JP3738927B2 - マフラのスパークアレスタ装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチポジションスモールエンジンのスパークアレスタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
刈払機やチェーンソーの携帯型作業機に取付けたスパークアレスタは、例えば実公昭６０−３３２９０号公報「小型エンジンのマフラー」の第４図に示されるとおり、排気吐出管１１の排気口８に金網１４を取付けたものである。金網１４は、排気ガス中の火の粉を捕足して火の粉が大気に放出することを防止する部材である。
この金網１４と同様の金網を使用したスパークアレスタ装置を次図に示す。
【０００３】
図６は従来のスパークアレスタ装置の断面図である。
スパークアレスタ装置１００は、マフラ１０１のテールパイプ１０２に取付けた部材であって、テールパイプ１０２に嵌め込んだステー１０４と、このステー１０４に加締めて取付けた拡径筒１０５と、この拡径筒１０５の先端部１０５ａで加締めた金網１０６とからなる。
エンジン１０７からの排気ガスは、矢印の如くマフラ１０１の第１膨張室１０８→第２膨張室１０９を通過してテールパイプ１０２に流れ、スパークアレスタ装置１００の金網１０６で火の粉が捕足された後に大気中に流出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、テールパイプ１０２を流れる排気ガスは、中央部が局部的に高温の状態で金網１０６を通過して大気中に流出する。
このときの排気ガスの熱分布を図６に示す。エリアＳ１（斜線で示す部分）及びエリアＳ２は排気ガスの高温部を示し、特にエリアＳ１は高温部、エリアＳ２は比較的高温部を示す。
エリアＳ１の高温部が金網１０６からＬ１だけ延びた状態になり、エリアＳ２の比較的高温部が金網１０６からＬ２だけ延びた状態になる。
【０００５】
このように、高温部及び比較的高温部は、それぞれ金網１０６からＬ１及びＬ２と長く延びるが、スパークアレスタ装置１００を取付けたチャーンソーを作業者が手に持って作業するとき、作業者の身体及び周辺環境への影響を考慮すると、前記エリアＳ１，Ｓ２の高温部は、極力排気出口に近づけることが望ましい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、テールパイプから流出した排気ガスの高温部長さを短く抑える技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、マフラのテールパイプに、排気ガスを壁面に衝突させたのちに通孔から流下させるバッファプレートと、排気ガス中の火の粉を捕足するための金網と、この金網を通過した排気ガスを案内するガイド筒とをこの順に取付けてなるマフラのスパークアレスタ装置であって、前記テールパイプの排気口側に拡径筒を備え、この拡径筒の先端部に、前記バッファプレートの外周部、前記金網のフランジ部および前記ガイド筒のフランジ部を一体に加締め、この金網を、前記排気ガスの流れ方向に前記ガイド筒内に半球状に膨らませ、このガイド筒を、膨らませた金網の突出端まで又は突出端から僅かに後方まで延ばしたことを特徴とする。
【０００８】
排気ガスをバッファプレートの壁面に衝突させて排気ガスを攪拌することにより、排気ガスの局部的な高温部をなくして排気ガス温度を均一にする。この排気ガスは、通孔を通過した後ガイド筒に沿って流れてガイド筒から流出する。この結果、ガイド筒から流出した排気ガスの高温部長さを短く抑えることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るスパークアレスタ装置を取付けたマフラの正面図である。
本発明に係るスパークアレスタ装置を備えたエンジンユニットは、小型汎用エンジン１と、この小型汎用エンジン１にビス２，２で取付けた箱型のマフラ３と、このマフラ３にビス４で取付けたスパークアレスタ装置２０とからなる。
なお、マフラ３及びスパークアレスタ装置２０については図２でさらに詳しく説明する。
【００１０】
図２は図１の２−２線断面である。
マフラ３は、小型汎用エンジン１のシリンダ（図示しない）に連なる接続管９と、この接続管９に連なる第１膨張室１０と、この第１膨張室１０に仕切壁１１の通孔（図示しない）を経て連なる第２膨張室１２と、この第２膨張室１２に通孔１３，１４…を経て連なる円筒形（内径Ｄ１）のテールパイプ１５とからなる
【００１１】
スパークアレスタ装置２０は、テールパイプ１５の排気口１５ａに嵌め込み且つビス４でマフラ３に取付けたステー２１と、このステー２１に加締めた拡径筒２２と、この拡径筒２２の先端部２２ａで一体に加締めたバッファプレート２４と、金網２６及びガイド筒２８とからなる。
このスパークアレスタ装置２０は、ビス４を外すことによりマフラ３から簡単に取り外して、金網２６の内側に堆積したカーボンを掃除することができる装置である。
なお、スパークアレスタ装置２０を構成するステー２１、拡径筒２２、バッファプレート２４、金網２６及びガイド筒２８については図３でさらに詳しく説明する。
【００１２】
図３は本発明に係るスパークアレスタ装置の分解斜視図である。
ステー２１は、略Ｌ型に折曲げた部材であって、ビス４（図２に示す）を差込むためのビス穴２１ａと、テールパイプ１５の排気口１５ａ（双方とも図２に示す）に嵌め込む嵌込穴２１ｂと、拡径筒２２を加締めた加締部２１ｃとを有する。
拡径筒２２は、バッファプレート２４の外周部２４ａ、金網２６のフランジ部２６ｂ及びガイド筒２８のフランジ部２８ｂをこの順に一体に加締める先端部２２ａ（加締める前の状態を示す）を有する。なお、先端部２２ａを加締めた状態は図２に示す。
【００１３】
バッファプレート２４は、孔開き円板であって、外周部２４ａに沿って配置した複数の通孔２５…を有する。これらの通孔２５…（…は複数（個）を示す。以下同様。）は、総面積（合計面積）がテールパイプ１５（図２に示す）の流路面積に等しいか、又は流路面積より大きく設定した孔である。排気ガスが通孔２５…をスムーズに通過するようにさせるためである。
また、通孔２５…は直径Ｄ２の壁面２４ｂの外側に配置した孔である。壁面２４ｂの直径Ｄ２は、テールパイプ１５の内径Ｄ１（図２に示す）に等しいか、又は内径Ｄ１より大きく設定したものである。テールパイプ１５の排気口１５ａから流出した排気ガスを壁面２４ｂに衝突させるためである。
【００１４】
金網２６は、網目サイズが例えば３０メッシュの網目部材であって、排気ガスの流れ方向に向って半球状に膨らませた捕足部２６ａと、この捕足部２６ａの外周に形成したフランジ部２６ｂとからなる。
ガイド筒２８は、金網２６を覆う円筒体２８ａと、この円筒体２８ａの基部に備えたフランジ部２８ｂとからなる。円筒体２８ａは、後端（先端）を金網２６の突出端２６ｃまで延ばし（図２参照）又は突出端２６ｃから僅かに後方（図左）へ延ばした筒体である。
【００１５】
以上に述べたスパークアレスタ装置の作用を次に説明する。
図４は本発明に係るスパークアレスタ装置の第１作用説明図である。
小型汎用エンジン１から排気した排気ガスは、矢印▲１▼の如くマフラ３の第１膨張室１０に流入し、矢印▲２▼の如く仕切壁１１の通孔（図示しない）を通過して第２膨張室１２に流入する。第２膨張室１２に流入した排気ガスは、矢印▲３▼，▲３▼の如くテールパイプ１５の通孔１４…を通過してテールパイプ１５内に流入する。
【００１６】
この排気ガスは、テールパイプ１５の中央が局部的な高温部であり、矢印▲４▼の如く排気口１５ａから拡径筒２２内に流れてバッファプレート２４の壁面２４ｂに衝突する。排気ガスが壁面２４ｂに衝突することにより攪拌状態となり局部的な高温部をなくして排気ガス温度を均一にする。この排気ガスは、バッファプレート２４の通孔２５…に向って矢印▲５▼，▲５▼の如く放射状に拡散して通孔２５…を通過する。
【００１７】
この排気ガスが金網２６を通過するときに、排気ガス中の火の粉が金網２６に捕足される。
一方、金網２６を通過した排気ガスは、一部が矢印▲６▼，▲６▼の如くガイド筒２８の壁に沿って流れ、ガイド筒２８の出口端から離れるときに、乱れてリテンション渦（矢印▲７▼，▲７▼）を発生させる。
【００１８】
このリテンション渦が周囲の冷空気を取り込み、高温の排気ガスを冷却することになる。
なお、通孔２５…をバッファプレート２４の外周部２４ａに開けたため、ガイド筒２８の壁に沿って流れる排気ガスの割合が増し、それだけリテンション渦が強力になったともいえる。
【００１９】
図５は本発明に係るスパークアレスタ装置の第２作用説明図であり、ガイド筒２８から放出した排気ガスの熱分布を示す。
エリアＳ３（斜線で示す部分）は高温部を示し、エリアＳ４は比較的高温部を示す。
エリアＳ３の高温部長さＬ３を、図６に示したエリアＳ１の高温部長さＬ１の約１／５に短く抑えることができる。また、エリアＳ４の比較的高温部長さＬ４を、エリアＳ２の図６に示した比較的高温部長さＬ２の約１／４に短く抑えることができる。
【００２０】
従って、刈払機やチェーンソーのような携帯型作業機にて作業する際において、作業者の身体及び周辺環境への影響が少なくなり、作業性が向上する。
【００２１】
前記実施の形態では、スパークアレスタ装置２０のバッファプレート２４を金網２６の上流側に取付けた状態を説明したが、バッファプレート２４を金網２６の下流側に取付け、バッファプレート２４の下流側にガイド筒２８を取付けても同様の効果を得ることができる。
この状態において、テールパイプ１５の排気口１５ａから流出した排気ガスは、先ず金網２６で排気ガス中の火の粉を捕足して、その後排気ガスをバッファプレート２４の壁面２４ｂに衝突させて攪拌する。この結果、排気ガスの局部的な高温部をなくして排気ガスの温度が均一になる。そして、この排気ガスは、通孔２５…を通過してガイド筒２８に流れ、ガイド筒２８で下流側に案内してガイド筒２８の開放端から大気中に流出する。
【００２２】
なお、前記実施の形態では、金網２６の捕足部２６ａを排気ガスの流れ方向に向って半球状に膨らませた状態について説明したが、金網の形状はこれに限らないで、例えばフラットにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、排気ガスをバッファプレートの壁面に衝突させて排気ガスを攪拌することにより、排気ガスの局部的な高温部をなくして排気ガス温度を均一にする。この排気ガスは、通孔を通過した後ガイド筒に沿って流れてガイド筒から流出する。この結果、ガイド筒から流出した排気ガスの高温部長さを短く抑えることができる。
従って、刈払機やチェーンソーのような携帯型作業機にて作業する際において、作業者の身体及び周辺環境への影響が少なくなり、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスパークアレスタ装置を取付けたマフラの正面図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】本発明に係るスパークアレスタ装置分解斜視図
【図４】本発明に係るスパークアレスタ装置の第１作用説明図
【図５】本発明に係るスパークアレスタ装置の第２作用説明図
【図６】従来のスパークアレスタ装置の断面図
【符号の説明】
１…スパークアレスタ装置、３…マフラ、１５…テールパイプ、２２…拡径筒、２２ａ…拡径筒の先端部、２４…バッファプレート、２４ａ…外周部、２４ｂ…壁面、２５…通孔、２６…金網、２６ｂ，２８ｂ…フランジ部、２６ｃ…金網の突出端、２８…ガイド筒。

Claims (1)

  1. マフラのテールパイプに、排気ガスを壁面に衝突させたのちに通孔から流下させるバッファプレートと、排気ガス中の火の粉を捕足するための金網と、この金網を通過した排気ガスを案内するガイド筒を取付けたマフラのスパークアレスタ装置であって、
    前記テールパイプの排気口側に拡径筒を備え、
    この拡径筒の先端部に、前記バッファプレートの外周部、前記金網のフランジ部および前記ガイド筒のフランジ部を一体に加締め、
    この金網を、前記排気ガスの流れ方向に前記ガイド筒内に半球状に膨らませ、
    このガイド筒を、膨らませた金網の突出端まで又は突出端から僅かに後方まで延ばしたことを特徴とするマフラのスパークアレスタ装置。
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