JPS60139996A - 断熱二重管及びその中間材 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は断熱二重管及びその中間材に係り、従来よりも
高断熱、消音或は遮音性に優れた高温断熱二重管及びそ
の中間材に関するものである。

（技術的背景） 従来、断熱二重管は、自動車のエキゾーストパイプとし
て開発され、そのシンプルな形状と機能の点で太いに利
用されると考えられた。しかし、中間材として耐熱、断
熱１強度、遮音又は吸音など全てを兼ね備えた材料がな
く、これら機能の一部を満足しているにすぎないのが現
状である。即ち、ディーゼルトラック用として中空二重
管、ガラス繊維の二重管が利用されており、これらは二
重管のクリアランスも少なく０２〜０６膿である。

従って、殆んどが断熱の程度は低く、ガラス繊維も構造
上の問題点として内管と外管の接触により発生する異音
を防止するために使われているのが現状である。

ディーゼル用トラックの他に自家用自動車の分野では、
’Ｆだ二重管の普及は少なく、殆んどがプロテクタ一方
式で断熱している。この方式は断熱を主目的にしており
、特に路面〔こ対する温度の規制に基き採用されている
。つまり、高速走行、或は連続走行後に停車もしくは駐
車をした時、パイプの表面から路面に対する温度が高い
状態となり。

路面に枯れ草など引火性の高い状態のものがあれば火災
となることが心配され、その対応策として実施されてい
るものである。一般的にはエキゾーストパイプの周囲に
、特ζこ路面側にガラスマットの断熱材をセットし、プ
ロテクターのケーシングで留める方式である。この方式
の欠点は、プロテクターの留めがボルト・ナツトなどで
留めたり、エキゾーストパイプの形状が複雑なためプロ
テクターが大きな形状になり組み付けのスペースが多く
必要になること、又自動車の走行時に、留め具など飛び
出た部分による風切り音が発生するこ吉が挙げられる。

このような現状で、特に自動車のエキゾーストパイプに
二重管を利用することが考えられてきているが、中間材
の材質さして適当なものが未だ見つかっていないのであ
る。これは乗用屯の場合は。

殆んどがガソリンエンジンを搭載しており、特に最近の
排気ガス規制による触媒の採用、高出力を得るための過
給機の採用により、排気ガスの温度は高くなってきてい
る。従って中間材には、断熱ばかりでなく耐熱性も要求
され、更に騒音規制の問題から消音性、遮音性も要求さ
れている。音に関してはディーゼルエンジンを搭載した
車種は特にその要求度が高い。加えて二重管の性能以外
に製造加工時に中間材にめられる強度、或はその形状が
複雑な曲管であるため内部で発生する熱歪みによる摩耗
など１乗用車に二重管を使う場合多くの問題点を解決し
なくてはいけないのである。

（発明の概略・構成〕 本発明者らは、これらの問題を１つ１つ検討し、数多く
の素材を用いて実験を繰り返した結果１本発明の高温断
熱二重管及びその中間材の開発に成功したものである。

即ち乗用車に使用するためには、耐熱性を第一に考えな
ければならない。排気ガスの温度は８００℃程まで【こ
なるからである。そして高い断熱性能き遮音性、もしく
は吸音性が必要となる。このような条件に合う材料の形
態は繊維質が優れており。

又耐熱材料としてもセラミックファイバー、シリカファ
イバー、結晶質繊維などがあり、又組み合わせたりすれ
ばガラス繊維、有機質繊維でも耐熱性があれば使用出来
るのである。しかし、一般的に繊維素材の集合物は強度
的に小さい事が欠点とされ、特に摩耗に関しては非常に
脆い面を合わせもっている。これは、高耐熱性の繊維素
材になる程激しくなる傾向がある。このような材料でも
特殊加工を施して高密度、高強度にした製品があるが、
コストが高く現状では使いにくい大きな要因どなってい
る。

そこで本発明者らは、これら耐熱繊維のコストが安いシ
ート状物を用いて強度の点を解決するために金属質の材
料を接合するこ吉で優れた中間材となることをみい出し
た。しかし、単に金属質材料のみでは耐久性を引き出す
ことが難かしい。特に熱劣化により耐熱金属質でないと
ボロボロになってしまい、又繊維シートと接合されてい
ないと無機質繊維を押え込む作用に欠は無機質繊維が飛
散したり片寄ったりする。曲げ加工による中間材の損傷
、例えばちぎれたりする現象は金属質の金網又はシート
により保護され、或は表面の金属の滑りにより回避され
る。更に二重管であるため。

曲管部で内外管の温度差による熱膨張量の差により、加
熱と冷却の繰り返しによる摩擦により摩耗する現象が発
生する。これも表面に金属質の金網やシートが存在する
ことにより摩耗が直接繊維材に及ばず、又及んでもそれ
以上進行しないの６である。

このような金属質の金網やシートは無機質繊維材料に貼
り付けたり、縫製加工或は結束作用により接合していれ
ばよい。又、二重管の中間材としての効果である断熱性
、吸音性は繊維材料が特性として出し易い形態を持って
いる。断熱性と強度はシート状繊維物の嵩密度が高い方
が望葦しいが。

圧縮等により高嵩密度に設定すると繊維の破損を招くこ
とになる。実験的には０２〜０．４　Ｕ／ｄ（が理想的
な状態であることを述べておく。もちろん。

これ以下でも又これ以上でも中間材として成り立つこと
は可能である。

このような状態で使用出来る材料は、金属質のシートや
金網の形状がよく、材質的にはステンレスが最適と考え
られる。しかしその他の金属でも。

例えば鉄−クロム線、その他耐熱鋼、温度の状況によっ
ては銅、真鍮、アルミなども適用出来る。

又、無機質繊維シート状物Ｃよ、セラミックファイバー
、シリカファイバー、高耐熱ガラス繊維。

温度によっては高耐熱有機質繊維も使用出来る。

この金属シート又は金網と無機質繊維シート状物との接
合は、接着剤でも機械的接合、即ち縫い付けるとか結び
付ける事でも可能である。

このようにして得られた二重管用中間材は高断熱、消音
性を兼ね備え、広く使用することが出来る材料となる。

（実施例〕 以下、実施例にて説明する。

実施例１ セラミックファイバーブランケットの嵩比重０２０、厚
み６ｍの品ｆｉ−１７８ｍｍ巾に切り、５ＵＳ３０４線
径０２霜のメリヤス編みの金網を巻き付は中間材とした
。シートと金網の接合は、金網の端部を折り込み、シー
トの１わりζこしつかりと金網がセットされるようにし
た。このシートを内径４５ｙｎｍφ、厚み１胴のパイプ
に巻きつけ外管を５７φに絞り込みながら成形し二重管
を作った。このときのクリアランスは６諭であった。こ
の二重管を鋼管曲げ装置にて直角方向に２５　ＯＲｔこ
曲げ試験用の二重管パイプとした。又、前記ブランケッ
トに２０μのステンレス箔を片面に貼り付け、内管の側
にステンレス箔がくるようにして、同様に二重管パイプ
の試験品を作成した。

この管を曲げたのち１分解して中間材の曲げによる損傷
を確認した。クリアランス６誠に対し、曲管部で最大３
調まで圧縮されていたが、双方とも引きちぎれたりつぶ
れて粉化したりした箇所は見い出されなかった。

実施例２ セラミックファイバーブランケットの嵩比重０．２゜厚
み６論と嵩比重０．１６厚み９叫のもの、シリカファイ
バーマットの嵩比重０．１０　、厚み１０■を実施例１
と同様にして金網で包みステンレスヤーンにて縫製して
接合し二重管パイプを作成した。

二重管のクリアランスは各々４．５　ｗｎとした。

このサンプルを用いて８００℃のガスを通して入口と出
口の温度を測定し下表に示す。比較例として中空の二重
管パイプの場合を示す。

実施例３ 実施例２で作成したサンプルを用いて８００℃のガス吉
常温のエアーと３分間隔で交互に流し。

ｊ　＝　２０Ｈｚの加振機で振動を加え６００サイクル
行ったのちζこ、管を分解して中間材の摩耗を調べた結
果を下表【こ示す。比較例としてセラミックファイバー
ブランケットの嵩比重０２厚み６調のものを示す。

特許出願人　代理人 弁理士　矢　葺　知　之 （ほか１名）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）内管と外管との間に、無機質繊維を主体とするシ
   ート状物の表面〔こ耐熱金属のシート状物又は金網が被
   覆接合されてる中間材を充填して成る断熱二重管。
2. （２）無機質繊維を主体とするシート状物の表面昏こ耐
   熱金属のシート状物又は金網が被覆されて成る断熱二重
   管用中間材。
3. （３）前記耐熱金属のシート状物又は金網が接着剤を介
   して無機質繊維を主体とするシート状物の表面に被覆接
   合されて成ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の断熱二重管用中間材。
4. （４）前記耐熱金属のシート状物又は金網が金属製ヤー
   ン、線、金網で縫製又は結束されて成ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項又は第３項記載の断熱二重管用
   中間材。
5. （５）　前記無機繊維を主体とするシート状物がセラミ
   ンクファイバー、シリカファイバー、耐熱ガラス繊維、
   耐熱有機質繊維の一種又は二種以上であることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項〜第４項のいずれか１項記載
   の断熱二重管用中間材。