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JP2666271B2 - 遠心式プリクリーナ - Google Patents

遠心式プリクリーナ

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Publication number
JP2666271B2
JP2666271B2 JP62024294A JP2429487A JP2666271B2 JP 2666271 B2 JP2666271 B2 JP 2666271B2 JP 62024294 A JP62024294 A JP 62024294A JP 2429487 A JP2429487 A JP 2429487A JP 2666271 B2 JP2666271 B2 JP 2666271B2
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JP
Japan
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duct
upstream
guide
air
cleaner
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JP62024294A
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JPS63192951A (ja
Inventor
由利夫 野村
寿雄 江崎
利明 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Publication of JPS63192951A publication Critical patent/JPS63192951A/ja
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  • Cyclones (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、エンジン燃焼室に吸引される燃焼用空気中
に含まれる粉塵を遠心力を利用して捕足し、排出する遠
心式プリクリーナに関する。 [従来の技術] 遠心式プリクリーナは、燃焼用空気が流通するダクト
内に旋回流を発生させる案内羽根を備え、旋回流中に含
まれる粉塵に遠心力を与えてダクトの外周で収集し、排
出するものである。 この遠心式プリクリーナに用いられる従来の案内羽根
は、第12図および第13図に示すように、案内羽根100の
外周より空気が流入するように中央部が閉鎖する中央閉
鎖部101と、その中央閉鎖部101の周囲に設けられ、ダク
ト内に流入する空気の流れを変更してダクト内に旋回流
を発生させる複数のフィン102とからなる。 [発明が解決しようとする問題点] 上記に示す案内羽根100は、中央閉鎖部101の上流側が
平坦に形成されているため、案内羽根100の中心部分に
供給された空気は、平坦な中央閉鎖部101により流れ方
向を大きく変更して外周のフィン102に供給される。こ
のため、案内羽根100を通過する空気は、中央閉鎖部101
で流れ方向が急に変更されるため、案内羽根100を通過
する際の通気抵抗が大きくなる問題点を備えていた。 また、従来のフィン102は、第14図に示すように、フ
ィン102の上流から空気の流れ方向を直接変更していた
ため、フィン102の上流端部から下流に向けて、広い範
囲で境界層(図中破線に示す)が形成され、通気抵抗が
大きくなるとともに、フィン102の下流の境界層内には
渦流が発生し、通気抵抗が増大する問題点を備えてい
た。 さらに、従来のフィン102は、内周および外周が一定
の角度に設けられており、内周側のフィン102は、外周
側に比較して、空気に旋回流を与える羽根の長さが短く
設けられていた。このため、フィン102の内周は、旋回
流を発生する効率が低い問題点を有していた。 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的は、案内羽根を通過する際の通気抵抗を低く抑え、案
内羽根による旋回流の発生効率を向上することのできる
遠心式プリクリーナの提供にある。 [問題点を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するために、燃焼用空気が流
入する流入口、およびエンジン吸入口に連通する流出口
を備えたダクトと、中央部を閉鎖する中央閉鎖部を備え
るとともに、その中央閉鎖部の周囲に前記ダクト内に流
入する空気の流れを変更して旋回流を発生させる複数の
フィンを備えた案内羽根と、該案内羽根の下流で、且つ
上流側が前記ダクトの中央部に開口して設けられ、前記
旋回流の中心部分の空気を前記流出口に供給する内筒
と、該内筒の外周と前記ダクトの内周との間に開口して
設けられたダクト取出口とを備えた遠心式プリクリーナ
において、前記案内羽根の閉鎖部は、上流側に突出する
円錐部を備えるとともに、前記案内羽根の複数のフィン
の上流には、前記案内羽根を収容する箇所の前記ダクト
の軸方向のみに沿い、当該箇所における空気流と平行に
前記円錐部の斜面の上流側まで延出され、さらに前記円
錐部の中心から外方に広がって設けられて前記フィンに
連続したガイドが設けられたことを技術的手段とする。 [作用] 本発明は、フィンの上流にダクトの軸方向に沿い、閉
鎖部に流入する空気流と平行なガイドを設けることによ
り、ガイドの上流端部から、ガイドに沿って境界層を形
成する。これにより、境界層は、ガイドから滑らかにフ
ィンに沿って形成されるため、フィンの各間を通過する
空気は、境界層の影響を大きく受けることなくスムーズ
にフィンに沿って流れ、流れ方向が変更される。 [発明の効果] 本発明によれば、フィンの上流側のガイドにより、フ
ィンの各間を通過する空気が、スムーズにフィンに沿っ
て流れるため、案内羽根を通過する空気の通過抵抗を低
く抑えて旋回流の発生効率を向上することができる。 [実施例] 次に、本発明の遠心式のプリクリーナを図面に示す一
実施例に基づき説明する。 本実施例の遠心式プリクリーナ1は、第2図に示すよ
うに、エンジン2の燃焼室に、クリーンな燃焼用空気を
供給するエアクリーナ3の空気取入側に装着される吸気
管4と、その吸気管4の端部に装着されたエアファンネ
ル5の間に設けられている。このエアファンネル5は、
上下方向に伸びる吸気管4の上端に設けられるため、そ
の吸入口と、プリクリーナ1の接続口とを連通する内部
が直角に曲折し、内部に雨水等が侵入しないように設け
られている。 この遠心式プリクリーナ1は、第1図に示すように、
吸気管4の上流端部とエアファンネル5との間に接続さ
れるダクト6を備える。このダクト6は、円筒形状を呈
した樹脂製よりなり、上流端にエアファンネル5よりダ
クト6内へ燃焼用の空気を供給する流入口7を備え、エ
アファンネル5と超音波溶着されている。また、吸気管
4と接続される側の端部には、ダクト6内に流入した空
気を吸気管4に供給する流出口8を備え、吸気管4とダ
クト6とは、円筒上のガスケット9を介して嵌め合わせ
により接続されている。 ダクト6の流入口7の内周部分には、ダクト6の内径
よりやや大径な大径部10が設けられ、この大径部10に
は、ダクト6内に旋回流を発生させる案内羽根11が設け
られている。この案内羽根11は、第3図にないし第5図
に示すように、大径部10に装着される円筒状の外周筒部
12と、その外周筒部12の中心部分に設けられ、内周を閉
鎖する中央閉鎖分13を備える。この中央閉鎖部13は、空
気中に含まれる粉塵をダクト6の外周側に導くととも
に、内周の空気を外周に供給して旋回流の発生効率を向
上させるものである。この中央閉鎖部13は、中央部が上
流側に略円錐状に突出した円錐部14を備え、外周筒部12
の内周に外周筒部12と同軸の内周筒部15が設けられてい
る。 外周筒部12と内周筒部15との間には、ダクト6内に流
入する空気の流れを変更して旋回流を発生させるフィン
16が8枚、等間隔に設れられている。本実施例のフィン
16は、内周から外周に向けて、角度が変化する螺旋状羽
根形状を有している。 また、各フィン16の上流には、案内羽根11を収容する
箇所のダクト6の軸方向のみに沿い、円錐部14の斜面の
上流側(本実施例では円錐部14の上端)まで延出され、
さらにフィン16に滑らかに連続して繋げられたガイド17
が設けられている。このガイド17は、円錐部14の上流端
部より、フィン16の外周端部に亘って放射状に設けら
れ、各フィン16間に流入する空気を、フィン16の上流で
分割するとともに、第6図に示すように、ガイド17の上
端より下流に向けて発生する境界層(図中破線に示す)
を、各フィン16間を流れる空気流等によって、フィン16
に沿って形成するものである。 ガイド17の上端より発生する境界層は、フィンガイド
17の長さ、および案内羽根11の上流の径d(第1図参
照)によって変化する。このため、フィンガイド17の長
さ、および案内羽根11の上流の径dによって、案内羽根
11を通過する際の通気抵抗を低減させる効果が異なる。
一方、本実施例のガイド17の長さは、円錐部14の高さ
(上流方向の長さ)h(第1図参照)に応じて変化す
る。 第7図の実線Aに円錐部14の高さhと案内羽根11の上
流の径dとの比、および通気抵抗低減効果の関係を示
す。この第7図のグラフにも示すように、円錐部14の高
さh/案内羽根11の上流の径dが、1/20〜3/5の間で顕著
な通気抵抗低減効果を発揮し、1/5の時にほぼ最大の通
気抵抗低減効果を発揮する。なお、高さh/径dの関係
が、1/5より大きくなると通気抵抗低減効果が減少する
のは、円錐部14の上流のエアファンネル5の内部が直角
に曲折しているため、円錐部14の高さhが所定値以上に
高くなると、エアファンネル5内の空気の流れを阻害す
るためである。 なお、グラフ中に示す破線Bは、従来の案内羽根によ
る通気抵抗値を示すものである。 なお、外周筒部12、中央閉鎖部13の円錐部14および内
周筒部15、フィン16、およびガイド17よりなる案内羽根
11は、樹脂により一体に設けられいる。 一方、上流側に案内羽根11が設けられるダクト6の下
流側内部には、ダクト6と同軸の筒形状を呈した内筒18
がダクト6と一体に設けられている。この内筒18は、案
内羽根11によって発生した旋回流の中心部分の空気を流
出口8を介して吸気管4に供給するもので、内筒18の上
流側は、案内羽根11の下流で、且つダクト6内の中央部
に開口して設けられている。また、内筒18の下流側は、
ダクト6の流出口8に接続されている。 内筒18の外周とダクト6の内周との間には、旋回流に
より、遠心力でダクト6の外周に集められた粉塵を収集
する隙間部19が形成されている。この隙間部19の下流の
ダクト6には、隙間部19内に開口するダクト取出口20が
設けられている。このダクト取出口20は、隙間部19内に
収集された粉塵を、ダクト6の外部に取出すもので、ダ
クト取出口20には、俳塵ダクト21が接続されている。 なお、ダクト6の外周に設けられた取付けステー22
は、遠心式プリクリーナ1および吸気管4等を支持する
もので、車両の部材に連結される。 次に、上記遠心式プリクリーナ1の作動を説明する。 エンジン2が始動されると、吸入工程時、燃焼室内に
燃焼用空気を吸引する。すると、エアクリーナ3、吸気
管4、遠心式プリクリーナ1およびエアファンネル5を
介して、燃焼用の空気が燃焼室内に供給される。 このとき、エアファンネル5からは、粉塵を含んだ空
気が吸入される。エアファンネル5から吸入された空気
は、遠心式プリクリーナ1の案内羽根11を通過する。こ
の案内羽根11に空気が流入する際、流入する空気はガイ
ド17によって8つに分割され、フィン16の各間に流入す
る。この時、案内羽根11の中央部に供給された空気は、
円錐部14によって滑らかに外周のフィン16に導かれる。
そして、内周より円錐部14によって外周に供給された空
気、およびエアファンネル5から外周に供給された空気
は、フィン16の各間を流れることにより流れ方向が変更
し、ダクト6内に旋回流となって流出する。 一方、案内羽根11に空気が流入する際、第6図に示す
ように、ガイド17の上端より下流に向けて境界層(図示
破線)が発生する。この境界層は、発生直後、ガイド17
に沿って発生するが、フィン16の各間を流れる空気流に
よって図面に示すように、フィン16の両面に沿って形成
される。このため、フィン16の各間を通過する空気は、
境界層の影響を大きく受けることなくスムーズにフィン
16に沿って流れるため、本発明の案内羽根11は、通気抵
抗が従来に比較して減少すると共に、旋回流の発生効率
を向上することができる。 また、本実施例ではフィン16の内周の空気に旋回力を
与える長さが外周と等しく設けられているため、内周を
通過する空気は内周側のフィン16により流れ方向が滑ら
かに、且つ確実に変更されるため、従来フィンに比較し
て旋回流の発生効率を向上させることができる。 案内羽根11を通過した空気は、ダクト6内で旋回流と
なる。この旋回流中に含まれる粉塵のうち、質量の大き
なものは、旋回中に遠心力の作用によってダクト6の外
周側に集められる。このため、ダクト6の内周の空気中
は、質量の大きな粉塵が取除かれ、内筒18内に流入し、
吸気管4を介してエアクリーナ3に供給される。そし
て、エアクリーナ3は、遠心式プリクリーナ1で取除く
ことのできなかった細かい粉塵を取除き、エンジン2に
供給する。 一方、ダクト6の外周に集められた粉塵は、空気の流
れにより、隙間部19に収集されるとともに、エンジン2
の吸気時に発生する吸気脈動により、ダクト取出口20、
排塵ダクト21よりダクト6の外部に排出される。 第8図および第9図に本発明の第2実施例を示す。 本実施例は、案内羽根11のフィン16およびガイド17を
螺旋状に設けたもので、旋回流の発生効率を向上、およ
び通気抵抗低減効果の向上を計ったものである。 第10図は本発明の第3実施例を示す。 本実施例は、ストレートな吸気管4の下流に遠心式プ
リクリーナ1を設けたもので、本実施例の円錐部14の高
さhと吸気管4の径dとの比、および通気抵抗低減効果
の関係を第11図のグラフの実線Cに示す。このグラフに
も示すように、円錐部14の高さh/案内羽根11の上流の径
dが、1/20以上で顕著な通気抵抗低減効果を発揮し、1/
4を越えると効果の上昇がなだらかになる。 なお、グラフ中に示す破線Bは、従来の案内羽根によ
る通気抵抗値を示すものである。 なお、本実施例では外周のフィンのガイドの長さが短
く設けられたが、本発明は本実施例に限定されるもので
はなく、内周および外周のガイドの長さを同じとした
り、あるいは外周のガイドの長さを長くして設けても良
い。 また、本実施例ではダクトと案内羽根を別体に設けた
が、一体に設けても良い。 さらに、ダクトと内筒とを一体に設けたが、別体に設
けても良い。
【図面の簡単な説明】 第1図は遠心式プリクリーナの側面断面図、第2図は遠
心式プリクリーナの装着位置を示す車両概略図、第3図
は案内羽根の側面断面図、第4図は案内羽根の上面図、
第5図は第4図に示すI−I線に沿う断面図、第6図は
フィンおよびガイド付近の空気の流れを示す説明図、第
7図は円錐部14の高さと案内羽根の上流の径との比、お
よび通気抵抗低減効果の関係を示すグラフ、第8図は本
発明の第2実施例を示す案内羽根の上面図、第9図は第
2実施例の案内羽根の側面断面図、第10図は本発明の第
3実施例を示す遠心式プリクリーナの側面断面図、第11
図は第3実施例における円錐部14の高さと案内羽根の上
流の径との比、および通気抵抗低減効果の関係を示すグ
ラフ、第12図および第13図は従来の案内羽根の上面図お
よび側面断面図、第14図は従来の案内羽根のフィン付近
の空気の流れを示す説明図である。 図中 1……遠心式プリクリーナ、2……エンジン、6
……ダクト、7……流入口、8……流出口、11……案内
羽根、13……中央閉鎖部、14……円錐部、16……フィ
ン、17……ガイド、18……内筒、20……ダスト取出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭58−191371(JP,U) 実開 昭57−99717(JP,U) 実公 昭52−4604(JP,Y2)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.燃焼用空気が流入する流入口、およびエンジン吸入
    口に連通する流出口を備えたダクトと、 中央部を閉鎖する中央閉鎖部を備えるとともに、その中
    央閉鎖部の周囲に前記ダクト内に流入する空気の流れを
    変更して旋回流を発生させる複数のフィンを備えた案内
    羽根と、 該案内羽根の下流で、且つ上流側が前記ダクトの中央部
    に開口して設けられ、前記旋回流の中心部分の空気を前
    記流出口に供給する内筒と、 該内筒の外周と前記ダクトの内周との間に開口して設け
    られたダスト取出口とを備えた遠心式プリクリーナにお
    いて、 前記案内羽根の閉鎖部は、 上流側に突出する円錐部を備えるとともに、 前記案内羽根の複数のフィンの上流には、 前記案内羽根を収容する箇所の前記ダクトの軸方向のみ
    に沿い、当該箇所における空気流と平行に前記円錐部の
    斜面の上流側まで延出され、さらに前記円錐部の中心か
    ら外方に広がって設けられて前記フィンに連続したガイ
    ドが設けられたことを特徴とする遠心式プリクリーナ。 2.前記円錐部の上流方向の長さは、前記案内羽根の上
    流直前で空気流の流れ方向が略直角に変化している場
    合、その案内羽根の上流位置の径方向の長さの、1/20〜
    3/5の間に設けられたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の遠心式プリクリーナ。 3.前記円錐部の上流方向の長さは、前記案内羽根の上
    流直前で空気流の流れ方向が変化していない場合、その
    案内羽根の上流位置の径方向の長さの、1/20以上に設け
    られたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    遠心式プリクリーナ。 4.前記フィン、前記円錐部および前記ガイドは、一体
    に設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第1項な
    いし第3項のいずれかに記載の遠心式プリクリーナ。 5.前記フィンは、内周から外周に向けて、角度が変化
    する螺旋状羽根形状を有していることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の遠心
    式プリクリーナ。
JP62024294A 1987-02-04 1987-02-04 遠心式プリクリーナ Expired - Lifetime JP2666271B2 (ja)

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