JPH09256845A - 内燃機関の排気方法 - Google Patents
内燃機関の排気方法Info
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- JPH09256845A JPH09256845A JP9037296A JP9037296A JPH09256845A JP H09256845 A JPH09256845 A JP H09256845A JP 9037296 A JP9037296 A JP 9037296A JP 9037296 A JP9037296 A JP 9037296A JP H09256845 A JPH09256845 A JP H09256845A
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- exhaust pipe
- exhaust
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気ガスの逆流を小さくして排気効率を向上
し、エネルギー効率を向上し、燃料消費率を低下させる
内燃機関の排気方法を提供する。 【解決手段】 内燃機関の排気管において、該排気管の
管内に螺旋状の案内部を設け、燃焼ガスを渦巻き状に流
動させる。
し、エネルギー効率を向上し、燃料消費率を低下させる
内燃機関の排気方法を提供する。 【解決手段】 内燃機関の排気管において、該排気管の
管内に螺旋状の案内部を設け、燃焼ガスを渦巻き状に流
動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関における
燃焼ガスの排気方法に関するものである。
燃焼ガスの排気方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車、自動二輪車あるいは各種産業用
の動力源として、石油系製品及び天然ガスを燃料として
使用する内燃機関が広く利用されている。これらの内燃
機関は、燃料と空気とを吸入し、爆発的な燃焼により動
力を発生し、燃焼ガスを排気する一連の工程を連続的に
繰返している。燃焼ガスすなわち排気ガスは、内燃機関
本体の排気孔から、円形断面の排気管を経て、大気中へ
排気されている。
の動力源として、石油系製品及び天然ガスを燃料として
使用する内燃機関が広く利用されている。これらの内燃
機関は、燃料と空気とを吸入し、爆発的な燃焼により動
力を発生し、燃焼ガスを排気する一連の工程を連続的に
繰返している。燃焼ガスすなわち排気ガスは、内燃機関
本体の排気孔から、円形断面の排気管を経て、大気中へ
排気されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の排気
方法は以上のように構成されていることにより、つぎの
ような課題が存在している。すなわち、排気ガスは排気
管の円形断面の全面をほぼ同一の流速で流動する。他
方、一部を除いて、内燃機関は往復動式内燃機関であ
り、多気筒機関といえども排気ガスの排気量が周期的に
変動する。排気量が多いと流速は大きくなり、排気量が
少ないと流速は小さくなる。その結果、排気管内では、
周期的な流動方向の流速の変動すなわち息継ぎ現象が起
り、息継ぎ時には排気ガスが瞬間的に逆流する。この排
気ガスの逆流が排気抵抗の一部となり、内燃機関の排気
効率を低下させ、エネルギー効率を低下させ、燃料消費
率を高くしている。
方法は以上のように構成されていることにより、つぎの
ような課題が存在している。すなわち、排気ガスは排気
管の円形断面の全面をほぼ同一の流速で流動する。他
方、一部を除いて、内燃機関は往復動式内燃機関であ
り、多気筒機関といえども排気ガスの排気量が周期的に
変動する。排気量が多いと流速は大きくなり、排気量が
少ないと流速は小さくなる。その結果、排気管内では、
周期的な流動方向の流速の変動すなわち息継ぎ現象が起
り、息継ぎ時には排気ガスが瞬間的に逆流する。この排
気ガスの逆流が排気抵抗の一部となり、内燃機関の排気
効率を低下させ、エネルギー効率を低下させ、燃料消費
率を高くしている。
【０００４】本発明は以上のような課題を解決するため
になされたものであり、排気ガスの逆流を小さくして排
気効率を向上し、エネルギー効率を向上し、燃料消費率
を低下させる内燃機関の排気方法を提供することを目的
とする。
になされたものであり、排気ガスの逆流を小さくして排
気効率を向上し、エネルギー効率を向上し、燃料消費率
を低下させる内燃機関の排気方法を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による内燃機関の排気方法は以下のように構
成されている。すなわち、排気管において、燃焼ガスを
渦巻き状に流動させる該管内に螺旋状の案内部を設け
る。
に、本発明による内燃機関の排気方法は以下のように構
成されている。すなわち、排気管において、燃焼ガスを
渦巻き状に流動させる該管内に螺旋状の案内部を設け
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による内
燃機関の排気方法の好適な実施の形態について詳細に説
明する。図１ないし図５は排気管の実施例を示す断面図
であり、図１及び図２は第１実施例、図３は第２実施
例、図４は第３実施例、図５は第４実施例をそれぞれ示
している。
燃機関の排気方法の好適な実施の形態について詳細に説
明する。図１ないし図５は排気管の実施例を示す断面図
であり、図１及び図２は第１実施例、図３は第２実施
例、図４は第３実施例、図５は第４実施例をそれぞれ示
している。
【０００７】図１において、図（Ａ）は排気管を部分的
に示す軸方向断面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印
Ｂ−Ｂ方向の断面図である。排気管１０は金属管１１及
び案内体１２により構成されている。該金属管１１は円
形断面の金属管である。前記案内体１２は断面１２ａが
薄板形状の細巾帯状の金属部材であり、巾方向を螺旋軸
に直交する方向として螺旋状に形成されている。該案内
体１２は前記金属管１１挿入され、外周が金属管１１の
内壁１１ａに固定されている。すなわち、前記排気管１
０は、前記金属管１１の内壁１１ａから所定高さで直立
すると共に内壁１１ａ（円周方向）に沿って流動方向に
傾斜する螺旋状の案内体１２が案内部として設けられ、
内壁１１ａに沿って螺旋流路が形成された状態となる。
に示す軸方向断面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印
Ｂ−Ｂ方向の断面図である。排気管１０は金属管１１及
び案内体１２により構成されている。該金属管１１は円
形断面の金属管である。前記案内体１２は断面１２ａが
薄板形状の細巾帯状の金属部材であり、巾方向を螺旋軸
に直交する方向として螺旋状に形成されている。該案内
体１２は前記金属管１１挿入され、外周が金属管１１の
内壁１１ａに固定されている。すなわち、前記排気管１
０は、前記金属管１１の内壁１１ａから所定高さで直立
すると共に内壁１１ａ（円周方向）に沿って流動方向に
傾斜する螺旋状の案内体１２が案内部として設けられ、
内壁１１ａに沿って螺旋流路が形成された状態となる。
【０００８】このように構成された排気管１０におい
て、図（Ａ）の左側から矢印ＦＡ方向に流動する排気ガ
スは、金属管１１の内壁１１ａ部の排気ガスが案内体１
２に沿って矢印ＦＣ方向に流動し、渦巻き状の流動状態
となる。排気ガスの外周部におけるこのような渦巻き状
の流れは排気ガス全体の流れに影響し、排気ガス全体が
渦巻き状態となって流動する。排気ガスは、渦巻き状に
旋回しながら流動することにより、遠心力が作用し、排
気管１０内の周辺部ではガス密度（圧力）が高くなり、
中心部では低くなる。排気ガスの流量すなわち排気量が
多いと旋回流速が大きくなってガス密度の差が大きくな
り、排気量が少ないとガス密度の差が小さくなる。この
ような流動状態において、排気量が周期的に変動する
と、排気管１０内の周辺部と中心部との、すなわち半径
方向のガス密度（圧力）の差が変動し、その結果として
軸方向すなわち流動方向の流速の変動（息継ぎ現象）が
相対的に小さくなる。
て、図（Ａ）の左側から矢印ＦＡ方向に流動する排気ガ
スは、金属管１１の内壁１１ａ部の排気ガスが案内体１
２に沿って矢印ＦＣ方向に流動し、渦巻き状の流動状態
となる。排気ガスの外周部におけるこのような渦巻き状
の流れは排気ガス全体の流れに影響し、排気ガス全体が
渦巻き状態となって流動する。排気ガスは、渦巻き状に
旋回しながら流動することにより、遠心力が作用し、排
気管１０内の周辺部ではガス密度（圧力）が高くなり、
中心部では低くなる。排気ガスの流量すなわち排気量が
多いと旋回流速が大きくなってガス密度の差が大きくな
り、排気量が少ないとガス密度の差が小さくなる。この
ような流動状態において、排気量が周期的に変動する
と、排気管１０内の周辺部と中心部との、すなわち半径
方向のガス密度（圧力）の差が変動し、その結果として
軸方向すなわち流動方向の流速の変動（息継ぎ現象）が
相対的に小さくなる。
【０００９】図１に示される第１実施例において、案内
体１２の断面１２ａの形状は薄板形状に限定されるもの
ではなく、図２に示されるように、任意の丸みを有する
突出形状（Ａ）、（Ｂ）、任意の三角型突出形状
（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、としてもよく、薄板形状を内
壁１１ａから直立以外の所定角度で突出させ（Ｆ）ても
よい。また、図１において、案内体１２は２条の左廻り
の螺旋として構成されているが、１条あるいは３条以上
でもよく、右廻りでもよい。さらに、案内体１２は排気
管１０の全長にわたって設けられてもよく、部分的に一
部区間、あるいは、複数の区間に分割して設けられても
よい。
体１２の断面１２ａの形状は薄板形状に限定されるもの
ではなく、図２に示されるように、任意の丸みを有する
突出形状（Ａ）、（Ｂ）、任意の三角型突出形状
（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、としてもよく、薄板形状を内
壁１１ａから直立以外の所定角度で突出させ（Ｆ）ても
よい。また、図１において、案内体１２は２条の左廻り
の螺旋として構成されているが、１条あるいは３条以上
でもよく、右廻りでもよい。さらに、案内体１２は排気
管１０の全長にわたって設けられてもよく、部分的に一
部区間、あるいは、複数の区間に分割して設けられても
よい。
【００１０】図３に示される第２実施例では、第１実施
例の内壁１１ａに沿った螺旋流路に代り、内壁１１ａに
２条左廻りの螺旋溝１１ｂが案内部として形成されてい
る。図（Ａ）は排気管を部分的に示す軸方向断面図であ
り、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向の断面図であ
る。図（Ａ）の左側から矢印ＦＡ方向に流動する排気ガ
スは、金属管１１の螺旋溝１１ｂに沿って矢印ＦＣ方向
に流動し、渦巻き状の流動状態となる。螺旋溝１１ｂの
断面形状は、図３に示される半円形にら限定されるもの
ではなく、任意の多角形、楕円形でもよい。また、螺旋
溝１１ｂは、１条あるいは３条以上でもよく、右廻りで
もよい。さらに、螺旋溝１１ｂは排気管１０の全長にわ
たって設けられてもよく、部分的に一部区間、あるい
は、複数の区間に分割して設けられてもよい。
例の内壁１１ａに沿った螺旋流路に代り、内壁１１ａに
２条左廻りの螺旋溝１１ｂが案内部として形成されてい
る。図（Ａ）は排気管を部分的に示す軸方向断面図であ
り、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向の断面図であ
る。図（Ａ）の左側から矢印ＦＡ方向に流動する排気ガ
スは、金属管１１の螺旋溝１１ｂに沿って矢印ＦＣ方向
に流動し、渦巻き状の流動状態となる。螺旋溝１１ｂの
断面形状は、図３に示される半円形にら限定されるもの
ではなく、任意の多角形、楕円形でもよい。また、螺旋
溝１１ｂは、１条あるいは３条以上でもよく、右廻りで
もよい。さらに、螺旋溝１１ｂは排気管１０の全長にわ
たって設けられてもよく、部分的に一部区間、あるい
は、複数の区間に分割して設けられてもよい。
【００１１】図４に示される第３実施例では、第１実施
例と第２実施例とを組合せ、内壁１１ａに２条左廻りの
螺旋溝１１ｂ及び螺旋突出部１１ｃが交互に形成されて
案内部を構成している。螺旋溝１１ｂ及び螺旋突出部１
１ｃの断面形状は、図４に示される半円形にら限定され
るものではなく、任意の多角形、楕円形でもよい。ま
た、螺旋溝１１ｂ及び螺旋突出部１１ｃは、１条あるい
は３条以上でもよく、右廻りでもよい。さらに、螺旋溝
１１ｂ及び螺旋突出部１１ｃは排気管１０の全長にわた
って設けられてもよく、部分的に一部区間、あるいは、
複数の区間に分割して設けられてもよい。
例と第２実施例とを組合せ、内壁１１ａに２条左廻りの
螺旋溝１１ｂ及び螺旋突出部１１ｃが交互に形成されて
案内部を構成している。螺旋溝１１ｂ及び螺旋突出部１
１ｃの断面形状は、図４に示される半円形にら限定され
るものではなく、任意の多角形、楕円形でもよい。ま
た、螺旋溝１１ｂ及び螺旋突出部１１ｃは、１条あるい
は３条以上でもよく、右廻りでもよい。さらに、螺旋溝
１１ｂ及び螺旋突出部１１ｃは排気管１０の全長にわた
って設けられてもよく、部分的に一部区間、あるいは、
複数の区間に分割して設けられてもよい。
【００１２】図５に示される第４実施例では、内壁１１
ａに沿って設けられる案内体１２あるいは螺旋溝１１ｂ
に代り、金属管１１内に固定翼１３が設けられて案内部
を構成している。図（Ａ）は排気管を部分的に示す軸方
向断面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向
の断面図である。前記固定翼１３は、中心軸１３ａと該
中心軸１３ａの周りに螺旋状に設けられた４枚の翼１３
ｂとで構成されている。該固定翼１３は、中心軸１３ａ
を前記金属管１１の中心軸に一致させ、翼１３ｂの外周
を内壁１１ａに固定されている。このように構成された
固定翼１３において、図（Ａ）の左側から矢印ＦＡ方向
に流動する排気ガスは、翼１３ｂに沿って矢印ＦＣ方向
に流動し、渦巻き状の流動状態となる。図５において、
固定翼１３は４枚の翼１３ｂの左廻りの螺旋として構成
されているが、１ないし３枚あるいは５枚以上でもよ
く、右廻りでもよい。さらに、固定翼１３は排気管１０
の１箇所あるいは複数箇所に設けられてもよく、１箇所
に複数箇直列に設けられてもよい。
ａに沿って設けられる案内体１２あるいは螺旋溝１１ｂ
に代り、金属管１１内に固定翼１３が設けられて案内部
を構成している。図（Ａ）は排気管を部分的に示す軸方
向断面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向
の断面図である。前記固定翼１３は、中心軸１３ａと該
中心軸１３ａの周りに螺旋状に設けられた４枚の翼１３
ｂとで構成されている。該固定翼１３は、中心軸１３ａ
を前記金属管１１の中心軸に一致させ、翼１３ｂの外周
を内壁１１ａに固定されている。このように構成された
固定翼１３において、図（Ａ）の左側から矢印ＦＡ方向
に流動する排気ガスは、翼１３ｂに沿って矢印ＦＣ方向
に流動し、渦巻き状の流動状態となる。図５において、
固定翼１３は４枚の翼１３ｂの左廻りの螺旋として構成
されているが、１ないし３枚あるいは５枚以上でもよ
く、右廻りでもよい。さらに、固定翼１３は排気管１０
の１箇所あるいは複数箇所に設けられてもよく、１箇所
に複数箇直列に設けられてもよい。
【００１３】
【発明の効果】本発明による内燃機関の排気方法は以上
のように構成されていることにより、以下のような効果
を得ることができる。すなわち、排気管において、燃焼
ガスを渦巻き状に流動させることにより、流動方向の息
継ぎ現象が小さくなり、排気ガスの逆流を小さくして排
気効率を向上し、エネルギー効率を向上し、燃料消費率
を低下させる。
のように構成されていることにより、以下のような効果
を得ることができる。すなわち、排気管において、燃焼
ガスを渦巻き状に流動させることにより、流動方向の息
継ぎ現象が小さくなり、排気ガスの逆流を小さくして排
気効率を向上し、エネルギー効率を向上し、燃料消費率
を低下させる。
【００１４】また、息継ぎ現象が小さくなることによ
り、排気音が小さくなり、排気に伴う振動が小さくな
る。
り、排気音が小さくなり、排気に伴う振動が小さくな
る。
【００１５】排気管の管内に螺旋状の案内部を設けるこ
とにより、燃焼ガスは、排気管内でこの案内部に沿って
流動し、容易に渦巻き状となって流動する。
とにより、燃焼ガスは、排気管内でこの案内部に沿って
流動し、容易に渦巻き状となって流動する。
【図１】本発明による内燃機関の排気管の第１実施例を
示しており、図（Ａ）は排気管を部分的に示す軸方向断
面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向の断
面図である。
示しており、図（Ａ）は排気管を部分的に示す軸方向断
面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向の断
面図である。
【図２】図１における案内体の応用例の断面形状図であ
る。
る。
【図３】本発明による内燃機関の排気管の第２実施例を
示しており、図（Ａ）は排気管を部分的に示す軸方向断
面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向の断
面図である。
示しており、図（Ａ）は排気管を部分的に示す軸方向断
面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向の断
面図である。
【図４】本発明による内燃機関の排気管の第３実施例を
部分的に示す軸方向断面図である。
部分的に示す軸方向断面図である。
【図５】本発明による内燃機関の排気管の第４実施例を
示しており、図（Ａ）は排気管を部分的に示す軸方向断
面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向の断
面図である。
示しており、図（Ａ）は排気管を部分的に示す軸方向断
面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ方向の断
面図である。
１０ 排気管 １１ 金属管 １１ａ 内壁 １１ｂ 螺旋溝（案内部） １１ｃ 螺旋突出部（案内部） １２ 案内体（案内部） １３ 固定翼（案内部） １３ａ 中心軸 １３ｂ 翼
Claims (1)
- 【請求項１】 排気管において、該管内に螺旋状の案内
部（１１ｂ、１１ｃ、１２、１３）を設け、燃焼ガスを
渦巻き状に流動させることを特徴とする内燃機関の排気
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9037296A JPH09256845A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 内燃機関の排気方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9037296A JPH09256845A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 内燃機関の排気方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09256845A true JPH09256845A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=13996740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9037296A Pending JPH09256845A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 内燃機関の排気方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09256845A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005299853A (ja) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Toyota Motor Corp | 排気管 |
| GB2420512A (en) * | 2004-11-26 | 2006-05-31 | Stihl Ag & Co Kg Andreas | An exhaust system in a tool driven by an internal combustion engine |
| WO2007006086A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-18 | Thomas Shirra | Method of and apparatus for exhausting internal combustion engines |
| KR100836369B1 (ko) * | 2006-11-22 | 2008-06-09 | 현대자동차주식회사 | 배기가스후처리장치의 유입관 구조 |
| JP2010530040A (ja) * | 2007-06-15 | 2010-09-02 | チュン ナム ソン， | 排気ガス圧力除去及び逆流防止装置 |
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| KR20160117705A (ko) * | 2015-03-30 | 2016-10-11 | 주식회사 화승알앤에이 | 소음 발생 방지 구조의 유연성 스파이럴 튜브 |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP9037296A patent/JPH09256845A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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