JPH09256845A - 内燃機関の排気方法 - Google Patents

内燃機関の排気方法

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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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JP
Japan
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spiral
exhaust pipe
exhaust
flow
gas
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JP9037296A
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English (en)
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Michimasa Yamaguchi
通正 山口
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】図1における案内体の応用例の断面形状図であ
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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP9037296A 1996-03-19 1996-03-19 内燃機関の排気方法 Pending JPH09256845A (ja)

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