氣體用過(guò)濾器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能降低在中空過(guò)濾器外周部、排出口附近流動(dòng)的氣體的流速分布的偏差，解決附著于過(guò)濾器殼體的內(nèi)壁的液體與氣體一起被排出的問(wèn)題，并且在車載布局上也具有自由度的氣體用過(guò)濾器裝置。該氣體用過(guò)濾器裝置在氣密形成的筒狀的過(guò)濾器殼體內(nèi)將中空過(guò)濾器配置成使其中心軸與所述過(guò)濾器殼體的中心軸大致重合，該中空過(guò)濾器的底部開(kāi)口、頂部封閉，此外，將來(lái)自所述過(guò)濾器殼體的底部的流入口的導(dǎo)入氣體引導(dǎo)至所述中空過(guò)濾器的中空部，使其經(jīng)由所述中空過(guò)濾器的外周與所述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁之間的空間，從所述過(guò)濾器殼體的頂部的排出口排出，整流板環(huán)繞連接于所述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁的所述過(guò)濾器的頂部與所述排出口之間。
【專利說(shuō)明】氣體用過(guò)濾器裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種例如與利用液化石油氣(LPG)、壓縮天然氣(CNG)等氣體燃料工作的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣側(cè)的燃料流路連接而使用的氣體用過(guò)濾器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在使用例如LPG、CNG等氣體燃料的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)中，已知有以下情況:由于因氣體燃料中霧狀含有的焦油、從軟管溶出的可塑劑而產(chǎn)生的油狀雜質(zhì)等燃料殘?jiān)?以下稱為“燃料殘?jiān)?流入下游側(cè)的噴射器，因此，會(huì)對(duì)噴射器功能產(chǎn)生較差影響。
[0003]因此，作為防止這種燃料殘?jiān)烊氚l(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的方法，已知如圖5所示通過(guò)在上述燃料流路的中途設(shè)置氣體用過(guò)濾器裝置40來(lái)防止上述燃料殘?jiān)烊雵娚淦?7、發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。
[0004]作為上述氣體用過(guò)濾器裝置，例如日本專利特開(kāi)平7 - 328364號(hào)公報(bào)所示，已知以下結(jié)構(gòu):包括與圓筒形狀的過(guò)濾器殼體的內(nèi)側(cè)相同的圓筒形狀的中空過(guò)濾器，在過(guò)濾器殼體的頂部包括流入口和排出口，從流入口進(jìn)入的氣體從過(guò)濾器殼體的內(nèi)側(cè)流過(guò)上述中空過(guò)濾器，在朝上述中空過(guò)濾器的外側(cè)空間流出之后，朝上述排出口排出。
[0005]另外，如日本專利特開(kāi)2011 - 245442號(hào)公報(bào)所示，已知以下結(jié)構(gòu):利用設(shè)于過(guò)濾器殼體內(nèi)的中空過(guò)濾器過(guò)濾從流入口流入過(guò)濾器殼體內(nèi)的氣體，并使在上述中空過(guò)濾器的內(nèi)側(cè)流過(guò)的氣體從排出口排出。
[0006]這樣，若對(duì)現(xiàn)有氣體用過(guò)濾器裝置中的從流入口到排出口為止的氣體的流動(dòng)方法進(jìn)行區(qū)分的話，則已知使氣體從圓筒形狀的中空過(guò)濾器的內(nèi)側(cè)朝外側(cè)流過(guò)的類型的裝置和與該裝置相反地使流入過(guò)濾器殼體的氣體從上述中空過(guò)濾器的外側(cè)朝內(nèi)側(cè)經(jīng)由過(guò)濾器流入并排出的類型這兩種類型。
[0007]此處，在例如后者類型的氣體用過(guò)濾器裝置即日本專利特開(kāi)2011 - 245442號(hào)公報(bào)中，作為使流入過(guò)濾器殼體內(nèi)的氣體高效地與上述中空過(guò)濾器接觸，并通過(guò)分離雜質(zhì)來(lái)延長(zhǎng)上述中空過(guò)濾器的壽命的氣體用過(guò)濾器裝置，已知設(shè)置有對(duì)流入流入口的氣體的流動(dòng)進(jìn)行控制的整流板、以能高效地使用上述中空過(guò)濾器對(duì)在過(guò)濾器殼體內(nèi)流動(dòng)的氣體補(bǔ)充的氣體用過(guò)濾器裝置。
[0008]在該氣體用過(guò)濾器裝置中，流過(guò)上述中空過(guò)濾器的氣體被設(shè)計(jì)成流向配置于上述中空過(guò)濾器的軸向一端的排出口，另外，排出口的直徑與中空過(guò)濾器的內(nèi)徑大致相同且其流路是直線的，因此，可認(rèn)為沒(méi)有流速分布紊亂這樣的阻礙，不會(huì)產(chǎn)生排出口側(cè)的流速分布偏差等問(wèn)題。
[0009]與此相對(duì)，在采用前者的氣體流動(dòng)方法的氣體用過(guò)濾器裝置的情況下，如圖3所示，排出口 24形成為偏心結(jié)構(gòu)，因此，上述中空過(guò)濾器3的過(guò)濾器外周部35、排出口 24附近的氣體的流速分布會(huì)產(chǎn)生偏差(導(dǎo)致中空過(guò)濾器3中流速較快的部分的補(bǔ)充效率降低)，從而形成在排出口 24附近即過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁21的氣體流速較快的部分處使附著于上述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁21的燃料殘?jiān)纫后w朝向排出口 24與氣體一起被排出的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的不良情況的原因。
[0010]對(duì)于該問(wèn)題，已知在例如日本專利特開(kāi)平7 - 328364號(hào)公報(bào)中設(shè)置使與排出口相連的前方的流路變細(xì)的連通孔的方法、如日本專利特開(kāi)2009 - 114996號(hào)公報(bào)中記載的那樣通過(guò)在中空過(guò)濾器與排出口之間設(shè)置規(guī)定長(zhǎng)度的空間使流速降低來(lái)減少流速分布偏差的影響等方法。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)平7 - 328364號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開(kāi)2009 - 114996號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)3:日本專利特開(kāi)2011 - 245442號(hào)公報(bào)
[0016]然而，在日本專利特開(kāi)平7 — 328364號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的不增大過(guò)濾器殼體的尺寸而采用將上述連通孔設(shè)于排出口的前方以形成對(duì)流入的氣體進(jìn)行引導(dǎo)的通路的方法中，考慮到在中空過(guò)濾器的外周部產(chǎn)生的流速分布的偏差較大，此外，考慮到排出口附近的流速分布不均勻，因此，存在導(dǎo)致中空過(guò)濾器的補(bǔ)充效率降低、并且附著于過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁的液體與排出的氣體一起流出這樣的問(wèn)題。
[0017]另外，如日本專利特開(kāi)2009 — 114996號(hào)公報(bào)所記載的那樣，在使中空過(guò)濾器與排出口的空間距離變長(zhǎng)的方法的情況下，可認(rèn)為對(duì)于流速分布的偏差降低存在一定的效果，但無(wú)法避免過(guò)濾器殼體的大型化，藉此，在實(shí)際將氣體用過(guò)濾器裝置搭載于安裝空間較小的汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)室等的情況下，存在其配置受到限制這樣的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此，本發(fā)明著眼于現(xiàn)有上述問(wèn)題而作，其技術(shù)問(wèn)題在于提供一種能降低在上述中空過(guò)濾器外周部、排出口附近流動(dòng)的氣體的流速分布的偏差，解決附著于過(guò)濾器殼體的內(nèi)壁的液體與氣體一起被排出的問(wèn)題，并且在車載布局上也具有自由度的氣體用過(guò)濾器裝置。
[0019]為解決上述技術(shù)問(wèn)題而作的本發(fā)明的氣體用過(guò)濾器裝置在氣密形成的筒狀的過(guò)濾器殼體內(nèi)將中空過(guò)濾器配置成使其中心軸與上述過(guò)濾器殼體的中心軸大致重合，該中空過(guò)濾器的底部開(kāi)口、頂部封閉，此外，將從設(shè)于上述過(guò)濾器殼體的底部的流入口流入的氣體導(dǎo)入上述中空過(guò)濾器的中空部(第一室)，使其經(jīng)由形成于上述中空過(guò)濾器的外周與上述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁之間的空間，從設(shè)于上述過(guò)濾器殼體的頂部的排出口排出，其特征是，在中央處形成有整流口的整流板環(huán)繞連接于上述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁的上述中空過(guò)濾器的頂部與上述排出口之間。
[0020]因此，在本發(fā)明即該氣體用過(guò)濾器裝置中，流過(guò)中空過(guò)濾器的氣體在被送入形成于上述過(guò)濾器外周與上述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁之間的空間(第二室)之后，朝排出口流動(dòng)。
[0021]此時(shí)，由于上述整流板環(huán)繞連接于上述中空過(guò)濾器的頂部與上述排出口之間的上述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁，因此能防止在上述中空過(guò)濾器外周部、上述過(guò)濾器殼體的內(nèi)壁面或排出口的附近產(chǎn)生的速度分布的偏差。
[0022]此外，在本發(fā)明中，上述過(guò)濾器殼體及上述中空過(guò)濾器均為圓筒形狀是較為理想的，另外，上述整流板的整流口以開(kāi)口面積比設(shè)于上述過(guò)濾器殼體的頂部的上述排出口的最小開(kāi)口面積大、且比上述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周截面積小的方式開(kāi)口，較為理想的是，以上述整流板的整流口的開(kāi)口面積比排出口的最小開(kāi)口面積的兩倍大、且比上述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周截面積小的方式開(kāi)口。
[0023]此外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述氣體用過(guò)濾器裝置由用于收納上述中空過(guò)濾器的過(guò)濾器殼體和位于上述頂部的沿大致橫向包括上述排出口的蓋體構(gòu)成。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，可提供一種能降低在上述中空過(guò)濾器外周部、過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁或排出口的附近產(chǎn)生的流速分布的偏差，且無(wú)論將排出口設(shè)置于上述過(guò)濾器殼體的頂部的哪個(gè)方向上都不會(huì)發(fā)生流速分布的偏差，具有朝車輛設(shè)置時(shí)的布局的自由度的氣體用過(guò)濾器裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明的氣體用過(guò)濾器裝置的縱剖圖。
[0026]圖2(a)是本發(fā)明的氣體用過(guò)濾器裝置的縱截面流速分布圖。
[0027]圖2(b)是從本發(fā)明的氣體用過(guò)濾器裝置拆下整流板23后的情況下的總截面流速分布圖。
[0028]圖2(c)是本發(fā)明的氣體用過(guò)濾器裝置的縱截面流速分布圖的整流板部分的局部放大圖。
[0029]圖3是現(xiàn)有氣體用過(guò)濾器裝置的縱剖圖。
[0030]圖4是現(xiàn)有氣體用過(guò)濾器裝置的縱截面流速分布的圖。
[0031]圖5是組裝于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)時(shí)的本發(fā)明的配置例圖。
[0032]圖6是本發(fā)明的氣體用過(guò)濾器裝置的排出口的布局位置示意圖。
[0033]符號(hào)說(shuō)明
[0034]I 氣體用過(guò)濾器裝置
[0035]2 過(guò)濾器殼體
[0036]20 周壁
[0037]21內(nèi)周壁
[0038]22 底部
[0039]23整流板
[0040]24 排出口
[0041]25 流入口
[0042]26 整流口
[0043]27 第二室
[0044]29 頂部
[0045]3 中空過(guò)濾器
[0046]30 內(nèi)筒
[0047]31 端板
[0048]32 第一室
[0049]33 底部
[0050]40氣體用過(guò)濾器裝置[0051]41調(diào)節(jié)器
[0052]42截止閥
[0053]43手動(dòng)閥
[0054]44冷卻水
[0055]45儲(chǔ)氣瓶
[0056]46節(jié)流室
[0057]47噴射器
【具體實(shí)施方式】
[0058]以下，參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0059]首先，對(duì)本實(shí)施方式的氣體用過(guò)濾器裝置的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0060]圖1示出了本實(shí)施方式即氣體用過(guò)濾器裝置的縱剖圖，氣體用過(guò)濾器裝置I通過(guò)使調(diào)節(jié)至規(guī)定壓力的LPG、CNG等氣體燃料流入，補(bǔ)充該氣體燃料中含有的燃料殘?jiān)允乖摎怏w燃料處于清凈的狀態(tài)，并送出至下游側(cè)的噴射器以供給至發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0061]該氣體用過(guò)濾器裝置I在氣密形成的筒狀的過(guò)濾器殼體2的內(nèi)部將中空過(guò)濾器3配置成其中心軸與上述過(guò)濾器殼體2的中心軸的位置重合，該中空過(guò)濾器3的底部33開(kāi)口并在頂部側(cè)堵住端板31。
[0062]從設(shè)于上述過(guò)濾器殼體2的底部22的流入口 25流入的氣體燃料被導(dǎo)入上述中空過(guò)濾器3的第一室。
[0063]接著，到達(dá)上述中空過(guò)濾器3的靠?jī)?nèi)筒30 —側(cè)的第一室32的氣體燃料流過(guò)上述中空過(guò)濾器3的過(guò)濾部而被過(guò)濾，并經(jīng)由形成于過(guò)濾器外周部35與上述過(guò)濾器殼體21之間的空間(第二室)27,從設(shè)于上述過(guò)濾器殼體2的蓋體29的排出口 24排出并朝噴射器(未圖示)輸送。
[0064]此處，在本實(shí)施方式的上述氣體用過(guò)濾器裝置I中，在中央處形成有整流口 26的整流板23在排出口 24前方的第二室27中環(huán)繞連接于上述過(guò)濾器殼體2的內(nèi)周壁21、即上述中空過(guò)濾器3的端板31與上述排出口 24之間，從而降低從中空過(guò)濾器3流出的氣體的流速分布的偏差，并防止燃料殘?jiān)鼜纳鲜雠懦隹?24與氣體一起流出。
[0065]接著，對(duì)構(gòu)成本實(shí)施方式的氣體用過(guò)濾器裝置的各部進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0066]首先，上述過(guò)濾器殼體2在圓筒形的筒部上設(shè)有將上述過(guò)濾器殼體2固定于車輛的固定部，作為過(guò)濾器殼體材料，由樹脂成形是較為理想的，但只要可保持氣密性、耐壓性，也可以使用其它材料，在本實(shí)施方式中，目前，采用具有在這種過(guò)濾器殼體中能使用的氣密性、耐壓性的功能性塑料。
[0067]另外，在本實(shí)施方式中，在有底筒狀的過(guò)濾器殼體2的頂部開(kāi)口覆蓋有沿橫向具有排出口 24的蓋體29。
[0068]該蓋體29是與上述過(guò)濾器殼體2嵌接的蓋體，在橫向上包括排出口 24，材質(zhì)是考慮了耐壓性、氣密性來(lái)選擇的，但在本實(shí)施方式中，使用與過(guò)濾器殼體2相同的材料來(lái)成形。
[0069]在此，在本實(shí)施方式中，作為蓋體29與過(guò)濾器殼體2的嵌接方法，使用了振動(dòng)焊接，但只要能保持氣密性和耐壓性，也可以采用根據(jù)所使用的材料等恰當(dāng)選擇出的其它方法。
[0070]另外，如圖6所示，無(wú)論排出口 24的方向在360度的哪個(gè)位置，不用考慮氣體的流速分布的影響就能設(shè)置蓋體29，因此，可一邊考慮安裝的車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)整體的布局等一邊進(jìn)行確定。
[0071]此外，本實(shí)施方式的整流板23是使用與過(guò)濾器殼體2、蓋體29相同的材料而成形的，并朝過(guò)濾器殼體2的內(nèi)周壁的上述規(guī)定位置環(huán)繞連接。
[0072]另外，該整流板23通常在拆下了蓋體29的狀態(tài)下被組裝。
[0073]另外，如圖2(C)所示，關(guān)于整流板23，位于上述整流板23的中央處的整流口 26的大小成為問(wèn)題。
[0074]整流口 26的開(kāi)口面積應(yīng)根據(jù)所使用(安裝)的氣體用過(guò)濾器裝置I的大小和用途來(lái)適當(dāng)調(diào)節(jié)，原則上整流口 26的大小越是變小，則整流效果就越增大，而另一方面，成為流路的壓力損失的原因。
[0075]因此，在本實(shí)施方式中，整流口 26被調(diào)節(jié)至能盡可能抑制壓力損失并能獲得整流效果的位置，為了確定詳細(xì)的整流口 26的大小，通過(guò)使用數(shù)值流體力學(xué)方法的計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行測(cè)量來(lái)加以調(diào)節(jié)。
[0076]由該結(jié)果可明確，在本實(shí)施方式中，圖2(c)中點(diǎn)劃線所示的具有直徑“A”的整流口的開(kāi)口面積至少處于圖2(c)中點(diǎn)劃線所示的具有直徑“B”的排出口 24的最小開(kāi)口面積的兩倍以上、且處于圖2(c)中點(diǎn)劃線所示的具有直徑“C”的上述過(guò)濾器殼體2的內(nèi)周截面積以下，這點(diǎn)由防止流速的偏差且防止壓力損失的目的來(lái)看也是較為理想的。
[0077]接著，將本實(shí)施方式的氣體用過(guò)濾器裝置的整流效果與不具有整流板的現(xiàn)有氣體用過(guò)濾器進(jìn)行比較。
[0078]圖4示出了使用現(xiàn)有氣體過(guò)濾器裝置的情況，發(fā)現(xiàn)從流入口 25朝中空過(guò)濾器內(nèi)部流動(dòng)的氣體的流速在第二室的過(guò)濾器殼體2的排出口 24的周邊部的尤其內(nèi)周壁21處具有流速加速的傾向。
[0079]因此，該內(nèi)周壁21的周邊的較快流速可認(rèn)為是將附著于內(nèi)周壁21的從中空過(guò)濾器3漏出的燃料殘?jiān)懦隹?24卷起的原因。
[0080]另外，在現(xiàn)有氣體用過(guò)濾器裝置中，由于流速分布顯示為云紋，因此，在也包括中空過(guò)濾器3的周邊、排出口周邊在內(nèi)的殼體整體上存在流速的偏差，可認(rèn)為流速差是導(dǎo)致中空過(guò)濾器3的補(bǔ)充效率降低的原因。
[0081]此外，作為本實(shí)施方式，圖2 (a)示出了將整流板23安裝于過(guò)濾器殼體2與蓋體29之間的氣體用過(guò)濾器裝置中的過(guò)濾器殼體2內(nèi)的流速分布，并與圖2(b)所示的除未安裝整流板23以外其它所有結(jié)構(gòu)均相同的氣體用過(guò)濾器裝置的過(guò)濾器殼體內(nèi)的流速分布進(jìn)行了比較。
[0082]其結(jié)果是，安裝有整流板23的本實(shí)施方式即氣體用過(guò)濾器裝置(圖2(a))的中空過(guò)濾器3的外周面的流速分布與未安裝整流板23的過(guò)濾器裝置(圖2(b))進(jìn)行比較，從中空過(guò)濾器3朝第二室27排出的氣體的流速分布在縱截面中大致均勻。
[0083]其結(jié)果是，消除了將上述流速分布的偏差作為原因的中空過(guò)濾器3的補(bǔ)充效率降低的情況，并且也消除了附著于過(guò)濾器殼體2的內(nèi)周壁21的燃料殘?jiān)c燃料的氣體一起排出至朝排出口 24流動(dòng)的氣體燃料的技術(shù)問(wèn)題。[0084]此外，流過(guò)整流板23的氣體的流速因上述整流板23的效果而穩(wěn)定，因此，無(wú)需考慮流速分布來(lái)確定氣體的排出方向，因此，如圖6所示，能根據(jù)與其它發(fā)動(dòng)機(jī)零件的布局的關(guān)系柔性地配置排出口 24的方向。
[0085]如上所述，本發(fā)明的氣體用過(guò)濾器裝置能降低在上述過(guò)濾器外周部、過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁或排出口的附近產(chǎn)生的流速分布的偏差，且能具有朝車輛設(shè)置時(shí)的布局的自由度。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體用過(guò)濾器裝置，在氣密形成的筒狀的過(guò)濾器殼體內(nèi)將中空過(guò)濾器配置成使其中心軸與所述過(guò)濾器殼體的中心軸大致重合，該中空過(guò)濾器的底部開(kāi)口、頂部封閉，此外，將從設(shè)于所述過(guò)濾器殼體的底部的流入口流入的氣體導(dǎo)入所述中空過(guò)濾器的中空部，使其經(jīng)由形成于所述中空過(guò)濾器的外周與所述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁之間的空間，從設(shè)于所述過(guò)濾器殼體的頂部的排出口排出，其特征在于， 在中央處形成有整流口的整流板環(huán)繞連接于所述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周壁的所述中空過(guò)濾器的頂部與所述排出口之間。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體用過(guò)濾器裝置，其特征在于， 所述過(guò)濾器殼體及中空過(guò)濾器均為圓筒形狀。
3.如權(quán)利要求1或2所述的氣體用過(guò)濾器裝置，其特征在于， 所述整流板的整流口的開(kāi)口面積比設(shè)于所述過(guò)濾器殼體的頂部的所述排出口的最小開(kāi)口面積大、且比所述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周截面積小。
4.如權(quán)利要求1或2所述的氣體用過(guò)濾器裝置，其特征在于， 所述整流板的整流口的開(kāi)口面積比所述排出口的最小開(kāi)口面積的兩倍大、且比所述過(guò)濾器殼體的內(nèi)周截面積小。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的氣體用過(guò)濾器裝置，其特征在于， 所述氣體用過(guò)濾器裝置是將用于收納所述中空過(guò)濾器的過(guò)濾器殼體和位于所述頂部的沿大致橫向包括所述排出口的蓋體氣密地嵌接的結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氣體用過(guò)濾器裝置，其特征在于， 能在周向上對(duì)安裝于所述過(guò)濾 器殼體的所述蓋體進(jìn)行自由定位。
【文檔編號(hào)】B01D46/24GK103657288SQ201210488047
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】巖崎真史, 寄田由佳, 川橫弘司, 古原嵩也, 福岡智昭, 黑澤貴嗣, 市川正, 前平圭功, 出原隆幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日氣, 東京濾器株式會(huì)社