JPS6250358B2 - - Google Patents

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JPS6250358B2
JPS6250358B2 JP52007326A JP732677A JPS6250358B2 JP S6250358 B2 JPS6250358 B2 JP S6250358B2 JP 52007326 A JP52007326 A JP 52007326A JP 732677 A JP732677 A JP 732677A JP S6250358 B2 JPS6250358 B2 JP S6250358B2
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JP
Japan
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exhaust gas
chamber
air
cooling water
acceleration
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JP52007326A
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JPS52135191A (en
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Daburyu Haabaado Aaru
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UITSUTEIKAA CORP
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UITSUTEIKAA CORP
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Publication date
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Publication of JPS52135191A publication Critical patent/JPS52135191A/ja
Publication of JPS6250358B2 publication Critical patent/JPS6250358B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/12Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 specially adapted for submerged exhausting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/32Arrangements of propulsion power-unit exhaust uptakes; Funnels peculiar to vessels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 舶用のエンジンに使用する排気装置には、該排
気ガスが船尾から入つて来るという重大問題が附
随する。この問題は、船尾が完全には閉鎖されて
いないエンジン付クルーザや機帆船の場合特に重
大である。これ等の船が航行すると、船の周囲の
乱流層が船にそつて流れ、船の後に低圧部を生ず
る。したがつて船の舷や船尾から排出された排気
ガスは上記低圧部に引き込まれ、ここから船の後
部開口から船内に流入し、乗組員を危険にし不愉
快にする。船の後方から排出される排気ガスは、
船を後退させる場合には、やはり船の後端部から
中に入るので、排気ガスが船尾から中に入るとい
う現象は船の航行方向がいずれの方向であつても
発生することになる。
この発明の舶用湿式排気装置は、排気ガスと冷
却水を分離する気水分離室、排気ガス集結室、排
気ガスを加速しその流れを所望の形に形成する導
管を備えている。気水分離室の流入口すなわち気
水流入口は、舶用エンジンからの冷却水および排
気ガス流路に結合可能に形成されている。上記気
水分離室には、該室からの排気ガス流出口の下側
に水返し部材が設けられ、この気水分離室からの
冷却水流出口の中に、ダムすなわち排気ガス用の
しや断壁が設けられている。また該気水分離室の
気水流入口および冷却水流出口は水返し部材の下
方に開口している。気水分離室からの排気ガスは
上記気水分離室の排気ガス流出口から順次排気ガ
ス集結室、排気ガス加速室、および流出排気ガス
の流れの形状を定める導管すなわち排気ガス成形
室を通して排出される。上記導管は排気ガス加速
室に連結され、下流側に延出する排気ガス噴出管
を具備する。該排気ガス噴出管は船が航行してい
る場合、排気ガスが、船体を取巻いて形成された
乱流層を十分な力をもつて突き抜けるように噴出
する。したがつて、船の後部から排気ガスが入る
効果を阻止することができる。この装置には稀釈
空気吸入管が設けられている。該稀釈空気吸入管
は上記排気ガス噴出管に結合され、加速された上
記排気ガスの流れによつて生ずる負圧部に基づい
て、該稀釈空気吸入管を通つて外部から吸引され
た空気による稀釈作用により排気ガスの毒性を低
下させることができる。またこの装置にはマフ
ラ、および気水分離室の気水流入口に設けた排気
ガスしや断壁のいずれか一方または双方を用い
た、排気ガスノイズ低下手段を設けることができ
る。
この発明の舶用湿式排気装置は船体を通る排出
ガスの方向およびその流れ形状を定め、上記排気
ガスが船の周囲に形成された乱流空気層を容易に
突き抜けて噴出するように働く。したがつて排気
ガスが前述のように船尾から流入ることは防止さ
れる。船が前進すると、通常すぐ後方に低圧部が
発生し、この低圧部が排気ガスを吸い込み船尾か
ら船内に入る傾向にあるが、この発明の排気装置
では、排気ガスが船から十分遠方まで噴射される
ので、該排気ガスが上記低圧部に引き込まれるこ
となく、したがつて船尾から船内に入ることはな
い。
このようにこの発明の排気装置によれば、船の
両舷又は船尾から長く突き出て、損傷しやすく、
かつ船が陸地に極く接近してドツキングすること
をさまたげるパイプを使用する必要はない。それ
のみならず、この発明の排気装置では、排気ガス
を水面下十分深い所に排出させる必要なく、した
がつて過大な背圧を生じエンジンの正常な運転が
維持できなくなるという欠点を除くことができ
る。
次に実施例について説明する。10は舶用湿式
排気装置の一実施例で、音響室(acoustical
chamber)を内蔵するマフラ12を有する。該マ
フラは、エンジンの排気ガスと冷却水の混合物す
なわち気水混合物が流入する気水流入口14と、
マフラの下流端に設けられた1個の気水流出口1
6を有する。該流出口16は上記下流端の低いレ
ベル位置に設けられ、十分小さな直径を有してい
る。したがつて装置10の運転中には、ほぼ一定
量の冷却水がマフラの中に保持されている。
気水流出口16は管状部18を有する。管状部
18は気水分離室22に向かつて延出し、その下
流端に該室22への気水流入口20を形成する。
気水分離室22は気水流入口20の部分にたれ下
がる垂下壁24を有し、該壁24は気水流入口2
0に上部から延出して気水流出口16内の冷却水
中に没し、ノイズに対するしや断壁として働く。
すなわち上記垂下壁24はマフラ12と気水分離
室22間のガスの連通を邪魔している。
気水分離室22は垂直分離壁30により第1分
離室26と第2分離室28に分割される。垂直分
離壁30には、第1分離室26の中にほぼ水平に
設けられた水返し部材34の下方には開口32が
設けられ、水返し部材34の上方かつ排気ガス流
出口38に近い位置に開口36が設けられてい
る。上記排気ガス流出口38は第1分離室26の
上方内部かつ水返し部材34の上方に形成されて
いる。また垂直分離壁30には、下端に近く、冷
却水の通過を許す開口40があけられている。
マフラ12から気水分離室22に入つた気水混
合物は、垂直分離壁30に衝突し、第1分離室2
6内の上記壁30の部分で第1次の気水分離が行
なわれる。ここで冷却水は水返し部材34の作用
により排気ガス流出口38に流入するのを阻止さ
れるが、排気ガスは開口32,36を通過して排
気ガス流出口38に流入する。第2図は第1図の
湿式排気装置の2−2線断面図である。この図で
示すように、水返し部材34は円弧状をなし、気
水分離室22の側壁42の間に該側壁42と間隔
をおいて配置されている。したがつて排気ガスは
水返し部材34の下端部の下側を通つた後、側壁
42と水返し部材34の間を流れるが、冷却水が
排気ガス流出口38に流れ込むことは有効に阻止
される。
気水分離室22の第2分離室28では、その下
流端の冷却水流出口44を通して冷却水が流れる
が、冷却水流出口44に連通する冷却水排出パイ
プ50に立設された冷却水用堰46が該冷却水の
流れを邪魔するダムとして作用するので、該気水
分離室22の冷却水のレベルは上記冷却水用堰4
6によつて制御される。冷却水流出口44の上流
端には排気ガスの流れを阻止する排気ガスしや断
壁48が設けられている。該しや断壁48は冷却
水流出口44を通して気水分離室22から流出す
る冷却水の中に上部から突入している。冷却水流
出口44は冷却水排出パイプ50につながれ、該
パイプ50は装置10が装備されている船から、
船体54の開口52を経て冷却水を流出する。
排気ガス流出口38は、第2図に示すように、
排気ガス集結室56に連通され、該室56は下流
端で、上流側から下流側に向かつて断面が次第に
減少する排気ガス加速室58に連結されている。
排気ガス加速室58は排気ガス流が乱流となつて
流速を減少するのを出来る限り阻止するように形
成され、下流側に向かつての断面の上記減少は、
内部の排気ガス流量の大小に関らず排気ガス加速
室58の中に所定のガス背圧が生ずるように形成
されている。このとき得られる排気ガスの流速
は、単位時間に排気ガス加速室58を流れる排気
ガス量と、該室58の下流端の断面積によつて定
まる。
排気ガス加速室58の下流端は、該室58から
の高速の排気ガスを受ける排気ガス成形室を形成
する噴出管60に連結されている。排気ガス噴出
管60は上記のように排気ガスを受けて、該排気
ガス流を適切な形に形成して下流端から噴出さ
せ、該排気ガス流が中途で殆んど曲ることなく、
船の近くに形成された乱流空気層を容易に突き抜
けるように働く。排気ガス噴出管60は排気ガス
加速成形室を形成する。排気ガス噴出管60から
噴出された排気ガスが、容易に上記乱流空気境界
層を突き抜けるためには、排気ガスの流れが前進
する船によつて生ずる上記乱流空気境界層を流れ
る空気層に対して最も小さい横断面積を有するこ
とが有効である。このように形成された排気ガス
噴出管60から噴出された排気ガスは、船の周囲
の空気層を十分突き通して進み、船のすぐ下流に
形成された負圧部の影響を受けない所にまで達す
る。
装置10は稀釈空気吸入管62を有するのが好
ましい。該稀釈空気吸入管62は排気ガス噴出管
60の上流端に発生する負圧部分の中に下流端を
置くように装着されるとよい。この部分は排気ガ
スが最も速い速度で通過する部分、すなわち最も
強い外気吸引力を生ずる負圧を発生する部分であ
る。また上記稀釈空気吸入管62は、装置10を
つながれたエンジンが無負荷運転状態にあつて排
気ガス流の速度が遅い場合にも、排気ガス噴出管
60中の排気ガスの流れにより、稀釈空気吸入管
62の先端部に負圧部を発生するように形成され
ている。この現象はエンジンが負荷状態で運転し
ている場合には勿論常に生ずるものである。稀釈
空気吸入管62の上流端は船の外気に開いてい
る。外気は排気ガス噴出管60の上端の負圧によ
つて吸引され、稀釈空気吸入管62を通つて有効
に上記噴出管60内の排気ガスを稀釈し、船の乗
員が有害な煙を受けぬようにする。
装置10は適宜の導管を介して舶用エンジン
(図示せず)の排気管に連結される。1台の舶用
エンジンの排気管に、要すれば2台又はそれ以上
の数の装置10を連結してもよい。
しかし1台の舶用エンジンに対して1台の装置
10を組合せて使用するのが最も通常の方式であ
る。装置10では、マフラ12、垂下壁24およ
び稀釈空気流入管62は必ずしも必須な部材では
ない。しかし、これらの部材は有害な煙を稀釈
し、また音響によつて生ずる害を阻止するのに有
効である。
第3図はこの発明の湿式排気装置70を船体の
中に装置した所を示す図である。この図におい
て、上記装置70は、1個又は2個の排気管74
およびマフラ78の上流に取付けられたマニホー
ルド76を介して、舶用エンジン72に結合され
ている。
第4図には、この発明の前記実施例の変形であ
る湿式排気装置70の一部切欠かれた側面図が示
されている。この図では、マフラ78は気水流入
口80を有する長い形状をなし、該流入口80に
近接して中央流路84を有する第1防止壁82
と、マフラ78の下流端上部に取付けられ、下端
が該マフラの底より離れた位置まで延びて上記底
部との間に流出口88を形成する第2防止壁86
を有している。マフラ78は冷却水と排気ガスを
分離する気水分離室90の上流側に設けられ、気
水分離室90は相互間に連通する開口を有しては
いるが、第2防止壁86、垂直防止壁92によつ
てマフラ78と区分されている。94は垂直防止
壁92にあけられた流入口(第6図参照)であ
る。垂直防止壁92の下端は第4図に示すように
境界板96に取着されている。
気水分離室90も水返し部材98を有する。該
部材98は気水分離室90の底部と上部との間に
両部と間隔をおき、かつ排気ガス流出口100の
下方に中心を合せて配置され、冷却水が排気ガス
流出口100から流出するのを防止する。水返し
部材98は通常円筒状の下部の大部分および両端
部を開放された部材で、気水分離室90の長手方
向に向けて取付けられ、上述の垂直防止壁92と
該壁92とよく似ていて気水分離室90の後端に
近く配置され、流出口104を有する垂直防止壁
102によつて所定の位置に取付けられている
(第5図)。水返し部材98は下部が切り取られて
いるので、排気ガスは該部材98を通過すること
はできないが、該部材98の下側を廻つて流れ、
排気ガス流出口100に流入する。水返し部材9
8は先に説明した形を有し、第2防止壁86とこ
れとほぼ同じ形状の防止壁106との間に、それ
ぞれと間隔をおいて配置されている。防止壁10
6は気水分離室90の底部に向かつて延び、排気
ガス流を制御する堰すなわち排気ガス用ダム10
8を形成する。垂直防止壁102はその下端部で
境界壁96と類似の境界壁110に取着され、そ
の上端部で防止壁106に取着されている。防止
壁106の下端は、最下部にあけられた流出口1
04の上端部より下方に突出し、前述のように排
気ガス用ダム108を形成する。冷却水を集める
水集結室112は、気水分離室90の下流端側に
設けられ、縮小した断面部分を有し、該部分の下
部は冷却水の水位を定める冷却水用ダム114を
形成する。水集結室112の下流端には、船体1
18を通して冷却水を排出する水流出管116が
取り付けられ、該水流出管116を介して装置7
0からの冷却水が放出される。
気水混合物が第3図に示すように排気管74と
マニホールド76を介して、舶用エンジン72か
ら装置70の中に流入すると、上記混合物は先ず
気水流入口80を通してマフラ78に流入し、次
に第1防止壁82の中央流路84、更に第2防止
壁86の流出口88および垂直防止壁92の流入
口94を通して気水分離室90に入る。気水混合
物は、上述のようにして気水分離室90で分離さ
れ、排気ガスは排気ガス流出口100に向かつて
上昇する。冷却水は垂直防止壁102の低い位置
に設けられた流出口104を通して流出し、気水
分離室99内の水位は冷却水用ダム114によつ
て定められる。排気ガス用ダム108が冷却水集
結室112中の冷却水の中まで延出しているの
で、排気ガスが水流出管116から噴出すること
はない。しかし排気ガスは流出口104を通して
排気ガス流出口100に導かれる。
中空のシリンダを備えた排気ガス集結室120
は排気ガス流出路100に接続され上方に延出
し、排気ガス集結室120の下流端は排気ガス加
速室122の上流端に連結される。排気ガス加速
室122の断面は該ガス加速室122の少くとも
一部において上流側が大きく、下流側が小さくな
るように緩やかな傾斜部として形成されている。
排気ガス噴出管124の上流端は、排気ガス加速
室122の下流端に連結され、船が走行している
間に排気ガスが船体118を取りまく乱流状態の
空気を突き抜けて噴出可能であるような形状に製
作されている。第7図に示した排気ガス噴出管1
24の断面形状は平らで水平方向に長く、中に互
に間隔をおいて配置された一対の稀釈空気吸入管
126が設けられている。第4図には1本の上記
吸入管126が示され、該吸入管126は排気ガ
ス用の噴出管124の上端から挿入され、該噴出
管124の中の低圧部分にまで延出している。稀
釈空気吸入管126の上流端は排気ガス加速室1
22から角度をなして延出し、船体118を通し
て外気に、又は船体118の上方の外気に達し
(図示せず)、中に空気の流路が形成されている。
稀釈空気吸入管126は、下流端が前述のように
排気ガス噴出管124の上流端に形成された低圧
部にあるように取付けられている。したがつて舶
用エンジン72が低速又は無負荷運転状態で運転
された場合にも、稀釈空気吸入管126を通して
外気が排気ガス噴出管124の中に吸入される。
排気ガス噴出管124の中に設けられた稀釈空気
吸入管126は1本でも、また複数本でもよい。
排気ガス集結室、排気ガス加速室、排気ガス噴
出管、稀釈空気吸入管には種々の変形例が考えら
れ、その例が第8図ないし第12図に示されてい
る。たとえば第8図において、排気ガス集結室1
30は流入端部132を有し、流入端部132は
装置10,70のそれぞれ38,100で示され
た排気ガス流出口に連結されている。流入端部1
32は排気ガス第1段加速室134につながり、
排気ガス第1段加速室134は流入端部132に
対して下流方向に少し小さい直径になるまで絞ら
れている。上記の構造を有する排気ガス集結室1
30は大出力の舶用エンジン用に適している。排
気ガス集結室130は排気ガス第1段加速室13
4の下流に結合された排気ガス集結室136を備
えている。排気ガス集結室136の横断面積は第
8図に示すように下流に向かつて減少している。
排気ガス集結室136は、第8図および第9図
で見るように彎曲し、上方にゆくに従つて断面が
縮少し、排気ガスに第2段の加速を行なう排気ガ
ス加速室140に連結されている。排気ガス加速
室140は第10図に示すように、中央加速室1
44とその両側に設けられた側部加速室142か
らなる。上記両室144,142は排気ガス加速
室140の彎曲に沿つて平行的に延出し、中央加
速室144には高速度の排気ガスが通過する。排
気ガス加速室140の上記の3個の室144,1
42への分割は、第9図に示すように排気ガス加
速室140の長手方向に平行的に設けられた一対
の境界壁146による。
中央加速室144には第8図に示すように、圧
力応動バルブ148が取付けられている。上記バ
ルブ148は中央加速室144の巾方向一ぱいに
拡がり、彎曲しつつ中央加速室144の長手方向
に延び、十分高い圧力の排気ガスが排気ガス集結
室136側から供給された場合には彎曲して該排
気ガスを通過させるが、それ以外の場合には、中
央加速室144に流入する排気ガスの流れを阻止
する。バルブ148は鋼又はこれと類似の材料で
製造された板ばねによつて形成されている。排気
ガスの速度が低い場合、排気ガスは排気ガス集結
室130から、側部加速室142だけを通じて排
気ガス加速室140に流入し、排気噴出管150
を通つて流れ去る。しかし舶用エンジンの回転が
上昇し、高圧の排気ガスが排気ガス集結室130
に流入すると、圧力応動バルブ148は彎曲さ
れ、排気ガスは中央加速室144の中をも通過す
るようになる。中央加速室144および側部加速
室142および圧力応動バルブ148の端部の構
造は第10図にも示されている。
排気ガス加速室140は第8図に示すように下
流端で排気ガス噴出管150に連結されている。
該噴出管150の排気ガス加速室140との合流
部から下流側は第11図に示すように、平行的に
設けられた境界壁152によつて、長手方向に延
びる3室すなわち中央加速室156と一対の側部
加速室154に分割されている。側部加速室15
4の内側の該側部加速室の上壁には、それぞれ稀
釈空気吸入管160が、その下流端が上記噴出管
150の側部加速室154の上流端に達するよう
に、取着されている。上記稀釈空気吸入管160
の上端はこの発明の排気装置の外側の外気を吸入
可能な位置まで延出する。したがつて排気ガスは
排気ガス加速室140の彎曲部を通つて、各稀釈
空気吸入管160に平行に流れ、上記各吸入管1
60の外側を流れる排気ガスは排気ガス流の該稀
釈空気吸入管160の下端に続く下流部分に、負
圧を発生させる。この負圧は排気ガス加速室14
0内の負圧の中の最大のもので、外気は各吸入管
160の上端から吸入され下端から流出し、排気
ガス噴出管150を流れる排気ガスを稀釈する。
エンジンの回転が低い場合、排気ガスを稀釈する
ことは極めて重要である。この発明による標準的
の排気装置によれば、排気ガスの速度が約14m/
s(毎秒45フイート)のとき、各稀釈空気流入管
の下流において、水圧で約28.5mm(11/8イン
チ)の負圧を得ることができる。したがつて稀釈
空気流入管160によつて発生する吸入作用は著
しいものである。
次に記載する数字は、第8〜12図の部材を使
用した前記第3図の装置70によるデータで、排
気ガスが冷却水から分離され、高速度に加速さ
れ、稀釈されかつ船の方に戻らぬように噴出され
るのに十分な値を示している。すなわち、毎分
1000回転で運転中の225馬力すなわち約5000c.c.
(302立方インチ)の舶用エンジンは、第8〜12
図の部材を用いたこの湿式排気装置70により、
毎分約5m3(176立方インチ)の排気ガスを排出
し、毎分4000回転では毎分約20m3(705立方イン
チ)の排気ガスを排出すると算出される。エンジ
ンが毎分上記4000回転ということは、船(キヤピ
ンクルザー)の速度が毎時約53Km(毎時33マイ
ル)に相当し、排気ガスの速度の計算値は約74
m/s(毎秒242フイート)すなわち約29g/cm2
(毎平方フイート60ポンド)となる。エンジンが
毎分4000回転で廻つている場合、船の速度は毎時
約13.5Km(毎時8.5マイル)となり、排気ガスの
速度の計算値は毎秒約248m(毎秒81.5フイー
ト)すなわち約4g/cm2(毎平方フイート8ポン
ド)となる。約20cm2(3.14平方インチ)の開口を
有する排気ガス集結室を用い、エンジンを毎分
4000回転で運転した場合の実測によれば、排気ガ
スの速度は約67m/s(毎秒220フイート)であ
り、理論値に極めて近い値が得られた。排気ガス
の上記速度は、排気ガス噴出管を通つて、断面が
上下に薄く、水平方向に広がつた形となつた排気
ガスが毎時約53Km(毎時33マイル)の高速で航行
する船の周囲の空気層を十分突き抜けて遠方に達
するのに十分な速度であり、開放された船尾から
排気ガスが入つて来るのを防止するのに十分であ
る。
またこの発明の湿式排気装置を装置した233馬
力(約5800c.c.すなわち351立方インチ)のエンジ
ンをキヤビンクルーザに装備した場合には、エン
ジン回転数が毎分1000回転のとき排気ガスの流量
は毎分約5.8m3(毎分205立方フイート)であり、
毎分4000回転のときは毎分約23.2m3(毎分819立
方フイート)である。上記毎分約23.2m3(毎分
819立方フイート)の流量は排気ガス速度約76
m/s(毎秒250フイート)すなわち約37g/cm2
(毎平方フイート76ポンド)に相当し、毎分約5.8
m3(毎分205立方フイート)の流量は排気ガスの
速度約25m/s(毎秒84フイート)すなわち約4
g/cm2(毎平方フイート8ポンド)に相当する。
この発明湿式排気装置を取付けた350馬力(約
7500c.c.すなわち454立方インチ)の舶用エンジン
を船(キヤビンクルーザ)に装備した場合、エン
ジン回転数毎分4000回転で、船の速度が毎時約64
Km(毎時40マイル)のとき、排気ガス流出口の面
積が約25.5cm2(3.98平方インチ)である排気ガス
集結室を通る排気ガスの流量は毎分約30m3(毎分
1058立方フイート)となるべきであり、その速度
は約74m/s(毎秒243フイート)すなわち約32
g/cm2(毎平方フイート65ポンド)に相当する。
これに対して実測によれば、エンジン回転数が毎
分4000回転のとき、排気ガス速度は約75m/s
(毎秒246フイート)と測定され、この値は理論値
に極めて近く、排気ガスがキヤビンクルーザに再
び入つて来るのを全く防止するのに十分な値であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の舶用湿式排気装置の第1実
施例の一部断面で示された説明的側面図、第2図
は第1図の装置の2−2線断面図、第3図はこの
発明の排気装置の第2の実施例を船に装備した所
を示す説明的側面図、第4図は第3図に示したこ
の発明の装置の一部断側面図、第5図は第4図の
装置の5−5線断面図、第6図は第4図の装置の
6−6線断面図、第7図は第4図に示した2個の
稀釈空気流入管を有する排出ガス噴出管の正面
図、第8図は、この発明の装置の排気ガス集結
室、排気ガス加速室および排気ガス流成形部の中
心を通して切断した断面図、第9図は第8図の部
材を上方から見た一部切欠き平面図、第10図は
第9図の部材の10−10線横断面図、第11図
は第8図の部材である排気ガス噴出管の下流端の
正面図、第12図は第11図の排気ガス噴出管お
よび関連部材の12−12線断面図である。 10……舶用湿式排気装置、12……マフラ、
14……気水流入口、16……気水流出口、20
……気水流入口、22……気水分離室、24……
垂下壁、30……垂直分離壁、32……開口、3
4……水返し部材、36……開口、38……排気
ガス流出口、40……開口、42……側壁、44
……冷却水流出口、46……冷却水用堰、48…
…排気ガスしや断壁、50……冷却水排出パイ
プ、52……開口、54……船体、56……排気
ガス集結室、58……排気ガス加速室、60……
排気ガス噴出管、62……稀釈空気流入管、70
……舶用湿式排気装置、72……舶用エンジン、
74……排気管、76……マニホールド、78…
…マフラ、80……気水流入室、82……第1防
止壁、84……中央流路、86……第2防止壁、
88……流出口、90……気水分離室、92……
垂直防止壁、94……流入口、96……境界板、
98……水返し部材、100……排気ガス流出
口、102……垂直防止壁、104……流出口、
106……防止壁、108……排気ガス用ダム、
110……境界壁、112……冷却水集結室、1
14……冷却水用ダム、116……冷却水流出
管、118……船体、120……排気ガス集結
室、122……排気ガス加速室、124……排気
ガス噴出管、126……稀釈空気流入管、130
……排気ガス集結室、132……流入端部、13
4……排気ガス第1段加速室、136……排気ガ
ス集結室、140……排気ガス加速室、142…
…側部加速室、144……中央加速室、146…
…境界壁、148……圧力応動バルブ、150…
…排気ガス噴出管、152……境界壁、154…
…側部加速室、156……中央加速室、160…
…稀釈空気吸入管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 冷却水および排気ガス用の気水流入口と、上
    記気水流入口から離隔した位置に設けられた冷却
    水流出用の開口と、上記気水流入口と上記冷却水
    流出用の開口より高い位置に設けられた排気ガス
    流出口を有するように形成された、排気ガスと冷
    却水を分離する気水分離室と; 上記気水分離室中に、上記気水流入口および冷
    却水流出用の開口より高く、かつ上記排気ガス流
    出口より低い位置に設けられ、該気水分離室に供
    給される冷却水の流れを受けて、その流路を排気
    ガス流出口から離れる方向に向けて変換し、排気
    ガスのみを上記排気ガス流出口から送出させる水
    返し部材と; 上記冷却水流出用の開口に設けられ、気水分離
    室から冷却水流出口を通つて流出する排気ガスの
    流路をしや断する排気ガスしや断壁と; 上記排気ガス流出口に連結され、該流出口から
    流出した排気ガスを集結する排気ガス集結室と; 上記排気ガス集結室の下流端に連結され、排気
    ガスの流れの下流方向に移るに従つて緩やかに流
    路断面積が減少し、所定の背圧を内部に発生する
    傾斜部である排気ガス加速室と; 上記排気ガス加速室の下流側に連結され、該排
    気ガス加速室から送られた排気ガスが航行する船
    の周囲の空気の中に生ずる乱流層をつき抜けた位
    置まで到達するように、流れの形を形成する排気
    ガス成形室を備え、 上記のように排気ガスが上記乱流層をつき抜け
    た位置まで送出されることにより、排気ガスが船
    の航行に伴つて船尾に生ずる負圧により、船内に
    吸い込まれるのを防止する船用湿式排気装置。 2 上記排気ガス成形室が、上記排気ガス加速室
    の下流端に連結された排気ガス噴出管を具備する
    特許請求の範囲第1項に記載の船用湿式排気装
    置。 3 上記排気ガス成形室が、外部から該排気ガス
    成形室の排気ガス流の中に、該排気ガス流の流れ
    とほぼ同方向に突出し、先端に形成される負圧の
    作用により、外気を上記排気ガス成形室内に吸込
    む稀釈空気吸入管を有する特許請求の範囲第1項
    又は第2項に記載の舶用湿式排気装置。 4 上記稀釈空気吸入管の一端が、上記排気ガス
    成形室の上流側で、該排気ガス成形室に連通され
    ている特許請求の範囲第3項に記載の舶用湿式排
    気装置。 5 上記気水分離室が上記冷却水流出口に近接し
    て、該気水分離室内の冷却水の水位を定める冷却
    水用堰を有し、また該冷却水流出口が冷却排出パ
    イプに連結されている特許請求の範囲第1項乃至
    第4項のいずれか1に記載の舶用湿式排気装置。 6 上記稀釈空気吸入管の下流端が、上記排気ガ
    ス加速室と上記排気ガス成形室との間の領域まで
    達している特許請求の範囲第3項に記載の舶用湿
    式排気装置。 7 上記排気ガス加速室が彎曲して形成されてい
    る特許請求の範囲第6項に記載の舶用湿式排気装
    置。 8 上記排気ガス加速室が、少くとも1個が弁を
    備えている複数個の長手方向に延出する加速室を
    有し、上記弁は供給される上記排気ガスの圧力が
    所定値以下である場合は、上記少くとも1個の加
    速室の流路を閉鎖し、所定値を越えた場合は該加
    速室の流路を開く圧力応動弁である特許請求の範
    囲第7項に記載の舶用湿式排気装置。 9 上記の弁は、排気ガス加速室の上記のように
    彎曲する部分に、一端が該部分の上流側に固定さ
    れ、他端が上記排気ガス加速室に供給される排気
    ガスの圧力に応じて弾性的に変形し、上記加速室
    の流路を開閉する、彎曲して形成された板ばねを
    具備する特許請求の範囲第8項に記載の舶用湿式
    排気装置。 10 上記排気ガス集結室が、内部に加速室すな
    わち第1段の排気ガス加速室を有し、上記排気ガ
    ス集結室の下流端が前記排気ガス加速室すなわち
    第2段の加速室に連結され、上記第2段の加速室
    が彎曲し、かつ下流端にゆくに従つて次第に断面
    積が小さくなつている特許請求の範囲第1項乃至
    第9項のいずれか1に記載の舶用湿式排気装置。 11 冷却水および排気ガス用の気水流入口と、
    上記気水流入口から離隔した位置に設けられた冷
    却水流出用の開口と、上記気水流入口と上記冷却
    水流出口より高い位置に設けられた排気ガス流出
    口を有し、排気ガスと冷却水を分離する気水分離
    室と; 上記気水分離室中に、上記気水流入口および冷
    却水流入口より高く、かつ上記排気ガス流出口よ
    り低い位置に設けられ、該気水分離室に供給され
    る冷却水の流れを受けて、その流路を排気ガス流
    出口から離れた方向に向けて変換し、排気ガスの
    みを上記排気ガス流出口から送出させる水返し部
    材と; 上記冷却水流出用の開口に設けられ、気水分離
    室から冷却水流出口を通つて流出する排気ガスの
    流路をしや断する排気ガスしや断壁と; 上記排出ガス流出口に連結され、該流出口から
    流出した排気ガスを集結する排気ガス集結室と; 上記排出ガス集結室の下流端に連結され、排気
    ガスの流れの下流方向に移るに従つて緩やかに流
    路断面積が減少し、所定の背圧を内部に発生する
    傾斜部である排気ガス加速室と; 上記傾斜部の下流側に連結され、該排気ガス加
    速室から送られた排気ガスが、航行する船の周囲
    の空気の中に生ずる乱流層をつき抜けた位置まで
    到達するように、流れの形を形成する排気ガス成
    形室と; 上記気水分離室に結合され、排気ガスによつて
    発生される排気ノイズを減少させる排気ガスノイ
    ズ低減機構を備え、 上記のように排気ガスが上記乱流層をつき抜け
    た位置まで送出されることにより、排気ガスが船
    の航行に伴つて船尾に生ずる負圧により、船内に
    吸い込まれるのを防止するとともに、排気ノイズ
    を低下させた舶用湿式排気装置。 12 上記排気ガス成形室が、上記排気ガス加速
    室の下流端に連結された排気ガス噴出管を有する
    特許請求の範囲第11項に記載の舶用湿式排気装
    置。 13 上記排気ガスノイズ低減機構が、上記気水
    分離室に設けられた気水流入口の上方から垂下
    し、上記気水分離室に流入する冷却水の中に突出
    する垂下壁を具備する特許請求の範囲第11項又
    は第12項に記載の舶用湿式排出装置。 14 上記排気ガスノイズ低減機構が、上記気水
    分離室の上流端で該気水分離室に連結された音響
    低減室を有する特許請求の範囲第11項乃至第1
    3項のいずれか1に記載の舶用湿式排出装置。 15 上記排気ガス成形室が、外部から該排気ガ
    ス成形室の排気ガス流の中に、該排気ガス流の流
    れとほぼ同方向に突出し、先端に形成される負圧
    の作用により、外気を該排気ガス成形室内に吸込
    む稀釈空気吸入管を有する特許請求の範囲第11
    項又は第14項に記載の舶用湿式排出装置。 16 上記稀釈空気吸入管の一端が、上記排気ガ
    ス成形室の上流側で、該排気ガス成形室に連通さ
    れている特許請求の範囲第15項に記載の舶用湿
    式排気装置。 17 上記気水分離室が上記冷却水流出口に近接
    して、該気水分離室内の冷却水の水位を定める冷
    却水用堰を有し、また該冷却水流出口が冷却排出
    パイプに連結されている特許請求の範囲第11項
    乃至第16項のいずれか1に記載の舶用湿式排出
    装置。 18 上記稀釈空気吸入管の下流端が、上記排気
    ガス加速室と上記排気ガス成形室間の領域まで達
    している特許請求の範囲第15項に記載の舶用湿
    式排気装置。 19 上記排気ガス加速室が彎曲して形成されて
    いる特許請求の範囲第18項に記載の舶用湿式排
    気装置。 20 上記排気ガス加速室が、少くとも1個が弁
    を備えている複数個の長手方向に延出する加速室
    を有し、上記弁は供給される上記排気ガスの圧力
    が所定値以下である場合は、上記少くとも1個の
    加速室の流路を閉鎖し、所定値を越えた場合は該
    加速室の流路を開く圧力応動弁である特許請求の
    範囲第19項に記載の舶用湿式排気装置。 21 上記の弁は、排気ガス加速室の上記のよう
    に彎曲する部分に、一端が該部分の上流側に固定
    され、他端が上記排気ガス加速室に供給される排
    気ガスの圧力に応じて弾性的に変形し、上記加速
    室の流路を開閉する、彎曲して形成された板ばね
    を具備する特許請求の範囲第20項に記載の舶用
    湿式排気装置。 22 上記排気ガス集結室が、内部に加速室、す
    なわち第1段の排気ガス加速室を有し、上記排気
    ガス集結室の下流端が上記排気ガス加速室、すな
    わち第2段の加速室に連結され、上記第2段の彎
    曲部が彎曲し、かつ下流端にゆくに従つて次第に
    断面積が小さくなつている特許請求の範囲第11
    項乃至第21項のいずれか1に記載の舶用湿式排
    気装置。
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