JP2004519575A - 導管内の共振を減衰する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関から排気ガスを搬送するための導管（１０）内の共振を減衰する装置に関する。導管（１０）の外端部（１１）から距離を置いた位置に少なくとも１つの穿孔（１４）を設けることによって、共振が減衰される。

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、内燃機関から排気ガスを搬送するための導管内の共振を減衰する装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
ほとんどの場合、排気消音装置は、中間導管を有する１つまたは複数の室からなる。導管内部の音圧は、導管に沿った位置で変化するであろう。排気装置内では、管内共振が時々発生しうる。その時に起きることは、エンジンからの点火パルスが、排気管の口と排気装置に先行する部品、多くの場合、端部管に最も近い消音装置内の室との間で反射することである。ほとんどの場合、これは、点火周波数の波長が、隣接した２つの反射管端部の間の長さと一致する特定のエンジン速度で起きるだけである。
【０００３】
管内に共振が発生した場合、異なった位置での音圧の差が特に大きいであろう。その場合、端部管内に高い音圧が発生し、口から周囲環境に逃げる音が、他の場合より大きくなる。この問題に対する従来の解決策は一般的に、追加の消音装置を挿入するものであるが、これはコストを増加させると共に、圧力降下を増加させる可能性がある。
【０００４】
【発明の開示】
したがって、本発明の１つの目的は、大した価格上昇やコスト増加を伴わないで、この問題を解決する装置を作製することである。
【０００５】
このため、本発明に従った装置は、導管の外端部から距離を置いた位置に少なくとも１つの穿孔を設けることを特徴としている。装置をこのように構成することによって、共振レベルの有効な低下が簡単にもたらされる。
【０００６】
本発明の好都合な説明的実施形態が、従属請求項から明らかになる。
【０００７】
【発明を実施するための最良の形態】
次に、添付図面に示された説明的実施形態を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。
【０００８】
本発明は、さまざまな形式の内燃機関、たとえば、オットー、ディーゼルまたはワンケル原理に従って機能するエンジンの排気装置及び消音装置に適用することができる装置に関する。エンジンは、乗用車、トラック、作業車両または船などの車両に搭載することができる。本発明はまた、機関駆動発電所などの固定機関施設にも適用することができる。その場合、装置は、エンジンの排気及び消音装置の一部を形成する管部分に沿ったさまざまな位置に配置することができる。そのような管部分は、たとえば、排気ガスを消音ポットから周囲環境に搬送する端部管を形成することができる。
【０００９】
図１は、出口端部１１及び入口端部１２を有するほぼ直角に曲がった管部分１０を示し、その壁１３には、湾曲の内側に穿孔１４が設けられている。穿孔は、管の内部を周囲環境と結合させる。管部分を排気装置に、たとえば、端部管として取り付けて、脈動排気ガス流をその管部分に流した時、共振が発生するであろう。この共振の音圧の一部が、穿孔１４を通って周囲環境に逃げることができる。すなわち、共振の大きさが減少することを意味する。このように、口及び穿孔の両方から逃げる音は、相当に低い音圧レベルから発生するであろう。全体的には、わずかな量の音が排気装置から周囲環境へ放出される。
【００１０】
穿孔１４が流通路の、静圧が通路の他の部分より比較的低い部分に位置しているため、排気が穿孔１４を通って放出されることを避けることができる。
【００１１】
図２は、本発明の変更形実施形態を拡大して示しており、この場合、流れ面積がわずかに減少した部分１０ａで管１０の管壁１３に多数の穿孔１４が設けられている。このため、この部分で流量が増加し、その結果、管内の静圧が低下する、すなわち、周囲空気が穿孔を通って管内へ吸い込まれることができ、排気ガスが逃げない。
【００１２】
図３は、本発明のさらなる変更例を示し、この場合、管壁１３に窪み部１５が設けられて、この部分で流れ面積が減少するようになっている。窪み部１５の下流側で、通常の断面に対してほぼ直角をなす段差部分１６が管壁に形成されている。この段差部分の下流側に穿孔１４が配置されている。図３の管部分を通る排気ガス流は、窪み部分１５で流量が増加するであろう。低下した圧力が、空気を管の周囲環境から穿孔１４を通して引き込むであろう。
【００１３】
穿孔を通る排気ガスの漏れを避ける別の方法として、流れ抵抗として機能する部分的音響的透過性材を導入することができる。この材料は、管の外側、管の内側、または穿孔そのものの内部に付着させることができる。この材料は、鋼、他の金属、ガラス繊維、織物、セラミックなどにすることができる。材料は、たとえば、ネット、非構造化または構造化織物、及び多孔質媒体の形の構造体を有することができる。
【００１４】
図４は、図２に従って構成された導管に、穿孔を覆うと共に多数の小さい穿孔１８を有する外側スリーブ１７を設けた本発明の変更例を示す。外側スリーブ１７の目的は、本質的には穿孔１４を「隠蔽」することである。外側スリーブ１７はまた、穿孔１４を通る音の漏れをある程度、抑えることもできる。この漏れは、導管１０と外側スリーブとの間の空間１９に適当な減衰材料、たとえば、鉱質綿を充填することによって、さらに抑えることができる。
【００１５】
図５は、図２に従って構成された導管に、音響的透過性の不織布で形成された内部カフを設けた本発明の別の変更例を示す。
【００１６】
図６及び図７からわかるように、穿孔１４は、多くの異なった方法で形成することができる。本発明は、たとえば、丸形、正方形、Ｖ字形、スロット形または他の形状などの幾何学的形状に一般的に形成された穴を有する。
【００１７】
本発明は、上記の説明的実施形態に制限されないで、特許請求の範囲内でさまざまな他の変化及び変更を加えることができるものと見なされるべきである。たとえば、本発明に従った装置は、直列または並列に配置された多数の管部分１０の組み合わせを有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１例に従って構成された導管の一部分の概略的平面図である。
【図２】
本発明の第２例に従って構成された導管の一部分の長手方向断面図である。
【図３】
本発明の第３例に従って構成された導管の一部分の長手方向断面図である。
【図４】
図２に示された本発明の例の変更形である。
【図５】
図２に示された本発明の例の変更形である。
【図６】
導管の板壁の一部分を断面で示すと共に、さまざまな穿孔の例をそれぞれ平面図で示す。
【図７】
導管の板壁の一部分を断面で示すと共に、さまざまな穿孔の例をそれぞれ平面図で示す。

Claims (10)

1. 内燃機関から排気ガスを搬送するための導管（１０）内の共振を減衰する装置であって、前記導管（１０）の外端部（１１）から距離を置いた位置に少なくとも１つの穿孔（１４）を設けたことを特徴とする装置。
2. 前記穿孔（１４）は、前記導管（１０）の内部と周囲雰囲気との間の音響的結合を行うことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記穿孔（１４）は、前記導管（１０）内の、前記穿孔の下流側にわずかに離れた位置の圧力より比較的低い静圧である地点に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記穿孔（１４）付近の低い静圧は、前記導管の断面積を減少させることによってもたらされることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記導管（１４）の断面積の減少部分は、ベンチュリとして構成されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. ベンチュリとして構成された管部分（１０ａ）は、その外側が吸音材で覆われていることを特徴とする請求項４または５に記載の装置。
7. 前記吸音材は、穿孔プレート（１７）によって覆われていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記穿孔（１４）付近の低い静圧は、前記導管内のガス流の方向の変化によってもたらされることを特徴とする請求項３に記載の装置。
9. ガス流の方向の変化は、前記導管の湾曲によってもたらされることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記穿孔（１４）は、前記導管（１０）の内側または外側の音響的透過性織物（２０）によって覆われていることを特徴とする先行の請求項のいずれか１項に記載の装置。