JP5543057B2 - 排気管装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の多気筒内燃機関用の排気管装置に関する。

複数の排気管セグメントからなる多気筒内燃機関用の排気管装置は特許文献１で公知である。そこに開示された排気管装置の各排気管セグメントは、各排気管セグメントを内燃機関のシリンダのシリンダヘッド接続口に接続するためのフランジを有する。また各排気管セグメントは、各々二重の排気ガス長手室で同心的に取り囲まれた排気ガス流路と、両排気ガス長手室、従って排気ガス流路も同心的に取り囲む冷却水流路とを備える。排気管セグメントの排気ガス流路を排気ガスが貫流し、排気管セグメントの冷却水流路を冷却水が貫流する。排気ガスは、両排気ガス長手室で停滞する。両排気ガス長手室により、排気管セグメントの排気ガス流路からその冷却水流路の方向への熱伝達によるエネルギ損失が効果的に低下し、その際、両排気ガス長手室を互いに仕切る壁が熱放射によるエネルギ損失を減らす。特許文献１では、排気管装置の隣り合う２個の排気管セグメントを結合器によって直結し、その際、隣り合う２個の排気管セグメントの互いに結合された冷却水流路を外側に対して密封すべく、隣り合う排気管セグメントの冷却水流路を半径方向外側並びに半径方向内側に境界づける管状壁の間にパッキンリングを配置している。

特許文献１の排気管装置は、例えば内燃機関のシリンダ間の相対運動に伴い発生する排気管装置の排気管セグメント間の相対運動をある範囲でしか補償し得ない。それ故排気管装置の排気管セグメント間に大きな相対運動が生じた際、冷却水流路が隣り合う２個の排気管セグメントの移行箇所で十分に密封されない場合があり、冷却水流出の虞がある。
独国特許第１９６４４７０７号明細書

本発明の課題は、排気管セグメント間の相対運動を効果的に補償できる新規の排気管装置を提供することにある。

この課題は、請求項１記載の排気管装置によって解決される。本発明に基づき、各排気管セグメントの排気ガス流路と該流路を直接取り囲む各排気管セグメントの第１排気ガス長手室が各々直接補完され、各排気管セグメントの第１排気ガス長手室を取り囲む各排気管セグメントの第２排気ガス長手室および該排気ガス長手室を取り囲む各排気管セグメントの冷却水流路が各々補償器の介在の下で補完されるように、隣接する２個の排気管セグメントが補償器を利用して結合される。

本発明に基づく排気管装置では、隣接する排気管セグメント間に補償器を利用することで、排気管セグメント間の相対運動を効果的に補償する。隣接する排気管セグメント間の大きな相対運動時も、冷却水が冷却水流路から流出する危険はない。

補償器が、ベローズ状中央部材並びに両側の外側フランジを有するとよい。

本発明の有利な実施態様を、従属請求項および以下の説明から明らかにする。以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。

本発明は、複数の排気管セグメントからなる多気筒内燃機関の排気管装置に関する。複数の排気管セグメントから成る排気管装置は、原理的に特許文献１で公知である。本発明は、隣接する排気管セグメント間の良好な接続を保証できる排気管装置に関する。図３は本発明による排気管装置１０における補償器１３を利用して接続した、隣接する２個の排気管セグメント１１、１２の接続領域を断面図で示す。図１は補償器１３の斜視図、図２は正面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

図３から解るように、両排気管セグメント１１、１２は、各々排気管セグメント１１、１２の管状壁で境界づけられた排気ガス流路１４を備える。図示の実施例では、各排気管セグメント１１、１２の排気ガス流路１４は、二重の排気ガス長手室１６、１７で同心的に取り囲まれ、第１排気ガス長手室１６は排気ガス流路１４を直接取り囲み、第２排気ガス長手室１７は第１排気ガス長手室１６、それ故各排気管セグメント１１、１２の排気ガス流路１４も取り囲んでいる。

各排気管セグメント１１、１２の第１排気ガス長手室１６は、各排気ガス流路１４を規定する壁１５で半径方向内側が境界づけられている。第１排気ガス長手室１６は、壁１５を同心的に取り囲む壁１８で半径方向外側が境界づけられ、壁１８は同時に、第２排気ガス長手室１７を半径方向内側で境界づけている。各排気管セグメント１１、１２の第２排気ガス長手室１７は、壁１８と１５を同心的に包囲する壁１９で半径方向内側が境界づけられている。

両排気管セグメント１１、１２は、各々排気ガス流路１４と両排気ガス長手室１６、１７の他に、冷却水流路２０を備える。各排気管セグメント１１、１２の冷却水流路２０は両排気ガス長手室１６、１７、従って排気ガス流路１４を取り囲んでいる。各排気管セグメント１１、１２の冷却水流路２０は壁１９によって半径方向内側が境界づけられ、この壁１９は同時に、各排気管セグメント１１、１２の第２排気ガス長手室１７を半径方向外側で境界づけている。各排気管セグメント１１、１２の冷却水流路２０は、壁１５、１８、１９に対し同心的に延びる壁２１により半径方向外側が境界づけられている。

本発明においては、図１に示す両排気管セグメント１１、１２を、補償器１３を利用して、両排気管セグメント１１、１２の排気ガス流路１４並びに第１排気ガス長手室１６が各々互いに直接隣接し、従って直接補完するように結合している。図３に示す排気管セグメント１１、１２の第２排気ガス長手室１７並びに冷却水流路２０は、各々互いに直接隣接しておらず、それらは補償器１３の介在の下で補完されている。

このために補償器１３は二重壁構造で形成され、そのため補償器１３は、半径方向内側壁２２と半径方向外側壁２３を有する。補償器１３の半径方向内側壁２２は、図３の如く一方で第２排気ガス長手室１７を半径方向内側に境界づけ、他方で排気管セグメント１２の冷却水路２０を半径方向外側に境界づける排気管セグメント１２の壁１９を補完している。補償器１３の半径方向外側壁２３は、冷却水路２０を半径方向内側に境界づける排気管セグメント１２の壁２１を補完している。

それに応じて図３では、排気管セグメント１２の範囲で壁１９と２１は、壁１５と１８に比べ排気管セグメント１２の軸方向に短くされ、このため補償器１３は排気管セグメント１２上に被せられ、補償器１３は被覆された状態で、その壁２２が排気管セグメント１２の壁１９を補完し、補償器１３の壁２３が排気管セグメント１２の壁２１を補完する。二重壁構造補償器１３の両壁２２、２３は冷却水流路２４を境界づけ、該流路２４は、組立た状態で隣り合う２個の排気管セグメント１１、１２の冷却水流路２０を補完する。

補償器１３は、ベローズ状中央部材２５と、該部材２５の両側のフランジ２６、２７とを有する。図３で、補償器１３のフランジ２６は排気管セグメント１１の対応したフランジ２８への結合に用いられ、補償器１３のフランジ２７は排気管セグメント１２の対応したフランジ２９への結合に用いられる。その場合、排気管セグメント１１、１２の冷却水流路２０と補償器１３の冷却水流路２４との間の移行部を密封すべく、フランジ２６と２８の間およびフランジ２７と２９の間は、各々パッキンリング３０で密封されている。

補償器１３はその中央部材２５のベローズ状構造により、互いに結合された排気管セグメント間の相対運動の補償を可能とし、この結果比較的大きな相対運動時でも、冷却水流路２０、２４の範囲で漏れが生ずる危険はない。

本発明に基づく排気管装置の補償器の斜視図。 本発明に基づく排気管装置の排気管セグメント上に被せられた図１の補償器の正面図。 排気管装置の隣り合う２個の排気管セグメントの、図１の補償器の範囲における図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。

符号の説明

１０ 排気管装置、１１、１２ 排気管セグメント、１３ 補償器、１４ 排気ガス流路、１５、１８、１９、２１、２２、２３ 壁、１６、１７ 排気ガス長手室、２０、２４ 冷却水流路、２５ 中央部材、２６〜２９ フランジ、３０ パッキンリング

Claims (5)

1. 複数の排気管セグメントを備え、各排気管セグメントが内燃機関のシリンダに各々の排気管セグメントを接続するための接続フランジを有し、各排気管セグメントが、排気ガス流路と、該排気ガス流路を各々取り囲む少なくとも二重の排気ガス長手室と、排気ガス流路並びに排気ガス長手室を取り囲む冷却水流路とを有している多気筒内燃機関用の排気管装置において、
   各排気管セグメントの排気ガス流路（１４）と該排気ガス流路（１４）を直接取り囲む各排気管セグメントの第１排気ガス長手室（１６）とが各々直接補完され、かつ各排気管セグメントの第１排気ガス長手室を取り囲む各排気管セグメントの第２排気ガス長手室（１７）と、該第２排気ガス長手室を取り囲む各排気管セグメントの冷却水流路（２０）とが各々補償器（１３）の介在の下で補完されるように、隣接する２個の排気管セグメント（１１、１２）が、補償器（１３）を用いて相互に結合され、
   補償器（１３）は、半径方向内側壁（２２）と半径方向外側壁（２３）を有する二重壁構造で形成され、
   半径方向内側壁（２２）は、一方で第２排気ガス長手室（１７）を半径方向内側に境界づけ、他方で排気管セグメント（１２）の冷却水流路（２０）を半径方向外側に境界づける排気管セグメント（１２）の壁（１９）を補完し、
   半径方向外側壁（２３）は、冷却水路（２０）を半径方向内側に境界づける排気管セグメント（１２）の壁（２１）を補完することを特徴とする多気筒内燃機関用の排気管装置。
2. 隣接する各排気管セグメントの排気ガス流路（１４）を規定する管状壁（１５）並びに第１排気ガス長手室（１６）を規定する管状壁（１８）が各々軸方向において互いに直接隣接し直接補完され、隣り合う各排気管セグメントの第２排気ガス長手室（１７）を半径方向内側に規定する管状壁（１９）並びに各排気管セグメントの冷却水流路（２０）を規定する管状壁（２１）が各々軸方向において互いに間隔を隔てられ、補償器（１３）の対応した壁（２２、２３）がそれらの管状壁（１９、２１）を補完することを特徴とする請求項１記載の排気管装置。
3. 隣接する２個の排気管セグメントの領域において、第２排気ガス長手室（１７）を半径方向外側に規定し且つ冷却水流路（２０）を規定する各排気管セグメント（１２）の管状壁（１９、２１）が、排気ガス流路（１４）および第１排気ガス長手室（１６）を規定する管状壁（１５、１８）に比べて軸方向に短くされ、これにより、補償器（１３）が対応した排気管セグメント上に軸方向に短くされた管状壁（１９、２１）を補完するように被せられたことを特徴とする請求項２記載の排気管装置。
4. 補償器（１３）が、ベローズ状中央部材（２５）と両側の外側フランジ（２６、２７）を有することを特徴とする請求項１から３の１つに記載の排気管装置。
5. 補償器（１３）の両側フランジ（２６、２７）が隣り合う両側の排気管セグメント（１１、１２）の対応したフランジ（２８、２９）に対して各々密封されたことを特徴とする請求項４に記載の排気管装置。

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