、前記ハウジングにある空間の下面に形成されることを特徴とする請求項１または６記載のエアープレクリーナー。

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