JP2004068766A - 排気管 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単且つ安価な構成で消音効果を発揮させることができる構造の排気管を得る。
【解決手段】導入部から排出部へ排気ガスが流れるガス流路を有する円筒状の筒体１０で形成された排気管１であって、ガス流路の中心近傍位置を含む略半円形状の複数の遮蔽板２０を、筒体の内側においてガス流路方向に間隔を存しさせて装着するとともに、ガス流路の中心線３０に対して交互に配置するよう装着し、各遮蔽板２０は筒体１０の縦断面４０に対する傾斜角を０〜±６０度に設定する。この排気管１を、直接マフラーの出口に取り付けることで消音効果が発揮させることができる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンに装着される排気管に関し、特に小型のディーゼルエンジンに装着して排気騒音を消去するのに適した排気管の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中型から大型の内燃機関（ディーゼルエンジン）における排気騒音を除去する消音装置においては、円筒管内を複数の室に区分し、円筒管内を流れる排気ガスを体積の大きい室へ拡散させたり、円筒管の壁面に多数の小孔を設け円筒管の外側周囲に吸音材を配置して円筒管内に流れる排気騒音を吸収させることが一般的に行われている。
【０００３】
これに対して小型船舶や発電機に使用される小型のディーゼルエンジンに関しては、中型や大型のものに比較して騒音レベルが低かったので、特別な消音装置を装着することなく使用していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、騒音に対する世間の認識が変化し、小型のディーゼルエンジンについても騒音を小さくすることが要望されてきた。
しかしながら、前記した従前の消音装置のように、内部を区画形成して排気ガスのガス流路を変化させたり、吸音材を使用することで消音効果を発揮させる消音装置は、構造が複雑であるとともに装置が大型化し、小型のディーゼルエンジンに装着する場合には適していないという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、ディーゼルエンジンに装着される排気管について、十分な消音効果を発揮できる構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１は、導入部から排出部へ排気ガスが流れるガス流路を有する円筒状の筒体で形成された排気管であって、次の構成を含むことを特徴としている。
前記ガス流路の中心近傍位置を含む略半円形状の複数の遮蔽板を、前記筒体の内側においてガス流路方向に間隔を存しさせて装着する。
各遮蔽板は、前記ガス流路の中心線に対して交互に配置するよう装着する。
前記各遮蔽板は、前記筒体の縦断面に対する傾斜角が０〜±６０度とする。すなわち、遮蔽板の傾斜方向は、導入部側（０〜−６０度）及び排出部側（０〜＋６０度）の両方を含むものであり、排出部側に傾斜させることで排気抵抗を減じることができる。
【０００７】
請求項２は、導入部から排出部へ排気ガスが流れるガス流路を有する円筒状の筒体で形成された排気管であって、次の構成を含むことを特徴としている。
前記ガス流路の中心位置を外した略半円形状の複数の遮蔽板を、前記筒体の内側においてガス流路方向に間隔を存しさせて筒体の軸に垂直な断面に沿って装着する。
各遮蔽板は、前記ガス流路の中心線に対して交互に配置するよう装着する。
前記筒体の中心に前記遮蔽板で遮断されない流路空間を形成する。
【０００８】
請求項３は、請求項１又は請求項２に記載の排気管において、前記遮蔽板に多数のパンチング孔を形成したことを特徴としている。
【０００９】
請求項４は、請求項１又は請求項２に記載の排気管において、筒体の外側に該筒体の外壁周囲との間に空隙が形成される外被体を装着したことを特徴としている。
【００１０】
請求項５は、請求項１又は請求項２に記載の排気管において、筒体の外側に該筒体の外壁周囲との間に環状空間が形成される外筒体を装着し、該環状空間に断熱材を充填して成ることを特徴としている。
【００１１】
本発明の排気管によれば、導入部から排出部へ流れる排気ガスに対して、ガス流路面積の略半分程度を遮断するために複数の遮蔽板を設けることにより、これら遮蔽板で反射及び拡散を繰り返しながら排出部側へ導かれるので、効率良く拡散を繰り返すことにより消音効果を発揮させることができる。
【００１２】
また、遮蔽板にパンチング孔を形成することで、一層の拡散効果を助長させることができる。
【００１３】
排気管を構成する筒体の外側に外被体を装着することで、筒体の外壁周囲との間に空隙を形成し、透過音を減少させることができる。
【００１４】
排気管を構成する筒体の外側に外被体を装着し環状空間に断熱材を充填することで、外被体の表面に排気管内の温度が伝導することを防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例について、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は排気管の軸方向に沿った断面説明図、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢視部における断面説明図、図２（ａ）（ｂ）は排気管内部に装着される遮蔽板の斜視説明図である。
【００１６】
排気管１は、長尺の円筒状筒体１０で形成され、この筒体１０の一端側から排気ガスが導入され、他端側から排出するように構成されている。
筒体１０内には、ガス流路面積を半分遮断するように、複数の遮蔽板２０，２０がガス流路方向に等間隔に装着されている。各遮蔽板２０は排出部側へ傾斜して装着されるとともに、ガス流路の中心線３０が遮蔽板端部に接触して位置するように筒体１０の内壁の略半周部分で固定されて装着されている。また、遮蔽板２０は、前記したガス流路の中心線３０に対して、ガス流路の遮断部分が交互になるように配置されている。
【００１７】
筒体１０内に装着される遮蔽板２０の傾斜角度は、筒体１０の縦断面４０に対する傾斜角θが０〜６０度となるように装着する。
遮蔽板２０は、図２（ａ）に示すように、筒体１０の断面積の半分が含まれる略半円形状をなす扇形板２１や、図２（ｂ）に示すような多数のパンチング孔２３が穿孔された扇形板２２で構成されている。遮蔽板２０に形成されたパンチング孔２３の存在により、導入される水分を含む排気ガスに対して水分を除去し、遮蔽板２０での拡散効果を効率良く発揮させることが可能となる。
筒体１０内に複数設置する遮蔽板２０の一部にパンチング孔２３を穿孔するようにしてもよい。
【００１８】
また、上記例では、遮蔽板２０の傾斜方向がガスの排出側（左側）に傾斜しているが、図３に示すように、導入側（右側）に傾斜するように装着してもよい。したがって、遮蔽板２０の傾斜方向は、筒体１０の縦断面４０に対する傾斜角が０〜±６０度となるように装着すればよく、傾斜方向は排気ガスの導入側（０〜−６０度）及び排出側（０〜＋６０度）の両方を含むものである。
具体的な遮蔽板２０の傾斜角度及び設置間隔は、排気管１が接続されるエンジン排気量や排気管の大きさにより異なる。したがって、効率良く拡散が行なわれるガス経路とするために、遮蔽板２０の設置間隔や傾斜角度を０〜±６０度の範囲で適宜設計するようにする。
【００１９】
傾斜角を０〜±６０度としたのは、６０度を超える傾斜であると排気ガスの流れに対して抵抗となりにくく、遮蔽板２０の遮蔽作用が発揮されないためである。
また、遮蔽板２０を排出部側に傾斜させることで、導入側に傾斜される場合に対して排気抵抗を減じることができる。
【００２０】
排気管１における遮蔽板２０の縦断面４０に対する傾斜角θを０度とした場合は、図４（ａ）のように遮蔽板２０の端部が中心線３０に接するように構成する他に、図４（ｂ）に示すように、遮蔽板２０の半径方向の長さを短くすることでガス流路の中心位置を外した略半円形状の遮蔽板２０を形成し、これを筒体１０の内側に装着することで筒体１０の中心に遮蔽板２０で遮断されない長方形状の流路空間５０を形成するようにしてもよい。
上記例によれば、流路空間５０を形成することで、排気抵抗を減じることができる。
【００２１】
図５は、排気管１の他の例を示すもので、筒体１０の外側に筒体の外壁周囲との間に空隙が形成される外被体を装着したものである。
すなわち、筒体１０の両端に環状リング１１，１１を装着し、これらの環状リング１１を覆うように外被体１２を装着することで、筒体１０の外壁と外被体１２の内壁との間に環状空隙部１３が形成される。したがって、環状空隙部１３の隙間ｄは、環状リング１１の肉厚に等しい長さとなっている。
図５（ａ）は遮蔽板２０を排出側に傾斜させた例であり、図５（ｂ）は遮蔽板を導入側に傾斜させた例である。
【００２２】
上記構造によれば、筒体１０の外側に環状空隙部１３を形成することで、筒体１１内部で発生する音が外被体１２の外に透過することを遮断することができるので、透過音を防止することが可能となる。また、透過音遮断を目的とするための隙間ｄは、３〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２３】
図６（ａ）（ｂ）は、排気管１において遮蔽板２０の縦断面４０に対する傾斜角θを０度とした例（図４（ａ）（ｂ））に対して、それぞれ筒体１０の外側に外被体１２を装着した例を示すものである。図５と同じ構成をとる部分については同一符号を付している。
【００２４】
図７は、排気管の他の例を示すもので、筒体１０の外側に外筒体１４を装着して、筒体１０との間に環状空間部１５を形成し、この環状空間部１５内に断熱材１６を充填して構成されている。
この例によれば、環状空間部１５に断熱材１６を充填することで、外筒体１４の表面に排気管１内の温度が伝導することを防止でき、排気管１の外周に触れても問題のない構造とすることができる。
【００２５】
上述した排気管１によれば、導入側から排出側へ流れる排気ガスに対して、ガス流路面積の略半分程度を遮断するために複数の遮蔽板２０を設けることにより、これら遮蔽板２０で反射及び拡散を繰り返しながら排気ガスが排出側へ導かれるので、効率良く拡散を繰り返すことにより消音効果を発揮させることができる。
また、パンチング孔２３が形成された遮蔽板２０を設置することで、排気ガスの一部がパンチング孔２３を通って導かれることになるので一層の拡散効果を助長させることができる。
【００２６】
遮蔽板２０は、排気ガスが連続して導入されることで焼き状態となり、不完全燃焼ガスが導入された場合にこれを気化させて燃焼させることができるので、不完全燃焼ガスが排気管１から排出されることを防止するという効果がある。
また、遮蔽板２０にそれぞれ形成されたパンチング孔２３の作用により、導入側から導入される排気ガス中の水分の除去が行なわれるので、エンジン始動に際して水が排気管より外に飛び出すことを防止することができる。
そして、除去された水分は筒体１０の下部に流れるが、排気ガスが継続して導入されることにより遮蔽板２０が高熱状態となることによる温度上昇で蒸発させることができる。
【００２７】
遮蔽板２０においては、排気ガスが衝突して反射し拡散を繰り返しながら排出側へ導かれ、排気ガスが相互干渉して消音が行なわれる
【００２８】
また、パンチング孔２３がカーボンで目詰まりした時には、排気ガス導入側のパイプを外してエアーを噴射させることで、容易に掃除をすることができる。
【００２９】
また、上述したような構造の排気管を消音装置のガス流路の一部として適用すれば、小型で消音効果が優れた消音装置を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の排気管によれば、導入部から排出部へ流れる排気ガスに対して、ガス流路面積の略半分程度を遮断するために複数の遮蔽板を設けることにより、これら遮蔽板で反射及び拡散を繰り返しながら排出部側へ導かれるので、効率良く拡散を繰り返すことにより消音効果が得られるので、小型エンジンであればこの排気管を直接マフラーの出口に取り付けることで簡単且つ安価な構成で消音効果を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排気管の実施形態の一例を示すものであり、（ａ）は排気管の軸方向における断面説明図、（ｂ）は（ａ）の矢視部における断面説明図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は排気管内に装着される遮蔽板の斜視説明図である。
【図３】排気管の他の例を示す軸方向での断面説明図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は排気管の他の例を示す軸方向での断面説明図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は排気管の他の例を示す軸方向での断面説明図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は排気管の他の例を示す軸方向での断面説明図である。
【図７】排気管の他の例を示す軸方向での断面説明図である。
【符号の説明】
１…排気管、　　　１０…筒体、
１１…環状リング、　１２…外被体、　　１３…環状空隙部、
１４…外筒体、　　　１５…環状空間部、　１６…断熱材、
２０…遮蔽板、　　　２３…パンチング孔、
３０…中心線、
４０…縦断面、
５０…流路空間

Claims (5)

1. 導入部から排出部へ排気ガスが流れるガス流路を有する円筒状の筒体で形成された排気管であって、
   前記ガス流路の中心近傍位置を含む略半円形状の複数の遮蔽板を、前記筒体の内側においてガス流路方向に間隔を存しさせて装着するとともに、前記ガス流路の中心線に対して交互に配置するよう装着し、
   前記各遮蔽板は、前記筒体の縦断面に対する傾斜角が０〜±６０度である
   ことを特徴とする排気管。
2. 導入部から排出部へ排気ガスが流れるガス流路を有する円筒状の筒体で形成された排気管であって、
   前記ガス流路の中心位置を外した略半円形状の複数の遮蔽板を、前記筒体の内側においてガス流路方向に間隔を存しさせて筒体の軸に垂直な断面に沿って装着するとともに、前記ガス流路の中心線に対して交互に配置するよう装着する一方、
   前記筒体の中心に前記遮蔽板で遮断されない流路空間を形成して成る
   ことを特徴とする排気管。
3. 前記遮蔽板に多数のパンチング孔を形成した請求項１又は請求項２に記載の排気管。
4. 筒体の外側に該筒体の外壁周囲との間に空隙が形成される外被体を装着した請求項１又は請求項２に記載の排気管。
5. 筒体の外側に該筒体の外壁周囲との間に環状空間が形成される外筒体を装着し、該環状空間に断熱材を充填して成る請求項１又は請求項２に記載の排気管。

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