特表 2024-544711 エアプリクリーナスピンチューブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-03

(54)【発明の名称】エアプリクリーナスピンチューブ

(51)【国際特許分類】

   B04C 3/06 20060101AFI20241126BHJP

   B01D 45/12 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

B04C3/06

B01D45/12

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024535364

(86)(22)【出願日】2022-12-06

(85)【翻訳文提出日】2024-06-13

(86)【国際出願番号】 US2022080975

(87)【国際公開番号】W WO2023122424

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】17/558,772

(32)【優先日】2021-12-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】391020193

【氏名又は名称】キャタピラー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】110002848

【氏名又は名称】弁理士法人ＮＩＰ＆ＳＢＰＪ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カリエンド、ビンセント ピー．

【テーマコード（参考）】

4D031

4D053

【Ｆターム（参考）】

4D031AC00

4D031BA03

4D031BA10

4D031DA05

4D053AA03

4D053AB01

4D053BA01

4D053BB08

4D053BC03

4D053CA23

4D053CD23

4D053DA02

(57)【要約】

エアプリクリーナスピンチューブを提供する。エアプリクリーナスピンチューブ（１００）は、ベーン付き入口セクション（２００）を含み、前記ベーン付き入口セクション（２００）は、入口フランジ（２０２）と、半径方向および長手方向軸（２１４）を規定するノズル（２１０）を形成する外壁（２０８）を含む外側チューブ入口部（２０６）と、を含む。また、前記ノズル（２１０）内には、中央ステム（２１６）が配置されており、前記中央ステム（２１６）から前記外壁（２０８）まで複数のベーン（２１８）が延びている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアプリクリーナスピンチューブ（１００）であって、
ベーン付き入口セクション（２００）を含み、前記ベーン付き入口セクション（２００）は、
入口フランジ（２０２）と、
半径方向（２１２）および長手方向軸（２１４）を規定するノズル（２１０）を形成する外壁（２０８）を含む外側チューブ入口部（２０６）と、
前記ノズル（２１０）内に配置された中央ステム（２１６）と、
前記中央ステム（２１６）から前記外壁（２０８）まで延びる複数のベーン（２１８）と、を含む、エアプリクリーナスピンチューブ（１００）。

【請求項2】

前記複数のベーン（２１８）は、２枚以上４枚以下のベーン（２１８）を含む、請求項１に記載のエアプリクリーナスピンチューブ（１００）。

【請求項3】

前記複数のベーン（２１８）は、３枚のベーン（２１８）を含む、請求項２に記載のエアプリクリーナスピンチューブ（１００）。

【請求項4】

前記入口フランジ（２０２）から延び、２９．０ｍｍ～３３．０ｍｍの範囲の入口内径（Ｄ２２０）を規定する入口スリーブ部（２２０）をさらに含む、請求項３に記載のエアプリクリーナスピンチューブ（１００）。

【請求項5】

前記中央ステム（２１６）は、前記入口フランジ（２０２）の外面（２０４）から延びて自由端（２２６）で終了し、前記入口フランジ（２０２）の外面（２０４）から自由端（２２６）まで測定されたステム軸方向距離（２２４）が３０．０ｍｍ～３４．０ｍｍの範囲である、請求項４に記載のエアプリクリーナスピンチューブ（１００）。

【請求項6】

前記ベーン付き入口セクション（２００）は、２８．０ｍｍ～３２．０ｍｍの範囲の最小外側チューブ内径（Ｄ２０６）を規定する、請求項５に記載のエアプリクリーナスピンチューブ（１００）。

【請求項7】

前記複数のベーン（２１８）は、５０．５ｍｍ～６０．５ｍｍの範囲のベーンピッチ（２３２）を規定し、前記中央ステム（２１６）は、前記ノズル（２１０）が前記中央ステム（２１６）により内部に規定されるように、１２．５ｍｍ～１６．５．０ｍｍの範囲のステム入口外径（２２８）を規定し、１１．５ｍｍ～１５．５ｍｍの範囲のステム出口外径（２３０）を規定する、請求項２に記載のエアプリクリーナチューブ。

【請求項8】

エアプリクリーナスピンチューブ（１００）であって、
前記中間セクション（３００）を含み、前記中間セクション（３００）は、
第１フレア角（３１０）を規定する第１ディフューザセクション（３０２）と、第１ディフューザセクション（３０２）から延び、前記第１フレア角（３１０）よりも大きい第２フレア角（３１２）を規定する第２ディフューザセクション（３０４）とを含む外壁（２０８）を含み、
前記外壁（２０８）は、長手方向軸（２１４）、半径方向（２１２）、および周方向（３１４）を規定する、エアプリクリーナスピンチューブ（１００）。

【請求項9】

前記第１ディフューザセクション（３０２）の外壁（２０８）は、２８．０ｍｍ～３２．０ｍｍの範囲の最小内径（３１６）と、３０．０ｍｍ～３４．０ｍｍの範囲の最大内径（３１８）とを規定する、請求項８に記載のエアプリクリーナスピンチューブ（１００）。

【請求項10】

前記外壁（２０８）の一部（３２０）は、前記第２ディフューザセクション（３０４）から前記軸方向下方に延びて、２０．５ｍｍ～２４．５ｍｍの範囲のベント軸方向高さ（３２４）を有するベント（３２２）を形成し、前記ベント（３２２）を形成する外壁（２０８）の一部（３２０）は、長手方向軸（２１４）の周囲に７０．０度～１１０．０度の範囲の角度（３２６）で周方向に延びて、第２ディフューザセクション（３０４）の外壁（２０８）は、３２．０ｍｍ～３６．０ｍｍの範囲の出口内径（３２８）を規定する、請求項８に記載のエアプリクリーナスピンチューブ（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プリーツフィルタの前にゴミ、ほこり、粒子等を移動させるためにエンジン等に用いられるエアプリクリーナ用エアチューブに関する。具体的には、本開示は、従来公知よりも多くの粒子を除去するエアプリクリーナに関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンが燃料に蓄えられた化学エネルギーを機械的仕事に変換するために、エンジンは周辺環境からのエアを利用して燃料を燃焼させる。しかしながら、周囲の環境のエアには、エンジンの部品を損傷したり、非効率的な燃焼を引き起こしたりする可能性のあるゴミ粒子（例えば、ほこり、砂、または他の汚染物質、より一般的には粒子と呼ばれる）が詰まっていることが多いため、流入するエアを浄化するためにエアフィルターアセンブリが用いられる。

【0003】

プレクリーナーチューブおよびプリーツフィルタ（セルロース等を使用するものを含む）は業界で知られている。例えば、米国特許第４，００８，０５９号は、エンジンのエアクリーナーで使用するための小型遠心分離機を開示している（例えば、布またはセルロースフィルターが使用される前）。２本のクリーンエアテイクオフチューブをメインフローチューブ内に同軸に整列させて設置し、渦巻ガス流の外側環状部の選択された部分を連続的に除去することができる。クリーンエアチューブは、渦巻き手段から下流に事前に選択された距離だけ離して配置することができ、これにより、取り込まれたダスト粒子は、各タックオフチューブに遭遇する前に、約１回の渦巻き回転を完了することができる。この特許は、比較的短いフローチューブで比較的高い収集効率を実現しようとしている。

【0004】

しかし、当業界で既に知られているプレクリーナーチューブよりも、収集効率を向上させることが依然として望ましい。

【発明の概要】

【0005】

本開示の一実施形態に係るエアプリクリーナスピンチューブは、ベーン付き入口セクションを含み、前記ベーン付き入口セクションは、入口フランジと、半径方向および長手方向軸を規定するノズルを形成する外壁を含む外側チューブ入口部を含んでもよい。また、前記ノズル内に中央ステムが配置され、複数の前記ベーンは前記中央ステムから外壁まで延びていてもよい。

【0006】

本開示の別の実施形態に係るエアプリクリーナスピンチューブは、前記中間セクションを含み、前記中間セクションは、第１フレア角を規定する第１ディフューザセクションと、第１ディフューザセクションから延び、前記第１フレア角よりも大きい第２フレア角を規定する第２ディフューザセクションとを含む外壁を含んでもよい。前記外壁は、長手方向軸、半径方向、および周方向を規定してもよい。

【0007】

さらに別の実施形態に係るエアプリクリーナスピンチューブは、中心軸および半径方向を規定する内側管状ベースを含み、外面を含む出口フランジを有する出口セクションを含んでもよい。また、テーパー付きディフューザセクションは出口フランジから軸方向に延び、一方、テーパーのない出口開口部は出口フランジを貫通して延び、出口フランジの外面からテーパー付きディフューザセクションまで測定された出口開口部直径および出口開口部高さを規定する。前記出口開口直径と前記出口開口高さとの比は、１１．６～１７．４の範囲であってもよい。

【0008】

本開示の一実施形態に係るエアプリクリーナスピンチューブは、ベーン付き入口セクションを含み、前記ベーン付き入口セクションは、入口フランジと、半径方向および長手方向軸を規定するノズルを形成する外壁を含む外側チューブ入口部と、中央ステムと、前記中央ステムから前記外壁まで延びる複数のベーンと、を含んでもよい。前記チューブは、少なくとも第１ディフューザ部と、中心軸および半径方向を規定する内側管状ベースを含み、出口外面を含む出口フランジを有する出口セクションとを含む中間セクションをさらに含んでもよい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本開示のいくつかの実施形態を示し、説明と共に本開示の原理を説明するために使用される。図において、

【図1】本開示の実施形態に係るエアプリクリーナスピンチューブの斜視図である。

【図2】図１のプレクリーナースピンチューブの別の透視図であり、隠れた特徴は隠れ線で示されている。

【図3】図１のエアプリクリーナスピンチューブの３－３線に沿った側面断面図である。

【図4】図１のエアプリクリーナスピンチューブの上面図である。

【図5】図１のエアプリクリーナスピンチューブの底面図である。

【図6】図３の別の側面断面図である（図１の線６－６参照）。

【図7】図１の線７－７に沿った断面図である（線６－６に対して約４５度の角度）

【図8】図１の線８－８に沿った断面図である（線７－７に対して約４５度直交する角度）。

【図9】図１の線９－９に沿った断面図である（線８－８に対して約４５度直交する角度）。

【図10】図１のエアプレクリーナースピンチューブの特徴と寸法を相関させた表である。

【図11】エアプレクリーナースピンチューブのベースライン設計に対する改善を示す別の表である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

ここで、添付の図面に例示されている本開示の実施形態について詳細に言及する。可能な限り、図面全体を通じて、同じまたは同様の部分を指すために同じ参照番号が使用される。場合によっては、本明細書では参照番号が示され、図面では、例えば、１００ａ、１００ｂなどの文字が後に続く参照番号を示す。参照番号の直後に英文字を使用することは、幾何学的形状が対称平面鏡像を囲む場合によく見られるように、これらのフィーチャが同様の形状および同様の機能を有することを示すことが理解されるべきである。本明細書における説明を容易にするために、英文字は本明細書に含まれないことが多いが、本明細書内で説明する特徴の重複を示すために図面に示される場合がある。

【0011】

本開示の様々な実施形態には、分離効率の向上を達成し、その結果、スピンチューブ技術における一般的な業界リーダーよりも選択されたエアクリーナーグループのサービス間隔を２倍にすることができる、記載されているエアクリーナースピンチューブが含まれる。

【0012】

図１から図３まで、本開示の実施形態によるエアプレクリーナースピンチューブ１００全体は、ベーン付き入口セクション２００を含み、ベーン付き入口セクション２００は、入口外面２０４を規定する入口フランジ２０２と、半径方向２１２および長手方向軸２１４を規定するノズル２１０を形成する外壁２０８（図３を参照）を含む外側チューブ入口部２０６と、を含んでもよい。

【0013】

図３に最もよくわかるように、ノズル２１０内に中央ステム２１６が配置され、中央ステム２１６から外壁２０８まで複数のベーン２１８が延びてもよい。また、少なくとも第１ディフューザ部３０２と、中心軸４０３（長手方向軸２１４と同一直線上にある場合がある）と半径方向を規定できる内側管状ベース４０２を含む出口セクション４００とを含むディフューザ中間セクション３００が設けられてもよい。加えて、出口セクション４００は、出口外面４０８を含む出口フランジ４０６をさらに含んでもよい。本開示の他の実施形態では、これらの手段の他の構成が可能である。

【0014】

図３では、ベーン付き入口セクション２００は、入口外面２０４から外側チューブ入口部２０６から離れて軸方向に延びる入口スリーブ２２０（リップとも呼ばれる）をさらに含んでもよい。このような場合、入口スリーブは、１．０ｍｍ～３．０ｍｍの範囲の入口スリーブ軸方向高さ２３４（たとえば、入口スリーブが入口外面２０４から軸方向に突出する量）を規定してもよい。いくつかの実施形態では、この突起またはリップは省略されてもよい。また、入口スリーブ２２０は、本開示のいくつかの実施形態では０．９ｍｍ～１．１ｍｍの範囲である入口スリーブ半径２２３（図７も参照）によって少なくとも部分的に形成される開口部（たとえば、入口開口部２２２）を規定してもよい。いくつかの実施形態では、入口スリーブは入口フランジ２０２から突出しないようにしてもよい。このような場合、スリーブ半径は設けられても設けられなくてもよい。

【0015】

さらに、出口セクション４００は、本開示のいくつかの実施形態では、その自由端に０．１５ｍｍ～０．３５ｍｍの範囲のベース出口半径４１４（図７も参照）を有する内側管状ベース４０２を含んでもよい。本開示の他の実施形態では、ベース出口半径は省略されてもよい。

【0016】

また、本開示のいくつかの実施形態では、入口外面２０４から出口外面４０８まで測定される面間軸方向高さ１０２が８７．５ｍｍ～９３．５ｍｍの範囲で提供されてもよい。本開示の他の実施形態では、このことは当てはまらない可能性がある。

【0017】

図６に最もよく示されているように、ディフューザ中間セクション３００には、点３０６（または、本明細書で説明する軸２１４、４０３に垂直な平面）で第１ディフューザ部３０２から半径方向に広がる第２ディフューザ部３０４が含まれてもよい。この点３０６は、本開示のいくつかの実施形態では、出口外面４０８から２７．０ｍｍ～３１．０ｍｍの範囲の所定の軸方向距離３０８に配置されてもよい。本開示の他の実施形態では、このことは当てはまらない可能性がある。

【0018】

粒子、ほこり、破片などを含んだエアがチューブ内に入ると、ベーンとノズルが十分な速度と遠心力を生み出し、粒子などをチューブの半径方向外側部に押し出すことがある。これらの粒子がディフューザ中間セクションに到達すると、乱流によってチューブの中心に戻されないように速度が遅くなる可能性がある。また、ディフューザ中間セクションによって圧力降下が減少する可能性がある。その結果、これらの粒子はベントに到達し、半径方向内側の管状ベースの半径方向外側に留まるため、スピンチューブの入口から出口までの圧力降下が望ましい量を超えることなく、除去される破片の割合が高まる。

【0019】

図１～図３等に示すように、チューブ１００は一体型として形成されてもよい。しかし、製造性および保守性を容易にするために、チューブ１００は、互いに入れ子になったり、接続されたりした異なるセクションに分割されてもよい。例えば、米国特許第４，００８，０５９号（図１参照）は、少なくとも入口セクションと出口セクションが、異なるコンポーネントから形成されて、一緒に入れ子にされ得ることを示している。

【0020】

より具体的には、チューブ１００の１つまたは複数のコンポーネントまたは部分は、熱可塑性材料（例えば、ナイロン６／６など）から射出成形を使用して製造してもよい。本開示のいくつかの実施形態では、チューブの公称壁厚は約１．５ｍｍ～２．５ｍｍ（例えば２．０ｍｍ）の範囲であってもよい。

【0021】

例えば、エアプレクリーナースピンチューブ１００は、製造を容易にするために別個のコンポーネントとして提供されるベーン付き入口セクション２００を含んでもよく、ベーン付き入口セクション２００は、入口フランジ２０２と、ノズル２１０を形成し、半径方向２１２および長手方向軸２１４を規定する外壁２０８を含む外側チューブ入口部２０６と、を含む。ノズル２１０内に中央ステム２１６が配置され、複数のベーン２１８が中央ステム２１６から外壁２０８（例えば、外側半径方向壁）まで延びたり接続したりしてもよい。本開示のいくつかの実施形態では、２枚以上４枚以下のベーンが設けられてもよい（たとえば、３枚のベーンが使用されてもよい）。

【0022】

図６に注目すると、入口スリーブ部（例えば、２２０を参照）は入口フランジ２０２から延び、本開示のいくつかの実施形態では２９．０ｍｍ～３３．０ｍｍの範囲の入口内径Ｄ２２０を規定してもよい。

【0023】

加えて、中央ステム２１６は、入口フランジ２０２の外面２０４からステム軸方向距離２２４（ベーン付きチューブ軸方向距離とも呼ばれる）だけ延び、自由端２２６で終了してもよい。ステム軸方向距離２２４は、本開示のいくつかの実施形態では、入口フランジ２０２の外面２０４から自由端２２６まで測定された、３０．０ｍｍ～３４．０ｍｍの範囲である。

【0024】

また、本開示のいくつかの実施形態では、ベーン付き入口セクションは、２８．０ｍｍ～３２．０ｍｍの範囲の最小外側チューブ内径Ｄ２０６を規定してもよい。

【0025】

図６を引き続き参照すると、本開示のいくつかの実施形態では、複数のベーン２１８は、５０．５ｍｍ～６０．５ｍｍの範囲のベーンピッチ２３２を規定してもよい。なお、実際のベーンは完全なベーンピッチまで伸びない可能性があるため、このベーンピッチは理論上のものである可能性がある。また、本開示のいくつかの実施形態では、中央ステム２１６は、１２．５ｍｍ～１６．５．０ｍｍの範囲のステム入口外径２２８と、１１．５ｍｍ～１５．５ｍｍの範囲のステム出口外径２３０を規定してもよい。いくつかの実施形態では、ノズル２１０は、中央ステム２１６によって内部的に規定される。

【0026】

例えば、中央ステムの外側のドラフトは、外側チューブ入口部の外壁の内側のドラフトと一致してもよい。これは、本開示の他の実施形態では当てはまらない可能性がある。

【0027】

さらに図６を参照すると、第１フレア角度３１０を規定する第１ディフューザセクション（たとえば、３０２を参照）を含む外壁２０８と、第１ディフューザセクションから（たとえば、軸方向に）延びて第１フレア角度３１０よりも大きい第２フレア角度３１２を規定する第２ディフューザセクション（たとえば、３０４を参照）を含む中間セクション３００が提供されてもよい。外壁は、周方向３１４を規定してもよい（図３および４を参照）。

【0028】

図６に注目すると、本開示のいくつかの実施形態では、第１ディフューザセクションの外壁は、２８．０ｍｍ～３２．０ｍｍの範囲の最小内径３１６と、３０．０ｍｍ～３４．０ｍｍの範囲の最大内径３１８とを規定してもよい。他の実施形態では、そうでない場合がある。

【0029】

図６を引き続き参照すると、外壁の一部３２０は、第２ディフューザセクション（例えば、３０４を参照）から軸方向下方に延びており、本開示のいくつかの実施形態では、ベント軸方向高さ３２４が２０．５ｍｍ～２４．５ｍｍの範囲であるベント３２２を形成している。図２に最もよく示されているように、ベント３２２を形成する外壁の一部３２０は、長手方向軸の周囲に７０．０度～１１０．０度の範囲の角度３２６で周方向に延びてもよい。言い換えれば、本開示のいくつかの実施形態では、ベントは、２５０．０度～２９０．０度（例えば、２７０．０度）の範囲のベント角度３２７に延びてもよい。

【0030】

図７では、第２ディフューザセクションの外壁は、本開示のいくつかの実施形態では、その端部に３２．０ｍｍ～３６．０ｍｍの範囲の出口内径３２８を規定している。他の実施形態では他の値も可能である。

【0031】

同様に、中心軸４０３（前述の長手方向軸２１４と同一直線上にある場合がある）、半径方向４０４（前述の半径方向２１２と平行である場合がある）を規定する内側管状ベース４０２と、外面（たとえば、軸方向外側を向く４０８を参照）を含む出口フランジ４０６とを含む出口セクション４００またはコンポーネントが提供される。一般的に言えば、セクション２００、３００、および４００の３つのセクションはすべて互いに同心であるが、必ずしもそうであるとは限らない。また、出口セクション４００は、出口フランジ４０６からチューブ１００の中央に向かって軸方向に延びるテーパー付きディフューザセクション４１６を有していてもよい。

【0032】

加えて、テーパーのない出口開口部４１２（すなわち、フレア角度よりもドラフトが少ない）が出口フランジ４０６を貫通して延び、出口開口部直径Ｄ４１２と、出口フランジ４０６の外面４０８からテーパー付きディフューザセクション４１６まで測定された出口開口部高さＨ４１２を規定してもよい。いくつかの実施形態では、出口開口部直径Ｄ４１２と出口開口部高さＨ４１２との比は１１．６～１７．４の範囲である。いくつかの実施形態では、これは当てはまらない場合がある。

【0033】

同様に、テーパー付きディフューザセクションは、円筒環状部４２０まで軸方向に延びており（例えば、フレア角度よりもドラフトが小さい）、出口フランジ４０６から円筒環状部４２０まで測定されたテーパー軸方向高さＨ４１６が規定されている。本開示のいくつかの実施形態では、出口開口部直径Ｄ４１２とテーパー軸方向高さＨ４１６の比は３．３１～４．９７の範囲であってもよい。

【0034】

このような場合、出口開口部直径Ｄ４１２は２７．０ｍｍ～３１．０ｍｍの範囲となり、出口開口部高さは１．５ｍｍ～２．５ｍｍの範囲となってもよい。また、本開示のいくつかの実施形態では、テーパー軸方向高さＨ４１６は５．０ｍｍ～９．０ｍｍの範囲であってもよい。

【0035】

さらに図７を参照すると、内側（たとえば、半径方向内側）管状ベース４０２は、出口フランジ４０６の外面（たとえば、４０８を参照）から円筒環状部４２０の自由端４２２まで測定されたベース軸方向高さ４１８を規定してもよい。また、円筒環状部４２０は、円筒環状外径４２４を規定してもよい。本開示のいくつかの実施形態では、ベース軸方向高さ４１８は２３．０ｍｍ～２７．０ｍｍの範囲であり、円筒環状外径４２４は２２．０ｍｍ～２６．０ｍｍの範囲である。

【0036】

また、出口セクション４００は、内側管状ベース４０２を少なくとも部分的に半径方向に囲む外側環状部（例えば、３２０を参照）をさらに備えていてもよく、外側環状部は、本開示のいくつかの実施形態では、３２．０ｍｍ～３６．０ｍｍの範囲の出口内径３２８を規定する。

【0037】

また、本明細書で説明したいずれの実施形態についても、材料および特徴は、構成、材料が変更されたり、本開示のさまざまな実施形態などで省略されたりしてもよい。例えば、スピンチューブまたはそのコンポーネントは、金属板から作られることもあれば、プラスチックから成形されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0038】

実際には、スピンチューブ、スピンチューブの入口セクション、スピンチューブの中間セクション、またはスピンチューブの出口セクション、および／またはこれらのコンポーネントの任意のコンポーネントまたはアセンブリ／組み合わせは、本明細書で説明した実施形態のいずれかに従って、アフターマーケットまたはオリジナル機器製造会社（ＯＥＭ）のシナリオで販売、製造、購入などされてもよい。つまり、コンポーネント、サブアセンブリ、および／またはアセンブリは、ＯＥＭ（相手先ブランド製造）またはアフターマーケットのコンテキストで、エンジンまたはエンジンを使用する機械とともに販売されてもよい。

【0039】

使用中、技術者は、本明細書で前述したように、スピンチューブ全体または個別のコンポーネントを保守または交換することができる。

【0040】

本発明の発明者らは、様々な境界条件および設計制約を使用して、スピンチューブに対してＣＦＤ解析（計算流体力学）を実行した。

【0041】

たとえば、スピンチューブの入口に１ａｔｍの圧力境界が設定され、モデルでは対称性の仮定が採用され、チューブの出口に０．６４８ｍ３の体積エア流量が設定された。粒子は圧力境界に散布され、粒子の速度は局所的な流体の速度と同じであると仮定された。粒子は粒度分布表に従ってグループ化された。各粒子サイズの質量流量は、表の粒子体積分率分布を使用して計算された。また、ＬＰＴ（小さな粒子質量分率を仮定したラグラジアン粒子追跡）の一方向結合もモデル化された。重力の影響は無視された。

【0042】

次に、５００のシナリオのＣＦＤ計算が評価され、望ましいパフォーマンス基準を満たす「新しい」設計が選択された。具体的には、図１１の表に示すように、所望の最大圧力降下１３１２Ｐａを超えず、粒子除去効率はベースラインのスピンチューブ設計と比較して５．０％以上向上した。

【0043】

驚くべきことに、発明者らは、ノズルと固定翼の組み合わせにより、流入するエア（図２および図７の矢印５００参照）がより速く回転し、より大きな遠心力が生じて、塵や汚れが外壁（複数可）に向かって吹き飛ばされることを発見した（図２および図８の矢印５０２参照）。ディフューザ中間セクションにより、予想外にエアの流れが遅くなり、圧力降下が軽減され、ベントから排出される掃気によってほこりや汚れが除去されるようになった。この双方にとって有利なシナリオ（設計上のトレードオフが解消された）は、掃気が行われる際に外壁付近の気流の乱れが減少することに起因すると考えられる。清浄なエア（図２および図７の矢印５０４を参照）は、スピンチューブを通って、必要に応じて、一次空気清浄機（例えば、プリーツ状の濾過媒体を備えたフィルタなど）、またはエンジン、またはその他の装置へと自由に流れ続ける。

【0044】

本明細書で使用される場合、冠詞「ａ」および「ａｎ」は、１つまたは複数の項目を含むことが意図されており、「１つまたは複数」と同様の意味で使用される場合がある。１つの項目のみを使用する予定の場合は、「１つ」またはそれに類する言語を使用する。また、本明細書で使用される場合、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｅ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「有する（ｗｉｔｈ）」などの用語は、無制限の用語であることを意図している。さらに、「に基づいて」という語句は、明示的に別段の記載がない限り、「少なくとも部分的に基づいて」を意味することを意図している。

【0045】

当業者にとって明らかなように、本発明（複数可）の範囲または精神から逸脱することなく、本明細書に記載された装置および組立方法の実施形態に様々な修正および変更を加えてもよい。本明細書に開示された様々な実施形態の仕様および実践を考慮すると、本開示の他の実施形態は当業者にとって自明であろう。例えば、いくつかの装置は、本明細書に記載されたものとは異なる構成および機能を有していてもよく、任意の方法のいくつかのステップは省略されてもよく、具体的に言及されたものとは異なる順序で実行されてもよく、場合によっては同時にまたは段階的に実行されてもよい。さらに、様々な実施形態のいくつかの態様または特徴は、更なる実施形態を作成するために変更または修正されてもよく、様々な実施形態の特徴および態様は、更なる実施形態を提供するために、他の実施形態の他の特徴または態様に追加または置換されてもよい。

【0046】

したがって、本明細書および実施例は単なる例示として考慮されるものであり、本発明（複数可）の真の範囲および精神は、以下の請求項およびその同等物によって示されるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【国際調査報告】