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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Ansaugkrümmer und einen Motor mit dem Ansaugkrümmer.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Es sind Ansaugkrümmer bekannt, die einen Ausgleichsbehälter und einen Ansaugkanalteil, der mit dem Ausgleichsbehälter in Verbindung steht und am Zylinderkopf des Motors befestigt ist, umfassen. Zum Beispiel gibt es solche Ansaugkrümmer, in die Blowby-Gas, das innerhalb des Kurbelgehäuses des Motors erzeugt wird, eingeleitet wird. Da Blowby-Gas Öl und Wasser enthält, kann sich diese Flüssigkeit innerhalb des Ansaugkanalteils des Ansaugkrümmers sammeln. Wenn sich innerhalb des Ansaugkanalteils eine große Menge dieser Flüssigkeit gesammelt hat, kann abhängig vom Betriebszustand des Motors durch die Ansaugluft auf einmal eine große Flüssigkeitsmenge in die Brennkammer des Motors gesaugt werden, was den Betriebszustand des Motors beeinträchtigen wird.
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Um die Ansammlung einer großen Flüssigkeitsmenge innerhalb des Ansaugkanalteils zu verhindern, wird daher in der
JP 2013 177869 A die Kanalquerschnittsfläche des Ansaugkanalteils allmählich von der stromaufwärtigen Seite zum Bodenteil hin verringert, um so die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit zu erhöhen, und damit wird die Effektivität gesteigert, mit der die Flüssigkeit in die Brennkammer des Motors gesaugt wird.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Allerdings führt die allmähliche Verringerung der Kanalquerschnittsfläche des Ansaugkanalteils von der stromaufwärtigen Seite zum Bodenteil zu einer Erhöhung des Druckverlusts der Ansaugluft in dieser Zone des Kanals. Wenn der Druckverlust der Ansaugluft zunimmt, kann bei abnehmender Menge der in die Brennkammer eingeleiteten Luft die Motorleistung abnehmen.
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Daher sieht die Erfindung einen Ansaugkrümmer und einen Motor mit dem Ansaugkrümmer vor, wobei beim Ansaugkrümmer die Effizienz sichergestellt wird, mit der eine Flüssigkeit, die sich innerhalb des Ansaugkanals gesammelt hat, angesaugt wird, während ein Anstieg beim Ansaugluftdruckverlust verhindert wird.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Ansaugkrümmer eines Motors zur Verfügung gestellt. Der Motor umfasst einen Motohauptkörper. Der Ansaugkrümmer umfasst Folgendes: einen Ausgleichsbehälter, der eine Ansaugeinleitungsöffnung, die derart gestaltet ist, dass durch die Ansaugeinleitungsöffnung Ansaugluft eingeleitet wird, und eine Gaseinleitungsöffnung hat, die derart gestaltet ist, dass durch die Gaseinleitungsöffnung Blowby-Gas vom Motorhauptkörper eingeleitet wird; und einen Ansaugkanalteil, der mit dem Ausgleichsbehälter in Verbindung steht, wobei der Ansaugkanalteil so verläuft, dass er um den Ausgleichsbehälter herum gekrümmt ist, und der Ansaugkanalteil darauf eingerichtet ist, mit einem Zylinderkopf des Motorhauptkörpers verbunden zu werden. Eine Innenfläche des Ansaugkanalteils umfasst Folgendes: einen Innenumfangsbereich, der sich in einer Krümmungsradiusrichtung des Ansaugkanalteils auf einer Innenseite befindet; einen Außenumfangsbereich, der sich vom Innenumfangsbereich durch einen Abstand getrennt in der Krümmungsradiusrichtung außerhalb befindet, wobei der Außenumfangsbereich dem Innenumfangsbereich zugewandt ist; einen ersten Seitenbereich und einen zweiten Seitenbereich, die in einer senkrechten Richtung, die senkrecht zur Krümmungsradiusrichtung ist, in einem Abstand voneinander liegen, wobei der erste Seitenbereich und der zweite Seitenbereich von dem Innenumfangsbereich aus weiterführen; einen ersten gekrümmten Bereich, der von der Innenseite des Ansaugkanalteils aus konvex nach außen verläuft, wobei der erste gekrümmte Bereich den ersten Seitenbereich und den Außenumfangsbereich verbindet; und einen zweiten gekrümmten Bereich, der von der Innenseite des Ansaugkanalteils aus konvex nach außen verläuft, wobei der zweite gekrümmte Bereich den zweiten Seitenbereich und den Außenumfangsbereich verbindet. Der Außenumfangsbereich umfasst einen ersten geneigten Bereich, einen zweiten geneigten Bereich und einen Bodenbereich, wobei sich der erste geneigte Bereich und der zweite geneigte Bereich so erstrecken, dass sie sich einander nähern. Der erste geneigte Bereich und der zweite geneigte Bereich erstecken sich in einem Querschnitt senkrecht zu einer Mittelachse des Ansaugkanalteils gesehen jeweils von dem ersten gekrümmten Bereich und dem zweiten gekrümmten Bereich aus. Der erste geneigte Bereich hat in dem Querschnitt gesehen eine von zwei Formen, die eine lineare Form und eine gekrümmte Form, die von der Innenseite des Ansaugkanalteils aus mit einem Krümmungsradius, der größer als ein erster Krümmungsradius des ersten gekrümmten Bereichs ist, konvex nach außen verläuft, sind. Der zweite geneigte Bereich hat in dem Querschnitt gesehen eine von zwei Formen, die eine lineare Form und eine gekrümmte Form, die von der Innenseite des Ansaugkanalteils aus mit einem Krümmungsradius, der größer als ein zweiter Krümmungsradius des zweiten gekrümmten Bereichs ist, konvex nach außen verläuft, sind. Der Bodenbereich liegt zwischen dem ersten geneigten Bereich und dem zweiten geneigten Bereich. Der Bodenbereich hat in dem Querschnitt gesehen eine von zwei Formen, die eine lineare Form, die senkrecht zur Richtung des Krümmungsradius verläuft, und eine Form, die von der Innenseite des Ansaugkanalteils aus in der Richtung des Krümmungsradius konvex nach außen verläuft, sind.
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In der Bodenzone des Ansaugkanalteils umfasst der Außenumfangsbereich die ersten und zweiten geneigten Bereiche und den Bodenbereich, was es möglich macht, einen hohen Pegel der Oberfläche der Flüssigkeit sicherzustellen, die sich in der Bodenzone angesammelt hat. Mit dem auf diese Weise sichergestellten hohen Pegel der Flüssigkeitsoberfläche wird die Flüssigkeitsoberfläche leicht durch die durch den Ansaugkanalteil gehende Ansaugluft oder durch Schwingungen vom Motorhauptkörper aufgewühlt. Infolgedessen zerstäubt die Flüssigkeit leicht von der Flüssigkeitsoberfläche, was dazu beiträgt, die Effektivität zu steigern, mit der die im Ansaugkanalteil gesammelte Flüssigkeit angesaugt wird. Somit wird die Effektivität sichergestellt, mit der die Flüssigkeit, die sich innerhalb des Ansaugkanalteils angesammelt hat, angesaugt wird, ohne dass die Kanalquerschnittsfläche des Ansaugkanalteils allmählich von der stromaufwärtigen Seite zum Bodenteil hin verringert wird.
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Gemäß der oben genannten Ausgestaltung kann eine Bodenzone des Ansaugkanalteils in einem Zustand, in dem der Ansaugkrümmer am Motorhauptkörper montiert ist, in einer Vertikalrichtung in dem Querschnitt eine unterste Position umfassen. Der Außenumfangsbereich kann in dem Zustand, in dem der Ansaugkrümmer am Motorhauptkörper montiert ist, den ersten geneigten Bereich, den zweiten geneigten Bereich und den Bodenbereich in einer die Bodenzone des Ansaugkanalteils einschließenden Zone aufweisen, die in der Vertikalrichtung auf einer weiter unten liegenden Seite als der Ausgleichsbehälter liegt.
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Gemäß der oben genannten Ausgestaltung kann die Bodenzone des Ansaugkanalteils in einem Zustand, in dem der Ansaugkrümmer am Motorhauptkörper montiert ist, in einer Vertikalrichtung in dem Querschnitt eine unterste Position umfassen. Der Außenumfangsbereich kann in dem Zustand, in dem der Ansaugkrümmer am Motorhauptkörper montiert ist, den ersten geneigten Bereich, den zweiten geneigten Bereich und den Bodenbereich in einer Zone des Ansaugkanalteils auf einer stromaufwärtigen Seite von der Bodenzone aufweist, die die Bodenzone einschließt.
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Gemäß der oben genannten Ausgestaltung kann der Außenumfangsbereich in der Bodenzone derart gestaltet sein, dass ein Pegel einer Oberfläche einer Flüssigkeit 3 mm oder mehr beträgt, wenn sich in dem Zustand, in dem der Ansaugkrümmer am Motorhauptkörper montiert ist, in der Bodenzone des Ansaugkanalteils 10 cm3 der Flüssigkeit angesammelt haben.
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Gemäß der oben genannten Ausgestaltung wird ein Motor zur Verfügung gestellt. Der Motor kann Folgendes umfassen: den Ansaugkrümmer; den Motorhauptkörper; einen Ansaugkanal, der mit der Ansaugeinleitungsöffnung verbunden ist; und eine Blowby-Gas-Reduzierungsvorrichtung, die zwischen der Gaseinleitungsöffnung und einem Kurbelgehäuse des Motorhauptkörpers vorgesehen ist.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, einen Ansaugkrümmer, bei dem die Effektivität sichergestellt wird, mit der eine Flüssigkeit, die sich innerhalb des Ansaugkanalteils gesammelt hat, angesaugt wird, während ein Anstieg beim Ansaugluftdruckverlust verhindert wird, und einen Motor mit diesem Ansaugkrümmer zur Verfügung zu stellen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Zahlen gleiche Elemente bezeichnen, werden unten die Merkmale, die Vorteile und die technische und gewerbliche Bedeutung exemplarischer Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Konfigurationsansicht einer Motorsteuervorrichtung eines Ausführungsbeispiels;
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2 eine externe Perspektivansicht eines Krümmers;
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3 eine Längsschnittansicht des Krümmers;
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4A eine Ansicht, die einen Kanalquerschnitt senkrecht zur Mittellinie eines Kanalteils in einer Bodenzone des Ausführungsbeispiels zeigt;
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4B eine Ansicht, die einen Kanalquerschnitt in einer Bodenzone eines Kanalteils zeigt, der ein erstes Vergleichsbeispiel ist;
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4C eine Ansicht, die einen Kanalquerschnitt in einer Bodenzone eines Kanalteils zeigt, der ein zweites Vergleichsbeispiel ist;
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5 eine grafische Darstellung, die die Flüssigkeitsmenge zeigt, die in einen Motorhauptkörper gesaugt wurde;
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6A eine Ansicht, die den Zustand einer Flüssigkeitsoberfläche während des Antriebs eines Motors im Ausführungsbeispiel darstellt;
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6B eine Ansicht, die den Zustand einer Flüssigkeitsoberfläche während des Antriebs des Motors im ersten Vergleichsbeispiel darstellt;
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7A eine grafische Darstellung, die den Ansaugluftdruckverlust an einer mittleren Position im Kanalquerschnitt des Kanalteils in jeweils dem Ausführungsbeispiel und den ersten und zweiten Vergleichsbeispielen zeigt; und
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7B eine grafische Darstellung, die den Druckverlust in der Umgebung einer Innenfläche im Kanalquerschnitt in jeweils dem Ausführungsbeispiel und den ersten und zweiten Vergleichsbeispielen zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
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1 ist eine schematische Konfigurationsansicht einer Motorsteuervorrichtung 1 des Ausführungsbeispiels. Die Motorsteuervorrichtung 1 umfasst einen Motor 2 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 100, die den Antrieb des Motors 2 steuert. Der Motor 2 umfasst einen Ansaugkanal 3, einen Abgaskanal 5, einen Motorhauptkörper 10, einen (nachstehend als Krümmer bezeichneten) Ansaugkrümmer 20, eine Blowby-Gas-Reduzierungsvorrichtung 30, einen Abgasreinigungskatalysator 50 und einen (nicht gezeigten) Abgaskrümmer.
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Der Motorhauptkörper 10 des Ausführungsbeispiels ist ein mit Benzin betriebener Vierzylindermotor, doch ist die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Der Motorhauptkörper 10 umfasst einen Zylinderblock 11, einen Zylinderkopf 13 und ein Kurbelgehäuse 14, die jeweils auf der Ober- und Unterseite des Zylinderblocks 11 montiert sind, und eine Ölwanne 15, die auf der Unterseite des Kurbelgehäuses 14 montiert ist. Im Motorhauptkörper 10 wird Luft vom Ansaugkanal 3 durch den Krümmer 20 und eine Einlassöffnung 13a des Zylinderkopfs 13 in eine Brennkammer 16 gesaugt.
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Innerhalb der Brennkammer 16 wird Kraftstoff von einem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt, und ein Gemisch des Kraftstoffs und der Ansaugluft wird durch eine Zündkerze gezündet, sodass das Gemisch verbrennt. Entsprechend bewegt sich ein Kolben 19 innerhalb des Zylinders 12 hin und her und es dreht sich eine Kurbelwelle 17. Dann wird Abgas, das aus der Verbrennung des Gemisches stammt, durch eine Auslassöffnung 13b des Zylinderkopfes 13 und den Abgaskrümmer in den Abgaskanal 5 abgegeben. Das in den Abgaskanal 5 abgegebene Abgas wird durch den im Abgaskanal 5 vorgesehenen Abgasreinigungskatalysator 50 gereinigt, bevor es zur Außenseite des Abgaskanals 5 abgegeben wird.
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Die ECU 100 umfasst eine Zentraleinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM). Die ECU 100 steuert den Betriebszustand des Motors 2 entsprechend einem Steuerprogramm, das zuvor im ROM gespeichert wurde, und auf der Grundlage von Informationen von Sensoren, zuvor im ROM gespeicherten Informationen usw. Zum Beispiel stellt die ECU 100 die in den Motorhauptkörper 10 gesaugte Luftmenge ein, indem sie den Hub eines Drosselventils 4 steuert, das im Ansaugkanal 3 vorgesehen ist. Die Ansaugluft wird vom Ansaugkanal 3 über den Krümmer 20 in die Brennkammer 16 des Motorhauptkörpers 10 eingeleitet.
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Die Einzelheiten folgen zwar später, doch ist der Krümmer 20 integral mit einem Ausgleichsbehälter 21, in den die Ansaugluft vom Ansaugkanal 3 eingeleitet wird, und einer Vielzahl von (nachstehend einfach als Kanalteilen bezeichneten) Ansaugkanalteilen 22 versehen, die mit dem Ausgleichsbehälter 21 in Verbindung stehen und mit dem Zylinderkopf 13 des Motorhauptkörpers 10 verbunden sind. Die Kanalteile 22 stehen für die jeweiligen Zylinder des Motorhauptkörpers 10 zur Verfügung.
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Die Blowby-Gas-Reduzierungsvorrichtung 30 ist zwischen dem Krümmer 20 und dem Kurbelgehäuse 14 vorgesehen und umfasst ein Blowby-Gas-Rohr 31 und ein Ventil 33, das auf dem Weg des Blowby-Gas-Rohrs 31 vorgesehen ist. Ein Ende des Blowby-Gas-Rohrs 31 ist mit dem Kurbelgehäuse 14 verbunden, während das andere Ende des Blowby-Gas-Rohrs 31 mit dem Ausgleichsbehälter 21 des Krümmers 20 verbunden ist. Durch das Blowby-Gas-Rohr 31 wird Blowby-Gas, das ein Gemisch aus unverbranntem Gas und Abgas ist, das von der Brennkammer 16 in das Kurbelgehäuse 14 eingedrungen ist, in den Ausgleichsbehälter 21 zurückgeführt. Das Ventil 33 stellt die Durchflussrate des Blowby-Gases ein.
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Innerhalb des Kurbelgehäuses 14 wird, wenn sich die Kurbelwelle 17 mit hoher Geschwindigkeit dreht, Schmieröl, das in der Ölwanne 15 gespeichert ist, in der Form von Nebel zerstäubt. Daher enthält das Blowby-Gas solches Öl. Das Blowby-Gas enthält auch Wasser, das im Abgas vorhanden ist. Dementsprechend kann sich, wenn das Blowby-Gas in den Krümmer 20 eingeleitet wird, innerhalb des Krümmers 20 eine Flüssigkeit wie Wasser und Öl ansammeln. In dem Ausführungsbeispiel wird die Effizienz gesteigert, mit der die innerhalb des Krümmers 20 gesammelte Flüssigkeit angesaugt wird. Der Krümmer 20 wird unten beschrieben.
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2 ist eine externe Perspektivansicht des Krümmers 20. In einer Seitenwand des Krümmers 20 sind ein Gaseinleitungsteil 23 und ein Ansaugeinleitungsteil 24 vorgesehen. Das Blowby-Gas-Rohr 31 wird mit dem Gaseinleitungsteil 23 verbunden, und das Blowby-Gas wird in den Krümmer 20 eingeleitet. Der Ansaugkanal 3 wird mit dem Ansaugeinleitungsteil 24 verbunden, und Luft vom Ansaugkanal 3 wird in den Krümmer 20 eingeleitet. In 2 ist in dem Zustand, in dem der Krümmer 20 am Motorhauptkörper 10 montiert ist, eine Vertikalrichtung VD angegeben.
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3 ist eine Längsschnittansicht des Krümmers 20. 3 ist eine Längsschnittansicht des Krümmers 20 in dem Zustand, in dem er am Motorhauptkörper 10 montiert ist, und sie zeigt einen Querschnitt, der die Mittellinie eines Kanalteils 22 einschließt. Wie in 3 gezeigt ist, sind in einer Seitenwand des Ausgleichsbehälters 21 eine Gaseinleitungsöffnung 23a, die mit dem Blowby-Gas-Rohr 31 in Verbindung steht, und eine Ansaugeinleitungsöffnung 24a, die mit dem Ansaugeinleitungsteil 24 in Verbindung steht, ausgebildet.
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Der Kanalteil 22 verläuft so, dass er im Wesentlichen in einer Bogenform gekrümmt ist, die den Ausgleichstank 21 in der Vertikalrichtung VD von der Ober- und Unterseite umgibt. Ein Einlass 22s des Kanalteils 22 ist innerhalb des Ausgleichstanks 21 gelegen und steht stets mit dem Ausgleichstank 21 in Verbindung. Ein Auslass 22e des Kanalteils 22 steht mit einer Einlassöffnung des Zylinderkopfes 13 des Motorhauptkörpers 10 in Verbindung. Der Kanalteil 22 ist so ausgebildet, dass sich eine Kanalquerschnittsfläche allmählich vom Einlass 22s zum Auslass 22e hin erhöht, doch er kann anstelle dessen auch so ausgebildet werden, dass die Kanalquerschnittsfläche im Wesentlichen konstant ist. Eine Innenfläche des Kanalteils 22 umfasst einen Innenumfangsbereich 22a, der in der Richtung des Krümmungsradius des gekrümmten Kanalteils 22 auf dessen Innenseite liegt, einen Außenumfangsbereich 22b, der dem Innenumfangsbereich 22a zugewandt ist und in der Richtung des Krümmungsradius weiter auf der Außenseite als der Innenumfangsbereich 22a liegt, und Seitenbereiche 22c, 22d, die später beschrieben werden. In dieser Beschreibung meint die Radialrichtung die Richtung des Krümmungsradius des gekrümmten Kanalteils 22.
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In 3 sind in der Vertikalrichtung VD in dem Zustand, in dem der Krümmer 20 am Motorhauptkörper 10 montiert ist, eine Bodenzone B des Kanalteils 22, eine mittlere Position M bezüglich der Höhe des Krümmers 20 und eine vorbestimmte Zone B1 angegeben. Die mittlere Position M und die vorbestimmte Zone B1 werden später beschrieben. Die Bodenzone B umfasst einen Abschnitt des Ansaugkanalteils 22, der sich in dem Zustand, in dem der Ansaugkrümmer 20 am Motorhauptkörper 10 montiert ist, in der Vertikalrichtung auf der Bodenseite befindet. Die Bodenzone B ist ein Teil, wo sich die Flüssigkeit, die in dem durch den Krümmer 20 strömenden Blowby-Gas enthalten ist, wahrscheinlich sammelt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Innenfläche des Kanalteils 22 in der Bodenzone B so geformt, dass sie einen hohen Pegel der Oberfläche der darin gesammelten Flüssigkeit aufrechterhält. Dies wird unten ausführlich beschrieben.
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4A zeigt einen Kanalquerschnitt senkrecht zu einer Mittelachse L des Kanalteils 22 in der Bodenzone B des Ausführungsbeispiels. In 4A sind zum leichteren Verständnis eine (nachstehend einfach als Einwärtsrichtung bezeichnete) radial einwärtige Richtung ID, eine (nachstehend einfach als Auswärtsrichtung bezeichnete) radial auswärtige Richtung OD und eine Breitenrichtung WD senkrecht zur Radialrichtung angegeben. In der Bodenzone B entsprechen die Einwärtsrichtung ID und die Auswärtsrichtung OD jeweils der Aufwärtsrichtung und der Abwärtsrichtung in der Vertikalrichtung VD.
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Wie in 4A gezeigt ist, hat der Kanalquerschnitt des Kanalteils 22 im Wesentlichen eine D-Form. Der Innenumfangsbereich 22a befindet sich auf der Seite des Ausgleichsbehälters 21 und verläuft senkrecht zur Radialrichtung. Der Seitenbereich 22c ist ein Beispiel des ersten Seitenbereichs. Der Seitenbereich 22c verläuft vom linken Ende des Innenumfangsbereichs 22a in der Auswärtsrichtung OD und ist fortlaufend mit dem Außenumfangsbereich 22b verbunden. Der Seitenbereich 22d ist dem Seitenbereich 22c zugewandt. Der Seitenbereich 22d verläuft vom rechten Ende des Innenumfangsbereichs 22a in der Auswärtsrichtung OD und ist fortlaufend mit dem Außenumfangsbereich 22b verbunden. Der Seitenbereich 22d ist ein Beispiel des zweiten Seitenbereichs. Die Seitenbereiche 22c, 22d verlaufen parallel zueinander und sind einander über einen Abstand in der Breitenrichtung WD zugewandt. In 4A ist die Breite W des Kanalquerschnitts des Kanalteils 22 senkrecht zur Radialrichtung angegeben, und die Breite W entspricht dem Abstand zwischen den Seitenbereichen 22c, 22d.
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Zwischen dem Seitenbereich 22c und dem Außenumfangsbereich 22b liegt ein gekrümmter Bereich 22rc. Der gekrümmte Bereich 22rc ist fortlaufend mit dem Seitenbereich 22c und dem Außenumfangsbereich 22b verbunden. Der gekrümmte Bereich 22rc ist so gekrümmt, dass er vom Kanalteil 22 aus konvex nach außen verläuft. Entsprechend liegt zwischen dem Seitenbereich 22d und dem Außenumfangsbereich 22b ein gekrümmter Bereich 22rd. Der gekrümmte Bereich 22rd ist fortlaufend mit dem Seitenbereich 22d und dem Außenumfangsbereich 22b verbunden. Der gekrümmte Bereich 22rd ist so gekrümmt, dass er vom Kanalteil 22 aus konvex nach außen verläuft. Ein erster Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs 22rc und ein zweiter Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs 22rd sind im Wesentlichen gleich. Der gekrümmte Bereich 22rc und der gekrümmte Bereich 22rd sind Beispiele des ersten gekrümmten Bereichs und des zweiten gekrümmten Bereichs.
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Der Außenumfangsbereich 22b liegt weiter vom Ausgleichsbehälter 21 weg als der Innenumfangsbereich 22a und er ist dem Innenumfangsbereich 22a zugewandt. Wie in 4A gezeigt ist, hat der Außenumfangsbereich 22b eine in der Auswärtsrichtung OD konvexe Form. Mit anderen Worten verengt sich die Breite des Kanalquerschnitts, der vom Außenumfangsbereich 22b umgeben ist, allmählich in der Auswärtsrichtung OD. Somit kann die Form des Außenumfangsbereichs 22b als im Wesentlichen V-förmig beschrieben werden. Oder die durch die Seitenbereiche 22c, 22d, die gekrümmten Bereiche 22rc, 22rd und den Außenumfangsbereich 22b definierte Form kann als im Wesentlichen U-förmig beschrieben werden.
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Im Einzelnen umfasst der Außenumfangsbereich 22b geneigte Bereiche bc, bd die jeweils sanft zu den Seitenbereichen 22c, 22d weiterführen, und einen Bodenbereich bb, der sanft zwischen den geneigten Bereichen bc, bd weiterführt. Die geneigten Bereiche bc, bd nähern sich einander an, wenn sich diese Bereiche jeweils von den gekrümmten Bereichen 22rc, 22rd radial nach außen erstrecken, und sie sind so gekrümmt, dass sie vom Kanalteil 22 aus konvex nach außen verlaufen. Der geneigte Bereich bc und der geneigte Bereich bd sind Beispiele des ersten geneigten Bereichs und des zweiten geneigten Bereichs.
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Der Bodenbereich bb liegt zwischen den geneigten Bereichen bc, bd und führt jeweils zu den geneigten Bereichen bc, bd weiter. Der Bodenbereich bb liegt in der Mitte der Breite W, er ist so gekrümmt, dass er in der Auswärtsrichtung OD konvex ist, und er verläuft nicht parallel zur Breitenrichtung WD. In 4A ist die Höhe H des Kanalquerschnitts des Kanalteils 22 in der Radialrichtung angegeben, und die Höhe H entspricht dem Abstand zwischen dem Bodenbereich bb und dem Innenumfangsbereich 22a. Die Länge H1 gibt die Länge der Seitenbereiche 22c, 22d in der Radialrichtung an. Die Länge H1 ist zum Beispiel etwa halb so groß wie die Höhe H, wobei die Erfindung jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist. Zum Beispiel beträgt die Länge H1 mindestens 2 mm. Zum Beispiel ist die Länge H1 kleiner oder gleich zwei Dritteln der Höhe H.
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In dem Ausführungsbeispiel hat der Außenumfangsbereich 22b, wie in 4A gezeigt ist, in der vorbestimmten Zone B1 des Kanalteils 22, der die Bodenzone B einschließt, eine in der Auswärtsrichtung OD konvexe Form. Die Innenfläche des Kanalteils 22 in der anderen Zone des Kanalteils 22 als der vorbestimmten Zone B1 hat im Wesentlichen eine Rechteckform. Dabei bezieht sich die vorbestimmte Zone B1 auf die Zone des Kanalteils 22, die in der Vertikalrichtung VD auf der weiter unten liegenden Seite als der Ausgleichsbehälter 21 liegt. In der vorbestimmten Zone B1 außer der Bodenzone B kann der Winkel zwischen den geneigten Bereichen bc, bd oder die in 4A angegebene Höhe H verschieden sein, solange der Außenumfangsbereich 22b eine in der Auswärtsrichtung OD konvexe Form hat. Das heißt, dass in der vorbestimmten Zone B1 außer der Bodenzone B der Winkel zwischen den geneigten Bereichen bc, bd größer als in der Bodenzone B sein kann und dass die Höhe H kleiner als in der Bodenzone B sein kann. Dies dient dazu, für eine sanfte Weiterführung zwischen der Form der Innenfläche der vorbestimmten Zone B1 und der Form der Innenfläche in der anderen Zone als der vorbestimmten Zone B1 zu sorgen. Somit kann ein Anstieg beim Ansaugluftdruckverlust verhindert werden.
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Die Wirkungen der Form des Kanalquerschnitts in der Bodenzone B des Kanalteils 22 des Ausführungsbeispiels werden anhand eines Vergleichs mit Vergleichsbeispielen beschrieben. Die 4B und 4C sind Ansichten, die Kanalquerschnitte in den Bodenzonen von Kanalteilen 22x, 22y zeigen, die jeweils ein erstes und zweites Vergleichsbeispiel sind. Für die Vergleichsbeispiele werden ähnliche Bezugszeichen wie im Ausführungsbeispiel verwendet, um auf eine doppelte Beschreibung verzichten zu können. Die Querschnittsflächen der in den 4A bis 4C gezeigten Kanalquerschnitte sind die gleichen.
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Die Kanalquerschnitte der Kanalteile 22x, 22y haben beide im Wesentlichen eine Rechteckform. Der Kanalteil 22x des ersten Vergleichsbeispiels umfasst einen Innenumfangsbereich 22ax und einen Außenumfangsbereich 22bx, die parallel zur Breitenrichtung WD verlaufen und einander zugewandt sind, und Seitenbereiche 22cx, 22dx, die parallel zur Radialrichtung verlaufen und einander zugewandt sind. Entsprechend umfasst der Kanalteil 22y des zweiten Vergleichsbeispiels einen Innenumfangsbereich 22ay und einen Außenumfangsbereich 22by, die parallel zur Breitenrichtung WD verlaufen und einander zugewandt sind, und Seitenbereiche 22cy, 22dy, die parallel zur Radialrichtung verlaufen und einander zugewandt sind.
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Die Breite, das heißt der Abstand zwischen den Seitenbereichen 22cx, 22dx, ist der gleiche wie die Breite W des Kanalteils 22 des Ausführungsbeispiels. Die Höhe Hx ist der Abstand zwischen dem Außenumfangsbereich 22bx und dem Innenumfangsbereich 22ax und sie ist kleiner als die Höhe H des Kanalteils 22 des Ausführungsbeispiels. Die Breite Wy ist der Abstand zwischen den Seitenbereichen 22cy, 22dy und sie ist schmaler als die Breite W des Kanalteils 22 des Ausführungsbeispiels. Die Höhe, das heißt der Abstand zwischen dem Außenumfangsbereich 22by und dem Innenumfangsbereich 22ay, ist die gleiche wie die Höhe H des Kanalteils 22 des Ausführungsbeispiels.
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Die 4A bis 4C zeigen Flüssigkeitsoberflächen C, Cx, Cy in einem Zustand, in dem sich bei angehaltenem Motor 2 in jeder der Bodenzonen innerhalb der Kanalteile 22, 22x, 22y 10 cm3 einer Flüssigkeit angesammelt haben. Der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche C entspricht dem Abstand vom Bodenbereich bb des Außenumfangsbereichs 22b zur Flüssigkeitsoberfläche C in der Einwärtsrichtung ID. der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche Cx entspricht dem Abstand vom Außenumfangsbereich 22bx zur Flüssigkeitsoberfläche Cx in der Einwärtsrichtung ID. Entsprechend entspricht der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche Cy dem Abstand vom Außenumfangsbereich 22by zur Flüssigkeitsoberfläche Cy in der Einwärtsrichtung ID.
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Unter diesen Flüssigkeitsoberflächenpegeln ist der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche C des Ausführungsbeispiels der höchste und der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche Cx des ersten Vergleichsbeispiels der niedrigste. Der Grund, warum der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche Cx der niedrigste ist, ist der, dass die Breite W des ersten Vergleichsbeispiels die gleiche wie die Breite des Ausführungsbeispiels und größer als die Breite Wy des zweiten Vergleichsbeispiels ist und dass die Breite des ersten Vergleichsbeispiels auf der Seite des Außenumfangsbereichs 22bx größer ist. Der Grund, warum der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche C der höchste ist, ist der, dass der Außenumfangsbereich 22b des Ausführungsbeispiels eine Form hat, die verglichen mit den ersten und zweiten Vergleichsbeispielen, in denen die Breite auf der Seite des Außenumfangsbereichs 22bx und des Außenumfangsbereichs 22by größer ist, in der Auswärtsrichtung OD schmäler ist, was es für die Flüssigkeit schwierig macht, sich in der Breitenrichtung WD auszubreiten.
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Indem der Motor 2 unter den gleichen Bedingungen und für die gleiche Zeitdauer angetrieben wurde, während in jeder der Bodenzonen der Kanalteile 22, 22x, 22y Flüssigkeit angesammelt war, wurde die Flüssigkeitsmenge überprüft, die durch die Ansaugluft in den Motorhauptkörper 10 gesaugt wurde. Und zwar wurde die Flüssigkeitsmenge gemessen, die in jeder der Bodenzonen der Kanalteile 22, 22x, 22y zurückblieb, nachdem der Motor 2 angehalten worden war, und als die in den Motorhauptkörper 10 gesaugte Flüssigkeitsmenge wurde ein Wert ermittelt, der berechnet wurde, indem die Menge an zurückgebliebener Flüssigkeit von der Flüssigkeitsmenge vor dem Antrieb des Motors 2 abgezogen wurde. 5 ist eine grafische Darstellung, die die Flüssigkeitsmenge zeigt, die in den Motorhauptkörper 10 gesaugt wurde. Die angesaugte Flüssigkeitsmenge ist im Ausführungsbeispiel am größten und im ersten Vergleichsbeispiel am kleinsten.
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Es werden nun die Gründe für diese Ergebnisse erläutert. 6A und 6B sind Ansichten, die den Zustand der Flüssigkeitsoberflächen C, Cx während des Antriebs des Motors 2 in dem Ausführungsbeispiel und dem ersten Vergleichsbeispiel darstellen. Da sich die Flüssigkeitsoberfläche C auf einem höheren Pegel als die Flüssigkeitsoberflächen Cx, Cy befindet, ist es wahrscheinlich, dass die Flüssigkeitsoberfläche C, wie in den 6A und 6B gezeigt ist, durch Schwingungen vom Motorhauptkörper 10 oder den Durchgang von Ansaugluft leichter als die Flüssigkeitsoberfläche Cx aufgewühlt wird. Da sich die Flüssigkeitsoberfläche Cx im Gegensatz dazu auf einem niedrigeren Pegel als die Flüssigkeitsoberflächen C, Cy befindet, ist es wahrscheinlich, dass die Flüssigkeitsoberfläche Cx nicht leicht aufgewühlt wird und dass die Flüssigkeit dementsprechend nicht leicht von der Flüssigkeitsoberfläche Cx zerstäubt.
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Die geneigten Bereiche bc, bd des Außenumfangsbereichs 22bd in der Bodenzone B des Kanalteils 22 des Ausführungsbeispiels sind also linear und geneigt, damit sie sich einander nähern, sodass der Abstand in der Breitenrichtung W zwischen den geneigten Bereichen bc, bd in der Auswärtsrichtung OD abnimmt, was es erlaubt, einen hohen Pegel der Flüssigkeitsoberfläche C sicherzustellen. Dementsprechend wird die Effizienz gesteigert, mit der die Flüssigkeit innerhalb des Kanalteils 22 angesaugt wird. Darüber hinaus sammeln sich wegen des so geformten Außenumfangsbereichs 22b zum Beispiel Tröpfchen, die an dem Seitenbereich 22c, dem Seitenbereich 22d, dem gekrümmten Bereich 22rc, dem gekrümmten Bereich 22rd, dem geneigten Bereich bc oder dem geneigten Bereich bd anhaften, aufgrund der Schwerkraftwirkung oder durch Schwingungen vom Motorhauptkörper 10 an einem Teil des Bodenbereichs bb. Somit kann sich die Flüssigkeit, die innerhalb des Kanalteils 22 entsteht, rasch im Bodenbereich bb sammeln, und die Flüssigkeit kann rasch in den Motorhauptkörper 10 gesaugt werden, bevor sich innerhalb des Kanalteils 22 eine große Flüssigkeitsmenge angesammelt hat.
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Da der Krümmer 20 des Ausführungsbeispiels eine gesteigerte Flüssigkeitsansaugeffizienz hat, ist es zum Beispiel nicht notwendig, separat einen Ablaufkanal vorzusehen, dessen eines Ende mit der Bodenzone B und dessen anderes Ende mit dem Ansaugkanal 3 verbunden ist und durch den Flüssigkeit, die sich in der Bodenzone B angesammelt hat, durch den Unterdruck innerhalb des Ansaugkanals 3 in den Ansaugkanal 3 gesaugt wird. Somit wird in dem Ausführungsbeispiel verglichen mit dem Fall, in dem ein solcher Kanal vorgesehen wird, eine Steigerung der Herstellungskosten verhindert.
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Es ist wünschenswert, dass die Form des Außenumfangsbereichs 22b in der Bodenzone B derart ist, dass der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche C 3 mm oder mehr beträgt, wenn sich in der Bodenzone B des Kanalteils 22 10 cm3 einer Flüssigkeit angesammelt haben. Das Sicherstellen eines hohen Pegels der Flüssigkeitsoberfläche mit einer solchen geringen Flüssigkeitsmenge ermöglicht es, das Zerstäuben der Flüssigkeit von der Flüssigkeitsoberfläche zu erleichtern, bevor sich in der Bodenzone B eine große Flüssigkeitsmenge angesammelt hat, wodurch die Ansammlung einer großen Flüssigkeitsmenge in der Bodenzone B verhindert wird. Wenn sich die angesaugte Luftmenge von einem Zustand aus, in dem sich während eines Leerlaufbetriebszustands eine große Flüssigkeitsmenge angesammelt hat, aufgrund einer Anweisung, rasch zu beschleunigen, erhöht, wird die Flüssigkeit zum Beispiel daran gehindert, auf einmal in einer großen Menge in den Motorhauptkörper 10 gesaugt zu werden.
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Als Nächstes wird der Ansaugluftdruckverlust in dem Ausführungsbeispiel und den ersten und zweiten Vergleichsbeispielen beschrieben. Der Ansaugluftdruckverlust wurde unter der Annahme eines Falles, in dem sich keine Flüssigkeit in den Bodenzonen der Kanalteile 22 bis 22y befand und der Motor 2 in einem stationären Zustand angetrieben wurde, durch eine CAE-Analyse (CAE: rechnerunterstützte Ingenieurarbeit) berechnet. 7A ist eine grafische Darstellung, die den Ansaugluftdruckverlust an einer mittleren Position im Kanalquerschnitt von jeweils dem Ausführungsbeispiel und den ersten und zweiten Vergleichsbeispielen zeigt. 7B ist eine grafische Darstellung, die den Druckverlust in der Umgebung der Innenfläche des Kanalquerschnitts in jeweils dem Ausführungsbeispiel und den ersten und zweiten Vergleichsbeispielen zeigt.
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Wie in 7A und 7B gezeigt ist, wurde keine deutlicher Unterschied beim Druckverlust festgestellt. Ein möglicher Grund für dieses Ergebnis ist, dass im Ausführungsbeispiel ein Anstieg beim Ansaugluftdruckverlust verhindert wird, weil die Seitenbereiche 22c, 22d mittels der sanft gekrümmten Bereiche 22rc, 22rd fortgesetzt mit dem Außenumfangsbereich 22b verbunden sind und der Bodenbereich bb so gekrümmt ist, dass er konvex nach radial außen verläuft. Somit wird in dem Krümmer 20 des Ausführungsbeispiels ein Anstieg beim Ansaugluftdruckverlust verhindert.
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Wie oben beschrieben wurde, ist die Kanalquerschnittsfläche des Kanalteils 22 im Wesentlichen konstant oder sie nimmt von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite hin allmählich zu. Verglichen mit einem Ansaugkanalteil, der eine Zone hat, in der die Kanalquerschnittsfläche allmählich abnimmt, wird dementsprechend der Ansaugluftdruckverlust in dem Kanalteil 22 des Ausführungsbeispiels verringert. Somit wird in dem Krümmer 20 des Ausführungsbeispiels die Effizienz gesteigert, mit der die Flüssigkeit innerhalb des Kanalteils 22 angesaugt wird, während ein Anstieg beim Ansaugluftdruckverlust verhindert wird.
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Es ist wünschenswert, dass der Winkel zwischen den geneigten Bereichen bc, bd in der Bodenzone B zum Beispiel 90 Grad oder mehr und weniger als 150 Grad beträgt. Wenn der Winkel kleiner als 90 Grad ist, kann der Ansaugluftdruckverlust zunehmen, während es bei einem Winkel von 150 Grad oder mehr schwierig ist, einen hohen Pegel der Flüssigkeitsoberfläche sicherzustellen. Der Winkel zwischen den geneigten Bereichen bc, bd in der vorbestimmten Zone B1 außer der Bodenzone B kann kleiner als 180 Grad sein.
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In dem obigen Ausführungsbeispiel ist das Beispiel beschrieben worden, in dem der Außenumfangsbereich 22b in der vorbestimmten Zone B1 eine in der Auswärtsrichtung OD konvexe Form hat, doch die Zone, in der der Außenumfangsbereich 22b eine solche Form hat, ist nicht auf die vorbestimmte Zone B1 beschränkt. Wie in 3 gezeigt ist, kann die Form des Außenumfangsbereichs 22b in dem Zustand, in dem der Krümmer 20 am Motorhauptkörper 10 montiert ist, zum Beispiel in der Zone des Kanalteils 22 von der Bodenzone B bis zur mittleren Position M in der Auswärtsrichtung OD konvex sein. Das liegt daran, weil auf diese Weise eine Erhöhung des Ansaugluftdruckverlusts verhindert werden kann. In dem Fall, dass die Form des Außenumfangsbereichs 22b auch in der Zone von der Bodenzone B bis zum Einlass 22s auf der stromaufwärtigen Seite in der Auswärtsrichtung OD konvex ist, kann der Außenumfangsbereich 22b in der Zone auf der stromabwärtigen Seite von der Bodenzone B wie in den ersten und beiden Vergleichsbeispielen flach sein. Die Zone, in der der Außenumfangsbereich 22b in der Auswärtsrichtung OD konvex ist, kann sich über den gesamten Kanalteil 22 erstrecken.
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In dem obigen Ausführungsbeispiel sind der erste Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs 22rc und der zweite Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs 22rd gleich, doch diese Krümmungsradien können auch voneinander verschieden sein. Auch in diesem Fall wird die Breite zwischen den geneigten Bereichen bc, bd allmählich in der Auswärtsrichtung OD schmäler, sodass ein hoher Pegel der Flüssigkeitsoberfläche C sichergestellt werden kann.
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In dem obigen Ausführungsbeispiel sind die geneigten Bereiche bc, bd, wie in 4A gezeigt ist, linear, doch die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel können die geneigten Bereiche bc, bd gekrümmt sein, sodass sie vom Kanalteil 22 aus auswärts konvex verlaufen, solange die Krümmungsradien der geneigten Bereiche bc, bd jeweils in dem in 4A gezeigten Querschnitt größer als der erste Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs 22rc und der zweite Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs 22rd sind. Selbst wenn der erste Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs 22rc und der zweite Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs 22rd voneinander verschieden sind, können die geneigten Bereiche bc, bd gekrümmt sein, solange die Krümmungsradien der geneigten Bereiche jeweils größer als der erste Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs 22rc und der zweite Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs 22rd sind. Alternativ kann einer der geneigten Bereich bc, bd linear sein und der andere gekrümmt sein, wobei in diesem Fall der Krümmungsradius des gekrümmten geneigten Bereichs größer als der Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs sein sollte, der fortlaufend mit diesem geneigten Bereich verbunden ist. In allen diesen Fällen wird die Breite zwischen den geneigten Bereichen bc, bd allmählich in der Auswärtsrichtung OD schmäler, sodass ein hoher Pegel der Flüssigkeitsoberfläche C sichergestellt werden kann.
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Der Bodenbereich bb in dem obigen Ausführungsbeispiel hat eine Form, die so gekrümmt ist, dass sie, wie in 4A gezeigt ist, in der Auswärtsrichtung OD konvex ist, doch die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. In dem in 4A gezeigten Querschnitt gesehen kann der Bodenbereich bb zum Beispiel eine Form, die in der Auswärtsrichtung OD dermaßen konvex ist, dass sich die zwei linearen Seiten, ohne gekrümmt zu sein, miteinander schneiden, oder eine zur Radialrichtung senkrechte lineare Form haben. Auch in diesem Fall wird die Breite zwischen den geneigten Bereichen bc, bd allmählich in der Auswärtsrichtung OD schmäler, sodass ein hoher Pegel der Flüssigkeitsoberfläche C sichergestellt werden kann.
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Das Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde zwar in seinen Einzelheiten beschrieben, doch die Erfindung ist nicht auf dieses bestimmte Ausführungsbeispiel eingeschränkt, sondern es können daran innerhalb des durch die Ansprüche definierten Schutzumfangs der Erfindung verschiedene Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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