JPS60113014A

JPS60113014A - 消音器

Info

Publication number: JPS60113014A
Application number: JP22132583A
Authority: JP
Inventors: Toshio Nogawa; 野川　敏夫
Original assignee: TOUKIYOUTORITSU KOKU KOGYO KOUTOU SENMON GATSUKOU
Current assignee: TOUKIYOUTORITSU KOKU KOGYO KOUTOU SENMON GATSUKOU
Priority date: 1983-11-24
Filing date: 1983-11-24
Publication date: 1985-06-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は新規な消音器に関する。詳しくは、自然機関等
の排気口に連結される消音器に関し、形状を極めて小型
にすることができると共に、優れた消音効果を得ること
ができるようにした新規な消音器を提供しようとするも
のである。

背景技術とその問題点ガソリン機関、ガス機関あるいはディーゼル機関等の自
然機関においては、これが動作されるときに排気音、吸
気音あるいは機関音等の騒音が生じ、特に排気音は極め
て高くなる。そこで、これらの自然機関の排気孔には、
一般に、マフラー又はサイレンサーと称される消音器が
装着される。

消音器の主たる作用は、自然機関の燃焼室から排出され
た排気の体積を膨張させ、かつ、冷却させることにあり
、それによって排気の圧力と温度を下げてから大気中に
放出するようにし、それによって排気音を下げるようと
するものである。

従って消音器による排気に対する消音効果を増大せしめ
るには、導入された排気の体積を大気中に放出される前
にできるだけ膨張せしめ、また、排気の温度をできるだ
け低下せしめることが必要である。

ところで、従来のこの種の消音器の構造は、自然機関の
種類によって様々であるが、一般的には、軸方向に長い
管状のハウジングを必要とする構造となっている。例え
ば、自動車の自然機関に連結される消音器は、自然機関
の排気孔に連結された導入管（内管）に多数の孔を形成
し、該導入管の外側に、それより大きい排出管（外管）
を導入管を囲むように配置した構造とされており、導入
管に導入された排気が上記多数の孔を通って排出管内に
噴出され、このときに排気の体積が膨張され、そして排
出管の先端から大気中に放出されるようになっている。

このような構造の消音器において充分な消音効果が得ら
れるようにするためには、導入管及び排出管の長さを可
及的に長くするか、あるいは排出管の径を導入管の径に
比して著しく大きくする必要がある。即ち、消音器を大
型化しなければならない。

また、従来の消音器にはこのような内外の２重の管構造
から成るものの他に、管内に邪魔板と称される堰板を軸
方向に多数配設したものや、あるいは、管路に空洞を付
設したもの等が見られるが、これらのものも消音効果を
増大せしめるためには管を長くする必要があることに変
りはない。

従って、従来の消音器は、充分な消音効果を得るために
は大きくする必要があり、また、小さくしようとすれば
消音効果は不充分なもので甘んじなければならないとい
うのが実情であった。

発明の目的そこで、本発明は上記した問題点に鑑み為されたもので
、形状を極めて小型にすることができると共に、優れた
消音効果を得ることができるようにした新規な消音器を
提供するこを目的とする。

発明の概要本発明消音器は上記した目的を達成するために、偏平な
中空ハウジングの一表面の中心部付近に排気導入口を設
け、ハウジングの内部に上記導入口が設けられた位置を
中心として渦巻き状に配列され、隔壁により区画された
複数の膨張室が形成されているとともに、該各膨張室間
を連通口によって互いに連通され、上記渦巻き方向の先
端部に位置する膨張室には排気放出口が設けられており
、また、各膨張室の体積が導入口側から放出口側に行く
に従い大きくなるようにされたことを特徴とする。

実施例以下に、本発明消音器の詳細を添付図面に示す実施例に
従って説明する。

図面は、本発明消音器を自然機関の消音器として適用し
た実施の一例を示すものである。

図において、１は消音器である。２はハウジングであり
、略円板状に形成された２枚の表板３．４と、該表板３
．４の互いに対向する側の表面の外周に沿って設けた周
壁板５とから成り、全体として偏平ドラム状に形成され
ている。尚、画表板３．４と周壁板５とは溶接等の適宜
な手段により、固着されている。

６はハウジング２の一方の表板３の中心から稍偏心した
位置に形成された開口であり、該開口６に排気導入管７
がその外周面を開口６の内面と密接して通されている。

そして、排気導入管７の内端は他方の表板４内面に固定
されており、外端は一方の表板３から外側−適宜量突出
されている。

８は排気導入管７のハウジング２の内部に挿入された部
分の略中央部にてその内部に形成された噴出孔である。

しかして、排気導入管７のハウジング２から突出された
部分には図′示しない内然機関の排気口に連結された排
気管が連結され、陶然機関から排出された排気は上記排
気管及び排気導入管７を通って噴出孔８からハウジング
２の内部に噴入される。

９はハウジング２の内部に設けられた第１の仕切板であ
り、第１の仕切板９は前記排気導入管７が配設された位
置を渦巻き中心とする渦巻き方向に沿って屈曲して配設
されている。具体的には該第１の仕切板９の一端は排気
導入管７外周面にその第３図における左側、の位置にて
固定されており、その排気導入管７の外周面と固定され
た部分から噴出孔８の前方を通って第３図における右回
りの渦巻き方向に沿って延びる。そして、第１の仕切板
９の他端は周壁板５の内面に固定されている。そして、
該仕切板９の他端の周壁板５の内面と固定された位置は
、仕切板９の一端が排気導入管７に固定された位置から
略−回りした位置、即ち、第３図において、周壁板５左
側に位置する部分とされている。尚、第１の仕切板９の
両側縁はハウジング２の画表板３．４の内面と接合され
ている。

１０は前記した第１の仕切板９と周壁板５との間に架は
渡すように配置された第２の仕切板で、その両端は周壁
板５の内面及び第１の仕切板９の外面にそれぞれ固定さ
れており、また、第２の仕切板ｌＯの両側縁はハウジン
グ２の画表板３．４の内面と接合されている。しかして
、ハウジング２の内部は第１及び第２の仕切板９．１０
によって渦巻き状に延びる内側の空間１１とその外側に
位置される外側の空間１２との２つの空間に２分され、
排気導入管７体内側の空間、即ち、渦巻き状に延びる空
間の渦巻き中心部に位置される。

１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１
３ｇ及び１３ｈは隔壁板であり、上記した内側の渦巻き
状の空間１１はその渦巻き方向に沿ッテ複数の膨張室１
４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４
ｇ、１４ｈ及び１４１に区画されている。即ち、隔壁板
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、−−−１３ｇ、１３ｈはハウ
ジング２内側の前記空間１１にハウジρング２の放射方
向に延びるようにて配置されており、第１及び第２の仕
切板９．１０により構成された空間１１は渦巻き方向に
沿って配列された複数の膨張室１４ａ、１４ｂ、１４ｃ
、ａ　＋＋　＊　１４ｈ、１４ｉに区画されている。そ
して、隔壁板１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、φ・・１３ｈは
それによって形成される膨張室１４ａ、１４ｂ、１４ｃ
、＊＊＠１４ｉの空間がその渦巻き中心に位置するもの
１４ａから渦巻き先端部に位置するもの１４ｉに至るに
従って次第に大きくなるような各隔壁板１３が配置され
ている。また、このようにして形成された膨張室１４ａ
、１４ｂ、１４ｃ、＠　＠　１１１４　ｉは、隔壁板１
３ａ、１３ｂ、１４ｃ、−−−１３ｈと第１の仕切板９
又は排気導入管７とのスリット状に形成された連通口１
５．１５、・・φによっテ互いに連通されている。即ち
、隔壁板１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、・・・１３ｈはそれ
ぞれその一方の端部が第１の仕切板９．又は排気導入管
７に外周面に結合され、他方の端部は排気導入管７の外
周面又は第１の仕切板９と相離間した状態で配設されて
いる。

そして、この実施例においては隣接する２つの隔壁１３
の夫々の連通口１５が膨張室１４の配列方向と直交する
方向において互いに反する側の端部に設けられるように
なっている。例えば、内側の空間１１の最も渦巻き中心
部に近いところに位置される第１番目の隔壁板１３ａは
、一端は排気導入管７の外周面に接合されているが、他
端は第１の仕切板９と接合されていない。また、その第
２番目の隔壁板１３ｂは一端が、第１の仕切板９の内面
に接合されているが他端は排気導入管７の外周面と離間
されている。以下、隔壁板１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、ｓ
ｅｅ、１３ｈは順次隣接するものとは反対側の端部のみ
が第１の仕切板９又は排気導入管７と接合されている。

尚、１番目の隔壁板１３ａは排気導入管７に形成された
噴出孔８を塞ぐことがないような状態で配設されている
。

また、各隔壁板１３の画表縁はハウジング２の画表板３
．４の内面と接合されている。

１６は前記したように形成された膨張室１４の配列方向
の先端に位置する膨張室１４ｉに設けられた排気放出口
であり、この実施例においては、ハウジング２の周壁板
５の該膨張室１４ｉと対応する部分に設けられている。

１７は第１の仕切板９を貫通するようにして股ｉｔられ
た連通管であり、内側の空間１１と外側の空間１２とを
連通ずるものである。この連通管１７を配設する位置は
一部に規定されることはないが、本実施例においては、
膨張室１４ｄと連通ずる箇所に位置されていおり、そし
て外側の空間１２は第４番目の膨張室１４ｄと連通され
ることとなる。

しかして、前記したように排気導入管７の噴出孔８から
ハウジング２の内部に噴入された排気は各膨張室１４ａ
、１４ｂ、１４ｃ、＠　１１１１１４　ｉを通って排気
放出口１６がらハウジング２外へ放出されてゆき、この
間に圧力と温度とを低下せしめられることによって消音
が行なわれる。

即ち、排気導入管７に導入された排気は、先ず、噴出孔
８から第１番目の膨張室１４’ａに向けて噴出される。

そして、噴出された排気はこの噴出される際にその体積
が膨張される、即ち、圧力を減衰される。そして、第１
番目の膨張室１４ａに噴出された排気は連通口１５を通
って第２番目の膨張室１４ｂに噴入される。この第２番
目の膨張室１４ｂの空間は、第１番目の膨張室１４ａの
空間より大きく形成されているので、ここに噴入された
排気は更にその体積を膨張されることになり、圧力が減
衰される。このようにして、排気は次の膨張室１４へ噴
入される度にその体積が膨張され、圧力が減衰されなが
ら流れてゆき、最終的に第９番目の膨張室１４ｉから排
気放出口１６を通ってハウジング２外へ放出されて行く
。そして、この間に、排気は温度を低下してゆくので冷
却も行なわれる。

そして、一方、上記したようにして膨張室１４ａ−１４
ｂ−１４ｃ、＊　＊　ｅ　１４１と流れてゆく排気の一
部は膨張室１４ｄにおいて連通管１７を通って外側の空
間１２へ流れ込み、ここで、対流したり、あるいは該連
通管１７を通って内側の空間１１に逆流されて行く。そ
して、このように外側の空間１２内へ流れ込んだ排気は
、第１の仕切板９を挟んで内側の空［１１、即ち、１Ｉ
ｌｖ張室１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、＊　ａ　ｅ　ｌ　４
　ｉを流れる排気と所謂共鳴作用を奏するようになり、
外側の空間１２は共鳴室となる。従って、膨張室１４ａ
、１４ｂ、１４ｃ、・・命１４ｉを流れる排気は、共鳴
室１２に流れ込んだ排気と共鳴することによって音のエ
ネルギーを減衰される。

しかして、ハウジング２内に導入された排気は、徐々に
その体積が大きくなる膨張室１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、
ｅ　ｅ　＊　ｌ　４　ｉを流れてゆく間に漸次膨張され
、圧力が減衰せしめられると共に、共鳴室１２の排気と
共鳴することによっても音圧を減衰される。しかも、膨
張室１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、Φ・・１４ｉを連通する
連通口１５．１５、ａｓｓが膨張室１４ａ、１４ｂ、１
４ｃ、ｌＩ拳・１４ｉの配列方向と直交する方向におい
て順次反対側に位置されてゆくことによって排気の流路
は実質的にジグザグ状になるので極めて長いものとなり
、排ガスはこのように長い流路を通る間に充分冷却され
る。

しかして、ハウジング内に導入された排気はその圧力と
温度を充分に低下され、がっ、共鳴作用ににより音のエ
ネルギーが充分に減衰せしめられる。

実験例第４図は、前記のように構成された消音器ｌによる消音
特性を他の消音器等と比較して測定した実験結果の一例
を示す図である。

この実験に用いた陶然機関は約５００ｃｃのシリンダ容
量を有するものであり、この陶然機関から排出される排
気の圧力を５乃至２５　Ｋｇｆ　／　Ｃｍ２の範囲で変
化させ、各圧力毎の騒音レベル（ｄＢ）を測定した。

また、実験は、（ａ）の消音器を全く装着しない場合と
、（ｂ）の約２０００ｃｃの内容を有する従来の所謂直
線型の消音器を装着した場合と、そして、（Ｃ）の約２
０００ｃｃの内容量を有し、前記連接口１５の幅約１ミ
リメートルとした発明消音器ｌを装着した場合とに分け
て測定することにより行なった。

このようにして実験した結果が第４図に示す各グラフで
ある。尚、各グラフを示す（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）の符
号は、それぞれ上記した測定条件に付した符号と対応し
たものを示している。

また、これらのグラフ（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）はいずれ
も、所謂Ａ特性示すものであり、Ｃ特性については図示
を省略しである。しかし、Ｃ特性についてもＡ特性と略
同様の傾向が得られている。

このグラフａ、ｂ、ｃを見れば明らかなように、本発明
消音器を装着した場合はその排気圧力の広い範囲に亘っ
て充分な消音効果を得ることができる。

尚、本発明消音器は、これが装着される内熱機関の形式
、サイクル数、圧力あるいは排気の音域レベル等の諸条
件によって、前記した第１の仕切板９の渦巻き状のカー
ブの形態、膨張室１４゛の数、及び内側の空間１１と外
側の空間１２（共鳴室）とを連通ずる連通口の数及び位
置等を選択して設計すれば、当該内熱機関に最も適した
消音効果を得ることができる。

発明の効果以上に記載したところから明らかなように、偏平な中空
ハウジングの一表面の中心部付近に排気導入口を設け、
ハウジングの内部に上記導入口が設けられた位置を中心
として渦巻き状に配列され、隔壁により区画された複数
の膨張室が形成されているとともに、該各膨張室間を連
通口によって互いに連通され、上記渦巻き方向の先端部
に位置する膨張室には排気放出口が設けられており、ま
た、各膨張室の体積が導入口側から放出口側に行くに従
い大きくなるようにされたことを特徴とする。

従って、本発明消音器によれば、ハウジングの内部に導
入された排気は、ハウジング外へ放出されるまでの間に
多数の膨張室を通されることによって多段階に膨張せし
められる。従って、排気の圧力を多数回に亘って低下せ
しめることができるので、その都度音のエネルギーを減
衰せしめることができる。

又、本発明消音器は偏平な中空ハウジングの内部に隔壁
によって区画された膨張室を渦巻き方向に沿って配列す
るようにしたものであるから、一定の空間内に多数の膨
張室をコンパクトに形成することができる。従って、従
来の直線的に延びるハウジングを有する消音器に比べて
、極めて小型に構成することができる。

尚、前記した実施例においては、Ｗ張室を互いに連通ず
るために連通口を、膨張室が配列される方向と直交する
方向において順次反対側に位置されるようにしたが、こ
のようにすることによって、ハウジング内に導入された
排気がハウジング外へ放出されるまでの流路を実質的に
ジグザグ状にすることによってその長さを極めて長くす
ることができ、これによって排気に対する冷却を充分行
なうことができる。従って排気に対する消音効果を一層
向上することができる。

また、前記実施例においては、排気が通る流路、即ち、
膨張室の外側にこれと平行して延びるような共鳴室を形
成したが、このようにすることによって、排気のもつ音
を一層減衰せしめることができる。

尚、前記した実施例においては、本発明消音器を内熱機
関に装着される消音器として適用したものを示したが、
本発明消音器はこれに限らず、蒸気機関その他の機関、
あるいは各種の産業機械における排気口に装着される消
音器として適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明消音器の実施の一例を示すも
ので、第１図は正面図、第２図は側面図、第３図は第１
図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第４図は消音特性を示す図
である。符号の説明ｌ・・φ消音器、２・・・ハウジング外３．４・・・表
面板、６・・・排気導入口、１３・−・隔壁、１４・・
・膨張室、１６拳・・排気放出口出　願　人　東京都立航空工業高等専門学校第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）偏平な中空ハウジングの一表面の中心部付近に排
気導入口を設け、ハウジングの内部に上記導入口が設け
られた位置を中心として渦巻き状に配列され、隔壁によ
り区画された複数の膨張室が形成されているとともに、
該各膨張室間を連通口によって互いに連通され、上記渦
巻き方向の先端部に位置する膨張室には排気放出口が設
けられており、また、各膨張室の体積が導入口側から放
出口側に行くに従い大きくなるようにされたことを特徴
とする消音器
（２）各膨張室を連通ずる連通口が各隔壁の一端部に形
成され、かつ、隣接する２つの隔壁の夫々の連通口は膨
張室の配列方向を直交する方向において互いに反する側
の端部に設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の消音器（３）ハウジングの内周面と膨張室と
の間にいずれかの膨張室と連通された共鳴室が形成され
たことを特徴する特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の消音器