JP2000511259A - 吸気の清浄のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 チェーンソー、切断機、草刈機又は芝刈機等の加工工具に向けられたファン冷却された内燃機関のための吸気（２）の清浄のための装置（１）、この装置のエンジンは、エンジンの冷却のために、ファンカバー（４）に囲まれているファンホイール（３）を備え、流れ導管（５）は、両端部（６、７）の少なくとも一端部においてファンカバー（４）へ接続され、偏向導管（８）は、流れ導管（５）の壁に配置され、導管（５、８）はＴ字のような交差部を形成し、偏向導管は、通常入口容積部（１０）及びフィルタ（１１）を介してエンジンの入口導管（９）へもたらす。

Description

【発明の詳細な説明】 吸気の清浄のための装置 技術分野 本発明は、チェーンソー、切断機、草刈機又は芝刈機等の加工工具に向けられ たファン冷却された内燃機関の吸気の清浄のための装置に属し、この内燃機関の エンジンは、エンジンの冷却のためにファンカバー内で囲まれているファンホイ ールを備えている。 チェーンソー、切断機、草刈機又は芝刈機等の多くの種類の加工工具は汚れた 環境で作動する。これらの工具自身は、周囲の空気に対して木材、コンクリート 、草等からなる多くの粒子を排気ガスと共に供給する。従来、空気フィルタは、 エンジンへの吸気を清浄するために使用されている。しかしながら、これらの空 気フィルタは、大きい又は小さい粒子によってすぐに停止せしめられ、それゆえ 、しばしば交換及び清浄されなければならない。異なる種類の偏向清浄機は、吸 気が空気フィルタに到達する前に吸気を清浄するために設計されてきた。いくつ かの場合において、導管等の入口において偏向が行われ、導管は冷却空気出口に 出る。このような解決方法の例が独国特許第４４２０５３０号、同第４２０３８ ８５号、米国特許第５３１７９９７号、スウェーデン国特許第９３０２１８７号 において示されている。冷却空気出口は、長手方向に実質的に変化する断面形状 を有する。まず、導管がシリンダの冷却フィンに対して縮められた後、導管はフ ァンホイールからまさに出口においてきつく膨張する。とりわけ、これは冷却空 気出口において高い程度の乱れをもたらす。満足する清浄効果を実現するために 、それゆえ、粒子が偏向されないように、偏向地点における流れは高い速度かつ 低い乱れを有するということは重要である。冷却空気出口内へ延びる偏向導管を 有する偏向清浄機の試験によって、特に冷却空気出口における乱れの情況はエン ジンの速度によって影響されるので、冷却空気出口における偏向地点の配置は非 常に決定的であるということが見出された。さらに、これらの解決方法は、偏向 導管の複雑な図面と共に偏向地点における複雑な設計をもたらす。独国特許第２ ９０３８３２号は新しい空気清浄装置を示し、この装置は、二つの異なる段階に おいて偏向によって空気清浄をする。前述のように、第一の偏向は、吸気導管の 入口において行われ、この吸気導管は冷却空気出口へ延び、先に記述されたよう な不利な点という結果を生じる。そして、吸気導管は、空気フィルタハウスの下 にもたらす。多数の穴が、吸気導管と空気フィルタハウスとの間で接続する壁に おいて穴明けされる。それらの穴は、穴のほとんどが他の穴の下流に配置される ように配置される。これは、上流の穴は導管内に余分な乱れを生じ、この乱れは 下流の穴における清浄効果を減少させるのに寄与するということを意味する。さ らに、いくつかの穴が導管の端部において完全に配置され、それも乱れを生ぜし め、清浄効果を減少させる。さらに、吸気導管は一様でなく変化する部分を有す る。一方で、導管全体が全長にわたって不十分に広がり、他方で、穴を有するこ の領域のちょうど上流においてきつい絞りがある。フィルタハウスは、部分的に 吸気導管内へ突っ込まれる。これは、偏向穴の上流においてきつい乱れを生じ、 この乱れは全穴内で清浄効果を減少させるのに寄与する。さらに、吸気導管の入 口の口部は、急激に変化する断面形状を有する冷却空気出口の一部分に配置され 、したがって、乱れが大きい。これは、吸気導管への吸入空気は高い乱れ及び低 い速度を有する。当然、これは、第二段階における清浄の結果に関して非常に否 定的である。さらに、前述のように、偏 向開口部の領域において攪乱を発生させる多数の乱れが存在するということを意 味する。これらの開口部は、乱れを一層増加させる。これは、偏向が二つの段階 で行われ、その一方で、第一段階における清浄の結果が多くのエンジンの速度範 囲において不十分であるという危険が存在するのと同時に、最後の段階における 清浄の結果は非常に不十分であるということを意味する。 発明の目的 主題の発明の目的は、以上に略述された問題を実質的に解決することである。 発明の要約 前述の目的は、添付された請求の範囲から明らかな特徴を有する本発明による 吸気の清浄のための装置において実現される。 こうして、本発明による吸気の清浄のための装置は、流れ導管は、両端の少な くとも一方側においてファンカバーへ接続され、偏向導管は、流れ導管の壁内に 配置され、これらの導管はＴ字のような交差部を形成し、偏向導管は、入口容積 部及びフィルタを通常介してエンジンの入口導管へもたらすことを本質的に特徴 とする。結果として、先の公知の解決方法と比べて、流れ導管が追加され、偏向 が流れ導管から偏向導管へ行われる。清浄の観点から、流れ導管の主な目的は、 異なるエンジンの速度において有利な流れすなわち高速で低い乱れを有する流れ を発生させることである。この観点から、流れ導管は、冷却空気出口の形状より 有利な形状が与えられることができる。さらに、両方の導管は、停止の危険を減 少させる非常に簡単な形状が与えられる。本発明のこれらの又は他の特徴的な特 徴及び利点が、添付された図面によって、種々の実施態様の以下の 詳細な記述からより一層明らかになる。 図面の簡単な記述 本発明は、添付図面を参照して本発明の種々の実施態様によって以下により詳 細に記述され、異なる図面の同一の数字は、互いの対応する部分を示す。 図１は、本発明による吸気の清浄のための装置を略図的に示す。流れ導管及び 偏向導管は、Ｔ字のような交差部を形成する。 図２は、一方の端部において流れ導管はエンジンの冷却ファンの圧力側へ接続 され、その一方で他方の端部が加工工具の周囲の外気へもたらす実施態様を略図 的に示す。 図３は、流れ導管の一方の端部は冷却ファンの吸引側へ接続され、その一方で 流れ導管の他方の端部が周囲の空気へ接続されるさらなる実施態様を略図的に示 す。 図１において、番号５は、二つの端部６、７を有する流れ導管を示す。偏向導 管８は、流れ導管５に接続する。この両方の導管の各々は、円形、長円形（楕円 形）又は矩形の断面を有する。両方の導管の間の継ぎ目は、多くの異なる方法で 配置されることができ、例えば、プラスチック材料からなる二つの導管は、共に 接合されることができる。好ましくは、流れ導管５は開口部を有して配置され、 偏向導管８は、前述のように例えば接合によって、又はシールを付与されて流れ 導管５を押圧されることによって、開口部の回りで接続する。偏向導管８は、二 つの導管がＴ字のような交差部を形成するように、流れ導管５の壁内に配置され 、偏向導管８は、入口容積部１０及びフィルタ１１を通常介して、エンジンの入 口導管９へもたらす。もしエンジンが運転しているならば、これは、空気流れが エンジンの冷却ファンによって流れ導管５を通して流されるのと同 時に、偏向導管８において吸引が生ぜしめられるということを意味する。偏向導 管８の上流において、上流の空気流れ１２が存在する。この空気流れ１２から、 偏向された空気の別の流れは、偏向導管８に偏向される。残りの空気は、流れ導 管５内で下流の空気１２として続く。上流の空気流れ１２は、主に異なる粒子の 形態の多くの汚れを有する。チェーンソーにおいて、粒子は、木材からなる大き な又は小さな粒子である可能性がある。これらの粒子は空気自身より重く、この 結果としてそれらの粒子は、空気自身より偏向されるのが困難である。これによ り、清浄効果が実現され、空気内のほとんど１００％の粒子は下流の空気１４中 に続き、偏向されて偏向された空気１３中を進む。図から明らかなように、空気 の偏向は９０°以上である。これは、満足できる清浄効果に寄与する。さらに、 流れ導管５は好ましくは、流れ導管内でほとんど不変の断面領域を有する。これ により、任意のかき乱す乱れなく一定の流れが生ぜしめられる。清浄の結果とし て、流れ導管５内の流れは高い速度及び低い乱れを有するということは重要であ る。これは、この目的のために特に好ましく設計された特別な導管内で偏向が行 われるという事実によって保証される。この点において、この導管は、ファン冷 却されたエンジン内の冷却空気出口へ接続された偏向導管と異なる。このような 出口は、実質的に変化する断面領域を有し、非常に乱された空気流れを有する。 こうして、流れ導管５は、二つの導管５、８のＴ字のような交差部の領域、交差 部の幾分上流の領域及び交差部の幾分下流の領域において、本質的に不変である か又はほんのわずかに変化可能である断面領域を有する。これは、偏向領域にお いて特に重要であるが、通常、流れ導管５全体は、全体の長さに沿って本質的に 不変の断面領域で形成される。偏向導管８は、最大９０°までの流れ導管５の上 流側に関する所定角度を形成し、それに より、偏向された空気は少なくとも９０°で偏向される。 図２は、ファンホイール３、ファンカバー４、流れ導管５、偏向導管８、入口 容積部１０、フィルタ１１及び入口導管９を通した断面図を略図的に示す。流れ 導管５はファンカバー４に過剰の圧力を有する所定位置において接続され、その 一方で、流れ導管５の他方の端部７が加工工具の周囲の外気に出る。それにより 、空気は、ファンカバーにおける端部６から端部７へ流れると共に、偏向導管８ 内へ流れる。示されている場合において、ファンホイール３は、主に半径方向に 作用し、ファンカバーは、いわゆるファンワームとして配置され、ファンホイー ルを偏心して取り囲む。ファンホイール３は通常、エンジンのクランク軸１８上 に取り付けられる。流れ導管５は、ファンホイール３とファンカバーの間の半径 方向の距離が小さい位置において、すなわちファンの出口１５のはるか上流の位 置においてファンカバー４へ接続される。これは、描かれた矢印によれば、空気 がファンカバー４の周辺部に沿って流れるということを意味する。流れ導管５は 、ファンカバー４の周辺部における開口部へ接続される。流れ１２は流れ導管５ に入る。流れ導管５は、本質的に接線方向にファンカバーの周辺部へ接続される 。こうして、流れ導管５の接続は、流れ導管５内へほとんど接線方向に流れるこ とができるように配置される。これは、流れ導管５内において、清浄の結果に関 して重要である高速度及び低い乱れを有する流れに寄与する。標準の場合におい て、流れ導管５内の空気１２の量は、ファンを離れる空気の全体量のおよそ１５ ％を示す。空気流れは吸気として下流で使用されることが意図されている空気流 れよりかなり大きいということはさらに重要である。もし両方の空気流れが同じ 規模であるならば、任意の清浄効果も存在しない。導管５の入口におけるきつい 偏向は、一方で空気流れを減少させ、他方で強い乱れ を生ぜしめる。両方の場合において、清浄効果は続く偏向によって減少せしめら れる。上流の空気１２のほぼ３分の１が、偏向されて偏向導管８内で偏向された 空気１３になる。残りの空気は、流れ導管５内で下流の空気１４として続き、周 囲の空気に吹く。こうして、ファンからの空気の全体量のほぼ１０％は下流の空 気１４として損なわれる。しかし、ファン１５内に配置された多くの従来の空気 清浄装置が、出口の背圧を増加させるので、これは真実ではない。これにより、 空気の全体量は幾分これらの場合において減少せしめられる。偏向された空気１ ３は、フィルタ１１及び気化器等の燃料供給装置１９を通過するために、図面に 示されていない導管がエンジンのシリンダに到達するエンジンの入口を介して、 入口マフラー１０等の入口容積部１０へ流入する。 図３は、流れ導管５の一端部６が過小の圧力を有する位置でファンカバー４へ 接続され、その一方で流れ導管５の他端部７が加工工具を周囲の外気に出る清浄 装置の実施態様を示す。これにより、空気は、周囲の空気における端部７から端 部６へ流れ、同様に偏向導管８内へ流れる。導管内への空気の流入の条件は、低 い乱れ及び高速において有利である。図２と同様に、図３は、流れ導管５、偏向 導管８、入口容積部１０、フィルタ１１及び入口導管９を通した断面図を示す。 他方で、ファンホイール３及びファンカバー４は、断面の背後に位置する。これ は、端部６において流れ導管５は後方へ向けられてファンカバー４内に位置する 入口穴１７へ接続するという事実による。入口穴は外側縁部１６を有する。こう して、ファンホイール３の内側部分は、入口穴１７を通して見られることができ 、その一方で、入口穴１７の外側縁部１６の外側に位置する外側部分はファンカ バー４によって隠れている。結果として、流れ導管５は、端部６で偏向し、軸方 向にファンカバーの入口穴１７の外側縁 部１６の近傍かつファンの出口１５のはるか上流の位置でファンカバー４へ接続 する。この位置は、この位置が本発明の範囲内で多く変えられることができるの と同時に、いくつかの観点から好ましい。重要なことは、端部６は、非常にきつ い過小の圧力が存在する位置でファンカバー４へ接続するということである。し たがって、流れ導管５内の空気流れが急速であるということは重要である。先に 述べられたように、上流の空気１２のいくらかが偏向された空気１３内へ偏向さ れる。先の図に関して述べられたことは、この場合においても適用できる。この 場合における利点は、流れ導管５の使用により空気が失われないということであ る。さらに、大体において、端部７をファンカバー４の過剰の圧力側へ接続する ことが可能である。このように、流れ導管５は、ファンカバーの過剰の圧力側と 過小の圧力側との間で流れのループとして機能することができる。しかしながら 、これは、導管の複雑な図面という結果を生じ、好適な実施態様と比べて利点が ほとんどない。示されている例において、導管５及び８を有する清浄装置は、本 質的に半径方向に作用するファンと関連して使用される。明らかに、この清浄装 置は、軸方向に作用するプロペラか又は、軸方向に作用するファンと半径方向に 作用するファンとの間の交差部のいくらかの形態と結びついて使用される。した がって、ファンの全種類において、過小の圧力を有する位置と共に過剰の圧力を 有する位置が存在し、流れ導管５は適切な位置で接続されることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．チェーンソー、切断機、草刈機又は芝刈機等の加工工具に向けられたファ ン冷却された内燃機関のための吸気（２）の清浄のための装置（１）であって、 前記装置のエンジンは、前記エンジンの冷却のために、ファンカバー（４）に囲 まれているファンホイール（３）を備える吸気（２）の清浄のための装置（１） において、流れ導管（５）が、両方の前記端部（６、７）の少なくとも一方側に おいて、前記ファンカバー（４）へ接続され、前記流れ導管（５）への吸気は、 前記吸気において、乱れ及び前記乱れによって生ぜしめられる攪乱が本質的に避 けられるように配置され、偏向導管（８）は前記流れ導管（５）の壁に配置され 、前記導管（５、８）はＴ字のような交差部を形成し、前記偏向導管は、入口容 積部（１０）及びフィルタ（１１）を介して前記エンジンの入口導管（９）へも たらすことを特徴とする吸気（２）の清浄のための装置（１）。 ２．前記流れ導管（５）の一方の前記端部（６）は、過剰の圧力を有する位置 で前記ファンカバー（４）へ接続され、その一方で、前記流れ導管（５）の他方 の前記端部（７）は、前記加工工具の周囲の外気へ出て、それにより、空気が、 前記ファンカバーにおける前記端部（６）から前記端部（７）へ流れると共に前 記偏向導管（８）へ流れることを特徴とする請求項１に記載の吸気（２）の清浄 のための装置（１）。 ３．前記流れ導管（５）の一方の前記端部（６）は、過小の圧力を有する位置 で前記ファンカバー（４）へ接続され、その一方で、前記流れ導管（５）の他方 の前記端部（７）は、前記加工工具の周囲の外気へ出て、それにより、空気が、 前記ファンカバーにおける前記端部（７）から前記端部（６）へ流れると共に前 記偏向導管（ ８）へ流れることを特徴とする請求項１に記載の吸気（２）の清浄のための装置 （１）。 ４．前記流れ導管（５）は、前記二つの導管（５、８）の間の前記Ｔ字のよう な交差部の領域、前記Ｔ字のような交差部の幾分上流の領域及び前記Ｔ字のよう な交差部の幾分下流の領域において、本質的に不変か又はほんのわずかに変化可 能な断面領域を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の吸気 （２）の清浄のための装置（１）。 ５．前記流れ導管（５）は、端から端まで本質的に全長に沿って、本質的に不 変か又はほんのわずかに変化可能な断面領域を有することを特徴とする請求項１ から４のいずれかに記載の吸気（２）の清浄のための装置（１）。 ６．前記偏向導管（８）は、前記流れ導管（５）の上流側に関して角度（ｉ） を最大９０°まで形成し、それにより、偏向された空気（１３）は少なくとも９ ０°で偏向されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の吸気（２ ）の清浄のための装置（１）。 ７．前記ファンホイール（３）は主に半径方向に作用し、前記ファンカバー（ ４）は、いわゆるファンワームとして形成され、前記ファンカバーは前記ファン ホイールを偏心して取り囲むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載 の吸気（２）の清浄のための装置（１）。 ８．前記ファン導管（５）は、前記ファンホイール（３）と前記ファンカバー との間の半径方向の距離が小さい位置、すなわち前記ファンの出口（１５）のは るか上流の位置で、前記ファンカバー（４）へ接続されることを特徴とする請求 項２又は４から７のいずれかに記載の吸気（２）の清浄のための装置（１）。 ９．前記ファン導管（５）は、前記ファンカバーの入口穴（１７）の外側縁部 （１６）に近くかつ前記ファンの出口（１５）のはるか上流の位置で、前記ファ ンカバー（４）へ接続されることを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載 の吸気（２）の清浄のための装置（１）。