JPS6060211A - 内燃機関のための排気装置 - Google Patents

内燃機関のための排気装置

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JPS6060211A JP59169474A JP16947484A JPS6060211A JP S6060211 A JPS6060211 A JP S6060211A JP 59169474 A JP59169474 A JP 59169474A JP 16947484 A JP16947484 A JP 16947484A JP S6060211 A JPS6060211 A JP S6060211A
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/30—Exhaust treatment

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】 この発明は、内燃機関のための排気装置に関する。
現在実際に使用されている排気装置は１通常、鋼製の排
気管を具備しておシ、この排気管は、排気マニホルドを
膨張器と呼ばれる第１　ＹＷ体に接続している第１区間
と、車両の後端に配置された消音器と呼ばれる第２器体
に前記膨張器？：接続している第２区間とによって構成
されている。
膨張器は、排気を減速することを目的としており、この
目的のため、乱流を発生させるそらせ板を具備している
。一方、消音器は、大気中への廃ガスの排出によって発
生する騒音を低減することを目的としており、そのため
、ロックウールなど（７）／ｆツキング材を収容してい
る。これらの装置は、たわみ性の部材によって車体の下
面に懸架される。
排気管は鋼製であるが、通常は円筒形であるλつの器体
は鋼板で製作され、溶接またはリベットによって組立て
られる。これらの装置は、振動、廃ガスの腐食作用、お
よび水分凝結により、劣悪化するのが比較的早く、した
がって頻繁な交換を必要とするが、このため車両の保守
費用はかなシ増大することになる。さらに、これらの装
置は車体から突出した位置に取り付けられるため、損傷
しやすいという欠点がある。
英国特許ＧＢＪｔＯ，！ＩＡＯおよび西独特許ＤＥ／、
／／Ｊ、ｉｉりは、上記の欠点を取り除くように設計さ
れた排気装置を対象にしたものであるが、それらの装置
においては、２つの器体が廃ガスの腐食作用に耐えるこ
とができる材料で鋳造されておシ、各器体は、任意の適
当な手段によって取り付けることができる脱着式蓋部を
具備している。
かくして、前記２件の特許の対象である装置の車体下面
に適合した任意の形状を与えて、従来の装置に比較して
引っ込んだ位置に取９付けることができるため、その分
だけ損傷しにくくなっている。さらに、第１器体すなわ
ち膨張器のそらせ板は、力量体部と一体に鋳造されてい
るため、従来の装置におけるよシも劣悪化しにくい。
この発明は、前記形式の装置の改良に関し、特に第λ器
体すなわち消音器が鋳造されているため変形しにくいこ
と、およびそのｆｉｒ　ｊｒｉｓが脱着式であ、ること
を利用して、第λ器体を改良することを目的とする。
この目的のため、出２器体すなわち消音器は、３つの部
域、すなわちバッキング制ヲ収谷する中央部域と、それ
ぞれ廃ガスのための入口集合室および出口集合室を形成
しかつ共鳴呈の役割もするλつの側部域とに分割されて
いる。この場合、バッキング材は、前記入口集合室およ
び出口集合室を連絡する横方向り路を有する穿孔された
カートリッジによって構成すると有利である。
もし可能ならば、脱着式のバッキングカートリッジを、
軽量のケース内に収納したロックウールまたはアルミニ
ウム繊維のブロックによって構成し、また横方向通路を
、多数のオリフィスを有すル円筒状の壁部を有する管状
のニレメンＨＣよってライニングすることが望ましい。
かくして、この発明によれば、消音器のバッキング材に
カーデン等が詰まって本来の機能を果たせなくなったと
き、それを容易に交換することができる。
この発明のｌ実施態様は、又換式カートリッジのバッキ
ング材に白金海綿または白金黒などの燃焼用触媒を含浸
させ、それによって、排気ガスが装置を出る前にかつ熱
量を増大させることなく、排気ガス中に含まれている未
燃焼物を確実に燃焼させ、かつ、入口集合室および出口
集合室を連絡する横方向通路をそれらの一端において閉
塞するが、その場合、横方向通路の半数を入口集合室に
開口させ、残シの半数を出口集合室に開口させることを
特徴とする。
かくして排気ガスは、入口集合室から出口集合室へ移動
する際、入口集合室に開口している横方向通路と出口集
合室に開口している横方向通路との間でバッキング材中
を通流しながら、バッキング材に含浸させた触媒と接触
するので、ガス中に存在する未燃焼物の燃焼が容易にな
る。
この発明の望ましいｌ実施態様によれば、バッキング材
中におけるガスの通流を容易にするため、ＯｉＪ記横方
向通路は、一方の集合室に開口している各通路が他方の
集合室に開口している１つの通路の隣シに位置するよう
、配置されている。
たとえケよ、すべての横方向通路が同一レベルに配列さ
れている場合、それらは一方の集合室および他方の集合
室に直接かつ交互に開口するように配置されている。
バッキング材は、白金黒ｔ［易に含浸させることのでき
るアルミナ繊維によって形成すると有利である。
この発明の興味深いもう１つの％徴によれば、触媒との
接触による未燃焼物の燃焼を酸素増加によって容易にし
、かつ同時にガスの温度を下げるため、第λ器体の上流
に空気取入れ口を設ける。
もし可能ならば、この空気取入れ口は、ｉ／器体すなわ
ち膨張器の上流に設けることが望ましい。
またこの空気取入れ口は、ベンチュリの原理で機能する
ように形成すると有利である。
以下において、この装置の２つの器体のいくつかの実施
態様を例として示す添付の図面を参照しながら、発明の
詳細な説明を行なう。
この発明による排気装置に、第１図に示すごとく、入口
オリフィス／４４が排気管の第１区面３によって機関ｊ
の排気マニホルド≠に接続される第１器体すなわち膨張
器λと、入口オリフィスｌりが排気管の第２区間７によ
って膨張器２の出口オリフィスｌ！に接続されるように
構成されておりかつ出口オリフィス、２／が排気管の第
３区間ｇによって大気と連絡されている第λ器体すなわ
ち消音器６とを具備している形式のものである。
第シ図に示すごとく、第λ器体すなわち消音器６は、胴
体部Ａａと蓋部ｘｂとを具備しているが。
これらは、燃焼廃ガスの腐食作用に耐えることができか
つ良好な吸音特性を有する材料から鋳造したものである
。したがってこの胴体部と蓋部は、アルミニウム合金、
マグネシウム合金またはシリコン合金製であると有利で
ある。
蓋部ｘｂと胴体部６ａは、蓋部の外周に設けられた貫通
孔を有する耳部１６を声通し、かつ力量体部Ａａの側壁
および端壁と一体に形成された外側突出部／Ｉに設けら
れたネジ穴１７と噛み合うことのできるネジによって組
み立てることができる。
力量体部６ａの各端壁は、刊気管７によって膨張器２の
出ロオリフイス／ＩＩ／Ｃ接続される入口スリーブｌり
と、出口１１イざすな゛わち刊気ガス全大気に排出する
責に接続される出口スリーブλｌとを支持している。
第２図に示１−ごとく、胴体部６ａの谷☆１１Ａ壁は、
消音器を６通流するガスの騒音を低減するためのパツキ
ン材料製カートリッジを定置することを目的とした１つ
の脚部を支持している。これらの脚部２．２は、易３区
に示すようにカートリッツ２３が定置されたとき、入口
スリーブ／りと連絡する入口集合室２７を形成する側部
域と、出口スリーブ、２／と連絡する出口集合室λｒを
形成する側部域とが形成されるような位置に設けられて
いる。
これらλつの側部域は、前記集合室としての役割のほか
に、共振室の役割も果たす。
前記バッキングカートリッジ２３の有利な実施態様にお
いては、ロックウール等の直方体ブロックが、それを所
定の形状に維持するための、かつ消音器ｔの胴体部６ａ
の脚部２コの間隔ならびに胴体部６ａの側壁および端壁
の高さに対応する寸法を有する直方体でかつ＠量のケー
ス、２Ｊａの中に収納されている。このロックウールブ
ロックは。
前記入口集合室２７を出口果合室２ｇと連絡させるため
の横方向剋路２弘を有するが、とれらの通路はそれぞれ
、管状ニレメン）　、２　’Ｊ　Ｋよってライニングさ
れている。この管状エレメントの円筒状ｍ　部ｕ、ロッ
クウールブロックによる１ノＩ気音の緩和を可能にする
ための縦方向みぞ穴、２Ａ’ｉ有する。
消音器乙の蓋部＋ｂは簡単に取り外せるため、交換可能
な前記カートリッジ、２３全頻繁に取り替えることがで
き、したがって、この消音器は従来の消音器よりも耐用
寿命がはるかに長い。カートリッジ、２３は、実際には
、排気音を緩和するだけでなく、排気中の水分および排
気に同伴するすべての不純物全捕捉する。
したがって、一般に従来の消音器においてバッキングエ
レメントを形成するロックウールは比較的早い時期に目
詰りを起こすが、この発明においては、目詰り状態とな
ったカートリッジを新しいカートリッジと交換できるた
め、消音器の材料として従来一般に使用されている鋼板
よりもはるかに耐酸化性の高い材料を使用すれば、消音
器の耐用寿命は大幅に延びる。
第３図においてその胴体部４ａｆ、（示す消音器は。
第２図に示すのと同じ形式のものでちる。し１ζかって
、上に説明した実施態様におけるごとく、この消音器の
内部スペースは１脚部コλによって。
カートリッジ２３全受容する中央部域と、２つの側部集
合室、すなわち入口スリーブ／りと連絡する入口集会室
、２７．および出口スリーブ２／と連絡する出口集合室
２ｒとに分割されている。
上に説明した実施態様におけると同様、この消音器の胴
体部６ａの外周に設けられておシかつ中央部にネジ穴を
有する突出部ｉｇは、この図には示してない蓋部を固定
するためのものである。
第３図に示す実施態様の場合、前述の冥力出態球におけ
ると同じく直方体ブロックとして形成はれておりかつ所
定形状の維持のため軽最のケース２３ａの中に収納され
た交換式カートリッジ２３のバッキング材には、ある触
媒を含浸させであるが、この触媒の目的は、排気が出口
オリフィス２１から大気中に排出される前に、入口スリ
ーブｌりから消音器に入って来た排気中に未燃焼物が合
まれていた場合、それらの未燃焼物の燃焼を容易にする
ことにある。
この発明のもう７つの特徴によれば、排気ガスをして、
矢印３３が示すような進路に浴ってバッキング材中を通
流させることを目的とする、交換式カー）　ＩＪツジ２
３内に設けられておシ、かつ排気の通流を可能にする多
数のみぞ穴が壁部にプレ成されている管状エレメント２
６によってライニングされた横方向通路コダは、カート
リッジ２３の片側においてのみ開口している。さらに、
これら通路の半数が入口集合室２７に開口しているのに
対し、残シの半数は出口集合室コざに開口しておシ、か
つ通路全体の位置関係は、一方の集合室２７または２ｇ
に開口している各通路、２≠が他方の集合室２ｇまたは
２７に開口しているλつの通路の間に位置する、といっ
たものになっている。
第３図および第５図に示す実施態様において、すべての
横方向通路２弘は同一のレベルに配列されており、かつ
λつの通路のうち１つは入口集合室λ７に開口している
が、他は出口集合室、２１１’に開口している。この実
施態様の場合、各栖方向通路、２弘の長さは、バッキン
グカートリッジ２３の幅の約３分の２に等しい。矢印３
３は、カートリッジ、２３のバッキング劇中における排
気の進路を表わし、かつこの実施態様の場合、バッキン
グ材に含浸させた触媒に対する排気の接触が容易である
ことを明瞭に示している。
この触媒は、従来公知のごとく、白金海綿または白金黒
を使用すると有利である。
言うまでもなく、触媒を含浸させたバッキング材はロッ
クウールであってよい。しかしながら、白金黒を含浸さ
せたアルミナ繊維によってバッキング材を形成すると有
利である。
さらに、触媒作用による燃焼を酸素増加によって容易に
するため、この発明による排気装置においては、たとえ
ば消音器乙の入口集合室２７のレベルに空気取入れ口３
０が設けであるが、できればこの空気取入れ口は、消音
器の上流、あるいは膨張器の上流に設けることが望まし
い。この空気取入れ口３０は、ベンチュリの原理に従っ
て機能するように形成してよい。
こうして排気と混合された空気流は、排気の温度を下げ
るという利点を有する。
この発明によるカートリッジ２３は、未燃焼物の触媒燃
焼が可能であるような燃料、特に無鉛ガソリンから発生
する排気ガスに対してしか使用できないが、その理由は
言うまでもなく、鉛の前作用によって触媒が破壊されて
しまうからである。
したがって、カートリッジが交換可能であるという特徴
は、燃料の種類を変更する場合に特に有利なものとなる
。
第１図ないし第弘図を参照しながら上に説明してきた実
施態様の場合、消音器ｔは独立のものとして設けられ、
排気管の１区間７によって膨張器コに接続されている。
これに対し、第５図ないし第を図に示す実施態様は、排
気管７を除去し、λつの器体２および乙の胴体部、２ａ
およびＡａを一体に形成することによシ、両器体を７つ
に合体させることを目的にしている。
第５図に示す実施態様の場合、膨張器λの胴体部、２ａ
と消音器乙の胴体部ｔａ、ｌ！：は並置されておシ、か
つ一端にオリフィス２９を有する縦壁または側壁を共有
している。このオリフィスλりは。
膨張器の出口オリフィスおよび消音器の入口オリフィス
の役割を同時に果たしているため、接続スリーブは不要
になっておシ、接続しなければならないのは、排気管３
と膨張器コの入口オリフイスｌ≠とのあいだ、および排
気管ｔと消音器２の出口オリフィス、２／とのだけであ
る。なお、膨張器−のフインクは、胴体部２ａとの一体
構造として直接鋳造することができる。
第６図に示す実施態様において、膨張器λの胴体部コａ
と消音０乙の胴体部６ａは、端と端を接して配置されて
おシ、膨張器の出口オリフィスと消音器の入口オリフィ
スを兼ねるオリフィス３１を一端に有する端壁を共有し
ている。
第７図は第５図と同様の図であって、膨張器の胴体部コ
ａと消音器の胴体部６ａは横方向に並置されているが、
この装置を組み込む車両の構造に合わせて特殊な外周形
状を与えられている。
第５図ないし第７図に示すすべての実施態様において、
図には示してない蓋部、および器体は、単体構造として
形成されている。
第を図に示す実施態様の場合、膨張器２の胴体部、２ａ
および消音０乙の胴体部６ａは京ね合わされており、膨
張器の出口オリフィスと消音器の入口オリフィスを兼ね
るオリフィス３２を一端に有ながら、膨張器コの蓋部と
消音０乙の蓋部は互いに独立してお如、消音０乙の蓋部
は、カートリッジコ３の交換を容易にするため下方から
取付けできるようになっている。
【図面の簡単な説明】
添付の図面において、第１図は、排気装販の全体を模式
的に示す。 第２図は、第コ器体すなわち消音器の分解組立図である
。 第３図は口蓋部を取シ外しかつ一部を切シ取った状態に
おける消音器の平面図であり、ノクツキングカートリッ
ジの第２図とは異なる笑施態様會示す。 第を図は、第３図に示す消音器のバッキングカートリッ
ジのが１視図である。 第５図ないし第ｇ図は、λつの器体を一体として形成す
る場合の様々な実施態様を示す斜視図である。 λ・・・第１器体（膨張器）、Ｊ、７．ｔ・・・排気管
の各区間、グ・・・排気マニホルド、ｔ・・・第λ器体
、（−消音器）、Ａｂ・・・蓋部、ｌり・・・入−ロス
リープ。 ２３・・・カートリッジ、２７・・・入口集合室、２♂
・・・出口集合室。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 排気マニホルド≠と、膨張器と呼ばれる第１器体コと、
    消音器と呼ばれる第２器体ｔとを接続する複数の区間３
    ．７、ｇからなる鋼管を具備しており、前記第１器体λ
    が排気ガスを減速するための乱流を発生させるそらせ板
    を内蔵しており、第２器体６が大気中への排気ガスの排
    出によって発生する騒音を低減するｌ？ツキング材を収
    容しておシ、かつ少なくとも第２器体ｔすなわち消音器
    が廃ガスの腐食作用と温度に耐えることのできる材料で
    作られており、かつ第λ器体ｔが脱着可能な蓋部６ｂを
    具備しておシ、この蓋部Ａｂが任意の適当な手段によっ
    て第λ器体乙に固定することができる形式の排気装置に
    おいて、第λ器体ｔすなわち消音器の内部が３つの部域
    、すなわち交換可能なパッキングカートリッジコ３を受
    容する中央部域と、それぞれ廃ガスのための入口集合室
    および出口集合室を形成する２つの側部域２７および２
    ｇとに分割されておシ、前記入口集合室λ７および出口
    集合室λｒが共振室の役割も果たしておシ、カつ入口ス
    リーブｌりおよび出口スリーブ２１がそれぞれ入口集合
    室コアおよび出口集合室２ｇに開口していることを特徴
    とする内燃機関のための排気装置。
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