JPS6012884Y2 - 内燃機関の排気消音器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、主として内燃機関の排気音％−３５ｄＢＡ程
度に低減させるための中太形内燃機関の排気消音器に関
するものである竺−□ 近年、騒音を原因とする公害が多くとやざたされるなか
で、排気消音器は内燃機関の騒音源の内も゛つとも大き
な排気音を低減せしめる重−なエレメントである。

、 １． ・特に；ビルの発
電設備等においては３、−０周辺への公害を考慮し極め
て消音効果の大き０大形消音器を必要としており、その
製作コストも嵩む傾向にある。

そこで本考案は、１．例へば１００馬力から３０００馬
力位までの中大形ディーゼル機閤＆＝おいて、最も要求
の多い３５ｄＢＡｉｉＪ後の消音効果をねらった排気消
音器について、その排気消音器の理論減電特性に考察を
加え、その要求される消音量を、構造が簡単で、かつ、
経済的な小容積消音零で構成することを目的としたもの
である。

即ち、本考案は、両端部を端板マ閉錆した長さＢの筒状
部材に１、そのほぼ１７３Ｂの長さを占める第１室と、
はぼ２７３Ｂの長）を占める第２室とに分割する仕切板
を内設すると共むこ、その第１室側の端板に貫設した直
径ｄの入口管の第一１室押入長さを１７６Ｂに管端補正
した、長さで形威し５、かつ、第２室側の端板に貫設し
た直径ｄの出口管の第２室挿入長さをほぼ２７３Ｂ７ｄ
の長さに形威し、また該、仕切板に貫設した複数９連結
管の第２室挿入、長さをほぼ２７３Ｂ −１７２，、ｄ
に形威し、粟に、該筒状部材内周に、はぼ０．１ｄ＋２
５ｍｍの厚さを有する消音材を内張してなり、かつ５．
４前記入口、管及び出目管をそれぞ・れ筒状部材と同心
状に配置すると共！こ、前記複数９連結管を出口管の周
囲に！まケ等間隔！こ配置することにより構成される。

・１以４下−面を参照して本考案の実、施例を説明する
。

・まず、第１図及び第２図は本考案の実施例における中
大形内燃麺関＆ミ嚢備□され４ｔｐ気消音器であり、両
端部を端板２０ａ＊２０ｂでそれぞれ閉鎖した筒状部材
１の長さＢに対し、１１３Ｂの長さを占める第１室６と
、２１３Ｂの長さを占める第２室７とを分割する仕切板
１７を内設しており、第１室６の側の端板２０門に直滉
ｄの゛入口管５を貫設し、その入口管５の入口端部にフ
ランジ４を設けると共に、フランジ４の周辺に圧損測定
用プラグ１４ａを設けているが、必要に応じてこれにマ
ノメータを接続することができる。

５■６：。この入口管５の第１室６内への挿入端部は、
第１室の長さ１７３Ｂの半分、即ちほぼ真中近くまでに
なるようになっており、即ち挿入長さＬｌを、ち＝１１
２・１７３Ｂ−０，３ｄ＝１７６Ｂ÷０．３ｄとしてい
るが、上記の式の０．３ｄは管端補正値である。

次に、第２室７側の端板２０ｂにも直径ｄの出口管９を
貫設しているが、この第２室７内への挿入長さを出来る
だけ長く取ることは消音効果の上で望ましいが、長くし
すぎることによる圧損を避ｔチるためにその挿入長さＬ
２を、第２室７の長さより出口管９め直径ｄだけ短かく
し、Ｌ２ ＝ ２／３ Ｂ−ｄとしている。

′ ： ・二の出口管９の第２室７内には１．
補強ステー１′５を固設し、その出口端部には入口管５
と同様ＩＩトフランジ１１０及び圧損測定用プラグ１４
＾を設けている。

・ ・ 、また、上記第１
室６と第企室７とを連結する６本の連結管８を仕切板１
７に貫通して設けでおりＪこの連結管８め第２室べの′
挿入長さり、も長ければ長い程有効ヤあ・るこ表は知ら
Ｉ・れているが、この挿入長ｇ５も長すぎる場合にはそ
の圧損が上昇するため、第２″室の長き２７３Ｂに対し
；出口管′９の直径の半分（即ち１／″２ａだけ空けて
おり鵠Ｌｍ中２７３Ｂ＝１／２ｄとしている□。

□゛ °″ −ま□た、これらの連結管８はリング
状の連結管保持板１６ａ及び１６”ｂを溶接し、それぞ
れの中間部が保持されている。

□十 ″′□□また、上記入口管５及び出口管９は
それぞれ筒状部材１と同心状に配置されてお□リミ複数
の連結管旧ム出ロ管９゛の周囲番と田１等間隔１こ配置
されて、 ′ 旨じ 、′＝１゛ いる。

・ ′ □ ・ −、パ
”更に、筒状部材１め内周には、□穴あき鋼板２により
、グラスウール３からなる吸音材が内張されており、こ
の穴あき鋼板２は穴あき鋼板固定板１９ａ、１９ｂによ
り仕切板１７に溶接され、、またその両端部は穴あき鋼
板係止板１８により、その熱膨張時において多少の逃げ
が可能なように係止″＝：’＝転尚＋、ミ。

よ、ウラよ。、３３及びｉＦｂが取付られており、排気
ガスが冷却して水滴が発生した場合、それを排出可能と
し、また筒状部材１の上部両端部にはブラケット１１及
び１２を設け、この排気消音器を天井、床面、または壁
面に取付は可能にしている。

一般にディーゼル機関、・特に過給機付機関用の排気消
音器は排気音の高域でも大きな消音量を必要とし１．音
の素通りを防止するため、消音曇り入口管５から出口管
９が直視できない構造にしなければならないので、本考
案では複数の連結管８等を設けており、排気ガスの流れ
に曲折を与えている。

次に、本考案における数値限定の根拠を、第３図を参照
して説明する。

なお、□第３図は、縦軸に減衰置部をとり１．横軸にそ
の周波数ｆ Ｈｚをとっである。

□ ■・１１□、＼ 一般にディーゼル機関用の排気消音器に要求される減衰
特性は図１のよう番となる。

そこで、この図１の特性を実現するための方策として、
その考え方を説明する。

まず、”排気消音器の長さ方向で、第１室６と第２室７
とを、それぞれ１７３Ｂ′と２７３Ｂに分けた理由であ
るが、これは第′１゛室６の長さを１７３Ｂより短くす
ると、入口管１５の挿入端部と仕切板１７との間隔が小
さくなり、圧損が上昇する・めで不利となる。

また、この比を逆の方向にミ即ち２７３Ｂを更に小さく
するき、・、・、出口管９の長さが短くなり、排気消音
器の動作特性上好まし、くない結果となる。

従って、本考案の排気消音器の基本寸法である１７３Ｂ
（第１室６）□゛゛と２１３′Ｂ（第２室７）の比は
、之れ゛らを考慮し・１て最適値に決めである竺、即ち
、□第１室６での圧損上昇の防止及び第１２室７め出口
管９を出来るだけ長−く取るということから決められで
いる゛パｊｌ・□、・ □゛ その場合の減衰特性であるが、まず入口管５、連結管８
及び出口管９がない場合の膨張室の特性を図３に示して
あ５る。

□即ち１．′トの場合の第１室６゛の特性を実線Ａで示
じミまたミ第３２室７′の特性を点線Ｂで示しである。

この図３からみると、まず周波数ｆ□では、Ａ。

Ｂともに減衰量が無くなっているのが分る。

従って、この部分の減衰量を増大するために図３ではＡ
′の特性、即ち入口管５の挿入長さＬｌによって、この
ｆ□での減衰量を増大するようにしである。

それから、図１の低周波部分の盛り上りＸをつくるため
に、連結管、８及び出口愉９の挿入長さ、即ちＬ３とｈ
を定めである。

このｈとＬ２によって、図３上ではＢ′の特性が得られ
る。

そして、このなかで、Ｌ３による効果は、Ｂ′の特性を
つくるとともに、Ａ“でかかれている減衰効果が無くな
る特性も含まれる。

そこで、このＬ３の長′さは、図１で減衰量が谷となっ
ている点、即ち図中Ｙで示したが、この部分に長さを調
整しである。

即ち、図１の必要減衰特性の谷の部分に連結管共振によ
る減衰量が低くなる周波数Ａ“をもっていっている。

この図３の個々の曲線Ａ、 Ｂ及びダッシュのついたも
のを総合すると、図２のような特性が得られ、図１の必
要減衰特性に一致するパターンとすることが可能となる
。

また、ここで図２の減衰特性は、どこまでも高い周波数
域までのびるわけではなく、排気消音器の直径によって
、ｆ２で示すところで減衰量が無くなることが知られて
いる。

吸音材３の厚さは、このちで吸音材による消音効果の値
が丁度最大値となるような厚さに選定されているわけで
ある。

吸音材３の厚さが、このように選定された指定値（即ち
、はぼ０．１ｄ＋２５１１ＩＩＲ）より薄い場合にはミ
図２の吸音材が薄い場合の線に示しであるようになって
、ｆ２の部分から高い周波数域で消音量が図１に対して
下がってしまうということになるわけで、この部分はハ
ツチングをして示した。

またミ吸音材３の厚さが指定値より厚い場合には、それ
が無駄な吸音材になってしまう恐れがある。

上記の構成からなる本考案の中太形ケイーゼル機関の排
気消音器を使用した試験結果では、１０Ｈｚの低域で約
ａ旧位排気音が低減する効果のあることが確認され、ま
た５００Ｈｚの高域においても排気音が効果的に低減さ
れることが確認された。

上述したように、本考案の内燃機関の排気消音器は、両
端部を端板で閉鎖した長さＢの筒状部材に、そのほぼ１
７３Ｂの長さを占める第１室と、はぼ２７３Ｂの長さを
占める第２室とに分割する仕切板を内設すると共に、そ
の第１室側の端板に貫設した直径ｄの入口管の第１室押
入長さを１７６Ｂに管端補正した長きて形威し、かつ、
第２室側の端板に貫設した直径ｄの出口管の第２室挿入
長さをほぼ２７３Ｂ−ｄの長さに形威し：ζまた、該仕
切板に貫設した複数の連結管の第２室挿入長さをほぼ２
７３Ｂ −１／２ ｄに形威し、更に、該筒状部材内周
に、はぼ０．１ｄ＋２５ｍｍの厚さを有する吸音材を内
張してなり、かつ、前記入口管及び出口管をそれぞれ筒
状部材と同心状番と配置すると共に、前記複数の連結管
を出口管の周囲にほぼ等間隔に配置したことを特徴とす
るので、・本考案番とよ、れば、゛両端部を端板で閉鎖
した筒状部材に第１室及び第２室からなる２段膨張室を
形威し、かつその筒状部材と同心状に入口管及び出口管
をこれぞれ配置すると異に、′−゛両室を連絡する複数
の連結管を出口管の周囲にほぼ等間隔に配置したので、
バランスのとれた構造とすることができる。

従って、構造が簡単で、コンパクトに形成できると共に
、排気ガスの流れをほぼ均一分散するように曲折させる
ことができるので、消音効果を顕著に向上させることが
できる。

また、本考案の排気消音器においては、既に知られてい
る挿入管の消音効果を利用し、特に出口管の挿入長さは
低減の減衰量が増えるように、できるだけ長く形威し、
また吸音材厚さは消音ボックスの減衰効果最大の周波数
が膨張室の高域限界及び連結管共振周波数に一致するよ
うに選定しており、更に高周波音の素通り防止のため連
結管を複数にして排気ガスの流れに曲折を与えており、
これらを総合（て最も要求の多い３５ｄＢＡｉｉＪ後の
消音効果をねらった中太機関用の小形の排気消音器を安
価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例における排気消音器の側断面図
、第２図は第１図のＩ−Ｉ方向の要部正断面図、第３図
１．２．３は、内燃機関用の排気消音器に要求される減
衰特性を説明するための線図である。 １・・・・・・筒状部材、３・・・・・・グラスウール
、５・・・・・・入口管、６・・・・・・第１室、７・
・・・・・第２室、訃・・・・・連結管、９・・・・・
・出口管、１７・・・・・・仕切板、２０ａ。 ２０ｂ・・・・・・端板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 両端部を端板で閉鎖した長さＢの筒状部材に、そのほぼ
   １７３Ｂの長さを占める第１室と、はぼ２７３Ｂの長さ
   を占める第２室とに分割する仕切板を内設すると共に、
   その第Ｙ室側の端板に貫設した直径ｄの入口管の第１室
   押入長さを１／６Ｂに管端補正した長さで形威し、かつ
   、第２室側の端板に貫設した直径ｄの出口管の第２室挿
   入長さをほぼ２１３Ｂ−ｄの長さに形威し、また、該仕
   切板に貫設した複数の連結管の第２室挿入長さをほぼＢ
   −１／２ｄに形威、し、更に、該、筒状部材内周に、は
   ぼ０．１ｄ＋２５ｍの厚さを有す・る・消音材を内張し
   てなり、かつζ前記入口管及び出口管をそれぞれ筒状部
   材と同心状に配置すると共に１．前記複数の連結管を出
   口管の周囲にほぼ等間隔に配置し元ことを特徴とする内
   燃機関の排気消音器。