JPH0221538Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 考案の技術分野 本考案は、排気冷却器に係り、特に自動車エン
ジン等の内燃機関の排気系に用いるに好適な排気
冷却器に関する。

(ロ) 技術の背景 一般に、エンジンの排気音は、大気中に放出さ
れる高温、高圧の排気ガスが急激に膨張して発す
るものであり、消音のために排気管にはマフラを
取り付け、このマフラにより排気ガスの温度と圧
力を下げて外気に放出する仕組みになつている。

一方、排気ガスのCO，NOx低減の観点から排
気系に触媒コンバータを取り付けたものがある
が、斯かる場合にはコンバータ出口温度は更に高
くなるので、従前のマフラのみでは充分な消音効
果が得られなくなつている。

(ハ) 従来技術と問題点 上記観点から、近年では排気ガスを積極的に冷
却するために、排気系に冷却器を設けたものが提
案されている。例えば、実開昭56−145618号公報
には排気管を被う外筒を設け、伝熱チユーブを排
気管に縦横に貫通させることで冷却効果を得るよ
うにした技術が開示されている。

しかしながら、斯かる従来技術は排気ガスの冷
却効果が得られるものの、排気管内を貫通する伝
熱チユーブが圧力損失の原因となりエンジン背圧
を高める不都合があつた。また、伝熱チユーブの
存在が冷却器内での排気ガスの乱流化を招き、ガ
ス流の乱れにより気流音が増加してしまう欠点が
あつた。

(ニ) 考案の目的 本考案は、上記従来の問題点に着目し、排気ガ
スの冷却をなし、圧力損失の低減率が高く、かつ
気流音の発生も抑制することができる排気冷却器
を提供することを目的とする。

(ホ) 考案の構成 上記目的を達成するために、本考案に係る排気
冷却器は、排気管途中に設けた拡室ケーシング内
に冷媒を通流させる伝熱チユーブを排気ガス流線
と平行又は直交させて配置し、かつ前記伝熱チユ
ーブと交差してチユーブ間隙間を仕切る多孔板を
配置したものである。

(ヘ) 考案の実施例 以下に本考案に係る排気冷却器の実施例を図面
を参照して詳細に説明する。

第１図は本考案の第１実施例に係る排気冷却器
の構造を示す断面図である。図示の如く、この冷
却器１０は排気管１２に比して断面積の大きい拡
張室を形成する拡室ケーシング１４を有してい
る。拡室ケーシング１４は前後端面に排気管１２
を開口させており、導入される排気ガス（矢印
Ａ）の線速度を小ならしめている。この拡室ケー
シング１４の前後端には冷媒の入口タンク１６と
出口タンク１８とが設けられており、両タンク１
６，１８を接続する複数の伝熱チユーブ２０を拡
室ケーシング１４内で管軸に沿うよう平行配置し
ている。したがつて、伝熱チユーブ２０は拡室ケ
ーシング１４内では排気ガスの流線方向と一致す
るのである。

一方、拡室ケーシング１４内には、前記伝熱チ
ユーブ２０と交差する発泡金属から形成された多
孔板２２が伝熱チユーブ２０相互間の隙間を仕切
るように配置されている。したがつて、多孔板２
２は管軸と直交配置状態となり、排気ガスを径方
向に拡散させつつ、透過させて整流作用をなし、
伝熱チユーブ２０との熱交換等を高めるようにし
ている。この多孔板２２は管軸方向に沿つて複数
（実施例では３枚）配置されている。

なお、前記伝熱チユーブ２０に通流される冷媒
は、エンジン冷却水を用いればよく、ラジエータ
ポンプのポンプ圧を利用して通流させる。

上述の冷却器１０による冷却作用は、エンジン
負荷が高く、中〜高回転域の場合に要求されるも
のであるため、低回転時には不用となるのみなら
ず、逆に圧力損失を招くこととなる。この観点か
ら、当該冷却器１０は、第２図に示すように、エ
ンジン２４からマニホールドコンバータ２６を経
て導かれる排気管１２の途中に設けられている
が、排気管１２には冷却器１０のバイパス管２８
を設け、入口分岐点に設けたコントロールバルブ
３０を介して低回転時には排気ガスをバイパスし
てマフラ３２側に導くものとしている。

このように構成された排気冷却器１０によれ
ば、入口タンク１６と出口タンク１８間をチユー
ブ２０で連通し、更にチユーブ２０に対し垂直方
向に放熱作用をなす多孔板２２を配置しているの
で、放熱性能が向上し、排気ガスを効果的に冷却
できる。また、多孔板２２はガス流れに対して垂
直であり、ガス通過時に整流作用をなすと同時に
通流抵抗自体が極めて低いので、圧力損失がそれ
ほど生じない。そして、ガスが拡室ケーシング１
４内に導入される際、断面積差が大きいのでガス
冷却と相俟つて消音作用も発揮することができ
る。

第３図はエンジン回転数に対する排気ガス吐出
音の変化を示したものであるが、設定回転数から
コントロールバルブ３０を作動させた場合（破
線）ａの方がバイパスさせた場合（実線）ｂより
も消音効果が高く、回転数増大に従つてその差は
大きくなることが理解できる。尚、第３図中、ｃ
はコントロールバルブ３０の作動点を示す。

第４図は本考案の第２実施例に係る排気冷却器
１０Ａを示し、これは伝熱チユーブ２０と多孔板
２２の配置を逆の関係となした点で先の実施例と
異なる。すなわち、管軸と平行に多孔板２２を配
置し、多孔板２２を上下に貫通するように伝熱チ
ユーブ２０を配置したのである。入口タンク１６
は上部に、出口タンク１８は下部に配置する。

この実施例では特に多孔板２２をガス流と並行
させて消音作用をもたせているので、メツシユの
細かい多孔板２２を用いても抵抗にはならず、よ
り高い消音効果が得られる。

尚、本考案が適用される触媒コンバータは、マ
ニホールドコンバータに限らず、フロアータイプ
のコンバータでも良い。

(ト) 考案の効果 以上の如く、本考案によれば、熱交換作用で排
気ガス冷却がなされると同時に、拡室内に導入さ
れた排気ガスは圧力低減されて消音効果が得ら
れ、かつ伝熱チユーブと多孔板の配置構成により
整流されて気流音発生が抑制される。そのため、
圧力損失を抑制しつつ高い消音効果が得られる冷
却器構造とでき、多孔板による圧力波の整圧や整
流、管内気流音の消音や排熱回収の利点も得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る排気冷却器
を示す断面図、第２図は同配置構成図、第３図は
エンジン回転数と吐出音の関係グラフ図、第４図
は本考案の第２実施例を示す断面図である。 １０，１０Ａ……排気冷却器、１２……排気
管、１４……拡室ケーシング、１６……入口タン
ク、１８……出口タンク、２０……伝熱チユー
ブ、２２……多孔板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気管途中に設けた拡室ケーシング内に冷媒を
   通流させる伝熱チユーブを排気ガス流線と平行又
   は直交させて配置し、かつ前記伝熱チユーブと交
   差してチユーブ間隙間を仕切る多孔板を配置した
   ことを特徴とする排気冷却器。