JP2005163597A - 遠心式ダスト分離装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 構造が簡単で、しかも高効率のプリクリーナを提供する。
【解決手段】 エンジンの吸気通路入口に設けられた、吸気中のダスト(21)を分離する遠心式ダスト分離装置において、吸気を通過させる外筒(15)と、外筒(15)を通過する吸気に旋回流(51)を与える旋回羽根(13)と、旋回流(51)の内側の気流をエンジンの吸気口に導く内筒(16)と、旋回流(51)の外側の気流と導通するダスト室(19)と、ダスト室(19)の空気を吸引する送風機(17)とを備えたことを特徴とする遠心式ダスト分離装置。
【選択図】 図1
【解決手段】 エンジンの吸気通路入口に設けられた、吸気中のダスト(21)を分離する遠心式ダスト分離装置において、吸気を通過させる外筒(15)と、外筒(15)を通過する吸気に旋回流(51)を与える旋回羽根(13)と、旋回流(51)の内側の気流をエンジンの吸気口に導く内筒(16)と、旋回流(51)の外側の気流と導通するダスト室(19)と、ダスト室(19)の空気を吸引する送風機(17)とを備えたことを特徴とする遠心式ダスト分離装置。
【選択図】 図1
Description
本発明は、エアクリーナ装置における遠心式ダスト分離装置に関する。
図10は、特許文献1に開示された、エンジン41の吸気からダストを除去するためのエアクリーナ装置11の構成図を示しており、以下図10に基づいて従来技術を説明する。
図10において、エアクリーナ装置11は、空気中の砂塵等の比較的大きなダスト21を除去する、プリクリーナ12と呼ばれる遠心式ダスト分離装置と、その後段に配置されて細かなダスト21を除去するエアフィルタ14とを備えている。
図10において、エアクリーナ装置11は、空気中の砂塵等の比較的大きなダスト21を除去する、プリクリーナ12と呼ばれる遠心式ダスト分離装置と、その後段に配置されて細かなダスト21を除去するエアフィルタ14とを備えている。
プリクリーナ12は、空気とダスト21とを遠心分離するダスト分離部材42を多数備えている。図10に示すようにダスト分離部材42は、旋回羽根13を有する外筒15と、外筒15の内部に一端部を挿入された内筒16とから構成されている。
ダスト21を含んだ空気46は、外筒15に流入する際に、旋回羽根13によって螺旋状の旋回流51となる。これにより、ダスト21が遠心分離され、ダスト21の少ない空気45Aは、内筒16を通ってエアフィルタ14に入る。
一方、ダスト21が遠心分離されたことにより、ダスト21を含んだ空気45Bは、外筒15の内周近傍をダスト室19に向かって流れる。ダスト室19は、マフラ40の排気管に連結されたエジェクタ50によって、吸引管47を介して吸引されている。
吸引管47の途中には、マフラ40を流れる排気の逆流を防止するための逆流防止弁48と、開閉弁49とが介装されている。
吸引管47の途中には、マフラ40を流れる排気の逆流を防止するための逆流防止弁48と、開閉弁49とが介装されている。
しかしながら、前記従来技術には、次に述べるような問題がある。
図11に、プリクリーナ12からマフラ40に吸引される流量と、ダスト21の除去量との関係を示す。横軸は、エアクリーナ装置11に流入する空気46の総流量に対する、ダスト室19から吸引される空気44の流量の比V(以下、吸引量比Vと呼ぶ)である。また、縦軸はプリクリーナ12に流入するダスト21の量に対する、プリクリーナ12で除去できるダスト21の量の比D(以下、ダスト除去比Dと呼ぶ)である。
図11に、プリクリーナ12からマフラ40に吸引される流量と、ダスト21の除去量との関係を示す。横軸は、エアクリーナ装置11に流入する空気46の総流量に対する、ダスト室19から吸引される空気44の流量の比V(以下、吸引量比Vと呼ぶ)である。また、縦軸はプリクリーナ12に流入するダスト21の量に対する、プリクリーナ12で除去できるダスト21の量の比D(以下、ダスト除去比Dと呼ぶ)である。
図11に示すように、吸引を全く行なわない場合には、流入したダスト21の50%しか除去できないのに対し、吸引を行なうことにより、ダスト除去比は増加する。
吸引量としては、プリクリーナ12に流入する空気46の総流量の4〜12%程度が好適であり、8〜12%であれば、より望ましい。即ち、吸引量を4〜12%とすることにより、流入したダスト21の73%以上を除去することが可能であり、吸引量を8〜12%とするならば、流入したダスト21の78%以上を除去することが可能となっている。
吸引量としては、プリクリーナ12に流入する空気46の総流量の4〜12%程度が好適であり、8〜12%であれば、より望ましい。即ち、吸引量を4〜12%とすることにより、流入したダスト21の73%以上を除去することが可能であり、吸引量を8〜12%とするならば、流入したダスト21の78%以上を除去することが可能となっている。
ところが、エジェクタ50によって吸引を行なうと、排気ガスの圧損やテールパイプ長さ等の制約のために、吸引量を充分に確保することが困難である。しかも、エンジン41の回転数が低いと、マフラを通過する排気の流量がさらに減少するため、吸引力も低下する。
その結果として、吸引量比Vは、エンジンが定格出力を出しているときでさえも4〜5%程度であり、エンジンの回転数が下がって排気量が減少すると、吸引量比Vはさらに下がって、ダスト除去比Dが低くなってしまう。
さらには、吸引管47を付設したエジェクタ50を連結できるように、マフラ40を設計しなければならない上、逆流防止弁48等のさまざまな機器をも追加しなければならないため、マフラ40の構造が複雑になり、高価なものになってしまうという問題がある。
本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、構造が簡単で、しかも高効率のプリクリーナを提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために、第1発明は、
エンジンの吸気通路入口に設けられた、吸気中のダストを分離する遠心式ダスト分離装置において、
吸気を通過させる外筒と、
外筒を通過する吸気を旋回流とする旋回羽根と、
旋回流の中心部の気流をエンジンの吸気口に導く内筒と、
旋回流の外周部の気流と導通するダスト室と、
ダスト室の空気を吸引する送風機とを備えている。
また第2発明は、
第1発明に記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機は、吸引したダスト室の空気を車体外に放出している。
また第3発明は、
第1〜第2発明のいずれかに記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機の羽根車をオルタネータ又はアジャストプーリの回転軸、或いは補機駆動回転軸を利用して駆動している。
また第4発明は、
第1〜第3発明のいずれかに記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機の吸引量を変化させる吸引量可変手段を備えている。
また第5発明は、
第4発明に記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機の吸引量可変手段は、
送風機を駆動する動力源を電動モータ又は油圧モータとするとともに、
前記送風機の回転速度を可変とする回転制御手段を設けている。
また第6発明は、
第1〜第5発明のいずれかに記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機の吸引量が、遠心式ダスト分離装置に吸い込まれる空気の総流量に対し、常に4〜12%である。
エンジンの吸気通路入口に設けられた、吸気中のダストを分離する遠心式ダスト分離装置において、
吸気を通過させる外筒と、
外筒を通過する吸気を旋回流とする旋回羽根と、
旋回流の中心部の気流をエンジンの吸気口に導く内筒と、
旋回流の外周部の気流と導通するダスト室と、
ダスト室の空気を吸引する送風機とを備えている。
また第2発明は、
第1発明に記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機は、吸引したダスト室の空気を車体外に放出している。
また第3発明は、
第1〜第2発明のいずれかに記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機の羽根車をオルタネータ又はアジャストプーリの回転軸、或いは補機駆動回転軸を利用して駆動している。
また第4発明は、
第1〜第3発明のいずれかに記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機の吸引量を変化させる吸引量可変手段を備えている。
また第5発明は、
第4発明に記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機の吸引量可変手段は、
送風機を駆動する動力源を電動モータ又は油圧モータとするとともに、
前記送風機の回転速度を可変とする回転制御手段を設けている。
また第6発明は、
第1〜第5発明のいずれかに記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機の吸引量が、遠心式ダスト分離装置に吸い込まれる空気の総流量に対し、常に4〜12%である。
第1発明によれば、送風機によってダスト室の空気を吸引しているので、常に安定で充分な吸引量が確保でき、ダストの除去量も安定になり、かつ安価に製作できる。
また第2発明によれば、ダストの混じった空気を車外に放出しているので、車内がダストで汚染されることが少ない。
また第3発明によれば、オルタネータ又はアジャストプーリの回転軸、或いは補機駆動回転軸によって送風機を駆動しているので、新たに駆動手段を設ける必要がなく、構成がコンパクトになる。
また第4発明によれば、送風機の吸引量を可変としているので、ダストの除去効率が最も良くなるような吸引量とすることが可能である。
また第5発明によれば、電動モータ又は油圧モータにより送風機を駆動しているので、その回転数を制御するのが容易である。
また第6発明によれば、このように吸引量を定めることにより、最も効率良くダストを除去できる。即ち、エジェクタを用いた場合には、エンジンが定格出力を出して排気量が多い時にしか4%の吸引量比Vを得られないが、本発明によれば、エンジンの稼働点にかかわらず、4%以上の吸引量比を確保することが可能である。また、吸引量比が多いほど、ダスト除去比が高くなるというものではなく、10%を越えるとダストの分離効率はさほど上昇しないため、送風機の駆動力を考慮すれば、このような範囲が最も効率が良い。
また第2発明によれば、ダストの混じった空気を車外に放出しているので、車内がダストで汚染されることが少ない。
また第3発明によれば、オルタネータ又はアジャストプーリの回転軸、或いは補機駆動回転軸によって送風機を駆動しているので、新たに駆動手段を設ける必要がなく、構成がコンパクトになる。
また第4発明によれば、送風機の吸引量を可変としているので、ダストの除去効率が最も良くなるような吸引量とすることが可能である。
また第5発明によれば、電動モータ又は油圧モータにより送風機を駆動しているので、その回転数を制御するのが容易である。
また第6発明によれば、このように吸引量を定めることにより、最も効率良くダストを除去できる。即ち、エジェクタを用いた場合には、エンジンが定格出力を出して排気量が多い時にしか4%の吸引量比Vを得られないが、本発明によれば、エンジンの稼働点にかかわらず、4%以上の吸引量比を確保することが可能である。また、吸引量比が多いほど、ダスト除去比が高くなるというものではなく、10%を越えるとダストの分離効率はさほど上昇しないため、送風機の駆動力を考慮すれば、このような範囲が最も効率が良い。
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。
まず、第1実施形態を説明する。図1は、第1実施形態におけるエアクリーナ装置11の構成図を示している。
まず、第1実施形態を説明する。図1は、第1実施形態におけるエアクリーナ装置11の構成図を示している。
図1において、エアクリーナ装置11はエンジン41の吸気口に接続されており、エンジン41が吸い込む空気からダスト21を分離して、有害なダスト21が、できるだけエンジン41の内部に吸入されないようにしている。
エアクリーナ装置11は、前段に砂塵等の大きなダスト21を除去するプリクリーナ12を備え、後段には小さなダストまで除去可能なエアフィルタ14を備えている。
エアクリーナ装置11は、前段に砂塵等の大きなダスト21を除去するプリクリーナ12を備え、後段には小さなダストまで除去可能なエアフィルタ14を備えている。
エアフィルタ14は、例えば紙等からなるフィルタエレメントを備えている。フィルタエレメントは、外筒エレメント38と内筒エレメント39とからなっている。ダストの大半は、外筒エレメント38で捕捉され、内筒エレメント39は、交換などの際に外筒エレメント38を取り外したときに、ダストがエンジン41の吸気口に入らないようにするためのものである。
プリクリーナ12は、例えば図1における上下方向を軸方向とした円筒形のハウジング18の内部に、ハウジング18の軸方向と長手方向を一致させたダスト分離部材42を、複数本並べて形成されている。ダスト分離部材42の間の隙間は、上部隔壁36によって封止され、吸い込まれた空気46が、すべてダスト分離部材42の内部を通るようになっている。
ダスト分離部材42は、外筒15と、その内部に上部の一部を挿入して固定された内筒16とを備えている。外筒15の空気流入部には、旋回羽根13が複数固定されている。
外筒15に流入してきた空気は、この旋回羽根13によって、螺旋状の旋回流51となる。その結果、空気に含まれていたダスト21のうち、比較的重いものや大きなものは、旋回流51の遠心力によって外筒15の周辺部に押しやられ、外筒15の中央部を流れる空気には、ダスト21が少なくなって、ダスト21の遠心分離が行なわれる。
外筒15の下端部には、上部の直径が下部の直径よりも小さな円錐台形状の、内筒16の上端部が挿入されている。内筒16は、四方に突き出した突起52によって、外筒15の略中央部に位置決めされ、固定されている。
砂塵を分離された空気45Aは、内筒16の内部を通って下方へ流れ、エアフィルタ14の内部に入り、さらに細かなダスト21を除去されて、エンジン41に流入する。
砂塵を分離された空気45Aは、内筒16の内部を通って下方へ流れ、エアフィルタ14の内部に入り、さらに細かなダスト21を除去されて、エンジン41に流入する。
これに対して、外筒15の周辺部に押しやられたダスト21は内筒16には入らず、外筒15の下端部から空気45Bとともに、ハウジング18内部のダスト室19へと流出する。ダスト室19は、上部隔壁36と下部隔壁37に挟まれた空間である。
ダスト室19は、引き口20によって、ハウジング18の外部と連通している。引き口20は、吸引管53を介して、吸引手段である送風機17(ファンやブロワ等でもよく、以下これらを送風機と総称する)の吸引口29に接続されている。
送風機17によってダスト室19の空気45Bを吸引することにより、旋回羽根13によって発生させられる旋回流51の勢いを増すことができ、ダストの分離効率を向上させられる。また、ダスト21を積極的にダスト室19から吸引することができるので、ダスト21の除去量が増大する。
このとき図11に示したように、吸引量比Vは、プリクリーナ12に流入する空気46の総流量の、4〜12%程度(より望ましくは8〜12%)が好適である。
例えば、吸引量比Vが10%となるように送風機17を選定した場合、流入したダスト21の80%以上を除去することが可能となっている。また、吸引量比Vが4%であっても、ダスト除去比Dは73%を達成でき、吸引量比Vが8%以上であれば、ダスト除去比Dは78%程度を達成できる。
例えば、吸引量比Vが10%となるように送風機17を選定した場合、流入したダスト21の80%以上を除去することが可能となっている。また、吸引量比Vが4%であっても、ダスト除去比Dは73%を達成でき、吸引量比Vが8%以上であれば、ダスト除去比Dは78%程度を達成できる。
尚、送風機17の吸引量比Vが12%を越えると、吸引量が増加してもダスト21の除去量はそれほど増加せず、送風機17を駆動するためのエネルギが無駄になる。
従って、送風機17の吸引量を、プリクリーナ12に流入する空気46の総流量の4〜12%程度(より望ましくは8〜12%)とすることにより、最も効率良くダスト21を除去できる。
従って、送風機17の吸引量を、プリクリーナ12に流入する空気46の総流量の4〜12%程度(より望ましくは8〜12%)とすることにより、最も効率良くダスト21を除去できる。
以上説明したように第1実施形態によれば、プリクリーナ12のダスト室19を、送風機17によって吸引している。これにより、従来技術のようにマフラ40を設計する必要がなく、逆流防止弁48を用いる必要もないので、マフラ40の構造が簡単になり、安価なものとなる。
また、送風機17によって吸引しているので、従来技術のように吸引量が足りなかったり、不安定になることがなく、常に適切な量の吸引を行なうことができる。従って、ダスト21の除去を安定に行なうことが可能である。
さらには、送風機17の吸引量を、プリクリーナ12に流入する空気46の総流量の4〜12%程度(より望ましくは8〜12%)となるように設定することにより、70%以上という高効率で、ダスト21の除去が可能である。
次に、第2実施形態について説明する。
エンジン41の回転数が高いほど、プリクリーナ12に流入する空気46の総流量は増加し、回転数と総流量との関係は、ほぼ予測することが可能である。従って、エンジン41の回転数を測定することによって総流量を推測し、これに基づいて送風機17の回転速度を変化させることにより、送風機17が適切な吸引量を得ることが可能である。
エンジン41の回転数が高いほど、プリクリーナ12に流入する空気46の総流量は増加し、回転数と総流量との関係は、ほぼ予測することが可能である。従って、エンジン41の回転数を測定することによって総流量を推測し、これに基づいて送風機17の回転速度を変化させることにより、送風機17が適切な吸引量を得ることが可能である。
以下、具体的に説明する。
図2に、第2実施形態におけるプリクリーナ12の構成図を示す。図2において、送風機17は、例えば回転数可変の電動モータ58によって駆動され、電動モータ58の回転数は、コントローラ34によって制御される。またエンジン41には、その回転数を測定する、回転数ピックアップ35が取り付けられている。回転数ピックアップ35は、コントローラ34にエンジン41の回転数を送信し、コントローラ34は、検出したエンジン41の回転数に基づいて送風機17の回転速度を変化させ、その吸引量を制御する。
図2に、第2実施形態におけるプリクリーナ12の構成図を示す。図2において、送風機17は、例えば回転数可変の電動モータ58によって駆動され、電動モータ58の回転数は、コントローラ34によって制御される。またエンジン41には、その回転数を測定する、回転数ピックアップ35が取り付けられている。回転数ピックアップ35は、コントローラ34にエンジン41の回転数を送信し、コントローラ34は、検出したエンジン41の回転数に基づいて送風機17の回転速度を変化させ、その吸引量を制御する。
図3に、エンジン41の回転数R(横軸)と、送風機17の吸引量Q(縦軸)との関係の一例をグラフで示す。コントローラ34は、予め送風機17の回転速度と吸引量Qとの関係を把握しておく。
そして、図3にパターン1として示すように、例えばエンジン41の回転数RがR1〜R3の範囲において、エンジン41の回転数Rと送風機17の吸引量Qとが略比例するように電動モータ58の制御を行なう。これにより、送風機17の吸引量が、プリクリーナ12に流入する空気46の総流量の4〜12%程度(より望ましくは8〜12%)となるようにすることが可能である。
そして、図3にパターン1として示すように、例えばエンジン41の回転数RがR1〜R3の範囲において、エンジン41の回転数Rと送風機17の吸引量Qとが略比例するように電動モータ58の制御を行なう。これにより、送風機17の吸引量が、プリクリーナ12に流入する空気46の総流量の4〜12%程度(より望ましくは8〜12%)となるようにすることが可能である。
或いはコントローラ34が、エンジン41の回転数R(横軸)に対する送風機17の吸引量Q(縦軸)の関係を、図4に示すように複数パターン記憶して、状況に応じて使い分ける場合もある。
図4において、実線で示したパターン1は、図3と同様に、回転数RがR1〜R3の範囲において、エンジン41の回転数Rと送風機17の吸引量Qとを略比例させている。また、破線で示したパターン2は、回転数RがR1〜R2の範囲において、エンジン41の回転数Rと送風機17の吸引量Qとを略比例させ、回転数RがR2以上の領域においては、吸引量Qを一定値Q1としている。また、一点鎖線で示したパターン3は、回転数RがR1以上の領域において、常に吸引量Qを一定値Q1としている。尚、図4においては、回転数RがR2以上の領域におけるパターン2及び3の吸引量(一定値Q1)は略一致しているが、説明のために線をずらして描画している。
図4において、実線で示したパターン1は、図3と同様に、回転数RがR1〜R3の範囲において、エンジン41の回転数Rと送風機17の吸引量Qとを略比例させている。また、破線で示したパターン2は、回転数RがR1〜R2の範囲において、エンジン41の回転数Rと送風機17の吸引量Qとを略比例させ、回転数RがR2以上の領域においては、吸引量Qを一定値Q1としている。また、一点鎖線で示したパターン3は、回転数RがR1以上の領域において、常に吸引量Qを一定値Q1としている。尚、図4においては、回転数RがR2以上の領域におけるパターン2及び3の吸引量(一定値Q1)は略一致しているが、説明のために線をずらして描画している。
そして、空気中の砂塵が非常に多いような環境においては、パターン3を用いることにより、どのようなエンジン41の回転数Rにおいても、送風機17の吸引量Qを多めにする。即ち、吸引量Qを、プリクリーナ12に流入する空気46の総流量の、例えば8〜12%程度となるようにする。
これにより、ダスト除去比Dも常に78%以上となり、プリクリーナ12においてできる限り多くの砂塵を捕捉し、エアフィルタ14のフィルタエレメント38,39の負担を小さくすることができる。
これにより、ダスト除去比Dも常に78%以上となり、プリクリーナ12においてできる限り多くの砂塵を捕捉し、エアフィルタ14のフィルタエレメント38,39の負担を小さくすることができる。
一方、空気中の砂塵が比較的少ないような環境においてはパターン1を用い、送風機17の吸引量Qを、エンジン41の回転数Rに応じて略比例で変化させる。これにより、ダスト除去比Dはパターン3の場合よりも小さくなるが、空気に砂塵があまり含まれていないために、プリクリーナ12によってさほど徹底的に砂塵を除去しなくともよい。従って、送風機17を駆動するための動力を、節約できるという効果が大きい。
また、空気中の砂塵が通常程度の環境においては、両者の中間のパターン2を用いればよい。
また、空気中の砂塵が通常程度の環境においては、両者の中間のパターン2を用いればよい。
或いは、例えば空気中の砂塵が非常に多いような環境においては、送風機17の吸引量が、プリクリーナ12に吸い込まれる空気46の総流量の8〜12%となるようにし、プリクリーナ12において、砂塵をできる限り分離するようにする。
そして、空気中の砂塵が非常に少ないような環境においては、送風機17の吸引量を例えば4〜8%として、送風機17を駆動するためのエネルギを節約してもよい。このような切り換えは、手動で行なってもよく、コントローラ34によってもよい。
そして、空気中の砂塵が非常に少ないような環境においては、送風機17の吸引量を例えば4〜8%として、送風機17を駆動するためのエネルギを節約してもよい。このような切り換えは、手動で行なってもよく、コントローラ34によってもよい。
尚、送風機17の駆動手段は電動モータ58と限られるものではなく、その回転速度が可変となればよいのであって、例えば油圧モータ等による駆動でもよい。或いは、送風機17を直径の異なる複数のプーリ等で駆動するようにして、プーリを切り替えることによって回転速度を変更してもよい。さらには、無段変速機を介装してもよい。
或いは、送風機17の回転速度を変えると限られるものではなく、送風機17の回転速度を、吸引量に余裕のある回転速度としておき、送風機17とプリクリーナ12との間を結ぶ吸引管53に流量調整を行なう弁を入れて、吸引量を変えるようにしてもよい。
また、エンジンの回転数Rに基づいて送風機17の回転数を変えるのではなく、プリクリーナ12に吸い込まれる空気46の総流量及び送風機17に吸い込まれる空気44の流量を測定して、これに基づいて送風機17の回転数を変えるようにしてもよい。
例えば、プリクリーナ12の吸込口56及び送風機17の吸引口に、それぞれ流量検出手段を付設する。そして流量検出手段は、プリクリーナ12に吸い込まれる空気46の総流量及び送風機17に吸い込まれる空気44の流量を検出し、コントローラ34に送信する。
例えば、プリクリーナ12の吸込口56及び送風機17の吸引口に、それぞれ流量検出手段を付設する。そして流量検出手段は、プリクリーナ12に吸い込まれる空気46の総流量及び送風機17に吸い込まれる空気44の流量を検出し、コントローラ34に送信する。
コントローラ34は、上記流量検出手段の出力に基づき、送風機17に吸い込まれる空気44の量が、プリクリーナ12に吸い込まれる空気46の総流量の4〜12%(より望ましくは8〜12%)となるように、送風機17の回転数を制御する。これにより、プリクリーナ12のダスト除去効率を、常に好適な状態に保つことができる。
或いは、流量検出手段をプリクリーナ12の吸込口56に設けるのではなく、エアクリーナ装置11とエンジン41との間に設け、エアクリーナ装置11からエンジン41に入る空気の量を算出してもよい。
次に第3実施形態について説明する。
図5に第3実施形態におけるプリクリーナ12の構成図を示す。第3実施形態における送風機17は、遠心式羽根車28を備えており、吸引した空気44を、遠心方向へ排出する。
図5に第3実施形態におけるプリクリーナ12の構成図を示す。第3実施形態における送風機17は、遠心式羽根車28を備えており、吸引した空気44を、遠心方向へ排出する。
遠心式羽根車28の周囲には、遠心式羽根車28から遠心方向に排出された空気を導く流路31が設置されている。流路31にはホース32が接続され、ホース32は、車体59の外部下方に連通している。
即ち、これまでの各実施形態においては、送風機17によって排出されたダスト21の行き先については、考慮していなかった。従って、ダスト21がエンジンルーム等、車体59の内部を汚損することもあった。
これに鑑み、第3実施形態においては、送風機17の排出したダスト21入り空気を排出する流路31及びホース32を設け、ホース32の出口を車体59の下方に出している。
これにより、ダスト21が車外に排出されるので、エンジンルーム等の、車体59の内部にダスト21が溜まるというようなことがない。
これにより、ダスト21が車外に排出されるので、エンジンルーム等の、車体59の内部にダスト21が溜まるというようなことがない。
次に、第4実施形態について説明する。
図6に示すように、エンジン41の駆動軸(図示せず)に連結されたプーリ60と、水ポンプやラジエータファンを駆動するためのプーリ61との間には、ベルト24が張られている。このベルト24のテンションを調整するために、ベルト24には、図6の左右方向に移動自在のプーリ25がかけられている。
図6に示すように、エンジン41の駆動軸(図示せず)に連結されたプーリ60と、水ポンプやラジエータファンを駆動するためのプーリ61との間には、ベルト24が張られている。このベルト24のテンションを調整するために、ベルト24には、図6の左右方向に移動自在のプーリ25がかけられている。
このときプーリ25としては、充電用のオルタネータからコイル23を除去した機器に付設されたものを用いる場合がある。即ち、オルタネータからコイル23を除去した機器が、アジャストプーリ62として設けられている機種もある。
第4実施形態においては、このアジャストプーリ62に付設された送風機を、プリクリーナ12を吸引するための送風機17として用いている。
第4実施形態においては、このアジャストプーリ62に付設された送風機を、プリクリーナ12を吸引するための送風機17として用いている。
以下、詳細に説明する。
図7に、第4実施形態における送風機17の断面図を示す。図7においてアジャストプーリ62は、ベルト24をかけるプーリ25と、プーリ25に接続された回転軸26と、回転軸26を2箇所で支持するベアリング27,27と、コイル23を冷却するための遠心式羽根車28とを備えている。二点鎖線で示すコイル23は、予め除去されている。
図7に、第4実施形態における送風機17の断面図を示す。図7においてアジャストプーリ62は、ベルト24をかけるプーリ25と、プーリ25に接続された回転軸26と、回転軸26を2箇所で支持するベアリング27,27と、コイル23を冷却するための遠心式羽根車28とを備えている。二点鎖線で示すコイル23は、予め除去されている。
遠心式羽根車28は、図中の矢印に示すように、吸引口29から回転軸26と同じ方向に空気を吸い込んで、遠心方向へ排出する。この吸引口29を、吸引管53によってプリクリーナ12の引き口20に接続している。
以上説明したように第4実施形態によれば、アジャストプーリ62を改造して、プリクリーナ12のダスト室19を吸引する送風機17として用いている。これを改造して、安価な送風機17を得ることが可能である。しかも、このようなアジャストプーリ62が既に装備されているものもあり、このような場合には吸引管53を接続するのみで、新たな機器を加える必要がない。
或いは、図8に示したように、オルタネータのケース30の一部を切断して短縮したものを用いてもよい。これにより、送風機17の容積がコンパクトになる。
次に第5実施形態について説明する。
図9に第5実施形態における送風機17の断面図を示す。図9においては、充電用に用いられている、コイル23を備えたオルタネータ22の遠心式羽根車28の回転軸26を延長して、これに新たな遠心式羽根車28を組み付け、その周囲にファンケーシング63を設けている。そして、これをプリクリーナ12を吸引するための送風機17として用いている。
図9に第5実施形態における送風機17の断面図を示す。図9においては、充電用に用いられている、コイル23を備えたオルタネータ22の遠心式羽根車28の回転軸26を延長して、これに新たな遠心式羽根車28を組み付け、その周囲にファンケーシング63を設けている。そして、これをプリクリーナ12を吸引するための送風機17として用いている。
これにより、元から車体に備わっているオルタネータ22を用いて送風機17を構成できるので、送風機17のために必要な容積の増加が小さい。
尚、ベルト24のテンションを調整するために前述のアジャストプーリ62が用いられている場合には、その回転軸26を延長して遠心式羽根車28を組み付けてもよい。
尚、送風機17を駆動するための回転軸26として、オルタネータ22及びアジャストプーリ62を例として示したが、これに限られるものではない。例えば、噴射ポンプやアイドラギア等を駆動するための回転軸であってもよく、エンジンの動力取出軸(PTO)を駆動源として予備に設けられた、補機駆動用の回転軸であってもよい。
尚、ベルト24のテンションを調整するために前述のアジャストプーリ62が用いられている場合には、その回転軸26を延長して遠心式羽根車28を組み付けてもよい。
尚、送風機17を駆動するための回転軸26として、オルタネータ22及びアジャストプーリ62を例として示したが、これに限られるものではない。例えば、噴射ポンプやアイドラギア等を駆動するための回転軸であってもよく、エンジンの動力取出軸(PTO)を駆動源として予備に設けられた、補機駆動用の回転軸であってもよい。
尚、上記の各実施形態においては、図1に示したような、ダスト21を含んだ空気45Bとダスト21を分離された空気45Aとが、略同一の向きに進む方式のプリクリーナ12について説明を行なったが、これに限られるものではない。
即ち、従来技術で説明したように、ダスト21を含んだ空気45Bとダスト21を分離された空気45Aとが、正反対の向きに向かうような方式のプリクリーナ12においても、エジェクタ50の代わりに送風機17で吸引することにより、効率の向上が可能である。
即ち、従来技術で説明したように、ダスト21を含んだ空気45Bとダスト21を分離された空気45Aとが、正反対の向きに向かうような方式のプリクリーナ12においても、エジェクタ50の代わりに送風機17で吸引することにより、効率の向上が可能である。
また、送風機17として軸流ファンや遠心式羽根車28を用いた場合について説明したが、勿論これに限られるものではなく、斜流ファン等、他の形式のファンについても、同様の効果が得られる。また、容積型等のファンやブロワでもよい。
11:エアクリーナ装置、12:プリクリーナ、13:旋回羽根、14:エアフィルタ、15:外筒、16:内筒、17:送風機、18:ハウジング、19:ダスト室、20:引き口、21:ダスト、22:オルタネータ、23:コイル、24:ベルト、25:プーリ、26:回転軸、27:ベアリング、28:遠心式羽根車、29:吸引口、30:ケース、31:流路、32:ホース、34:コントローラ、35:回転数ピックアップ、36:上部隔壁、37:下部隔壁、38:外筒エレメント、39:内筒エレメント、40:マフラ、41:エンジン、42:ダスト分離部材、44:送風機に吸引される空気、45A:ダストを分離された空気、45B:ダスト入空気、46:プリクリーナに吸入される空気、47:吸引管、48:逆流防止弁、49:開閉弁、50:エジェクタ、51:旋回流、52:突起、53:吸引管、56:吸込口、58:電動モータ、59:車体、60:プーリ、61:プーリ、62:アジャストプーリ、63:ファンケーシング。
Claims (6)
- エンジンの吸気通路入口に設けられた、吸気中のダスト(21)を分離する遠心式ダスト分離装置において、
吸気を通過させる外筒(15)と、
外筒(15)を通過する吸気を旋回流(51)とする旋回羽根(13)と、
旋回流(51)の中心部の気流をエンジンの吸気口に導く内筒(16)と、
旋回流(51)の外周部の気流と導通するダスト室(19)と、
ダスト室(19)の空気を吸引する送風機(17)とを備えた
ことを特徴とする遠心式ダスト分離装置。 - 請求項1に記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機(17)は、吸引したダスト室(19)の空気を車体(59)外に放出するようにした
ことを特徴とする遠心式ダスト分離装置。 - 請求項1〜2のいずれかに記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機(17)の羽根車(28)をオルタネータ(22)又はアジャストプーリ(62)の回転軸(26)、或いは補機駆動回転軸を利用して駆動した
ことを特徴とする遠心式ダスト分離装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機(17)の吸引量を変化させる吸引量可変手段を備えた
ことを特徴とする遠心式ダスト分離装置。 - 請求項4に記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機(17)の吸引量可変手段は、
送風機(17)を駆動する動力源を電動モータ(58)又は油圧モータとするとともに、
前記送風機(17)の回転速度を可変とする回転制御手段を設けた
ことを特徴とする遠心式ダスト分離装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の遠心式ダスト分離装置において、
前記送風機(17)の吸引量が、遠心式ダスト分離装置に吸い込まれる空気(46)の総流量に対し、常に4〜12%である
ことを特徴とする遠心式ダスト分離装置。
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-
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- 2003-12-02 JP JP2003402336A patent/JP2005163597A/ja active Pending
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