JPH01147110A - 吸引式空冷機構に於る負圧空気流の加速装置 - Google Patents

吸引式空冷機構に於る負圧空気流の加速装置

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JPH01147110A
JPH01147110A JP87306684A JP30668487A JPH01147110A JP H01147110 A JPH01147110 A JP H01147110A JP 87306684 A JP87306684 A JP 87306684A JP 30668487 A JP30668487 A JP 30668487A JP H01147110 A JPH01147110 A JP H01147110A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの内芯部を直接、吸引外気により強制
冷却する空冷機構に於る負圧空気流の加速装置に関する
ものである。
（従来の技術） 内燃式のエンジンで空気冷却方式を採用するものは周知
であり、特に小型発熱量の少ないものに多く用いられて
いる。より大型化するにつれて従来は、水等の冷却液を
使用する液冷式が多くなるが、液の沸点温度がエンジン
発熱に対して低くエンジン回転時の常温との差が少ない
ため、負荷が高まったり、高回転が連続するとすぐに沸
点に達しオーバーヒート現象を起し易い。液冷式の他の
欠点は、構造が複雑であること、１００度前後に及ぶ温
度変化の下で液洩れを防ぐシールを行なわなければなら
ないこと、冷却液量、成分等を管理しなければならず、
保守が面倒なことなどである。
しかし液冷式であっても、冷却液温度を下げるのはラジ
ェータであり、そこでは空気との熱交換が行なわれてい
る訳である。大気温度は平均すれば２０度前後、最も苛
酷な条件でも５０度程度であるから、これは従来の冷却
方式での冷却液の沸点より著しく低く、しかも無尽蔵に
利用できる可能性がある。本発明者はこのような観点か
ら、エンジン内芯部を直接空気冷却によって行なう技術
について研究開発を進めて来た。
その結果、在来の空冷式のような自然放冷方式でなく、
強制的な空気冷却によりエンジン内芯部を直接冷却する
方式の優れていることを見出し、吸引式空冷方式を完成
した。ところでこの方式は、液冷エンジンのジャケット
当る部分に外気を直接導入し冷却することを特徴とし、
外気を吸引する内圧は排気流のエネルギーによって形成
している。。
それ故、排気エネルギーの低いときは吸引負圧も小さく
、排気エネルギーの増加に追随して吸引負圧も増大する
合理性を有する。
而して本発明者は、本発明の吸引式強制空冷方式につい
て研究、試験を進める内、負圧を効率的かつ効果的に形
成するためには負圧発生部の膜質位置、負圧発生部の構
造及び負圧空気流の処理が重要であり、それにより負圧
空気流の流速を著しく高める必要があることを見出した
。即ち０圧空気流を極度に高速化することによって吸引
エネルギーも極度に高められる。なお実験によればエン
ジンの高速運転時には音速を越える流速が得られる段階
にまで加速される。
（技術的課題） 本発明は前記の知見に基づいて成されたものでその目的
は、高度に加速された負圧空気流を１ｑることかでき、
それによって十二分な強制空冷を行なうことができる吸
引式空冷機構に於る負圧空気流の加速装置を提供するこ
とにある。
（技術的手段） 前記目的は、排気系に設けた負圧発生部により吸引され
る外気をエンジンの本体に誘導し空気冷却を行なうよう
に構成された吸引式空冷機構に於て、排気系に流路断面
積を絞った少なくとも１段の加速部を排気ガス流の流れ
方向に設け、かつ各加速部の近傍に空気導入口を設ける
とともに、加速部より後方の容積が大となるように設定
し、さらに覆うケーシングにエンジンを冷却した前記空
気を放出するダクトの後端部を接続した構成により達せ
られる。
この空気導入口は１段又は複数段の加速部の後に設けら
れ、夫々複数箇所の孔を周方向に均等に設けることによ
り構成するのが最良である。
また負圧発生部はエンジン排気系に設けられるが、その
位置は一般的には後方の抵抗が少ない下流、マフラーを
有する場合はそれよりも下流で、特に最下流に設けるの
が最良である。これは加速された負圧空気流がマフラー
等により再び抵抗を受け、流速が減速され、吸引エネル
ギーが減少するのを防ぐためである。
負圧発生部は７段又はそれ以上の多段構成であり、例え
ば３段の場合上流より第１、第２、第３の加速部４１．
４２．４３を前後に配置することにより形成され、その
形態は各加速部の直後でダクトを通して導入される吸引
外気の容積分が加算されるため、第１加速部より第２加
速部が、第２加速部よりは第３加速部が順次大容積とな
るように、またそれにより複数段階に吸引加速流が得ら
れるように設定される。
どの程度の容積の増加が必要であるかは、エンジンの特
性等により一概に断定することはできない。しかし、こ
の容積の増加分は第１段目の加速部４１に於ける内圧、
流量に、第１段目の空気導入ロア３から流入する吸引加
速流が加算された第２段目の加速部４２の内圧が第１段
目の加速部４１よりも低くなるように設定する。それに
より第１段目の空気導入ロア３での流速が第２段目の加
速部４２の抵抗で減速されずに済む。いずれにせよ地積
手段は空気放出ダクト３０からケーシング８０内に入り
、空気導入ロア３．７４．７５から流入する空気量に対
処するための手段であることを考えれば実験により容易
に決定することができる。
（実施例） 以下図面を参照して詳細に説明すると、各図に於て、１
０は本発明に於る空気冷却機構を実施したエンジンの本
体、２０は外気取入口、３０は熱交換後の加熱エアを放
出するダクト、４０は負圧発生部で、排気管系５０のマ
フラ５１の下流に設けられている。
６０は逆すイレンサを示す。エンジン本体１０の内部に
は、シリンダ１１、ピストン１２、シリンダヘッド１３
等の発熱部周りを囲むようにエアジャケット１ａ、１ｂ
、１ｃ、１ｄ・・・が設けられており、外気導入口２０
から入り、フィルター２１により浄化されたエアは、エ
ア流入管２２を通じて１箇所又は２箇所以上のボート２
３より全てのエアジャケット１ａ・・・内へ導入される
。エアジャケット１ａ・・・には熱交換後のエアを放出
するための管路即ち空気放出ダクト３０が接続されてい
る。
加速装置は第３図乃至第５図に示されており、加速筒７
０とケーシング８０を備えている。加速筒７０は、マフ
ラー５１に接続部７１で接続される前端の大径部から口
径を最小に絞ったテーバ管部１２、第１加速部４１、第
１空気導入ロア３、第２加速部４２、第２空気導入ロア
４、第３加速部４３、第３空気導入ロア５及び接続部４
４を順に前後配置したもので、最後尾にテイルチューブ
９０が接続される。８１はケーシング８０に設けた開口
で、逆流防止用サイレンサ６゜がコネクタバイブ８２を
介して接続されている。
前記第１加速部４１の容積Ｖ１はテーバ管部７２で排気
流速を最小に絞り第１次加速流を得るために必要な容積
に設定される。尚実施例の第２、第３加速部４２．４３
ノ容積はＶ２＝ＡＶ１、ｖ３＝ＢＶ２　（Ａ＝８＝２）
となるような関係で堆積されている。勿論この係数Ａ、
Ｂは別の任意な数値をとることができる。また、ティル
チューブ９０の内径は第３加速部４３の内径より大であ
り、第１〜第３の各空気導入ロア３．７４．７５につい
ては前進角θをつけるのが良く、この角度θはＯより大
で９０度未満、望ましくは１０〜３０度の範囲が良い。
各導入ロア３〜７５の孔数、孔径は空気放出ダクト３０
がらの外気流を高速に導入できるように設定される。
尚、排気ｆｆ１７５０ｃｃの自動２輪車用４サイクルエ
ンジンの場合、第１加速部径１０〜４０ｍｍ、ティルチ
ューブ長さ５０〜３００ｍの範囲で良好な結果が得られ
、図示の３段加速の場合、コネクタバイブ８２、各空気
導入ロア３〜７５の流速は音速を越えた。
マフラ５１及び逆すイレンサ６０は、夫々主流路の周囲
に３重及び１重のバイパス路を設け、膨張消音を行なわ
せるタイプのもので、逆すイレンサ６０は負圧発生部４
０からの排気音の逆流防止及び瞬間的な圧力の脈動を防
止するため逆止弁６１が設けられている。５２はマフラ
５１の後端に設けた低速トルク発生装置で、マフラ５１
内の排気ガス流路を絞り、低速時のトルクを得るように
したものである。なお、冷却ファン５３は本来不要であ
るが、あればエンジン外部の冷却に役立つ。
（発明の作用） 上述の本発明装置では、エンジン本体１が運転されると
排気管系５０から排出される排気ガス流が加速されるの
に伴ないその流速に応じた強さの負圧が負圧発生部４０
に形成され、その結果、外気取入口２０よりジャケット
１ａ・・・、放出ダクト３０を経て負圧発生部４０へ向
う冷却エアの流れが強制的に発生し、それにより、所期
の空気冷却がエンジンに対して行なわれる。
その際、負圧発生部４０では、テーパ管部７２に続く第
１加速部４１に於てまず第１段目の急速加速が行なわれ
、順次第２、第３加速部４２．４３に於て３段に亘って
高速加速されるので、最大に加速された状態では音速を
越える高速に加速されかつ排気流量も増大し、負圧もエ
ネルギーも３ｂａｒ程度に達する。具体的に例示すると
、コネクタバイブ８２の逆すイレンサ６０との接続口で
ティシュ−ペーパー４０〜８０枚を貞通するエネルギー
が実験の際１ワられている。この強力な吸引作用は排気
ガス流を利用し高度に加速することにより得られたもの
である。
（発明の効果） このように本発明によれば吸引式冷却部１　溝に於る負
圧空気流を超高速に加速する目的を達し、高速気流によ
って必要な負圧を形成するものであるので、外気の吸引
効果を著しく高めることができる特徴が発揮される。そ
の結果、冷却済の空気放出が非常に円滑に行なわれ、劃
って低温な冷ＩＪ′Ｉ空気の導入も効率良く行なわれる
こととなり、本発明による冷却効果が保証される訳であ
る。冷却空気の吸引に必要な負圧を排気ガス流を利用し
て得ることにより、機関全体の効率も最上となる。
機関から電力や回転力を取出してファンを回し、負圧を
形成するために機関出力の利用効率を低下させてしまう
ことがないからである。
また本発明の装置では、排気ガスエネルギーを利用しそ
れを加速部に於て極度に加速し、負圧エネルギーを形成
しているから、負圧の形成をエンジンの回転出力で行な
う場合は回転数で左右されるのに対し、負荷運転時の排
気エネルギーがそのまま吸引エネルギーに負圧発生部に
て転換され、従って実際の運転状況に即応した空冷効果
が得られる。さらに本発明により排気ガス温度も極めて
効果的に低減でき、大量の空気が混合される結果排気ガ
ス中の有害物質濃度も著しく低減する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る吸引式冷却機構に於る負圧空気流の
加速装置に関するもので、第１図は前記機構全体の概念
図、第２図はエンジン本体の断面図、第３図は加速装置
の分解斜視図、第４図は側面説明図、第５図は縦断面図
である。 特　　許　　出　　願　　人　　角　　１）　義　　明
図面の、）２ｆ内客に変更なし） 第１図 第２図 第３図 第４図 （自発）手続ネｍ正書 特許庁長官　　小　　川　　邦　　夫　殿１、事件の表
示　　　昭和６２年　特許　第３０６６８４号２、発明
の名称　　　吸引式空冷機構に於る負圧空気流の加速装
置３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名　角　１）義　明 ５、補正の対象 図面 ６、補正の内容 、、ｊ：、す′１−８１ｊ１！

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）排気系に設けた負圧発生部により吸引される外気
    をエンジンの本体に誘導し空気冷却を行なうように構成
    された吸引式空冷機構に於て、排気系に流路断面積を絞
    った少なくとも１段の加速部を排気ガス流の流れ方向に
    設け、かつ各加速部の近傍に空気導入口を設けるととも
    に、加速部より後方の容積が大となるように設定し、さ
    らに加速部を覆うケーシングにエンジンを冷却した前記
    空気を放出するダクトの後端部を接続したことを特徴と
    する負圧空気流の加速装置。
  2. （２）加速部は２段又はそれ以上が前後に列設されてお
    り、前方の加速部より後方の加速部の容積が大となるよ
    うに設定された特許請求の範囲第１項記載の吸引式空冷
    機構に於る負圧空気流の加速装置。
  3. （３）空気導入口は各加速部直後の周囲に複数箇所均等
    に設けられている特許請求の範囲第１項又は第２項記載
    の吸引式空冷機構に於る負圧空気流の加速装置。
  4. （４）最後部の加速部は後方にその流路断面積以上の断
    面積を有するテイルチューブを備えた特許請求の範囲第
    １項乃至第３項のいずれかに記載の吸引式空冷機構に於
    る負圧空気流の加速装置。
  5. （５）ケーシングと空気放出ダクトの間に排気音及び脈
    動気流の逆流防止装置付サイレンサを備えた特許請求の
    範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の吸引式空冷機
    構に於る負圧空気流の加速装置。
JP87306684A 1987-12-03 1987-12-03 吸引式空冷機構に於る負圧空気流の加速装置 Pending JPH01147110A (ja)

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