JPS591092Y2 - 粒状物分離装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、粒状物分離装置に関し、特に、エンジンへ供
給される空気流から砂及び塵埃等の汚染物を除去するた
めの粒状物分離装置に関する。

粒子を含有した汚染空気がエンジンの全体効率及び作動
に及ぼす影響はよく知られている。

例えば自動車等の原動力として使用される内燃機関にお
いては、汚染した空気はエンジンの運転効率を低下させ
、それによって動力を低下させるとともにガソリン消費
量を増大させる。

ヘリコプタ等の原動力として使用される形式のガスター
ビンエンジンにおいては砂塵を含んだ大気条件のもとで
運転した場合、エンジンケースの侵蝕損傷を大きく増大
させるので、そのようなエンジンを大気中の粒状物から
保護するための有効な装置が切望されている。

この問題は、小型エンジンにおいて特に顕著になる。

なぜなら、小型エンジンの場合、流路構成部品が比較的
微細であり、高い角速度を使用するので、砂粒子の吸入
に対するエンジンの許容度を大幅に減少させるからであ
る。

従来、多種多様の砂塵分離器が開発されてきたが、その
ような分離器の例として、いずれも本出願人の所有に係
る米国特許第３，３７１，４７１号、第３，５３４，５
４８号、第３，６７３，７７１号及び第３，７２０，０
４５号に記載されたものが挙げられる。

これらの装置によって与えられるエンジン保護の改善は
、それらの装置の使用を十分正当化するものではあった
が、エンジンの形状によって課せられる物理的な制約に
よってそのような分離器ユニットの使用が制限される。

加えて、そのような分離器ユニットは、ガスタービンエ
ンジンにしか適用されない。

従って、本考案の目的は、いかなる既存のエンジンにも
付設することのできる粒状物分離装置を提供することで
ある。

本考案の他の目的は、ガスタービンエンジンのみならず
、自動車及びトラックのエンジンに対しても使用するこ
とのできる粒状物分離装置を提供することである。

本考案の更に他の目的は、横に並置された複数のチャン
ネル組立体を装備した粒状物分離装置を提供することで
ある。

本考案の更に他の目的は、実質的に扁平なパネル形態を
有する粒状物分離装置であって、その分離装置を組入れ
るべきエンジンの条件に応じてパネルの寸法を変えるこ
とができるようにした粒状物分離装置を提供することで
ある。

略述すれば、本考案は、エンジンに供給される空気流か
ら異物粒子を除去するための新規な粒状物分離装置を提
供する。

この分離装置は、実質的に扁平なパネル形態として横方
向に並置した複数の同形のチャンネル組立体から戊る。

粒状物の分離は、粒状物を高速度に加速し空気流を屈曲
させて粒状物がその慣性によって捕捉区域内へ搬送され
るようにすることによって達成される。

捕捉された粒状物は、爾後の処理のために捕捉区域内に
保持しておくか、あるいは、捕捉された粒状物を共通の
掃気マニホールドへ搬送し、そこから外部へ吐出するこ
とが゛で゛きる。

本考案のその他の目的、用途及び利点は、以下の実施例
の記載から明らかになるであろう。

第１図を参照すると、本考案の１実施例における分離装
置１０が、ガスタービンエンジン１２に対して使用され
た場合が示されている。

以下に述べるこの分離装置１０の説明から明らかなよう
に、この分離装置は、清浄な空気供給を受けることを必
要とするいかなる形式のエンジンにも使用することかで
゛きる。

分離装置１０は、適当な手段によってガス発生器ユニッ
ト１４の上流側に取付けられる。

ユニット１４は、空気吸入流路１Ｂと協働する圧縮機段
１６を含む。

流路１Ｂは、圧縮機段１６を経て燃焼器／動力発生器ユ
ニット２０内へ周知の態様で延びている。

渦巻室２２のような適当な装置が、分離装置１０とガス
発生器１４とを連結し、分離装置と流路１Ｂとを結ぶ流
路を形成する。

第２−４図にみられるように、分離装置１０は、ハウジ
ング２３によって形成された実質的に扁平なパネル形態
である。

ハウジング２３は、端壁２４゜２６と側壁２８．３０と
によって画定される。

ハウジング２３内にそして側壁２８と３０との間に複数
個の同形のチャンネル組立体３２が配設される。

特に第４図を参照すると、各チャンネル組立体３２は、
それらの間に垂直空気入口通路部分３４と、垂直空気出
口通路部分３６と、空気出口通路部分３６を空気入口通
路部分３４から横方向に平行に偏倚させていずれも９０
°より小さい２つの屈曲。

部をもって該両出口通路部分と連結する中間通路部分と
から戊る屈曲通路を画定していることが分る。

チャンネル組立体３２は、板金、プラスチック等の任意
の適当な材料で形成することができる。

各チャンネル組立体３２は、（４）湾曲した上方端壁部
分３Ｂと、（Ｂ）上方端壁部分３Ｂの前面側下端に連接
し、該前面側下端から下方に延長した平面状の上方前面
側壁部分４０と、（０上方端壁部分３８の後面側下端に
連接し該後面側下端から下方に延長した平面状の上方後
面側壁部分４２と、（Ｄ）上方端壁部分３８とは反対向
きに湾曲した下方端壁部分４４と、（Ｅ）下方端壁部分
４４の前面側上端に連接し該前面側上端から上方へ延長
した平面状の下方前面側壁部分５２と、（Ｆ）下方端壁
部分４４の後面側上端に連接し該後面側上端から上方へ
延長した平面状の下方後面側壁部分４８と、（Ｇ）上方
前面側壁部分４０の下端から上方後面側壁部分４２の内
側面の方に向って後方下向きに延長して下方前面側壁部
分５２の上端に連接した平面状の中間横断壁部分５０と
、（Ｈ）下方後面側壁部分４８の上端から屈曲部を介し
て下方前面側壁部分５２の内側面の方に向って前方下向
きに延長し、該内側面との間に制限された粒状物入口喉
部を形成する下方唇部端を有する粒状物入口傾斜壁部分
４６とから戊る。

各チャンネル組立体３２は、図示のように、一体部材と
して形成することができるが、各部分及び基壁を別々に
形成し、相互に結合してもよい。

分離装置１０の両端には、部分的チャンネル組立体３２
ａと３２ｂが取付けられ、それらは隣接するチャンネ
ル組立体３２と協働して完全なユニットを形成する。

チャンネル組立体３２．３２ ａ、 ３２ ｂは、適当
な手段によって側壁２８と３０の間に固定される。

例えば、各組立体は側壁に溶接又はろう付けによって固
着してもよく、あるいは、各側壁に、それぞれのチャン
ネル組立体の端部を受入れるように構成されたチャンネ
ルを形成してもよい。

前記各屈曲通路は、（イ）１つのチャンネル組立体の上
方端壁部分３８の後面側半分および上方後面側壁部分４
２と、隣接するチャンネル組立体の上方端壁部分３８の
前面側半分および上方前面側壁部分４０とによって画定
される前記垂直空気人口通路部分３４と、（ロ）１つの
チャンネル組立体の下方端壁部分４４の後面側半分およ
び下方後面側壁部分４８と、隣接するチャンネル組立体
の下方端壁部分４４の前面側半分および下方前面側壁部
分５２とによって画定される前記垂直空気出口通路部分
と、（ハ）１つのチャンネル組立体の下方後面側壁部分
４８の上端と粒状物入口傾斜壁部分４６の上端との間の
前記屈曲部と隣接するチャンネル組立体の中間横断壁部
分５０との間に画定され、上方において垂直空気入口通
路部分３４と９０°より小さい屈曲角で連結し、下方に
おいて垂直空気出口通路部分３６と９０°より小さい屈
曲角で連結した中間通路部分とから成る。

各チャンネル組立体の下方端壁部分４４、下方前面側壁
部分５２、下方後面側壁部分４Ｂ、および粒状物入口傾
斜壁４６の内側面によって垂直空気入口通路部分３４と
ほぼ垂直方向に整列した前記粒状物人口喉部を入口とす
る粒状物収集室が形成される。

第４図にみられるように、空気と粒状物は、垂直空気入
口通路３４を通して分離装置１０内に流入する。

矢印で示された空気と黒点で表わされた粒状物との分離
は、空気及び粒状物を高い速度にまで加速し、その空気
流を屈曲させて空気出口通路３６にまで到達させること
によって遠戚される。

空気流内の粒状物は、高い慣性を有するので実質的に垂
直方向に（真直ぐ）進み、空気流と一緒には屈曲しない
。

即ち、粒状物は、はぼ真直ぐ落下し、粒状物収集室へ入
る。

側壁部分４２と４０とが平行であり、それによって平行
な側壁を有する空気入口通路部分３４を画定しているの
で、側壁にぶつかる粒状物のはね返りによる悪影響は最
小限に抑えられる。

かくして粒状物は、入口通路部分を実質的に真直ぐに進
行し、傾斜した粒状物入口壁部分４６に衝突する。

この個所における粒状物のはね返りは、収集室の入口に
向う方向であるから、分離装置１０の効率には何らの影
響をも及ぼさない。

入口傾斜壁部分４６の下方唇部端と下方前面側壁部分５
２の内側面（図示の例では実際には上方後面側壁部分４
２の外側面）との間に上述のように制限された粒状物人
口喉部を画定しており、粒状物含有空気はその喉部を通
って粒状物収集室内へ入る際増速されるとともに圧力降
下を生じる。

更に、収集室に進入する粒状物は、傾斜した入口壁部分
４６によって該室から飛出す方向へはね返るのを防止さ
れる。

かくして、分離装置１０に流入してくる空気流内の粒状
物は空気流から分離され、エンジンへは実質的に粒状物
を含まない空気流が供給される。

収集室内に捕集された粒状物はそこに保持しておいて、
後に排出するようにしてもよいが、ここに例示した好ま
しい実施例においては、共通の掃気マニホールド５４を
使用して粒状物を各室がら収集し外部へ排出する。

マニホールド５４は適当な手段によって側壁３０に固定
される。

側壁３０には、各チャンネル組立体の前記粒状物収集室
と掃気マニホールド５４との間を連絡するように該収集
室の断面輪郭と同様な形に形成された複数の貫通孔即ち
粒状物排出口５６が設けられる。

第４図の例では、部分４４．５２．５８は、入口傾斜壁
部分４６の支持部材と協同して筒状の粒状物収集室を画
定している。

高速度の粒状物含有空気は、この収集室にその一側縁に
沿って、流入する。

粒状物含有空気が低圧力で収集室の一側縁に沿って、流
入することにより該室内に乱流を惹起し、それによって
粒状物は、収集室端から孔５６を通って排出されるまで
空気内に浮遊した状態に保たれる。

分離装置１０内を通過する空気流のうち収集室へ流れる
量は少割合であり、約１０％程度である。

この少割合の空気流で、捕捉された粒状物を収集室から
掃気マニホールド５４へ搬送するのに十分である。

粒状物は、歯車箱６０から駆動される掃気ポンプ５８等
の適当な手段によってマニホールド５４から連結導管５
７を通して除去され、外部へ排出される。

本考案によれば、分離装置内に多数の流路が設けられる
ので、分離装置１０の入口から出口まで粒状物を通過さ
せるに要する距離を最小限に抑えることができることに
留意されたい。

更に、分離装置を取付けるべきエンジンの基本的な入口
形態及び性能特性に関連するいろいろなパラメータに適
応するように分離装置の形態に変更を加えることができ
る。

掃気マニホールドだけが共通の構成部品であって、各チ
ャンネルはそれ自体で独立した分離器であるから、性能
にさほどの影響を及ぼすことなく幾つかのチャンネルを
追加したり、削除したり、延長又は短縮することができ
る。

又、粒状物の慣性効果に比して重力効果は重要な意味を
もたないので、地面に対する分離装置の向きは重要では
ない。

更に、この分離装置は圧縮機の上流側に配設されるので
前端騒音即ち吸入口における高ピツチの圧縮機騒音の抑
制器としても機能する。

本考案の粒状物分離装置は、その独特の構造的特徴の故
に、それを取付けるのに大きな空間を必要とせず、又既
存のエンジンに改変を加える必要もない。

この分離装置は、占有空間が小さく、どのような向きに
でも取付けることができる。

【図面の簡単な説明】

、第１図は、本考案の粒状物分離装置を取付けたガスタ
ービンエンジンの一部切除した部分側面図である。 第２図は、本考案の分離装置の透視図である。 第３図は、第２図の分離装置の上面図である。 第４図は、第３図の線４−４に沿ってみた拡大図である
。 図面中主要な符号は以下の通りである。 １０：粒状物分離装置、１２：エンジン、１８：空気吸
入流路、２３：ハウジング、３２：チャンネル組立体、
３８：上方端壁部分、４０：上方前面側壁部分、４２：
上方後面側壁部分、４４：下方端壁部分、４６：粒状物
入口傾斜壁部分、４８：下方後面側壁部分、５０：中間
横断壁、５２：下方前面側壁部分、３４：空気入口通路
部分、３６：空気出口通路部分、５４：掃気マニホール
ド、５６：排出口。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンの空気吸入流路へ供給される空気流から異物粒
   子を分離し除去するための粒状物分離装置において、 エンジンの空気流路１Ｂの上流に該吸入流路に連通させ
   たハウジング２３を設け、該ハウジング内に複数個のチ
   ャンネル組立体３２を横に平行に並置して配設し、各隣
   接するチャンネル組立体を互いに協同させて垂直空気入
   口通路部分３４および垂直空気出口通路部分３６を有す
   る複数個の別個の空気流通路を画定し、該冬空気流通路
   は、その空気出口通路部分３６を空気入口通路部分３４
   から横方向に平行に偏倚させることによっていずれも９
   ０°より小さい２つの屈曲部を有する屈曲通路となし、
   該各チャンネル組立体は、（４）湾曲した上方端壁部分
   ３８と、（Ｂ）該上方端壁部分３８の前面側下端に連接
   し該前面側下端から下方に延長した平面状の上方前面側
   壁部分４０と、（Ｃ）上方端壁部分３８の後面側下端に
   連接し該後面側下端から下方に延長した平面状の上方後
   面側壁部分４２と、（Ｄ）上方端壁部分３Ｂとは反対向
   きに湾曲した下方端壁部分４４と、（Ｅ）下方端壁部分
   ４４の前面側上端に連接し該前面側上端から上方へ延長
   した平面状の下方前面側壁部分５２と、（Ｆ）下方端壁
   部分４４の後面側上端に連接し該後面側上端から上方へ
   延長した平面状の下方後面側壁部分４８と、（Ｇ）上方
   前面側壁部分４０の下端から上方後面側壁部分４２の内
   側面に方に向って後方下向きに延長して下方前面側壁部
   分５２の上端に連接した平面状の中間横断壁部分５０と
   、（Ｈ）下方後面側壁部分４８の上端から屈曲部を介し
   て下方前面側壁部分５２の内側面の方に向って前方下向
   きに延長し、該内側面との間に制限された粒状物入口喉
   部を形成する下方巻部端を有する粒状物入口傾斜壁部分
   ４６とから成り、前記各屈曲通路は、（イ）１つのチャ
   ンネル組立体の上方端壁部分３８の後面側半分および上
   方後面側壁部分４２と、隣接するチャンネル組立体の上
   方端壁部分３８の前面側半分および上方前面側壁部分４
   ０とによって画定される前記垂直空気入口通路部分３４
   と、（ロ）１つのチャンネル組立体の下方端壁部分４４
   の後面側半分および下方後面側壁部分４８と、隣接する
   チャンネル組立体の下方端壁部分４４の前面側半分およ
   び下方前面側壁部分５２とによって画定される前記垂直
   空気出口通路部分と、（ハ）１つのチャンネル組立体の
   下方後面側壁部分４８の上端と粒状物入口傾斜壁部分４
   ６の上端との間の前記屈曲部と、隣接するチャンネル組
   立体の中間横断壁部分５０との間に画定され、上方にお
   いて垂直空気入口通路部分３４と９０°より小さい屈曲
   角で連結し、下方において垂直空気出口通路部分３６と
   ９０°より小さい屈曲角で連結した中間通路部分とから
   戊り、各チャンネル組立体の下方端壁部分４４、下方前
   面側壁部分５２、下方後面側壁部分４Ｂ、および粒状物
   入口傾斜壁４６の内側面によって形成され、垂直空気入
   口通路部分３４とほぼ垂直方向に整列した前記粒状物入
   口喉部を入口とする粒状物収集室を設け、前記ハウジン
   グの一側壁に、前記各粒状物収集室の断面輪郭と同様な
   形状を有し該収集室に連通ずる複数の粒状物排出口５６
   を形成し、該すべての粒状物排出口に連通ずる掃気マニ
   ホルド５４を設けて戒る粒状物分離装置。