(57)【要約】【解決手段】        エアクリーナに設置された旋回装置本体、空気流の回転を加速し増加するために旋回装置本体に傾けて放射状に設置された複数の翼、および複数の翼の各々の裏面における負圧領域での渦の形成を抑制するために複数の翼の所定の位置に形成された一つ以上のスリットを有する内燃エンジンのための旋回装置の翼構造が開示されており、各翼の表面を基準として外側に突出して備えられている複数の補助翼を含んでいるので、各翼の表面に衝突する空気流は直進する。
2005516151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの空気流システムにおける空気旋回装置本体と、空気流の回転を加速し増加させるために前記本体に放射状に傾けて放射状に設置された複数の翼、および前記複数の翼の各々の裏面の負圧領域での渦の形成を抑制するために前記複数の翼の所定の位置に形成された一つ以上のスリットを有する内燃エンジンの空気旋回装置の翼構造であって、前記複数の翼の各々の表面に衝突する空気流を直進させるために、前記複数の翼の各々の表面を基準として外側に突出して備えられている複数の補助翼を含んでいる翼構造。
【請求項２】
前記複数の補助翼が前記複数の翼の表面に高さが不規則に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の翼構造。
【請求項３】
エンジンの空気流システムにおける空気旋回装置本体と、空気流の回転を加速し増加させるために前記本体に放射状に傾けて放射状に設置された複数の翼、および前記複数の翼の各々の裏面の負圧領域での渦の形成を抑制するために前記複数の翼の所定の位置に形成された一つ以上のスリットを有する内燃エンジンの空気旋回装置の翼構造であって、前記複数の翼の各々の負圧領域で生じる渦による空気流抵抗を減少させるために所定の位置に形成された一つ以上の空気流孔および、前記複数の翼の各々の表面に衝突する空気流を直進させるために、前記複数の翼の各々の表面を基準として外側に突出して備えられている複数の補助翼を含んでいる翼構造。
【請求項４】
前記複数の補助翼の各々は、前記複数の翼の各々の表面に突出するような方法で、前記空気流孔の一端に一体の形で曲げられることを特徴とする請求項３記載の翼構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃エンジンの空気旋回装置の翼構造に関するもので、特に気化器形式又は燃料噴射形式の電気点火内燃エンジン、及びデイーゼルエンジン等でエアクリーナを通過した濾過空気の旋回作用を誘発する、内燃エンジンのエアクリーナ又はエアダクトに用いられる旋回装置の翼構造に関する。前記旋回装置の翼は、エンジンの燃焼室内へと空気流を導き、これにより空気旋回装置の翼に形成される負圧と渦による抵抗を減少させるのに効果的であり、それにより、翼の加工性を良くし、空気流量と空気流速を増大させる。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンの旋回装置および類似のものは、内燃エンジンの燃焼室内に供給される空気流に旋回力を与え、単位時間当たりの空気流速を増加させることにより、高密度で多量の空気をエンジンの燃焼室に供給でき、その結果、エンジンの燃焼作用が向上され、エンジン出力が高められることが知られている。従来の技術空気流が回転される時、生じた空気抵抗を完壁に防ぐことが出来ないという欠点があった。
【０００３】
例えば、日本特許公報昭５３−２６２４７、５９−１１７２２号及び米国特許第４，３０９，９６９号は、大きい吸気抵抗を有する吸気弁を含み、その結果、旋回装置は均一な空気流だけでなく乱気流も発生させる乱気流装置を開示している。
【０００４】
また、日本特許公報昭６０−１７９２２号、６１−１０６４５号及び米国特許第４，４２４，７７７号、第４，４３２，３１２、第４，５３９，９５４号は、旋回空気流のための吸気弁近くに設置された翼を有する旋回装置を開示している。
【０００５】
ところが、このような装置は高い抵抗を示すので、装置は減少した吸気量しか供給できず、気化器式のガソリンエンジンにのみ使用可能できる。
【０００６】
上記のような問題を解決する為に、米国特許第４，９６２，６４２号は、燃焼室へ空気流を旋回させるための内燃エンジンのエアクリーナ内に設置された複数の翼を有し、その結果、燃焼性能とエンジンの出力を向上させることが出来る内燃エンジン用空気旋回装置を開示している。ところが、このような装置は空気流が旋回される時、翼の裏面（負圧領域）に生じる渦のために、減少した吸気によるエンジン出力の低下および燃料損失等の欠点を抱えている。
【０００７】
これに対し本発明の発明者が取得した大韓民国実用新案登録番号第６７７８６号は、図１及び図２に示すように、少なくとも一つ以上の概して細く、長いスリット（１２）を有する複数の翼（１１）が備えられた旋回装置本体１０を含む旋回装置を開示している。前記旋回装置本体（１０）は、吸気を旋回させる為にエアクリーナ（１３）の中心付近にボルトとナットで固定、設置されているので、空気流入時に、スリット（１２）を有する翼（１１）の裏面に形成される負圧領域に発生する渦を防止する。その結果、流体抵抗は減少され、空気流量は増大させられるので、完全燃焼はエネルギー効率及び出力を向上させることが達成された。
【０００８】
図１に示すように、翼（１１）に形成されるスリット（１２）を有する旋回装置は、燃焼室（１４）内に誘導される空気流に回転力を加えて、そして単位時間当たりの空気流速を増加させ、空気流の密度を高めて燃焼作用を向上させる。翼（１１）に形成されたスリット（１２）により生じる内燃エンジンの吸気行程中、エアクリーナ（１３）を通って濾過された空気はエアクリーナ（１３）に設置された旋回装置本体（１０）の複数の翼（１１）に形成されたスリット（１２）を経由して通過し旋回する。回転された空気流はインテーク・マニホールド（１５）の入口近くに設置された他の旋回装置（１６）により再び旋回され、高速で燃焼室（１４）に供給する。燃焼した排気ガスは排気マニホールド（１７）の入口近くに設置されたさらに別の旋回装置（１８）により急速に排出される。
【０００９】
前記内燃エンジンの旋回装置は、複数の翼（１１）に少なくとも一つ以上のスリット（１２）を有しているので、翼の裏面の負圧領域における渦の発生を減少させる。前記旋回装置がエアクリーナ（１３）に配置される時、一酸化炭素（ＣＯ）ガスレベルがエンジンのアイドリング速度で約１７％まで減少されることができ、エンジン出力は約１１％程まで増加されることができ、燃費は約６％まで向上し、エンジンのノッキングも約５％まで減少されることができる。
【００１０】
従って、翼（１１）にスリット（１２）を有する内燃エンジンの空気旋回装置は、燃焼室内に導入される空気流に回転力を加え、そして単位時間当たりの空気流速が増加せられ、高められた密度により、燃焼作用が向上される。さらに内燃エンジンの旋回装置において、翼（１１）に形成されたスリット（１２）により負圧領域での渦の発生が防止され、そして空気流の抵抗が減少され、流量が増加され、その結果十分な量の加速された空気がエンジンに供給されて、燃焼効率とエンジン出力を増加する。
【００１１】
内燃エンジンの従来の空気旋回装置の翼（１１）に形成されるスリット（１２）は、平板型の翼（１１）の一部を細長く切欠きして形成されているので、渦の減少には理想的ではない。そのような事情により、翼（１１）に形成されたスリット（１２）を有する内燃エンジンの従来の旋回装置は、より制御された空気流動にうまく対処できない。
【００１２】
例えば、翼（１１）に形成されたスリット（１２）を有する内燃エンジンの旋回装置は、燃焼室内に導入される空気流に回転力を加えることにより、単位時間当たりの空気流速を増加させ、空気の密度を高めて、その結果、燃焼作用およびエンジン出力は向上される。しかしながら、旋回装置による空気の過給のため、旋回装置だけで空気流の状態を制御することは出来ない。
【００１３】
また、細く長い長方形のスリット（１２）は均一に作られず、スリット（１２）が長さ方向に切断される場合、翼（１１）が変形される可能性があり、それにより空気流を大幅に減速させる。
【００１４】
また、翼（１１）にスリット（１２）を形成することにより負圧領域に於ける渦の発生を抑制させる翼の形状は、平坦な上辺と下辺により直線型の空気流を発生するので、安定して均一に空気と燃料粒との混合レベルを維持するのは難しく、十分な空気流量を確保することも難しい。
【００１５】
図３はスリット（１２）を有する翼（１１）の表面での空気の散乱を示す。即ち、空気流は真っ直ぐな流れを失い、そしてそれらが翼（１１）の表面にぶつかるとすぐに、空気流はあらゆる方向に散乱する。一般的に旋回翼（１１）の表面での空気流の散乱は、空気流速を大幅に減少させ、これは空気流量の減少という結果をもたらす。これは空気流量を増加させるための翼の導入の目的が達成されていないことを意味する。これはまた、エンジン性能低下、エネルギーの低効率化、深刻な大気汚染を伴う。スリット（１２）を備えている翼（１１）を有する従来の旋回装置は、空気流量を十分に補償出来ないものと評価されている。
【００１６】
今まで、内燃エンジンからの渦効果は重視されてきたが、従来の旋回翼は、空気流が翼にぶつかり、あらゆる方向散乱するので、円滑な方法で空気流を維持するのは難しかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、関連技術の限界および不都合による１つ以上の問題を十分に未然に防ぐ内燃エンジンのための空気旋回装置の翼構造に向けられている。
【００１８】
従って本発明の目的は、内燃エンジンの燃焼室内に導入される空気流に回転力を加えることにより、単位時間当たりの空気流速を増加させ空気密度を高めることができ、その結果燃焼作用及びエンジン出力が向上される、内燃エンジンのための空気旋回装置の翼を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、内燃エンジンの燃焼室内に導入される空気流に回転力を加えることにより、単位時間当たりの空気流速を増加させ空気密度を高めることにより、エンジンの燃焼作用及びエンジン出力を向上する目的のために、翼の変形を減少し、加工性を向上することができる、内燃エンジンのための空気旋回装置の翼を提供することである。
【００２０】
本発明のさらなる利点、目的および特徴は、続く説明において部分的に説明され、追従者の調査により当業者に対して明らかになるであろうし、また本発明の実行から知られることが出きる。本発明の目的および他の利点は、記された説明において特に指し示された構造、および添付の図に加えその請求項により認識され、実現されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の第一の態様によると、ここに具体化され広く説明されているように、内燃エンジンのための空気旋回装置の翼構造は、エンジンのエアクリーナに取り付けられた空気旋回装置本体と、空気流の回転を加速し増加させるために旋回装置本体に斜めにそして放射状に設置された複数の翼と、複数の翼の各々の裏面の負圧領域での渦の形成を抑制するために複数の翼の規定された部分に形成された一つ以上のスリットとを有しており、各翼の表面を基準として外側に突出して備えられた複数の補助翼を含んでいるので、前記翼の各々の表面に対して衝突する空気流が直進する。
【００２２】
本発明の第二の態様によると、ここに具体化され広く説明されているように、内燃エンジンのための空気旋回装置の翼構造は、エンジンのエアクリーナに取り付けられた空気旋回装置本体と、空気流の回転を加速し増加させるために旋回装置本体に斜めにそして放射状に設置された複数の翼と、複数の翼の各々の裏面の負圧領域での渦の形成を抑制するために複数の翼の規定された部分に形成された一つ以上のスリットとを有しており、各翼の負圧領域に生じる渦による空気流抵抗を減少させるために規定された位置に形成された一つ以上の空気流孔と、各翼の表面を基準として外側に突出して備えられた複数の補助翼を含んでいるので、前記翼の各々の表面に対して衝突する空気流が直進する。
【００２３】
内燃エンジンのための空気旋回装置の翼に備えられた補助翼で、前記翼の各々の翼の表面に対して衝突する空気流は直進する。これにより空気流速が増加され、空気流量が増加される。これにより従来直面していた問題を取り除く。すなわち、内燃エンジンの性能が強化され、エネルギー効率が向上され、そして空気汚染の度合いが低減される。
【００２４】
本発明の先に述べた大まかな説明と、以下の詳細な説明は、典型的で説明的であり、請求されているように、本発明の説明をさらに提供することを目的としていることが理解されるべきである。
【００２５】
本発明のさらなる目的及び利点は、添付の図面と共にもたらされる以下の詳細な説明により理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の好ましい実施形態に関して詳細に言及され、この実施例が添付の図に描かれている。
【００２７】
図４乃至図８は本発明による内燃エンジンの空気旋回装置の翼の様々な実施例を示す。図４は本発明による第１の実施形態による内燃エンジンのための旋回装置の翼構造の斜視図であり、図５は本発明の翼構造の補助翼の概略図である。図６（ａ）および図６（ｂ）は本発明の第２の実施形態による内燃エンジンのための旋回装置の翼構造の図であり、図７（ａ）から図７（ｃ）は本発明の翼構造の補助翼の様々な配置を示す実施例の図であり、図８（ａ）から図８（ｃ）は本発明の翼構造の各補助翼の様々な幾何学的な表面形状を示す実施例の図である。
【００２８】
本発明による内燃エンジンの空気旋回装置の複数の翼（２０）は、図４に示す様に、旋回装置本体（３０）に傾けて放射状に設置され、空気の回転を加速し増加させることが出来る。各翼（２０）の規定の位置に、その裏面の負圧領域での渦の形成を抑制するために一つ以上の空気流孔（４０）を有し、又は一つ以上の細く長いスリットを有する。
【００２９】
さらに翼（２０）は、非直線形の空気流を減少するために、その上辺（２３）と下辺（２４）に波面（２５）を有しているので、空気と燃料粒子との混合が加速される。
【００３０】
複数の翼（２０）は各々、図５に示す様に、表面に突出して形成された複数の補助翼（５０）を有する。補助翼（５０）の配置は図７（ａ）から図７（ｃ）に示すような様々な方法で実現され、各翼（５０）の形状は図８（ａ）から図８（ｄ）に示すような様々な方法が用いられる。
【００３１】
上記図面で、参照符号（２１）は各翼に形成される突起部（２１）を示し、（２２）は各翼の表面を示し、そして（３１）は、各翼の突起部（２１）が各翼を結合するために挿入される、旋回装置本体に形成されたスルーホールを示す。
【００３２】
図５は本発明による各翼（２０）の表面（２２）に形成された補助翼（５０）を示す。
【００３３】
翼（５０）は、各翼（２０）の表面に形成されているので、翼の表面に対して衝突する空気流は直進する。図５に示すように、すなわち所定の空気流をｆ方向と仮定すれば、補助翼（５０）の配置位置及び形状に従い、空気流は一定の領域、ｆ１〜ｆ４に集まり、直進する。従来の翼構造は、各翼の表面がほぼ平板に形成されているので、翼の表面に衝突される空気流はあらゆる方向に分散されるという方法で、作られている。それとは反対に、各翼の表面に備えられた本発明の補助翼（５０）は各翼の表面に接触している空気流を直進させる目的を果たし、その結果、翼の表面に対する衝突が減少し、空気流速を増加させ、それにより、空気量をエンジンに十分に供給されるようにすることができる。
【００３４】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、本発明の第２実施形態による内燃エンジンのための空気旋回装置の翼構造を示す。この実施形態では、補助翼（５０）は、空気流孔（４０）に関連して形成されている。しかしながら、それはこの構造に限定されてはいない。各翼（２０）に空気流孔（４０）を形成する場合、それらを処理するための構造は、各翼での渦の発生を抑制するために、他の構造よりも有利であり、翼（５０）の形成をプレス加工により、簡単な方法で実現する。図５に示すのと同じ方法で、その補助翼（５０）の助けにより空気流は各翼の表面を直進する。
【００３５】
より詳細に、翼（２０）に孔（４０）を形成する過程において、図６（ａ）で示すように、各孔の部分は切り取られないで曲げられ、その結果曲げられた部分は補助翼（５０）の役割を果たす。図６（ｂ）は、そこに孔（４０）を有する翼の断面図である。この構造は、翼（５０）が溶接されたり加工されたりする工程を取り去った。
【００３６】
図７（ａ）から図７（ｃ）は本発明による翼構造の補助翼（５０）の様々な配置を示す。図７（ａ）は各翼（２０）に孔（４０）を形成する過程で、翼（５０）がプレス加工で形成された翼（５０）の配置を示す。図７（ｂ）は翼（２０）と独立して翼（５０）が各翼（２０）の表面（２２）に溶接された翼（５０）の配置を示す。図７（ｃ）は翼（５０）の高さが非対称的に形成された翼（５０）の配置を示す。翼（５０）の配置は空気流と関連して、その高さ、位置そして形状を選択して適切に設計される。
【００３７】
図８の（ａ）から図８（ｄ）は、本発明に適用可能な各補助翼（５０）の様々な形状の例を示す。勿論翼（５０）の形状は、翼での空気流の特性を勘案して、適切に選択される。どの場合でも、ある形状を有する翼（５０）が翼の表面に突出される方法で形成されるのであれば、それらは、やはり空気流を直進させることを可能にする。
【００３８】
空気流孔（４０）と波面（２５）を有する内燃エンジンの空気旋回装置の翼（２０）は、既存の空気旋回装置の翼により得ることが出来る特性を獲得することができる。即ち、本発明により旋回装置の翼は、内燃エンジンの燃焼室内に導入される空気流に回転力を増加させることにより、単位時間当たりの空気流速を増加させ、空気密度を高めるので、エンジンの燃焼及びエンジン出力は向上される。
【００３９】
複数の孔（４０）は様々な大きさを有するが、孔の配置および形状の選択のみで、最適な燃焼及び出力性能を得ることはできない。最適な燃焼及び出力性能はエンジン側のコンディシヨンによって決まっていた。従来技術のスリット（１２）および本発明の孔（４０）はともに、その形状の差異のみでは、最適な燃焼及び出力性能を得ることはできない。
【００４０】
空気流孔（４０）が、負圧領域における渦の発生を防止する為に、翼（２０）の表面（２２）に形成される時、より系統的な設計が得られる。即ち、空気旋回装置は、エンジンの条件に応じた空気流孔（４０）の配置及びサイズにより、エンジンに適切な設計が可能である。それゆえ、本発明はエンジンの条件に応じた空気旋回装置の設計が可能である。
【００４１】
更に、孔（４０）は翼（２０）の比較的に狭い領域に様々な配置およびサイズでプレス加工することができる。
【００４２】
そして、薄板状の翼（２０）の表面に切欠面スリットでない丸い空気流孔（４０）が形成されれば、捩れがないので自己内在的な力が生じ、そして丸い空気流孔（４０）は、長方形孔よりもプレス加工後、変形が少ない。
【００４３】
一方、旋回装置本体（３０）に翼（２０）が装着される時、旋回装置本体（３０）と直接接触する辺を除いた部分、即ち、上辺（２３）と下辺（２４）の長さ方向に沿って形成される波面（２５）は、翼（２０）が回転する時、翼（２０）の最も外側の壁に沿って衝突する空気流を、波形に変化させることができる。
【００４４】
波形の空気流は、空気が他の燃料粒子と混合される時に、間接的な攪拌効果を与え、その結果、空気と燃料粒子の混合レベルが良くなる。
【００４５】
本発明による翼（２０）の各々は、金属、非鉄金属、非金属で形成される。
【００４６】
本発明は、空気旋回装置の翼（２０）の特性や仕様と関係無しに、突出された補助翼（５０）を備えているので、エンジン運転中、各翼の表面に衝突する空気流は直進し、これは、空気流の衝突を、解除又は抑制し、翼の表面の空気流の散乱を防止する。これは空気流速および空気流量の増加という結果をもたらす。
【００４７】
上述したように、本発明による内燃エンジンの空気旋回装置の翼構造は、補助翼が備わっているので、各翼の表面に衝突す空気流は直進し、翼の表面への空気流の衝突を解除または減少し、空気流速および空気流量を増大させることができるようになる。これはエネルギー効率の増加、エンジン性能の向上および大気汚染の程度の減少を得る。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
上述したように、本発明による内燃エンジンの空気旋回装置の翼構造は、補助翼が備わっているので、各翼の表面に衝突す空気流は直進し、翼の表面への空気流の衝突を解除または減少し、空気流速および空気流量を増大させることができるようになる。これはエネルギー効率の増加、エンジン性能の向上および大気汚染の程度の減少を得る。
【００４９】
本発明は、特に説明するための実施例を参照して説明してきたが、実施例によって制限されるのではなく、添付の請求項によってのみ制限される。当業者は、本発明の範囲と精神から離れることなく、実施例を変更または改良することができることは理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】内燃エンジンの従来の空気旋回装置の概略図である。
【図２】図１の翼の形状の図である。
【図３】図１の翼の表面に衝突する空気流の流れを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による内燃エンジンのための空気旋回装置の翼構造の斜視図である。
【図５】本発明の翼構造の補助翼の概略図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は本発明の第２の実施形態による内燃エンジンのための空気旋回装置の翼構造の図である。
【図７】（ａ）から（ｃ）は、本発明の翼構造の補助翼の様々な配置を示す図である。
【図８】（ａ）から（ｄ）は、本発明の翼構造の補助翼の様々な幾何学的表面形状を示す例の図である。
【符号の説明】
【００５１】
２０    翼
２１    突出部
２２    表面
２３    上辺
２４    下辺
３０    旋回装置本体
３１    スルーホール
４０    空気流孔
５０    補助翼
【図１】
2005516151.tif 000003
【図２】
2005516151.tif 000004
【図３】
2005516151.tif 000005
【図４】
2005516151.tif 000006
【図５】
2005516151.tif 000007
【図６ａ】
2005516151.tif 000008
【図６ｂ】
2005516151.tif 000009
【図７ａ】
2005516151.tif 000010
【図７ｂ】
2005516151.tif 000011
【図７ｃ】
2005516151.tif 000012
【図８ａ】
2005516151.tif 000013
【図８ｂ】
2005516151.tif 000014
【図８ｃ】
2005516151.tif 000015
【図８ｄ】
2005516151.tif 000016
【国際調査報告】
2005516151.tif 000017
2005516151.tif 000018