JP2000234516A - 水冷式エンジンの排気管接続構造 - Google Patents

水冷式エンジンの排気管接続構造

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    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2サイクルエンジンの排気管接続構造におい
て、エンジン振動の伝達を阻止あるいは抑制すると共
に、排気管全体及び接続部のOリングを冷却できるよう
にすることである。 【解決手段】 周壁に冷却水通路25,15,33を有
する排気管全体を、エンジン側の上流側排気管11と、
排ガス出口側の下流側排気管12に分離し、両排気管1
1,12は、一方の排気管11のソケット部30と他方
の排気管12の差込み部34とを、排ガスシール用のO
リング38を介して差込み接続している。差込み接続部
分では、ソケット部30の外周側に冷却水連絡通路24
を形成すると共に冷却水シール用の筒状弾性材継手13
を設け、Oリング38より内方側に排ガス熱遮断用の断
熱空間Sを形成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、水冷式エンジン
の排気管接続構造に関し、主に、小型滑走艇あるいは小
型船舶等に搭載される水冷式エンジンであって、川、湖
あるいは海等の外部の水を冷却水として取り入れて排気
管を冷却し、しかも、エンジン振動を遮断するために排
気管全体をエンジン側の上流側排気管と、排ガス出口側
の下流側排気管とに分離した水冷式エンジンに適した排
気管接続構造に関する。
【0002】
【従来の技術】この種排気管接続構造の従来技術とし
て、特開平1−290914号公報に記載された構造が
あり、冷却構造を有していない例としては、図5に示す
ように一方の排気管40にソケット部41を形成し、他
方の排気管42の差込み部43にリング溝44を形成
し、該リング溝44に排ガスシール用のリング45を嵌
着しており、該リング45を介して差込み部43をソケ
ット部41に差し込み、かつ、両排気管40,42の端
縁間に隙間Cを置いて接続している。このようにリング
45を介在させ、かつ、差込み式の接続構造とすること
により、接続部において排ガスをシールできると共に、
エンジン振動が排ガス出口側の排気管に伝わるのを阻止
している。
【0003】上記図5の構造に対し、同先行技術文献に
は、リングが高温になるのを防ぐ手段を備えた構造が記
載されている。該構造は、図6に示すように、分離され
た排気管50,51の先端部外周面にそれぞれリング溝
52,53を形成し、各リング溝52,53にそれぞれ
排ガスシール用のリング54,55を嵌着し、両リング
54,55の外周側に、冷却水通路57を有する摺動筒
58を管長さ方向摺動自在に嵌合している。両排気管5
0,51の端縁間には隙間Cを置いている。冷却水通路
57は、シリンダヘッド等から冷却水が導入されるよう
になっている。この構造によれば、リング54,55に
よって排ガスをシールすると共に、差込み式接続構造を
採用することにより、一方の排気管から他方の排気管へ
の振動の伝達を抑制し、かつ、冷却水通路57を流れる
冷却水により両リング54,55を冷却している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図5の構造では、リン
グ45が排ガスに直接晒されることにより、リング45
が加熱され、高温となる。また高温化によりリング45
が膨張し、両排気管42,40同士の相対的な摺動性が
低下する。
【0005】図6の構造では、冷却水通路57を流れる
冷却水により、径方向の外周側からリング54,55を
冷却することはできる。しかし、内周側からの排ガスの
影響は阻止できず、排ガス熱が伝わる。
【0006】
【発明の目的】本願発明の目的は、水冷エンジンの排気
管接続構造において、分離された排気管間の振動伝達を
阻止あるいは抑制すると共に、排ガスシール用のリング
が高温になるのを防ぐことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本願発明は、周壁に冷却水通路を有する排気管全体を、
エンジン側の上流側排気管と、排ガス出口側の下流側排
気管に分離し、両排気管は、一方の排気管のソケット部
と他方の排気管の差込み部とを、排ガスシール用のOリ
ングを介して差込み接続し、差込み接続部分では、ソケ
ット部の外周側に冷却水連絡通路を形成すると共に冷却
水シール用の筒状弾性継手を設け、Oリングより内方側
に排ガス熱遮断用の断熱空間を形成していることを特徴
としている。
【0008】排気管全体を上流側排気管と下流側排気管
とに分離し、両排気管を、差込み式接続と弾性材継手を
利用して接続しているので、エンジン振動は上記接続部
分で縁切れし、下流側排気管への振動伝達は阻止あるい
は抑制される。
【0009】排気管全体は、周壁に形成された冷却水通
路を通る冷却水により冷却され、接続部分のOリング
は、ソケット部外方の冷却水連絡通路を通る冷却水によ
り外方から冷却されると共に、排ガス熱遮断用断熱空間
により、排ガス熱が内方側から伝達されるのも防ぐこと
ができ、Oリングの高温化を防ぐことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本願発明による排気管接続
構造を適用した2サイクルエンジンの全体略図であり、
シリンダ1に排気口2を備え、クランクケース3に吸気
口4を備えており、吸気口4に接続されるリードバル
ブ、吸気管及び吸気装置等は図示していない。排気口2
に接続される排気管全体6は、エンジン側の上流側排気
管11と、該上流側排気管11から分離した排ガス出口
側の下流側排気管12とから構成されている。上流側排
気管11は長さが短くて直径が概ね一様な円筒状に形成
されており、ボルト及びナットによりリジットに排気口
2に固定されている。下流側排気管12は、排気チャン
バーとしてテーパー状に拡径しかつ縮径する膨張室を有
しており、また、周壁を内周壁16と外周壁17の二重
壁構造とすることにより、環状の冷却水通路15を形成
している。該冷却水通路15は下流側排気管12の前端
から後端までいたり、後端は排ガス出口19として後方
に向いて開口している。
【0011】図2は両排気管11,12の接続部の縦断
面拡大図を示しており、上流側排気11の周壁も内周壁
22と外周壁23を有する二重壁構造となっており、こ
れにより排ガス通路Rの周囲に環状の冷却水通路25を
形成している。冷却水通路25の前端縁(上流端縁)
は、シリンダ1の冷却水出口4に連通しており、後端部
(下流端部)は径方向の外方に向く開口部26となって
いる。上流側排気管11の後部の外周面には、後端から
順に、冷却水連絡通路用の環状凹部28と、継手取付面
29が段状に形成されており、環状凹部28の前端部は
前記開口部26に連通している。環状凹部28の径方向
内方側部分は筒型のソケット部30となっており、該ソ
ケット部30の内周面に対して径方向に一定距離を置い
た内周側にも、筒状の内周壁延長部22aが一体に形成
されている。
【0012】一方、下流側排気管12は、前端部に内周
壁31と外周壁32を有する二重壁構造の接続管21が
一体に溶接(W)されており、内外周壁31,32間で
前記冷却水通路15に連通する冷却水通路33が形成さ
れている。該冷却水通路33の後端縁は前記冷却水通路
15に連通し、前端部は径方向の外方に向く開口部27
となっている。接続管21には前側から順に、円筒状の
差込み部34と、冷却水連絡通路用の環状凹部35と、
継手取付面36が段状に形成されており、環状凹部35
の後端部は前記開口部27に連通している。なお、下流
側排気管12の本体部分の肉厚は、上流側排気管11及
び接続管21よりも薄くなっている。
【0013】差込み部34の外周面には、2つの環状溝
37が前後に間隔を置いて形成されており、各環状溝3
7内にそれぞれOリング38を嵌着してあり、差込み部
34をソケット部30の内周面に差し込み、Oリング3
8を介して一定圧で嵌合してある。差込み部34の厚み
T1に対し、ソケット部30の内周面と延長部22aの
外周面との径方向の距離T2は大きくなっており、これ
により、差込み接続状態において、差込み部34の内周
面と延長部22aの外周面との間に環状空間Sを形成し
ており、該環状空間Sが排ガス熱遮断用断熱空間となっ
ている。
【0014】前記両継手取付面29,36に亘って筒形
の弾性材継手13が嵌合し、バンド13aにより締着さ
れており、該弾性材継手13が前記両環状凹部28,3
5の外周を覆うと共にシールすることにより、継手13
と両環状凹部28,35でもって冷却水連絡通路24を
形成している。該冷却水連絡通路24は前端が開口部2
6を介して上流側排気管11の冷却水通路25に連通
し、後端が開口部27を介して接続管21の冷却水通路
33及び下流側排気管11の冷却水通路15に連通して
いる。
【0015】なお、冷却水通路25,33内には、内外
周壁22,23並びに31,32を結合するリブ39
a,39b,39cが、周方向に間隔を置いて複数形成
されている。
【0016】図3は、図2のIII-III断面図であり、要
するに差込み接続部分では、外周側から、弾性材継手1
3、冷却水連絡通路24、ソケット部30、Oリング3
8、差込み部34、排ガス熱遮断用断熱空間S及び内周
壁延長部22aが順次配置されていることになる。
【0017】
【作用】図2において、エンジン振動は、上流側排気管
11には直接伝達されるが、両排気管11,12はOリ
ング38を介して差込み式で接続されており、かつ、外
周面の継手13はゴム等の弾性材であるので、差込み接
続部分でエンジン振動は縁切りされ、下流側排気管12
への伝達は阻止あるいは抑制される。したがって下流側
排気管11は必要以上に肉厚を増加する必要はなく、重
量を軽減でき、また、振動騒音の発生も抑制できる。
【0018】シリンダへッド1の冷却水出口4から上流
側排気管11の冷却水通路25に供給される冷却水は、
上流側排気管11を冷却した後、開口部26からOリン
グ外方の冷却水連絡通路24に入り、ここでOリング3
8を外周側から冷却すると共に弾性材継手13も冷却
し、その後、開口部27から接続管21の冷却水通路3
3を経て下流側排気管12の冷却水通路15に入り、下
流側排気管12を冷却した後、図1の後端排ガス出口1
9から外部に排出される。
【0019】図2のOリング38は上記のように径方向
の外方からは連絡通路24の冷却水により冷却され、内
方は排ガス熱遮断用断熱空間Sよって排ガス熱が伝わり
にくくなっているので、Oリング38の加熱高温化を抑
制することができる。
【0020】図1乃至図3に示す排気系は、排気系全体
の冷却装置を備えると共に、シリンダ等から供給され排
気系の冷却に利用した冷却水を外部に放出する構成なの
で、小型滑走艇のように冷却水を海、川あるいは湖のよ
うに外部から取り入れ、かつ、排気系全体が狭い艇内に
収納される乗り物に適している。
【0021】
【発明の実施の形態2】図4は、排ガス熱遮断用断熱空
間Sに、熱伝導率の低いSUS材製の環状断熱材9を配
置した構造である。その他の構造は図2の構造と同じで
あり、同じ部品には同じ符号を付している。
【0022】
【その他の実施の形態】(1)図1は排気系全体を模式
的に表現しているので、排気管全体は一直線状に描いて
あるが、実際に小型滑走艇に搭載する形状としては、収
納空間に応じた折れ曲がり形状となることもある。
【0023】(2)断熱材の材料はSUS材には限定さ
れず、熱伝導率の低い各種金属を用いることもできる。
【0024】(3)弾性材継手13としては、ゴムの他
に弾性を有する合成樹脂などを利用することもできる。
【0025】
【発明の効果】(1)分離された両排気管11,12を
Oリング38を介した差込み式で接続し、かつ、外周面
を弾性材継手13で接続しているので、エンジン振動
は、接続部分で縁切りされ、下流側排気管への伝達は阻
止あるいは抑制される。したがって下流側排気管12は
必要以上に肉厚を増加する必要はなく、重量を軽減で
き、また、振動騒音の発生も抑制できる。特に機関室が
狭い小型滑走艇では、リジットに排気管同士を接続する
場合に比べ、組立性及びメンテナンス性もよい。
【0026】(2)差込み接続部分のOリング13は、
冷却水連絡通路24を通る冷却水により外周側から冷却
されると共に、内方は排ガス熱遮断用断熱空間Sによっ
て排ガス熱が伝わりにくくなっているので、Oリング3
8の加熱高温化を抑制することができる。また、弾性材
継手13の加熱も防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明を適用した2サイクルエンジンの全
体略図である。
【図2】 排気管接続部分の拡大縦断面図である。
【図3】 図2のIII-III断面図である。
【図4】 別の実施の形態の排気管接続部分の拡大縦断
面図である。
【図5】 従来例の縦断面図である。
【図6】 別の従来例の縦断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダ 2 排気口 6 排気管全体 9 排ガス熱遮断用断熱材 11 上流側排気管 12 下流側排気管 13 弾性材継手 15,25,33 冷却水通路 21 接続管(下流側排気管の一部) 24 冷却水連絡通路 30 ソケット部 34 差込み部 37 環状溝 38 Oリング S 排ガス熱遮断用環状空間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周壁に冷却水通路を有する排気管全体
    を、エンジン側の上流側排気管と、排ガス出口側の下流
    側排気管に分離し、両排気管は、一方の排気管のソケッ
    ト部と他方の排気管の差込み部とを、排ガスシール用の
    Oリングを介して差込み接続し、差込み接続部分では、
    ソケット部の外周側に冷却水連絡通路を形成すると共に
    冷却水シール用の筒状弾性材継手を設け、Oリングより
    内方側に排ガス熱遮断用の断熱空間を形成していること
    を特徴とする水冷式エンジンの排気管接続構造。
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