(57)【要約】  流体の移動通路に設置されて流体の移動速度を改善させる流体加速装置が開示される。このために、流体の移動経路上に設置され得るように円筒状の構造で形成された胴体と、前記胴体の中央に上下方向にベンチュリ通路を形成し、前記ベンチュリ通路の内周面に螺旋状のガイド溝が備えられたセンターホールと、前記センターホールを中心としてセンターホールの縁に沿って前記胴体の上下方向に形成された複数のミドルホールとを含む流体加速装置を提供する。本発明の流体加速装置は、流体を利用した既存の装置に簡便に設置して流体の速度を向上させることができる。
2019520507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の移動経路上に設置され得るように円筒状の構造で形成された胴体と、
前記胴体の中央に上下方向にベンチュリ通路を形成し、前記ベンチュリ通路の内周面に螺旋状のガイド溝が備えられたセンターホールと、
前記センターホールを中心としてセンターホールの縁に沿って前記胴体の上下方向に形成された複数のミドルホールとを含む流体加速装置。
【請求項２】
前記センターホールは、
前記流体が流入される流入部に３０〜６０の第１傾斜面が形成され、
前記流体が排出される排出部に前記流入部の１５〜５０％の内角を有する第２傾斜面が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の流体加速装置。
【請求項３】
前記流入部の第１傾斜面は曲面であることを特徴とする請求項２に記載の流体加速装置。
【請求項４】
前記胴体の側面を離隔した状態で取り囲むように備えられたカバーと、
前記カバーが胴体に固定されるように胴体とカバーとの間に胴体の上下方向に備えられた支持台とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の流体加速装置。
【請求項５】
前記胴体は、
中部が上部及び下部より長い外径を有するように形成されたことを特徴とする請求項４に記載の流体加速装置。
【請求項６】
前記支持台は、
前記カバーと胴体との間に形成されたサイドホールを通じて流入された流体が回転しながら排出され得るように、胴体の上下方向に胴体の側面に傾くようにカーブ状で備えられたことを特徴とする請求項４に記載の流体加速装置。
【請求項７】
前記カバーの外周面に沿って備えられたリングフランジと、
前記リングフランジに安着され、前記カバーの外周面に備えられ、蛭石で構成された蛭石リングをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の流体加速装置。
【請求項８】
前記流体が流入される前記胴体の上部に備えられ、前記センターホールとミドルホールに相対する貫通ホールが形成された蛭石キャップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の流体加速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のエンジンに供給される吸入空気の移動通路に設置される内燃機関用流体加速装置に関し、より詳しくは、通過する空気の流速を向上させることができるようにベンチュリ構造が適用された内燃機関用流体加速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に内燃機関エンジンの４行程駆動を見ると、吸入、圧縮、爆発、排気の順に作動して出力を発生させている。
【０００３】
このようなエンジン出力の源は、シリンダ内の燃焼室で発生する熱エネルギである。この時、前記燃焼室はエンジンのヘッド部にあり、その中に密閉されている微粒化された燃料と空気を瞬間的に燃焼させて力を得ることになるが、出力を高めるためには単位時間に発生するエネルギが増大するようにさらに多くの燃料を燃焼させなければならず、この時はより多くの吸入空気量が要求される。
【０００４】
しかしながら、単に燃焼のみを増大させてはならず、確実な高効率を得るためには様々な周辺条件を合わせなければならない。
【０００５】
前記エンジン出力の増大は使用する空気の量に正比例し、このような吸気の量を増やすためには、各シリンダの排気量を変更したり、空気の流れをよくしたり、シリンダの数を利用してその量を変化させている。この時、吸気装置は燃焼室に必要な空気を供給する通路としてエンジンの耐久性を増大させる非常に重要な装置である。
【０００６】
このようなエンジンの４行程駆動中には、最初に吸入される空気の入口と排出される最終排気口までは空気の流れに抵抗として作用する様々な複雑な段階の吸気圧と排気圧が発生する。
【０００７】
最初吸入口から最終排気口までの経路は、図１に示したように吸気フィルタ３１、インテーク３２、スロットルボディ３３、サージタンク３４、吸気マニホールド３５、ヘッド（吸気ポート）３６、シリンダ内の燃焼室３７、ヘッド（排気ポート）３８、排気マニホールド３９、排気パイプ４０、触媒装置４１、中間パイプ４２、メイン消音器４３、テールパイプ４４を順次的に経由する。ここで、インテークは吸気フィルタからスロットルボディまでを連結する管を意味する。
【０００８】
大別すれば、燃焼室を基準として流入端には吸気圧が、排出端には排気圧が空気の流れに対して抵抗となっている。
【０００９】
また、吸排気系統では、空気の流れの慣性を利用して充填効率を向上させるために、吸気バルブと排気バルブとが同時に開かれるバルブオーバーラップ時期がある。
【００１０】
前記オーバーラップは、エンジンの回転速度に応じて１秒に数十〜百数十回以上繰り返して発生し、バルブオーバーラップ時期には吸気バルブの気密保持状態の役割が失われて逆火の原因となることもある。これを防止するためにバルブオーバーラップ期間を設けないと、空気の慣性利用はもちろん、ピストンの上下往復運動に相当な空気圧力の機械的な負荷を受けるようになって、効率が非常に低下する矛盾により必然的にバルブオーバーラップ時期を設計するしかない。
【００１１】
また、吸気脈動派は、吸気行程中、慣性力により入る空気が吸入バルブの閉鎖により圧力が加えられながら生じ、反対の流れを発生させながら入ってくる空気とぶつかって外部空気の流入は妨害を受けるようになり、脈動派はスロットルボディの入口や吸気フィルタ（エアクリーナの入口）まで影響を与えることになり、このような吸気妨害はエンジン出力低下の原因の一つとして作用する。
【００１２】
このような問題に対応するために、従来にも多様な形式の技術が提案されていた。一般的にはトルネード、サイクロン、ジェットバルブ、ターボチャージャ、スーパーチャージャ、インタークーラ装置などとバルブオーバーラップ時期の可変的な慣性効果を得るためのカムシャフトが知られている。
【００１３】
これらは吸入される空気をより効率的な慣性効果に誘導するための手段と強制圧力で流入されるようにする装置であるが、期待するほどの効果の達成が難しく、密度を高めて供給する場合、逆に高密度の空気を冷却させるためのクーラを配置するなどの補完的な装置構成により非常に複雑であり、製造コストが増加するという欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明の目的は、内燃機関に流入される流体である空気の移動通路に装着して吸入流体の流速を向上させながら渦流を形成するが、渦流が形成された流体と移動通路の外壁との摩擦が最小化するように流体の移動を調節することができる内燃機関用流体加速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前述した本発明の目的を達成するために、本発明の一実施例では、流体の移動経路上に設置され得るように円筒形構造で形成された胴体と、前記胴体の中央に上下方向にベンチュリ（ｖｅｎｔｕｒｉ）通路を形成し、前記ベンチュリ通路の内周面に螺旋状のガイド溝が備えられたセンターホール、及び前記センターホールを中心としてセンターホールの縁に沿って前記胴体の上下方向に形成された複数のミドルホールとを含む内燃機関用流体加速装置を提供する。 
【発明の効果】
【００１６】
本発明による流体加速装置は、流体を利用した既存の装置に簡便に設置して流体の速度を向上させることができる。
【００１７】
そして、本発明による流体加速装置を内燃機関のエンジンに供給される空気の通路に装着する場合、ベンチュリ構造及びその他の幾何学的通路の構造により吸入空気の水分を除去し、流速を増加させて燃料と空気との混合効率が向上する。したがって、シリンダ内の空気充填の割合が改善されて燃料節減の効果を奏し、エンジンの燃焼性能を向上させることができる。
【００１８】
また、ガソリン、軽油、ＬＰＧなどの燃料を使用する内燃機関に供給される空気の流れに渦流を発生させて燃料と空気が渦により円滑に混合されることができる。これによって、一定容量のシリンダ条件内での燃焼爆発の反応速度を高めることになるので、より高い効率のエンジン出力を得ることができ、不完全燃焼による煤煙などの公害を減少させることができる。
【００１９】
さらには、本発明は、インテーク（吸気ダクト）などの車両のエンジンに連結された内燃機関に使用されると、車両の高速走行や低速走行に関係なく、インテーク内でサージタンクの役割、すなわち外部に吸入された後、フィルタを通過した空気を一定に貯蔵してエンジンの作動時に一定の圧力で空気を供給する役割をする。換言すれば、車両の低速運行と高速運行によってエンジンに供給される流体の流量がエンジンのクランク回転数に関連して供給されるので、空気の供給が一定せず、自動車燃料の割合が高く、空気の比重が低くなって完全燃焼されないという問題点があり得る。
【００２０】
しかしながら、本発明による流体加速装置がスロットル（ｔｈｒｏｔｔｌｅ）バルブの先端及び吸気ダクトの末端の間に組み立てられると、流体を貯蔵するサージ（ｓｕｒｇｅ）タンクの役割をすることになり、シリンダヘッドの作動がある場合、流体がエンジンへ一定に供給されるようにする効果を奏する。
【００２１】
さらに、本発明による流体加速装置は、吸気マニホールドの前端部にあるサージタンクの問題点を改善することができる。
【００２２】
具体的に、吸気マニホールドの前端部にもサージタンクがあるが、車両が高速である時は一定量の空気がサージタンクから吸気マニホールドの方へ空気を供給するが、低速時はサージタンクに空気が不足しており、吸気マニホールドの各ラインへ一定量の空気を供給することができない。これに対して、本発明の流体加速装置がインテーク内に組み立てられると、車両が低速で運行する場合にもサージタンクと共に流体加速装置が空気を貯蔵し、吸気マニホールドへ空気を送るため、流体加速装置が設置された場合には、車両の運行速度と関係なく吸気マニホールドへ空気が一定に供給されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の吸排気装置を含む内燃機関のエンジン構成図であって、バルブオーバーラップ状態を示した模式図である。
【図２】本発明による流体加速装置を説明するための斜視図である。
【図３】本発明による流体加速装置を説明するための背面斜視図である。
【図４】本発明による流体加速装置を説明するための断面図である。
【図５】本発明による流体加速装置を説明するための断面図である。
【図６】流入口及び排出口の形態別損失係数を説明するためのグラフである。
【図７】拡張された排出口の内角による損失係数を説明するためのグラフである。
【図８】本発明による流体加速装置を説明するための平面図である。
【図９】吸気ダクトに設置される流体加速装置を説明するための模式図である。
【図１０】吸気ダクトに設置される流体加速装置を説明するための模式図である。
【図１１】本発明による流体加速装置の他の実施例を説明するための分解斜視図である。
【図１２】図１１の流体加速装置を示す斜視図である。
【図１３】図１１の流体加速装置を示す平面図である。
【図１４】図１２の流体加速装置を示す側面図である。
【図１５】図１２の流体加速装置を示す部分切断斜視図である。
【図１６】図１２の流体加速装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例による内燃機関用流体加速装置（以下、『流体加速装置』と略称する）を詳細に説明する。
【００２５】
図２は、本発明による流体加速装置を説明するための斜視図であり、図３は、本発明による流体加速装置を説明するための背面斜視図である。
【００２６】
図２及び図３によれば、本発明による流体加速装置は、円筒状の構造で形成された胴体１００と、前記胴体１００の中央に形成されたセンターホール２００、及び前記センターホール２００の周辺の胴体１００に形成された複数のミドルホール３００とを含み、選択的に胴体１００の側面を取り囲むカバー４００、及び前記胴体１００とカバー４００とを連結する支持台５００をさらに含むことができる。 
【００２７】
このような流体加速装置は、空気と燃料などの流体を利用した自動車などの内燃機関に設置され、前記内燃機関の移動通路に沿って流れる流体の移動速度を向上させる機能を提供する。また、自動車などの内燃機関以外に流体の速度を速くする必要のある各種の機械や器具（掃除機など）にも適用することができる。
【００２８】
以下、図面を参照して各構成要素別に、より具体的に説明する。
【００２９】
図２及び図３によれば、本発明による流体加速装置は胴体１００を含む。
【００３０】
前記胴体１００は、流体の移動経路上に設置され得るように円筒状の構造で形成されたものであって、エンジンに使用される場合、シリンダヘッドと吸気マニホールドとの間、吸気マニホールドの入口部分（サージタンクの前）、吸気フィルタと吸気マニホールドとの間の吸気ダクト（インテーク）の末端、吸気フィルタを経た直後の位置など、エンジンの構造によって選択的に結合することができる。ここで、インテークは吸気フィルタとスロットルボディとを連結する管を意味する。
【００３１】
図４及び図５は、本発明による流体加速装置を説明するための断面図である。
【００３２】
図４によれば、流体が流入される胴体１００の上部には流入溝部１１０が備えられることができる。このような流入溝部１１０は、胴体１００の内部を通過する流体がセンターホール２００とミドルホール３００とへ円滑に流入され得るように緩やかな曲線状に形成されて、胴体１００を通過する流体が胴体１００の上部に接触する場合、発生する抵抗を減らす機能を提供する。
【００３３】
このために、前記流入溝部は胴体１００の３０〜６０の内角ｂを有する曲面を有するように形成される。特定の態様として、本発明による流入溝部は、先端に６０の内角を有する曲面を有するように形成され、次いで徐々に小さくなる内角を有する曲面を有するように形成され、末端に３０の内角を有する曲面を有するように形成される。ここで、内角ｂは、胴体１００の中心軸線と前記流入溝部に形成された曲面の接線とがなす内角の２倍の角を意味する。
【００３４】
また、前記流入溝部は、複数のミドルホール３００の流入部が備えられ、センターホール２００の流入部と連通される。
【００３５】
併せて、胴体１００の下面、すなわち後端は図３に示されたように平らであるか、またはラウンド状に形成されることが好ましい。
【００３６】
そして、前記胴体１００は、図４及び図５に示されたように、空気抵抗を最小化することができるように外周面の上下断面が流線形を有するように形成されることが好ましい。このために、胴体１００は、中央部が上部及び下部より長い外径を有するように形成される。これは、カバー４００及び支持台５００を通じて形成されたサイドホール４５０の流入口と排出口を広く形成し、入口と排出口との間の通路を流入口及び排出口より狭く形成することにより流線形構造を有するようにして、前記サイドホールを通じて渦流が形成された流体による抵抗を減らす。
【００３７】
図２及び図３によれば、本発明による流体加速装置はセンターホール２００を含む。
【００３８】
前記センターホール２００は、前記胴体１００の中央に上下方向にベンチュリ通路を形成し、前記ベンチュリ通路の内周面に螺旋状のガイド溝２４０が備えられたものであって、前記ベンチュリ通路を通過する流体の流速を増加させるだけでなく、流体が回転されるようにする機能を提供する。ここで、ベンチュリ通路は、両端は広い断面積を有し、中間部になるほど狭くなる形態を有する通路であって、このような通路内に空気が流れる時、断面積の大きい部分と小さい部分間の圧力差によって空気がより速い速度で排出されるようにする部分であり、このような流体速度の変化はベルヌーイの定理により説明される。
【００３９】
換言すれば、センターホール２００に流入された空気は１次的にベンチュリ通路を経由しながらベンチュリ通路により空気圧が変わって空気の流れが非常に速く形成され、同時に内壁に形成された螺旋状のガイド溝２４０により空気が回転して流動する。
【００４０】
具体的に、前記センターホール２００は、流体が流入される流入部に３０〜６０の内角ａを有する第１傾斜面２２０が形成される。ここで、内角ａは、胴体１００の中心軸線と前記センターホールの流入部に形成された曲面の接線とがなす内角の２倍の角を意味する。
【００４１】
この時、センターホール２００の流入部が鋭い角となっているか、突出していると、流動剥離区域が大きくなって損失が増加するので、前記流入部の第１傾斜面２２０は曲面で形成されることが好ましい。
【００４２】
また、前記センターホール２００は、出口の方の流体に対する摩擦抵抗を減らすために、流体が排出される排出部が前記流入部の内角ａの５０％以下、好ましくは１５〜５０％の内角を有する第２傾斜面２３０を有するように形成されることが良い。換言すれば、センターホール２００の流入部と排出部に曲面を形成することになると、後流抵抗及び摩擦が減少する。
【００４３】
例えば、センターホール２００の流入部が５０の内角を有する第１傾斜面２２０が形成された場合、センターホール２００の排出部は７．５〜２５の内角を有する第２傾斜面２３０が形成されることが好ましい。また、センターホール２００の流入部が３０の内角を有する第１傾斜面２２０が形成された場合、センターホール２００の排出部は４．５〜１５の内角を有する第２傾斜面２３０が形成されることが好ましくて、この場合、後述する図７から確認することができるように摩擦抵抗が最小化される。
【００４４】
図６は、流入口及び排出口の形態別損失係数を説明するためのグラフである（Ｆｌｕｉｄ  ｍｅｃｈａｎｉｃｓ．７／Ｅ、Ｆｒａｎｋ  Ｍ．Ｗｈｉｔｅ著、ＭｃＧｒａｗ‐Ｈｉｌｌ出版社、２０１２年２月２４日）
【００４５】
図６（ａ）のように突出した流入口が形成されるか、図６（ｂ）の右側の断面図形状の通路の場合のように、流入口が鋭い角で形成されていると、流動剥離区域が大きくなって損失が増加する。これに対して、図６（ｂ）の左側の断面図状の通路のように、流入口が曲面で形成されていると、流体の流動に役立ち、損失が少なくなる。この時、図６に記載のＫは損失係数であり、ｔはパイプの厚さであり、ｄはパイプの直径であり、ｌは突出したパイプの長さであり、Ｌは傾斜した角の長さであり、ｒはラウンド部の曲率半径を意味する。
【００４６】
図７は、拡張された排出口の内角による損失係数を説明するためのグラフである（Ｆｌｕｉｄ  ｍｅｃｈａｎｉｃｓ．７／Ｅ、Ｆｒａｎｋ  Ｍ．Ｗｈｉｔｅ著、ＭｃＧｒａｗ‐Ｈｉｌｌ出版社 、２０１２年２月２４日）。図７に示されたように、流体が排出される排出部が拡張された場合、約７程度で損失係数Ｋは約０．１６として最低となる。この時、Ｄ１はの入口側の直径、Ｄ２は出口側の直径、Ｖ１は入口側の速度、Ｖ２は出口側の速度、ｇは重力加速度、ｈＬは損失量（損失水頭）である。
【００４７】
このように、センターホール２００は、エンジンへ供給される空気の量をさらに増加させ、螺旋状のガイド溝２４０の作用によって渦巻き状（ｖｏｒｔｅｘ）に空気の流れを変化させるだけでなく、後述のように空気のエンジンへの流入速度を著しく増加させる。 
【００４８】
したがって、センターホール２００は、空気の流入速度を増加させ、不完全燃焼の要因の一つである空気内の水分粒子をより細かくする役割をし、渦巻き状の空気の流れによって燃料と空気とがより円滑に混合されるようにし、エンジンへ大量の空気を供給してエンジン内の空気圧縮比と圧縮熱、着火点を高め、燃料混合比を下げて燃料を完全燃焼させるので、煤煙による環境汚染を予防し、燃料節減とエンジンの出力を高める効果を提供する。
【００４９】
図２及び図３によれば、本発明による流体加速装置はミドルホール３００を含む。
【００５０】
前記ミドルホール３００は、前記センターホール２００を中心としてセンターホール２００の縁に沿って前記胴体１００の上下方向に形成され、これを通過した空気は直線状の流れを有するようになる。
【００５１】
前記センターホール２００の螺旋状のガイド溝２４０に沿って形成された渦流がセンターホール２００の末端部を通過した後、移動通路の壁面や、前記サイドホールを通過した空気とぶつかって渦流状態が消滅することを防止し、前記センターホールとサイドホールを通過した渦流状の空気の流れがそれぞれ渦流を保持しながら、エンジンへ供給されるようにするガイド役割をする空気の流れを作り出す。
【００５２】
ここで、複数のミドルホール３００の断面積の総合は、センターホール２００の最小断面積の１．１〜１．５倍に構成することが好ましい。このようなミドルホール３００を通過する流量は、センターホール２００の前端部で発生する流体の流速及び圧力によってセンターホール２００を通過する流体の流速が変化を発生する部分を補完する役割もする。そして、センターホール２００に流体が流れながら、後端部に渦流現象が発生するが、ミドルホール３００を通過する流体がエアカーテンの役割をしてセンターホール２００を通過した流体の流速が低下しないようにする。
【００５３】
また、ミドルホール３００は、流体加速装置へ流入される流体が低速で流入される場合、単位時間当たりセンターホール２００の螺旋状のガイド溝２４０に沿って通過する流体量が不足し得るという問題点を補完する機能を提供する。換言すれば、ミドルホール３００は、流体の移動経路の長いセンターホール２００より短い移動経路を有しているため、低速で流入される流体をセンターホール２００より速く通過させるので、強い圧力が作用しなくても流体を安定的に供給する機能を提供する。
【００５４】
このようなミドルホール３００の個数は流体加速装置の大きさに応じて変更され得るので、特に限定されないが、３〜１０個が胴体１００に形成されることが好ましい。
【００５５】
図２及び図３によれば、本発明による流体加速装置はカバー４００を含む。
【００５６】
前記カバー４００は、前記胴体１００の側面を離隔した状態で取り囲むように備えられたものであって、図８に示されたように支持台５００と共にミドルホール３００の外角にサイドホール４５０を形成する。
【００５７】
このようなサイドホール４５０は、センターホール２００及びミドルホール３００を通過した流体がインテークなど、流体の移動経路を提供するパイプの内側面にぶつかる現象を抑止することができるように前記パイプの内側面に沿って移動する流体を生成する。換言すれば、サイドホール４５０は、前記パイプの内側面に対するエアカーテン効果を提供することにより、センターホール２００及びミドルホール３００を通過した流体と前記パイプとの間に発生し得る摩擦抵抗を縮小させる。
【００５８】
そして、カバー４００は、前記サイドホール４５０へ流体が円滑に流入され得るように、胴体１００の長さと同一の長さに形成されるか、胴体１００の長さより長い長さに形成されることが好ましい。
【００５９】
また、前記カバー４００は、胴体１００の外周面が図４及び図５のように上下方向に流線形構造を有する場合にサイドホール４５０の流入部と排出部が広く、サイドホール４５０の流入部と排出部とを連結する通路が狭くなるように一定の内径を有するように形成されることが好ましい。このような傾斜した構造により前記サイドホール４５０を通過する空気の速度は速くなる。
【００６０】
図２及び図３によれば、本発明による流体加速装置は支持台５００を含む。
【００６１】
前記支持台５００は、前記カバー４００が胴体１００に固定されるように胴体１００とカバー４００との間に胴体１００の上下方向に備えられたものであって、図８に示されたように前記カバー４００と共にミドルホール３００の外角にサイドホール４５０を形成する。
【００６２】
前記支持台５００は、前記カバー４００と胴体１００との間に形成されたサイドホール４５０を通じて流入された流体が回転しながら排出されて渦流を形成することができるように、胴体１００の上下方向に胴体１００の側面に捻れるように、または傾くようにカーブ形で備えられることが好ましい。この時、支持台５００は、サイドホール４５０へ流入された流体に渦流を形成することにより、サイドホール４５０へ流入された流体に作用する抵抗を減らす。
【００６３】
図２及び図３によれば、本発明による流体加速装置はリングフランジ６００を含む。
【００６４】
前記リングフランジ６００は、前記カバー４００の外周面に沿って備えられたものであって、後述の蛭石リング７００がカバー４００の外周面に安着されることができる空間を提供する。このために、リングフランジ６００はカバー４００の中間部分に形成されることが好ましい。
【００６５】
ここで、前述した構造の本発明による流体加速装置を使用する場合、空気の流入部に比べて排出口の速度がどの程度速くなるか、ベルヌーイの方程式を用いて計算してみると、次のとおりである。
【００６６】
例えば、本発明の流体加速装置の外径Ａ１が７０であり、流体の流速Ｖ１が６であり、センターホール２００の末端部の内径が２２であり、８個のミドルホール３００の内径がそれぞれ８．５であり、カバー４００の内径が６８であり、サイドホール４５０の厚さが３．５であり、支持台５００の幅が１である場合、流体加速装置の排出口の総断面積Ａ２と前記排出口を通過する流体の流速Ｖ２に対する［数学式１］は以下のとおりである。
【００６７】
数学式１
[数式１]
Ａ１×Ｖ１＝Ａ２×Ｖ２
Ａ１＝π／４×（７０）２＝３８４６．５
Ｖ１＝６ｍ/ｓ
Ａ２＝π／４（２２）２＋８×π／４×（８．５）２＋
｛π×（３４）２−π×（３４−３．５）２−８×１×３．５｝＝１５１４．５２
Ｖ２＝３８４６．５／１５１４．５２×６ｍ/ｓ＝１５．２４ｍ/ｓ
【００６８】
また、他の条件が同一であり、センターホール２００の末端部の内径が２６である場合、流体加速装置の排出口の総断面積Ａ２と前記排出口を通過する流体の流速Ｖ２に対する［数学式２］は以下のとおりである。
【００６９】
数学式２
[数式２]
Ａ１×Ｖ１＝Ａ３×Ｖ３
Ａ３＝π／４×（２６）２＋８×π／４×（８．５）２＋
｛π×（３４）２−π×（３４−３．５）２−８×１×３．５｝＝１６６５．２４
Ｖ３＝３８４６．５／１６６５．２４×６ｍ/ｓ＝１３．８６ｍ/ｓ
【００７０】
このように、流体加速装置の前端部に６で流体が流入され、センターホール２００の内径が２２であると流体加速装置を通過する流体は２．５４倍の速度が上昇し、センターホール２００の内径が２６であると流体加速装置を通過する流体は２．３１倍の速度が上昇する。この時、前述の計算式は、流体加速装置の前端部に発生する流体の圧力／摩擦係数／粘度を含まない計算式であり、圧力や摩擦係数または粘度などによって流体の流速が変わることができる。
【００７１】
図９及び図１０は、吸気ダクトに設置される流体加速装置を説明するための模式図であり、図１１は、本発明による流体加速装置の他の実施例を説明するための分解斜視図である。
【００７２】
図９〜図１１によれば、本発明による流体加速装置は、蛭石リング７００、蛭石キャップ８００、またはこれらの全てをさらに含むことができる。
【００７３】
このような蛭石リング７００や蛭石キャップ８００は、吸入空気が移動する内燃機関に設置された流体加速装置に備えられることができる。
【００７４】
図１２は、図１１の流体加速装置を示す斜視図であり、図１３は、図１１の流体加速装置を示す平面図であり、図１４は、図１２の流体加速装置を示す側面図であり、図１５は、図１２の流体加速装置を示す部分切断斜視図であり、図１６は、図１２の流体加速装置を示す断面図である。
【００７５】
図９〜図１６によれば、前記蛭石リング７００は前記リングフランジ６００に安着され、前記カバー４００の外周面に備えられ、蛭石（ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ）で構成されたものであって、カバー４００の外周面に接触された状態でリングフランジ６００に安着され得るようにカバー４００の外径に対応する内径を有するように構成される。この時、蛭石リング７００は蛭石を熱で加熱し、圧縮して製造することができる。
【００７６】
このような蛭石は単斜晶系に属する鉱物であって、化学成分はＣＭｇ、Ｆｅ３＋、Ａｌ３（Ａｌ、Ｓｉ）４Ｏ１０（ＯＨ）２４Ｈ２Ｏであり、アルミマグネシウム鉄の水酸化ケイ酸塩からなった粘土鉱物である。そして、蛭石は硬度が１２であり、比重が２．７６であり、灰白色または茶色であり、真珠光沢を有する。また、蛭石は酸に容易に分解され、カチオン交換能力が大きく、加熱すると膨張し、多孔質であり、水分などの吸収能力に優れている。
【００７７】
また、カバー４００の外周面に嵌め込み結合された状態で吸気ダクトの内部に内挿された蛭石リング７００は、流体加速装置の流入部へ吸入される空気に含まれた水分を吸収して初期の外径より大きな外径を有するように膨張するので、流体加速装置が吸気ダクトに堅固に結合され得るように作用してシーリング効果も提供する。
【００７８】
図９〜図１６によれば、前記蛭石キャップ８００は流体が流入される胴体１００の上部に備えられ、前記センターホール２００とミドルホール３００に相対する貫通ホールが形成され、蛭石で構成されたものであって、センターホール２００の流入部に密着され得るようにセンターホール２００の流入部に対応する外形を有するように形成される。
【００７９】
このような蛭石キャップ８００は、センターホール２００とミドルホール３００及びサイドホール４５０を通過する流体に含まれた水分含量が減少することができるように流体加速装置の流入部へ吸入される空気に含まれた水分を吸収する機能を提供する。このように、エンジンの燃料と混合される空気の水分が減ると燃費が向上し、煤煙が減少する。
【００８０】
前述の本発明による流体加速装置は、蛭石リング７００と蛭石キャップ８００が吸入空気と円滑に接触され得るように図９及び図１０に示されたとおり、蛭石リング７００と蛭石キャップ８００が設置された流体加速装置１０の上部が先に吸気ダクトＡの内部に内挿される。
【００８１】
そして蛭石リング７００と蛭石キャップ８００は、図１０に示されたように内燃機関を通過する吸入空気に含まれた水分を吸収する。この時、ｃはセンターホール２００を通過した流体を示し、ｍはミドルホール３００を通過した流体を示し、ｓはサイドホール４５０を通過した流体を示す。
【００８２】
以上、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができることを理解すべきである。
【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（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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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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【図１６】
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【国際調査報告】
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