JP3143896U - 消音器 - Google Patents

Abstract

【課題】容積を小さくしながら高い消音効果を出せる消音器を提供する。
【解決手段】複数の消音室５〜７を有する消音器本体１と、消音器本体１の入側に接続された入側減圧室１０と出側に接続された出側減圧室２０を備えている。排ガスが消音器本体１に入る前に入側減圧室１０で脈動派を低減させておけまた、排ガスが消音器本体１から出た後に出側減圧室２０で脈動派を低減させるので、消音器本体１を小型にしても効果的に消音できる。このため、同じ消音効果を果すなら消音器全体１の容積を従来技術よりも小さくできる。
【選択図】図１

Description

本考案は、消音器に関する。さらに詳しくは、レシプロエンジンやガスタービン、スクリュー圧縮機、ターボ圧縮機などから出る脈動圧を有する排ガスの消音に使用される消音器に関する。

消音器は基本的には、共鳴型と膨張型に区別される。
共鳴型は、共鳴管を使って共鳴減衰の原理によって消音するものである。
膨張型は管路の途中に空間体積の大きい膨張室を入れたものである。膨張型の消音の原理は、音波が膨張室の壁から壁へ反射し、右往左往する間に干渉し合って、次第にエネルギーを失っていくことにある。

これらの技術を応用した従来例として、特許文献１，２がある。
特許文献１は、消音器の匡体を複数の共鳴室と複数の膨張室とに区切り、かつ通路管で各室を連通し、排ガスを順に通していって消音するように構成している。
特許文献２は、消音器の匡体を複数の消音室に区切り、各空間を連通管で連通し、最上流の消音室に露出する開口面積を可変に調整できるようにしたものである。消音原理は膨張型に基づくものであって、連通管の開口面積を変えるのは、排ガスの流速の大小に対応させるためである。

上記従来技術は、いずれも一個の匡体の中に必要とされる膨張室や共鳴室、連通管等を内蔵したものである。
図４の（Ｂ）は出願人が既に開発している従来の消音器で、エンジンの出口から出る脈動圧を有する排ガスの消音に使用したものである。
この消音器も特許文献１，２と同様に、１個の大型の匡体100を用い、５室の消音室101〜105を４枚の隔壁で形成している。そして、入口106に一番近い消音室101と次の消音室102を連通管107で接続し、消音室102,103間を連通管108で接続し、消音室103,104間を連通管109で接続し、消音室104,105間を連通管110で連通している。そして、最奥の消音室105と出口112の間を長い連通管111で接続している。
入口106から入った排ガスは容積の広い各消音室101〜105と通路の狭い連通管107〜111を交互に通る間に膨張と収縮を繰返してエネルギーを消耗し、出口112から出るときには消音されるようになっている。
ところが、図４（Ｂ）に示す従来例は、全体の容積が大きい割に消音効果が低いという問題がある。

実開平６−６０７２２ 特開２００１−３７２６

本考案は上記事情に鑑み、脈動圧を有する排ガスの音を容積を小さくしながら効率よく消音できる消音器を提供することを目的とする。

第１考案の消音器は、複数の消音室を有する消音器本体と、前記消音器本体の入側に接続された入側減圧室とからなる。
第２考案の消音器は、第１考案において、前記消音器本体の出側に接続された出側減圧室を備えたことを特徴とする。

第１考案によれば、排ガスが消音器本体に入る前に入側減圧室で膨張させることにより脈動圧を平滑化させておき、ついで消音器本体の各消音室で脈動波を互いに干渉させてエネルギーを低減させる。排気ガスの音は脈動圧の最高圧のところが聞こえてくるので、脈動圧そのものを入側減圧室で低減しておけば、消音効果は高くなり、消音器本体を小型にしても効果的に消音できる。このため、同じ消音効果を果すなら消音器全体の容積を従来技術よりも小さくできる。
第２考案によれば、排ガスのエネルギーが消音器本体で消耗したあと、更に出側減圧室に入っていくが、ここで脈動圧が平滑化される。排気ガスの音は脈動圧の最高圧のところが聞こえてくるので、脈動圧を出側減圧室で低減することで、消音効果はより高くなり、消音器本体を小型にしても効果的に消音できる。このため、同じ消音効果を果すなら消音器全体の容積を従来技術よりも小さくできる。

つぎに、本考案の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は（Ａ）は本考案の一実施形態に係わる消音器Ａの正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
同図に示す本考案の消音器Ａは、基本的には三つの部材、すなわち、消音器本体１と入側減圧室１０と出側減圧室２０とから構成されている。

前記消音器本体１は、円筒形の匡体２を２枚の隔壁３，４で区画した３室の消音室、すなわち第１消音室５、第２消音室６および第３消音室７を有している。なお、消音室の数は任意であって、２室でもよく４室以上であってもよい。各消音室５、６、７の内壁には公知の吸音材が貼付されている。

前記消音器本体１の入側、すなわち第１消音室５には入側減圧室１０が接続管１４で接続されている。
前記第１消音室５と第２消音室６の間は連通管１１で連通するように接続され、第２消音室６と第３消音室７は、連通管１２で連通するように接続されている。第３消音室７からは上方に長い連通管１３が延びており、接続管１５を介して出側減圧室２０が接続されている。

前記各消音室５〜７は、連通管１１〜１３の内径よりもはるかに大きい内径を有していることから、いったん導入された排ガスが内部で膨張と反射を繰返し、脈動圧が壁から壁へと反射し往復する間に干渉しあってエネルギーを失っていく。
また、前消音器本体１内の各消音室５〜７の内壁には適宜の吸音材が貼付される。また、各連通管１１〜１３の外周面にも吸音材が貼付される。この吸音材によっても、排ガスのもつ圧力波が吸収され、消音効果が生じる。

図２は入側減圧室１０と連通管１１〜１２の断面を示す消音器Ａの断面図である。この入側減圧室１０は、内部が空洞になった円筒形筒体であり、入口の内径と出口の内径のいずれよりも大きな内径を有している。この入側減圧室１０は、内部の空洞が入口や出口よりも大きいことから、いったん導入された排ガスが内部で膨張し、脈動圧が平滑化される。本考案者の研究によると、脈動圧の圧力の高いところで音が聞こえてくるので、脈動圧を下げることで消音効果が生じることが分っている。

図３は連通管１２、１３と出側減圧室２０の断面を示す消音器Ａの断面図である。この出側減圧室２０は、内部が空洞になった円筒形筒体であり、入口の内径と出口の内径のいずれよりも大きな内径を有している。この出側減圧室２０は、内部の空洞が入口や出口よりも大きいことから、いったん導入された排ガスが内部で膨張し、脈動圧が平滑化される。この出側減圧室２０でも、排ガスの脈動圧を下げることで消音効果が大きくなる。

つぎに、本実施形態の消音器Ａによる消音作用を説明する。
図２に示すように、圧力差Ｐ１で脈動している排ガスが入側減圧室１０に入れられると、いったん入側減圧室１０に入った排ガスは、ここで膨張し、整流されることによって脈動圧の圧力差Ｐ２が小さくなって、その高いピークが下げられる。このようにして高圧部分が除かれることによって、少し消音した状態で、排ガスは接続管１４を経て第１消音室５に送られる。第１消音室５から第３消音室７までは通常の消音作用が行われる。すなわち、消音室５〜７と連通管１１、１２を順に排ガスが送られ、この間に排ガスは膨張と収縮を繰返して、消音していく。そして、図３に示すように、第３消音室７からは連通管１３を通って、出側減圧室２０に排ガスが送り込まれる。この出側減圧室２０では、再度排ガスが膨張し整流されて脈動圧の高いピークが下げられ小さい圧力差Ｐ３となる。このようにして高圧部分が除かれることによって、最終的に消音していく。このように、消音器本体１での本来の消音の前後において、入側減圧室１０で事前に減圧し、出側減圧室２０で事後に減圧することで、本考案では消音効果が極めて高くなる。換言すれば、同じ消音効果を発揮するなら、消音器全体の寸法を小さくすることができる。

図４は本考案の消音器Ａと従来の消音器を対比して示す説明図である。
350ｋｗのガスエンジンから排出される620℃の温度の排ガスを６５ｄＢに消音するのに、従来装置では直径ｄが960ｍｍ、高さが約3100ｍｍ必要であったところ、本考案の消音器Ａは、直径Ｄが900ｍｍ、高さＨが約2800ｍｍとなり、高さでは約300ｍｍ低くなり、装置表面積は約１１ｍ^２から約8.5ｍ^２に小さくすることができた。このように、本考案では、同じ消音効果を発揮させるのに消音器を相当小型化することができる。

（Ａ）は本考案の一実施形態に係わる消音器Ａの正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 入側減圧室と連通管１１，１２の断面を示す消音器Ａの断面図である。 連通管１２，１３と出側減圧室の断面を示す消音器Ａの断面図である。 本考案の消音器と従来の消音器を対比して示す説明図である。

符号の説明

１ 消音器本体
２ 匡体
３、４ 隔壁
５ 第１消音室
６ 第２消音室
７ 第３消音室
１０ 入側減圧室
２０ 出側減圧室

Claims (2)

1. 複数の消音室を有する消音器本体と、
   前記消音器本体の入側に接続された入側減圧室と
   からなる消音器。
2. 前記消音器本体の出側に接続された出側減圧室を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の消音器。

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