CN101473114B - 消声器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于小型双循环发动机的消声器，其具备：消声器主体(10)，其具有膨胀室(2)；废气引导构件(21)，其覆盖设于消声器主体(10)的废气送出口(12A)；防护罩(22)，其覆盖设于废气引导构件(21)的废气排出口(23A)侧，其中，废气引导构件(21)中的引导废气的引导部(23)随着向排出口(23A)而向防护罩(22)的顶面(24H)侧扩开。

Description

消声器

技术领域

本发明涉及一种消声器，尤其涉及搭载于风扇、链锯、截断锯、灌木切割机等携带型作业机上的小型发动机用消声器。 

背景技术

现有技术中作为由发动机驱动的携带型作业机已知有发动机风扇、链锯等。这种携带型作业机的发动机在比较靠近作业者的位置驱动，进而需要考虑周围环境，因此，有限制来自消声器的废气温度的情况，优选以更低的温度排出。具体的是，限制来自覆盖发动机和消声器的发动机罩的废气温度。 

作为降低从消声器排出的废气温度的方法例如提出过借助废气的喷流取入外气，并使废气与外气混合来降低温度的方法(例如，专利文献1)。具体的是，在消声器主体表面设置有废气引导构件，该废气引导构件用于使来自该消声器主体的废气向规定方向排出，废气引导构件由防护罩(cover hood)覆盖。利用从废气引导构件排出的废气的喷射(ejector)效果，将外气取入防护罩内，使外气与废气混合来降低废气温度。 

专利文献1：日本特开昭53-44998号公报。 

但是，专利文献1存在取入外气所需要的防护罩过大而妨碍作为消声器的小型化的问题。从而，优选采用可使废气和外气有效混合的构件形状，从而促进消声器的小型化。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种可使废气和外气有效混合而使废气温度可靠降温、且可使整体小型化的消声器。 

本发明的消声器，其特征在于，具备：消声器主体，其具有膨胀室；废气引导构件，其覆盖设于消声器主体的废气送出口；防护罩，其覆盖设  于废气引导构件的废气排出口侧，其中，所述废气引导构件中的引导废气的引导部随着向所述排出口而向所述防护罩的顶面侧扩开。 

本发明的消声器，其特征在于，具备：消声器主体，其具有膨胀室；废气引导构件，其覆盖设于消声器主体的废气送出口；防护罩，其覆盖设于废气引导构件的废气排出口侧，其中，从所述送出口的中心到所述排出口的距离为所述排出口的开口部分的高度以下。 

本发明的消声器，其特征在于，具备：消声器主体，其具有膨胀室；废气引导构件，其覆盖设于消声器主体的废气送出口；防护罩，其覆盖设于废气引导构件的废气排出口侧；排气尾管，其在所述膨胀室内安装于所述送出口，其中，所述排出口的开口部分的高度为所述排气尾管的内径以下。 

根据本发明，将废气引导构件的引导部向防护罩的顶面扩开，或将要部的尺寸设定为最佳，因此，能够使从该排出口排出的废气向该顶面侧可靠喷出，并可使被取入防护罩内的空气与废气交叉而使互相混合状态良好。因此，并没有使防护罩大型化而取入大量空气，可使空气与废气有效混合，还能够使消声器整体小型化并良好地降低废气温度。 

以本发明的消声器为基础，优选，在所述防护罩设有外气混合部，所述外气混合部使从所述排出口喷出的废气与从外部取入的外气混合，在设于该外气混合部的缩径部分的与最狭小部分对应的部位中，与废气的流动方向交叉的截面的开口面积为所述排出口的开口面积的4倍以上。 

根据本发明，其效果在于，能够对应于从废气引导构件排出的废气的量，由防护罩取入足够量的空气，从而可更加可靠地降低废气温度。 

以本发明的消声器为基础，优选，在所述防护罩的排气口附近设有向该排气口的面内方向的中央侧突出的突片。 

根据本发明，使来自防护罩的排气口的废气通过突片，由此，能够使排出的废气与外气在更大面积接触，从而可有效降低废气温度。 

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的消声器的整体立体图。 

图2是图1所示消声器的II-II线剖视图。

图3是图1所示消声器的III-III线剖视图。 

图4是放大表示消声器配件的图。 

图5是从前方侧看图4所示的配件的图。 

图6是从后方侧看图4所示的配件的图。 

图7是表示消声器要部的剖视图。 

图8是表示所述第一实施方式的出口温度的模拟结果的图。 

图9是表示本发明第二实施方式的消声器要部的剖视图。 

图10是从前方侧看图9所示的配件的图。 

图11是表示所述第二实施方式的出口温度的模拟结果的图。 

图12是表示本发明第三实施方式的消声器的主视图。 

图13是表示所述第三实施方式的配件的图。 

图14表示所述第三实施方式的要部的剖视图。 

图中：1-消声器，2-膨胀室，10-消声器主体，12A-送出口，15-排气尾管，21-废气引导构件，22-防护罩，23-引导部，23A-排出口，24-外气混合部，24E-突片，24F-缩径部，24H-顶面，D1-内径，H1-高度，L1-距离，S1、S2-开口面积。 

具体实施方式

【第一实施方式】 

以下，基于附图对本发明第一实施方式进行说明。 

图1是表示本实施方式的消声器1的整体立体图。图2是图1所示消声器1的II-II线剖视图。图3是图1所示消声器1的III-III线剖视图。图4是放大表示消声器1的配件20的图。图5是从前方侧看图4所示的配件20的图，图6是从后方侧看的图。此外，在本说明书中，前方侧指废气的流动方向的前侧，后方侧指废气的流动方向的后侧。 

本实施方式的消声器1用于搭载于未图示的发动机风扇的小型双循环发动机，其具备：箱状的消声器主体10，其在内部形成有膨胀室2；配件20，其安装于消声器主体10的外表面。 

消声器主体10具备基罩(base cover)11，该基罩11具有导入来自发动机的废气的导入口11A，罩构件12利用周缘部分的铆接安装在基罩11。  在导入口11A内侧设置有开设多个圆孔13A的挡板13，从导入口11A进入的废气碰撞挡板13的对置面13B之后，从各圆孔13A分散并在膨胀室2内扩散。罩构件12的背面侧为双层构造，在其内部配置有具有耐热性的消声件14。 

另外，在罩构件12上设有送出废气的送出口12A。该送出口12A及所述导入口11A分别设置于不在消声器主体10的厚度方向重叠的位置。排气尾管15的一端通过托架15A固定在送出口12A。 

并且，在罩构件12上设有一对螺栓插入孔12B，在基罩11上开设有与各插入孔12B对应的未图示的连通孔。插入孔12B及连通孔由消声器主体10内的引导管17连通，利用穿过该引导管17的螺栓，消声器1被螺栓紧固于发动机。 

配件20一体地设有覆盖送出口12A的引导构件21和覆盖该废气引导构件21的防护罩22。在废气引导构件21上设有向上方鼓出的引导部23，在引导部23的一端侧设有排出口23A。 

在引导部23的周缘设有凸缘状的插入部23B。在排出口23A的前方侧设有与插入部23B连续的安装片23C。在安装片23C的同一平面内，排出口23A的正前面部分成为开口部23D。 

防护罩22具备覆盖排出口23A及其前方侧的外气混合部24。外气混合部24的后方侧延伸设置有前端固定在引导部23上表面的固定片24A。外气混合部24与引导部23之间的间隙为用于使外气导入外气混合部24内的外气导入用间隙24B。 

在外气混合部24的两侧设有与引导部23的安装片23C相同形状的安装片24C，安装片23C、24C彼此利用点焊等而相互固定。在上述安装片23C、24C上设有在后方侧开口的半椭圆形状的卡合部25。 

在外气混合部24的前端侧设有使外气混合后的废气排出的排气口24D。在排气口24D的上缘设有向其开口部分的面内方向中央侧折弯的突片24E。该突片24E在排气口24D附近的位置以闭塞该排气口24D的方式设置即可，其位置并没有限定为上缘。另外，在外气混合部24的中间设有随着朝向前方侧截面积逐渐变小的缩径部24F，在缩径部24F的上表面设有向内侧凹入的凹坑24G。

上述的配件20预先使废气引导构件21及防护罩构件22成为一体，通过从前方侧向后方侧滑动，使得插入部23B插入嵌合于在罩构件12的表面设置的嵌合部18，并且，各卡合部25卡合于在罩构件12上临时固定的螺钉19，通过紧固该螺钉19而固定于消声器主体10。这时，在废气引导构件21的内部，火花捕捉器16以一部分从排出口23A伸出的状态配置。 

以下，基于图7对配件20的详细构造进行说明。 

在图7中，安装有配件20的罩构件12上的安装面12C在本实施方式中，从与排气尾管15的轴线正交的方向稍微倾斜。 

其倾斜方向为随着朝向废气流动方向的前方侧，消声器主体10的厚度变小的方向。上述倾斜的大小用于决定从排气口24D排出的废气的方向，因而根据其实施方式任意决定。从而，也考虑没有这种倾斜的情况。即，安装面12C可以为与排气尾管15的轴线正交的方向的面。 

在废气引导构件21中，引导部23随着朝向排出口23A而朝向防护罩22的顶面24H并稍微向上扩展。其中，引导部23的宽度尺寸在整个区域为一定(图4)。由此，废气从排出口23A向防护罩22的顶面24H侧可靠地喷出。 

进而，排出口23A位于送出口12A的稍微前方侧，在与安装面12C平行的面内，从送出口12A的中心到排出口23A的距离L1设定在从安装面12C到排出口23A的内侧上端缘的高度H1以下(L1/H1≤1)。基于这种设定，来自排出口23A的废气更加容易朝向顶面24H。 

图8中用L1/H1＝1.25及L1/H1＝0.75时的两个标准，示出了在开口面积S1和开口面积S2的面积比S1/S2不同时的废气出口温度的模拟结果。这里，开口面积S1为在缩径部24F前端内部空间为最窄的部分(例如，图7中的VII-VII线部分，与废气的流动方向正交的部分，但是，除去凹坑24G部分)的面积，开口面积S2为引导部23的排出口23A的面积。 

模拟的出口温度假设在远离排气口24D规定距离的位置测定，由模拟结果可知，在任一面积比中，L1/H1＝1.25时的出口温度高，L1/H1＝0.75时的出口温度低。 

另外，返回图7，防护罩22的前端从消声器主体10的侧面突出，抑制从排气口24D排出的废气卷入该侧面侧等产生涡流，使之向外方直线流动。这时，突片24E具有使来自排气口24D的废气从正面看以凹状排出的功能，由此，可增加废气与外气的接触面积，进一步降低废气温度。 

以下，参照图3对废气的流动进行说明。 

从导入口11A(图2)进入膨胀室2内的废气通过排气尾管15被送入排气引导构件21内，从该排气引导构件21的排出口23A被排出到防护罩22内。这时，来自排出口23A的废气由于引导部23的截面形状随着向废气流动方向的前端侧，向防护罩22的顶面24H侧逐渐扩开，从而以一边朝向其顶面24H一边扩展的方式喷出。 

并且，利用废气从排出口23A喷出时的喷射效果，外气通过形成在废气引导构件21和防护罩22之间的外气导入用间隙24B而导入防护罩22的外气混合部24内。在外气混合部24内，排出的废气与导入的外气混合，混合的废气从排气口24D排出。 

在上述消声器1中，设于废气引导构件21的引导部23的截面形状向防护罩22的顶面24H逐渐扩开，因此，能够使从排出口23A排出的废气可靠地朝向防护罩22内的上方侧流动，从而可使废气和进入防护罩22内的外气互相交叉而有效混合，可以有效地降低废气温度。此外，利用L1/H1≤1的设定，能够使废气更加可靠地向顶面24H喷出，从而可使废气与外气更加有效混合而更有效地降低废气温度。 

另外，能够利用设于防护罩22的凹坑24G，使在防护罩22内的上方侧流动的外气向下方流动，通过向下方的外气与向上方的废气可使相互混合情况更加良好。并且，设于防护罩22的缩径部24F不仅提高废气的流速，也具有促进外气与废气混合的功能，因此，在这一点上也使得混合有效进行。 

此外，在附件20中，使废气引导构件21与防护罩22一体设置，且能够以滑动方式简单地安装于消声器主体10，另外，能够容易地拆下。并且，这时，不需要完全拆下螺钉19，对这一点而言作业简单。从而，由于容易进行配件20的卡定脱离，因此可使火花捕捉器16和排气尾管15的清扫等容易，可提高作业性。 

【第二实施方式】 

在图9、图10所示的本发明第二实施方式的附件20中，废气引导构  件21的排出口23A的高度H1为排气尾管15的内径D1以下(H1≤D1)。其他结构与所述第一实施方式相同。通过采用这种尺寸设定，提高来自排出口23A的废气的喷出速度，并能够提高喷射效果而有效地引入外气，可以有效地降低废气温度。 

另外，在本实施方式中，防护罩22中且在缩径部24F前端，内部空间最窄的部分(例如，图9中IX-IX线部分，与废气的流动方向正交的部分，但凹坑24G部分除外)的开口面积S1设定为引导部23的排出口23A的开口面积S2的四倍以上(S1/S2≥4)。由此，废气与外气在外气混合部24内有效混合，而有效降低废气温度。 

图11中，使用H1＝0.67×D1、H1＝D1、H1＝1.3×D1时的三个标准，通过改变距离L1，示出了在使与高度H1的尺寸比L1/H1不同时的废气出口温度的模拟结果。由其结果可知，在任一尺寸比中，H1＝0.67×D1的废气温度低。此外，图9所示的尺寸关系为H1＝0.88×D1。 

然后，返回图8，如该图所示，可知若开口面积S1、S2之比即S1/S2为4以上，特别是L1/H1＝0.75(L1/H1≤1的情况)，废气的出口温度为300℃以下，非常低。并且，可知即使在L1/H1＝1.25的情况下，当S1/S2为4以上时，与4以下的情况相比，也能够较低地维持出口温度。 

【第三实施方式】 

图12至图14示出了本发明第三实施方式的消声器1及其要部。本实施方式的一大特征在于满足所述第一、第二实施方式说明的L1/H1≤1、H1≤D1及S1/S2≥4的所有点。 

另外，作为配件20的详细形状，相对于废气引导构件21的安装片23C从消声器主体10向侧方延伸，防护罩22的安装片24C并没有延伸出，缩短了防护罩22的整体长度。因此，排气口24D的位置与所述第一、第二实施方式比较也靠近送出口12A设置。但是，在该情况下，通过使安装片23C向侧方延伸来防止从排气口24D排出的废气的卷绕，与所述相同地，可实现顺利地排气。 

另外，防护罩22利用在废气引导构件21的安装片23C设置的一对折回部24I的铆接，而压接固定于废气引导构件21，并且，利用穿过贯通孔24J的螺钉19，与废气引导构件21一起紧固于消声器主体10。利用废气  引导构件21的插入部23B向嵌合部18嵌合、及所述螺钉19的螺合使配件20整体固定于消声器主体10的构造与所述第一、第二实施方式相同。 

进而，在防护罩22的外气混合部24中，其宽度尺寸沿着废气的流动方向而相同，不具有如所述第一、第二实施方式那样的缩径部。此为用于抑制防护罩22的高度尺寸并满足S1/S2≥4的有效形状，可防止配件20大型化。 

并且，在本实施方式中可确认，即使使用不具有这种缩径部的防护罩22的情况下，配件20基于喷射效果的外气吸入也可良好地进行。当然，本实施方式中，通过使各尺寸H1、L1、D1的设定和开口面积S1、S2的设定全部最佳化，可发挥更加优良的喷射效果，与所述第一、第二实施方式相比，可使废气温度进一步降低。 

用于实施本发明的最佳结构、方法等在以上记载公开，但是本发明并不限定于此。即，本发明主要对确定的实施方式进行了图示及说明，但是，只要不脱离本发明的技术思想及目的范围，对应以上所述的实施方式，在形状、数量、其他详细结构中，本领域技术人员可以进行各种变形。 

从而，限定了上述公开的形状、数量等的记载是为了容易理解本发明的例示记载，并没有限定本发明，因此，除这些形状、数量等的部分限定或全部限定以外的构件名称下的记载也包括于本发明。 

例如，在所述第一、第二实施方式中，废气引导构件21的引导部23的形状为随着向排出口23A而扩开的形状，但是，第一实施方式满足L1/H1≤1，第二实施方式满足H1≤D1即可，即使引导部23的形状为沿着废气的流动方向一样的情况(并不向排出口23A扩开的情况)，也包含于技术方案2或技术方案3的发明中。相反，如果引导部23的形状向排出口23A扩开，则即使为不满足L1/H1≤1和H1≤D1的情况，也包括在技术方案1的发明中。 

本发明可作为搭载于风扇、链锯、截断锯、灌木切割机等的携带型作业机的小型发动机用的消声器而适当利用。

Claims (6)

1.一种消声器，其特征在于，具备：

消声器主体，其具有膨胀室；

废气引导构件，其覆盖设于消声器主体的废气送出口；

防护罩，其覆盖设于废气引导构件的废气排出口侧，

其中，所述废气引导构件中的引导废气的引导部随着向所述排出口而向所述防护罩的顶面侧扩开，并且所述防护罩与所述引导构件之间的间隙为利用喷射效果而用于使外气导入的外气导入用间隙。

2.一种消声器，其特征在于，具备：

消声器主体，其具有膨胀室；

废气引导构件，其覆盖设于消声器主体的废气送出口；

防护罩，其覆盖设于废气引导构件的废气排出口侧，

其中，从所述送出口的中心到所述排出口的距离为所述排出口的开口部分的高度以下，并且所述防护罩与所述引导构件之间的间隙为利用喷射效果而用于使外气导入的外气导入用间隙。

3.一种消声器，其特征在于，具备：

消声器主体，其具有膨胀室；

废气引导构件，其覆盖设于消声器主体的废气送出口；

防护罩，其覆盖设于废气引导构件的废气排出口侧；

排气尾管，其在所述膨胀室内安装于所述送出口，

其中，所述排出口的开口部分的高度为所述排气尾管的内径以下，并且所述防护罩与所述引导构件之间的间隙为利用喷射效果而用于使外气导入的外气导入用间隙。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的消声器，其特征在于，

在所述防护罩设有外气混合部，所述外气混合部使从所述排出口喷出的废气与从外部取入的外气混合，

在设于该外气混合部的缩径部分的与最狭小部分对应的部位中，与废气的流动方向交叉的截面的开口面积为所述排出口的开口面积的4倍以上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的消声器，其特征在于，

在所述防护罩的排气口附近设有向该排气口的面内方向的中央侧突出的突片。

6.根据权利要求4所述的消声器，其特征在于，

在所述防护罩的排气口附近设有向该排气口的面内方向的中央侧突出的突片。

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