JPH04500036A - 空気清浄器 - Google Patents

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】 空気清浄器 技術分野 本発明はエンジン製品に関し、また詳細には自動車及びトラクタ内燃機関に関し 、さらに詳細には空気清浄器に関するものである。

発明の背景 この技術において、垂直に配置された円筒状ハウジングを具備し、空気供給パイ プがハウジングと同軸に位置しこのパイプの外側表面とハウジングの内側表面と の間に環状空隙を形成した空気清浄器が知られている（Ｖ、Ｅ、Ｍａｅｖ、　Ｎ 、Ｎ。

Ｐｏｎｏｒｎａｒｅｖ、　”自動車及びトラクターエンジン用空気清浄器”、１ ９７１年、”Ｍａｃｈｉｎｏｓｔｒｏｊｅｎｉｅ”発行所、（モｘコ−）　Ｐ、 ７６〜７７頁〕。この清浄器において、堅いリング形状の穴のあけられたカセッ トの中に置かれたカプロン繊維のような、ろ退部材が設けられている。このカセ ットの高さはハウジング内の空気供給パイプの長さより小さい。空気の運動方向 でカセットの後方に、内燃機関の入口バイブに直接連結された通気パイプが配置 されている。底部を形成するハウジングの下方部分はオイルで充たされるととも にパイプの出口開口がオイルの液面より上方に位置するようにしている。

ハウジングの底部にオイルの大部分の中のパイプと同軸に、オイルで充たされた 椀状浴槽が取付けられている。空気供給パイプから出てくる塵埃で汚れた空気の 噴流が浴槽の中を通過しオイルの層を動水類により移動させ、オイルを噴霧状に する。噴霧化されたオイルの滴が空気噴流と混合されろ退部材の下層を湿らせる 。汚された空気はオイルと接触するようになりオイルは塵埃粒子を包み込みこれ を集める。過剰のオイルを持った塵埃の重い粒子はろ退部材の表面から排出され てハウジングの下方部分に戻される。残りの塵埃粒子は空気流と共にろ退部材の 下方のオイル充満層の中に突入しろ退部材の繊維上に沈積する。

しかしながら、この表面の上のオイルの滴下は不均一である。でこぼこの地形の 条件のもとてのこのような空気清浄器を備えた自動車又はトラクターの作動にお いては、空気清浄器の傾斜を生じこのためオイルがろ退部材のある部分を過剰に 湿らせ他の部分を実際上湿らせないままにすることになる。

オイルによりわずかにしか湿らされなかったろ退部材の繊維は塵埃に対する抵抗 が低下し、塵埃粒子は遂にはろ退部材を通過してエンジン内に入りエンジンを早 期に摩損させることになる。おびただしく湿らされた繊維からの過剰のオイルは また塵埃を伴ってエンジンに流入し、そのためエンジンの作動を悪くし摩損をも ひき起こす。

さらに、円筒状ハウジングを具備し、これと実質的に同軸に空気供給パイプが設 けられ、このパイプの外側表面とハウジングの内側表面との間に空隙が形成され 、この空隙内に主ろ退部材が配置されている空気清浄器が知られている（フラン ス特許第１．５３６．３２５号）。空気流の方向に沿って主ろ退部材の後側に通 気パイプが配設され、この通気パイプは内燃機関の空洞と連通し、パイプの出口 開口の側のハウジングの下端面に接近して付加ろ退部材が位置している。この端 面と付加ろ退部材との間のハウジングの下方部分にオイルが配される。この付加 ろ退部材は、空気供給パイプと同軸であるがその寸法が空気供給パイプの直径よ り著しく小さい貫通開口を有している。

エンジンの作動時、空気供給パイプを介して通過する大気の流れの一部が付加ろ 退部材の貫通開口の中に突入し、これを通過しハウジングの下方部分の付加ろ退 部材の下側に位置するオイルの層に接触する。汚れた空気の水頭はどちらかとい えば強く、付加ろ退部材の細孔はその容積の１／２を構成し、そのためオイルの 滴はこのろ退部材を通過し空気供給パイプからまっすぐに主ろ退部材に流入する 空気の流れを湿らす。

このような空気清浄器において、通常の利用状態であるでこぼこした地形の上を 自動車やトラクタが移動するとき、付加ろ退部材はオイルの過剰の流出を防止し エンジンの中への噴出を減少させる。しかし、オイル液面のパイプから出てくる 空気流に対する傾斜角度の永続的な変化はオイルの不十分かつ不均一な噴霧、し たがってまた主ろ退部材の不均一な加湿をもたらし、そのため塵埃粒子のエンジ ンの中への突入の可能性を増大し、すなわち空気清浄の効率が低下することにな る。さらに、高角度の傾斜又はある障害物その他の上を走行する自動車やトラク ターの運動速度の急激な変化にあっては、オイルの一部は付加ろ退部材を通って 主ろ退部材の中へと分配され、そのため主ろ退部材が、塵埃を伴って搬送されエ ンジン内に突入するオイルで過剰に充満されエンジンの激しい摩損をもたらすこ とになる。

これら全ての要因はろ退部材によって捕集される塵埃の量によって決まる空気清 浄器の清浄能力に対し不利益を与えるものである。さらに、ハウジングの下方部 分の著しい量のオイルの存在は、自動車又はトラクターの本体内の小じんまりし た配置の観点から必らずしも合理的とはいえない空気清浄器の厳密に垂直な位置 を必要とする。

発明の概要 本発明は付加ろ退部材と空気清浄器のハウジング内部のこの付加ろ退部材の配置 の構成を有し、ろ退部材の清浄能力を増大しまた空気清浄器へのオイルの注入の 必要をなくすことができ、そのため結局空気清浄器を水平面に対しいかなる角度 にも取付けることのできる空気清浄器を提供しようとするものである。

本発明は、空気供給パイプを備えたハウジングを具備し、この空気供給パイプは ハウジング内部にこれと実質的に同軸に配置されて前記パイプの外側表面と前記 ハウジングの内側表面との間に空隙を形成するようにし、主ろ退部材が空気の運 動方向で主ろ退部材の後側に配された通気パイプと共に配置され、前記空気供給 パイプの出口開口の側のハウジング端面に接近して付加ろ過部材が設けられてい る空気清浄器において、本発明によれば、前記付加ろ過部材に前記空気供給バイ ブと実質的に同軸にかつ前記バイブの出口開口に対面して凹所が形成され、前記 バイブの出口開口に近接する表面における前記凹所の最大寸法が前記バイブの直 径より大きくされている空気清浄器にある。

空気の汚れを除去する効率を向上させるため、付加ろ過部材の表面上の凹所の最 大寸法はバイブの直径の１．１０から２．４５倍の範囲でありまた凹所の深さは バイブの直径の０．３から４．０の範囲であることが望ましい。

さらにまた空気の汚れを清浄にする効率を向上させるため、凹所表面が交互に突 起と凹みとを有する波形に形成されることが可能である。

この空気清浄器の製造工程を簡単にするため、付加ろ過部材の高さは、バイブの 開口に対面するその表面が凹所に対面する主ろ過部材の表面と接触するような高 さとすることが好ましい。

付加ろ過部材の清浄能力を増進させるため、貫通ダクトがその中に形成されるの が好ましい。

本発明の空気清浄器は空気供給パイプと実質的に同軸の凹所を有する付加ろ過部 材の使用により、空気の汚れ清浄効率を向上させまた空気清浄器の清浄能力を増 強し、したがってまたその作動期間を究極の抵抗値まで延長することができるも のとなるが、その理由は塵埃粒子の大部分が遠心力の作用のもとに凹所で空気流 が向きを変えるとき前記付加ろ過部材に沈積し、そのため主ろ過部材に流入する 塵埃の量が減少するからである。

さらに、前記付加ろ過部材に凹所が存在することにより、オイルをろ過部材に注 入する必要をなくすような空気の汚れ清浄効率を保証することができるものとな る。これはしたがって、どのような位置にでも空気清浄器のさらにこぢんまりし た取付けができるようにする。

本発明の空気清浄器の構造はオイル消費を著しく低減させることができるように する。

図面の簡単な記載 本発明は添付図面を参照し、特定のしかし限定されない実施態様の記載によって さらに明らかにされる。ここで第１図は本発明の空気清浄器の全体正面図、第２ 図は付加的ろ過部材の等角面、 第３図は第２図に示す付加的ろ過部材の実施態様の正面図、第４図は本発明の空 気清浄器の実施態様の正面図、第５図は第４図のＶ−■断面図、 第６図は本発明の空気清浄器のさらに他の実施態様の正面図である。

発明を実施するための最良の形態第１及び２図に示される空気清浄器は２つの分 離可能な部分１ａと１ｂとからなりかつスチール板から製造された円筒状ハウジ ング１を具備している。ハウジング１の内側に実質的に同軸に空気供給パイプ２ が、このバイブ２とハウジング１の内側表面との間に空隙３を形成して配置され る。空気清浄器のこの実施態様においては、バイブ２は２つの分離可能な部分２ ａと２ｂとからなり、この画部分の間の接合部はゴムのような弾性材料から作ら れたシール用環状ガスケット４によってシールされている。

繊維構造（例えば円筒状金属カセット６の内側に置かれたカプロン繊維からの） の主ろ過部材５が空隙３に配置される。

カセット６はＶ状シールリングがその上に置かれる環状外側カラー７を有してい る。カラー７はリング８と共に、例えば弾性留め具（図示しない）によって相互 に固定されたハウジング１の分離可能な部分１ａと１ｂとの間に配置される。

カセット６の両端面に開口が設けられろ過部材５の詰物を空気が通過（矢印Ａに 沿って）するようにしている。ハウジング１の上端面１０の近くに、空気の運動 方向（矢印Ａ）でろ過部材５の後側に通気バイブ１１が設けられ、この通気パイ プ１１が内燃機関の入口バイブ（図示しない）と連通する。バイブ２の出口開口 １３の側のハウジング１の他の端面１２の近くに、例えば弾性の開放孔ポリウレ タン発泡体で作られた付加ろ過部材１４が配置されている。凹所１５が、バイブ ２の出口開口１３に対面する側でバイブと実質的に同軸に付加ろ過部材１４に設 けられる。バイブ２の出口開口１３に近接した付加ろ過部材１４の表面１６にお ける凹所１５の最大寸法はバイブ２の直径ｄを超えバイブ２の直径ｄの１．１０ 〜２．４５倍に等しくなっている。表面１６上の凹所１５の寸法りがバイブ直径 ｄの２．４５倍より大きい場合には、塵埃粒子は実質的に凹所１５の壁１７に到 達しない。

この場合の付加ろ過部材１４における塵埃処理効率は急激に降下し、そのため塵 埃が主ろ過部材５の中に突入する結果となる。

付加ろ過部材１４の表面１６上の凹所１５の寸法がバイブ２の直径ｄの１．１倍 より小さい場合はこの凹所１５の不十分の表面積のため、この表面は塵埃で急速 に詰まるようになり、それにより付加ろ過部材１４内部での塵埃粒子の浸透が妨 げられる。

これはまた主ろ過部材５の中への塵埃の浸透速度の増加をもたらす。

この実施態様においては、表面１６上の凹所１５の寸法りはバイブ２の２つの直 径に等しく、すなわちＤ＝２ｄである。

凹所１５の深さＨはバイブ２の直径の０．３から４．０倍の範囲内で変化する。

深さＨがバイブ２の直径ｄの４．０倍より大きい場合は、空気清浄器の全体寸法 が著しく増大することになりまた塵埃粒子は凹所１５の底部１８に到達しないよ うになる。

凹所１５の深さＨがバイブ２の直径の０．３倍より小さい場合は、凹所１５の表 面の全面積は不十分である。

当該実施態様では、凹所１５の深さＨはバイブ２の直径ｄに等しく、すなわちＨ ＝ｄである。

主ろ過部材５と通気パイプ１１との間の空隙３にリング形状のもう１つのろ過部 材１９が配置される。この部材１９の密度は概して、ろ過部材５と１４の密度よ り高い。

第２図に示される付加ろ過部材１４の凹所１５は表面１６に向って拡大し傾斜壁 １７を有するテーパー円錐体として作られる。

しかし、凹所１５の形状は変えることができ、例えば椀状、円筒形、さらに複雑 な形状等にすることができる。

添付図面の第３図に示される付加ろ退部材１４の実施態様において、凹所１５の 壁１７′は突起と凹みとを交互に有する波形とされそれにより前記突起と凹みと が付加ろ退部材１４の表面に平行になるようにしている。

第４及び５図に示される空気清浄器の実施態様は第１及び２図に示す空気清浄器 とは、主ろ退部材５．！：付加ろ退部材１４がそれぞれ全体として作られ、すな わち付加ろ退部材１４の高さＨｏが、パイプ２の開口１３に対面するその表面１ ６が凹所１５に対面する主ろ退部材５の表面２０と接触するような高さとなって いる点で、異なっている。この場合、両ろ退部材５と１４は網状構造のインサー ト２１が設けられた共通の金属カセット６の中に置かれカプロン繊維が凹所１５ の空洞の中に倒れ込むのを阻止するようになっている。凹所１５の底部１８には 開口２１ａが設けられる。

添付図面の第６図に示される空気清浄器の実施態様では、出口ダクト２２が付加 ろ退部材１４の中に凹所１５の底部の中心に形成されこのダクト２２が凹所１５ により占められる空間と、ハウジング１の内壁と付加ろ退部材１４の表面との間 の空間２３とを連通させる。

本発明を説明するためその好適な実施態様が記載されてきたが、この技術に習熟 した者にとって、種々の変更が添付の請求の範囲から逸脱することなくなし得ら れることは明らかである。

第１及び２図に示される空気清浄器の実施態様は以下のように作動する。自動車 又はトラクターのエンジン（図示しない）が稼動される。内燃機関のシリンダ内 の減圧により空気清浄器を通る大気と連通ずる塵埃でよごれた大気中の空気の流 れ（矢印Ａ）はハウジング１の内部に配された空気供給パイプ２の中に吸引され る。パイプ２の開口１３からの出口で空気の流れは付加ろ退部材１４の凹所１５ の中を通り反対方向に向きを変える。この場合、空気の流れの一部Ｑ、が凹所１ ５の空気透過壁１７を通って付加ろ退部材１４の中に突入しそこで向きを変えそ の表面１６を通って出てくる。この流れの一部Ｑ、の塵埃粒子はろ退部材１４の 内部の空気と共に通過する。この作用で塵埃粒子は、通常のろ過と、ハウジング １近傍の部材１４パイプ２の内壁に接触する空気の流れの他の部分Ｑ２は最小抵 抗の通路に沿ってパイプ２の出口開口１３と付加ろ退部材１４の凹所１５との間 の空隙の中に入る。空気の流れからの部分Ｑ２の塵埃粒子はまた遠心力の作用の もとにその通路からはずれ、凹所１５の壁１７の表面上を通過する。塵埃粒子の 沈積を向上させるため、付加ろ退部材１４はその組立て中にオイルで湿めらされ る。

空気の流れの部分Ｑ２からの塵埃の沈積を増強するため、凹所１５の壁１７（第 ３図）の表面は突起と凹みとを交互に有する波形とされる。

付加ろ退部材１４（第１及び２図）によって捕集されなかった塵埃粒子は主ろ退 部材５の表面２０に向って通過する。空気流の部分Ｑ１と０２に残存する全ての 塵埃粒子は実質的にこのろ退部材５の繊維上に沈積されるが、集められた粒子が 引き離される場合は予めオイルで充満されたろ退部材１９がその通路中に設けら れる。

したがって、空気流が通気パイプ１１の中に突入したとき、前記流れは実質的に 塵埃を完全に除去したものとなる。

第４及び５図に示される空気清浄器は第１及び２図に示す実施態様について記載 したのと同様な方法で作動するが、そのろ過が主として流れＱｌについて記載し たメカニズムにしたがって起きることだけが相違している。ろ退部材１４が予め オイルで湿らされオイルの余りが開口２１ａを通って流下することが望ましい。

添付図面の第６図に示される空気清浄器の作用は第１．　２゜４及び５図に示す 空気清浄器とは、凹所１５で向きを変えるとき最も重い塵埃粒子が遠心力の作用 のもとにハウジング１の端面の内壁と付加ろ退部材１４の表面とによって区画さ れた空間２３の中に突入する点で相違している。

本発明の空気清浄器の上記実施態様の全ては水平面に対しいかなる角度で傾斜し た時もほとんど同じように作動する。

本発明の空気清浄器と従来の空気清浄器とが試験された。

これら試験の空気清浄器の両具体例における主ろ退部材５と付加ろ退部材１４及 び１９との寸法と配置構造は同じであった。

本発明の空気清浄器の付加ろ退部材１４において円筒状凹所はパイプの直径の１ ．１から２．４５倍に作られその深さはパイプの直径の０．３から４．０倍の範 囲であった。

この試験は、２．２　ｍ／　ｓに等しい部材５を通る空気流の運動速度で５．６ ００ｃａｆ／　ｇの特定表面積の石英塵埃の粒子を包含する空気の流れを用いて 空気清浄器の試験をするため、モータなしの台の上で行われた。空気中の塵埃含 有量は０．４ｇ／ｍ′であった。

この試験は、空気清浄器の塵埃容量（捕集された塵埃の量）が２．２倍高く、空 気供給パイプの中を通る塵埃の量に対する通過した塵埃の量の割合に等しい塵埃 通過の平均係数が２倍低いことを示した。

産業上の適用性 本発明の空気清浄器の使用は、気化器又はディーゼル内燃機関にまた空気及びガ スのろ過の他の装置において可能である。

ボール紙ろ退部材を備えた乾煙型空気清浄器としてまたオイル浴槽を備えた空気 清浄器として、本発明の空気清浄器を用いることが好ましく、両方の場合におい てオイルの蒸気とカーボンブラックとを空気中に含有する好ましくない条件のも とでも作動することができる。

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ＦＥ、４ ＡＡ 国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．ハウジング（１）と該ハウジングと実質的に同軸に配された空気供給パイプ
2. （２）とを具備し、該パイプ（２）の外側表面とハウジング（１）の内側表面と の間に空隙（３）が形成され、主ろ過部材（５）が該空隙（３）内に置かれ、さ らに、空気の運動方向で主ろ過部材（５）の後方に配置された通気パイプ（１１ ）と、パイプ（２）の出口開口（１３）の側のハウジング（１）の端面（１２） の付近に配置された付加ろ過部材（１４）とを具備する空気清浄器において、凹 所（１５）がパイプ（２）の出口開口（１３）に対面する側にパイプ（２）と実 質的に同軸に形成され、パイプ（２）の出口開口（１３）に近接する表面（１６ ）上での凹所（１５）の最大寸法がパイプ（２）の直径（ｄ）より大きいことを 特徴とする空気清浄器。 ２．付加ろ過部材（１４）の表面（１６）上での凹所（１５）の最大寸法（Ｄ） がパイプ（２）の直径（ｄ）の１．１０〜２．４５倍に等しく、凹所（１５）の 深さがパイプ（２）の直径（ｄ）の０．３〜４．０倍に等しいことを特徴とする 請求項１に記載の空気清浄器。
3. ３．凹所（１５）の表面が交互に突起と凹みを有するよう形成されていることを 特徴とする請求項１及び２に記載の空気清浄器。
4. ４．付加ろ過部材（１４）の高さ（Ｈ）が、パイプ（２）の開口（１３）に対面 する表面（１６）が凹所（１５）に対面する主ろ過部材（５）の表面（２０）と 接触するような高さであることを特徴とする請求項１から３に記載の空気清浄器 。
5. ５．ダクト（２２）が付加ろ過部材（１４）に形成されていることを特徴とする 請求項１から４記載の空気清浄器。