JP6259542B1 - Air cleaner cooling structure for internal combustion engines - Google Patents

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Abstract

【課題】車両が備えるエアコン装置の低温配管の冷熱を利用して内燃機関のエアクリーナーの温度上昇を抑える簡易なエアクリーナーの冷却構造を提供する。【解決手段】エアクリーナーは通過する空気中の異物を捕捉、除去するフィルターと、該フィルターの形状を維持する金属製の形状維持体とで構成する。フィルターは平面状のフィルターエレメントを蛇腹状に折りたたんだ蛇腹状フィルターエレメントにて円筒状、角筒状、又は側面視台形筒状に形成する。形状維持体は円筒状、角筒状、又は台形筒状の両端開口部に取り付け、それら筒形状を維持するよう構成する。円筒状、角筒状、又は台形筒状の一方、又は双方の形状維持体を車両が備えるエアコン装置のコンプレッサーとエバポレーター間の低温配管外面に熱絶縁体を被覆した可撓性金属導体で繋なぐ。【選択図】図6A simple air cleaner cooling structure that suppresses the temperature rise of an air cleaner of an internal combustion engine using cold heat of a low-temperature pipe of an air conditioner provided in a vehicle is provided. An air cleaner includes a filter that captures and removes foreign substances in the air passing therethrough, and a metal shape maintaining body that maintains the shape of the filter. The filter is formed in a cylindrical shape, a rectangular tube shape, or a trapezoidal cylindrical shape in a side view by a bellows-like filter element obtained by folding a planar filter element into a bellows shape. The shape maintaining body is attached to both end openings of a cylindrical shape, a rectangular tube shape, or a trapezoidal cylinder shape, and is configured to maintain these cylindrical shapes. One or both of the cylindrical, square, and trapezoidal cylindrical shape maintaining bodies are connected by a flexible metal conductor coated with a thermal insulator on the outer surface of the low-temperature pipe between the compressor and the evaporator of the air conditioner equipped with the vehicle. . [Selection] Figure 6

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に吸入される燃焼用空気を浄化するエアクリーナーの冷却構造に関する。   The present invention relates to a cooling structure for an air cleaner that purifies combustion air sucked into a combustion chamber of an internal combustion engine.

内燃機関を備える車両では、内燃機関燃焼室に供給する空気に含まれる塵、埃、不純物等の異物を予め除去し、清浄処理するためのエアクリーナーが装備されている。エアクリーナーは車両のエンジンルームに取り付けられるが、エンジンルーム内にはエンジン、圧縮機等、高温となる装置や部品が多い。エアクリーナーはそれら高温部品から輻射、対流等により熱を受けて温度上昇し、エアクリーナーを通過する燃焼用空気の温度を上昇させる。燃焼用空気の温度が上昇すると燃焼室の空気充填効率が下がってエンジン性能の低下を招く。   A vehicle equipped with an internal combustion engine is equipped with an air cleaner for removing foreign matters such as dust, dust and impurities contained in the air supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine in advance and performing a cleaning process. An air cleaner is attached to an engine room of a vehicle, but there are many devices and parts that become hot such as an engine and a compressor in the engine room. The air cleaner receives heat from these high-temperature parts by radiation, convection, etc., and rises in temperature, and raises the temperature of the combustion air passing through the air cleaner. When the temperature of the combustion air rises, the air filling efficiency of the combustion chamber is lowered, and the engine performance is lowered.

こうした問題を解決するため、エアクリーナーの温度上昇を抑える提案が各種されている。例えば、特許文献1には燃焼用空気を内燃機関に導く吸気経路の外側に隙間を設けて該経路を覆う覆い管を設け、吸気経路と覆い管との間の断熱空間に断熱用空気を流す構成の吸気装置が提案されている。しかし、このような覆い管を設けたり、断熱空間に断熱用空気を流したりする構成は簡単ではない。   In order to solve these problems, various proposals have been made to suppress the temperature rise of the air cleaner. For example, in Patent Document 1, a clearance pipe is provided outside the intake path that guides combustion air to the internal combustion engine so as to cover the path, and the heat insulation air is allowed to flow in the heat insulation space between the intake path and the cover pipe. An intake device having a configuration has been proposed. However, it is not easy to provide such a cover tube or flow heat insulation air through the heat insulation space.

また、特許文献2にはエアクリーナーの出口に潜熱蓄熱材を配設して吸気温度を低下させる吸気温度調整装置が開示されている。この技術の場合は潜熱蓄熱材が吸気抵抗を高め、十分な吸気量を確保することが困難になる場合がある。   Patent Document 2 discloses an intake air temperature adjusting device that lowers intake air temperature by arranging a latent heat storage material at the outlet of an air cleaner. In the case of this technology, the latent heat storage material may increase the intake resistance, and it may be difficult to ensure a sufficient intake amount.

また、特許文献3には吸気通路内で発生する音響エネルギー(吸気脈動などによる音響エネルギー)を利用して、吸気通路内を流れる空気を冷却する技術が提案されている。しかし、この技術は吸気通路の途中に音響スタックを介在させて吸気通路を通過する空気を冷却することを目的としたものであるが、空気が音響スタックを直接通過する構成であったため音響スタックが大きな吸気抵抗として作用する問題があった。   Patent Document 3 proposes a technique for cooling the air flowing in the intake passage using acoustic energy generated in the intake passage (acoustic energy due to intake pulsation or the like). However, this technology is intended to cool the air passing through the intake passage by interposing the acoustic stack in the middle of the intake passage. There was a problem of acting as a large intake resistance.

特許4609058号公報Japanese Patent No. 4660958 特開2010−138755号公報JP 2010-138755 A 特開2007−270619号公報JP 2007-270619 A

本発明は、従来技術のこうした問題点を解決するためになされたもので、その課題は、内燃機関の燃焼室に供給する空気を浄化するエアクリーナーを、車両が備えるエアコン装置の低温配管の冷熱を利用して冷やすことにより、その温度上昇を抑える簡易な内燃機関のエアクリーナー冷却構造を提供することにある。   The present invention has been made to solve these problems of the prior art, and the problem is to cool the low-temperature piping of an air conditioner equipped in a vehicle with an air cleaner that purifies the air supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine. It is intended to provide a simple air cleaner cooling structure for an internal combustion engine that suppresses the temperature rise by using the cooling.

前記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、内燃機関の燃焼室に吸入する燃焼用空気を浄化するエアクリーナーの冷却構造であって、該エアクリーナーは通過する空気中の異物を除去して清浄化するフィルターと、該フィルターの形状を維持する金属製の形状維持体とから構成され、前記フィルターは平面状のフィルターエレメント、又は平面状のフィルターエレメントを蛇腹状に折りたたんだ蛇腹状フィルターエレメントにて円筒状、角筒状、又は側面視台形の台形筒状に形成されており、前記形状維持体は円筒状、角筒状、又は台形筒状のフィルター両端開口部に取り付けられ、それら筒形状を維持するように構成されており、前記円筒状、角筒状、又は台形筒状の一方、又は双方の形状維持体は、車両が備えるエアコン装置を構成するコンプレッサーとエバポレーターを繋ぐ低温配管外面に熱絶縁体を被覆した可撓性金属導体で繋がれ、低温配管の冷熱にてエアクリーナーの温度上昇が抑制されるように構成されていることを特徴とするエアクリーナーの冷却構造である。   The invention according to claim 1 for solving the above problem is a cooling structure of an air cleaner that purifies combustion air sucked into a combustion chamber of an internal combustion engine, and the air cleaner removes foreign matter in the passing air. It is composed of a filter to be removed and cleaned, and a metal shape maintaining body that maintains the shape of the filter. The filter is a flat filter element, or a bellows shape obtained by folding a flat filter element into a bellows shape. The filter element is formed in a cylindrical shape, a rectangular tube shape, or a trapezoidal cylinder shape in a trapezoidal shape in side view, and the shape maintaining body is attached to both end openings of the cylindrical, square tube shape, or trapezoidal cylinder filter, These cylindrical shapes are configured to be maintained, and one or both of the cylindrical shape, the rectangular tube shape, and the trapezoidal tube shape maintaining body is an air conditioner provided in a vehicle. The outer surface of the low-temperature pipe connecting the compressor and evaporator is connected with a flexible metal conductor coated with a heat insulator, and the temperature rise of the air cleaner is suppressed by the cold heat of the low-temperature pipe. The air cleaner cooling structure.

このような冷却構造によれば、エアコン装置の低温配管の冷熱が熱絶縁体を被覆した可撓性金属導体を経由してエアクリーナーに伝わり、その温度上昇が抑制される。エアクリーナーの温度上昇が抑制されるとエアクリーナーを通過して燃焼室に吸入される燃焼用空気の温度も下がり、燃焼室の空気充填効率が上昇してエンジン性能が上昇する効果が得られる。このような冷却構造は簡単であり、既存の車両に後から追加で取り付けることも容易である。   According to such a cooling structure, the cold heat of the low-temperature piping of the air conditioner device is transmitted to the air cleaner via the flexible metal conductor covered with the thermal insulator, and the temperature rise is suppressed. When the temperature increase of the air cleaner is suppressed, the temperature of the combustion air that passes through the air cleaner and is sucked into the combustion chamber also decreases, so that the air filling efficiency of the combustion chamber increases and the engine performance increases. Such a cooling structure is simple and can be easily attached to an existing vehicle later.

また、請求項2に記載の発明は、内燃機関の燃焼室に吸入される燃焼用空気を浄化するエアクリーナーの冷却構造であって、該エアクリーナーは通過する空気中の異物を除去して清浄化するフィルターと、該フィルターの形状を維持する金属製の形状維持体とから構成され、前記フィルターはフィルターエレメントにて半球形ドーム状に形成され、前記形状維持体は中央に空気流入口を有する円板と、該円板上に取り付けた前記半球形ドーム状フィルターの外面を覆う半球形ドーム状パンチングメタルと、前記半球形ドーム状フィルターを内側から支持する支持枠体とから構成された外観キノコ型のエアクリーナーで、
前記エアクリーナーの前記円板は、車両が備えるエアコン装置を構成するコンプレッサーとエバポレーターを繋ぐ低温配管外面に熱絶縁体を被覆した可撓性金属導体で繋がれ、低温配管の冷熱にてエアクリーナーの温度上昇が抑制されるように構成されていることを特徴とするエアクリーナーの冷却構造である。
The invention according to claim 2 is an air cleaner cooling structure for purifying the combustion air sucked into the combustion chamber of the internal combustion engine, and the air cleaner removes foreign matter in the passing air and cleans it. And a metal shape maintaining body that maintains the shape of the filter. The filter is formed in a hemispherical dome shape by a filter element, and the shape maintaining body has an air inlet in the center. Appearance mushroom composed of a disc, a hemispherical dome-shaped punching metal that covers the outer surface of the hemispherical dome-shaped filter mounted on the disc, and a support frame that supports the hemispherical dome-shaped filter from the inside Mold air cleaner,
The disk of the air cleaner is connected by a flexible metal conductor coated with a heat insulator on the outer surface of a low-temperature pipe connecting a compressor and an evaporator constituting an air conditioner provided in a vehicle. An air cleaner cooling structure characterized in that an increase in temperature is suppressed.

このような冷却構造によれば、キノコ型エアクリーナーについても請求項1に記載の発明と同様の効果を奏する。   According to such a cooling structure, the same effect as that of the invention described in claim 1 can be obtained for the mushroom type air cleaner.

また、請求項3に記載の発明は、内燃機関の燃焼室に吸入される燃焼用空気を浄化するエアクリーナーの冷却構造であって、該エアクリーナーは通過する空気中の異物を除去して清浄化するフィルターと、該フィルターを着脱可能に収納するエアクリーナーボックスとから構成され、前記フィルターは金属製枠体の開口部に金属網で補強したフィルターエレメントを取り付けて構成され、前記エアクリーナーボックスは前記フィルターの取り付けによりボックス内空間が二分されて一方の空間に吸気された空気はフィルターを通過して他方の空間に移り、該空間を囲むボックス部に接続された通気管を通って前記燃焼室に流れるように構成されており、前記フィルターの金属製枠体は、車両が備えるエアコン装置を構成するコンプレッサーとエバポレーターを繋ぐ低温配管外面に、前記エアクリーナーボックスの壁を貫く熱絶縁体を被覆した可撓性金属導体で繋がれ、低温配管の冷熱にてフィルターの温度上昇が抑制されるように構成されていることを特徴とするエアクリーナーの冷却構造   The invention according to claim 3 is a cooling structure for an air cleaner that purifies the combustion air sucked into the combustion chamber of the internal combustion engine, and the air cleaner removes foreign substances in the passing air and cleans it. And an air cleaner box for detachably storing the filter. The filter is configured by attaching a filter element reinforced with a metal net to an opening of a metal frame, and the air cleaner box is The space inside the box is divided into two by the attachment of the filter, and the air sucked into one space passes through the filter and moves to the other space, and passes through the vent pipe connected to the box portion surrounding the space, the combustion chamber The metal frame of the filter is a compressor constituting an air conditioner provided in the vehicle. The outer surface of the low-temperature pipe connecting the vaporizer is connected by a flexible metal conductor coated with a thermal insulator that penetrates the wall of the air cleaner box, and the temperature rise of the filter is suppressed by the cold heat of the low-temperature pipe. Air cleaner cooling structure characterized by

このような冷却構造によれば、ボックス型エアクリーナーについても請求項1に記載の発明と同様の効果を奏する。   According to such a cooling structure, the box-type air cleaner has the same effect as that of the first aspect of the invention.

エアクリーナーの形状例である。It is an example of the shape of an air cleaner. エアクリーナーの他の形状例である。It is another example of a shape of an air cleaner. カバー5の内部に取り付けて使用する筒形エアクリーナーの例である。It is an example of the cylindrical air cleaner used by attaching to the inside of the cover 5. 車両用エアコン装置の構成である。It is the structure of the vehicle air conditioner. エアクリーナー1aの冷却構造の構成例である。It is a structural example of the cooling structure of the air cleaner 1a. エアクリーナー1aの他の冷却構造の構成例である。It is a structural example of the other cooling structure of the air cleaner 1a. キノコ型エアクリーナー1dの冷却構造の構成例である。It is a structural example of the cooling structure of the mushroom type air cleaner 1d. 半球形ドーム状フィルター22を下側から見た形状例である。It is the example of the shape which looked at the hemispherical dome-shaped filter 22 from the lower side. 支持枠体23bの形状例である。It is an example of the shape of the support frame 23b. ボックスタイプのエアクリーナー1eの冷却構造の構成例である。It is a structural example of the cooling structure of the box-type air cleaner 1e.

以下、本発明に係る内燃機関のエアクリーナーの冷却構造の一実施形態について図面を参照して説明する。図1、図2は内燃機関の燃焼室に吸入される燃焼用空気を浄化するエアクリーナーとして市販されているエアクリーナーの形状例である。図1に示すエアクリーナー1aは側面視台形の台形筒状のもの、図2に示すエアクリーナー1bは円筒状のものである。他に角筒状のものも市販されている。エアクリーナー1a、1bは何れもエンジンルーム内にカバー無しのむき出し状態で取り付けられるタイプであるが、他に図3に示すようにカバー5の内部に取り付けて使用されるタイプのエアクリーナー1cもある。図はその縦断面図である。   Hereinafter, an embodiment of an air cleaner cooling structure for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are examples of the shape of an air cleaner commercially available as an air cleaner for purifying combustion air sucked into a combustion chamber of an internal combustion engine. The air cleaner 1a shown in FIG. 1 has a trapezoidal cylindrical shape in a side view, and the air cleaner 1b shown in FIG. 2 has a cylindrical shape. In addition, a rectangular tube shape is also commercially available. Each of the air cleaners 1a and 1b is of a type that can be mounted in an uncovered state without a cover in the engine room, but there is another type of air cleaner 1c that is used by being mounted inside the cover 5 as shown in FIG. . The figure is a longitudinal sectional view thereof.

これらエアクリーナー1a、1b、1cは空気を濾過して清浄化するフィルター2と、それらの筒形状を維持するための形状維持体2a、2bを主要構成要素として構成されている。形状維持体3a、3bは筒状の両端開口部に取り付けられ、フィルター2の開口部形状を維持している。一方の形状維持体3aはエアクリーナーの開口を塞ぐ板体であるが、一部には中央に孔を設けてその部分にもフィルターエレメントを取り付けているものがある。   Each of these air cleaners 1a, 1b, and 1c includes a filter 2 that filters and cleans air, and shape maintaining bodies 2a and 2b that maintain their cylindrical shapes as main components. The shape maintaining bodies 3a and 3b are attached to the cylindrical both-end openings and maintain the opening shape of the filter 2. One shape maintaining body 3a is a plate that closes the opening of the air cleaner, but there is a part in which a hole is provided in the center and a filter element is attached to that part.

他方の形状維持体3bについては、図1、図2のエアクリーナー1a、1bでは中央に孔を設け、その部分に燃焼室に繋がる通気管4が接続されている。カバー5内に取り付けられる図3のエアクリーナー1cでは、燃焼室に繋がる通気管4はカバー5に接続されており、形状維持体3bはエアクリーナー1cの空気入り側とは反対側の開口を塞ぐ構造になっている。形状維持体3a、3bの材料は金属製のものと非金属製のものがあるが、本発明では金属製のものを対象としている。   As for the other shape maintaining body 3b, a hole is provided in the center in the air cleaners 1a and 1b of FIGS. 1 and 2, and a vent pipe 4 connected to the combustion chamber is connected to the hole. In the air cleaner 1c of FIG. 3 attached in the cover 5, the vent pipe 4 connected to the combustion chamber is connected to the cover 5, and the shape maintaining body 3b closes the opening on the opposite side of the air cleaner 1c from the air-filled side. It has a structure. There are metal and non-metallic materials for the shape maintaining bodies 3a and 3b. In the present invention, the materials are made of metal.

通過する空気中の異物を除去して清浄化する筒状のフィルター2は、平面状のフィルターエレメント、又は平面状のフィルターエレメントを蛇腹状に折りたたんだ蛇腹状フィルターエレメントを円筒状、角筒状、側面視台形筒状等に折りたたんで形成されている。フィルターエレメントの材料は、紙繊維、発泡ウレタン(スポンジ)、専用オイルを浸透させたガーゼ状の綿布等である。最近ではステンレスメッシュを用いたものも多い。また、これら異なる種類のエレメントを重ねる、例えば、ステンレスメッシュと綿布を重ねたものを蛇腹状に折りたたんで使用しているものも多い。更には、図2のエアクリーナー1bの円筒状内部に見られるように、ステンレス板にパンチングで孔を設けた薄いパンチングメタルを補強用に重ねて使用したものもある。   The cylindrical filter 2 that removes and cleans foreign substances in the passing air is a flat filter element, or a bellows filter element obtained by folding a flat filter element into a bellows shape, a cylindrical shape, a rectangular tube shape, It is formed by folding into a trapezoidal cylindrical shape or the like when viewed from the side. The material of the filter element is paper fiber, urethane foam (sponge), gauze-like cotton cloth impregnated with special oil, or the like. Recently, many stainless steel meshes are used. Also, many of these different types of elements are stacked, for example, a stack of stainless mesh and cotton cloth is used in a bellows shape. Furthermore, as seen in the inside of the cylindrical shape of the air cleaner 1b in FIG. 2, there is also one in which a thin punching metal provided with holes by punching on a stainless steel plate is used for reinforcement.

燃焼用空気は図1、図2のエアクリーナー1a、1bでは図中の矢印に示すように、筒状のフィルター2の外側から内側に吸い込まれる。図3のエアクリーナー1cでは矢印に示すように筒状のフィルター2の内側から外側に抜ける。フィルター2を通過する際に塵、埃、不純物等の異物はフィルター2に捕捉されて除去される。フィルター2により清浄処理された空気は、図1、図2のエアクリーナー1a、1bでは形状維持体3bに繋がれた通気管4を通って燃焼室に導かれる。エアクリーナー1cではカバー5に接続された通気管4を通って燃焼室に導かれる。   In the air cleaners 1a and 1b in FIGS. 1 and 2, the combustion air is sucked in from the outside to the inside of the cylindrical filter 2 as indicated by the arrows in the drawings. In the air cleaner 1c of FIG. 3, the cylindrical filter 2 comes out from the inside as indicated by an arrow. When passing through the filter 2, foreign matters such as dust, dust and impurities are captured by the filter 2 and removed. In the air cleaners 1a and 1b shown in FIGS. 1 and 2, the air cleaned by the filter 2 is guided to the combustion chamber through the vent pipe 4 connected to the shape maintaining body 3b. In the air cleaner 1 c, the air cleaner 1 c is led to the combustion chamber through the vent pipe 4 connected to the cover 5.

ところで、このようなエアクリーナー1a、1b、エアクリーナー1cを収納するカバー5等は車両のエンジンルームに取り付けられる。エンジンルーム内にはエンジン、圧縮機等、高温となる装置や部品が多く収納されている。エアクリーナーはそれら高温部品から輻射、対流等により熱を受けて温度上昇する。また、吸い込むエンジンルーム内の空気自体も周りから熱を受けて温度が高くなっている。このためエアクリーナーを通過した空気の温度は高くなる。燃焼用空気の温度が上昇すると燃焼室の空気充填効率が下がってエンジン性能が低下する。本発明は周りから熱を受けるエアクリーナーを冷却して、通過後の空気の温度を下げることを目的としている。そのエアクリーナーの冷却は、車両が備えるエアコン装置からの冷熱(冷熱エネルギー)をエアクリーナーに導くことで行なう。   Incidentally, such air cleaners 1a and 1b, a cover 5 for storing the air cleaner 1c, and the like are attached to the engine room of the vehicle. In the engine room, a lot of high temperature devices and parts such as an engine and a compressor are stored. The air cleaner receives heat from these high-temperature parts by radiation, convection, etc., and rises in temperature. Also, the air in the engine room to be sucked receives heat from the surroundings and the temperature is high. For this reason, the temperature of the air which passed the air cleaner becomes high. When the temperature of the combustion air rises, the efficiency of filling the combustion chamber with air decreases and the engine performance deteriorates. It is an object of the present invention to cool an air cleaner that receives heat from the surroundings and lower the temperature of air after passing. The air cleaner is cooled by introducing cold energy (cold energy) from an air conditioner provided in the vehicle to the air cleaner.

図4は車両に取り付けられるエアコン装置の一般的構成である。家庭用のエアコン装置は暖房と冷房の双方に使用されるが、車両の暖房はエンジンの熱を利用して行なわれる。このため図4に示す車両用エアコン装置は冷房専用に使用される。動作は概略、次の通りである。コンプレッサー(圧縮機)10が冷媒(エアコンガス)を圧縮し、高温高圧ガス状態にしてコンデンサー11に送る。コンデンサー11はラジエーターのような形をしており、主にラジエーターの前方に取り付けられている。走行時の空気やファンなどによりコンデンサー11内部を通過する冷媒は冷却されて液化が進む。液化された冷媒はストレーナー13にて不純物や余計な水分が除去されエキスパンションバルブ14に送られる。エキスパンションバルブ14では、低温高圧に液化された冷媒は小さな穴から一気に噴出されて低温低圧の霧状となる。低温低圧霧状の冷媒は室内に置かれたエバポレーター15に送られ、ブロアファン16で送風された空気を冷却する。冷却された空気は車内に流れて車内を冷房する。エバポレーター15を通過する際、冷媒は空気に冷熱を与えて温度が上がり、低温低圧のガス状に変わる。そしてエバポレーター15とコンプレッサー10を繋ぐ配管17を通ってコンプレッサー10に戻る。冷媒はこのような通路を循環する。   FIG. 4 shows a general configuration of an air conditioner attached to a vehicle. Home air conditioners are used for both heating and cooling, but the vehicle is heated using the heat of the engine. For this reason, the vehicle air conditioner shown in FIG. 4 is used exclusively for cooling. The operation is roughly as follows. The compressor (compressor) 10 compresses the refrigerant (air conditioner gas) and sends it to the condenser 11 in a high-temperature and high-pressure gas state. The condenser 11 is shaped like a radiator and is mainly mounted in front of the radiator. The refrigerant passing through the inside of the condenser 11 is cooled by air or a fan during traveling and liquefaction proceeds. Impurities and excess water are removed from the liquefied refrigerant by the strainer 13 and sent to the expansion valve 14. In the expansion valve 14, the refrigerant liquefied at low temperature and high pressure is ejected from a small hole all at once and becomes a low temperature and low pressure mist. The low-temperature and low-pressure mist refrigerant is sent to the evaporator 15 placed in the room, and cools the air blown by the blower fan 16. The cooled air flows into the car and cools the car. When passing through the evaporator 15, the refrigerant gives cold heat to the air to increase the temperature, and changes to a low-temperature and low-pressure gaseous state. And it returns to the compressor 10 through the piping 17 which connects the evaporator 15 and the compressor 10. The refrigerant circulates in such a passage.

このような冷房サイクルにおけるエバポレーター15とコンプレッサー10を繋ぐ配管17を通過する冷媒の温度を考えると、その冷媒は、直前のエバポレーター15において空気に冷熱を与えたことでエバポレーター15に入力した際の低温状態よりも温度が高くなるとはいえ、まだ、かなりの低温状態になっている。その低温状態の冷媒を通過させる配管17は、その冷媒に冷却されて低温状態になっている。本発明では、この低温低圧冷媒により冷却された配管17の冷熱をエアクリーナーの冷却、温度上昇抑制に利用する。   Considering the temperature of the refrigerant passing through the pipe 17 connecting the evaporator 15 and the compressor 10 in such a cooling cycle, the refrigerant is given a low temperature when it is input to the evaporator 15 by applying cold heat to the air in the immediately preceding evaporator 15. Although the temperature is higher than the state, it is still in a considerably low temperature state. The pipe 17 through which the low-temperature refrigerant passes is cooled by the refrigerant and is in a low-temperature state. In the present invention, the cold heat of the pipe 17 cooled by the low-temperature and low-pressure refrigerant is used for cooling the air cleaner and suppressing temperature rise.

図5は、図1に示したエアクリーナー1aの冷却構造の構成例である。エバポレーター15とコンプレッサー10を繋ぐ配管17の外面とエアクリーナー1aの一方の形状維持体3aとを熱絶縁体を被覆した可撓性金属導体18で繋いだ構成になっている。冷えた配管17の冷熱が可撓性金属導体18を経由してエアクリーナー1aに伝わり、金属製の形状維持体3aを冷やす。形状維持体3aを冷やした冷熱はフィルター2にも伝わり、その温度上昇を抑制する。フィルター2にステンレスメッシュや補強用のパンチングメタルが使用されている場合には冷熱が伝わり易い。   FIG. 5 is a configuration example of the cooling structure of the air cleaner 1a shown in FIG. The outer surface of the pipe 17 connecting the evaporator 15 and the compressor 10 and one shape maintaining body 3a of the air cleaner 1a are connected by a flexible metal conductor 18 covered with a thermal insulator. The cold heat of the cooled pipe 17 is transmitted to the air cleaner 1a via the flexible metal conductor 18 to cool the metal shape maintaining body 3a. The cold heat that cools the shape maintaining body 3a is also transmitted to the filter 2 and suppresses the temperature rise. When a stainless steel mesh or a punching metal for reinforcement is used for the filter 2, cold heat is easily transmitted.

可撓性金属導体18のエアクリーナー1a側は、エンジンに繋がる通気管4側の形状維持体3bに繋いでもよい。通気管4は周囲から熱を受けて温度が上昇するので、熱絶縁体を介して形状維持体3bに接続しておくとよい。図6に示すように可撓性金属導体18を2本使用し、形状維持体3a、3bの双方を配管17の外面と接続すると更に効果が上がる。エアクリーナー1a、1b、1cは、エンジンルーム内では車両前方寄りに取り付けられることが多い。コンデンサー10も車両前方位置に取り付けられる場合が多いので冷熱を伝える可撓性金属導体18の長さは比較的短いもので済む。   The air cleaner 1a side of the flexible metal conductor 18 may be connected to the shape maintaining body 3b on the vent pipe 4 side connected to the engine. Since the temperature of the vent pipe 4 is increased by receiving heat from the surroundings, the vent pipe 4 is preferably connected to the shape maintaining body 3b via a thermal insulator. When two flexible metal conductors 18 are used as shown in FIG. 6 and both of the shape maintaining bodies 3a and 3b are connected to the outer surface of the pipe 17, the effect is further improved. The air cleaners 1a, 1b, and 1c are often attached closer to the front of the vehicle in the engine room. Since the capacitor 10 is also often attached to the front position of the vehicle, the length of the flexible metal conductor 18 that transmits cold heat may be relatively short.

図7は、外観がキノコに似たキノコ型と呼ばれるエアクリーナー1dを対象とした冷却構造の実施形態である。キノコ型のエアクリーナー1dは金属製の形状維持体23と、その中に内蔵される空気清浄化用のフィルター22とで構成される。フィルター22は紙繊維、発泡ウレタン(スポンジ)、専用オイルを浸透させたガーゼ状の綿布等のフィルターエレメントを半球形ドーム状に形成したものである。図8は、その半球形ドーム状フィルター22を下面側から見た形状例である。   FIG. 7 shows an embodiment of a cooling structure for an air cleaner 1d called a mushroom type whose appearance is similar to a mushroom. The mushroom type air cleaner 1d includes a metal shape maintaining body 23 and an air purifying filter 22 incorporated therein. The filter 22 is formed by forming a filter element such as paper fiber, foamed urethane (sponge), gauze-like cotton cloth in which a special oil is infiltrated into a hemispherical dome shape. FIG. 8 shows a shape example of the hemispherical dome-shaped filter 22 viewed from the lower surface side.

形状維持体23は、図9に示すように中央に空気流入口を設けた円板23aと、該円板23a上に取り付けられて半球形ドーム状フィルター22を内側から支持する支持枠体23bと、図7に示すような半球形ドーム状フィルター22の外面を覆う半球形ドーム状パンチングメタル23cとで構成されている。支持枠体23bに半球形ドーム状フィルター22を載せ、その外面を半球形ドーム状パンチングメタル23cで覆って保護する。全体がキノコの形状に似ていることからキノコ型エアクリーナーと呼ばれる。   As shown in FIG. 9, the shape maintaining body 23 includes a disc 23a having an air inlet at the center, and a support frame 23b attached on the disc 23a to support the hemispherical dome-shaped filter 22 from the inside. The hemispherical dome-shaped punching metal 23c covering the outer surface of the hemispherical dome-shaped filter 22 as shown in FIG. A hemispherical dome-shaped filter 22 is placed on the support frame 23b, and its outer surface is covered with a hemispherical dome-shaped punching metal 23c for protection. Because the whole resembles the shape of a mushroom, it is called a mushroom-type air cleaner.

このキノコ型エアクリーナー1dの冷却構造も前述の筒状エアクリーナー1a、1b、1cの場合と同様である。図7はその冷却構造図である。図4に示したエアコン装置のエバポレーター15とコンプレッサー10を繋ぐ配管17の外面とエアクリーナー1dの円板23aを熱絶縁体を被覆した可撓性金属導体18で繋いだ構成とする。これにより冷えた配管17の冷熱が可撓性金属導体19を経由して円板23aに伝わり、金属製の円板23a、支持枠体23b、半球形ドーム状パンチングメタル23cを冷やす。その冷熱より半球形ドーム状フィルター22も冷やされる。これによりエアクリーナー1dを通過する燃焼空気の温度上昇が抑えられる。   The cooling structure of the mushroom type air cleaner 1d is the same as that of the cylindrical air cleaners 1a, 1b, 1c. FIG. 7 shows the cooling structure. The outer surface of the pipe 17 connecting the evaporator 15 and the compressor 10 of the air conditioner shown in FIG. 4 and the disk 23a of the air cleaner 1d are connected by a flexible metal conductor 18 covered with a thermal insulator. Thereby, the cold heat of the cooled pipe 17 is transmitted to the disk 23a through the flexible metal conductor 19, and the metal disk 23a, the support frame 23b, and the hemispherical dome-shaped punching metal 23c are cooled. The hemispherical dome-shaped filter 22 is also cooled by the cold heat. Thereby, the temperature rise of the combustion air which passes the air cleaner 1d is suppressed.

図10はボックスタイプのエアクリーナー1eを対象とした冷却構造の実施形態である。このタイプのエアクリーナー1eは、フィルター25と、そのフィルター25を着脱可能に収納するエアクリーナーボックス26とから構成される。図10ではエアクリーナー1eの構造は断面図で示している。このタイプのエアクリーナー1eは燃焼空気を温度の高いエンジンルーム内から吸気するのでなく、車外から吸気する車両に採用されることが多い。   FIG. 10 shows an embodiment of a cooling structure for a box type air cleaner 1e. This type of air cleaner 1e includes a filter 25 and an air cleaner box 26 in which the filter 25 is detachably accommodated. In FIG. 10, the structure of the air cleaner 1e is shown in a sectional view. This type of air cleaner 1e is often employed in vehicles that take in combustion air from outside the vehicle rather than from inside the engine room where the temperature is high.

フィルター25は断面が矩形、丸形等の金属製枠体27の開口部にフィルターエレメントを取り付けて構成される。フィルターエレメントは両面を金属網で挟んで補強されていたり、蛇腹状金属網に貼り付けたりして取り付けられている。エアクリーナーボックス26はフィルター25の取り付けによりボックス内空間が二分され、一方の空間に吸気された空気はフィルター25を通過して他方の空間に移り、該空間を囲むボックス部に接続された通気管4を通って燃焼室に流れる。   The filter 25 is configured by attaching a filter element to an opening of a metal frame 27 having a rectangular or round cross section. The filter element is reinforced by sandwiching both sides with a metal mesh, or attached to a bellows-like metal mesh. In the air cleaner box 26, the space in the box is divided into two by the attachment of the filter 25, and the air sucked into one space passes through the filter 25 and moves to the other space, and a ventilation pipe connected to the box portion surrounding the space. 4 flows into the combustion chamber.

このボックスタイプのエアクリーナー1eの冷却構造も前述の筒状エアクリーナー1a、1b、1c、1dの場合と同様である。図10はその冷却構造であり、図4に示したエアコン装置のエバポレーター15とコンプレッサー10を繋ぐ配管17の外面とフィルター25の金属製枠体27を熱絶縁体を被覆した可撓性金属導体18で繋いで構成している。可撓性金属導体18はエアクリーナーボックス26に穴をあけてボックス内に引き込む。これにより冷えた配管17の冷熱が可撓性金属導体19を経由して金属製枠体27に伝わりフィルター25が冷やされ、フィルター25を通過する燃焼空気の温度上昇が抑えられる。   The cooling structure of the box-type air cleaner 1e is the same as that of the cylindrical air cleaners 1a, 1b, 1c, and 1d. FIG. 10 shows the cooling structure, and the flexible metal conductor 18 in which the outer surface of the pipe 17 connecting the evaporator 15 and the compressor 10 of the air conditioner shown in FIG. 4 and the metal frame 27 of the filter 25 are covered with a heat insulator. It is configured by connecting with. The flexible metal conductor 18 is punched into the air cleaner box 26 and pulled into the box. As a result, the cold heat of the cooled pipe 17 is transmitted to the metal frame body 27 via the flexible metal conductor 19 to cool the filter 25, and the temperature rise of the combustion air passing through the filter 25 is suppressed.

以上説明した内燃機関のエアクリーナーの冷却構造は何れも簡単な構成である。既存の内燃機関に後から改造で追加装備することも容易である。このような構造でエアクリーナーの温度を少しでも低下させれば、エアクリーナーを通過して内燃機関の燃焼室に吸入される燃焼用空気の温度が下がり、燃焼室の空気充填効率が上昇してエンジン性能が上昇する。   The above-described cooling structure of the air cleaner for the internal combustion engine has a simple configuration. It is also easy to retrofit the existing internal combustion engine later. If the temperature of the air cleaner is lowered as much as possible with such a structure, the temperature of the combustion air that passes through the air cleaner and is sucked into the combustion chamber of the internal combustion engine decreases, and the air filling efficiency of the combustion chamber increases. Engine performance will increase.

図面中、1a、1b、1c、1d、1eはエアクリーナー、2はフィルター、3a、3bは形状維持体、4は通気管、5はカバー、10はコンプレッサー、15はエバポレーター、11はコンデンサー、12はコンデンサーファン、13はストレーナー、14はエキスパンションバルブ、17は配管、18は可撓性金属導体、19はビス、20は金属製リング、22は半球形ドーム状フィルター、23は形状維持体、23aは円板、23bは支持枠体、23cは半球形ドーム状パンチングメタル、25はフィルター、26はエアクリーナーボックス、27は金属製枠体を示す。   In the drawings, 1a, 1b, 1c, 1d and 1e are air cleaners, 2 is a filter, 3a and 3b are shape maintaining bodies, 4 is a vent pipe, 5 is a cover, 10 is a compressor, 15 is an evaporator, 11 is a condenser, 12 Is a condenser fan, 13 is a strainer, 14 is an expansion valve, 17 is piping, 18 is a flexible metal conductor, 19 is a screw, 20 is a metal ring, 22 is a hemispherical dome-shaped filter, 23 is a shape maintaining body, 23a Is a disk, 23b is a support frame, 23c is a hemispherical dome-shaped punching metal, 25 is a filter, 26 is an air cleaner box, and 27 is a metal frame.

Claims (3)

内燃機関の燃焼室に吸入する燃焼用空気を浄化するエアクリーナーの冷却構造であって、該エアクリーナーは通過する空気中の異物を除去して清浄化するフィルターと、該フィルターの形状を維持する金属製の形状維持体とから構成され、
前記フィルターは平面状のフィルターエレメント、又は平面状のフィルターエレメントを蛇腹状に折りたたんだ蛇腹状フィルターエレメントにて円筒状、角筒状、又は側面視台形の台形筒状に形成されており、
前記形状維持体は円筒状、角筒状、又は台形筒状のフィルター両端開口部に取り付けられ、それら筒形状を維持するように構成されており、
前記円筒状、角筒状、又は台形筒状の一方、又は双方の形状維持体は、車両が備えるエアコン装置を構成するコンプレッサーとエバポレーターを繋ぐ低温配管外面に熱絶縁体を被覆した可撓性金属導体で繋がれ、低温配管の冷熱にてエアクリーナーの温度上昇が抑制されるように構成されていることを特徴とするエアクリーナーの冷却構造。
An air cleaner cooling structure for purifying combustion air sucked into a combustion chamber of an internal combustion engine, the air cleaner removing a foreign substance in air passing therethrough and maintaining the shape of the filter It consists of a metal shape maintenance body,
The filter is a flat filter element, or a flat bellows filter element obtained by folding a flat filter element into a bellows shape.
The shape maintaining body is attached to the filter both ends opening of a cylindrical shape, a rectangular tube shape, or a trapezoidal tube shape, and is configured to maintain those cylindrical shapes,
One or both of the cylindrical, square, and trapezoidal cylindrical shape maintaining bodies is a flexible metal whose outer surface of a low-temperature pipe connecting a compressor and an evaporator constituting an air conditioner provided in a vehicle is covered with a thermal insulator. A cooling structure for an air cleaner, characterized in that it is connected by a conductor and configured to suppress the temperature rise of the air cleaner by the cold heat of the low temperature piping.
内燃機関の燃焼室に吸入される燃焼用空気を浄化するエアクリーナーの冷却構造であって、
該エアクリーナーは通過する空気中の異物を除去して清浄化するフィルターと、該フィルターの形状を維持する金属製の形状維持体とから構成され、
前記フィルターはフィルターエレメントにて半球形ドーム状に形成され、前記形状維持体は中央に空気流入口を有する円板と、該円板上に取り付けた前記半球形ドーム状フィルターの外面を覆う半球形ドーム状パンチングメタルと、前記半球形ドーム状フィルターを内側から支持する支持枠体とから構成された外観キノコ型のエアクリーナーで、
前記エアクリーナーの前記円板は、車両が備えるエアコン装置を構成するコンプレッサーとエバポレーターを繋ぐ低温配管外面に熱絶縁体を被覆した可撓性金属導体で繋がれ、低温配管の冷熱にてエアクリーナーの温度上昇が抑制されるように構成されていることを特徴とするエアクリーナーの冷却構造。
An air cleaner cooling structure for purifying combustion air sucked into a combustion chamber of an internal combustion engine,
The air cleaner is composed of a filter that removes and cleans foreign substances in the passing air, and a metal shape maintaining body that maintains the shape of the filter,
The filter is formed in a hemispherical dome shape by a filter element, and the shape maintaining body is a hemispherical shape that covers a disc having an air inlet in the center and an outer surface of the hemispherical dome filter attached on the disc. A mushroom type air cleaner composed of a dome-shaped punching metal and a support frame that supports the hemispherical dome-shaped filter from the inside.
The disk of the air cleaner is connected by a flexible metal conductor coated with a heat insulator on the outer surface of a low-temperature pipe connecting a compressor and an evaporator constituting an air conditioner provided in a vehicle. A cooling structure for an air cleaner, characterized in that the temperature rise is suppressed.
内燃機関の燃焼室に吸入される燃焼用空気を浄化するエアクリーナーの冷却構造であって、
該エアクリーナーは通過する空気中の異物を除去して清浄化するフィルターと、該フィルターを着脱可能に収納するエアクリーナーボックスとから構成され、
前記フィルターは金属製枠体の開口部に金属網で補強したフィルターエレメントを取り付けて構成され、前記エアクリーナーボックスは前記フィルターの取り付けによりボックス内空間が二分されて一方の空間に吸気された空気はフィルターを通過して他方の空間に移り、該空間を囲むボックス部に接続された通気管を通って前記燃焼室に流れるように構成されており、
前記フィルターの金属製枠体は、車両が備えるエアコン装置を構成するコンプレッサーとエバポレーターを繋ぐ低温配管外面に、前記エアクリーナーボックスの壁を貫く熱絶縁体を被覆した可撓性金属導体で繋がれ、低温配管の冷熱にてフィルターの温度上昇が抑制されるように構成されていることを特徴とするエアクリーナーの冷却構造。
An air cleaner cooling structure for purifying combustion air sucked into a combustion chamber of an internal combustion engine,
The air cleaner is composed of a filter that removes and cleans foreign matter in the passing air, and an air cleaner box that detachably stores the filter,
The filter is configured by attaching a filter element reinforced with a metal net to the opening of a metal frame, and the air cleaner box is divided into two spaces by the attachment of the filter, and the air sucked into one space is It passes through the filter, moves to the other space, and is configured to flow to the combustion chamber through a vent pipe connected to a box portion surrounding the space.
The metal frame of the filter is connected to the outer surface of the low-temperature pipe connecting the compressor and the evaporator constituting the air conditioner provided in the vehicle by a flexible metal conductor covered with a thermal insulator that penetrates the wall of the air cleaner box, A cooling structure for an air cleaner, characterized in that the temperature rise of the filter is suppressed by the cold heat of the low-temperature piping.
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JP2003247466A (en) * 2002-02-22 2003-09-05 Haruki Murasugi Engine control mechanism

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