JP2009235995A - エンジン吸気系の気水分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン吸気系の外気導入部とエアクリーナとの間に介装される気水分離装置において、吸気抵抗が上がるのを抑えつつ、気水分離性能を高める。
【解決手段】箱形のケーシングに流入する空気の流れに対する水切板２３を形成する入口部２１と、ケーシング内の入口部２１下流を第一室２５と第二室２６とに仕切る隔壁２４と、ケーシング壁と共に第一室２５と第二室２６との連通路を構成すべく隔壁２４の一側に形成される切欠部２７と、第二室２６に挿入される出口部２８と、を備える。箱形を構成するケーシング壁の少なくとも、隔壁２４の切欠部２７と共に第一室２５と第二室２６との連通路を構成するケーシング壁２０ｂ、を二重壁構造に形成し、その外壁３０ａと所定の隙間３３を介して対向する内壁３０ｂに形成される複数の通孔３１と、二重壁構造の隙間３３を含むケーシング内部に溜まる水を外部へ排出するドレン孔２９と、を備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、エンジン吸気系の外気導入部とエアクリーナとの間に介装される気水分離装置に関する。

図６で示すように、車両に搭載されるエンジン５の吸気系においては、外気に含まれる雨水などを気水分離して系外へ排除するため、外気導入部６とエアクリーナ７との間に気水分離装置８が介装される（特許文献１〜特許文献３）。気水分離装置８としては、図７のようなものが考えられる。

図７．図８において、１０は箱形のケーシングであり、その前端側に入口部１１が設けられる。入口部１１は、外気導入部６（図６、参照）との接続部１６（開口部）と、そこから流入する外気の流れに対する水切板１２と、を備える。水切板１２の下端から後端側へ延びてケーシング１０の内部（水切板１２から後端側）を底面側の第一室１３と上面側の第二室１４とに仕切る隔壁１５が設けられ、第一室１３と第二室１４との連通する通路として隔壁１５の一側に切欠部１７が形成される。１８は出口部であり、筒体に形成される。筒体１８は、一端の開口部が第二室１４に挿入され、外部へ突き出る他端の開口部にエアクリーナ側ダクト７ａ（図６、参照）が接続される。１９はケーシング１０の底面に溜まる水を外部へ排出するドレン孔である。

空気（吸気）は、外気導入部６との接続部１６（開口部）から入口部１１に流入し、水切板１２にぶつかって下向きの流れに変えられ、第一室１３へ入り、隔壁１５の一側の切欠部１７を通って第二室１４へ流れ、出口部１８からエアクリーナ側ダクト７ａを介してエンジン５（図６、参照）へ供給される。空気が矢印のようにケーシング１０内を転向しつつ流れる間に空気中の水滴が気水分離され、水切板１２や隔壁１５などに付着した水滴は、第一室１３の底面に落下してドレン孔１９から外部へ排除されるため、エンジン５へ水滴が浸入するのを防止できるようになる。
実開平０４−１３２４５１ 実開平０７−０３５７５０ 実開平０６−０３４１６４

このような気水分離装置においては、空気中の水滴が水切板１２にぶつかって一部が細分化され、空気と一緒に第一室１３から第二室１４の出口部１８へ流れる間に気水分離されるが、隔壁１５の切欠部１７と共に第一室１３と第二室１４との連通路を構成するケーシング壁などに付着した水滴は、空気の流速によって壁面を伝って第二室１４へ向けて吹きよせられ、出口部１８から空気と一緒にエンジン５側へ吸い込まれてしまう（図９、参照）。つまり、エンジン５の高速域などにおいて、空気の流速が高まると、エンジン５への水滴の浸入を十分に防止しえない可能性が考えられる。このため、水切板１２を追加したり、大きくしたりすると、吸気抵抗が上がり、エンジン性能に影響を及ぼしかねない。

この発明は、このような課題を解決するための有効な手段の提供を目的とする。

第１の発明は、エンジン吸気系の外気導入部とエアクリーナとの間に介装される気水分離装置において、箱形のケーシングと、ケーシングに外気導入部との接続部およびそこから流入する空気の流れに対する水切板を形成する入口部と、ケーシング内の入口部下流を第一室と第二室とに仕切る隔壁と、ケーシング壁と共に第一室と第二室との連通路を構成すべく隔壁の一側に形成される切欠部と、一端の開口部をエアクリーナ側ダクトとの接続部として他端側の開口部が第二室に挿入される出口部と、を備えるものにあって、箱形を構成するケーシング壁の少なくとも、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との連通路を構成するケーシング壁、を二重壁構造に形成し、その外壁と所定の隙間を介して対向する内壁に形成される複数の通孔と、二重壁構造の隙間を含むケーシング内部に溜まる水を外部へ排出するドレン孔と、を備えることを特徴とする。

第２の発明は、エンジン吸気系の外気導入部とエアクリーナとの間に介装される気水分離装置において、箱形のケーシングと、ケーシングに外気導入部との接続部およびそこから流入する空気の流れに対する水切板を形成する入口部と、ケーシング内の入口部下流を第一室と第二室とに仕切る隔壁と、ケーシング壁と共に第一室と第二室との間を連通する通路を構成すべく隔壁の一側に形成される切欠部と、一端の開口部をエアクリーナ側ダクトとの接続部として他端側の開口部が第二室に挿入される出口部と、を備えるものにあって、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との間を連通する通路を構成するケーシング壁と、第二室の隔壁に対向するケーシング壁と、の少なくとも２面を二重壁構造に形成し、これらの外壁と所定の隙間を介して対向する内壁に形成される複数の通孔と、各二重壁構造の隙間を含むケーシング内部に溜まる水を外部へ排出するドレン孔と、を備えることを特徴とする。

第３の発明は、エンジン吸気系の外気導入部とエアクリーナとの間に介装される気水分離装置において、箱形のケーシングと、ケーシングに外気導入部との接続部およびそこから流入する空気の流れに対する水切板を形成する入口部と、ケーシング内の入口部下流を第一室と第二室とに仕切る隔壁と、ケーシング壁と共に第一室と第二室との間を連通する通路を構成すべく隔壁の一側に形成される切欠部と、一端の開口部をエアクリーナ側ダクトとの接続部として他端側の開口部が第二室に挿入される出口部と、を備えるものにあって、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との連通路を構成するケーシング壁と、その反対側のケーシング壁と、これらケーシング壁の間で第一室および第二室の入口部と反対側の端面を構成するケーシング壁と、第二室の隔壁に対向するケーシング壁と、の少なくとも４面を二重壁構造に形成し、これらの外壁と所定の隙間を介して対向する内壁に形成される複数の通孔と、４面の二重壁構造の連通する隙間の入口部に面して開口する両端の一方を塞ぐ封止板と、これら二重壁構造の隙間を含むケーシングの内部に溜まる水を外部へ排出するべく入口部に４面の二重壁構造の連通する隙間の一端を塞ぐ封止板と反対側の開口する他端の近くに配置されるドレン孔と、を備えることを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明〜第３の発明の何れか１つに係るエンジン吸気系の気水分離装置において、二重壁構造の内壁に形成される各通孔は、ケーシング内側の開口縁部にケーシング内の空気の流れを通孔へ向ける突起を備えることを特徴とする。

第５の発明は、第４の発明に係るエンジン吸気系の気水分離装置において、突起は、通孔のケーシング内側へ庇状に形成されることを特徴とする。

第６の発明は、第３の発明に係るエンジン吸気系の気水分離装置において、第二室の隔壁に対向するケーシング壁の二重壁構造の隙間を、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との連通路を構成するケーシング壁からその反対側のケーシング壁へ延びる複数のガイド板を備えることを特徴とする。

第１の発明〜第４の発明においては、空気（吸気）は、外気導入部との接続部（開口部）から入口部に流入し、水切板にぶつかって流れの向きが変えられ、第一室に入り、第一室から隔壁の一側の切欠部を通って第二室の出口部へ流れる。空気中の水滴は、水切板にぶつかって一部は付着されるが、一部は細分化され、第一室から第二室へ流れ、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との連通路を構成するケーシング壁などに付着する。その水滴は、空気の流速によって壁面を伝って第二室へ吹きよせられ、空気と一緒に通孔を介して二重壁構造の内側（隙間）に流入し、二重壁構造の隙間においても、壁面に付着した水滴をドレン孔から排出することが可能となる。このため、吸気抵抗が上がるのを抑えつつ、エンジンへ水滴が浸入するのを防止することができる。

第２の発明においては、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との連通路を構成するケーシング壁のほか、第二室の隔壁に対向するケーシング壁が二重壁構造のため、第二室の隔壁に対向するケーシング壁に付着する水滴についても、空気と一緒に通孔を介して二重壁構造の内側（隙間）に流入し、二重壁構造の隙間においても、壁面に付着した水滴をドレン孔から排出することが可能となる。このため、吸気抵抗が上がるのを抑えつつ、エンジンへ水滴が浸入するのを防止することができる。

第３の発明においては、二重壁構造は、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との連通路を構成するケーシング壁と、その反対側のケーシング壁と、これらケーシング壁の間で第一室および第二室の入口部と反対側の端面を構成するケーシング壁と、第二室の隔壁に対向するケーシング壁と、の少なくとも４面に形成されるため、これらの各面に付着する水滴は、空気と一緒に通孔を介して二重壁構造の内側（隙間）に流入するので、二重壁構造の隙間において、空気中から気水分離され、各面の二重壁構造の連通する隙間の一端を塞ぐ封止板と反対側の開口する他端からドレン孔を介して排出することが可能となる。

第４の発明においては、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との連通路を構成するケーシング壁などに付着した水滴は、空気の流速によって壁面を伝って第二室へ吹きよせられ、二重壁構造の内壁の突起に捕捉され、空気と一緒に通孔を介して二重壁構造の内側（隙間）に流入する。突起により、空気の流れは、通孔へ向けられ、二重壁構造の隙間へ流入し、逆の流れを生じないため、二重壁構造の隙間において、空気中の水滴が気水分離され、壁面に付着した水滴は、隙間の底面へ流下し、ドレン孔から排出することが可能となる。

第５の発明は、庇状の突起により、空気の流速によって壁面を伝って第二室へ吹きよせられる水滴が空気の流れと一緒に効率よく捕捉され、ケーシングの内側から通孔を二重壁構造の隙間へ向かう空気の流れが安定的に得られるようになる。

第６の発明においては、複数のガイド板により、第二室の隔壁に対向するケーシング壁の二重壁構造の隙間に溜まる水滴は、空気の流れを受けながら、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との連通路を構成するケーシング壁と反対側のケーシング壁へ誘導され、その二重壁構造の隙間を流下することになり、水をドレン孔へ効率よく集めることができる。

図に基づいて、この発明に係る実施形態を説明する。図１〜図４において、２０は気水分離装置のケーシングであり、底面２０ａと左右側面２０ｂ，２０ｃと前後端面２０ｄ，２０ｅと上面２０ｆとから箱形に構成される。なお、気水分離装置２０は、エンジン吸気系の外気導入部６とエアクリーナ７との間に介装される（図６、参照）。

ケーシング２０の前端側に入口部２１が設けられる。入口部２１は、外気導入部６との接続部２２（開口部）と、そこから流入する外気の流れに対する水切板２３と、を備える。水切板２３の下端から後端側へ延びる隔壁２４が設けられ、ケーシング２０の内部（水切板２３から後端側）が底面側の第一室２５と上面側の第二室２６とに仕切られる。

ケーシング壁と共に第一室２５と第二室２６との連通路を構成すべく隔壁２４の一側に切欠部２７が形成される。２８は出口部であり、筒体に形成される。筒体２８は、一端の開口部が第二室２６に挿入され、外部へ突き出る他端の開口部にエアクリーナ側ダクト７ａ（図６、参照）が接続される。なお、筒体２８は、ケーシング２０内の中央でなく、隔壁２４の切欠部２７と反対寄りに配置される。

空気（吸気）の気水分離を促進するため、この例においては、ケーシング２０の後端面２０ｅ（第一室２５および第二室２６の入口部２１と反対側の端面を構成するケーシング壁）と、ケーシング２０の水切板２３から後端側の左右側面２０ｂ，２０ｃ（隔壁２４の切欠部２７と共に第一室２５と第二室２６との連通路を構成するケーシング壁，その反対側のケーシング壁）と、ケーシング２０の水切板２３から後端側の上面２０ｆ（第二室２６の隔壁２４に対向するケーシング壁）と、の４面が二重壁構造になっている。各面の二重壁構造の内壁３０ｂは、図４のような組立体３０に構成され、ケーシング２０の水切板２３から後端側に収装される。３５は水切板２３（傾斜板）の両端部との合わせ面である。

各面の内壁３０ｂに複数の通孔３１が開口され、各通孔３１にケーシング２０内側へ突起３２が庇状に形成される。二重壁構造の内壁３０ｂと外壁３０ａとの間に各面の内壁３０ｂを包む形の連通状態に隙間３３が形成され、この隙間３３の入口部２１に面して水切板２３の両側でその下方に開口する部分の一方を塞ぐ封止板３４が備えられる。ケーシング２０の底面に溜まる水を外部へ排出するドレン孔２９は、ケーシング２０の底面において、隙間３３が入口部２１に面して開口する側の近くに配置される。

空気（吸気）は、外気導入部８との接続部２２（開口部）から入口部２１に流入し、水切板２３にぶつかって下向きの流れに変えられ、第一室２５に入り、第一室２５から隔壁２４の一側の切欠部２７を通って第二室２６の出口部２９へ流れる。空気中の水滴は、水切板２３にぶつかって一部は付着されるが、一部が細分化され、第一室２５から第二室２６へ流れ、隔壁２４の切欠部２７と共に第一室２５と第二室２６との連通路を構成するケーシング壁（水切板２３から後端側の左側面２０ｂ）などに付着する。その水滴は、空気の流速によって壁面を伝って第二室２６の出口部２８へ吹きよせられ、内壁３０ｂの突起３２に捕捉され、空気と一緒に通孔３１を介して二重壁構造の隙間３３に流入する（図５、参照）。

突起３２においては、通孔３１へ空気の流れが向けられ、二重壁構造の隙間３３へ空気が流れ込むため、隙間３３の空気が第二室２６へ戻されることがなく、二重壁構造の隙間３３において、空気中の水滴が気水分離され、外壁３０ａや内壁３０ｂに付着し、隙間３３の底面（ケーシング２０の底面２０ａ）へ流下し、空気の流れを受けつつ、隙間３３の底面を伝って封止板３４と反対側の開口から入口部２１の底面（ケーシング２０の底面２０ａ）へ流れ、水切板２３や隔壁２４から滴下する水と一緒にドレン孔２９から排出される。

ケーシング上面２０ｆの二重壁構造においては、外壁３０ａと内壁３０ｂとの隙間３３を前後方向に平行かつ左右方向へストレートに延びる複数のガイド板３５が配置される（図４、参照）。これにより、ケーシング上面２０ｆの二重壁構造の隙間３３に付着して溜まる水滴は、空気の流れを受けつつ、ケーシング側面２０ｃの二重壁構造の隙間３３へ誘導され、その底面へ流下することになり、水をドレン孔２９へ効率よく集めることができる。

このように、ケーシング２０は、入口部２１と出口部２８との間に隔壁２４や水切板２３を配置するのに加え、組立体３０で設定される二重壁構造を備えるため、吸気抵抗が上がるのを抑えつつ、エンジンへ水滴が浸入するのを防止することができる。空気の流速が大きくなるほど、二重壁構造の隙間３３を通過する空気の量も増えるため、エンジン高回転域などにおいて、水切板２３にぶつかって細分化されやすい、空気中の水滴を効率よく気水分離しえるのである。

この実施形態においては、ケーシング２０の後端面２０ｅと、ケーシング２０の水切板２３から後端側の左右側面２０ｂ，２０ｃと、ケーシング２０の水切板２３から後端側の上面２０ｆと、の４面が二重壁構造になっているが、ドレン孔２９の配置を工夫すれば、例えば、ケーシング側面２０ｂの水切板２３から後端側の１面、または、ケーシング２０の水切板２３から後端側の左側面２０ｂと水切板２３から後端側の上面２０ｆとの２面、を二重壁構造とすることも考えられる。

なお、この実施形態においては、便宜上、２０ａを箱形の底面、２０ｆを箱形の上面として説明したが、気水分離装置は、向きを変えて取る付けても良い。例えば、気水分離装置は、２０ａ，２０ｆが左右の側面となる向きに取り付けることもできる。

この発明の実施形態を説明する気水分離装置の斜視図である。 同じく正面図（ａ），平面図（ｂ），Ａ−Ａ断面図である。 同じくＢ−Ｂ断面図である。 同じく二重壁構造に係る組立体の斜視図である。 同じく二重壁構造に係る説明図である。 従来の気水分離装置を搭載する車両の説明図である。 この発明の前提技術を説明する気水分離装置の斜視図である。 同じく断面図である。 同じく前提技術の説明図である。

符号の説明

２０ ケーシング
２１ 入口部
２２ 外気導入部との接続部（開口部）
２３ 水切板
２４ 隔壁
２５ 第一室
２６ 第二室
２７ 切欠部
２８ 出口部（筒体）
２９ ドレン孔
３０ 内壁の組立体
３０ａ 二重壁構造の外壁
３０ｂ 二重壁構造の内壁
３１ 通孔
３２ 突起
３３ 隙間
３４ 封止板
３５ ガイド板

Claims (6)

1. エンジン吸気系の外気導入部とエアクリーナとの間に介装される気水分離装置において、箱形のケーシングと、ケーシングに外気導入部との接続部およびそこから流入する空気の流れに対する水切板を形成する入口部と、ケーシング内の入口部下流を第一室と第二室とに仕切る隔壁と、ケーシング壁と共に第一室と第二室との連通路を構成すべく隔壁の一側に形成される切欠部と、一端の開口部をエアクリーナ側ダクトとの接続部として他端側の開口部が第二室に挿入される出口部と、を備えるものにあって、箱形を構成するケーシング壁の少なくとも、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との連通路を構成するケーシング壁、を二重壁構造に形成し、その外壁と所定の隙間を介して対向する内壁に形成される複数の通孔と、二重壁構造の隙間を含むケーシング内部に溜まる水を外部へ排出するドレン孔と、を備えることを特徴とするエンジン吸気系の気水分離装置。
2. エンジン吸気系の外気導入部とエアクリーナとの間に介装される気水分離装置において、箱形のケーシングと、ケーシングに外気導入部との接続部およびそこから流入する空気の流れに対する水切板を形成する入口部と、ケーシング内の入口部下流を第一室と第二室とに仕切る隔壁と、ケーシング壁と共に第一室と第二室との間を連通する通路を構成すべく隔壁の一側に形成される切欠部と、一端の開口部をエアクリーナ側ダクトとの接続部として他端側の開口部が第二室に挿入される出口部と、を備えるものにあって、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との間を連通する通路を構成するケーシング壁と、第二室の隔壁に対向するケーシング壁と、の少なくとも２面を二重壁構造に形成し、これらの外壁と所定の隙間を介して対向する内壁に形成される複数の通孔と、各二重壁構造の隙間を含むケーシング内部に溜まる水を外部へ排出するドレン孔と、を備えることを特徴とするエンジン吸気系の気水分離装置。
3. エンジン吸気系の外気導入部とエアクリーナとの間に介装される気水分離装置において、箱形のケーシングと、ケーシングに外気導入部との接続部およびそこから流入する空気の流れに対する水切板を形成する入口部と、ケーシング内の入口部下流を第一室と第二室とに仕切る隔壁と、ケーシング壁と共に第一室と第二室との間を連通する通路を構成すべく隔壁の一側に形成される切欠部と、一端の開口部をエアクリーナ側ダクトとの接続部として他端側の開口部が第二室に挿入される出口部と、を備えるものにあって、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との連通路を構成するケーシング壁と、その反対側のケーシング壁と、これらケーシング壁の間で第一室および第二室の入口部と反対側の端面を構成するケーシング壁と、第二室の隔壁に対向するケーシング壁と、の少なくとも４面を二重壁構造に形成し、これらの外壁と所定の隙間を介して対向する内壁に形成される複数の通孔と、４面の二重壁構造の連通する隙間の入口部に面して開口する両端の一方を塞ぐ封止板と、これら二重壁構造の隙間を含むケーシングの内部に溜まる水を外部へ排出するべく入口部に４面の二重壁構造の連通する隙間の一端を塞ぐ封止板と反対側の開口する他端の近くに配置されるドレン孔と、を備えることを特徴とするエンジン吸気系の気水分離装置。
4. 二重壁構造の内壁に形成される各通孔は、ケーシング内側の開口縁部にケーシング内の空気の流れを通孔へ向ける突起を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに係るエンジン吸気系の気水分離装置。
5. 突起は、通孔のケーシング内側へ庇状に形成されることを特徴とする請求項４に係るエンジン吸気系の気水分離装置。
6. 第二室の隔壁に対向するケーシング壁の二重壁構造の隙間を、隔壁の切欠部と共に第一室と第二室との連通路を構成するケーシング壁からその反対側のケーシング壁へ延びる複数のガイド板を備えることを特徴とする請求項３に係るエンジン吸気系の気水分離装置。