JPS6124647Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は内燃機関用排気消音装置の消音性能
の改良に関するものである。

一般に内燃機関においては、排気音の低減のた
め、排気系の出口付近に排気消音装置が装着され
ている。かかる排気消音装置は、排気ガス流に対
して、ある抵抗を持つため内燃機関の背圧の上昇
を招き、機関出力の低下をもたらす。

従つて、内燃機関においては、圧力損失が小さ
く、消音効果の大きい排気消音装置が望まれてい
た。圧力損失の低減のためには、比較的直線的な
排気ガス流路が望ましく、また、消音効果の点か
ら多孔質部材を使用した吸収形消音装置が有望で
あり、しかも消音効果の維持の点から多孔質部材
に対し目詰り防止を実現しうる触媒を利用した吸
音材を用いることが望ましい。

本考案者等らは、すでに前述の触媒を利用した
内燃機関用排気消音装置を提案しており、その製
作もほぼ完了している。

従来、この種の装置として第１図に示すような
ものがあつた。図において、１は装置の筐体、２
は入口管であり、この入口管２の一端は内燃機関
（図示せず）側に連結され、他端は上記筐体１に
接続されている。３は多孔質吸音体であり、この
多孔質吸音体３はタールやカーボンの付着防止用
触媒、例えば低温酸化触媒等を含有する耐熱性結
合材を塗着硬化されたもので、上記入口管２の内
径とほぼ同じ内径を持ち、その内側にほぼ直線的
な排気ガス流路を持つ円筒形状のものである。４
は拡大管であり、この拡大管４の一端は筐体１に
装着され他端は大気中に開放されており、さらに
流れの方向に沿つてその断面積が拡大している。
５はベンチユリであり、排気ガス流路の一部に設
けられている。６は流出孔であり、前記ベンチユ
リ５のスロート部に幾つか穿孔されている。７は
仕切板であり、大気中の空気を流出孔６に導くた
めの風路を形成する。８ａ，８ｂはそれぞれ通気
孔であり、筐体１の前方端面部、および仕切板７
の一部に穿孔されている。

このように構成された消音装置において機関か
ら排出された排気ガスは、図中、実線矢印で示す
ように入口管２より多孔質吸音体３の内側流路を
通り、拡大管４より大気中に排出される。

一方、排気ガスと共に機関から放出した排気音
も上記排気ガスと同様の経路を辿つて大気中に放
出されるが、音波は前記多孔質吸音体３により吸
収されるため、拡大管４より大気中に放射される
排気音が低減する。

また、排気ガス中には、ガソリン等の燃料の燃
焼残渣であるタールやカーボン等が混有している
ため、それ等が多孔質吸音体３の表面に付着する
ことにより、装着の消音性能を低下させる。

これを防止するため、例えば低温酸化触媒等の
如く、タールやカーボン等を分解，排除しうる触
媒が前記多孔質吸音体３に塗着されており、また
その触媒を活性化さすため、拡大管４およびベン
チユリ５の作用により、圧力差を利用し、大気中
の空気を排気ガス中に混入させる構造となつてい
る。

このような従来の内燃機関用排気消音装置につ
いて、考案者等は実験を行ない、筐体１からの透
過音、および筐体１に穿孔された通気孔８ａから
の放射音の影響について検討した。

第２図ａ，ｂはその実験方法を説明するための
図である。２１は排気量400c.c.の小形ガソリンエ
ンジンであり、２２は従来の排気消音装置であ
る。また、２３は防音装置であり、エンジンまた
は消音装置の筐体１等から放射される音を遮断す
るために用いたものである。２４は騒音測定位置
を示し、排気管出口から45゜方向50cmの距離であ
る。

ここで、装置の拡大管４から放射され測定点に
達したときの音圧レベルをSPL_E、筐体１を透過
して測定点に達する音圧レベルをSPL_T、さらに
筐体１に穿孔された通気孔８ａから放射して測定
点に達する音圧レベルをSPL_Hとすると、測定点
の音圧レベルSPLは次式で表わされる。

SPL＝lOog｛og^-1ＳＰＬ_Ｅ／ｌＯ ＋og^-1ＳＰＬ_Ｔ／ｌＯ＋og^-1ＳＰＬ_Ｈ／ｌＯ｝ (1) 例えば、第２図ｂ図のようにSPL_TおよびSPL_Hの
影響が現われないよう防音装置を設ければ、
SPL_Eのみを測定でき、また第２図ａ図のように
防音装置を設ければ(1)式に示したSPLが測定され
る。

第３図はその測定結果を示す。図中、白丸実線
はSPLを示し、黒丸点線はSPL_Eを示している。

この実験結果で示されるように、筐体１からの
透過音および筐体１に穿孔された通気孔８ａから
の放射音の影響が比較的大きいため、装置の消音
性能を阻害している。

また、従来の装置は比較的冷たい空気を直接、
装置内に流入させるため、多孔質吸音体３の温度
が低下し、そのためタールやカーボン等が付着し
やすくなる。つまり、内燃機関から排出される高
温の排気ガス中には、すでにタールやカーボン等
の物質が混入している他、タールを形成しやすい
高沸点物質が気化してガス状に混有している。こ
れが低温の多孔質吸音体３に接触すると、その気
化状の物質が多孔質吸音体３の表面で酸化重合し
タールの形成を促進するため、装置の消音性能が
劣化するなどの欠点があつた。

この考案は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたものであり、筐体の内側に
通気路が形成されるよう内筒を配置し、前記筐体
および内筒にそれぞれ通気孔を穿孔することによ
り、消音性能の向上を計り、かつタールやカーボ
ン等による目詰まりによつて起こる装置の消音性
能の劣化を防止しうる内燃機関用排気消音装置を
提供することを目的としている。

以下、この考案の一実施例について説明する。

第４図において、７１は内筒であり、筐体１の
内側にある隙間を持つて装着されている。８ａ，
８ｂは通気孔であり、それぞれ筐体１の後部端面
および内筒７１の前部端面に穿孔されている。９
は通気路であり、筐体１と内筒７１とで形成され
ている。その他の構成は従来装置と同様である。

このように構成された排気消音装置において、
装置内と大気圧との差圧およびベンチユリ部と大
気圧との差圧によつて大気中の空気が筐体１と内
筒７１とで形成される通気路９を経て、それぞれ
装置内およびベンチユリ部へと流入する。この
際、装置本体は内筒７１を有した二重構造で構成
される為、筐体からの透過音が低減され、さらに
筐体１と内筒７１によつて形成される通気路９が
リアクテイブ形の消音装置としての役目を果たす
為、通気路９を経て通気孔８ａから大気中に放射
される音も低減する。

また、筐体１や内筒７１は排気ガスによつて加
熱される為、筐体１と内筒７１とで形成される通
気路９は熱交換器として作用し、空気流はこの通
気路９を流通する間に十分な予熱が施される。従
つて多孔質吸音体は前記の流入空気によつて冷却
されにくくなるため、吸音材表面へのタールやカ
ーボン等の付着が抑制される。

第５図は本考案による消音装置および従来の装
置を自動車用排気消音装置として用いた場合の消
音性能を示している。なお、供試自動車は両者と
も同じ車であり、排気量1400c.c.のガソリンエンジ
ン乗用車である。また、その測定方法はJIS Ｄ−
1616に準じており、装置の消音性能はそれぞれ装
置がある場合と、ない場合との音圧差で表わし
た。

図中、白丸実線は本考案による装置の消音性能
を、また黒丸点線は従来の装置のそれぞれを示し
ている。

この図から明らかなように、本考案による装置
の消音性能は、500HzからlkHzの間で最大6dB2k
Hz以上で5dB程度向上し、排気音のオーバオール
値で３ホンの性能向上が見られた。

第６図は同じくこの考案による消音性能を表わ
す。

図中、白丸実線は走行前の消音性能を、また黒
丸点線は約２万Km実走行後の消音性能を表わして
いる。

２万Km走行後の装置の消音性能は若干劣化する
ようであるが、その劣化は実用上全く問題のない
程度のものである。

なお、この実施例では、筐体１の後方端面およ
び内筒７１の前方端面にそれぞれの通気孔８ａ，
８ｂを穿孔しているが、端面に穿孔しなくとも第
７図に示すように筐体１の後部および内筒７１の
前部にそれぞれの通気孔８ａ，８ｂを穿孔したと
してもこの考案と類似の効果が期待されることは
言うまでもない。

また、第８図はこの考案の他の実施例を示すも
のであり、筐体１の前方端面および内筒７１の後
部にそれぞれ通気孔８ａ，８ｂを穿孔している。

この構造による装置を自動車用排気消音装置と
して適用する場合、自動車の車速によつて消音装
置の外周に空気流（図中矢印Ａ）が生じる。その
空気流に対して消音装置の前部端面がほぼ直角に
対面する場合（通常、自動車用排気消音装置はこ
のような取付状態のものが多い）、通気孔８ａが
筐体１の前部端面に設けられるため、消音装置内
への空気の導入に前記空気流の運動エネルギを充
分活用することができる。

なお、以上の実施例では筐体内部に通気路を設
けたものを示したが、特に内部に設けなくても、
所定長通気路が筐体に接していれば良く、筐体外
部に通気路を設けても同様の効果を得ることがで
きる。

以上のようにこの考案によれば、筐体１の内側
に通気路９が形成されるよう内筒７１を配置し、
前記筐体１および内筒７１にそれぞれ通気孔８
ａ，８ｂを穿孔することにより、消音性能を向上
させるとともに、排気ガス中のタールやカーボン
等の多孔質吸音体３表面への付着を効率よく阻止
しうるため、消音性能の劣化がほとんどなく、長
期にわたつて安定した消音性能を発揮するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関用排気消音装置の断面
図、第２図および第３図は従来の装置の消音性能
を説明するための図、第４図は本考案による内燃
機関用排気消音装置の断面図、第５図，第６図は
装置の性能図、第７図，第８図はそれぞれこの考
案の他の実施例を示すものである。 図中、１は筐体、２は入口管、３は多孔質吸音
体、４は拡大管、５はベンチユリ、６は流出孔、
７は仕切板、７１は内筒、８ａ，８ｂは通気孔、
９は通気路である。なお、図中、同一符号は同一
または類似のものを示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 直線状の流路を形成する多孔質吸音体、この多
   孔質吸音体によつて形成された流路の上流部に設
   けられ外部気体を流路内に流入させるベンチユリ
   構造部、上記多孔質吸音体を収容する筒状の筐
   体、およびこの筐体に接して設けられ外部気体を
   所定流路長にて上記筐体内および上記ベンチユリ
   構造部の流出孔から流路内に導入する上記筐体の
   外周壁を二重構造とした部分を有する通気路を備
   え、上記多孔質吸音体の表面と上記通気路の内面
   とにより形成される空間と、上記通気路とを連通
   する通気孔を上記通気路の内壁に設け、上記通気
   路と外部空間とを連通する通気孔を上記通気路の
   外壁に設けた内燃機関用排気消音装置。