WO2020262606A1 - エアクリーナー装置 - Google Patents

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純一 多部田
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いすゞ自動車株式会社
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    • F02M35/088—Water, snow or ice proofing; Separation or drainage of water, snow or ice

Definitions

  • This disclosure relates to an air cleaner device.
  • an air cleaner device that removes (eg, filter paper) with a filter element (for example, filter paper) is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the air cleaner device includes a filter element that removes foreign matter in the air taken into the intake passage and a housing that stores the filter element.
  • the housing has an intake inlet portion that takes in air into the housing and an intake outlet portion that discharges air from which foreign matter has been removed by a filter element to the internal combustion engine side.
  • the conventional air cleaner device is configured to remove foreign substances in the air taken in from the intake inlet as it is with the filter element. Therefore, when the air taken in contains a liquid (for example, moisture), the liquid directly hits the filter element, easily passes through the filter element and flows to the downstream side (internal combustion engine), and the internal combustion engine. There was a problem that there was a risk of damaging the.
  • a liquid for example, moisture
  • An object of the present disclosure is to provide an air cleaner device capable of preventing the liquid in the intake air from escaping to the downstream side of the filter element.
  • the air cleaner device is An air cleaner device installed in the intake passage of an internal combustion engine.
  • a filter element that removes foreign matter contained in the air taken into the intake passage A collision separation portion provided on the surface of the filter element so that the liquid is separated from the air by the collision of the air on the upstream side of the filter element in the intake direction of the air. To be equipped.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the air cleaner device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a partial configuration of the air cleaner device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the air cleaner device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a part of the configuration of the air cleaner device 1 according to the present embodiment.
  • the air cleaner device 1 is provided in an intake passage of an internal combustion engine (for example, a diesel engine) of a vehicle (for example, a truck or a bus), and an intake duct 2 is provided above a radiator (not shown). Connected to. Air outside the vehicle is taken into the intake duct 2 from an intake port (not shown) provided on the front side of the vehicle.
  • an internal combustion engine for example, a diesel engine
  • a vehicle for example, a truck or a bus
  • an intake duct 2 is provided above a radiator (not shown).
  • Air outside the vehicle is taken into the intake duct 2 from an intake port (not shown) provided on the front side of the vehicle.
  • the air cleaner device 1 includes a filter element 10 for removing fine foreign matter (for example, dust, dust, etc.) contained in the air (air) taken into the intake duct 2, and a housing 20 for storing the filter element 10 (the present disclosure). It has a function as a "storage unit").
  • the filter element 10 has a U-shape with an opening on the depth side in the vertical direction of the paper surface (direction of arrow A in FIG. 2) of FIG. It is formed in the shape of a fold.
  • the housing 20 has an intake inlet portion 21 that takes in the air taken into the intake duct 2 into the housing 20, and an intake outlet portion 22 that discharges the air from which foreign matter has been removed by the filter element 10 to the internal combustion engine side.
  • the intake outlet portion 22 communicates with the space 23 which is sandwiched and partitioned from above and below by the filter element 10.
  • a collision separation wall is provided on the surface of the filter element 10 (the left surface in FIG. 1) so that moisture (liquid) is separated from the air by collision of air on the upstream side of the filter element 10 in the intake direction of air.
  • 30 (functioning as the "collision separation portion" of the present disclosure) is provided.
  • the filter element 10 and the collision separation wall 30 may be integrally formed or may be formed separately.
  • the collision separation wall 30 is composed of, for example, a resin member, and includes a wall surface having water resistance.
  • the vertical length of the collision separation wall 30 is the same as the vertical length of the filter element 10.
  • the two-dot chain arrow indicates the flow of air (including moisture) taken into the intake duct 2.
  • the housing 20 stores the filter element 10 so that the intake inlet portion 21 and the collision separation wall 30 face each other.
  • Moisture is separated from the air by the collision of air and the collision separation wall 30 on the upstream side of the filter element 10, and the moisture falls downward along the wall surface of the collision separation wall 30.
  • the dotted arrow indicates the flow of water separated from the air colliding with the collision separation wall 30.
  • the air from which the moisture is separated by the collision of the collision separation wall 30 flows upward and downward along the wall surface of the collision separation wall 30, and then enters the filter element 10 from above and below the filter element 10. That is, the housing 20 stores the filter element 10 so that the air from which the moisture is separated enters the filter element 10 from above and below the filter element 10.
  • the wall surface of the collision separation wall 30 and the filter surface of the filter element 10 form a right angle (90 degrees).
  • the air from which the moisture is separated by the collision of the collision separation wall 30 flows upward or downward along the wall surface of the collision separation wall 30, and then enters the filter element 10 from above or below the filter element 10. You may.
  • the air that has entered the filter element 10 is discharged to the internal combustion engine side via the space 23 and the intake outlet portion 22 after the fine foreign matter is removed.
  • the solid arrow indicates the flow of air in which moisture is separated.
  • the storage unit 40 and the discharge valve 50 are provided below the filter element 10 and the collision separation wall 30.
  • the storage unit 40 stores the water that has been separated from the air due to the collision with the collision separation wall 30 and has fallen. As shown in FIG. 1, the storage unit 40 is configured such that the bottom surface gradually becomes lower from the left side to the right side.
  • the discharge valve 50 is provided at the lowest bottom position of the bottom surface of the storage unit 40, and discharges the water stored in the storage unit 40 to the outside of the housing 20.
  • the discharge valve 50 is controlled to be closed when, for example, the amount of water stored in the storage unit 40 is less than a predetermined amount, and is opened when the amount of water stored in the storage unit 40 is equal to or more than a predetermined amount. Controlled by state. As a result, when the amount of water stored in the storage unit 40 increases, it is possible to prevent the water from entering the filter element 10 (that is, being flooded) by being contained in the air.
  • the air cleaner device 1 comprises a filter element 10 for removing foreign matter contained in the air taken into the intake passage of the internal combustion engine, and a filter element 10 in the intake direction of the air.
  • a collision separation wall 30 (collision separation portion) provided on the surface of the filter element 10 is provided so that the liquid (moisture) is separated from the air by the collision of air on the upstream side.
  • the present embodiment configured in this way, even if the air taken in from the intake inlet portion 21 of the housing 20 contains moisture, the air collides and separates on the upstream side of the filter element 10 in the intake direction of the air. Moisture is separated from the air by colliding with the wall 30. Therefore, it is possible to prevent the moisture contained in the air from passing through the filter element 10 and flowing to the downstream side (internal combustion engine), and eventually damaging the internal combustion engine.
  • moisture can be separated from the air by a simple configuration in which the collision separation wall 30 is provided on the surface of the filter element 10. Therefore, as compared with the case where, for example, a structure for preventing water exposure of the filter element 10 is separately provided in the housing 20, it is possible to reduce the cost and space.
  • the housing 20 stores the filter element 10 so that the intake inlet portion 21 and the collision separation wall 30 face each other. With this configuration, the air taken in from the intake inlet portion 21 of the housing 20 can be surely collided with the collision separation wall 30 to separate the moisture from the air.
  • a storage unit 40 for storing the water separated from the air and dropped is provided below the filter element 10 and the collision separation wall 30.
  • the moisture separated from the air can be stored separately from the filter element 10 and the collision separation wall 30, and the moisture once separated from the air is contained in the air again and the filter element 10 is included. It can be prevented from entering (that is, being flooded).
  • the air cleaner device 1 includes a discharge valve 50 that discharges the water stored in the storage unit 40 to the outside of the air cleaner device 1.
  • a discharge valve 50 that discharges the water stored in the storage unit 40 to the outside of the air cleaner device 1.
  • the present disclosure is useful as an air cleaner device capable of preventing the liquid in the intake air from escaping to the downstream side of the filter element.
  • Air cleaner device 2 Intake duct 10
  • Filter element 20 Housing 21
  • Intake inlet 22 Intake outlet 23
  • Space 30 Collision separation wall 40

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Abstract

吸気された空気中の液体がフィルターエレメントの下流側に抜けることを防止可能なエアクリーナー装置。エアクリーナー装置は、内燃機関の吸気通路に設けられるエアクリーナー装置であって、吸気通路に吸気された空気に含まれる異物を除去するフィルターエレメントと、空気の吸気方向におけるフィルターエレメントの上流側において空気が衝突することにより空気中から液体が分離されるように、フィルターエレメントの表面上に設けられる衝突分離部と、を備える。

Description

エアクリーナー装置
　本開示は、エアクリーナー装置に関する。
　従来、車両（例えば、トラックやバス等）の内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン）の吸気通路に備えられる装置として、車外から吸気された空気（エア）に含まれる微細な異物（例えば、ごみや埃等）を、フィルターエレメント（例えば、濾紙）によって除去するエアクリーナー装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
　エアクリーナー装置は、吸気通路に吸気される空気中の異物を除去するフィルターエレメントと、フィルターエレメントを格納するハウジングとを備える。ハウジングは、ハウジング内に空気を取り入れる吸気入口部と、フィルターエレメントによって異物が除去された空気を内燃機関側へ排出する吸気出口部とを有する。
日本国特開２０１２－２０７５４０号公報
　しかしながら、従来のエアクリーナー装置は、吸気入口部から取り入れた空気中の異物をそのままフィルターエレメントで除去するように構成されている。そのため、取り入れた空気に液体（例えば、水分）が含まれている場合には、その液体がフィルターエレメントに直接掛かり、フィルターエレメントを容易に抜けて下流側（内燃機関）に流れてしまい、内燃機関を傷めてしまうおそれがあるという問題があった。
　本開示の目的は、吸気された空気中の液体がフィルターエレメントの下流側に抜けることを防止可能なエアクリーナー装置を提供することである。
　本開示に係るエアクリーナー装置は、
　内燃機関の吸気通路に設けられるエアクリーナー装置であって、
　前記吸気通路に吸気された空気に含まれる異物を除去するフィルターエレメントと、
　前記空気の吸気方向における前記フィルターエレメントの上流側において前記空気が衝突することにより前記空気中から液体が分離されるように、前記フィルターエレメントの表面上に設けられる衝突分離部と、
　を備える。
　本開示によれば、吸気された空気中の液体がフィルターエレメントの下流側に抜けることを防止できる。
図１は、本実施の形態におけるエアクリーナー装置の構成を示す断面図である。 図２は、本実施の形態におけるエアクリーナー装置の一部の構成を示す斜視図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態におけるエアクリーナー装置１の構成を示す断面図である。図２は、本実施の形態におけるエアクリーナー装置１の一部の構成を示す斜視図である。
　図１に示すように、エアクリーナー装置１は、車両（例えば、トラックやバス等）の内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン）の吸気通路に設けられ、ラジエーター（図示せず）の上方において吸気ダクト２に接続される。吸気ダクト２には、車両正面側に設けられた吸気口（図示せず）から車外の空気が吸気される。
　エアクリーナー装置１は、吸気ダクト２に吸気された空気（エア）に含まれる微細な異物（例えば、ごみや埃等）を除去するフィルターエレメント１０と、フィルターエレメント１０を格納するハウジング２０（本開示の「格納部」として機能）とを備える。
　フィルターエレメント１０は、図１の紙面垂直方向（図２の矢印Ａ方向）における奥行き側に口が開いたＵ字形状を有し、例えば布、紙、不織布などによるフィルター材を、連続的にジグザクをなすヒダ形状に形成したものである。
　ハウジング２０は、吸気ダクト２に吸気された空気をハウジング２０内に取り入れる吸気入口部２１と、フィルターエレメント１０によって異物が除去された空気を内燃機関側へ排出する吸気出口部２２とを有する。
　吸気出口部２２は、フィルターエレメント１０により上方および下方から挟まれて区画される空間２３に連通している。
　フィルターエレメント１０の表面（図１における左側表面）上には、空気の吸気方向におけるフィルターエレメント１０の上流側において空気が衝突することにより空気中から水分（液体）が分離されるように衝突分離壁３０（本開示の「衝突分離部」として機能）が設けられている。なお、フィルターエレメント１０および衝突分離壁３０は、一体に形成されても良いし、別体に形成されても良い。
　衝突分離壁３０は、例えば樹脂部材によって構成され、耐水性を有する壁面を備える。衝突分離壁３０の上下方向の長さは、フィルターエレメント１０の上下方向の長さと同じである。図１，２において、２点鎖線矢印は、吸気ダクト２に吸気された空気（水分を含む）の流れを示している。図１に示すように、ハウジング２０は、吸気入口部２１と衝突分離壁３０とが対面するようにフィルターエレメント１０を格納する。
　フィルターエレメント１０の上流側において空気と衝突分離壁３０とが衝突することにより空気中から水分が分離され、当該水分は衝突分離壁３０の壁面に沿って下方に落下する。図１，２において、点線矢印は、衝突分離壁３０と衝突した空気中から分離された水分の流れを示している。
　衝突分離壁３０が衝突することにより水分が分離された空気は、衝突分離壁３０の壁面に沿って上方および下方に流れ、その後、フィルターエレメント１０の上方および下方からフィルターエレメント１０内に進入する。すなわち、ハウジング２０は、水分が分離された空気がフィルターエレメント１０の上方および下方からフィルターエレメント１０内に進入するように、フィルターエレメント１０を格納する。本実施の形態では、衝突分離壁３０の壁面とフィルターエレメント１０のフィルター面とは、直角（９０度）を成している。なお、衝突分離壁３０が衝突することにより水分が分離された空気は、衝突分離壁３０の壁面に沿って上方または下方に流れ、その後、フィルターエレメント１０の上方または下方からフィルターエレメント１０内に進入しても良い。
　フィルターエレメント１０内に進入した空気は、微細な異物が除去された後、空間２３および吸気出口部２２を介して内燃機関側へ排出される。図１，２において、実線矢印は、水分が分離された空気の流れを示している。
　本実施の形態では、フィルターエレメント１０および衝突分離壁３０の下方に貯留部４０および排出弁５０が設けられている。
　貯留部４０は、衝突分離壁３０との衝突によって空気中から分離されて落下した水分を貯留する。図１に示すように、貯留部４０は、左側から右側に向かうにつれて、底面が少しずつ低くなるように構成されている。
　排出弁５０は、貯留部４０の底面のうち最も低い底面位置に設けられ、貯留部４０に貯留された水分をハウジング２０の外部に排出する。排出弁５０は、例えば、貯留部４０に貯留された水分の量が所定量未満である場合、閉状態に制御され、貯留部４０に貯留された水分の量が所定量以上である場合、開状態に制御される。これにより、貯留部４０に貯留された水分の量が多くなった場合に、当該水分が空気中に含まれてフィルターエレメント１０に進入（すなわち被水）することを防止することができる。
　以上詳しく説明したように、本実施の形態では、エアクリーナー装置１は、内燃機関の吸気通路に吸気された空気に含まれる異物を除去するフィルターエレメント１０と、空気の吸気方向におけるフィルターエレメント１０の上流側において空気が衝突することにより空気中から液体（水分）が分離されるように、フィルターエレメント１０の表面上に設けられる衝突分離壁３０（衝突分離部）とを備える。
　このように構成した本実施の形態によれば、ハウジング２０の吸気入口部２１から取り入れた空気に水分が含まれている場合でも、空気の吸気方向におけるフィルターエレメント１０の上流側において空気が衝突分離壁３０と衝突することにより空気中から水分が分離される。そのため、空気中に含まれる水分がフィルターエレメント１０を抜けて下流側（内燃機関）に流れること、ひいては内燃機関を傷めてしまうことを防止することができる。
　また、本実施の形態では、フィルターエレメント１０の表面上に衝突分離壁３０を設けるという簡易な構成で空気中から水分を分離することができる。そのため、例えばハウジング２０内にフィルターエレメント１０の被水防止用の構造を別途設ける場合と比べて、低コスト化、かつ、省スペース化を図ることができる。
　また、本実施の形態では、ハウジング２０は、吸気入口部２１と衝突分離壁３０とが対面するようにフィルターエレメント１０を格納する。この構成により、ハウジング２０の吸気入口部２１から取り入れた空気を確実に衝突分離壁３０に衝突させて当該空気中から水分を分離することができる。
　また、本実施の形態では、フィルターエレメント１０および衝突分離壁３０の下方には、空気中から分離されて落下した水分を貯留する貯留部４０が設けられる。この構成により、フィルターエレメント１０および衝突分離壁３０と離して、空気中から分離された水分を保存することができ、空気中から１度分離された水分が再び空気中に含まれてフィルターエレメント１０に進入（すなわち被水）することを防止することができる。
　また、本実施の形態では、エアクリーナー装置１は、貯留部４０に貯留された水分をエアクリーナー装置１の外部に排出する排出弁５０を備える。この構成により、例えば、貯留部４０に貯留された水分の量が所定量以上になった場合、開状態に制御して当該水分をハウジング２０の外部に排出することができる。そのため、貯留部４０に貯留された水分の量が多くなった場合に、当該水分が空気中に含まれてフィルターエレメント１０に進入（すなわち被水）することを防止することができる。
　なお、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　本出願は、２０１９年６月２８日付で出願された日本国特許出願（特願２０１９－１２１１２４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示は、吸気された空気中の液体がフィルターエレメントの下流側に抜けることを防止可能なエアクリーナー装置として有用である。
　１　エアクリーナー装置
　２　吸気ダクト
　１０　フィルターエレメント
　２０　ハウジング
　２１　吸気入口部
　２２　吸気出口部
　２３　空間
　３０　衝突分離壁
　４０　貯留部
　５０　排出弁
 

Claims (6)

  1. 　内燃機関の吸気通路に設けられるエアクリーナー装置であって、
    　前記吸気通路に吸気された空気に含まれる異物を除去するフィルターエレメントと、
    　前記空気の吸気方向における前記フィルターエレメントの上流側において前記空気が衝突することにより前記空気中から液体が分離されるように、前記フィルターエレメントの表面上に設けられる衝突分離部と、
    　を備えるエアクリーナー装置。
  2. 　前記フィルターエレメントを格納する格納部を備え、
    　前記格納部は、前記格納部内に前記空気を取り入れる吸気入口部を有し、前記吸気入口部と前記衝突分離部とが対面するように前記フィルターエレメントを格納する、
    　請求項１に記載のエアクリーナー装置。
  3. 　前記格納部は、前記水分が分離された前記空気が前記フィルターエレメントの上方および下方の少なくとも一方から前記フィルターエレメント内に進入するように、前記フィルターエレメントを格納する、
    　請求項２に記載のエアクリーナー装置。
  4. 　前記格納部は、前記空気中から分離された前記液体を貯留する貯留部を備える、
    　請求項２に記載のエアクリーナー装置。
  5. 　前記貯留部は、前記フィルターエレメントおよび前記衝突分離部の下方に設けられ、前記空気中から分離されて落下した前記液体を貯留する、
    　請求項４に記載のエアクリーナー装置。
  6. 　前記貯留部に貯留された前記液体を前記格納部の外部に排出する排出弁を備える、
    　請求項４に記載のエアクリーナー装置。
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