JP6995608B2

JP6995608B2 - エアクリーナ

Info

Publication number: JP6995608B2
Application number: JP2017244114A
Authority: JP
Inventors: 直人菊池
Original assignee: Wako Filter Technology Co Ltd
Current assignee: Wako Filter Technology Co Ltd
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: JP2019108885A

Description

本発明は、エアクリーナに関する。

従来より、車両等において、車両のエンジンに供給する気体に混入したダスト等を除去するためのエアクリーナが用いられている（例えば、特許文献１）。このようなエアクリーナは、開口部からフィルタにかけて気体の経路が形成される。開口部から流入した気体は、塵が除去されて外部に流出する。

特開２０１５－１２１１６５号公報

上述したエアクリーナにおいて、気体の清浄度を高めるためには、塵等の除去のための特段の装置を設けることなく、気体から効率よく塵等を除去することが必要となる。

本発明は、問題点に鑑みてなされたものであり、特段の装置を設けることなく、塵等の除去の効率を向上させることを目的とする。

目的を達成するために、本発明の観点に係るエアクリーナは、
流入する気体から塵を除去して流出させるエアクリーナであって、
内部に空間を有する本体と、
前記本体において、前記気体の流入側が一端となり、前記空間の側が他端となるように形成される第１の筒状部材と、
前記第１の筒状部材の内側に形成され、外部から流入する気体を旋回させる羽根と、
前記本体において、前記気体の流出側が一端となり、前記空間の側が他端となり、前記第１の筒状部材と同軸であって外径が前記第１の筒状部材の内径よりも小さくなるように形成される第２の筒状部材と、
前記本体に、前記気体の流出側が一端となり、前記空間の側が他端となるように形成される第３の筒状部材と、を備えることを特徴とする。
前記第３の筒状部材の前記気体の流出先は、前記第２の筒状部材の前記気体の流出先と同じ空間であってもよい。

前記第３の筒状部材は、前記エアクリーナが他の装置に取り付けられた場合に、前記第１の筒状部材よりも上方となる位置に形成されるようにしてもよい。

前記第３の筒状部材は、複数形成されるようにしてもよい。

前記第３の筒状部材は、前記塵を排出する排出口と兼用されるようにしてもよい。

前記第２の筒状部材は、他端が前記第１の筒状部材に挿入されるようにしてもよい。

本発明によれば、特段の装置を設けることなく、塵等の除去の効率を向上させることができる。

実施形態に係るエアクリーナをフィルタユニットに取り付けた構造の外観斜視図である。実施形態に係るエアクリーナの外観斜視図である。実施形態に係るエアクリーナの外観斜視図である。実施形態に係るエアクリーナの側面図である。実施形態に係るエアクリーナの正面図である。実施形態に係るエアクリーナの背面図である。実施形態に係るエアクリーナの断面図である。実施形態に係るエアクリーナにおける気体の流れを示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、実施形態に係るエアクリーナをフィルタユニットに取り付けた構造の外観斜視図である。図１に示すフィルタユニット５０は、内部に図示しないエアフィルタを備えている。

エアクリーナ１００は、フィルタユニット５０における、－Ｘ側に取り付けられている。気体は、－Ｘ方向の端部から流入する。エアクリーナ１００は、流入した気体に含まれる塵を除去する。塵が除去された気体は、フィルタユニット５０へ流入し、更に粒径の小さな塵が除去されて＋Ｘ側から流出する。

図２及び図３は実施形態に係るエアクリーナ１００の外観斜視図、図４は側面図、図５は正面図、図６は背面図、図７は断面図である。図３の外観斜視図は、図２の外観斜視図とは反対方向から見た図である。図４の側面図はＹ方向を見た図、図５の正面図はＸ方向を見た図、図６の背面図は－Ｘ方向を見た図、図７は図５及び図６のＡ－Ａ’線断面図であり、Ｙ方向を見た図である。

図２～図７に示すように、エアクリーナ１００は、本体に対応する円筒状の箱形の部材であるケース１５０と、同様に本体に対応する円筒状の箱形の部材であるケース１６０とを組み合わせて構成される。ケース１５０とケース１６０とを組み合わせることにより、エアクリーナ１００内には空間が形成される。

ケース１５０には、気体の流入側である－Ｘ側が一端となり、エアクリーナ１００の空間の側が他端となるように、第１の筒状部材に対応する９個の流入側パイプ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ、１０２ｇ、１０２ｈ、１０２ｉが形成されている。これら流入側パイプ１０２ａ～１０２ｉは、縦方向（Ｚ方向）に３個ずつ配置され、横方向（Ｙ方向）に３個ずつ配置される。

流入側パイプ１０２ａの内側には、流入側パイプ１０２ａと一体化された５枚羽根１０４ａが形成されている。同様に、流入側パイプ１０２ｂの内側には５枚羽根１０４ｂ、流入側パイプ１０２ｃの内側には５枚羽根１０４ｃ、流入側パイプ１０２ｄの内側には５枚羽根１０４ｄ、流入側パイプ１０２ｅの内側には５枚羽根１０４ｅ、流入側パイプ１０２ｆの内側には５枚羽根１０４ｆ、流入側パイプ１０２ｇの内側には５枚羽根１０４ｇ、流入側パイプ１０２ｈの内側には５枚羽根１０４ｈ、流入側パイプ１０２ｉの内側には５枚羽根１０４ｉがそれぞれ形成されている。５枚羽根１０４ａ～１０４ｉは、それぞれ流入する気体を旋回させて流出させる機能を有する。

ケース１６０には、気体の流出側である＋Ｘ側が一端となり、エアクリーナ１００の空間の側が他端となるように、第２の筒状部材に対応する９個の流出側パイプ１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、１０６ｅ、１０６ｆ、１０６ｇ、１０６ｈ、１０６ｉが形成されている。これら流出側パイプ１０６ａ～１０６ｉは、縦方向（Ｚ方向）に３個ずつ配置され、横方向（Ｙ方向）に３個ずつ配置される。

また、流出側パイプ１０６ａは流入側パイプ１０２ａと同軸である。同様に、流出側パイプ１０６ｂは流入側パイプ１０２ｂと同軸、流出側パイプ１０６ｃは流入側パイプ１０２ｃと同軸、流出側パイプ１０６ｄは流入側パイプ１０２ｄと同軸、流出側パイプ１０６ｅは流入側パイプ１０２ｅと同軸、流出側パイプ１０６ｆは流入側パイプ１０２ｆと同軸、流出側パイプ１０６ｇは流入側パイプ１０２ｇと同軸、流出側パイプ１０６ｈは流入側パイプ１０２ｈと同軸、流出側パイプ１０６ｉは流入側パイプ１０２ｉと同軸である。

また、流出側パイプ１０６ａの外径は流入側パイプ１０２ａの内径よりも小さく、流出側パイプ１０６ａの他端が流入側パイプ１０２ａの他端に挿入されるように配置されており、流入側パイプ１０２ａの内壁面と流出側パイプ１０６ａの外壁面との間には隙間が生じている。他も同様である。すなわち、流出側パイプ１０６ｂ～１０６ｉの外径は流入側パイプ１０２ｂ～１０２ｉの内径よりも小さく、流出側パイプ１０６ｂ～１０６ｉの他端が流入側パイプ１０２ｂ～１０２ｉの他端に挿入されるように配置されており、流入側パイプ１０２ｂ～１０２ｉの内壁面と流出側パイプ１０６ｂ～１０６ｉの外壁面との間には隙間が生じている。

ケース１６０において、エアクリーナ１００が他の装置に取り付けられた場合に、流出側パイプ１０６ａ～１０６ｉの位置よりも上方（＋Ｚ方向）となる位置には、気体の流出側である＋Ｘ側が一端となり、エアクリーナ１００の空間の側が他端となるように、第３の筒状部材に対応する２個のダクト１０８ａ、１０８ｂが形成されている。

ダクト１０８ａ、１０８ｂには、内燃機関の作動等によって気体の流出側である＋Ｘ側に負圧が生じている。

ケース１６０における、流出側パイプ１０６ａ～１０６ｉの位置よりも下部（－Ｚ方向）には、塵の排出口１３０が形成されている。

このような構成により、エアクリーナ１００の内部は、ダクト１０８ａ、１０８ｂから排出口１３０までの間は、流入側パイプ１０２ａ～１０２ｉの内部と流出側パイプ１０６ａ～１０６ｉの内部とを介して通気した状態となっている。

図８は、エアクリーナ１００における気体の流れを示す図である。気流方向１２０ａに示すように流入する気体は、羽根１０４ｂを通過することによって、流入側パイプ１０２ｂ内においては、気流方向１２０ｂに示すように旋回する。このように気体が旋回することによって、遠心力によって塵が流入側パイプ１０２ｂの内壁側に移動する。移動した塵は流入側パイプ１０２ｂと流出側パイプ１０６ｂとの隙間を通過してエアクリーナ１００の内部の壁面に付着する。一方、粒径の小さな一部の塵については、気流方向１２０ｃに沿って流出側パイプ１０６ｂから流出する。この流出した塵は、フィルタユニット５０内のエアフィルタ（図示せず）により除去される。

但し、上述したように、ダクト１０８ｂには、気体の流出側である＋Ｘ側に負圧が生じており、且つ、ダクト１０８ｂと流入側パイプ１０２ｂの内部とは通気した状態である。このため、気流方向１２０ｄに示す気流が生じ、流入側パイプ１０２ｂ内の通気抵抗が減少して、気体に含まれる塵はエアクリーナ１００の内部の壁面に付着しやすくなる。

同様に、気流方向１２１ａに示すように流入する気体は、羽根１０４ｅを通過することによって、流入側パイプ１０２ｅ内においては、気流方向１２１ｂに示すように旋回する。このように気体が旋回することによって、遠心力によって塵が流入側パイプ１０２ｅの内壁側に移動する。移動した塵は流入側パイプ１０２ｅと流出側パイプ１０６ｅとの隙間を通過してエアクリーナ１００の内部の壁面に付着する。一方、粒径の小さな一部の塵については、気流方向１２１ｃに沿って流出側パイプ１０６ｅから流出する。但し、ダクト１０８ｂには、気体の流出側である＋Ｘ側に負圧が生じており、且つ、ダクト１０８ｂと流入側パイプ１０２ｅの内部とは通気した状態である。このため、気流方向１２１ｄに示す気流が生じ、流入側パイプ１０２ｅ内の通気抵抗が減少して、気体に含まれる塵はエアクリーナ１００の内部の壁面に付着しやすくなる。

同様に、気流方向１２２ａに示すように流入する気体は、羽根１０４ｈを通過することによって、流入側パイプ１０２ｈ内においては、気流方向１２２ｂに示すように旋回する。このように気体が旋回することによって、遠心力によって塵が流入側パイプ１０２ｈの内壁側に移動する。移動した塵は流入側パイプ１０２ｈと流出側パイプ１０６ｈとの隙間を通過してエアクリーナ１００の内部の壁面に付着する。一方、粒径の小さな一部の塵については、気流方向１２２ｃに沿って流出側パイプ１０６ｈから流出する。但し、ダクト１０８ｂには、気体の流出側である＋Ｘ側に負圧が生じており、且つ、ダクト１０８ｂと流入側パイプ１０２ｈの内部とは通気した状態である。このため、気流方向１２２ｄに示す気流が生じ、流入側パイプ１０２ｈ内の通気抵抗が減少して、気体に含まれる塵はエアクリーナ１００の内部の壁面に付着しやすくなる。

上述と同様にして、上述以外の流入側パイプ１０２ａ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｆ、１０２ｇ、１０２ｉに流入する気体に含まれる塵も除去される。

発明者の検証によれば、流入側パイプ１０２ａ内の通気抵抗は、小さい方から順に、ダクト１０８ａ、１０８ｂの双方が開放されている場合、ダクト１０８ａ、１０８ｂの一方が開放されている場合、ダクト１０８ａ、１０８ｂの双方が閉鎖されている場合であることが確認された。

上述したように、本実施形態のエアクリーナ１００において、ケース１５０には、気体の流入側である－Ｘ側が一端となり、エアクリーナ１００の空間の側が他端となるように流入側パイプ１０２ａ～１０２ｉが形成される。また、流入側パイプ１０２ａ～１０２ｉの内側には、流入する気体を旋回させて流出させる５枚羽根１０４ａ～１０４ｉが形成されている。また、ケース１６０には、気体の流出側である＋Ｘ側が一端となり、エアクリーナ１００の空間の側が他端となるように、流出側パイプ１０６ａ～１０６ｉが形成されている。更に、ケース１６０において、気体の流出側である＋Ｘ側が一端となり、エアクリーナ１００の空間の側が他端となるように、ダクト１０８ａ、１０８ｂが形成されている。このような構成により、流入する気体は、５枚羽根１０４ａ～１０４ｉを通過することによって、流入側パイプ１０２ａ～１０２ｉ内において旋回する。

このように気体が旋回することによって、遠心力によって塵が流入側パイプ１０２ａ～１０２ｉの内壁側に移動する。移動した塵は流入側パイプ１０２ａ～１０２ｉと流出側パイプ１０６ａ～１０６ｉとの隙間を通過してエアクリーナ１００の内部の壁面に付着する。更に、ダクト１０８ａ、１０８ｂは、流入側パイプ１０２ａ～１０２ｉの内部と通気した状態であるため、流入側パイプ１０２ａ～１０２ｉと流出側パイプ１０６ａ～１０６ｉとの隙間を通過する気流が発生する。これにより、塵が気流に乗って流入側パイプ１０２ａ～１０２ｉと流出側パイプ１０６ａ～１０６ｉとの隙間を通過しやすくなり、更には、塵はエアクリーナ１００の内部の壁面に付着しやすくなる。従来は、気流を発生させて塵を除去するための装置を排出口１３０に外付けしていた。一方、本実施形態では、このような特段の装置を設けることなく、塵を除去することができ、装置全体の大型化を防止するとともに、コストの低下を図ることができる。また、ダクト１０８ａ、１０８ｂが設置されることにより、通気抵抗を低減させることができる。

また、ダクト１０８ａ、１０８ｂは、エアクリーナ１００がフィルタユニット５０等の他の装置に取り付けられた場合に、流出側パイプ１０６ａ～１０６ｉの位置よりも上方となる位置に配置される。このため、塵がダクト１０８ａ、１０８ｂを介してフィルタユニット５０側へ流出してしまうことが抑制される。

また、２個のダクト１０８ａ、１０８ｂが形成されているため、ダクト１０８ａ、１０８ｂの双方を開放する場合、ダクト１０８ａ、１０８ｂの一方を開放する場合といった使い分けを行って通気抵抗を調整することが可能となる。

また、流出側パイプ１０６ａ等の他端が流入側パイプ１０２ａ等の他端に挿入されるように配置され、流入側パイプ１０２ａ等の内壁面と流出側パイプ１０６ａ等の外壁面との間には隙間が生じている。これにより、ダクト１０８ａ、１０８ｂから排出口１３０までの間は、流入側パイプ１０２ａ～１０２ｉの内部と流出側パイプ１０６ａ～１０６ｉの内部とを介して通気した状態とすることができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、ダクト１０８ａ、１０８ｂと、排出口１３０とが兼用された構造であってもよい。また、ダクト１０８ａ、１０８ｂは、流出側パイプ１０６ａ～１０６ｉの位置よりも上方となる位置に配置されたが、これに限定されない。また、２つのダクト１０８ａ、１０８ｂに限定されず、１つあるいは３つ以上設けられていてもよい。

また、流入側パイプ１０２ａ等と５枚羽根１０４ａ等、流出側パイプ１０６ａ等との組み合わせは９個に限定されない。また、除去の対象となるものは、塵に限定されず、埃、砂等の流体、水等の液体でもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

５０フィルタユニット
１００エアクリーナ
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ、１０２ｇ、１０２ｈ、１０２ｉ流入側パイプ
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆ、１０４ｇ、１０４ｈ、１０４ｉ５枚羽根
１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、１０６ｅ、１０６ｆ、１０６ｇ、１０６ｈ、１０６ｉ流出側パイプ
１０８ａ、１０８ｂダクト
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ気流方向
１３０排出口
１５０、１６０ケース

Claims

流入する気体から塵を除去して流出させるエアクリーナであって、
内部に空間を有する本体と、
前記本体において、前記気体の流入側が一端となり、前記空間の側が他端となるように形成される第１の筒状部材と、
前記第１の筒状部材の内側に形成され、外部から流入する気体を旋回させる羽根と、
前記本体において、前記気体の流出側が一端となり、前記空間の側が他端となり、前記第１の筒状部材と同軸であって外径が前記第１の筒状部材の内径よりも小さくなるように形成される第２の筒状部材と、
前記本体に、前記気体の流出側が一端となり、前記空間の側が他端となるように形成される第３の筒状部材と、を備え、
前記第３の筒状部材の前記気体の流出先は、前記第２の筒状部材の前記気体の流出先と同じ空間であることを特徴とするエアクリーナ。
前記第３の筒状部材は、前記エアクリーナが他の装置に取り付けられた場合に、前記第１の筒状部材よりも上方となる位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。
流入する気体から塵を除去して流出させるエアクリーナであって、
内部に空間を有する本体と、
前記本体において、前記気体の流入側が一端となり、前記空間の側が他端となるように形成される第１の筒状部材と、
前記第１の筒状部材の内側に形成され、外部から流入する気体を旋回させる羽根と、
前記本体において、前記気体の流出側が一端となり、前記空間の側が他端となり、前記第１の筒状部材と同軸であって外径が前記第１の筒状部材の内径よりも小さくなるように形成される第２の筒状部材と、
前記本体に、前記本体の外部の側が一端となり、前記空間の側が他端となるように形成される第３の筒状部材と、
を備え、
前記第３の筒状部材は、前記エアクリーナが他の装置に取り付けられた場合に、前記第１の筒状部材よりも上方となる位置に形成されることを特徴とするエアクリーナ。
前記第３の筒状部材は、複数形成されることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のエアクリーナ。
前記第３の筒状部材は、前記塵を排出する排出口と兼用されることを特徴とする請求項３に記載のエアクリーナ。
前記第２の筒状部材は、他端が前記第１の筒状部材に挿入されることを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載のエアクリーナ。