(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベンチュリー効果を利用して真空を発生させるためのデバイスであって、
吸込みチャンバーを画定するハウジングと、前記吸込みチャンバーに向かって収束すると共に前記吸込みチャンバーと流体連通する原動通路と、前記吸込みチャンバーから離れる方向に開拡すると共に前記吸込みチャンバーと流体連通する放出通路と、前記吸込みチャンバーと流体連通する吸込み通路と、を具備し、
前記原動通路は、単一の入り口および複数の原動出口と、前記単一の入口の下流で前記原動通路を複数の副通路へと細分化するための前記原動通路内のフレッチと、を有し、それぞれのものが前記複数の原動出口の一つにつながっており、
前記複数の原動出口は、ベンチュリー間隙を形成するために、前記放出通路の放出入口と概ね整列させられかつ前記放出入口から離間させられており、
前記フレッチは、テールであって、このテールの外面上を前記複数の原動出口からの流体流が流れるように前記複数の原動出口と整列状態で前記吸込みチャンバー内に配置されたテールをさらに備える、デバイス。
【請求項２】
前記フレッチは、略円錐形状本体であって、この本体の基部が前記複数の原動出口に近接して配置された略円錐形状本体と、前記略円錐形状本体の外面と前記原動通路の内面との間に延在し、これによって前記複数の副通路を画定する複数のリブと、を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記略円錐形状本体は、直線、放物線、双曲線または多項式曲線関数に従って、その基部に向かって収束する、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記複数の原動出口の近くでの前記原動通路の内部形状および前記略円錐形状本体の前記基部の外部形状は共に円形または楕円形である、請求項２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記複数のリブは前記略円錐形状本体の前記外面から突出する、請求項２に記載のデバイス。
【請求項６】
前記複数の原動出口の断面積は全体として、前記放出入口の断面積よりも小さい、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記放出入口は前記吸込みチャンバー内に、ある距離だけ突出しており、これによって前記放出入口の外面の全体の周りに吸込み流を提供する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記フレッチは、テールであって、このテールの頂点に向かって前記テールの外面上を前記複数の原動出口からの流体流が流れるように前記複数の原動出口と整列状態で前記チャンバー内に配置されたテールをさらに備え、
前記テールの頂点は前記放出通路の前記放出入口の内側に配置される、請求項２に記載のデバイス。
【請求項９】
前記吸込みチャンバーは、前記放出入口の下方に、概ね丸みを帯びた内部底面を有する、請求項７に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記吸込みチャンバーは、１０ｍｍないし２５ｍｍの内部幅を有する、請求項７に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記原動通路および前記放出通路の両方は、双曲線または放物線関数のように、前記吸込みチャンバーから離れる方向に断面積が広がる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
各副通路は、前記複数の原動出口のうちの一つの近くで断面が略矩形である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
各副通路は、上から長手方向断面で見たときに双曲線関数のように、外側内壁を備えた主通路から前記複数の原動出口のうちの一つに向かって収束する、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
各副通路は、上から長手方向断面で見たときに双曲線関数のように、内側内壁を備えた前記主通路から前記複数の原動出口のうちの一つに向かって収束する、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
システムであって、
請求項１に記載のベンチュリーデバイスと、
前記原動通路に対して流体的に接続された圧力源と、
前記吸込み通路に対して流体的に接続された真空を必要とするデバイスと、
前記放出通路に対して流体的に接続された、前記圧力源よりも低い圧力と
を具備するシステム。
【請求項１６】
前記圧力源は、大気圧であるかあるいはターボチャージャーまたはスーパーチャージャ
ーの圧縮機からのブースト圧である、請求項１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ベンチュリー効果を利用して真空を発生させるためのデバイスに関し、特に、最小の原動流量で増大した吸込み流を発生させるための原動通路内への単一の入口と複数の異なる原動出口とを有するそうしたデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン、例えば車両エンジンは小型化されかつ過給されており、これがエンジンから利用可能な真空を減少させている。この真空は、車両ブレーキブースターによる使用を含む、多くの潜在的用途を有する。
【０００３】
この真空不足に対する一つの解決策は真空ポンプを設置することである。しかしながら、真空ポンプはエンジンに対して著しいコストおよび重量ペナルティを有し、その電力消費は追加のオルタネーター容量を必要とする可能性があり、その非効率性は燃費を妨げる可能性がある。
【０００４】
真空を発生させるための別の解決策は、ベンチュリーデバイス、エジェクターまたはアスピレーターのいずれかを利用することである。原動空気がターボチャージャー圧縮機または別の高圧源の下流で取り込まれ、低圧領域で放出されるとき、エジェクターはベンチュリー効果によって真空を発生させる。アスピレーターは、原動空気がスロットルの前で、典型的には大気圧で取り込まれ、スロットルの下流で放出されるとき、ベンチュリー効果によって真空を発生させる。現在利用可能なベンチュリーデバイスの問題点は、吸込み質量流量の量およびそれらが消費するエンジン空気の量に関するその限界である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特に、原動流が昇圧された原動流である場合に、吸込み質量流量を増大させる改良された設計が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様では、ベンチュリー効果を利用して真空を発生させるためのデバイスが開示され、当該デバイスは、吸込みチャンバーを画定するハウジングと、吸込みチャンバーに向かって収束すると共に吸込みチャンバーと流体連通する原動通路と、吸込みチャンバーから離れる方向に開拡すると共に吸込みチャンバーと流体連通する放出通路と、吸込みチャンバーと流体連通する吸込み通路とを有する。原動通路は単一の入り口と複数の原動出口とを有し、単一の入口の下流で複数の副通路へと細分し、それぞれのものが複数の原動出口の一つにつながる。複数の原動出口は、ベンチュリー間隙を形成するために、放出通路の放出入口と概ね整列させられかつ放出通路の放出入口から離間させられる。複数の原動出口の断面積は、全体として、放出入口の断面積よりも小さい。
【０００７】
全ての実施形態において、原動通路は、その中に配置されたフレッチを含むことができる。フレッチは、略円錐形状本体であって、この本体の基部が複数の原動出口に近接して配置された略円錐形状本体と、原動通路を、それぞれが複数の原動出口の一つに向かって略円錐形状本体の外面上で流体流を収束させる複数の副通路に分割するように配置された、略円錐形状本体の外面と原動通路の内面との間に延在する複数のリブとを有する。略円錐形状本体は、直線、放物線、双曲線または多項式曲線関数に従って、その基部に向かって収束し、原動出口の内部形状および略円錐形状本体の基部の外部形状はいずれも円形または楕円形である。複数のリブは略円錐形状本体の外面から突出している。
【０００８】
全ての実施形態において、複数の原動出口は吸込みチャンバーの壁と概ね面一であり、かつ、フレッチは、テールであって、当該テールの外面上を複数の原動出口からの流体流が流れるように複数の原動出口と整列状態で吸込みチャンバー内に配置されたテールをさらに含んでいてもよい。
【０００９】
全ての実施形態において、放出入口は吸込みチャンバー内にある距離だけ突出し、これによって放出入口の外面の全体の周りに吸込み流を提供する。ここで、フレッチは、複数の原動出口からの流体流がテールの頂部に向かってテールの外面上を流れるために複数の原動出口と整列状態でチャンバー内に配置されたテールを含むことができる。テールの頂点は、放出通路の放出入口の内側に配置される。ここでもまた、吸込みチャンバーは、放出口の下方の概ね丸みを帯びた内部底面と、約１０ｍｍないし約２５ｍｍの内部幅とを有することができる。
【００１０】
全ての態様において、デバイスの原動通路および放出通路はいずれも、双曲線または放物線関数のように、吸込みチャンバーから離れる方向に断面積が広がっていてもよい。さらに、各副通路は、複数の原動出口の一つの近くで断面が概ね矩形であってもよい。この場合、各副通路は、上から長手方向断面で見たときに双曲線関数のように、外側内壁を備えた主通路から複数の原動出口のうちの一つに向かって収束し、かつ／または、上から長手方向断面で見たときに双曲線関数のように、内側内壁を備えた主通路から複数の原動出口のうちの一つに向かって収束する。
【００１１】
別の態様では、本明細書で開示されるベンチュリー効果を利用して真空を発生させるためのデバイスのいずれか一つを含むシステム、特に内燃機関が開示される。あるシステムは、原動通路に流体的に接続された圧力源と、吸込み通路に流体的に接続された真空を必要とするデバイスと、放出通路に流体的に接続された圧力源より低い圧力とを有する。圧力源は大気圧であってもよく、あるいはターボチャージャーまたはスーパーチャージャーの圧縮機からのブースト圧であってもよい。
【００１２】
特許または出願ファイルはカラーで実行される少なくとも一つの図面を含む。カラー図面を伴うこの特許または特許出願刊行物の写しは、請求および必要な手数料の支払いがあった場合に、庁によって提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ベンチュリー効果を利用して真空を発生させるデバイスの側方から見た斜視図である。
【図１Ａ】図１のデバイスの代替実施形態の原動ポートの入口端の側方から見た長手方向断面図である。
【図２】図１による一実施形態の原動ポートを除く全ての側方から見た長手方向断面図である。
【図３】図２のデバイスの原動ポート端部の端面図である。
【図４】複数のリブがそこから外側に突出するフレッチの正面から見た拡大斜視図である。
【図５】それに接続されたテールを有する、図４のフレッチの側方から見た拡大斜視図である。
【図６】テールがその吸込みチャンバー内に着座した状態での図２の長手方向断面図である。
【図７】非組み立て状態での原動ポートの長手方向断面図および図４のフレッチの斜視図である。
【図８】四つの異なる距離（Ｄ１ないしＤ４）が複数の原動出口に関して表示された、ベンチュリー間隙および放出入口の拡大断面斜視図である。
【図９】吸込み流が原動プルームに作用する際の、図８の距離Ｄ１で取られた吸込み流の計算流体力学（ＣＦＤ）モデリングを含む図である。
【図１０】吸込み流が原動プルームに作用する際の、図８の距離Ｄ２で取られた吸込み流のＣＦＤモデリングを含む図である。
【図１１】吸込み流が原動プルームに作用する際の、図８の距離Ｄ３で取られた吸込み流のＣＦＤモデリングを含む図である。
【図１２】吸込み流が原動プルームに作用する際の、図８の距離Ｄ４で取られた吸込み流のＣＦＤモデリングを含む図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の詳細な説明は本発明の一般的な原理を説明するものであり、その例が添付図面にさらに示されている。図面において同様の参照符号は同一または機能的に同様の要素を示す。
【００１５】
本明細書で使用するとき、「流体」は、液体、懸濁液、コロイド、気体、プラズマまたはそれらの組み合わせを意味する。
【００１６】
図１ないし図３は、ベンチュリー効果を利用して真空を発生させるためのデバイス１００のさまざまな図である。デバイス１００は、車両ブレーキブーストデバイス、能動的クランクケース換気システム、燃料パージデバイス、油圧および／または空気圧バルブなどのデバイスに真空を提供するために、エンジン、例えば車両の内燃エンジンにおいて使用可能である。デバイス１００は、通路１０４（図２）と流体連通する吸込みチャンバー１０７を画定すると共にエンジンまたはそれに接続されたコンポーネントに接続可能な少なくとも三つのポートを有するハウジング１０６を含む。ポートは、（１）原動ポート１０８と、（２）任意の逆止め弁（図示せず）を介して真空を必要とするデバイス１９６に接続することができる吸込みポート１１０と、（３）放出ポート１１２とを含む。これらのポート１０８，１１０，１１２の各々は、原動ポート１０８に関して図１Ａに、あるいは放出ポート１１２に関して図１、図２および図６に示すように、エンジンのホースまたはその他のコンポーネントにそれぞれのポートを接続するために、その外面にコネクター機構１１７を含むことができる。原動ポート１０８は、圧力源としてのターボチャージャーまたはスーパーチャージャーの圧縮機１９７に接続されてもよく、そして放出ポート１１２は、圧力源よりも低い圧力としてスロットルの下流の流体通路の下流にかつ／または内燃エンジンの吸気マニホールド１９８に接続されてもよい。
【００１７】
ここで図１および図２を参照すると、吸込みチャンバー１０７を画定するハウジング１０６は、原動ポート１０８の近くの第１の端壁１２０と、放出ポート１１２の近くの第２の端壁１２２と、第１および第２の端壁１２０，１２２間に延びる少なくとも一つの側壁１２４とを含む。吸込みチャンバー１０７は、横断面で見たとき、放出ポート１１２まで入口１５２の下方に概ね丸みを帯びた底面を有することができる。図２に示すように、吸込みチャンバー１０７は、容器１１８ａおよび蓋１１８ｂを有する二部分構造であってもよく、ここで、蓋１１８ｂは、容器１１８ａのリム１１９内にあるいはそれに当接して、液密封止シールを伴って着座する。ここで、容器１１８ａは吸込みポート１１０および放出ポート１１２を含み、かつ、蓋１１８ｂは原動ポート１０８を含むが、これに限定されるものではない。別の実施形態では、容器は原動ポートを含むことができ、そして蓋は吸込みポートおよび放出ポートを含むことができる。
【００１８】
原動ポート１０８は、吸込みチャンバー１０７に向かう流体の流れのためのかつそれと流体連通する、図３および図７に示す原動通路１０９を画定する。原動通路１０９は、フレッチ１８０を受け入れるために概ね円筒形であってもよい。原動ポート１０８は、原動入口１３２を有する入口端部１３０と、原動出口１３６を有する出口端部１３４とを含む。原動通路１０９は円形に形成された原動入口を有していてもよく、そして通路は直線状であってもよく、あるいはそれは、（それぞれ概ね円形、楕円形またはその他の多角形形状の開口であってもよい）複数の原動出口１３６に向かって徐々に連続的に先細になっていてもよい。
【００１９】
吸込みポート１１０は、吸込みチャンバー１０７と流体連通する吸込み通路１１１を画定する。吸込みポート１１０は、吸込み入口１４２を有する入口端部１４０と、吸込み出口１４６を有する出口端部１４４とを含み、原動出口１３６および吸込み出口１４６の両方が吸込みチャンバー１０７内へと開口する。図２に示すように、吸込み通路１１１は、吸込み通路１１１から放出通路１１３への吸込み流の方向を約９０度変化させる位置で、吸込みチャンバー１０７に合流する。したがって、吸込みポート１１０は概ね放出ポート１１２に対して垂直に配向されると共に、図２に示すように一定寸法の概ね円筒形状通路であってもよく、あるいは、それは、吸込みチャンバー１０７に向かって収束する長さに沿って、円錐のようにあるいは双曲線または放物線関数に従って、徐々に連続的に先細になっていてもよい。別の実施形態では、吸込みポート１１０は、吸込み通路１１１から放出通路１１３への吸込み流の方向が約１８０度変化する位置において、吸込みチャンバー１０７に開口できる。ここで、吸込みポート１１０は放出ポート１１２とほぼ平行である。
【００２０】
デバイス１００は、ベンチュリー間隙１６０（図６に示される）を形成するために、放出通路１１３の入口端部１５０において放出入口１５２と概ね整列させられかつそれらか離間させられた原動通路１０９の出口端部１３４、より具体的には原動出口１３６を有する。本明細書で使用されるベンチュリー間隙１６０は、原動出口１３６と放出入口１５２との間の直線距離を意味する。
【００２１】
図２および図６を参照すると、放出ポート１１２は、吸込みチャンバー１０７と流体連通状態である、吸込みチャンバー１０７から離れる方向に開拡する放出通路１１３を画定する。放出ポート１１２は、放出入口１５２を有する、吸込みチャンバー１０７内の入口端部１５０と、放出出口１５６を有する、吸込みチャンバー１０７の遠位にある出口端部１５４とを含む。放出通路１１３は吸込みチャンバー１０７内に突出するスパウト１７０で終端するが、これは、約１０ｍｍないし約２５ｍｍの、より好ましくは約１５ｍｍないし約２０ｍｍの内部幅Ｗ１を有する。スパウト１７０は、吸込みチャンバー１０７の全ての一つ以上の側壁１２４から間隔をおいて配置され、これによってスパウト１７０の外面１７２の全体の周りに吸込み流を提供する。外面１７２は、概して円錐台形であり、放出通路１１３の入口端部１５０に向かって収束する。外面１７２は、第２の第１の端壁１２２よりも入口端部１５０により近い面取り部（図示せず）へと移行することができる。外面１７２の形状および／または面取り部および吸込みチャンバー１０７の概ね丸みを帯びた内部底面は、吸込み流を放出入口１５２に向けて導き、そして流れに最小限の乱れ／干渉しか伴わずにそれを行うために有利である。
【００２２】
スパウト１７０は、デバイス１００の構築のために選択された材料に依存して、約０．５ｍｍないし約５ｍｍ、または約０．５ないし約３ｍｍ、または約１．０ｍｍないし約２．０ｍｍであってもよい壁厚を有する。
【００２３】
また、図６から最もよく分かるように、原動出口１３６の断面積は（全体として）、放出入口１５２の断面積よりも小さく、この差はオフセットと呼ばれる。断面積のオフセットは、その中にデバイス１００が組み込まれるべきシステムのパラメーターに依存して変化し得る。一実施形態では、オフセットは、約０．１ｍｍないし約２．０ｍｍの範囲、またはより好ましくは約０．３ｍｍないし約１．５ｍｍの範囲であってもよい。別の実施形態では、オフセットは、約０．５ないし約１．２ｍｍの範囲、またはより好ましくは約０．７ないし約１．０ｍｍの範囲であってもよい。
【００２４】
図３の端面図から分かるように、デバイス１００は原動通路１０９に配置されたフレッチ１８０を含むことができる。フレッチ１８０は、好ましくは原動出口１３６に近接して配置されると共に、原動通路１０９内の横断流動面積を減少させるような形状とされた外面を有するが、これは、それぞれ別個の異なる原動出口につながる別個の異なる副通路を画定することによって達成できる。ここで、図４、図５および図７を参照すると、フレッチ１８０は、第１の端部１８２および第２の端部１８４を有する本体１８１を有する。本体１８１は、第１の端部１８２がその頂点（これは原動入口１３２の方に向けられている）でありかつ第２の端部１８４が基部（これは原動出口１３６に並置されている）である概ね円錐形状である。円錐形状本体１８１は、直線、放物線、双曲線または多項式曲線に従って、頂点から基部へと収束してもよく、基部（第２の端部１８４）の外形は、原動出口１３６に近接する原動通路１０９のために選択されたものと同じであるべきである。例えば、原動通路が原動出口１３６に近接して円形である場合、フレッチは円形外径を有するが、原動通路が楕円形である場合、フレッチは楕円形の外形寸法を有する。
【００２５】
原動通路１０９内への、そしてそれを通る流体流は、略円錐形状フレッチ１８０の外面上を流れ、これによって、原動出口１３６に向かって流体流を誘導する。図３、図４および図７に示すように、複数のリブ１８６が、原動通路１０９の内部寸法とフレッチ１８０の外面との間に存在する。複数のリブは、特に図５のテール１９０が存在するとき、図４に示すようにフレッチ１８０の外面から外側に、あるいは原動通路１０９の内面から内側に突出すると共にフレッチ１８２の長さの少なくとも一部にわたって延びる細長い突起であってもよい。
【００２６】
フレッチ１８０は、例えば射出成形プロセスの一部として、原動通路１０９を画定するハウジング１０６の部分内に一体的に形成されてもよい。代替的に、フレッチ１８０は原動通路１０９内に固定的に取り付けられてもよい。ハウジング１１０内でのフレッチ１８０の一体的または固定的取り付けは、流体がそれを通過する間、フレッチ１８０に安定性を提供し、（流体流誘発乱流の発生のために生じ得る）フレッチ１８０の振動を実質的に防止するかあるいは最小限に抑える。
【００２７】
リブ１８６は、（その中での移動またはミスアライメントに抗する）支持様式で選択された位置において原動通路１０９内でフレッチ１８０を位置決めする利点を提供し、さらに重要なことに、原動通路１０９内の流動断面積をさらに低減し、これによって、より低いかまたは最小の原動流量で十分な吸込みを発生させることができる。支持様式は、リブ１８８が原動通路１０９の内面に当接するかまたはフレッチ１８０が原動通路１０９のリブに当接することを含むことができる。複数のリブは、フレッチの一部として、例えばその成形部分として一体的に形成されてもよく、あるいはそれに対して固定的に取り付けられてもよい。別の実施形態では、リブは、原動通路１０９の一部として一体的に形成されてもよく、あるいは原動通路１０９に対して固定的に取り付けられてもよい。リブがフレッチの一部である場合、リブは、原動通路１０９の内面に圧入されるかあるいは原動通路１０９の内面と締り嵌めを形成してもよく、あるいはキー・キー溝機構によって原動通路１０９の内面に接続されてもよい。
【００２８】
図３から最もよく分かるように、複数のリブ１８６が原動通路を分割し、流体は、それぞれ原動出口１３６に向かって収束する複数の副通路１８８内へとフレッチ１８０の外面上を流れる。図３、図４および図７の実施形態では四つのリブが存在しており、これは、図３の原動端部視から、概してプラス記号の形状を画定し、すなわち二つの対向するリブが対向するリブの別のセットに対して垂直に配向され、これによって四つの副通路１８８を画定する。別の実施形態では、複数のリブは、三つから八つの副通路（これらは概ね同じ寸法であってもよい）のうちの一つを画定するために十分な数である。
【００２９】
ここで、図５および図６の実施形態を参照すると、フレッチ１８０は、それに対して接続された概ね円錐形状のテール１９０を有していてもよい。テール１９０は、その基部１９２がフレッチ１８０の第２の端部１８４に並置されかつその頂点１９４が放出通路１１３のスパウト１７０の内側に配置された状態で位置決めされる。したがって、テール１９０の一部分は、吸込みチャンバー１７０内に、特にベンチュリー間隙１６０内に配置され、これによって流体流を放出入口１５２内に導く。円錐形状テール１９０は、直線、放物線、双曲線または多項式曲線または関数に従って、頂点１９４から基部１９２へと収束することができる。テール１９０の基部１９２、特にその外面は、フレッチの本体１８１の第２の端部１８４と嵌合すると共に円錐形状本体１８１の表面の連続的な延長部を形成するような形状および寸法とされる。例えば、円錐形状本体１８１が円形の外径を有する場合、テール１９０は同じ寸法の円形外径を有するべきである。
【００３０】
図示されていない別の実施形態では、テール１９０は、フレッチ１８０のリブ１８６の続きを形成するその外面から突出するリブを含む。
【００３１】
デバイス１００が車両エンジンで使用される場合、車両製造者は、通常、吸引器ベンチュリーデバイスをエンジンあるいはそのコンポーネントに接続するために利用可能な管／ホースのサイズに基づいて、原動ポート１０８および放出ポート１１２の両方のサイズを選択する。さらに、車両製造業者は、通常、システムで使用するために利用可能な最大原動流量を選択するが、これが、今度は、原動出口端部１３４において画定される内部開口、すなわち原動出口１３６の面積を規定する。これらの制約の中で作動することで、開示されたデバイス１００は、大きな吸込み流量を生成する要求と、エンジンのブースト条件下で提供される適度な原動流量との間の妥協を著しく減少させる。
【００３２】
動作時、デバイス１００、特に吸込みポート１１０は真空を必要とするデバイス（図示せず）に接続され、デバイス１００は、概ねデバイスの長さにわたって延在する通路１０４を通る流体、通常は空気の流れと、これによって吸込みチャンバー１０７内に形成される（図２および図５に符号を付した）ベンチュリー間隙１５２とによって当該デバイスのための真空を発生させる。一実施形態では、原動ポート１０８は、その原動通路の流体連通のためにブースト圧力源と接続され、そして放出通路は、その放出通路の流体連通のために低圧、例えば大気圧と接続されている。そのような実施形態では、デバイス１００は、エジェクターと呼ぶことができる。別の実施形態では、原動ポート１０８は大気圧に接続され、そして放出ポートは大気圧よりも低い圧力源に接続されてもよい。そのような実施形態では、デバイス１００はアスピレーターと呼ぶことができる。原動ポートから放出ポートへの流体（例えば空気）の流れは、本明細書に記載されているように、直線円錐形または双曲線形であってもよい原動通路の下方に流体を引き込む。面積の減少は、空気の速度を増加させる。これは閉鎖された空間なので、流体力学の法則によれば、流体の速度が増加すると静圧は減少しなければならない。収束する原動通路の最小断面積は、ベンチュリー間隙に接している。空気が放出ポートに移動し続けると、それは放出入口および収束放出通路を通って移動するが、これは直線円錐形または双曲線形のいずれかである。任意選択的に、放出通路は、それが放出出口に結合するまで直線または双曲線形状円錐として延在することができ、あるいはそれは、放出出口に到達する前に単純な円筒形またはテーパー状通路へと移行することができる。
【００３３】
吸込ポート１１０からベンチュリー間隙１６０内への空気の流量を増加させたい場合には、リブを有するフレッチ１８０が原動通路１０９内に導入される（図３および図７参照）。リブを有するフレッチ１８０は複数の副通路１８８を画定するが、これは、原動出口１３６に近接した流動断面積を減少させ、これによって空気の速度を増加させ、より少ない原動流量から増大した吸込みを発生させる。
【００３４】
空気が原動出口から吸込みチャンバー内に流れるとき、この流れはより遅い吸込み空気に対して高速の空気のプルームを形成する。この高速の原動空気プルームは、高速のために吸込み空気よりも静圧が低い。これらの二つのガス間の界面は圧力の勾配が高いので最初は全く明確であるが、境界は、原動流が放出入口への途中の間隙を通過するときに減少する。原動流と共に放出通路内に運ばれる吸込み空気の量を最大にするためには、二つの流れの間の境界のサイズまたは面積を大きくすることが有益である（これは境界プルームと呼ばれ、あるプルーム面積を有する）。いくつかの吸引器ベンチュリーデバイスでは、この境界の増大は原動出口の面積を増大させることによって達成される。原動出口の面積を増大させることの欠点は、二つの流れ間の境界の面積が原動出口の開口周長および間隙距離によって決定されることである。原動出口を通る原動質量流量は原動出口の断面積の関数である。一例として、以下の表１は、三つの異なる吸引器ベンチュリーデバイス、すなわち（Ａ）ラウンド原動出口、（Ｂ）増大した直径のラウンド原動出口、そして（Ｃ）内部にフレッチおよびリブを有するラウンド原動出口を比較している。ここで（Ａ）は（Ｂ）および（Ｃ）との比較基準である。
【００３５】
【表１】
0006655162.tif 000002
【００３６】
原動出口直径を５０％だけ増加させることにより、プルーム面積に８４％の増加（変化）が生じる（すなわち１８４％−１００％＝８４％）。境界層効果や吸込み流分布などのさまざまな問題のために、これは吸込み流の増加を８４％未満にする。しかしながら、原動流は１２５％だけ増加する（すなわち２２５％−１００％＝１２５％）。フレッチが原動に加えられると性能の劇的な変化が生じるが、これは（Ａ）および（Ｂ）に対して、はるかに優れている。境界プルームのプルーム面積は２７２％だけ増加するが（３７２％  −１００％＝２７２％）、原動流は変化しない。
【００３７】
境界プルームは、図９ないし図１２のＣＦＤ画像によって示されている。図９は図８の距離Ｄ１におけるものである。図１０は図８の距離Ｄ２におけるものである。図１１は図８の距離Ｄ３におけるものである。図１２は図８における距離Ｄ４におけるものである。図９ないし図１２のそれぞれの左側のカラー画像では、吸込み領域流速はカラーフィールドとして描かれ、最高速度は赤で、最小速度は青で示される。図９ないし図１２のぞれぞれにおける中央画像において、同じ横断面における吸込み領域の流速は大きさベクトルとして表される。図９ないし図１２のぞれぞれにおける右側画像において、吸込み領域流速は、大きさおよび方向ベクトルとして表される。
【００３８】
吸引器ベンチュリーデバイス内に存在するフレッチ１８０に加えて、境界プルームの面積は、第１の原動通路１０９および放出通路１１３の全体的な内寸を増加させることなく（好ましくは質量流量の増加を伴わず）、原動出口１３６および放出入口１５２の周長を増加させることによって増加させることができる。特に、原動出口１３６および放出入口１５２は、好ましくは、２０１４年６月３日に出願された同時所有の米国特許出願第１４／２９４，７２７号において説明されているように非円形である。なぜなら、円形断面を有する通路と同じ面積を有する非円形形状は面積に対する周長の比率に関して増加であるからである。円形ではなく、それぞれがある周長およびある断面積を有する無数の可能な形状が存在する。これらには、多角形、または互いに接続された直線部分、非円形の曲線、そしてフラクタル曲線さえ含まれる。コストを最小にするために、曲線はより簡素かつ製造および検査がより簡単にできるものであり、所望の周長を有する。特に、原動および放出通路の内部断面のための楕円形または多角形形状の実施形態は、先に参照した同時所有の出願に記載されている。
【００３９】
本明細書で開示されるデバイスは、車両エンジンにおいて使用するためのプラスチック材料またはその他の適切な材料（温度、湿気、圧力、振動および汚れおよび破片を含むエンジンおよび道路条件に耐えることができるもの）から製造されてもよく、射出成形またはその他の鋳造または成形プロセスによって製造されてもよい。
【００４０】
本発明を特定の実施形態に関して図示し、説明してきたが、本明細書を読んで理解することにより当業者が変更を思い付くことは明らかであり、本発明はそうした変更の全てを含む。
【符号の説明】
【００４１】
１００  デバイス
１０４  通路
１０６  ハウジング
１０７  チャンバー
１０８  原動ポート
１０９  第１の原動通路
１１０  吸込ポート
１１１  吸込み通路
１１２  放出ポート
１１３  放出通路
１１７  コネクター機構
１１８ａ  容器
１１８ｂ  蓋
１１９  リム
１２０  第１の端壁
１２２  第２の端壁
１２４  側壁
１３０  入口端部
１３２  原動入口
１３４  原動出口端部
１３６  原動出口
１４０  入口端部
１４２  入口
１４４  出口端部
１４６  出口
１５０  入口端部
１５２  放出入口
１５６  放出口
１６０  ベンチュリー間隙
１７０  スパウト
１７２  外面
１８０  略円錐形状フレッチ
１８０  フレッチ
１８１  円錐形状本体
１８２  第１の端部
１８４  第２の端部
１８６  リブ
１８８  副通路
１９０  円錐形状テール
１９２  基部
１９４  頂点
１９６  デバイス
１９７  圧縮機
１９８  吸気マニホールド
【図１】
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【図１Ａ】
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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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