JP3043327U - 自動車用排気加速管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両のエンジン内の廃気の排出を加速するこ
とのできる車両用排気加速管を提供する。 【解決手段】 一本の外パイプ１０の内部に一本の内パ
イプ２０を差し込む。内パイプ２０の両端にはそれぞれ
一つの吸入穴リング３０と排出穴リング４０があり、外
パイプ１０の内部に溶接で固定する。該外パイプ１０の
両端にはそれぞれ数個の貫通穴を環設し、該内パイプ２
０の周面には多数のガス穴２１があって多孔質になって
いる。該内パイプ２０の約中間位置の所には一つの収縮
部２３を形成して、収縮部２３から拡大パイプ部２２の
間にパイプ径が比較的太い一本の太パイプ２４を形成さ
せ、そして収縮部２３は又別の一側にパイプ径が比較的
細い細パイプ２５を形成する。外パイプ１０の上の前貫
通穴１３、後貫通穴１４と吸入穴リング３０、排出穴リ
ング４０の上の吸入穴３２、排出穴４２によって外部と
互いに貫通する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、一種の車両用排気管の構造に関するものであり、特に一種のエンジ ンの燃焼の効率を上げることができる車両用排気加速管の構造に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

車両は、燃料がエンジンの中で燃焼したときに非常に巨大な熱を生じる。その 熱量の元は混合燃焼した後の温度が４０００度Ｆを越えて、そしてその熱は必ず 排出管によって排出する。その量は非常に大量であるので、エンジンの部品、例 えばピストン、ピストンリング、吸排気バルブ、シリンダ壁等はみな温度が高く なるために元来の部品を潤滑している潤滑油は破壊されて、エンジンは正常な潤 滑効果を得ることができないのである。このように、排気系統は車両の動力系統 の中で極めて重要な役割を占めている。

【０００３】 燃料が燃焼した後で生じた廃気は、排気岐管を経由して排出されている。その 排気岐管はエンジンの形式によって色々な違ったタイプがある。シリンダやシリ ンダ本体に取り付けることができるものがあり、岐管のカーブも小さくする必要 があり、反圧力が生じるのも避ける必要があって、これによって廃気が岐管から マフラーに向かって経過する時に一つのガス妨害があり、その後にパイプの末端 を経て外に排出される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、これらの間には廃気の排出を加速する動力がないために排出を 加速することができない。このために、常に排気パイプの内部にカーボンが溜ま る現象が生じ、なおかつこれもエンジンの廃気排出の順調性に影響してエンジン の温度を上げる原因になってる。

【０００５】 上記のように廃気を加速して排放する動力がなく、常に排気管の内部にカーボ ンが溜まり、エンジンの温度が高い状況では、廃気の排出も妨害される。なおか つ廃気のカーボン含有量が高すぎると、空気の品質にも悪い影響を受ける。 本考案は上記欠点を解決し、廃気の排出を加速することのできる車両用排気加 速管を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

車両に本考案の車両用排気加速管を取り付けて、排気を下に引く力を生じ、そ の引く力はエンジンの中での排出していない燃焼した廃気を吸出し、その力は大 きいので排気管に溜まっているカーボンも同時に外に排出できる。それ以外に、 背圧を下げてエンジン室内はさらに多い新鮮な空気を吸入し、燃焼の効率を上げ る。

【０００７】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の良好な実施例の立体分解図である。加速管は一本の外パイプ１ ０、一本の内パイプ２０、一つの吸入穴リング３０及び一つの排出穴リング４０ を主な部品として含んで構成されている。

【０００８】 該外パイプ１０は、両端が空いている中空の円筒で、内部には一つの内穴１１ が形成され、内穴１１の中の一端は徐々に外に向かって拡大になっている拡大部 １２で、両端縁に近い内側の位置には各々リング面に数個の前・後貫通穴１３、 １４が設けられている。 該内パイプ２０の径は外パイプ１０の径よりも小さくて且つ内穴１１の中に差 し込むことができる。その外周面と内穴１１の内リング面の間は並びに一つの所 定の大きさの空間Ａを形成する。該内パイプ２０の周面には多数のガス穴２１が あって多孔質になっている。外パイプ１０の拡大部１２の一端に対称して一つの 拡大パイプ部２２が形成され、拡大パイプ部２２は直接車の排気管１００の末端 に取り付けられる。約中間位置の所には一つの収縮部２３を形成して、収縮部２ ３から拡大パイプ部２２の間にパイプ径が比較的太い一本の太パイプ２４を形成 させ、そして収縮部２３は又別の一側にパイプ径が比較的細い細パイプ２５を形 成する。

【０００９】 該吸入穴リング３０は、中空円盤状に作られていて、その中央には一つの貫通 穴３１が設けられている。これは丁度内パイプ２０の拡大パイプ部２２の内側の 太いパイプ２４に取付けして、尚且つその外リング面を丁度内穴１１の内リング 面に溶接させて、吸入穴リング３０の位置の拡大部１２と前貫通穴１３の間にし 、且つ該吸入穴リング３０の上には数個の吸入穴３２が設けられている。

【００１０】 該排出穴リング３０も、中空円盤状に作られていて、その中央には一つの丸穴 ４１が設けられている。これは丁度内パイプ２０の細パイプ２５の末端の外周縁 上に取り付けられ、その外リング面を丁度内穴１１の中の一端の内リング面に溶 接して設け、且つ排出穴リング４０の位置は後貫通穴１４の外側にあり、該排出 穴リング４０の上には数個の排出穴４２が設けられている。

【００１１】 上記は本考案の車両用排気加速管の構造の各組み立て部品の関連の構造と位置 の概略を説明したものである。 次に、本考案によって達成される効果について説明する。 図２、図３を参照すると、内パイプ２０が外パイプ１０の内穴１１の内部に差 し込んだ時では、並びに内パイプ２０と外パイプ１０の両端の相対した所に各別 に吸入穴リング３０、排出穴リング４０が各別に溶接で固定された状態に形成さ れる。但し、外パイプ１０の上の前貫通穴１３、後貫通穴１４と吸入穴リング３ ０、排出穴リング４０の上の吸入穴３２、排出穴４２によって外部と互いに貫通 する。

【００１２】 本考案の上記の構造を利用して、図４に示すように取り付けられ、エンジンが 排出した廃気を加速して排出することができると同時に車の推力等を増加させる 良い実際の効果を得ることができる。これは、下記の実験により、証明できる。 （実験方法） １．本実験は、主に０．０５μｍの酸化アルミニウムの粉末が流れ場に沿って動 く原理を利用して、各別に酸化アルミニウムの粉末を排気管の末端と加速管の前 端から入れ込む。その位置は図５のＡ，Ｂに示す通りで、これによって加速管内 での中の動きが分かる。 ２．加速管の外パイプ１０の中段を切り開き、一つの透明のアクリル曲板を利用 し、切り開いた部分に被せて、又クローズゴムでそれを密封し、気体が漏れるの を防止する。該透明の曲板によって一つの観察窓口Ｃになる。その後に加速管を 車の排気管の末端に取り付ける。 ３．車のエンジンをスタートさせて車がアイドル時と運転時で各別に、０．０５ μｍの酸化アルミニウムの粉末を排気管の中に入れ込む。 ４．酸化アルミニウムの粉末を入れ込んだ後で、加速管の内、外側の気体の流動 にそったアルミニウム粉末の動態を詳細に観察して並びに記録を行う。

【００１３】 （実験結果） 実験の結果は図６に示す通りである。矢印は車の排気の気流の方向を示す。図 より下記の３点を見いだすことができる。 １．車の排出した廃気の主な流れは大部分が内パイプ２０（点線で示した）の圧 縮を経過した後で大気中に排出される。そして一部分の廃気は、加速管に到着し た後は、加速管の中の多孔質の構造から外に拡散する。 ２．内パイプ２０から拡散した廃気は迅速に全体の外パイプ１０をいっぱいにし 、これによって外パイプ１０の全体の圧力を上げる。このために車が静止してい る時では、廃気は加速管の外パイプ１０の後端（即ち排出穴リング４０の排出穴 ４２と後貫通穴１４）から排出する以外に、外パイプ１０の前端と側面の穴の隙 間から外に流れ出すことができる。そして車が運転されている時では、加速管の 外パイプ１０の前端は正面から来る逆の圧力を受けるが、但し、車の速度が上が るに伴って、車の排気量も増加するので、このために外面の空気は排気加速管に 進入することができない以外に、逆に更に多い廃気は前端から排出される。 ３．上記の２つで分かるように、廃気は大部分が加速管の内パイプ２０の部分で 加速現象を表す。但し、内パイプ２０の周面にあるガス穴２１のために多孔質の 影響を受けるので、一部分の廃気は外パイプ１０に向かって流れて、加速管の出 口まで来た時では、廃気は一部分が外パイプ１０の前端と外側から外に排出する 以外に、その外の廃気は皆加速管内で拡散する。このように、廃気は加速管の中 で同時に内パイプ２０の加速作用と全体の加速管の拡散作用の影響を受ける。

【００１４】 （理論分析） 先に、加速管を二つの部分に分ける。 １．内パイプ部分 加速器を取付けした後で、車が定速回転時での、内パイプ２０の収縮段前で、 外パイプ１０に拡散していない気体を考慮する。このために、この流れ場を安定 流れ、圧縮不可の流れ、同じ一本の流線上である等の条件を仮定すると、先に連 立方程式（下記の式）で分かるように、収縮後の断面積は収縮前よりも小さい ので、収縮後の廃気の流速は収縮前よりも速い。もしも又、粘度を省略し、又ベ ルヌーイの式（下記の式）の中の代数関係で分かるように、密度、高度及び重 力加速度は皆常数であるので、式は式に換えることができる。これによって 、収縮前の圧力は収縮後の圧力よりも大きい、言い換えると、加速管の収縮区域 には排気を下に向けて引く力を生じる有利な状況になる。

【００１５】 A1V2 ＝ A2V2 ＝ Const. P1/ ρ＋V1²/2 ＋gz1 ＝ P2/ρ＋V2²/2 ＋gz2 ＝Const. P1−P2＝1/2 ρ(V2²−V1²) 記号の説明： Ａ：流動断面積 ρ：気体密度 ｖ：気体流速 ｇ：重力加速度 Ｐ：気体圧力 ｚ：高度値 ２．外パイプ部分 流れ場の観察で分かったように、全体の加速管は一本の拡散パイプといえるの で、車の排気管を取付けした後では、排気管の面積は大きくなり、式で分かる ように全体の加速管の排気速度もこれによって、取付けしていない加速管の排気 速度よりも遅くなる。もしも又、Ｖ１を加速管の排気速度、Ｖ２を廃気を大気に 排出した後の速度（約０に等しい）と仮定したときでは、式を利用して廃気の 背圧を考慮すると、はっきり了解できるのは、Ｐ２（背圧）は加速管を取付けし ていない排気管よりも低いのである。

【００１６】

【考案の効果】

上記で述べたように、本考案の加速管を車に取り付けたときには、排気を下に 向けて引く力を生じる。このためにエンジン内の排出できない燃焼した後の廃気 を吸出することができる。その力は大きくて、排気管上に溜まっている古いカー ボンを排出することができる。その外に、加速管を取付けした後も同時に背圧を 下げる機能を発揮することができる。

【００１７】 上記の二つの機能によって、さらに一歩進んで推論できるのは、もともとエン ジンの中の排出できない廃気が強制されて吸出した時では、エンジン室内は必ず 更に多い新鮮な空気を吸入することができるので、このために全体のエンジンの 燃焼効率も必ず増加するので、必要な燃料の量もそれに伴って減少する。同時に 、もしも車が一つの固定した速度に達した時では、エンジンの回転速度も同時に 下がる。もしも、又背圧降下の機能を配合した時では、車の全体の推進力は必ず 増加することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の良好な実施例の立体分解図である。

【図２】本考案の良好な実施例の立体組立図である。

【図３】本考案の良好な実施例の立体断面図である。

【図４】本考案実施例の車両への取付け状態を示す図で
ある。

【図５】本考案実施例の効果を説明する実験方法を示す
図である。

【図６】本考案実施例の効果を説明する実験結果を示す
図である。

【符号の説明】

１０ 外パイプ １１ 内穴 １２ 拡大部 １３ 前貫通穴 １４ 後貫通穴 ２０ 内パイプ ２１ ガス穴 ２２ 拡大パイプ部 ２３ 収縮部 ２４ 太パイプ ２５ 細パイプ ３０ 吸入穴リング ３１ 貫通穴 ３２ 吸入穴 ４０ 排出穴リング ４１ 丸穴 ４２ 排出穴

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一本の外パイプの内部に一本の内パイプ
   を差し通して、内パイプの両端に各一つの吸入穴リング
   および排出穴リングを設け、 吸入穴リングおよび排出穴リングの外リング面を外パイ
   プに取り付けて内パイプの周面と外パイプの内リング面
   に一つの所定の大きさの空間を形成し、 前記外パイプの両端の所定の位置にそれぞれ複数の貫通
   穴を環設し、貫通穴は、吸入穴リングおよび排出穴リン
   グの内側にあって、 前記内パイプの周面には多数のガス穴が設けられてい
   て、 吸入穴リングの一端と対象し、なおかつこれによって吸
   入穴リングの外側に一つの拡大パイプ部になり、直接に
   車の排気管の末端に取り付けることができ、 吸入穴リングおよび排出穴リングの間の所定の位置に一
   つの収縮部を形成し、収縮部から拡大パイプ部の間のパ
   イプ径を比較的大きくさせて、そして収縮部の別の一側
   のパイプ径を比較的細くさせ、 前記吸入穴リングおよび排出穴リング上には各別に複数
   の吸入穴および排出穴を設けていることを特徴とする車
   両用排気加速管。