JP7159142B2 - Fluid flow pipe - Google Patents
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Description
本発明は、流体流通管に関し、例えば、自動車用の燃料含有ガスなどの流体をエンジンに供給する流体流通管に関する。 FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to fluid flow conduits, for example fluid flow conduits for supplying fluids, such as fuel-containing gases for automobiles, to an engine.
従来、内燃機関に接続される吸気通路を備えた吸気装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この吸気装置は、吸気通路の上流側で湾曲した上流側湾曲部及び下流側で湾曲した下流側湾曲部を有する。そして、この吸気装置は、湾曲下流部の吸気通路の延びる方向と直交する断面において、下流側湾曲部における湾曲外側の吸気通路内面と湾曲内側の吸気通路内面との間の下流部第1間隔を吸気流れ方向に沿って徐々に小さくする。さらに、この吸気装置は、下流部第1間隔を有して対向する吸気通路内面に直交して対向する吸気通路内面間の下流部第2間隔を吸気流れ方向に沿って徐々に大きくする。これにより、特許文献1に記載の吸気装置によれば、吸気流の剥離を抑制して吸気通路の湾曲部における圧力損失を低減することが可能となる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an intake device having an intake passage connected to an internal combustion engine has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This intake device has an upstream curved portion curved on the upstream side of the intake passage and a downstream curved portion curved on the downstream side. In this intake device, in a cross section perpendicular to the extending direction of the intake passage in the curved downstream portion, the downstream portion first gap between the inner surface of the intake passage on the outer side of the curve and the inner surface of the intake passage on the inner side of the curve in the downstream curved portion. Gradually decrease along the inspiratory flow direction. Further, in this intake device, the downstream second interval between the intake passage inner surfaces facing each other perpendicularly to the opposing intake passage inner surfaces having the downstream first interval is gradually increased along the intake air flow direction. As a result, according to the intake device disclosed in Patent Document 1, it is possible to suppress the separation of the intake air flow and reduce the pressure loss in the curved portion of the intake passage.
ところで、従来の気体流通管においては、気体流通管の湾曲部を流れる際の流体の抵抗が増大する場合があった。 By the way, in the conventional gas circulation tube, the resistance of the fluid may increase when flowing through the curved portion of the gas circulation tube.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、内部を通過する流体の湾曲部に基づく抵抗増大を低減することができる流体流通管を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fluid flow pipe capable of reducing an increase in resistance due to a curved portion of a fluid passing through the pipe.
本発明の一態様に係る流体流通管は、流体が流通する空間を有する流体流通管であって、曲率が連続的に変化する緩和曲線に沿って湾曲する湾曲部を有することを特徴とする。 A fluid circulation tube according to an aspect of the present invention is a fluid circulation tube having a space through which a fluid flows, and is characterized by having a curved portion that curves along a transition curve whose curvature continuously changes.
この態様によれば、流体流通管は、流体が流通する湾曲部の曲率が緩和曲線によって連続的に変化し、内部を通過する気体などの流体が湾曲部を通過する際の流体の進路の急激な変化を緩和するので、内部を通過する流体の湾曲部に基づく抵抗増大を低減することができる。 According to this aspect, in the fluid flow tube, the curvature of the curved portion through which the fluid flows continuously changes according to the relaxation curve, and the path of the fluid, such as gas, passing through the inside of the tube changes rapidly when the fluid passes through the curved portion. Therefore, it is possible to reduce the resistance increase due to the curved portion of the fluid passing through the interior.
本発明の一態様に係る流体流通管においては、前記湾曲部は、前記流体の流通方向に沿って前記緩和曲線の曲率が連続的に減少してもよい。これにより、流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。 In the fluid circulation pipe according to the aspect of the present invention, the curved portion may have a curvature of the transition curve that decreases continuously along the direction of circulation of the fluid. Thereby, the fluid circulation tube can further prevent an increase in the resistance of the fluid passing through the inside of the curved portion. For example, when the fluid is gas, it is also possible to prevent the rebounding of the fluid due to the curved portion in the fluid flow pipe and to prevent adverse effects on the acoustic effect due to the rebound of the fluid flowing through the fluid flow pipe. becomes.
本発明の一態様に係る流体流通管においては、前記湾曲部は、前記流体の流通方向に沿って前記緩和曲線の曲率が連続的に増加してもよい。これにより、流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管は、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。 In the fluid circulation pipe according to the aspect of the present invention, the curved portion may have a curvature of the transition curve that increases continuously along the direction of circulation of the fluid. Thereby, the fluid circulation tube can further prevent an increase in the resistance of the fluid passing through the inside of the curved portion. For example, when the fluid is gas or the like, the fluid flow pipe prevents the fluid from rebounding due to the curved portion in the fluid flow pipe and adversely affects the acoustic effect due to the rebound of the fluid flowing through the fluid flow pipe. can also be prevented.
本発明の一態様に係る流体流通管においては、前記湾曲部は、所定箇所まで前記流体の流通方向に曲率が連続的に減少する緩和曲線に沿って湾曲する第1湾曲部と、前記所定箇所まで前記流体の流通方向に曲率が連続的に増加する緩和曲線に沿って湾曲する第2湾曲部と、を有していてもよい。これにより、流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管は、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。 In the fluid flow pipe according to an aspect of the present invention, the curved portion includes a first curved portion that curves along a relaxation curve whose curvature continuously decreases in the direction of flow of the fluid up to a predetermined location; and a second curved portion that curves along a transition curve whose curvature continuously increases in the direction of flow of the fluid. Thereby, the fluid circulation tube can further prevent an increase in the resistance of the fluid passing through the inside of the curved portion. For example, when the fluid is gas or the like, the fluid flow pipe prevents the fluid from rebounding due to the curved portion in the fluid flow pipe and adversely affects the acoustic effect due to the rebound of the fluid flowing through the fluid flow pipe. can also be prevented.
本発明の一態様に係る流体流通管においては、前記緩和曲線は、クロソイド曲線であってもよい。これにより、流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管は、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。 In the fluid flow tube according to one aspect of the present invention, the transition curve may be a clothoid curve. Thereby, the fluid circulation tube can further prevent an increase in the resistance of the fluid passing through the inside of the curved portion. For example, when the fluid is gas or the like, the fluid flow pipe prevents the fluid from rebounding due to the curved portion in the fluid flow pipe and adversely affects the acoustic effect due to the rebound of the fluid flowing through the fluid flow pipe. can also be prevented.
本発明の一態様に係る流体流通管においては、前記流体は、気体であってもよい。流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管は、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。 In the fluid flow tube according to one aspect of the present invention, the fluid may be gas. The fluid flow tube can further prevent an increase in resistance of the fluid passing through the curved portion. For example, when the fluid is gas or the like, the fluid flow pipe prevents the fluid from rebounding due to the curved portion in the fluid flow pipe and adversely affects the acoustic effect due to the rebound of the fluid flowing through the fluid flow pipe. can also be prevented.
本発明の一態様に係る流体流通管においては、吸気管であってもよい。これにより、流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管は、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。 The fluid flow pipe according to one aspect of the present invention may be an intake pipe. Thereby, the fluid circulation tube can further prevent an increase in the resistance of the fluid passing through the inside of the curved portion. For example, when the fluid is gas or the like, the fluid flow pipe prevents the fluid from rebounding due to the curved portion in the fluid flow pipe and adversely affects the acoustic effect due to the rebound of the fluid flowing through the fluid flow pipe. can also be prevented.
本発明の一態様に係る流体流通管においては、自動車用であってもよい。これにより、流体流通管は、自動車用の流体流通管内であるインテークマニホールド及びエキゾーストマニホールドなどの各種流体流通管における湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大を効果的に防ぐことが可能となる。 The fluid circulation pipe according to one aspect of the present invention may be for automobiles. As a result, the fluid circulation pipe can effectively prevent an increase in the resistance of the fluid passing through the curved portion in various fluid circulation pipes such as an intake manifold and an exhaust manifold in the fluid circulation pipe for automobiles.
本発明の一態様に係る流体流通管においては、インテークマニホールドであってもよい。これにより、流体流通管は、自動車用の流体流通管内であるインテークマニホールドの湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大を効果的に防ぐことが可能となる。 The fluid flow pipe according to one aspect of the present invention may be an intake manifold. As a result, the fluid circulation pipe can effectively prevent an increase in the resistance of the fluid passing through the curved portion of the intake manifold inside the fluid circulation pipe for automobiles.
本発明によれば、内部を通過する流体の湾曲部に基づく抵抗増大を低減することができる流体流通管を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fluid circulation pipe which can reduce the resistance increase based on the curved part of the fluid which passes through an inside is realizable.
まず、図1A及び図1Bを参照して、緩和曲線を用いた湾曲部の概念について説明する。図1A及び図1Bは、緩和曲線を用いた湾曲部の概念の説明図である。なお、図1A及び図1Bにおいては、自動車用道路101の直線部101Aを走行する自動車102が、カーブとなる湾曲部としての曲線部101B及び101Cを通過する例について示している。また、図1Aにおいては、自動車道路101の曲線部101Bを一定の曲率Rで設けた場合について示し、図1Bにおいては、自動車道路101の曲線部101Cの曲率RAを緩和曲線の一例としてのクロソイド曲線に沿った曲線として設けた例を示している。
First, with reference to FIGS. 1A and 1B, the concept of a curved portion using transition curves will be described. FIG. 1A and FIG. 1B are explanatory diagrams of the concept of a curved portion using relaxation curves. 1A and 1B show an example in which a
図1Aに示すように、自動車道路101における曲線部101Bの曲率Rが一定に設けられた場合には、自動車102が直線部101Aから曲線部101Bに進入する際に、直線部101Aの進行時からハンドル103を一方向に一気に回転させる必要がある(図1Aの矢印A1参照)。そして、曲線部101B内では、自動車102は、ハンドル103の操作を停止して、ハンドル103の回転角度を一定に保持した後、曲線部101Bの終わりの部分でハンドル103を一気に戻す操作を行う必要がある(図1Aの矢印A2参照)。このように、曲線部101Bの曲率Rを一定に設けた場合には、自動車102は、曲線部101Bの入口近傍及び出口近傍で急なハンドル操作を行う必要がある。このような急なハンドル操作を行うと自動車102の幅方向などの加速度変化が大きくなり、乗り心地が悪化することがある。
As shown in FIG. 1A, when the curvature R of the
これに対して、図1Bに示すように、自動車道路101の曲線部101Cがクロソイド曲線などの緩和曲線に従った曲率RAを有する場合には、自動車道路101の曲線部101Cは、曲線部101Cの一端側から他端側に向けて曲率RAが連続的に変化する。そのため、自動車102は、直進時から曲線部101Cの最も曲率RAの極大部101Dに向けて徐々にハンドル103を回してゆき、極大部101Dから直線部101Aに向けて徐々にハンドル103を戻す操作をする必要がある(図1Bの矢印A3及び矢印A4参照)。この結果、自動車102は、ハンドル103の操作を曲線部101Cの入口から出口に向けて連続的に変化し、急なハンドル103の操作を行うことなく曲線部101Cを通過することが可能となる。
On the other hand, as shown in FIG. 1B, when the
このように、緩和曲線を活用した曲率RAに沿った曲線部101Cを設けると、緩和曲線に沿って移動する物質の移動の変化を、曲線部101Bの曲率Rを一定に設けた場合と比較して異ならせることが可能となる。本発明者は、上記現象に着眼し、流体が流れる流体流通管の湾曲部を、このような緩和曲線に沿った形状とすることにより、流体流通管の内部を通過する流体の湾曲部での抵抗増大を低減することができることを着想し、本願発明を完成するに至った。
Thus, when the
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施可能である。また、以下の実施の形態は、適宜組み合わせて実施可能である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications. In addition, the following embodiments can be implemented in combination as appropriate.
図2は、本発明の実施の形態に係る流体流通管の一例を示す模式図であり、図3は、一般的な流体流通管の一例を示す模式図である。なお、以下の実施の形態においては、流体流通管の一例として、気体Aを流通する気体流通管について説明する。 FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a fluid circulation tube according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a general fluid circulation tube. In addition, in the following embodiments, a gas flow pipe through which the gas A flows will be described as an example of the fluid flow pipe.
図2に示すように、本実施の形態に係る気体流通管1は、例えば、自動車などのインテークマニホールドとして用いられるものである。気体流通管1は、外部の気体Aを気体流通管1内に導入する気体導入部10に接続される。気体Aとしては、空気及び燃料含有ガスなどが挙げられる。気体流通管1は、気体導入部10に接続された第1直線部11Aと、第1直線部11Aから延びる第1湾曲部11Bと、第1湾曲部11Bから延びる第2直線部11Cと、第2直線部11Cから延びる第2湾曲部11Dと、第2湾曲部11Dから延びる第3直線部11Eとを有する。
As shown in FIG. 2, the gas flow pipe 1 according to the present embodiment is used, for example, as an intake manifold for automobiles. The gas circulation pipe 1 is connected to a
気体導入部10は、例えば、エアクリーナーなどの大気中の粉塵を濾過する機能を有するものである。なお、気体導入部10は、気体流通管1の内部に気体Aを導入できるものであれば構成は適宜変更可能であり、例えば、必ずしも粉塵の濾過機能を有するものでなくともよい。
The
気体流通管1は、気体導入部10から導入された気体Aを、気体Aの流通方向の上流側である第1直線部11A、第1湾曲部11B、第2直線部11C、第2湾曲部11D及び第3直線部11Eの順に流通して後段に設けられたエンジンなどに供給するものである。第1直線部11A、第1湾曲部11B、第2直線部11C、第2湾曲部11D及び第3直線部11Eは、所定の内径を有する管状部材である。なお、第1直線部11A、第1湾曲部11B、第2直線部11C、第2湾曲部11D及び第3直線部11Eは、必ずしも同一の内径を有する必要はなく、異なる内径を有するものであってもよい。また、第1直線部11A、第2直線部11C及び第3直線部11Eは、必ずしも直線に設けられている必要はなく、所定の曲率を有して湾曲していてもよい。また、第1湾曲部11B及び第2湾曲部11Dとは、気体Aが曲がる流路の中心部である。なお、第1湾曲部11B及び第2湾曲部11Dは、気体流通管1が湾曲した部分の内側部分であってもよく、外側部分であってもよい。
The gas flow pipe 1 passes the gas A introduced from the
第1直線部11Aは、気体導入部10から導入された気体Aを第1湾曲部11Bに供給する。第1湾曲部11Bは、緩和曲線に従った、連続して変化する曲率RA1を有して湾曲する。第1湾曲部11Bは、例えば、気体Aの流通方向における上流側から下流側に沿った第1直線部11A側から第2直線部11C側に連続的に曲率RA1が増大して湾曲する。ここでの流通方向とは、例えば、第1直線部11Aから第1湾曲部11Bを通過して第2直線部11Cに気体Aが流れる方向である。これにより、第1湾曲部11Bを流通する気体Aは、上述した図1Aに示した例と同様に、第1直線部11A側から第2直線部11Cに向けて連続的に進路が変化する。この結果、図1Aに示した例と同様の原理で、第1湾曲部11Bを通過する気体Aの進路の急激な変化の抑制が可能となり、気体Aが第1湾曲部11Bを通過する際の抵抗を削減することができる。
The first
第2直線部11Cは、第1湾曲部11Bから供給された気体Aを第2湾曲部11Dに供給する。第2湾曲部11Dは、緩和曲線に従った、連続して変化する曲率RA2を有して湾曲する。第2湾曲11Dは、例えば、気体Aの流通方向における上流側から下流側に沿った第2直線部11C側から第3直線部11E側に曲率RA2が連続的に増加して湾曲する。ここでの流通方向とは、例えば、第2直線部11Cから第2湾曲部11Dを通過して第3直線部11Eに気体Aが流れる方向である。これにより、第2湾曲部11Dを流通する気体Aは、上述した図1Aに示した例と同様に、第2直線部11C側から第3直線部11Eに向けて連続的に進路が変化する。この結果、図1Aに示した例と同様の原理で、第2湾曲部11Dを通過する気体Aの進路の急激な変化の抑制が可能となり、気体Aが第2湾曲部11Dを通過する際の抵抗増大をより一層削減することができる。第3直線部11Eは、第2湾曲部11Dから供給された気体Aを後段に設けられたエンジン(不図示)などに供給する。
The second
これに対し、図3に示すように、一般的な気体流通管2は、図3に示した気体流通管1と同様に、気体導入部10から導入された気体Aを、気体Aの流れ方向の上流側である第1直線部21A、第1湾曲部21B、第2直線部21C、第2湾曲部21D及び第3直線部21Eの順に流通して後段に設けられたエンジンなどに供給する。第1直線部21A、第2直線部21C及び第3直線部21Eの構成は、図2に示した例と同様である。第1湾曲部21Bは、第1直線部21A側から第2直線部21C側に向けて一定の曲率Rを有する。この曲率Rは、第1直線部21A側から第2直線部21Cに向けて一定である。また、第2湾曲部21Dは、第2直線部21C側から第3直線部21E側に向けて一定の曲率Rを有する。この曲率Rは、第2直線部21C側から第3直線部21Eに向けて一定である。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the general gas circulation pipe 2, like the gas circulation pipe 1 shown in FIG. The first
このような気体流通管2においては、第1直線部21Aから流れる気体が、第1湾曲部21Bを流通する際に、第1湾曲部21Bの曲率R1に応じて、急激に進路が変化し、所定の進路を保った後に、再度急激に進路が変化して第2直線部21Cに流れる。そして、第2直線部21Cから流れる気体Aが、第2湾曲部21Dを流通する際に、第2湾曲部21Dの曲率Rに応じて、急激に進路が変化し、所定の進路を保った後に、再度急激に進路が変化して第2直線部21Eに流れる。
In such a gas flow tube 2, when the gas flowing from the first
このように、一般的な気体流通管2においては、第1湾曲部21B及び第2湾曲部21Dなどを流れる気体Aの進路が急激に変化する。この結果、図1Bに示した例と同様の原理で、第1湾曲部21B及び第2湾曲部21Dを通過する気体Aの進路が急激に変化して、第1湾曲部21B及び第2湾曲部21Dを通過する際の抵抗を削減することができる。
As described above, in the general gas flow tube 2, the path of the gas A flowing through the first
以上説明したように、上記実施の形態によれば、気体流通管1は、気体Aが流通する第1湾曲部11B及び第2湾曲部11Dの曲率がクロソイド曲線などの緩和曲線によって連続的に変化する。そして、気体流通管1は、内部を通過する気体Aなどの流体が第1湾曲部11B及び第2湾曲部11Dを通過する際の気体Aの進路の急激な変化を緩和するので、内部を通過する流体の湾曲部に基づく抵抗増大を低減することができる。また、気体流通管1は、管径を変更することなく、気体Aの抵抗増大を低減することができるので、流体流通管内での第1湾曲部11B及び第2湾曲部11Dに基づく流体の跳ね返りを防止することができる。これにより、気体流通管1は、例えば、気体流通管1内部を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。特に、従来の気体流通管では気体流通管の配置及び形状が制限される自動車のエンジンルーム内では、燃料含有ガスなどが内部を流れる場合であっても、気体流通管の湾曲部の曲率を必ずしも最適な範囲とできない場合があった。これに対して、気体流通管1によれば、曲率が連続的に変化する緩和曲線に沿って湾曲する湾曲部を設けるので、燃料含有ガスが湾曲部を通過する際の気体流通管の湾曲部での燃料含有ガスの抵抗が増大する問題を解消することもできる。そして、気体流通管1は、管径を変更することなく、流体の抵抗増大を低減することができるので、気体流通管1内での第1湾曲部11B及び第2湾曲部11Dに基づく気体Aなどの流体の跳ね返りを防止することができる。これにより、気体流通管1は、例えば、気体流通管1を流通する気体Aなどの流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。
As described above, according to the above-described embodiment, the gas flow pipe 1 has the curvatures of the first
なお、上述した実施の形態においては、流体としての気体Aを流通する気体流通管1を用いた例について説明するが、この構成に限定されない。流体としては、気体Aに限定されず、液体などの各種流動性を有する物質であれば適宜適用可能である。 In addition, in the above-described embodiment, an example using the gas circulation pipe 1 for circulating the gas A as the fluid will be described, but the configuration is not limited to this. The fluid is not limited to the gas A, and any fluid substance such as a liquid can be applied as appropriate.
また、上述した実施の形態においては、緩和曲線としてクロソイド曲線を用いる例について説明したが、緩和曲線としては、クロソイド曲線以外を用いることも可能である。緩和曲線としては、各種緩和曲線を適用可能である。この場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果を得ることが可能となる。 Moreover, in the above-described embodiment, an example of using a clothoid curve as a transition curve has been described, but it is also possible to use a transition curve other than a clothoid curve. Various relaxation curves can be applied as the relaxation curve. Even in this case, it is possible to obtain the same effect as the above-described embodiment.
さらに、上述した実施の形態においては、気体流通管1が第1湾曲部11B及び第2湾曲部11Dを備える例について説明したが、この構成に限定されない。気体流通管は、1つの湾曲部を備えていてもよい。
Furthermore, in the embodiment described above, an example in which the gas flow pipe 1 includes the first
また、上述した実施の形態においては、気体Aの流通方向の上流側から下流側に向けて第1湾曲部11B及び第2湾曲部11Dの曲率が増大する例について説明したが、第1湾曲部11B及び第2湾曲部11Dの曲率は、この構成に限定されない。第1湾曲部11B及び第2湾曲部11Dの曲率は、連続的に変化するものであればよく、例えば、気体流通管1の内部を流通する流体に応じて、流体の流通方向の上流側から下流側に向けて曲率が減少するものであってもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the curvatures of the first
また、上述した実施の形態においては、気体流通管1は、エンジンなどの内燃機関に燃料含有気体を供給するインテークマニホールドなどの吸気管だけでなく、エキゾーストマニホールドなどの燃料排ガスの気体排気管などの各種気体流通管に用いることも可能である。 In the above-described embodiment, the gas flow pipe 1 is not only an intake pipe such as an intake manifold that supplies fuel-containing gas to an internal combustion engine such as an engine, but also a gas exhaust pipe for fuel exhaust gas such as an exhaust manifold. It can also be used for various gas flow pipes.
(実施例)
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例及び比較例によって何ら制限されるものではない。
(Example)
EXAMPLES Next, examples carried out to clarify the effects of the present invention will be described. The present invention is in no way limited by the following examples and comparative examples.
本発明者は、上述した気体流通管による通気抵抗改善効果の確認のために、上述した実施の形態に係る図2に示した気体流通管及び図3に係る一般的な気体流通管を用いたシミュレーション試験を実施した。以下、本発明者が調べた内容について説明する。 The present inventors used the gas circulation pipe shown in FIG. 2 according to the above-described embodiment and the general gas circulation pipe shown in FIG. A simulation test was performed. The details of the research conducted by the inventors will be described below.
図4は、本発明の実施例に係る気体流通管の模式図であり、図5は、本発明の比較例に係る気体流通管の模式図である。なお、図4に示す気体流通管3の構成は、上述した図2に示した気体流通管1の構成に対応するものであり、図5に示す気体流通管4の構成は、上述した気体流通管2の構成に対応するものである。
FIG. 4 is a schematic diagram of a gas circulation tube according to an example of the present invention, and FIG. 5 is a schematic diagram of a gas circulation tube according to a comparative example of the invention. The configuration of the
図4に示すように、本実施例に係る気体流通管4においては、第1湾曲部31A及び第2湾曲部31Bの曲率が連続的に変化するので、第1湾曲部31A及び第2湾曲部31B内に変曲点が生じることがない。これにより、気体流通管3では、空気導入部32から取り入れた空気によって生じる圧力発生点P1が湾曲部31Aの後半部分となる。これにより、気体導入部32から導入された空気が気体流通管3から排出されるまでの通気抵抗を低減することが可能となる。
As shown in FIG. 4, in the
これに対して、比較例に係る気体流通管4においては、第1湾曲部41A及び第2湾曲部41Bの曲率が一定しているので、第1湾曲部41A内及び第2湾曲部41Bに変曲点が生じることがない。これにより、気体流通管4では、空気導入部42から取り入れた空気によって生じる圧力発生点P2が、上述した実施例に係る圧力発生点P1と比較して第1湾曲部51Aの前半部分となる。これにより、気体導入部42から導入された空気が気体流通管4から排出されるまでの通気抵抗が低減することが大幅に増大する。この結果、上記実施例に係る気体流通管3によれば、気体流通管3内を流れる気体の通気抵抗が、比較例に係る気体流通管4と比較して、1.45%も改善することが可能となった。
On the other hand, in the
図6は、図2において第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dをそれぞれクロソイド曲線として気体流通管1に2.5m3/minの流速でエアを導入したとき、及び図3において第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dをそれぞれ円弧に形成して気体流通管2に2.5m3/minの流速でエアを導入したときの、管の曲げ径と圧力損失との関係の解析結果を示した図である。図6では、第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dの中心におけるクロソイド曲線の最小径が第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dの中心における半径と同等なときを比較している。
FIG. 6 shows a case where the first
図7は、図2において第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径30mmのクロソイド曲線に形成して気体流通管1に2.5m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 7 shows the results when the first
図8は、図2において第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径45mmのクロソイド曲線に形成して気体流通管1に2.5m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 8 shows the results when the first
図9は、図2において第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径65mmのクロソイド曲線に形成して気体流通管1に2.5m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 9 shows the results when the first
図10は、図3において第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径30mmの円弧に形成して気体流通管2に2.5m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 10 shows the results at each position when the first
図11は、図3において第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径45mmの円弧に形成して気体流通管2に2.5m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 11 shows the results at each position when the first
図12は、図3において第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径65mmの円弧に形成して気体流通管2に2.5m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 12 shows the results at each position when the first
図6に示すように、第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径30mmのクロソイド曲線に形成したときは、第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径30mmの円弧に形成したときよりも、圧力損失を9.1%低減することができた。また、第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径45mmのクロソイド曲線に形成したときは、第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径45mmmの円弧に形成したときよりも、圧力損失を10.8%低減することができた。また、第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径65mmのクロソイド曲線に形成したときは、第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径65mmの円弧に形成したときよりも、圧力損失を13.0%低減することができた。
As shown in FIG. 6, when the first
以上のように比較的低い流量において、第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dをクロソイド曲線に形成した方が、第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを円弧に形成したときよりも圧力損失を低減できることが確認できた。
As described above, at a relatively low flow rate, the first
図13は、図2において第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dをそれぞれクロソイド曲線として気体流通管1に4.0m3/minの流速でエアを導入したとき、及び図3において第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dをそれぞれ円弧に形成して気体流通管2に4.0m3/minの流速でエアを導入したときの、管の曲げ径と圧力損失との関係の解析結果を示した図である。図13においても、第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dの中心におけるクロソイド曲線の最小径が第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dの中心における半径と同等なときを比較している。
FIG. 13 shows a case where the first
図14は、図2において第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径30mmのクロソイド曲線に形成して気体流通管1に4.0m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 14 shows the results when the first
図15は、図2において第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径45mmのクロソイド曲線に形成して気体流通管1に4.0m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 15 shows the results when the first
図16は、図2において第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径65mmのクロソイド曲線に形成して気体流通管1に4.0m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 16 shows the results when the first
図17は、図3において第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径30mmの円弧に形成して気体流通管2に4.0m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 17 shows the results at each position when the first
図18は、図3において第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径45mmの円弧に形成して気体流通管2に4.0m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 18 shows the results at each position when the first
図19は、図3において第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径65mmの円弧に形成して気体流通管2に4.0m3/minの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
FIG. 19 shows the results at each position when the first
図13に示すように、第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径30mmのクロソイド曲線に形成したときは、第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径30mmの円弧に形成したときよりも、圧力損失を11.2%低減することができた。また、第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径45mmのクロソイド曲線に形成したときは、第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径45mmmの円弧に形成したときよりも、圧力損失を10.5%低減することができた。また、第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dを最小径65mmのクロソイド曲線に形成したときは、第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを径65mmの円弧に形成したときよりも、圧力損失を13.5%低減することができた。
As shown in FIG. 13, when the first
以上のように比較的高い流量においても、第1湾曲部11B、第2湾曲部11Dをクロソイド曲線に形成した方が、第1湾曲部21B、第2湾曲部21Dを円弧に形成したときよりも圧力損失を低減できることが確認できた。
Even at a relatively high flow rate as described above, forming the first
1,2,3,4 気体流通管
10 気体導入部
11A,21A 第1直線部
11B,21B,31A,41A 第1湾曲部
11C,21C 第2直線部
11D,21D,31B,41B 第2湾曲部
11E,21E 第3直線部
101自動車道路
101A 直線部
101B,101C 曲線部
101D 極大部
102 自動車
103 ハンドル
R,RA,RA1,RA2 曲率
1, 2, 3, 4
Claims (1)
前記第1湾曲部は、前記流体の流通方向に曲率が連続的に減少するクロソイド曲線に沿って中心が湾曲し、
前記第2湾曲部は、前記流体の流通方向に曲率が連続的に増加するクロソイド曲線に沿って中心が湾曲することを特徴とする、自動車用のインテークマニホールド。
It has a first curved portion, a straight portion extending from the first curved portion, and a second curved portion extending from the straight portion along the flow direction of the fluid, and the first curved portion and the straight portion , and the second curved portion have the same diameter,
the first curved portion curves at its center along a clothoid curve whose curvature continuously decreases in the direction of flow of the fluid;
The intake manifold for an automobile, wherein the second curved portion curves at its center along a clothoid curve whose curvature continuously increases in the flow direction of the fluid.
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