JP2015203364A - Muffler for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関用マフラーに関する。 The present invention relates to a muffler for an internal combustion engine.
特許文献1に記載されるように、触媒をコーティングした排気ガス浄化器を内部に備えたマフラーが知られている。このマフラーは、排気ガス入口を有する第1拡張室と、排気ガス出口を有する第2拡張室とを備えており、エンジンに取り付ける側とは反対側において、第2拡張室の壁面を二重壁面としている。この二重壁面間に、断熱材が充填されている。また、排気ガス浄化器の第1拡張室側と第2拡張室側の両方をカバーで覆っている。
As described in
図7および図8に示されるように、従来、マフラボディー102とマフラカバー(外壁)103とを有する内燃機関用マフラー100において、エンジンから流入口106を通って流入した排気ガスは、第1膨張室121へ入る。排気ガスは、第1膨張室121から酸化触媒104を通過し、未燃焼炭化水素を燃焼させて高温となり、第2膨張室122に移動する。排気ガスは、第2膨張室122の通気孔122aを通って、マフラカバー103の内部である第3膨張室123へと流れる。そして、排気ガスはテールパイプ108から外部に排出される。このような内燃機関用マフラー100では、排気ガスが複数の絞り部と膨張室とを通過することで、消音が図られている。
As shown in FIGS. 7 and 8, conventionally, in an internal
図7および図8に記載されるような内燃機関用マフラー100では、酸化触媒104を通過した後の高温ガスがマフラカバー103を加熱する。加熱されたマフラカバー103からの輻射熱により、外装部品が高温になり易い。この点、上記特許文献1に記載のマフラーでは、二重壁面を設けてその間に断熱材を充填しているので、マフラカバーあるいは外装部品が高温になることが防止され得る。
In the
上記特許文献1に記載されたマフラーでは、排気ガス浄化器の両面をカバーで覆うことにより、消音効果を高めている。しかし、このような構成では、部品点数が増加してしまう。
In the muffler described in
本発明は、外壁の表面温度を低減し、かつ、部品点数の増加を抑えつつ消音効果を発揮することができる内燃機関用マフラーを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a muffler for an internal combustion engine that can exhibit a silencing effect while reducing the surface temperature of the outer wall and suppressing an increase in the number of parts.
本発明は、内部に触媒部(4)を有し、排気ガスが流入口(6)から流入して触媒部(4)を通過した後、排出口(7)から排出されるように構成された内燃機関用マフラー(1,1A)において、流入口(6)と触媒部(4)との間に設けられ、排気ガスが流入する第1膨張室(21)と、第1膨張室(21)の流出側に設けられた第1隔壁(11)とこの第1隔壁(11)に対向する第2隔壁(12)とによって画成され、触媒部(4)を通過した排気ガスが通過する第2膨張室(22)と、第2膨張室(22)に隣接して設けられ、第2膨張室(22)を通過した排気ガスを前排出口(7)から排出する排出管(8)と、第2隔壁(12)と外壁(3)とによって画成された第3膨張室(23)と、を備え、第2膨張室(22)の出口部(12b)と排出管(8)との間には、第3膨張室(23)に連通するガス流路(P)が形成されていることを特徴とする。 The present invention has a catalyst part (4) inside, and is configured such that exhaust gas flows from the inlet (6), passes through the catalyst part (4), and is then discharged from the outlet (7). In the internal combustion engine muffler (1, 1A), a first expansion chamber (21) provided between the inlet (6) and the catalyst portion (4) and into which exhaust gas flows, and a first expansion chamber (21 ) And the second partition wall (12) facing the first partition wall (11), and the exhaust gas that has passed through the catalyst section (4) passes therethrough. A second expansion chamber (22) and a discharge pipe (8) provided adjacent to the second expansion chamber (22) and exhausting the exhaust gas that has passed through the second expansion chamber (22) from the front discharge port (7) And a third expansion chamber (23) defined by the second partition wall (12) and the outer wall (3), and an outlet of the second expansion chamber (22) Between the (12b) and discharge pipe (8), wherein a gas flow path which communicates with the third expansion chamber (23) (P) is formed.
この内燃機関用マフラー(1,1A)によれば、排気ガスは、触媒部(4)および第2膨張室(22)を通過した後、排出管(8)の排出口(7)から外部に排出される。第2膨張室(22)と外壁(3)との間には、第3膨張室(23)が設けられており、この第3膨張室(23)には、高温の排気ガスは流れない。よって、外壁(3)の表面温度を低減することができる。さらに、この内燃機関用マフラー(1,1A)では、第3膨張室(23)に連通するガス流路(P)が、第2膨張室(22)の出口部(12b)と排出管(8)との間に形成されている。よって、このガス流路(P)が第3膨張室(23)の役割あるいは共鳴室の役割を調節することになり、消音効果が発揮される。この場合、第2膨張室(22)の出口部(12b)と排出管(8)との間にガス流路(P)を設けただけであるので、部品点数の増加を抑えつつ、消音効果を発揮することができる。 According to the muffler (1, 1A) for the internal combustion engine, the exhaust gas passes through the catalyst part (4) and the second expansion chamber (22), and then passes through the discharge port (7) of the discharge pipe (8) to the outside. Discharged. A third expansion chamber (23) is provided between the second expansion chamber (22) and the outer wall (3), and high-temperature exhaust gas does not flow into the third expansion chamber (23). Therefore, the surface temperature of the outer wall (3) can be reduced. Furthermore, in this muffler (1, 1A) for the internal combustion engine, the gas flow path (P) communicating with the third expansion chamber (23) is connected to the outlet (12b) of the second expansion chamber (22) and the discharge pipe (8 ). Therefore, this gas flow path (P) adjusts the role of the third expansion chamber (23) or the role of the resonance chamber, and exhibits a silencing effect. In this case, since only the gas flow path (P) is provided between the outlet part (12b) of the second expansion chamber (22) and the discharge pipe (8), the silencing effect is suppressed while suppressing an increase in the number of parts. Can be demonstrated.
上記の内燃機関用マフラー(1,1A)において、第2膨張室(22)の出口部(12b)は、排出管(8)内に少なくとも一部が配置された管状部であり、出口部(12b)と排出管(8)との間には環状のガス流路(P)が形成されており、排気ガスが排出管(8)から排出されるとき、第3膨張室(23)内は外気に比べて負圧になる。この構成によれば、上記の消音効果がより一層高められる。 In the internal combustion engine muffler (1, 1A), the outlet part (12b) of the second expansion chamber (22) is a tubular part at least partially disposed in the discharge pipe (8), and the outlet part ( 12b) and an exhaust pipe (8), an annular gas flow path (P) is formed. When exhaust gas is exhausted from the exhaust pipe (8), the inside of the third expansion chamber (23) Negative pressure compared to outside air. According to this configuration, the silencing effect is further enhanced.
上記の内燃機関用マフラー(1A)において、外壁(3)には通風孔(3b)が設けられており、通風孔(3b)を通して、外気が第3膨張室(23)内に取り込まれる。この構成によれば、内燃機関用マフラー(1)内部の冷却効率が高められる。 In the muffler (1A) for the internal combustion engine, the outer wall (3) is provided with a ventilation hole (3b), and outside air is taken into the third expansion chamber (23) through the ventilation hole (3b). According to this configuration, the cooling efficiency inside the muffler (1) for the internal combustion engine is increased.
上記の内燃機関用マフラー(1A)において、通風孔(3b)は、第3膨張室(23)を基準として、排出管(8)とは反対側に設けられている。排気管が設けられた付近の外気は、比較的高温である。この構成のごとく、排気管とは反対側に通風孔(3b)を設けることにより、比較的低温の外気を第3膨張室(23)内に取り込むことができる。 In the internal combustion engine muffler (1A), the ventilation hole (3b) is provided on the side opposite to the discharge pipe (8) with respect to the third expansion chamber (23). The outside air near the exhaust pipe is relatively hot. As in this configuration, by providing the ventilation hole (3b) on the side opposite to the exhaust pipe, relatively low temperature outside air can be taken into the third expansion chamber (23).
上記の内燃機関用マフラー(1A)において、触媒部(4)と第2隔壁(12)との間には、触媒部(4)を覆う防護カバー(14)が設けられており、防護カバー(14)には、別のガス流路(14a)が形成されている。この構成によれば、防護カバー(14)によって、火花からの防護が図られる。防護カバー(14)に形成された別のガス流路(14a)により、触媒部(4)から第2膨張室(22)への排気ガスの流れをつくることができる。 In the above-described muffler (1A) for the internal combustion engine, a protective cover (14) that covers the catalyst part (4) is provided between the catalyst part (4) and the second partition wall (12). 14) is provided with another gas flow path (14a). According to this configuration, the protection cover (14) protects against sparks. The flow of exhaust gas from the catalyst part (4) to the second expansion chamber (22) can be created by another gas flow path (14a) formed in the protective cover (14).
本発明によれば、外壁(3)の表面温度を低減し、かつ、部品点数の増加を抑えつつ消音効果を発揮することができる。 According to the present invention, the silencing effect can be exhibited while reducing the surface temperature of the outer wall (3) and suppressing the increase in the number of parts.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
図1〜図4を参照して、第1実施形態の内燃機関用マフラー1について説明する。図1および図2に示されるように、内燃機関用マフラー1は、たとえば携帯式エンジン(図示せず)等の内燃機関に固定されて、そのエンジンの排気ガスを流入させ、内部を通じて消音した排気ガスを排出する。内燃機関用マフラー1は、排気ガスの流入側に配置される椀状のマフラボディー2と、排気ガスの排出側に配置されてマフラボディー2に被さる椀状のマフラカバー(外壁)3とを備える。マフラボディー2の縁部とマフラカバー3の縁部とが接合されて、内燃機関用マフラー1の外形が構成されている。
With reference to FIGS. 1-4, the
マフラボディー2は、エンジンの排気部に対面する取付面部2aを有している。取付面部2aの外表面は平面をなしており、その中央には、排気ガスの流入口6が形成されている。取付面部2aとエンジンの排気部との間には、ガスケット等のシール部材が設けられる。流入口6の周囲には、流入口6の両側にボルト孔10が2つ設けられている。このボルト孔10に締結ボルトが通され、エンジンに対して締め込まれることにより、マフラカバー3およびマフラボディー2がエンジンの排気部に共締めされて、内燃機関用マフラー1がエンジンに固定される。
The
図2および図3に示されるように、内燃機関用マフラー1の内部には、第1隔壁11およびプロテクタ(第2隔壁)12が固定されている。第1隔壁11およびプロテクタ12は、それらの周縁部が重なり合った状態でマフラボディー2の縁部とマフラカバー3の縁部との間に挟み込まれることにより、固定されている。第1隔壁11は、平板状である。プロテクタ12は、第1隔壁11のマフラカバー3側に固定されている。プロテクタ12は、第1隔壁11および酸化触媒4に対向すると共に、マフラカバー3に向けて膨らむ形状をなしている。また、プロテクタ12は、マフラカバー3に対向しており、第1隔壁11とマフラカバー3との間に配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
内燃機関用マフラー1の内部には、円柱状の酸化触媒(触媒部)4が設けられている。酸化触媒4は、第1隔壁11に形成された円形の開口11a内に配置されており、その中心軸線が上記のボルト孔10と略平行な向きに取り付けられている。酸化触媒4は、エンジンからの排気ガスを通過させることにより、排気ガス内の未燃焼炭化水素を燃焼させる。
A cylindrical oxidation catalyst (catalyst portion) 4 is provided inside the
上記したように、酸化触媒4の周囲に、第1隔壁11が設けられている。第1隔壁11は、内燃機関用マフラー1の内部を流入側と流出側とに区画している。第1隔壁11とマフラボディー2との間には、第1膨張室21が設けられている。すなわち、第1膨張室21は、上記の流入口6と酸化触媒4との間に設けられている。この第1膨張室21には、流入口6を通じて排気ガスが流入する。第1膨張室21に流入した排気ガスは、酸化触媒4を通って第1膨張室21から流出する。すなわち、第1膨張室21の流入側にマフラボディー2が設けられており、第1膨張室21の流出側に第1隔壁11が設けられている。
As described above, the
第1隔壁11とプロテクタ12との間には、第2膨張室22が設けられている。すなわち、第2膨張室22は、第1隔壁11とプロテクタ12とによって画成されている。第1膨張室21と第2膨張室22とは、酸化触媒4に形成された多数の細孔を介して連通している。第2膨張室22には、酸化触媒4を通過した排気ガスが通過する。
A
図2および図4に示されるように、マフラカバー3の一端部3a(図2に示す下端部)には、図示水平方向に向けて延びる円管状のテールパイプ(排出管)8が設けられている。テールパイプ8は、第2膨張室22に隣接して設けられており、第2膨張室22を通過した排気ガスを排出口7から排出する。
As shown in FIGS. 2 and 4, a circular tail pipe (discharge pipe) 8 extending in the illustrated horizontal direction is provided at one
より詳細には、プロテクタ12の一端部12a(図2に示す下端部)には、図示水平方向に向けて延びる円管状のプロテクタ排気管(出口部)12bが設けられている。プロテクタ排気管12bは、第2膨張室22のプロテクタ排気口22aから排気ガスを排出する。
More specifically, a tubular protector exhaust pipe (exit part) 12b extending in the horizontal direction in the figure is provided at one
プロテクタ排気管12bの直径はテールパイプ8の直径よりも小さく、プロテクタ排気管12bの先端部(排気ガスの排出方向下流側の端部)は、テールパイプ8内に配置されている。テールパイプ8とプロテクタ排気管12bとは、同心円状に配置されている。図4に示されるように、プロテクタ排気管12bの先端部はテールパイプ8の基端に僅かに入り込んでいる。テールパイプ8およびプロテクタ排気管12bの軸線方向において、プロテクタ排気管12bの先端部は、テールパイプ8に重なっており、この重なった部分はオーバーラップ部Aである。このような構成により、テールパイプ8とプロテクタ排気管12bとの間には、円環状のガス流路Pが形成されている。
The diameter of the
プロテクタ12とマフラカバー3との間には、第3膨張室23が設けられている。すなわち、第3膨張室23は、プロテクタ12とマフラカバー3とによって画成されている。この第3膨張室23は、第2膨張室22をマフラカバー3側から覆うように設けられている。第3膨張室23には、酸化触媒4および第2膨張室22を通過した高温の排気ガスは流れないように構成されている。
A
上記したように、プロテクタ12のプロテクタ排気管12bとテールパイプ8とは離間しており、直接接合されていない。そのため、プロテクタ排気管12bの周囲に形成されたガス流路Pは、第3膨張室23に連通している。言い換えれば、排出口7は、プロテクタ排気口22aを介して第2膨張室22に連通しており、さらには、ガス流路Pを介して第3膨張室23に連通している。排気ガスがテールパイプ8の排出口7から排出されるとき、第3膨張室23は外気に比べて負圧になるように構成されている。
As described above, the
この内燃機関用マフラー1によれば、排気ガスは、酸化触媒4および第2膨張室22を通過した後、テールパイプ8の排出口7から外部に排出される。第2膨張室22とマフラカバー3との間には、第3膨張室23が設けられており、この第3膨張室23には、高温の排気ガスは流れない。よって、マフラカバー3の表面温度を低減することができる。さらに、この内燃機関用マフラー1では、第3膨張室23に連通するガス流路Pが、第2膨張室22のプロテクタ排気管12bとテールパイプ8との間に形成されている。このガス流路Pが第3膨張室23の膨張室としての役割(すなわち機能)あるいは共鳴室の役割(すなわち機能)を調節することになり、消音効果が発揮される。この場合、第2膨張室22のプロテクタ排気管12bとテールパイプ8との間にガス流路Pを設けただけであるので、従来構造と同等の部品点数で構成可能である。したがって、部品点数の増加を抑えつつ、消音効果を発揮することができる。
According to the
また、排気ガスがテールパイプ8の排出口7から排出されるとき、第3膨張室23は外気に比べて負圧になるため、消音効果がより一層高められている。
Further, when the exhaust gas is discharged from the
なお、プロテクタ12には高温の排気ガスが接触するため、プロテクタ12は高温になる。しかしながら、第3膨張室23が設けられているため、マフラカバー3から外装部品に輻射熱が伝達されることが抑制されている。よって、外装部品の温度上昇は低く抑えられる。
Since the high-temperature exhaust gas contacts the
上記したオーバーラップ部Aの形状を変更することにより、消音効果を調整することができる。より詳細には、プロテクタ排気管12bの内径を調整することで背圧を調整できる。プロテクタ排気管12bの内径を従来に比して小さくしても、背圧の上昇は抑えられ、出力に対する影響は小さい。内燃機関用マフラー1では、出力を増大させつつ、排気騒音は従来の構造と同等またはそれ以上とすることができる。
The silencing effect can be adjusted by changing the shape of the overlap portion A described above. More specifically, the back pressure can be adjusted by adjusting the inner diameter of the
部品点数に関しても、内燃機関用マフラー1は、従来の構造と同等の部品点数で構成可能である。そのため、コストアップにはつながらない。
Regarding the number of parts, the
次に、図5および図6を参照して、第2実施形態の内燃機関用マフラー1Aについて説明する。内燃機関用マフラー1Aが第1実施形態の内燃機関用マフラー1と違う点は、酸化触媒4を覆う防護カバー14が設けられた点と、マフラカバー3に通風孔3bが設けられた点である。防護カバー14は、酸化触媒4のプロテクタ12側(すなわちマフラカバー3側)に取り付けられている。防護カバー14は、有底円筒状のカバーであり、その開口された端縁(エンジン側の端縁)が第1隔壁11に接合されている。防護カバー14には、第2膨張室22に連通するガス流路(別のガス流路)14aが形成されている。
Next, a
図6に示されるように、通風孔3bは、第3膨張室23を基準として、テールパイプ8とは反対側に設けられている。この通風孔3bを通して、外気が第3膨張室23内に取り込まれるように構成されている。
As shown in FIG. 6, the
第2実施形態の内燃機関用マフラー1Aによっても、内燃機関用マフラー1と同様の効果が奏される。さらに、通風孔3bを通して、外気が第3膨張室23に取り込まれるため、内燃機関用マフラー1A内部の冷却効率が高められる。
The effect similar to that of the
テールパイプ8が設けられた付近の外気は、比較的高温である。内燃機関用マフラー1Aでは、テールパイプ8とは反対側に通風孔3bを設けることにより、比較的低温の外気を第3膨張室23に取り込むことができる。
The outside air in the vicinity where the
防護カバー14によって、火花からの防護が図られる。防護カバー14に形成されたガス流路14aにより、酸化触媒4から第2膨張室22への排気ガスの流れをつくることができる。
The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、テールパイプ8とプロテクタ排気管12bとは、同心円状でなくてもよい。ガス流路Pは円環状に限られない。矩形の環状であってもよいし、プロテクタ排気管12bの周囲の一部分に形成されてもよい。オーバーラップ部Aを設けなくてもよい。すなわち、プロテクタ排気管12bがテールパイプ8に入り込んでいなくてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the
触媒部の態様は、上記の酸化触媒4に限られない。第1実施形態の内燃機関用マフラー1に、マフラカバー3の通風孔3bを採用してもよい。本発明は、携帯型エンジンに適用される場合に限られず、触媒を使用するマフラーを用いたエンジンであれば、どのようなエンジンにも適用可能である。つまり、汎用エンジン全般に適用可能である。
The aspect of the catalyst portion is not limited to the
1…内燃機関用マフラー、3…マフラカバー(外壁)、3b…通風孔、4…酸化触媒(触媒部)、6…流入口、7…排出口、8…テールパイプ(排出管)、11…第1隔壁、12…プロテクタ(第2隔壁)、12b…プロテクタ排気管(出口部)、14…防護カバー、14a…ガス流路、21…第1膨張室、22…第2膨張室、23…第3膨張室、P…ガス流路。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記流入口(6)と前記触媒部(4)との間に設けられ、前記排気ガスが流入する第1膨張室(21)と、
前記第1膨張室(21)の流出側に設けられた第1隔壁(11)とこの第1隔壁(11)に対向する第2隔壁(12)とによって画成され、前記触媒部(4)を通過した前記排気ガスが通過する第2膨張室(22)と、
前記第2膨張室(22)に隣接して設けられ、前記第2膨張室(22)を通過した前記排気ガスを前排出口(7)から排出する排出管(8)と、
前記第2隔壁(12)と外壁(3)とによって画成された第3膨張室(23)と、を備え、
前記第2膨張室(22)の出口部(12b)と前記排出管(8)との間には、前記第3膨張室(23)に連通するガス流路(P)が形成されていることを特徴とする内燃機関用マフラー。 An internal combustion engine having a catalyst part (4) inside, and configured such that exhaust gas flows from the inlet (6), passes through the catalyst part (4), and is then discharged from the outlet (7). For muffler (1,1A)
A first expansion chamber (21) provided between the inlet (6) and the catalyst part (4) and into which the exhaust gas flows;
The catalyst section (4) is defined by a first partition wall (11) provided on the outflow side of the first expansion chamber (21) and a second partition wall (12) facing the first partition wall (11). A second expansion chamber (22) through which the exhaust gas that has passed through;
A discharge pipe (8) provided adjacent to the second expansion chamber (22) and discharging the exhaust gas that has passed through the second expansion chamber (22) from a front discharge port (7);
A third expansion chamber (23) defined by the second partition wall (12) and the outer wall (3),
A gas flow path (P) communicating with the third expansion chamber (23) is formed between the outlet (12b) of the second expansion chamber (22) and the discharge pipe (8). A muffler for an internal combustion engine.
前記排気ガスが前記排出管(8)から排出されるとき、前記第3膨張室(23)内は外気に比べて負圧になることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用マフラー。 The outlet part (12b) of the second expansion chamber (22) is a tubular part at least partially disposed in the discharge pipe (8), and the outlet part (12b) and the discharge pipe (8). An annular gas flow path (P) is formed between
The muffler for an internal combustion engine according to claim 1, wherein when the exhaust gas is exhausted from the exhaust pipe (8), the third expansion chamber (23) has a negative pressure compared to the outside air.
前記通風孔(3b)を通して、外気が前記第3膨張室(23)内に取り込まれることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関用マフラー。 The outer wall (3) is provided with a ventilation hole (3b),
The muffler for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein outside air is taken into the third expansion chamber (23) through the ventilation hole (3b).
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