(57)【要約】【課題】  エア流の圧力損失を有効に低減することができできる旋回流発生装置及びそれを備えたエアガイド装置を提供する。【解決手段】  エア流をガイドするためのガイド筒２１と、ガイド筒２１の軸線に対して傾斜するように配設された複数枚の羽根２９ａ〜２９ｈよりなる羽根群ユニット２４とを備えている。羽根群ユニット２４には、ガイド筒２１に対して軸線方向とは異なる方向からエア流が導入されるとき、その導入エア流が各羽根２９ａ〜２９ｈの外面から剥離するのを抑制するための剥離抑制構造３０を設ける。この剥離抑制構造３０は、羽根群ユニット２４の各羽根２９ａ〜２９ｈの前縁に高低差を設けることによって形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エア流をガイドするためのガイド筒と、そのガイド筒の中心部と内周面との間においてガイド筒の軸線に対して傾斜するように配設された複数枚の羽根よりなる羽根群とを備え、その羽根群の作用によりガイド筒内を通過するエア流に対して旋回力を付与するようにした旋回流発生装置において、
前記羽根群には、ガイド筒に対して軸線方向とは異なる方向からエア流が導入されるとき、その導入エア流が各羽根の外面から剥離するのを抑制するための剥離抑制手段を設けたことを特徴とする旋回流発生装置。
【請求項２】
前記ガイド筒の中心部にはノーズコーンが設けられ、前記各羽根がノーズコーンとガイド筒との間に介在されていることを特徴とする請求項１に記載の旋回流発生装置。
【請求項３】
前記剥離抑制手段は、羽根群の各羽根の前縁に高低差を設けることにより形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の旋回流発生装置。
【請求項４】
前記羽根群の複数枚の羽根のうちで、導入エア流の導入方向と旋回方向とが逆方向になる領域に位置する羽根の前縁を導入エア流に向かって突出させたことを特徴とする請求項３に記載の旋回流発生装置。
【請求項５】
導入エア流の導入方向と旋回方向とがほぼ同方向になる部分において、前記羽根群中の羽根を欠落させることにより開放部を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載の旋回流発生装置。
【請求項６】
前記羽根群の下流側においてガイド筒にダスト回収器を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項に記載の旋回流発生装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうちのいずれか一項に記載の旋回流発生装置を曲がりダクトの下流側に対して接続したことを特徴とするエアガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両等のエンジンの吸気系に接続されるプリクリーナ等において、エア流に旋回力を付与するために用いられる旋回流発生装置、及びそれを備えたエアガイド装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の旋回流発生装置としては、例えば特許文献１に開示されるような構成のものが提案されている。この従来構成においては、図１４及び図１５に示すように、ガイド筒４１の流入側に、同ガイド筒４１の軸線方向に対して傾斜した複数枚の羽根４９ａ〜４９ｈよりなる羽根群ユニット４４が配設され、この羽根群ユニット４４の各羽根４９ａ〜４９ｈにより、曲がりダクト４３からガイド筒４１内に導入されるエア流に対して旋回力が付与されるようになっている。そして、エア流が旋回されることにより、そのエア流中に含まれるダスト等が遠心分離されて、濾過され、その濾過されたエア流がエンジンに吸入されるようになっている。
【０００３】
前記各羽根４９ａ〜４９ｈの前縁には、導入エア流に向かって突出するガイド部５１が形成されている。そして、ガイド筒４１に対してその軸線方向とは異なる方向から導入されるエア流が、これらのガイド部５１に沿って各羽根４９ａ〜４９ｈの後縁側へ導かれるようになっている。
【特許文献１】特開昭６３−１９２９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この従来の旋回流発生装置では、図１５に示すように、羽根群ユニット４４におけるすべての羽根４９ａ〜４９ｈの前縁にガイド部５１が設けられている。そして、導入エア流の導入方向（図１５の矢印Ｐ方向）と旋回エア流の旋回方向（図１５の時計回り方向）とが逆方向になる領域Ｔ１（図１５のほぼ右半部）に位置する羽根４９ａ〜４９ｄについては、ガイド筒４１の軸線方向とは異なった方向から導入されるエア流に対してガイド部５１が有効に作用して、導入エア流を旋回流に変換させる。
【０００５】
これに対して、導入エア流の導入方向Ｐと旋回方向とがほぼ同方向になる領域Ｔ２に位置する羽根４９ｅ〜４９ｈについては、ガイド部５１がエア流の通過の障害となって、そのエア流の圧力が損失されるとともに、旋回流の発生が阻害される。このため、ダスト等の分離効率が低下するばかりでなく、エンジンの吸気効率も低下して燃費悪化等を招くものであった。
【０００６】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、エア流の圧力損失を低減することができて、旋回流を効果的に発生させることができる旋回流発生装置、及びそれを備えたエアガイド装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、旋回流発生装置に係る請求項１に記載の発明は、エア流をガイドするためのガイド筒と、そのガイド筒の中心部と内周面との間においてガイド筒の軸線に対して傾斜するように配設された複数枚の羽根よりなる羽根群とを備え、その羽根群の作用によりガイド筒内を通過するエア流に対して旋回力を付与するようにした旋回流発生装置において、前記羽根群には、ガイド筒に対して軸線方向とは異なる方向からエア流が導入されるとき、その導入エア流が各羽根の外面から剥離するのを抑制するための剥離抑制手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ガイド筒の中心部にはノーズコーンが設けられ、前記各羽根がノーズコーンとガイド筒との間に介在されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記剥離抑制手段は、羽根群の各羽根の前縁に高低差を設けることにより形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記羽根群の複数枚の羽根のうちで、導入エア流の導入方向と旋回方向とが逆方向になる領域に位置する羽根の前縁を導入エア流に向かって突出させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載の発明において、導入エア流の導入方向と旋回方向とがほぼ同方向になる部分において、前記羽根群中の羽根を欠落させることにより開放部を形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記羽根群の下流側においてガイド筒にダスト回収器を設けたことを特徴とする。
エアガイド装置に係る請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のうちのいずれか一項に記載の旋回流発生装置を曲がりダクトの下流側に対して接続したことを特徴とする。
【００１３】
（作用）
請求項１に記載の発明においては、ガイド筒の軸線方向とは異なる方向からエア流が導入されるとき、剥離抑制手段により各羽根の外面からの導入エア流の剥離が抑制される。よって、エア流の圧力損失を有効に低減することができて、旋回流を効果的に発生させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明においては、ノーズコーンにより導入エア流を整流してガイド筒の内周面側に導くことができて、旋回流を一層効果的に発生させることができる。
請求項３に記載の発明においては、各羽根の前縁に高低差を設けることにより、導入エア流の剥離の発生を最小限に抑制することができ、従って、専用部品は不要で、構成が簡単になる。
【００１５】
請求項４に記載の発明においては、導入エア流の導入方向と旋回方向とが逆方向になる領域に位置する羽根の前縁を突出させることにより、それらの羽根において導入エア流の剥離が生じるのを効果的に抑制することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明においては、導入エア流の導入方向と旋回方向とが近くなる部分の羽根については、旋回力を付与する必要性が低いため、この羽根を欠落させることにより、開放部を形成して、エア流の圧力損失を一層効果的に低減することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明においては、旋回流の発生によりガイド筒の内周面に遠心分離されたダストを、ダスト回収器により回収することができる。
請求項７に記載の発明においては、エンジンの吸気系へのエアガイド装置に前記の旋回流発生装置を用いた場合、エア流の圧力損失を有効に低減することができて、エンジンに対して所要量のエアを有効に供給することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、この発明によれば、エア流の圧力損失を有効に低減することができて、旋回流を効果的に発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下に、この発明を車両等のエンジンの吸気系に接続されるプリクリーナにおいて具体化した第１実施形態を、図１〜図５に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、プリクリーナにおいてエア流を導くためのガイド筒２１は円筒状に形成され、その流出側（下流側）端部には内筒２２が内側に向かって突設されている。ガイド筒２１の流入側（上流側）端部には曲がりダクト２３が接続され、エアが曲がりダクト２３を介してガイド筒２１内にその軸線方向とは異なる方向から導入されるようになっている。
【００２１】
前記ガイド筒２１の流入側端部内には後述する羽根群ユニット２４が嵌合固定され、この羽根群ユニット２４は、ガイド筒２１内に進入されるエア流に対して旋回力を付与するようになっている。これにより、エアに含まれるダスト等がガイド筒２１内において遠心分離されるようになっている。
【００２２】
前記羽根群ユニット２４の下流側に位置するように、ガイド筒２１の流出側端部の下部にはダスト取出口２５が形成され、そのダスト取出口２５にはダスト回収器２６が取り付けられていて、ガイド筒２１内で分離されたダストがダスト回収器２６に回収されるようになっている。そして、車両の運転時の振動やエンジンの吸気脈動等の振動がダスト回収器２６に付与されると、そのダスト回収器２６が開閉動作してダスト等が外部に排出されるようになっている。
【００２３】
図１及び図２に示すように、前記羽根群ユニット２４は、円筒状の外筒部２７と、その外筒部２７の中心部に位置するノーズコーン２８と、外筒部２７とノーズコーン２８との間においてガイド筒２１の軸線に対して傾斜するように等間隔をおいて配設された複数枚の羽根２９ａ〜２９ｈ（実施形態では８枚）とから構成されている。前記ノーズコーン２８は、導入エア流を整流して、ガイド筒２１の内周面側に導く。羽根群ユニット２４には剥離抑制手段としての剥離抑制構造３０が設けられている。そして、この剥離抑制構造３０により、ガイド筒２１に対して軸線方向とは異なる方向から導入されるエア流が各羽根２９ａ〜２９ｈの外面から剥離するのを抑制するようになっている。
【００２４】
この実施形態では、前記剥離抑制構造３０が、羽根群ユニット２４の各羽根２９ａ〜２９ｈの前縁に高低差を設けることにより形成されている。すなわち、図２，図３，図４（ａ）（ｂ）及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、羽根群ユニット２４の複数枚の羽根２９ａ〜２９ｈのうちで、導入エア流の導入方向（矢印Ｐ方向）に対してエア流の旋回方向（矢印Ｑ方向）が逆方向になる領域Ｔ１に位置する羽根２９ａ〜２９ｄについては、それらの本体部３２の前縁に、所定高さｈのガイド部３１が導入エア流に向かって所定角度で突出するように形成されている。これに対して、羽根群ユニット２４の複数枚の羽根２９ａ〜２９ｈのうちで、導入エア流の導入方向Ｐとエア流の旋回方向Ｑとがほぼ同方向になる領域Ｔ２の羽根２９ｅ〜２９ｈについては、それらの前縁にガイド部３１は形成されていない。なお、図３，後述の図７，図１０及び図１３は、導入エア流に対する羽根２９ａ〜２９ｈの機能を示す模式図であり、羽根２９ａ〜２９ｈの作用を強調するために、形状の特徴等を誇張して、かつ簡略化して描いてある。
【００２５】
次に、前記のように構成された旋回流発生装置を備えるプリクリーナについて作用を説明する。
さて、エンジンが稼動されると、その吸気により曲がりダクト２３を介して、ガイド筒２１の流入側端部内に対しガイド筒２１の軸線方向とは異なる方向から羽根群ユニット２４を介してエアが導入される。そして、ガイド筒２１内を通過する導入エア流に対して羽根群ユニット２４の羽根２９ａ〜２９ｈにより旋回力が付与され、そのエア中に含まれるダスト等が遠心分離されて、導入エアが濾過される。
【００２６】
この場合、図３に示すように、導入エア流の導入方向と旋回方向とが逆方向になる領域Ｔ１の羽根２９ａ〜２９ｄについては、それらの前縁にガイド部３１が突出形成されている。そのため、図３及び図４（ａ）に示すように、これらのガイド部３１がガイド筒２１の軸線方向とは異なった方向から導入されるエア流に対して有効に作用して、エア流を羽根２９ａ〜２９ｄの本体部３２側に導き、羽根２９ａ〜２９ｄの外面から剥離するのが抑制される。ちなみに、前記領域Ｔ１において羽根２９ａ〜２９ｄの前縁にガイド部３１が形成されていない場合には、図４（ｂ）に示すように、羽根２９ａ〜２９ｄの外面からのエア流の剥離部分Ｓの領域が大きくなったり、本体部３２の前縁から大きな渦流が生じたりする。そして、このように、剥離部分Ｓの領域が大きくなったり、大きな渦流が生じたりすると、導入エア流の圧力損失が大きくなり、しかも、各羽根２９ａ〜２９ｄ間のエア通過領域の通路断面積が小さくなる。このため、通過エア量が少なくなり、ダストの分離能力が落ちて、濾過機能が低下したり、エンジンの吸入効率が低下して、燃費やドライバビリティが悪化したりするおそれがある。なお、図４，図５，後述の図８，図１１及び図１２は、各羽根２９ａ〜２９ｄを一列状に展開して描いてある。
【００２７】
一方、図３に示すように、導入エア流の導入方向Ｐと旋回方向Ｑとがほぼ同方向になる領域Ｔ２の羽根２９ｅ〜２９ｈについては、それらの前端にガイド部３１が形成されていない。そのため、図３及び図５（ａ）に示すように、これらの羽根２９ｅ〜２９ｈと対応する部分では、ガイド筒２１の軸線方向とは異なった方向から導入されるエア流が羽根２９ｅ〜２９ｈの外面にほぼ沿ってエア流の剥離等を抑制しつつ導かれる。ちなみに、前記領域Ｔ２において羽根２９ｅ〜２９ｈの前縁にガイド部３１が形成されている場合には、図５（ｂ）に示すように、エア流の剥離部分Ｓが比較的大きく発生した。従って、このような場合も、前述のように、導入エア流の圧力損失が大きくなるとともに、各羽根２９ａ〜２９ｄ間のエア通過領域の通路断面積が小さくなり、濾過機能が低下したり、エンジンの吸入効率が低下して、燃費やドライバビリティが悪化したりするおそれがある。
【００２８】
よって、このプリクリーナにおいては、ガイド筒２１内に軸線方向とは異なる方向からエア流が導入される場合でも、そのエア流の圧力損失等を有効に低減することができる。よって、旋回流を効果的に発生させることができて、エアに含まれるダスト等を効率よく分離することができるとともに、エンジンに対して所要量のエアを供給することができる。
【００２９】
また、そのための構成として、各羽根２９ａ〜２９ｄの前縁に高低差を設けただけであるから、部品点数が増えることはなく、構成は簡単である。
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３０】
さて、この第２実施形態においては、図６〜図８に示すように、羽根群ユニット２４の複数枚の羽根２９ａ〜２９ｈのうちで、導入エア流の導入方向Ｐと旋回方向Ｑとほぼ同方向で、それらの方向が最も同一方向に近くなる部分の羽根２９ｆが欠落されて、設けられていない。従って、この部分には広い開放部３３が形成されている。すなわち、この羽根２９ｆの部分では導入エア流の導入方向Ｐと旋回方向Ｑとがほとんど同一方向になっていて、羽根２９ｆを設ける必要性が薄い。そのため、この羽根２９ｆを欠落させて、広い開放部３３を形成することにより、エア流の圧力損失を一層効果的に低減させることができる。
【００３１】
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
さて、この第３実施形態においては、図９〜図１２に示すように、導入エア流の導入方向Ｐと旋回方向Ｑとが逆方向になる領域Ｔ１の羽根２９ａ〜２９ｄについては、それらの前縁に、導入エア流に向かうように大きな湾曲状ガイド部３５が突出形成されている。それに対して、導入エア流の導入方向Ｐと旋回方向Ｑとがほぼ同方向になる領域Ｔ２の羽根２９ｅ〜２９ｈについては、それらの前縁に小さな湾曲状ガイド部３６が突出形成されている。この小さなガイド部３６は、大きなガイド部３５とは逆方向に湾曲している。よって、この実施形態によれば、導入エア流がガイド部３５，３６に沿って各羽根２９ａ〜２９ｈの後縁側へ円滑に導かれて、エア流の圧力損失を一層効果的に低減させることができる。
【００３２】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  各実施形態において、羽根群ユニット２４の羽根の枚数を２〜７枚、あるいは９枚以上に適宜に変更すること。
【００３３】
・  図１３に示すように、ガイド部３１の本体部３２から高さｈを羽根ごとに変更して形成すること。例えば、導入エア流の方向Ｐと旋回方向Ｑとが相反する方向の側に位置するガイド部３１ほど高く形成すること。
【００３４】
・  ノーズコーン２８を省略すること。従って、このように構成した場合は、各羽根２９ｅ〜２９ｈの中心側の一端部どうしが固着される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態の旋回流発生装置を備えたプリクリーナを示す断面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】第１実施形態の羽根群ユニットの羽根の作用を示す模式図。
【図４】（ａ）は図２の４−４線における部分拡大断面図。（ｂ）は比較構成を示す部分断面図。
【図５】（ａ）は図２の５−５線における部分拡大断面図。（ｂ）は比較構成を示す部分断面図。
【図６】第２実施形態の旋回流発生装置を備えたプリクリーナを示す断面図。
【図７】第２実施形態の羽根群ユニットの羽根の作用を示す模式図。
【図８】図６の８−８線における部分拡大断面図。
【図９】第３実施形態の旋回流発生装置を備えたプリクリーナを示す断面図。
【図１０】第３実施形態の羽根群ユニットの羽根の作用を示す模式図。
【図１１】図９の１１−１１線における部分拡大断面図。
【図１２】図９の１２−１２線における部分拡大断面図。
【図１３】変更例の羽根群ユニットの羽根の作用を示す模式図。
【図１４】従来の旋回流発生装置を備えたプリクリーナを示す断面図。
【図１５】図１４の１１−１１線における断面図。
【符号の説明】
【００３６】
２１…ガイド筒、２３…曲がりダクト、２４…羽根群、２６…ダスト回収器、２８…ノーズコーン、２９ａ〜２９ｈ…羽根、３０…剥離抑制手段としての剥離抑制構造、３１…ガイド部、３３…開放部、３５，３６…湾曲状ガイド部、Ｔ１，Ｔ２…領域、Ｓ…エア流の剥離部分、Ｐ…導入方向、Ｑ…旋回方向。
【図１】
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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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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