JP2005330830A - Muffler - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの排気系に接続される消音器に関し、特に、消音器の底部に貯溜される凝縮水の外部への排出を促進できるようにした、消音器の改良に関するものである。 The present invention relates to a silencer connected to an exhaust system of an engine, and more particularly to an improvement of a silencer that can promote the discharge of condensed water stored in the bottom of the silencer to the outside.
従来、自動車などの車両用エンジンの排気系に接続される消音器は、消音室と、その消音室にエンジンからの排気ガスを導くインレットパイプと、消音室内で消音された排気ガスを外部に排出するアウトレットパイプとを備えたものが良く知られており、かかる消音器において、インレットパイプから消音室内に導かれた排気ガスが消音室内を流れる間に冷却されると、その中に含まれる水分が凝縮分離して凝縮水となり、これが消音室の底部に溜まると、消音室の腐食の原因になることから、この凝縮水をアウトレットパイプを通して外部に排出するようにした技術手段が種々提案されており、たとえば、後記特許文献1には、テールパイプ(アウトレットパイプ)の消音室内における開口部の開口面が消音室の底面と平行になるように近づけ、テールパイプからの凝縮水の排出が促進されるようにしたものが開示されている。
ところが、特許文献1に開示されるもののように、消音器内において、テールパイプ(アウトレットパイプ)の開口をその底部に近づけても、排気ガスの排気流の勢いだけでは凝縮水を十分に排出することができないという問題がある。
However, as disclosed in
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、消音室内に導かれる排気ガスの排気熱を利用して消音室内に溜まった凝縮水を効果的に気化させることにより、アウトレットパイプからの凝縮水の排出が改善されるようにした、新規な消音器を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and condensate water from an outlet pipe is effectively vaporized by using the exhaust heat of the exhaust gas guided into the silencer chamber to effectively vaporize the condensed water. It aims at providing the new silencer which improved discharge | emission of this.
前記目的を達成するため、本請求項1記載の発明は、消音室と、消音室に排気ガスを導くインレットパイプと、消音室からの排気ガスを外部に排出するアウトレットパイプとを備えた消音器において、インレットパイプは、その少なくとも一部が、消音室内をその底壁に近づけて、その底壁と略平行に設けられ、消音室内に貯溜される凝縮水と接触するようにされていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to
また、前記目的を達成するため、本請求項2記載の発明は、前記請求項1記載のものにおいて、前記インレットパイプの消音室内の開口端部は、前記アウトレットパイプの消音室内の開口端部よりも上位に配置されていることを特徴としている。
In order to achieve the object, the invention according to
さらに、前記目的を達成するため、本請求項3記載の発明は、前記請求項1、または2記載のものにおいて、前記インレットパイプは、消音室の端板および消音室内の仕切板とで両持ち支持されることを特徴としている。
Furthermore, in order to achieve the object, the invention according to
本請求項1記載の発明によれば、エンジンからの高温の排気ガスを消音室内に導くインレットパイプが、消音室の底部に溜まった凝縮水に接触してその凝縮水を加熱し、凝縮水の温度が上昇して、その凝縮水の気化が促進される。そして、気化した凝縮水は排気流と共にアウトレットパイプから容易に消音器外に排出されるので、前記特許文献1に開示されたもののように排気ガスの排気流の勢いだけに依存して凝縮水を排出するようにしたものに比べて、消音器の底部に溜まった凝縮水の排出が大幅に改善される。
According to the first aspect of the present invention, the inlet pipe that guides the high-temperature exhaust gas from the engine into the silencer chamber contacts the condensed water accumulated at the bottom of the silencer chamber and heats the condensed water. The temperature rises and vaporization of the condensed water is promoted. The vaporized condensed water is easily discharged from the outlet pipe together with the exhaust flow, so that the condensed water is relied only on the momentum of the exhaust gas exhaust flow as disclosed in
また、本請求項2記載の発明によれば、インレットパイプの開口端部は、アウトレットパイプの消音室C内の開口端部よりも上位に位置してことから、消音室内の凝縮水が、インレットパイプに逆流することがない。 According to the second aspect of the present invention, since the opening end of the inlet pipe is positioned higher than the opening end in the silencer chamber C of the outlet pipe, the condensed water in the silencer chamber is There is no backflow into the pipe.
さらに、本請求項3記載の発明によれば、インレットパイプは、消音室の端板および消音室内の仕切板とで両持ち支持されることにより、インレットパイプの支持剛性が高められ、凝縮水の気化を一層促進すべく、インレットパイプを長く形成してもその支持剛性の低下を招くことがない。 Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the inlet pipe is supported at both ends by the end plate of the silencer chamber and the partition plate in the silencer chamber, so that the support rigidity of the inlet pipe is increased, and the condensed water is increased. Even if the inlet pipe is formed long in order to further promote vaporization, the support rigidity is not lowered.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below based on examples of the present invention illustrated in the accompanying drawings.
本実施例は、本発明消音器を自動車用エンジンの排気系に実施した場合であり、図1は、本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略平面図、図2は、図3の2−2線に沿う消音器の横断平面図、図3は、図2の3−3線に沿う断面図、図4は、図3の4−4線に沿う断面図、図5は、図3の5−5線に沿う断面図である。 In this embodiment, the silencer of the present invention is applied to the exhaust system of an automobile engine. FIG. 1 is a schematic plan view of the exhaust system of the engine equipped with the silencer of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 3, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5.
図1において、全体を符号Eで示す自動車用のエンジンには、その運転により排出される排気ガスを大気に排出するための排気系Exが接続される。この排気系Exは、エンジンEの排気ポートに連結される排気マニホールドMfと、その下流端に接続される排気管1に、その上流側から下流側に沿って順次接続される、触媒Ca、プリチャンバP、および消音器Mを備えている。
In FIG. 1, an exhaust system Ex for exhausting exhaust gas exhausted by the operation to the atmosphere is connected to an automobile engine, which is generally indicated by E. The exhaust system Ex is connected to an exhaust manifold Mf connected to an exhaust port of the engine E and an
そして、エンジンEの運転により、そこから排出された排気ガスは、触媒Caによりその有害成分が浄化され、プリチャンバPにより一次消音され、さらに消音器Mにより二次消音されて大気に排出される。 Then, the exhaust gas discharged from the engine E is purified by the catalyst Ca, the primary component is silenced by the pre-chamber P, the secondary noise is silenced by the silencer M, and the exhaust gas is discharged to the atmosphere.
つぎに、本発明にかかる消音器Mの構造を、図2〜5を参照して詳細に説明する。 Next, the structure of the silencer M according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
消音器Mは、排気系ExがエンジンEに接続されるとき、図3に示すように、若干前傾姿勢を採るように、水平面に対して傾斜角θをもって傾斜して配置され、その内部の消音室CHに溜まった凝縮水Wがその前部に集まるようにされている。 When the exhaust system Ex is connected to the engine E, the silencer M is arranged with an inclination angle θ with respect to a horizontal plane so as to take a slightly inclined posture as shown in FIG. The condensed water W collected in the muffler chamber CH is collected at the front part thereof.
消音室Mのケーシングを構成するシェル2は、ステンレス製であって、楕円筒状に形成したシェル本体2aと、その前後開口端部に、気密にかしめ固定される前、後部端板2b,2cとにより密閉の中空楕円筒状に形成されている。そして、このシェル2は、その短径側を上下方向に向けて配置される。シェル2の前部端板2bには、プリチャンバPより延出される排気管1が、また、その後部端板2cには、大気に開口するテールパイプ9がそれぞれ気密に接続される。
The
前記シェル2により画成される消音室CH内には、その長手方向に間隔をあけて第1の仕切板3および第2の仕切板4が、前記前、後部端板2b,2cと略平行に固定されており、シェル2の長手方向の中間部には、第1の仕切板3と第2の仕切板4とによって第1の膨張室5が形成され、また、第1の膨張室5の前側には、前部端板2bと第1の仕切板3とにより第2の膨張室6が形成され、さらに、前記第1の膨張室5の後側には、第2の仕切板4と後部端板2cとにより共鳴室7が形成されている。よって、前記消音室CH内は、第1の膨張室5、第2の膨張室6および共鳴室7とに区画される。
In the muffler chamber CH defined by the
図4に示すように、第1の仕切板3には、複数の連通孔15,16,17が間隔をあけて開口されており、これらの連通孔15,16,17を介して第1の膨張室5と第2の膨張室6とが相互に連通されている。また、図5に示すように、第2の仕切板4には、複数の小孔18が開口され、これらの小孔18を介して第2の膨張室5と共鳴室7とが相互に連通されている。
As shown in FIG. 4, a plurality of
図2,3に示すように、プリチャンバPからの排気ガスが導かれる排気管1の後端(下流端)には、消音室CH内の第1および第2の膨張室5,6に跨がって配設されるインレットパイプ10の前端(上流端)が連通接続される。このインレットパイプ10は、消音室CHの底壁Cbに近づけて、該底壁Cbと略平行に第1および第2の膨張室5,6に跨がって延びる基部10aと、この基部10aの後端部分(下流側部分)から略直角に上向きに屈曲して延びる先部10bとよりL字状に形成され、その基部10aの基端がシェル2の前部端板2bに貫通支持され、また、その基部10aの中間部は、第1の仕切板3に穿設した支持孔13に貫通支持され、すなわち、インレットパイプ10の基部10aは消音室CHに両持ち支持されて、このインレットパイプ10の基部10aを長く形成してもインレットパイプ10の高い支持剛性が確保される。
2 and 3, the rear end (downstream end) of the
インレットパイプ10の先部10bの開口端部は、消音室CH内を上向きに指向されていて、その開口面は、消音室CHの底壁Cbと略平行である。そして、この開口端部は、後述するアウトレットパイプ20の消音室CH内の開口端部よりも上位に位置しており、後述するように、消音室CH内の凝縮水がインレットパイプ10へ逆流することがないようにされている。
The opening end portion of the
排気管1からインレットパイプ10に導かれる高温の排気ガスは、消音室CHの第1の膨張室5内を上向きに吐出される。そして、後に述べるように、排気ガスにより加熱されたインレットパイプ10の基部10aは、消音室CH内に溜まった凝縮水と接触して、その凝縮水をインレットパイプ10により加熱し、気化させることができる。
The high-temperature exhaust gas guided from the
また、図2,3に示すように、前記第2の仕切板4には、シェル2の軸線と略平行に比較的短い連通管11が支持されており、この連通管11は第1の膨張室5と共鳴室7とを相互に連通しており、第1膨張室5内の排気ガスを共鳴室7に導く。
As shown in FIGS. 2 and 3, a relatively
前記シェル2内には、前記インレットパイプ10に並列してアウトレットパイプ20が配設されている。このアウトレットパイプ20は、全体としてシェル2の長手方向に沿ってS字状に屈曲して長く延長されていて、各々直線状をなす、排気ガス進入パイプ部21、戻り方向パイプ部22および排気ガス排出パイプ部23と、それらを一本に連結する二つの、上流および下流側方向転換パイプ部24,25とで構成され、2回にわたり屈曲されている。
An
図2に明瞭に示すように、前記直状の排気ガス進入パイプ部21は、シェル2内の底部一側で、そのシェル2の軸線と平行に配置されて第1および第2の仕切板3,4に開口した支持孔26,29に貫通支持されている。そして、その前端(上流端)の開口端部は末広状に拡開されて前記第2膨張室6内に開口され、また、その後端(下流端)は、前記共鳴室7内にあって、上流側の方向転換パイプ部24に接続される。そして、この排気ガス導入パイプ部21は、シェル2内の底部に配置されることにより、シェル2内の気化した凝縮水を含む排気流のアウトレットパイプ20への導入をし易くしている。
As clearly shown in FIG. 2, the straight exhaust gas
また、図3に明瞭に示すように、戻り方向パイプ部22は、シェル2内の上方にあって、その左右方向の中央部に位置していて、そのシェル2の軸線と平行に配置されており、第1および第2の仕切板3,4に開口した支持孔27,30に貫通支持されている。そして、その後端(上流端)が前記共鳴室7内にあって上流側の方向転換パイプ部24に接続され、また、その前端(下流端)は、第2の膨張室6内にあって、下流側の方向転換パイプ部25に接続される。
Further, as clearly shown in FIG. 3, the
さらに、図3に明瞭に示すように、前記排気ガス排出パイプ部23は、シェル2内の下部で、その左右方向の略中央部に位置していて、そのシェル2の軸線と平行に配置されており、第1、第2の仕切板3,4および後部端板2cに開口した支持孔28,31および32に貫通支持されている。そして、その前端(上流端)が前記第2膨張室6内にあって下流側の方向転換パイプ部25に接続され、またその後端(下流端)は、大気に開口されて、前記テールパイプ9に接続されている。
Further, as clearly shown in FIG. 3, the exhaust gas
図4,5に示すように、アウトレットパイプ20を構成する3本のパイプ部、すなわち排気ガス進入パイプ部21、戻り方向パイプ部22、および排気ガス排出パイプ部23は、互いにほぼ平行であって、シェル2の長手方向に沿って並列されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the three pipe parts constituting the
図3に示すように、戻り方向パイプ部22の第1の膨張室5に対応する上部領域には、多数の小孔よりなる排気音干渉孔34が開口されている。この排気音干渉孔34は、長いアウトレットパイプ20を流れる排気ガスの排気音の共鳴を効果的に防止できる機能を有する。
As shown in FIG. 3, an exhaust
図3に示すように、前記第1の仕切板3、第2の仕切板4の最下部には、それらの前後を連通させる水通し孔36,37が設けられ、シェル2内に溜まった凝縮水は、このシェル2が前述したように、若干前傾姿勢にあることから、それらの水通し孔36,37を通ってシェル2内の前方底部に集められる。
As shown in FIG. 3, the lowermost portions of the
つぎに、この実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
いま、エンジンEが運転され、そこから排出した排気ガスは、排気系Exへと導かれる。そして排気系Exを流れる排気ガスは、消音器M内に入り、ここで排気音の主たる消音が行われる。 Now, the engine E is operated, and the exhaust gas discharged therefrom is guided to the exhaust system Ex. The exhaust gas flowing through the exhaust system Ex enters the silencer M, where main exhaust noise is silenced.
ところで、消音器M内に流入した高温の排気ガスが消音室CH内で冷却されると、そこに含まれる水分が露化して凝縮水となり、この凝縮水は、シェル2が前傾姿勢であることにより水通し孔37,36を通り、消音室CHの前部、すなわち、第2の膨張室6内の底部に溜まることになるが、この溜まった凝縮水は、以下に述べるように、高温の排気ガスの流れるインレットパイプ10との接触により加熱され、気化されてアウトレットパイプ20を通して能率よく外部に排出されるようにされている。
By the way, when the high-temperature exhaust gas that has flowed into the silencer M is cooled in the silencer chamber CH, the moisture contained therein is dewed to become condensed water, and the
図2に矢印Aで示すように、エンジンEから排出される排気ガスは、インレットパイプ10を通して消音室CH内に導かれる。図3に示すように、インレットパイプ10の基部10aは、消音室CHの底壁Cbの近くをその底壁Cbと略平行に延びていて、消音室CHの底部に溜まった凝縮水に接触させることができるので、高温の排気ガスにより加熱されたインレットパイプ10はその凝縮水を加熱して、早期に気化させることができる。この場合、インレットパイプ10の基部10aは、第1および第2の膨張室5,6に跨がり消音室CHの底壁Cbと略平行に長く延びているので、消音室CH内の凝縮水との接触面積を広くとることができ、凝縮水の気化が一層促進される。
As shown by an arrow A in FIG. 2, the exhaust gas discharged from the engine E is guided into the sound deadening chamber CH through the
そして、気化した凝縮水を含んだ排気流は、その排気音を減衰されながらてアウトレットパイプ20から消音器M外へ排出される。すなわち、排気流は、気化した凝縮水と共に第2の膨張室6から連通孔15,16,17を通って第1の膨張室5に入り、さらに、そこから連通管11を通って共鳴室7にも入り、排気の膨張、共鳴の複合作用により、排気振動エネルギの効果的な減衰が行われて一次的な排気音の消音がなされる。共鳴室7内の排気流は、複数の小孔18を通って第1の膨張室5内に入り、さらに、第1の仕切板3の連通孔15,16,17を通って第2の膨張室6内に入る。第2膨張室6内で合流した前記排気流は、図2に矢印Bで示すように、排気ガス進入パイプ部21の開口端部よりアウトレットパイプ20内に流入する。このアウトレットパイプ20は、前述したように、S字状に迂回屈曲させて長く延長したことにより、アウトレットパイプ20内の排気流は、該パイプ20内を流れる間に、排気音がさらに減衰されて、その消音が二次的に効果的に行われる。そして充分に消音された、気化された凝縮水を含んだ排気流は、排気ガス排出パイプ部23の後端より、図2に矢印Cで示すように、テールパイプ9を経て大気に排出される。
And the exhaust flow containing the vaporized condensed water is discharged out of the silencer M from the
前述の排気流の流れ過程において、インレットパイプ10の先部10bの、消音室CH内の開口端部は、アウトレットパイプ20の消音室CH内の開口端部よりも上位に位置しているので、凝縮水が、インレットパイプ10に逆流することがない。また、インレットパイプ10は、消音室CHの前部端板2bおよび第1の仕切板3に貫通支持させることにより、消音室CHに両持ち支持させることができてその支持剛性を高めることができ、凝縮水の気化を一層促進すべく、インレットパイプ10を長く形成してもてその支持剛性の低下を招くことがない。 消音室CH内に溜まった凝縮水は、前述したように、高温の排気ガスが流れるインレットパイプ10の接触により加熱、気化され、気化された凝縮水は、排気流と共にアウトレットパイプ20を経由して大気に排出されるが、その際に、仮に未気化のまま凝縮水が残留したとしも、排気ガス進入パイプ部21が消音室CHの底部寄りに位置していることにより、その溜まった凝縮水の排出が容易に行われる。
In the above-described exhaust flow process, the opening end of the
なお、前記凝縮水は、高温の排気ガスがシェル2内で冷却されて、そこに含まれる水分が露化し、凝縮してシェル2内に溜まった水の外、洗車時にアウトレットパイプ20から侵入したシェル2内の溜まった水も含む。
Note that the condensed water is cooled in the
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。 As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to the Example, A various Example is possible within the scope of the present invention.
たとえば、前記実施例では、本発明消音器を自動車用エンジンの排気系に実施した場合を説明したが、これを、他のエンジンの排気系にも実施できることは勿論である。また、前記実施例では、インレットパイプの先部の端部開口は、消音室内を上向きに指向されているが、その開口端部は、アウトレットパイプの消音室内の開口端部よりも上位であれば、どの方向に指向させてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the case where the silencer of the present invention is implemented in the exhaust system of an automobile engine has been described, but it is needless to say that this can also be implemented in the exhaust systems of other engines. Moreover, in the said Example, although the edge part opening of the front part of an inlet pipe is orient | assigned upwards in the noise reduction room, if the opening edge part is higher than the opening edge part in the noise reduction room of an outlet pipe , It may be oriented in any direction.
2b・・・・・・・・・端板(前部端板)
3・・・・・・・・・・仕切板(第1の仕切板)
10・・・・・・・・・インレットパイプ
20・・・・・・・・・アウトレットパイプ
C・・・・・・・・・・消音室
Cb・・・・・・・・・底壁
W・・・・・・・・・・凝縮水
2b ... End plate (front end plate)
3 ... Partition plate (first partition plate)
10 ··············
Claims (3)
インレットパイプ(10)は、その少なくとも一部が、消音室(CH)内をその底壁(Cb)に近づけて、その底壁(Cb)と略平行に設けられ、消音室(CH)内に貯溜される凝縮水(W)と接触するようにされていることを特徴とする、消音器。 In a silencer comprising a silencing chamber (CH), an inlet pipe (10) for guiding exhaust gas to the silencing chamber (CH), and an outlet pipe (20) for exhausting exhaust gas from the silencing chamber (CH) to the outside ,
At least a part of the inlet pipe (10) is provided substantially parallel to the bottom wall (Cb) so that the inside of the silencing chamber (CH) is close to the bottom wall (Cb). A silencer, wherein the silencer is in contact with stored condensed water (W).
The said inlet pipe (10) is both-end-supported by the end plate (2b) of a silencing chamber (CH), and the partition plate (3) in a silencing chamber (CH), The said Claim 1 characterized by the above-mentioned. 2. The silencer according to 2.
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