专利名称：旋风式空气清洁器组件的制作方法
旋风式空气清洁器组件
相关申请的交叉引用
本申请要求Ryan Sullivan和Gary Johnson于2007年10月29日提出的名为"旋风式空气清洁器组件(CYCLONIC AIR CLEANER ASSEMBLY)"的未决的美国专利申请61/000790的优先权，其所有内容通过参考纳入本文。
背景技术：
通常，旋风式空气清洁装置安装在引擎鼓风机壳体的外面，并通过各种连接装置和化油器联接。在空气入口通常需要防雨罩以防止雨水进入清洁装置，外置式清洁装置增加了整个引擎组件的体积。
图1是包含有空气清洁器组件的鼓风机壳体的顶部视图。图2是所述空气清洁器组件的前视图。图3是引擎组件的透视图。
图4是包含有空气清洁器组件的鼓风机壳体的分解图。图5是包含有空气清洁器组件的上过滤器壳体被移除后的鼓风机壳体的透视图。
图6是空气清洁器组件的底部视图。
图7是含有空气清洁器截面图的空气清洁器组件的透视图。图8是空气清洁器组件的透视断面图。
具体实施例方式
在对本发明的具体实施方式
做出详细说明之前，要申明下面的描述或附图的示意并不是将本发明的应用限制为所述细节结构和零件构造。本发明可以是其他的实施方式以及通过各种方法被实践或者被实行。也应当明
5白这里所用的措辞和术语是为了描述而不是为了限制。这里所使用的"包括"、"含有"或者"具有"以及各种类似的说法意味着包含有后面所列举的条目及其等同物以及额外的条目。除非特别地说明或者限定，"安装"、"连接"、"支撑"和"联接"以及类似说法都是泛指，并且包含直接或者间接的安装、连接、支撑和联接。另外，"连接"和"联接"并不被限制为物理上或者机械上的连接或联接。
图1和2示出了流经包含了空气清洁器组件20的鼓风机壳体10的空气流径，用箭头12表示。鼓风机壳体10还包括旋转过滤网14，其为本发明的空气清洁器组件提供第一空气入口。过滤网14以一种本领域技术人员公知的方式靠近冷却风扇16的进气口。所述空气入口设计能消除对防雨罩的需求，因为进气口不直接暴露在外部环境中。
进一步参考图1和2以及图4和5，空气清洁器组件20置于鼓风机壳体10内并包含入口通道22、空气过滤器入口 24、第一碎屑排出口 26、空气过滤元件29、碎屑套筒38、肘管48、下过滤器壳体40、上过滤器壳体46、涡巻42和第二碎屑排出口 32。
空气清洁器入口通道22设置成靠近冷却风扇16并从那里接收入口空气，这样至少一部分通过旋转过滤网14的空气通过入口通道22进入空气清洁器组件20。图6中空气清洁器组件20的底部视图示出了入口通道22的入口 56处于能从飞轮风扇16接收入口空气的位置。入口通道22中靠近空气过滤元件的第一轴向端34的孔形成空气过滤器入口 24，但是也可以是开槽或者挡板或者其他形式的开口。靠近空气过滤元件第二轴向端36的入口通道22的轴向端也具有开口，是第一碎屑排出口26。考虑到空间效率，圆柱状波纹过滤元件29是水平定位，但是也可以是垂直定位或者在其他方案中以任何其他的方位定位。过滤元件29的波纹没有在图中示出来。还可包含光学泡沫预过滤器，其是包围过滤元件29的泡沫圆柱状套筒。碎屑套筒38，图5中看的最清楚，是一个联接到邻近空气过滤器入口 24的空气过滤器第一轴向端34的圆柱状部件。在其他方案中，它可以部分是圆柱状，也就是说，是拱形部件。肘管48被设计成在过滤元件29和化油器入口 64之间形成的通道，从图7看得最清楚，并且其联接到套筒38的轴向端。在优选实施例中，肘管48 —般是L形的并且作为一个单件集成在套筒38上。但是，在其他方案中肘管48也可以是能将空气从空气过滤器出口 54引导到化油器入口 64的其他形状，并且也可以独立于套筒38单独形成。
图4画出了空气清洁器组件20的分解图。在优选实施例中，入口通道22作为单件集成在下过滤器壳体40上。在另一种方案中，入口通道22和下过滤器壳体40可以是单独的件。涡巻42,也是优选作为单件集成到下过滤器壳体40上，是在下过滤器壳体40的内表面上被设计成引导空气从过滤元件的第一轴向端34到第二轴向端36的壁。第二碎屑排出口 32位于所述第二轴向端36。在优选实施例中，第二碎屑排出口 32是被设计成装配有鸭嘴阀44的孔。夹条52和下过滤器壳体40联接保持过滤元件29的位置。在另一种方案中，可以用其他的紧固件，例如夹爪、螺纹件、压块、或者过滤元件29与下过滤器壳体40之间的卡扣件。在另一种方案中，在过滤元件29与下过滤器壳体40之间不需要紧固件。
图3示出了一种空冷内燃机30，包括鼓风机壳体10和空气清洁器组件20。所示的上过滤器壳体46是可移除盖的形式，具有快速拆卸紧固件66(所示的是指旋螺钉)，这样能容易接近空气过滤元件29进行检查和替换。鼓风机盖18上的紧固件凸起62对应快速拆卸紧固件66，如图4-6所示。上过滤器壳体46通过快速拆卸紧固件66和紧固件凸起62之间的机械连接可移除地紧固到鼓风机盖18上。
空气通过鼓风机壳体10和空气清洁器组件20的流动路径如图1， 2， 5和7中的箭头12和13所示。空气经过旋转过滤网14被飞轮风扇或其他冷却风扇16吸入鼓风机壳体10，产生位于空气过滤元件29上游的第一过滤源。该空气的至少一部分通过入口56进入入口通道22.。空气过滤元件29上游的第二过滤源由入口通道22提供。空气过滤器入口被设计成能使空气沿着基本上垂直于空气流过入口通道22的方向进入过滤器隔舱(由下、上过滤器壳体40， 46确定)。这样，防止较重的碎屑颗粒进入过滤器隔舱，因为它们被自身的动量驱使直接通过入口通道22。入口通道22末端的开口提供第一碎屑排出口26。
当空气沿着基本上垂直于入口通道22的方向经过空气过滤器入口 24进入过滤器隔舱时，首先遇到套筒38然后是涡巻42，涡巻促使空气和其他残余夹带碎屑的旋动。在其他方案中，套筒38可以具有槽或者翅或者其他可以促使空气旋动的装置，等效于涡巻42。空气和碎屑的旋动所产生的离 心力使得较重的颗粒(也就是碎屑)朝下、上过滤器壳体40， 46的内表面 移动。碎屑通常是旋风状或者螺旋状从第一轴向端34运动到第二轴向端36 。 在没有套筒38和涡巻42的情况下，进到空气过滤器入口 24的空气就径直 经过过滤元件29。所以，应当明白可能存在其他的套筒38和涡巻42的结 构，或者它们的组合防止空气在入口24附近流过过滤器。在没有能促使旋 动的元件、如套筒38和涡巻42的情况下，旋风过滤效果会打折扣，因为 作用于碎屑的离心力减小了。
碎屑通过邻近第二轴向端36的第二碎屑排出口 32排出空气清洁器组 件20。第二碎屑排出口 32优选安装有鸭嘴阀44。本领域技术人员可知， 鸭嘴阀是一种单向常闭阀，其在阀门的上下游之间存在正压差时才打开。 在其他方案中可以使用其他允许碎屑仅通向空气清洁器组件20外侧的单向 阀门。次优选地，第二碎屑排出口32可以具有双向阀门或者开口，但是这 样会使得空气夹带着额外的碎屑进入空气清洁器组件20。在碎屑排出空气 清洁器组件20期间，内燃机30产生的压力脉动导致鸭嘴阀44周期性地打 开。随着旋动产生的碎屑分离以及碎屑的排出，实现过滤的第三形式。
穿过过滤元件29的空气在图7中用箭头13表示。经过过滤的空气通 常轴向地从第二轴向端36流到第一轴向端34然后通过空气过滤器出口 54 排出空气过滤器。经过过滤的空气最终通过肘管48流到化油器入口 64。
图8是空气清洁器组件20和鼓风机壳体10的透视图，其中空气清洁 器组件20被垂直于其轴线剖开。该图也为空气过滤器出口 54提供了良好 视角。
如前所述的第一和第二上游过滤步骤的一个可预期的优点是延长了空 气过滤元件的寿命。在一般的旋风空气清洁器中，不能充分地防止草屑进 入系统。另外，由于其形状和大小，草屑不容易通过任何碎屑排出通道被 排出。结果，草屑往往是积蓄在空气过滤元件周围，制约了空气的旋动。 本发明通过旋转过滤网14提供了过滤元件29上游的第一步过滤，通过入 口通道22的方案提供了过滤元件29上游的第二步过滤。旋转过滤网14防 止大量的草屑和其他碎屑进入系统，入口通道22通过第一碎屑排出口 26 将任何穿过过滤网的碎屑排出。所以，防止草屑进入过滤器隔舱。第三步过滤通过空气旋动施加的离心力能消除绝大部分残留的碎屑，它们基本上
不含有草屑。最后，过滤元件29提供最后一步过滤。因为过滤器的寿命取 决于其中所捕获的碎屑的量，所以预期前面所述的三个过滤步骤能通过减 少过滤器中的碎屑量来延长过滤器的寿命。
本发明的另一个优点包括节约成本。因为空气清洁器组件20是鼓风机 壳体10的一部分，所以不需要单独的进气管或者通道。另外，没有额外的 支架、螺钉、或者用于将空气清洁器紧固到壳体上的其他紧固件。这些零 件的免除降低了发动机组件的整体成本。
将空气清洁器组件20作为鼓风机壳体10的一部分的另一个优点是发 动机组件的整体体积减小了。
虽然本发明参考具体实施方式
进行了描述，但是本领域技术人员应当 认识到在不脱离所要求保护主题的精神和范围的情况下可以进行形式上和 细节上的改变。例如，虽然所描述的不同实施例包括一个或者多个能产生 一种或者多种效用的特征，但是在已描述的实施例或者其他替换性实施例 中可以将所述特征和另一个互换或者可替换地与另一个组合。因为本发明 所披露的技术相对复杂，所以不是所有技术上的改变都是可预见的。参考 具体实施例所作的发明披露以及随后的权利要求的范围明显应当被尽可能 宽泛地限定。例如，除非特别说明，权利要求中所述的单个部件也可以包 含多个同样的部件。
权利要求
1. 一种装置，包括具有化油器的内燃机；通过过滤网引导空气以冷却内燃机的鼓风风扇；以及从鼓风风扇接收空气并且将空气向化油器引导的旋风式空气清洁器组件。
2. 如权利要求1所述的装置，其包括通道，其入口从鼓风风扇接收 空气，其出口排出碎屑，其中旋风式空气清洁器在所述入口和出口之间从 通道接收空气。
3. 如权利要求2所述的装置，其中所述通道沿第一方向从所述入口 延伸到所述出口 ，所述旋风式空气清洁器组件沿着基本上垂直于所述第一 方向的第二方向从所述通道接收空气。
4. 如权利要求1所述的装置，其中所述旋风式空气清洁器组件包括: 圆柱形过滤器；和一个或者多个能促使空气围绕着圆柱形过滤器螺旋流动的结构。
5. 如权利要求4所述的装置，其中所述旋风式空气清洁器组件从靠 近圆柱形过滤器第一端的鼓风风扇接收空气，所述装置还包括靠近圆柱形 过滤器的外周表面和圆柱形过滤器第二端的碎屑排出口。
6. 如权利要求5所述的装置，其还包括调节穿过碎屑排出口流动的单向阀。
7. 如权利要求6所述的装置，其中所述单向阀包括鸭嘴阀。
8. 如权利要求4所述的装置，其中一个或者多个结构包括涡巻。
9. 如权利要求8所述的装置，其中一个或者多个结构还包括沿着圆 柱形过滤器轴向长度延伸且定位在圆柱形过滤器和涡巻之间的套筒，以使 从鼓风风扇接收到的空气进入套筒和涡巻之间。
10. 如权利要求9所述的装置，还包括从圆柱形过滤器内部到化油器 的空气流动通道，其中所述空气流动通道与套筒一体为单个整体。
11. 如权利要求8所述的装置，还包括沿着圆柱形过滤器的外部延伸 的壳体，其中所述壳体与涡巻一体为单个整体。
12. —种方法，包括 用风扇通过过滤网吸空气；引导穿过过滤网的第一部分空气冷却内燃机；引导穿过过滤网的第二部分空气到达旋风式空气清洁器组件；以及 引导空气从旋风式空气清洁器组件到内燃机的化油器。
13. 如权利要求12所述的方法，还包括引导第二部分空气通过具有 第一碎屑排出口的通道的入口，其中所述第二部分空气在所述入口和出口之间进入旋风式空气清洁器组件。
14. 如权利要求13所述的方法，其中所述通道沿着第一方向从入口 延伸到出口，所述方法还包括引导第二部分空气沿基本上垂直于第一方向 的第二方向从所述通道进入旋风式空气清洁器组件。
15. 如权利要求13所述的方法，其中所述旋风式空气清洁器组件包 括过滤器，所述方法还包括引导第二部分空气螺旋地围绕过滤器。
16. 如权利要求15所述的方法，其中所述过滤器是圆柱形的，在过 滤器内过滤的空气被引到化油器。
17. 如权利要求15所述的方法，其中所述过滤器具有第一端和第二 端，所述第二部分空气靠近所述第一端进入旋风式空气清洁器组件，所述 方法还包括通过靠近所述第二端的第二碎屑排出口排出碎屑。
18. 如权利要求17所述的方法，还包括引导碎屑流出第二碎屑排出 口和单向阀。
19. 一种装置，包括 具有入口和出口的通道；旋风式空气清洁器组件，包括 具有第一端和第二端的圆柱形过滤器；围绕圆柱形过滤器延伸的壳体，具有靠近过滤器第一端的入口端，以 及通入所述入口和出口之间的通道的开口 ；一个或者多个被设计成能促使空气绕着圆柱形过滤器螺旋运动的结构；以及靠近过滤器第二端的碎屑排出口 。
20.如权利要求19所述的装置，还包括 内燃机；过滤网；被设计成将空气吸入通过过滤网并且流过内燃机以 及进一步被设计成将空气吸入通过过滤网并且穿过入口进入所述通道的鼓 风风扇。
全文摘要
一种用风扇将空气引导穿过过滤网冷却内燃机的装置和方法。一种旋风式空气清洁器组件从鼓风风扇接收空气然后引向化油器。
文档编号F02M35/024GK101457718SQ20081024708
公开日2009年6月17日 申请日期2008年10月29日 优先权日2007年10月29日
发明者G·S·约翰逊, R·A·沙利文 申请人:布里格斯斯特拉顿公司