JP4571653B2 - Car muffler - Google Patents
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Description
本発明は、脱臭、粒子状物質除去等、燃焼ガス中の有害成分を除去する自動車用マフラに関する。The present invention, deodorization, particulate matter such as removal, relates to an automotive muffler you remove harmful components in the combustion gas.
特許文献1には、粉砕したざくろ石と、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムを主体とする無機バインダとを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形させてなる断熱材が記載されている。図11は特許文献1に記載された板状の断熱材を示す斜視図で、1は上記の成形されたボード、2a、2bはこれをはさむ2枚の表面材である。
このようにして製造されたボードは、断熱性、耐火性に優れているばかりでなく、内部の空隙が大きく通気性にも優れていることから、特許文献1の段落[0016]には、このボードをフィルタとして使用したり、反応塔における触媒の担体としたりする利用法が示唆されてはいるものの、これらの用途についての具体的な提案はなされていない。
The board manufactured in this manner not only has excellent heat insulation and fire resistance, but also has a large internal gap and excellent air permeability. Although it has been suggested to use the board as a filter or as a catalyst carrier in a reaction tower, no specific proposal has been made for these uses.
本発明は、前記のボードをフィルタとして使用して、脱臭、粒子状物質除去等、燃焼ガス中の有害成分を除去する自動車用マフラを実現することを目的とする。The present invention uses the board as a filter, deodorizing, and to realize particulate matter such as removal, the automobile muffler you remove harmful components in the combustion gas.
本発明は、粉砕したざくろ石と無機バインダとを素材として含む多孔質の板材が、一端から他端へ燃焼ガスが通過する筒体の内部に、その燃焼ガスが透過するように配置された自動車用マフラにおいて、前記筒体の内部で前記燃焼ガスの流動方向で前記板材より上流側に孔のあいた前板が配置されるとともに、前記筒体に伝播される衝撃波をその前板で受けて緩和するためにその前板と前記板材との間に所定の間隔があけられていることを特徴とするものである。
本発明における前記板材には、請求項2に記載されているように、該板材を多孔構造としている空隙より大きくかつ該空隙より抵抗の小さい複数の貫通孔が形成されていてよい。
また、本発明においては、請求項3に記載してあるように、前記板材は、表面材によって包まれるとともに、その表面材に前記燃焼ガスの出入り口となる開口が形成されていてよい。This onset Ming, plate material porous and a ground garnet and inorganic binder as materials, the interior of the cylindrical body passing through the combustion gases from one end to the other, the combustion gases are arranged to transmit In a muffler for an automobile, a front plate with a hole is disposed upstream of the plate material in the flow direction of the combustion gas inside the cylindrical body, and shock waves propagated to the cylindrical body are received by the front plate. In order to relax, a predetermined space is provided between the front plate and the plate.
As described in claim 2, the plate material in the present invention may be formed with a plurality of through-holes that are larger than a void having a porous structure of the plate material and have a smaller resistance than the void.
In the present invention, as are set forth in
本発明によれば、軽量でコストの安い自動車用マフラが実現し、環境保全に大きく寄与するというすぐれた効果を奏する。According to the present invention, lightweight and realized cheap yet muffler automotive cost, it exhibits the excellent effect that greatly contributes to environmental preservation.
本発明は、粉砕したざくろ石と無機バインダと、必要に応じてさらに粘土を加えたものを混合して圧縮し、焼成、させてなる板材を基本構成要素としている。ざくろ石は国内で豊富に産出する入手容易な原料である。また、粉砕したざくろ石を焼成して発泡させたものは「パーライト」の名称で農業用に市販されているから、これを使用する場合、1回目の焼成、発泡工程を省略することができる。無機バインダは苛性ソーダ、珪酸ソーダ、珪酸カリウムなどを主体とするものである。無機バインダだけでは結合力が不足する場合は、さらに少量の粘土を加える。これらの原料に水を加えて混合し、振動を与えながら型枠内に充填し、予熱(乾燥)した後、ざくろ石の溶融温度である600〜1050℃で焼成する。得られる板材は機械加工が容易であるから、室温に放冷した後、必要であれば表面、周囲などを切削、あるいは切断加工して所定寸法とする。The basic component of the present invention is a plate material obtained by mixing, compressing and firing pulverized garnet, an inorganic binder, and, if necessary, further added clay. Garnet is an easily available raw material that is abundantly produced in Japan. Moreover, since what grind | pulverized the ground garnet and made it foam is marketed for agriculture by the name of "perlite", when using this , the 1st baking and foaming process can be skipped. The inorganic binder is mainly composed of caustic soda, sodium silicate, potassium silicate and the like. If the inorganic binder alone does not provide sufficient bonding strength, add a small amount of clay. Water is added to and mixed with these raw materials, filled in a mold while applying vibration, preheated (dried), and then fired at 600 to 1050 ° C., which is the melting temperature of garnet. Since the obtained plate material can be easily machined, it is allowed to cool to room temperature, and then, if necessary, the surface, surroundings, etc. are cut or cut to a predetermined size.
この板材は、発泡したざくろ石の粒体が融着した構造であるから、内部に連続した空隙があり、気体との接触表面積が大きいことから、フィルタとして優れている。
さらに各種の触媒を予め含浸させることにより、いっそうその脱臭機能を増加させることができる。
また、この板材を表面材で包むことにより、板材表面の剥離や損傷を防止し、また表面材に開口を設けることにより、気体の透過を制御するための流路を構成することができる。表面材を使用しないで板材を直接使用する場合には、周辺部に水ガラスや無機溶剤等を刷毛塗りすると、縁部の割れや粉化を抑制することができる。
Since this plate material has a structure in which foamed garnet particles are fused, it has continuous voids inside, and has a large surface area in contact with gas, so it is excellent as a filter.
Furthermore, the deodorizing function can be further increased by impregnating with various catalysts in advance.
Further, by wrapping the plate material with the surface material, peeling or damage of the plate material surface can be prevented, and by providing an opening in the surface material, a flow path for controlling gas permeation can be configured. When the plate material is used directly without using the surface material, the edge portion can be prevented from cracking and powdering by brushing water glass, an inorganic solvent, or the like on the periphery.
なお板材の空隙のみでは気体の通過に抵抗がある場合は、板材そのものに複数の貫通孔を形成すればよい。 If there is resistance to the passage of gas with only the gaps in the plate material, a plurality of through holes may be formed in the plate material itself.
本発明の第1の実施例で使用できるパネル体Pを図面により説明する。
図1はパネル体Pを示す斜視図、図2は同じく断面図で、1は粉砕したざくろ石と無機バインダと少量の粘土とを混合して型枠内に充填、圧縮し、焼成して発泡、成形させてなる板材、4は仕切り材、3は、仕切り材4をはさんで重ね合わせた2枚の板材1、1を包む表面材、31、32、41はこれら表面材3および仕切り材4に設けられた開口である。寸法例を挙げると、ボード1a、1bはいずれも平面形状が600×900mmの長方形で厚さは40mmである。したがってパネル体Pの寸法は平面形状はほぼ同じで厚さは80mm+板厚3枚分となる。表面材3および仕切り材4は金属板あるいは樹脂板などで、金属板の場合はステンレス鋼板を使用するか、めっきあるいは重塗装を施すなど、腐食に対して強いものが望ましい。A panel body P that can be used in the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a panel body P, FIG. 2 is also a sectional view, and 1 is a mixture of pulverized garnet, an inorganic binder, and a small amount of clay, filled in a mold, compressed, fired and foamed. ,
気体の入口と出口となる表面材3の開口31、32はパネル体Pの表側および裏側に設ける。また仕切り材4の開口41は、表面材3の開口31、32とはできるだけ離れた位置とするのがよい。これにより気体の内部経路をより長くすることができるが、場合によっては仕切り材4をはさまずにボードを直接重ねてもよいし、厚い1枚のボードであってもかまわない。いずれにしても、パネル体P内に侵入した気体が、できるだけ長い距離で内部を通過することが望ましい。
The
上記のパネル体Pの使用例を参考として示すと、図3はこのパネル体Pを使用した気体清浄ユニットUの一例を示す断面図で、6は筒体、7は送風機である。筒体6の断面は前記のパネル体Pの平面形状、あるいはこれを複数枚敷き並べた形状とする。複数枚敷き並べる場合も、1枚のパネル体P毎に気体の入口と出口となる表面材3の開口が必要であるが、隣接するパネル体P間では側面の対応する位置にこれらを配置する必要がある。 If the usage example of said panel body P is shown as a reference, FIG. 3 is sectional drawing which shows an example of the gas purification unit U which uses this panel body P, 6 is a cylinder, 7 is an air blower. The cross-section of the
そして筒体6の内部に、前記のパネル体P、またはこれを平面に敷き並べたものを1段以上、前記筒体6の長さ方向に配置して基本となる気体清浄器を構成する。この筒体6を縦向きとし、屋根上に設置し、筒体の上下いずれかに送風機7を取り付ければ屋根上設置用気体清浄ユニットUが完成する。送風機7は筒体6の下面に取り付ける場合は押し込み形、上面の場合は吸込み形となる。パネル体Pは、その内部を空気が長く流れるように、また全体としては抵抗が少なくなるように、相互の間隔や開口の位置などを考慮することが望ましい。自然換気によって十分な風量が得られる場合には、特に送風機7を設けなくともよい。
And the inside of the
例えば図12に示すような建築物8があるとする。81は自然換気を目的とした越屋根、82は大屋根、83は壁や土台部分を含む建屋である。対流による自然換気により、建屋83の側面から周囲の空気が吸込まれ、越屋根81の側面のルーバから排気が行なわれる。しかしこの建築物8が例えば牛舎、豚舎、鶏舎などであれば、内部で発生する臭気が周囲に放散され、環境管理上はなはだ好ましくない。
For example, assume that there is a building 8 as shown in FIG. 81 is a roof for natural ventilation, 82 is a large roof, and 83 is a building including walls and foundations. Due to natural ventilation by convection, ambient air is sucked from the side surface of the
図4は図12における越屋根81の内部に前記の気体清浄ユニットUを組み込んだ場合を示す建築物8の部分正面図である。場合によっては図12の越屋根81のさらに上に気体清浄ユニットUを取り付けてもよい。パネル体Pの内部を通過して脱臭された空気だけが放散されるから、周囲の環境が向上する。
FIG. 4 is a partial front view of the building 8 showing the case where the gas cleaning unit U is incorporated into the interior of the
本発明の第2の実施例を図面により説明する。図5は本発明を適用した自動車用マフラの斜視図、図6は断面図である。筒体6は円筒形で、パネル体Pもこれに合わせて円盤状となっている。矢印で示すように筒体6の一端から他端へ燃焼ガスが通過し、この間でパネル体Pを透過することにより浄化され、排出される。排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素の浄化、粒子状物質の除去等に各種の触媒が有効であることは周知であるが、本発明のパネル体Pは内部の板材が多孔質であるため、触媒を含浸させることが容易である。A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 5 is an oblique view of an automotive muffler according to the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view. The
寸法例としては筒体6の内径が240mm、円筒の長さが450mmである。マフラとして、図示した以外に筒体6の内部にふさぎ板やじょうご管、孔あき管などを設けることは任意である。
As an example of dimensions, the inner diameter of the
本発明の第3の実施例である自動車用のマフラを図面により説明する。図7は斜視図、図8は断面図である。筒体6は角筒形で、板材1もこれに合わせて八角形状となっている。61は複数の孔のあいた前板、62は後面のふさぎ板で、これらの間で矢印で示すように筒体6の一端から他端へ燃焼ガスが通過し、この間で板材1を透過することにより浄化され、排出される。前板61、板材1、ふさぎ板62に代えて、実施例2のように本発明のパネル体Pを使用してもよい。
An automobile muffler according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 7 is a perspective view, and FIG. 8 is a cross-sectional view. The
本発明の第4の実施例である自動車用のマフラを図面により説明する。図9は断面図である。構成は実施例3とほぼ同じであるが、高出力エンジン対応のため板材1に複数の貫通孔を設けている。貫通孔のない板材1と区別するため、便宜上これをボード1aと呼ぶ。図10は第3、第4の実施例に使用している前板61の正面図である。前板には複数の孔が設けられている他、周縁部にも切欠きが形成されている。これにより、内部に捕捉された粒子状物質の除去(清掃)が容易となる。前板61の材料としては、腐食に強いことから例えばステンレス鋼板などが適当であるが、セラミックスや樹脂板などでもよい。
An automobile muffler according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a sectional view. Although the configuration is almost the same as that of the third embodiment, a plurality of through holes are provided in the
また、エンジンからの強い衝撃波を前板61で受けて緩和し、後方の板材1の損傷を防ぐ目的から、前板61は板材1からやや離して配置するのが好ましい。
実施例4で示した自動車用マフラを稼働中の日野PB−XZU421M形式トラックに装着して、財団法人 日本自動車輸送技術協会においてシャシダイナモメータ法により13モード試験を行い、排出ガスを測定した。
Further, it is preferable to dispose the front plate 61 a little away from the
The automobile muffler shown in Example 4 was mounted on an operating Hino PB-XZU421M type truck, and a 13-mode test was performed by the chassis dynamometer method at the Japan Automobile Transport Technology Association to measure exhaust gas.
測定された排気ガス成分は、粒子状物質0.112(0.350)、窒素酸化物3.897(4.220)、
炭化水素0.512(1.470)、一酸化炭素2.416(3.460)二酸化炭素868.7(なし)(単位はg/kWh、( )内は平成15年における規制値であり、全項目が規制値を下回って合格と判定された。
The measured exhaust gas components are particulate matter 0.112 (0.350), nitrogen oxide 3.897 (4.220),
Hydrocarbon 0.512 (1.470), Carbon monoxide 2.416 (3.460) Carbon dioxide 868.7 (None) (Unit: g / kWh, () is the regulation value in 2003, and all items are below the regulation value and passed. It was judged.
1 板材
1a ボード
2a、2b、3 表面材
4 仕切り材
6 筒体
7 送風機
8 建築物
31、32、41 開口
61 前板
62 ふさぎ板
81 越屋根
82 大屋根
83 建家
P パネル体
U 気体清浄ユニット
1 board
1a board
2a, 2b, 3
31, 32, 41 opening
61 Front plate
62 Covering board
81 rooftop
82 Large roof
83 Building P Panel body U Gas cleaning unit
Claims (3)
前記筒体の内部で前記燃焼ガスの流動方向で前記板材より上流側に孔のあいた前板が配置されるとともに、前記筒体に伝播される衝撃波をその前板で受けて緩和するためにその前板と前記板材との間に所定の間隔があけられていることを特徴とする自動車用マフラ。 In an automobile muffler in which a porous plate material containing pulverized garnet and an inorganic binder as a raw material is disposed so that the combustion gas permeates through a cylinder through which the combustion gas passes from one end to the other end.
A front plate having a hole in the cylinder in the flow direction of the combustion gas upstream of the plate material is disposed, and the shock wave propagated to the cylinder is received by the front plate and relaxed. A muffler for an automobile, wherein a predetermined interval is provided between a front plate and the plate member.
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