JP3947047B2 - Exhaust duct and exhaust pipe device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関から排出された排気ガスをマフラへ導くための排気管の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、内燃機関の過給器から排出される排気ガスをマフラへ導く排気管装置が知られている。この排気管装置は、排気ガスの過給器出口とマフラ入口との位置関係に起因して略Uターン形状を呈している。この排気管装置は、過給器側の排気ダクトと、マフラ側の排気ダクトと、この2つの排気ダクトの間を接続する直管とで構成されている。過給器側の排気ダクトは、円錐形の配管や直管を斜めに切断したリング状の部材を複数組み合わせて溶接した構造とされ、略Uターン形状の排気管装置が構成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の排気管装置では、エンジンの排気側からマフラとの間を屈曲した排気ダクトで接続しなければならないが、その排気ダクトは、一体形成が困難であるため、多くの部材をつなぎ合わせて形成する必要がある。すなわち、円錐形の配管や直管を斜めに切断した特殊リング状部材が多数必要であるとともに、使用すべき配管、直管として既存のものが存在しないため、これら特殊リング状部材をつなぎ合わせた状態を考慮して設計・製作しなければならない。さらに、このように設計・製作された特殊リング状部材を互いに溶接するためには正確な位置決めが必要となる。このため排気ダクトを構成する管部材の製作および組立に多大な時間を要し、その生産性が悪く高コストとなる問題があった。
【0004】
本発明の目的は、簡便な構造で生産性が高く低コストである排気ダクトおよび排気管装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(1) 請求項1の発明による排気ダクトは、過給器出口をマフラ入口へ接続するために略折り返し通路部が形成されている単一ボックス構造であるダクト本体と、過給器出口から排出された排気ガスを前記ダクト本体に導くためにダクト本体に配設された入口アダプタと、ダクト本体から排出される排気ガスを下流の機器へ導くためにダクト本体に配設され、入口アダプタの排気経路断面積よりも大きな排気経路断面積をもつ出口アダプタとを有することを特徴とする。
(2) 請求項2の発明は、請求項1の排気ダクトにおいて、入口アダプタの排気経路断面積は、上流端から下流端にかけて不変であり、出口アダプタの排気経路断面積は、上流端から下流端にかけて不変であり、ダクト本体は、入口アダプタが接続されている部位から出口アダプタが接続されている部位にかけて、排気経路断面積が漸増していることを特徴とする。
(3) 請求項3の発明は、過給器出口から排出された排気ガスが導かれる排気ダクトと、排気ダクトから排出された排気ガスが導かれる直管と、直管とマフラを接続する接続ダクトとを備える排気管装置において、排気ダクトは、過給器出口をマフラ入口へ接続するために略折り返し通路部が形成されている単一ボックス構造であるダクト本体と、過給器出口から排出された排気ガスをダクト本体に導くためにダクト本体に配設された入口アダプタと、ダクト本体から排出される排気ガスを下流の機器へ導くためにダクト本体に配設され、入口アダプタの排気経路断面積よりも大きな排気経路断面積をもつ出口アダプタとを有することを特徴とする。
(4) 請求項4の発明は、請求項3の排気管装置において、入口アダプタの排気経路断面積は、上流端から下流端にかけて不変であり、出口アダプタの排気経路断面積は、上流端から下流端にかけて不変であり、ダクト本体は、入口アダプタが接続されている部位から出口アダプタが接続されている部位にかけて、排気経路断面積が漸増していることを特徴とする。
(5) 請求項5の発明は、請求項3または4の排気管装置において、直管が水平に配設されるように、排気ダクトの入口アダプタと出口アダプタとの中心間距離寸法を、過給器出口とマフラ入口との中心間距離寸法と等しくしたことを特徴とする。
(6) 請求項6の発明は、略折り返し通路部が形成されている単一ボックス構造であるダクト本体を有し、過給器出口から排出された排気ガスが導かれる第1の排気ダクトと、第1の排気ダクトから排出された排気ガスが導かれる直管と、直管から排出された排気ガスが導かれる第2の排気ダクトとを有する排気管装置において、第1の排気ダクトの過給器側入口とマフラ側出口との中心間距離寸法は、過給器出口とマフラ入口との中心間距離寸法と等しく、直管と第1の排気ダクトとの接合面、および直管と第2の排気ダクトとの接合面は、直管の水平方向の軸に対して直交することを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1〜5を参照して、本発明の排気管装置の一実施の形態を説明する。図1は一実施の形態の排気管装置を建設機械に搭載される過給器付きエンジンの過給器出口からマフラ入口の間に取り付けた状態を示す。エンジンENGは、エンジン本体1と、過給器2と、マフラ6と、過給器2から排出された排気ガスをマフラ6に導く排気管装置7とを有する。エンジン1から排出された排気ガスは、過給器2でエンジン1への吸気を加圧した後、排出されてこの排気管装置7を通過し、マフラ6へと流れる。排気ガスは、マフラ6で消音されて大気中へ放出される。
【0007】
この排気管装置7は、排気ダクト3と、直管4と、エルボダクト5とを有する。図2(a)〜(c)に示すように、排気ダクト3は、所定の形状に切断された平板を曲げ加工と溶接によってボックス状に加工したダクト本体31に、過給器2の出口へ接続される管状のインレットアダプタ32と、直管4へ接続される管状のアウトレットアダプタ33とを溶接して形成されている。図3に示すように、直管4は、排気ダクト3とエルボダクト5とを接続する管であり、排気ダクト3のアウトレットアダプタ33が接続される入口部42と、後述するエルボダクト5のインレットアダプタ52が挿入される出口部43とが形成されている。図4に示すように、エルボダクト5は、所定の形状に切断された平板を曲げ加工と溶接によってボックス状に加工したエルボダクト本体51に、直管4の出口部43へ挿入される管状のインレットアダプタ52と、マフラ6へ接続するフランジが設けられたフランジ部53とを溶接して形成されている。以下、一実施の形態の排気管装置を構成する各部分について詳述する。
【0008】
―――排気ダクト3―――
過給器2の出口の向きおよび位置とマフラ6の入口の向きおよび位置との関係から、排気ダクト3のインレットアダプタ32およびアウトレットアダプタ33は、図2(a)〜(c)に示すように、ダクト本体31の上下の位置に同じ方向に向けて略折り返し通路になるように配設されている。排気ガスの通気抵抗を抑えるために、過給器2からの通過経路断面積を増やして排気ガス流速を落とす必要がある。そこで、インレットアダプタ32の径は、過給器2の出口径に合わせてあるが、ダクト本体31の流路断面積は漸増させて、インレットアダプタ32より大径のアウトレットアダプタ33へ排気ガスがスムーズに流れるようにしている。ダクト本体31の幅は、ダクト本体31の下部、すなわち流路上流ではインレットアダプタ32の外径に略等しく、ダクト本体31上部、すなわち流路下部ではアウトレットアダプタ33の外径に略等しくなっている。これを背面から見ると、図2(c)に示すように、ダクト本体31の幅が下部から上部にかけてテーパ状に漸増している。また、排気ダクト3にて排気ガスの流れる方向を変えているが、排気ガスの通気抵抗を抑えるために、排気ダクト3を側面から見ると、図2(b)の矢印に示すように、排気ガスの流れる方向が徐々に変化するよう、ダクト本体31で形成される排気ガス流路は、略45度ずつ曲げられている。
【0009】
このような形状のダクト本体31は、正面プレート311と背面プレート312と側面プレート313の3種類4枚のプレートを溶接によって接合して形成している。正面プレート311および背面プレート312は、それぞれ所定の形状に切断した平板を、上述のように排気ガスがスムーズに流れ方向を変えるよう略45度の角度で複数箇所折り曲げて形成されている。正面プレート311には、排気ガスの入口および出口であるインレットアダプタ32およびアウトレットアダプタ33を取り付ける部分に孔加工が施されている。側面プレート313は、2枚の対象な形状に切断された平板である。2枚の側面プレート313のうちの一方には、図2(b)に示すように排気ダクト3をエンジン本体1に固定するためのブラケット34が取り付けられている。
【0010】
インレットアダプタ32は、過給器2の排気ガス出口の内径に略等しい外径の短管321であり、過給器2側先端部分322の外周は、過給器2の出口に嵌合するように機械加工されている。また、図2(b)に示すように、インレットアダプタ32の外周には配管締結用の不図示のV型のバンドにて過給器2の排気ガス出口に締結できるようにリップ323が溶接されている。
【0011】
アウトレットアダプタ33は、上述したように、排気ガスの通気抵抗を低減するためにインレットアダプタ32よりも径の大きい短管331である。アウトレットアダプタ33の外周の下流側先端部には、外周に凹状の溝部333が設けられたリング332が溶接されている。図5に示すように、このリングの溝部333には、ピストンリング350が嵌合されて、後述するように直管4の入口部42に対して軸方向に摺動可能に挿入されて、軸方向の振動を吸収し、排気ガス漏洩を防止する。また、リング332の外周は、球面形状に加工されているので、軸方向に直交する振動によってリング332の外周と入口部42の内周面421がかじるのを防止できる。
【0012】
排気ダクト3は、上述した略Uターン形状の構造を有することにより、過給器2から排出された排気ガスの流れる方向をスムーズに変更し、排気ガス流速を低下させて通気抵抗を低減することができる。また、インレットアダプタ32とアウトレットアダプタ33との中心間距離寸法を、過給器2の出口とマフラ6の入口との中心間距離寸法と等しくすることで、後述する直管4を水平に保持することができ、直管4およびエルボダクト5の設計が容易になる。
【0013】
―――直管4―――
直管4は、図3(a)に示すように内周面を加工した円管状の部材である。円管を加工して用いる代わりに平板を管状に曲げて用いてもよい。直管4は、直管本体41と入口部42および出口部43とを有する。入口部42および出口部43の内周面421,431は機械加工されている。入口部42には、上述したように排気ダクト3のアウトレットアダプタ33がピストンリング350を介して挿入される。同様に、後述するエルボダクト5のインレットアダプタ52がピストンリング550を介して、出口部43に対して軸方向に摺動可能に挿入されて、軸方向の振動を吸収し、排気ガス漏洩を防止する。このように、直管4は、入口部42に挿入された排気ダクト3のアウトレットアダプタ33と、出口部43に挿入されたエルボダクト5のインレットアダプタ52とによって保持される。
【0014】
図3(a),(b)に示すように、直管本体41内周面上の入口部42および出口部43との境界部分には、排気ダクト3およびエルボダクト5に対する直管4の軸方向の移動を規制するためのストッパ44が突設される。
【0015】
直管4は、上述した構造を有することにより、排気管として排気ガスを誘導するとともに、過給器2からマフラ6の間の振動を吸収することができる。
【0016】
―――エルボダクト5―――
エルボダクト5は、直管4からの排気ガスの流れを水平方向に90度曲げてマフラ6へ流すための部材である。図4に示すように、エルボダクト5は、エルボダクト本体51にインレットアダプタ52とフランジ部53とを溶接した構造となっている。エルボダクト本体51は、直角に曲げられたベースプレート511の曲げ方向の内側に、略45度ずつ4箇所で折り曲げた断面形状が略Uの字型のカバープレート512を溶接したボックス構造である。ベースプレート511には、排気ガスの入口と出口となるインレットアダプタ52とフランジ部53が溶接される部分に孔加工が施されている。このエルボダクト本体51の構造により、インレットアダプタ52から流入してきた排気ガスは、図4(a)に示した矢印のように、エルボダクト本体51で略45度ずつ流れ方向を変更し、フランジ部53へと流出していく。
【0017】
インレットアダプタ52は、排気ダクト3のアウトレットアダプタ33と同形状である。すなわち、インレットアダプタ52の外周の下流側先端部には、外周に凹状の溝部523が設けられたリング522が溶接されている。溝部523には、不図示のピストンリングが嵌合されて、直管4の出口部43に対して軸方向に摺動可能に挿入されて、軸方向の振動を吸収し、排気ガス漏洩を防止する。また、リング522の外周は、球面形状に加工されているので、軸方向に直交する振動によってリング522の外周と出口部43の内周面431がかじるのを防止できる。
【0018】
フランジ部53は、エルボダクト本体51に溶接されている短管部531と、エルボダクト5をマフラ6入口のフランジに対してボルトおよびナットで接続するためのフランジ532とからなる。
【0019】
エルボダクト5は、上述の構造を有することにより、直管4からの排気ガスをスムーズにマフラ6へ誘導することができる。
【0020】
上述した実施の形態の排気管装置によって、過給器2から排出された排気ガスは、排気ダクト3に導かれる。排気ダクト3に導かれた排気ガスは、ダクト本体31の形状によって、その流れ方向を徐々に変えられる。また、ダクト本体31の断面積が漸増しているので、排気ガスの流速は漸減し、通気抵抗を減少させる。排気ダクト3から排出された排気ガスは、直管4を通過し、エルボダクトでその流れ方向を90度変えた後、マフラ6へ送られる。また、過給器2からマフラ6の間の振動は、排気ダクト3のアウトレットアダプタ33と直管4、およびエルボダクト5のインレットアダプタ52と直管4との間で吸収される。
【0021】
上記構成の排気管装置によれば、以下の作用効果を奏することができる。
(1) 排気ダクト3は、単一ボックス構造であるダクト本体31に、インレットアダプタ32と、インレットアダプタ32の排気経路断面積よりも大きな排気経路断面積であるアウトレットアダプタ33とを設ける構造とした。これにより、排気ダクト3を簡便な構造で生産性が高く低コストで生産できる。
(2) 排気管の構造を、排気ダクト3と、直管4と、エルボダクト5によって、過給器2からの排気ガスをマフラへ導く構造とした。さらに排気ダクト3のインレットアダプタ32よりもアウトレットアダプタ33の排気経路断面積を大ききし、ダクト本体31の幅を、インレットアダプタ32が接続されている下部からアウトレットアダプタ33が接続されている上部にかけて、テーパ状に漸増させた。これにより、排気ガスの通気抵抗が低い排気管装置となる。
(3) 排気ダクト3のインレットアダプタ32とアウトレットアダプタ33との中心間距離寸法を、過給器2の出口とマフラ6の入口との中心間距離寸法と等しくしたので、後述する直管4を水平に保持することができ、インレットアダプタ32と直管の接合面およびアウトレットアダプタ33と直管4の接合面を直管4の軸に対して垂直にすることができる。これにより、直管4およびエルボダクト5の設計および製作が容易になり、低コストで生産できる。
【0022】
上述した一実施の形態の排気管装置7では、排気ダクト3のインレットアダプタ32とアウトレットアダプタ33の向きが同じであったが、これに限らない。排気ガスの過給器2の出口とマフラ6の入口の位置関係によっては、インレットアダプタ32に対するアウトレットアダプタ33の向きは、アウトレットアダプタ33の配設されている水平面で、どの方向に向いていてもよい。
【0023】
上述した一実施の形態の排気管装置7では、排気ダクト3のアウトレットアダプタ33が直管4に内挿されるが、これに限らない。直管4が排気ダクト3のアウトレットアダプタ33に内挿されてもよい。また、直管4とエルボダクト5のインレットアダプタ52についても同様である。
【0024】
上述した一実施の形態の排気管装置7では、排気ダクト3のダクト本体31がテーパ状になっていたが、これに限らない。図6に示すように、通路断面形状がテーパ状ではないダクト本体31aにテーパ形状のボックス37aを設け、このボックス37aにインレットアダプタ32aを配設するようにしてもよい。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態に何ら限定されない。
【0025】
以上の実施の形態およびその変形例において、ダクト本体に配設された入口アダプタはインレットアダプタ32に、ダクト本体に配設された出口アダプタはアウトレットアダプタ33に、第1の排気ダクトは排気ダクト3に、第2の排気ダクトはエルボダクト5にそれぞれ対応する。
【0026】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来は円錐形の配管や直管を斜めに切断したリング状の部材を複数組み合わせて溶接した略折り返し通路構造の排気ダクトを、入口アダプタと出口アダプタを設けた単一ボックス構造として形成したので、排気ダクトや排気管装置を簡便な構造で生産性が高く、低コストで生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態の排気管装置を建設機械に搭載される過給器付きエンジンの過給器出口からマフラ入口の間に取り付けた状態を示す図である。
【図2】 図1に示した排気管装置の排気ダクト3を示す図
【図3】 図1に示した排気管装置の直管4を示す図
【図4】 図1に示した排気管装置のエルボダクト5を示す図
【図5】 図1に示した排気管装置において、排気ダクト3と直管4とが嵌合した状態を示す断面図
【図6】 本発明の排気管装置の変形例を示す図
【符号の説明】
1 エンジン本体 2 過給器
3 排気ダクト 31 ダクト本体
32 インレットアダプタ 33 アウトレットアダプタ
4 直管 5 エルボダクト
6 マフラ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of an exhaust pipe for guiding exhaust gas discharged from an internal combustion engine to a muffler.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an exhaust pipe device that guides exhaust gas discharged from a supercharger of an internal combustion engine to a muffler is known. This exhaust pipe device has a substantially U-turn shape due to the positional relationship between the exhaust gas supercharger outlet and the muffler inlet. This exhaust pipe device is composed of an exhaust duct on the supercharger side, an exhaust duct on the muffler side, and a straight pipe connecting the two exhaust ducts. The exhaust duct on the supercharger side has a structure in which a plurality of ring-shaped members obtained by obliquely cutting conical pipes and straight pipes are welded together to form a substantially U-turn shaped exhaust pipe device.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional exhaust pipe device, it is necessary to connect an exhaust duct bent from the exhaust side of the engine to the muffler. However, since the exhaust duct is difficult to be integrally formed, many members are connected. It is necessary to form together. In other words, a large number of special ring-shaped members obtained by obliquely cutting conical pipes and straight pipes are necessary, and there are no existing pipes or straight pipes to be used. It must be designed and manufactured in consideration of the condition. Furthermore, in order to weld the special ring-shaped members designed and manufactured in this way, accurate positioning is required. For this reason, it takes a lot of time to manufacture and assemble the pipe member constituting the exhaust duct, resulting in a problem that the productivity is low and the cost is high.
[0004]
An object of the present invention is to provide an exhaust duct and an exhaust pipe device that have a simple structure, high productivity, and low cost.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(1) The exhaust duct according to the invention of claim 1 is a duct main body having a single box structure in which a substantially folded passage portion is formed to connect the supercharger outlet to the muffler inlet, and the exhaust duct is discharged from the supercharger outlet. An inlet adapter disposed in the duct body for guiding the exhaust gas discharged to the duct body; and an exhaust adapter disposed in the duct body for guiding the exhaust gas discharged from the duct body to downstream equipment. And an outlet adapter having an exhaust path cross-sectional area larger than the path cross-sectional area.
(2) The invention of claim 2 is the exhaust duct of claim 1, wherein the exhaust adapter cross-sectional area of the inlet adapter is unchanged from the upstream end to the downstream end, and the exhaust adapter cross-sectional area of the outlet adapter is downstream from the upstream end. The duct body is characterized in that the cross-sectional area of the exhaust path gradually increases from the portion where the inlet adapter is connected to the portion where the outlet adapter is connected.
(3) The invention of claim 3 is an exhaust duct through which exhaust gas discharged from the supercharger outlet is guided, a straight pipe through which exhaust gas discharged from the exhaust duct is guided, and a connection for connecting the straight pipe and the muffler. In the exhaust pipe device including the duct, the exhaust duct is discharged from the supercharger outlet, and a duct body having a single box structure in which a substantially folded passage portion is formed to connect the supercharger outlet to the muffler inlet. An inlet adapter disposed in the duct body for guiding the exhaust gas discharged to the duct body, and an exhaust path of the inlet adapter disposed in the duct body for guiding the exhaust gas discharged from the duct body to downstream equipment And an outlet adapter having an exhaust path cross-sectional area larger than the cross-sectional area.
(4) In the exhaust pipe device according to claim 3, the exhaust pipe cross-sectional area of the inlet adapter is unchanged from the upstream end to the downstream end, and the exhaust adapter cross-sectional area of the outlet adapter is from the upstream end. The duct body is characterized in that the cross-sectional area of the exhaust path gradually increases from the portion where the inlet adapter is connected to the portion where the outlet adapter is connected.
(5) According to the invention of claim 5, in the exhaust pipe device of claim 3 or 4, the distance between the centers of the inlet adapter and the outlet adapter of the exhaust duct is excessively increased so that the straight pipe is horizontally disposed. The distance between the centers of the feeder outlet and the muffler inlet is the same as that of the center.
(6) The invention of claim 6 has a duct body having a single box structure in which a substantially folded passage portion is formed, and a first exhaust duct to which exhaust gas discharged from the supercharger outlet is guided; An exhaust pipe device having a straight pipe through which exhaust gas discharged from the first exhaust duct is guided and a second exhaust duct through which exhaust gas discharged from the straight pipe is guided is an excess of the first exhaust duct. The center-to-center distance between the feeder inlet and the muffler-side outlet is equal to the center-to-center distance between the supercharger outlet and the muffler inlet, the joint surface between the straight pipe and the first exhaust duct, and the straight pipe and the first exhaust duct. The joint surface with the two exhaust ducts is characterized by being orthogonal to the horizontal axis of the straight pipe.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
With reference to FIGS. 1-5, one Embodiment of the exhaust pipe apparatus of this invention is described. FIG. 1 shows a state in which an exhaust pipe device according to an embodiment is attached between a supercharger outlet and a muffler inlet of an engine with a supercharger mounted on a construction machine. The engine ENG includes an engine main body 1, a supercharger 2, a muffler 6, and an exhaust pipe device 7 that guides exhaust gas discharged from the supercharger 2 to the muffler 6. The exhaust gas discharged from the engine 1 pressurizes the intake air to the engine 1 by the supercharger 2, is discharged, passes through the exhaust pipe device 7, and flows to the muffler 6. The exhaust gas is silenced by the muffler 6 and released into the atmosphere.
[0007]
The exhaust pipe device 7 includes an exhaust duct 3, a straight pipe 4, and an elbow duct 5. As shown in FIGS. 2A to 2C, the exhaust duct 3 is connected to a duct body 31 obtained by bending a flat plate cut into a predetermined shape into a box shape by bending and welding, and to the outlet of the supercharger 2. It is formed by welding a tubular inlet adapter 32 to be connected and a tubular outlet adapter 33 to be connected to the straight pipe 4. As shown in FIG. 3, the straight pipe 4 is a pipe that connects the exhaust duct 3 and the elbow duct 5, an inlet portion 42 to which the outlet adapter 33 of the exhaust duct 3 is connected, and an inlet adapter 52 of the elbow duct 5 described later. And an outlet portion 43 into which is inserted. As shown in FIG. 4, the elbow duct 5 is a tubular inlet adapter that is inserted into the outlet portion 43 of the straight pipe 4 into an elbow duct body 51 obtained by bending a flat plate cut into a predetermined shape into a box shape by bending and welding. 52 and a flange portion 53 provided with a flange connected to the muffler 6 are welded. Hereinafter, each part which comprises the exhaust pipe apparatus of one Embodiment is explained in full detail.
[0008]
――― Exhaust duct 3 ―――
From the relationship between the direction and position of the outlet of the supercharger 2 and the direction and position of the inlet of the muffler 6, the inlet adapter 32 and the outlet adapter 33 of the exhaust duct 3 are as shown in FIGS. The upper and lower positions of the duct body 31 are arranged so as to be substantially folded paths in the same direction. In order to suppress the ventilation resistance of the exhaust gas, it is necessary to increase the cross-sectional area of the passage path from the supercharger 2 to reduce the exhaust gas flow velocity. Therefore, the diameter of the inlet adapter 32 is adjusted to the outlet diameter of the supercharger 2, but the flow passage cross-sectional area of the duct body 31 is gradually increased so that the exhaust gas smoothly flows to the outlet adapter 33 having a larger diameter than the inlet adapter 32. To flow into. The width of the duct body 31 is substantially equal to the outer diameter of the inlet adapter 32 at the lower part of the duct body 31, that is, upstream of the flow path, and is substantially equal to the outer diameter of the outlet adapter 33 at the upper part of the duct body 31, that is, lower part of the flow path. . When this is viewed from the back, as shown in FIG. 2C, the width of the duct body 31 gradually increases in a tapered shape from the lower part to the upper part. Further, although the exhaust gas flowing direction is changed in the exhaust duct 3, in order to suppress the exhaust gas ventilation resistance, when the exhaust duct 3 is viewed from the side, as shown by the arrow in FIG. The exhaust gas flow path formed by the duct body 31 is bent by approximately 45 degrees so that the gas flowing direction gradually changes.
[0009]
The duct main body 31 having such a shape is formed by joining three types of four plates, that is, a front plate 311, a back plate 312, and a side plate 313, by welding. The front plate 311 and the back plate 312 are each formed by bending a flat plate cut into a predetermined shape at a plurality of positions at an angle of approximately 45 degrees so that the exhaust gas flows smoothly as described above. The front plate 311 is provided with a hole in a portion to which the inlet adapter 32 and the outlet adapter 33 that are exhaust gas inlets and outlets are attached. The side plate 313 is a flat plate cut into two target shapes. A bracket 34 for fixing the exhaust duct 3 to the engine body 1 is attached to one of the two side plates 313 as shown in FIG.
[0010]
The inlet adapter 32 is a short pipe 321 having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the exhaust gas outlet of the supercharger 2, and the outer periphery of the supercharger 2 side tip portion 322 is fitted to the outlet of the supercharger 2. Has been machined. Further, as shown in FIG. 2B, a lip 323 is welded to the outer periphery of the inlet adapter 32 so that it can be fastened to the exhaust gas outlet of the supercharger 2 with a V-shaped band (not shown) for fastening the pipe. ing.
[0011]
As described above, the outlet adapter 33 is a short pipe 331 having a diameter larger than that of the inlet adapter 32 in order to reduce the ventilation resistance of the exhaust gas. A ring 332 having a concave groove 333 provided on the outer periphery is welded to the downstream end of the outer periphery of the outlet adapter 33. As shown in FIG. 5, a piston ring 350 is fitted in the groove portion 333 of this ring and is inserted so as to be slidable in the axial direction with respect to the inlet portion 42 of the straight pipe 4 as described later. Absorbs direction vibration and prevents exhaust gas leakage. Further, since the outer periphery of the ring 332 is processed into a spherical shape, it is possible to prevent the outer periphery of the ring 332 and the inner peripheral surface 421 of the inlet portion 42 from being gnawed by vibration orthogonal to the axial direction.
[0012]
The exhaust duct 3 has the above-described substantially U-turn structure, thereby smoothly changing the flow direction of the exhaust gas discharged from the supercharger 2 and reducing the exhaust gas flow rate to reduce the ventilation resistance. Can do. Further, by making the distance between the centers of the inlet adapter 32 and the outlet adapter 33 equal to the distance between the centers of the outlet of the supercharger 2 and the inlet of the muffler 6, the straight pipe 4 described later is held horizontally. The straight pipe 4 and the elbow duct 5 can be easily designed.
[0013]
――― Straight pipe 4 ―――
The straight pipe 4 is a tubular member having an inner peripheral surface processed as shown in FIG. Instead of processing and using a circular tube, a flat plate may be bent into a tubular shape. The straight pipe 4 has a straight pipe main body 41, an inlet portion 42 and an outlet portion 43. The inner peripheral surfaces 421 and 431 of the inlet portion 42 and the outlet portion 43 are machined. As described above, the outlet adapter 33 of the exhaust duct 3 is inserted into the inlet 42 via the piston ring 350. Similarly, an inlet adapter 52 of an elbow duct 5 to be described later is slidably inserted in the axial direction with respect to the outlet portion 43 via the piston ring 550 to absorb axial vibration and prevent exhaust gas leakage. . Thus, the straight pipe 4 is held by the outlet adapter 33 of the exhaust duct 3 inserted into the inlet portion 42 and the inlet adapter 52 of the elbow duct 5 inserted into the outlet portion 43.
[0014]
As shown in FIGS. 3A and 3B, the axial direction of the straight pipe 4 with respect to the exhaust duct 3 and the elbow duct 5 is at the boundary portion between the inlet portion 42 and the outlet portion 43 on the inner peripheral surface of the straight pipe main body 41. A stopper 44 for restricting the movement of is projected.
[0015]
Since the straight pipe 4 has the above-described structure, it can induce exhaust gas as an exhaust pipe and absorb vibration between the supercharger 2 and the muffler 6.
[0016]
――― Elbow duct 5 ―――
The elbow duct 5 is a member for bending the flow of exhaust gas from the straight pipe 4 in the horizontal direction by 90 degrees and flowing it to the muffler 6. As shown in FIG. 4, the elbow duct 5 has a structure in which an elbow duct main body 51 is welded with an inlet adapter 52 and a flange portion 53. The elbow duct main body 51 has a box structure in which a cover plate 512 having a substantially U-shaped cross-section is bent at four locations approximately 45 degrees inside a bending direction of a base plate 511 bent at a right angle. In the base plate 511, a hole is formed in a portion where the inlet adapter 52 and the flange portion 53 serving as the inlet and outlet of the exhaust gas are welded. Due to the structure of the elbow duct main body 51, the exhaust gas flowing in from the inlet adapter 52 changes the flow direction by about 45 degrees in the elbow duct main body 51 as indicated by the arrow shown in FIG. And leaked.
[0017]
The inlet adapter 52 has the same shape as the outlet adapter 33 of the exhaust duct 3. That is, a ring 522 provided with a concave groove 523 on the outer periphery is welded to the downstream end of the outer periphery of the inlet adapter 52. A piston ring (not shown) is fitted in the groove portion 523 and is inserted so as to be slidable in the axial direction with respect to the outlet portion 43 of the straight pipe 4 to absorb axial vibration and prevent exhaust gas leakage. To do. In addition, since the outer periphery of the ring 522 is processed into a spherical shape, it is possible to prevent the outer periphery of the ring 522 and the inner peripheral surface 431 of the outlet portion 43 from being gnawed by vibration orthogonal to the axial direction.
[0018]
The flange portion 53 includes a short pipe portion 531 welded to the elbow duct main body 51 and a flange 532 for connecting the elbow duct 5 to the flange at the inlet of the muffler 6 with bolts and nuts.
[0019]
Since the elbow duct 5 has the above-described structure, the exhaust gas from the straight pipe 4 can be smoothly guided to the muffler 6.
[0020]
The exhaust gas discharged from the supercharger 2 is guided to the exhaust duct 3 by the exhaust pipe device of the above-described embodiment. The flow direction of the exhaust gas guided to the exhaust duct 3 can be gradually changed depending on the shape of the duct body 31. Moreover, since the cross-sectional area of the duct body 31 is gradually increased, the flow rate of the exhaust gas is gradually decreased, and the ventilation resistance is decreased. The exhaust gas discharged from the exhaust duct 3 passes through the straight pipe 4 and is sent to the muffler 6 after changing its flow direction by 90 degrees with the elbow duct. Further, vibration between the supercharger 2 and the muffler 6 is absorbed between the outlet adapter 33 of the exhaust duct 3 and the straight pipe 4 and between the inlet adapter 52 of the elbow duct 5 and the straight pipe 4.
[0021]
According to the exhaust pipe device having the above configuration, the following operational effects can be achieved.
(1) The exhaust duct 3 has a structure in which an inlet adapter 32 and an outlet adapter 33 having an exhaust path cross-sectional area larger than the exhaust path cross-sectional area of the inlet adapter 32 are provided in a duct body 31 having a single box structure. . As a result, the exhaust duct 3 can be produced with a simple structure, high productivity, and low cost.
(2) The structure of the exhaust pipe is such that exhaust gas from the supercharger 2 is guided to the muffler by the exhaust duct 3, the straight pipe 4, and the elbow duct 5. Furthermore, the exhaust path cross-sectional area of the outlet adapter 33 is made larger than the inlet adapter 32 of the exhaust duct 3, and the width of the duct body 31 is extended from the lower part where the inlet adapter 32 is connected to the upper part where the outlet adapter 33 is connected. The taper was gradually increased. As a result, the exhaust pipe device has a low exhaust gas ventilation resistance.
(3) The distance between the centers of the inlet adapter 32 and the outlet adapter 33 of the exhaust duct 3 is made equal to the distance between the centers of the outlet of the supercharger 2 and the inlet of the muffler 6. The joint surface between the inlet adapter 32 and the straight pipe and the joint surface between the outlet adapter 33 and the straight pipe 4 can be made perpendicular to the axis of the straight pipe 4. Thereby, the design and manufacture of the straight pipe 4 and the elbow duct 5 are facilitated and can be produced at low cost.
[0022]
In the exhaust pipe device 7 of the above-described embodiment, the orientation of the inlet adapter 32 and the outlet adapter 33 of the exhaust duct 3 is the same, but the present invention is not limited to this. Depending on the positional relationship between the outlet of the exhaust gas supercharger 2 and the inlet of the muffler 6, the orientation of the outlet adapter 33 relative to the inlet adapter 32 is the horizontal plane on which the outlet adapter 33 is disposed, whichever direction it faces. Good.
[0023]
In the exhaust pipe device 7 according to the embodiment described above, the outlet adapter 33 of the exhaust duct 3 is inserted into the straight pipe 4, but is not limited thereto. The straight pipe 4 may be inserted into the outlet adapter 33 of the exhaust duct 3. The same applies to the straight adapter 4 and the inlet adapter 52 of the elbow duct 5.
[0024]
In the exhaust pipe device 7 according to the embodiment described above, the duct body 31 of the exhaust duct 3 is tapered, but the present invention is not limited thereto. As shown in FIG. 6, a tapered box 37a may be provided in a duct body 31a whose passage cross-sectional shape is not tapered, and an inlet adapter 32a may be provided in the box 37a. Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment as long as the characteristic functions of the present invention are not impaired.
[0025]
In the above embodiment and its modifications, the inlet adapter disposed in the duct body is the inlet adapter 32, the outlet adapter disposed in the duct body is the outlet adapter 33, and the first exhaust duct is the exhaust duct 3. The second exhaust duct corresponds to the elbow duct 5 respectively.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, conventionally, an exhaust duct having a substantially folded passage structure in which a plurality of ring-shaped members obtained by obliquely cutting a conical pipe or a straight pipe is welded is provided with an inlet adapter and an outlet adapter. In addition, since it is formed as a single box structure, the exhaust duct and the exhaust pipe device can be produced with a simple structure, high productivity, and low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a state in which an exhaust pipe device according to an embodiment of the present invention is attached between a supercharger outlet and a muffler inlet of an engine with a supercharger mounted on a construction machine.
2 is a diagram showing an exhaust duct 3 of the exhaust pipe device shown in FIG. 1. FIG. 3 is a diagram showing a straight pipe 4 of the exhaust pipe device shown in FIG. 1. FIG. 4 is a diagram showing an exhaust pipe device shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the exhaust duct 3 and the straight pipe 4 are fitted in the exhaust pipe device shown in FIG. 1. FIG. 6 is a modified example of the exhaust pipe device of the present invention. Figure showing symbols [Explanation of symbols]
1 Engine Body 2 Supercharger 3 Exhaust Duct 31 Duct Body 32 Inlet Adapter 33 Outlet Adapter 4 Straight Pipe 5 Elbow Duct 6 Muffler

Claims (6)

過給器出口をマフラ入口へ接続するために略折り返し通路部が形成されている単一ボックス構造であるダクト本体と、
過給器出口から排出された排気ガスを前記ダクト本体に導くために前記ダクト本体に配設された入口アダプタと、
前記ダクト本体から排出される排気ガスを下流の機器へ導くために前記ダクト本体に配設され、前記入口アダプタの排気経路断面積よりも大きな排気経路断面積をもつ出口アダプタとを有することを特徴とする排気ダクト。
A duct body having a single box structure in which a substantially folded passage portion is formed to connect the supercharger outlet to the muffler inlet;
An inlet adapter disposed in the duct body for guiding the exhaust gas discharged from the supercharger outlet to the duct body;
An outlet adapter disposed in the duct body for guiding the exhaust gas discharged from the duct body to a downstream device and having an exhaust path cross-sectional area larger than an exhaust path cross-sectional area of the inlet adapter. And exhaust duct.
請求項1に記載の排気ダクトにおいて、
前記入口アダプタの排気経路断面積は、上流端から下流端にかけて不変であり、
前記出口アダプタの排気経路断面積は、上流端から下流端にかけて不変であり、
前記ダクト本体は、前記入口アダプタが接続されている部位から前記出口アダプタが接続されている部位にかけて、排気経路断面積が漸増していることを特徴とする排気ダクト。
The exhaust duct according to claim 1,
The cross-sectional area of the exhaust path of the inlet adapter is unchanged from the upstream end to the downstream end,
The outlet adapter cross-sectional area of the outlet adapter is unchanged from the upstream end to the downstream end,
The exhaust duct is characterized in that an exhaust path cross-sectional area of the duct body gradually increases from a portion where the inlet adapter is connected to a portion where the outlet adapter is connected.
過給器出口から排出された排気ガスが導かれる排気ダクトと、
前記排気ダクトから排出された排気ガスが導かれる直管と、
前記直管とマフラを接続する接続ダクトとを備える排気管装置において、
前記排気ダクトは、
過給器出口をマフラ入口へ接続するために略折り返し通路部が形成されている単一ボックス構造であるダクト本体と、
過給器出口から排出された排気ガスを前記ダクト本体に導くために前記ダクト本体に配設された入口アダプタと、
前記ダクト本体から排出される排気ガスを下流の機器へ導くために前記ダクト本体に配設され、前記入口アダプタの排気経路断面積よりも大きな排気経路断面積をもつ出口アダプタとを有することを特徴とする排気管装置。
An exhaust duct through which exhaust gas discharged from the supercharger outlet is guided;
A straight pipe through which exhaust gas discharged from the exhaust duct is guided;
In the exhaust pipe device comprising the straight pipe and a connection duct for connecting the muffler,
The exhaust duct is
A duct body having a single box structure in which a substantially folded passage portion is formed to connect the supercharger outlet to the muffler inlet;
An inlet adapter disposed in the duct body for guiding the exhaust gas discharged from the supercharger outlet to the duct body;
An outlet adapter disposed in the duct body for guiding the exhaust gas discharged from the duct body to a downstream device and having an exhaust path cross-sectional area larger than an exhaust path cross-sectional area of the inlet adapter. Exhaust pipe device.
請求項3に記載の排気管装置において、
前記入口アダプタの排気経路断面積は、上流端から下流端にかけて不変であり、
前記出口アダプタの排気経路断面積は、上流端から下流端にかけて不変であり、
前記ダクト本体は、前記入口アダプタが接続されている部位から前記出口アダプタが接続されている部位にかけて、排気経路断面積が漸増していることを特徴とする排気管装置。
The exhaust pipe device according to claim 3,
The cross-sectional area of the exhaust path of the inlet adapter is unchanged from the upstream end to the downstream end,
The outlet adapter cross-sectional area of the outlet adapter is unchanged from the upstream end to the downstream end,
The exhaust pipe device, wherein the duct main body has an exhaust path sectional area gradually increasing from a portion where the inlet adapter is connected to a portion where the outlet adapter is connected.
請求項3または4に記載の排気管装置において、
前記直管が水平に配設されるように、前記排気ダクトの前記入口アダプタと前記出口アダプタとの中心間距離寸法を、前記過給器出口と前記マフラ入口との中心間距離寸法と等しくしたことを特徴とする排気管装置。
The exhaust pipe device according to claim 3 or 4,
The center-to-center distance between the inlet adapter and the outlet adapter of the exhaust duct is made equal to the center-to-center distance between the supercharger outlet and the muffler inlet so that the straight pipe is horizontally disposed. An exhaust pipe device characterized by that.
略折り返し通路部が形成されている単一ボックス構造であるダクト本体を有し、過給器出口から排出された排気ガスが導かれる第1の排気ダクトと、
前記第1の排気ダクトから排出された排気ガスが導かれる直管と、
前記直管から排出された排気ガスが導かれる第2の排気ダクトとを有する排気管装置において、
前記第1の排気ダクトの過給器側入口とマフラ側出口との中心間距離寸法は、前記過給器出口と前記マフラ入口との中心間距離寸法と等しく、
前記直管と前記第1の排気ダクトとの接合面、および前記直管と前記第2の排気ダクトとの接合面は、前記直管の水平方向の軸に対して直交することを特徴とする排気管装置。
A first exhaust duct having a duct body that is a single box structure in which a substantially folded passage portion is formed, to which exhaust gas discharged from a supercharger outlet is guided;
A straight pipe through which exhaust gas discharged from the first exhaust duct is guided;
An exhaust pipe device having a second exhaust duct through which exhaust gas discharged from the straight pipe is guided;
The center-to-center distance dimension between the supercharger-side inlet and the muffler-side outlet of the first exhaust duct is equal to the center-to-center distance dimension between the supercharger outlet and the muffler inlet.
The joint surface between the straight pipe and the first exhaust duct and the joint surface between the straight pipe and the second exhaust duct are orthogonal to the horizontal axis of the straight pipe. Exhaust pipe device.
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