JP4276979B2

JP4276979B2 - Engine exhaust pipe structure

Info

Publication number: JP4276979B2
Application number: JP2004163357A
Authority: JP
Inventors: 貞和中嶋
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2024-06-01
Also published as: JP2005344558A

Description

本発明は、舶用主機としてのエンジンに用いて好適なエンジンの排気管構造の技術に関する。 The present invention relates to a technology of an engine exhaust pipe structure suitable for use in an engine as a marine main engine.

従来から、エンジンの排気通路においては、シリンダ部に形成される排気出口やエンジンに具備される過給機の排気ベント等に接続される排気管に、外部に排出される排気による排気音を吸音して排気騒音を低減することを目的とした排気消音器（以下、単に「消音器」という。）が介装または接続されている。このような消音器に関しては、用途等に応じて様々な技術が公知となり実際に使用されており、それらには、排気通路面積を変化させる弁機構を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１においては、消音器の排気出口側に取り付ける連通管を少なくとも２つの排気通路に仕切るとともに、これらのうちの１つの排気通路に弁機構を設けている。そして、エンジンが低回転のときは前記弁機構を閉じ、これにより、エンジンの低回転時の排気音を低減させている。
特開２０００−２１３３４３号公報 Conventionally, in an exhaust passage of an engine, an exhaust sound connected to an exhaust outlet formed in a cylinder portion or an exhaust vent of a supercharger provided in the engine is absorbed into the exhaust pipe. An exhaust silencer (hereinafter simply referred to as “silencer”) for the purpose of reducing exhaust noise is interposed or connected. With regard to such a silencer, various techniques are known and actually used in accordance with applications and the like, and some of them are provided with a valve mechanism for changing an exhaust passage area (for example, Patent Document 1). reference.). In this patent document 1, the communication pipe attached to the exhaust outlet side of the silencer is partitioned into at least two exhaust passages, and a valve mechanism is provided in one of these exhaust passages. When the engine is running at a low speed, the valve mechanism is closed, thereby reducing exhaust noise when the engine is running at a low speed.
JP 2000-213343 A

ところで、前述したような消音器を有するエンジンが、例えば、プッシャーボート（押し船）やタグボート（引き船）や漁船などの船舶に搭載される舶用主機の場合、そのエンジンの起動が深夜や早朝の時間帯に行われることが多々ある。つまり、こうした船舶は２４時間、時間を選ばず出航するため、エンジンの起動が深夜などにも行われることとなる。そして、このような船舶は一般に岸壁（船舶を接岸係留させるための港湾施設）等に停泊されているため、付近に民家などが在ることも多い。そのため、このような場所でエンジンの起動を行う場合、特に深夜などにおいてはその起動時の排気音が騒音公害の原因となる事例もある。 By the way, when the engine having a silencer as described above is a marine main engine mounted on a ship such as a pusher boat, a tugboat, a fishing boat, etc., the engine is started at midnight or early in the morning. There are many times during the time. In other words, since such a ship departs 24 hours a day, the engine is started at midnight. And since such a ship is generally anchored at a quay (a port facility for mooring a ship), there are many private houses in the vicinity. For this reason, when the engine is started in such a place, particularly in the middle of the night, there are cases in which the exhaust sound at the start causes noise pollution.

このような、船舶に搭載されるエンジンの起動時の排気音やエンジン起動後の出航時（部分負荷時）の排気音を低減するためのエンジンの排気管構造が、本出願人によって特願２００４−１２９９５１号により提案されている。この提案においては、前記特許文献１に示されているような、ワイヤやロッド等の連結部材を介して駆動手段により開閉され消音器の内部に設けられる弁機構は、船舶などの産業用機械に搭載されるような比較的大型のエンジンに具備される消音器には構造上適さない場合があること等に鑑み、排気通路に具備される消音器に連通接続される排気管に、この排気管の排気通路面積を変化させる弁機構を備えたものが示されており、この弁機構を消音器の上流側又は下流側に設ける構成としている。そして、エンジンの起動時や部分負荷時に排気管の排気通路面積を縮小することによって排気音を低減させている。 Such an exhaust pipe structure of an engine for reducing the exhaust noise at the time of starting an engine mounted on a ship and the exhaust sound at the time of departure after starting the engine (at the time of partial load) is disclosed in Japanese Patent Application 2004. -129951. In this proposal, as shown in Patent Document 1, a valve mechanism that is opened and closed by a driving means via a connecting member such as a wire or a rod and provided in the silencer is used in an industrial machine such as a ship. In view of the fact that the silencer provided in a relatively large engine to be mounted may not be structurally suitable, the exhaust pipe connected to the silencer provided in the exhaust passage is connected to the exhaust pipe. A valve mechanism for changing the exhaust passage area is shown, and this valve mechanism is provided upstream or downstream of the silencer. The exhaust noise is reduced by reducing the exhaust passage area of the exhaust pipe when the engine is started or when the engine is partially loaded.

しかし、ここで示されている弁機構を、排気管の途中に設ける構成とした場合、弁機構を構成する制御弁などが船内や機関室内などに位置することとなる。この場合、排気ガスのわずかな漏れも許容されず、弁機構（特に制御弁）における排気ガスの漏れに対して十分な対応が必要となる。そして、この排気ガスの漏れに対する十分な対応を行うためには、弁機構において高い気密性や耐久性が必要となり、弁機構を構成する制御弁が極めて高価なものとなってしまう。この点、船外に露出する部分の排気管においては、船内などに弁機構を設ける場合に要求されるほどの高い気密性や耐久性が必要なく、排気ガスの漏れに対する対応が比較的容易である。一方、排気管構造における排気音の低減効果は、弁機構における排気通路面積の縮小面積によってほぼ決まるため、排気音の低減効果を得るためには、弁機構によって排気通路面積を縮小させるという作用が得られればよい。つまり、排気音の低減は、排気通路面積を縮小させることによって行われるものであり、制御弁においてある程度の気密性が保持できれば排気音の低減効果を得ることができる。 However, when the valve mechanism shown here is provided in the middle of the exhaust pipe, the control valve or the like constituting the valve mechanism is located in the ship or in the engine room. In this case, a slight leak of the exhaust gas is not allowed, and a sufficient response to the leak of the exhaust gas in the valve mechanism (particularly the control valve) is required. In order to sufficiently cope with the leakage of the exhaust gas, the valve mechanism requires high airtightness and durability, and the control valve constituting the valve mechanism becomes extremely expensive. In this regard, the exhaust pipe exposed outside the ship does not need to have the high airtightness and durability required when a valve mechanism is provided inside the ship and the like, and it is relatively easy to deal with exhaust gas leakage. is there. On the other hand, the effect of reducing the exhaust noise in the exhaust pipe structure is almost determined by the reduction area of the exhaust passage area in the valve mechanism. Therefore, in order to obtain the effect of reducing the exhaust noise, the action of reducing the exhaust passage area by the valve mechanism is used. It only has to be obtained. That is, the exhaust noise is reduced by reducing the exhaust passage area, and if the control valve can maintain a certain degree of airtightness, an effect of reducing the exhaust noise can be obtained.

そこで、本発明においては、機関室における設置スペースの制限などから小型となる排気消音器を備える排気管構造であっても、エンジンの起動時の大音量排気音を低減することができるとともに、簡単な構成で低コストなエンジンの排気管構造を提供する。 Therefore, in the present invention, even with an exhaust pipe structure including an exhaust silencer that is downsized due to restrictions on the installation space in the engine room, it is possible to reduce a large volume exhaust sound at the start of the engine and to simplify An exhaust pipe structure for a low-cost engine with a simple structure is provided.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.

請求項１においては、排気管（３）に消音器（２）を具備し、前記排気管（３）が、搭載された機体の内部から外部へと、機体を貫通して配管されるエンジン（１）の排気管構造において、前記排気管（３）の排気口（３ａ）側の端部に、該排気管（３）の排気通路面積を変化させる弁機構（１０）を設け、該弁機構（１０）は、作動用のアクチュエータ（４）と、前記アクチュエータ（４）を介して前記弁機構（１０）を制御するコントローラ（５）と、前記アクチュエータ（４）により連結部材を介して作動され、前記排気管（３）の排気口（３ａ）の開閉を行う制御弁（２１）により構成し、該制御弁（２１）には、前記排気口（３ａ）よりも小径の排気孔（２２）を開口し、前記排気管（３）内に消音管（３２）を配置し、該消音管（３２）は、前記排気孔（２２）の開口面積と略同一の排気通路面積を有する円筒状の排気通路（３８）と、該排気通路（３８）の外周部で、排気通路（３８）との間を通気孔（３４ａ）により連通し、内部に吸音材（３６）が充填された消音室（３５）により構成し、前記制御弁（２１）が閉じた状態で、前記消音管（３２）の排気通路（３８）が、前記制御弁（２１）の排気孔（２２）と連通するように構成し、前記コントローラ（５）は、該エンジン（１）の起動時、前記排気管（３）の排気通路面積を設定時間（Ｔ）の間だけ、排気孔（２２）の開口面積に縮小するように、前記弁機構（１０）を制御するものである。 In claim 1, the exhaust pipe (3) includes a silencer (2), and the exhaust pipe (3) is piped from the inside of the mounted body to the outside through the body ( In the exhaust pipe structure of 1), a valve mechanism (10) for changing an exhaust passage area of the exhaust pipe (3) is provided at an end of the exhaust pipe (3) on the exhaust port (3a) side, and the valve mechanism (10) is actuated via a connecting member by an actuator (4) for operation, a controller (5) for controlling the valve mechanism (10) via the actuator (4), and the actuator (4). The control valve (21) opens and closes the exhaust port (3a) of the exhaust pipe (3), and the control valve (21) has an exhaust hole (22) having a smaller diameter than the exhaust port (3a). And a muffler pipe (32) is disposed in the exhaust pipe (3). 32) is a cylindrical exhaust passage (38) having an exhaust passage area substantially the same as the opening area of the exhaust hole (22), and an outer periphery of the exhaust passage (38). A sound-absorbing chamber (35) filled with a sound-absorbing material (36) is communicated with the vent hole (34a), and the control valve (21) is closed and the silencer tube (32) is closed. The exhaust passage (38) is configured to communicate with the exhaust hole (22) of the control valve (21), and the controller (5) is configured to connect the exhaust pipe (3) when the engine (1) is started. The valve mechanism (10) is controlled so that the exhaust passage area is reduced to the opening area of the exhaust hole (22) for a set time (T) .

請求項２においては、請求項１記載のエンジンの排気管構造において、前記排気管（３）の排気口（３ａ）の開口面を、該排気管（３）の上側が長くなり下側が短くなるように、開口面の鉛直方向に対して前傾する角度（α）の傾斜面とし、前記制御弁（２１）も同じく該排気口（３ａ）の傾斜面に沿わせて開閉させるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the exhaust pipe structure of the engine according to the first aspect, the upper surface of the exhaust pipe (3) becomes longer and the lower side of the opening of the exhaust port (3a) of the exhaust pipe (3) becomes shorter. As described above, the inclined surface has an angle (α) inclined forward with respect to the vertical direction of the opening surface, and the control valve (21) is also opened and closed along the inclined surface of the exhaust port (3a) .

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項１においては、排気管（３）に消音器（２）を具備し、前記排気管（３）が、搭載された機体の内部から外部へと、機体を貫通して配管されるエンジン（１）の排気管構造において、前記排気管（３）の排気口（３ａ）側の端部に、該排気管（３）の排気通路面積を変化させる弁機構（１０）を設け、該弁機構（１０）は、作動用のアクチュエータ（４）と、前記アクチュエータ（４）を介して前記弁機構（１０）を制御するコントローラ（５）と、前記アクチュエータ（４）により連結部材を介して作動され、前記排気管（３）の排気口（３ａ）の開閉を行う制御弁（２１）により構成し、該制御弁（２１）には、前記排気口（３ａ）よりも小径の排気孔（２２）を開口し、前記排気管（３）内に消音管（３２）を配置し、該消音管（３２）は、前記排気孔（２２）の開口面積と略同一の排気通路面積を有する円筒状の排気通路（３８）と、該排気通路（３８）の外周部で、排気通路（３８）との間を通気孔（３４ａ）により連通し、内部に吸音材（３６）が充填された消音室（３５）により構成し、前記制御弁（２１）が閉じた状態で、前記消音管（３２）の排気通路（３８）が、前記制御弁（２１）の排気孔（２２）と連通するように構成し、前記コントローラ（５）は、該エンジン（１）の起動時、前記排気管（３）の排気通路面積を設定時間（Ｔ）の間だけ、排気孔（２２）の開口面積に縮小するように、前記弁機構（１０）を制御するので、エンジンの起動時の大音量排気音を低減することができるとともに、簡単な構成で低コストな排気管構造が実現できる。 In claim 1, the exhaust pipe (3) includes a silencer (2), and the exhaust pipe (3) is piped from the inside of the mounted body to the outside through the body ( In the exhaust pipe structure of 1), a valve mechanism (10) for changing an exhaust passage area of the exhaust pipe (3) is provided at an end of the exhaust pipe (3) on the exhaust port (3a) side, and the valve mechanism (10) is actuated via a connecting member by an actuator (4) for operation, a controller (5) for controlling the valve mechanism (10) via the actuator (4), and the actuator (4). The control valve (21) opens and closes the exhaust port (3a) of the exhaust pipe (3), and the control valve (21) has an exhaust hole (22) having a smaller diameter than the exhaust port (3a). And a muffler pipe (32) is disposed in the exhaust pipe (3). 32) is a cylindrical exhaust passage (38) having an exhaust passage area substantially the same as the opening area of the exhaust hole (22), and an outer periphery of the exhaust passage (38). A sound-absorbing chamber (35) filled with a sound-absorbing material (36) is communicated with the vent hole (34a), and the control valve (21) is closed and the silencer tube (32) is closed. The exhaust passage (38) is configured to communicate with the exhaust hole (22) of the control valve (21), and the controller (5) is configured to connect the exhaust pipe (3) when the engine (1) is started. Since the valve mechanism (10) is controlled so that the exhaust passage area is reduced to the opening area of the exhaust hole (22) only for the set time (T), the loud sound exhausted at the time of starting the engine is reduced. In addition, a low-cost exhaust pipe structure can be realized with a simple configuration.

また、排気管３内に消音管３２を設けることにより、エンジン１の起動時において流速の速くなる排気ガスが制御弁２１の排気孔２２を通過する際に発する高周波音である気流音を低減することができ、より高い消音効果を得ることができる。即ち、エンジンの起動時において流速の速くなる排気ガスが制御弁の排気孔を通過する際に発する高周波音である気流音を低減することができ、より高い消音効果を得ることができる。 Further, by providing the muffler pipe 32 in the exhaust pipe 3, the flow noise that is a high-frequency sound generated when the exhaust gas having a high flow velocity when the engine 1 is started passes through the exhaust hole 22 of the control valve 21 is reduced. And a higher silencing effect can be obtained. That is, it is possible to reduce the airflow noise, which is a high-frequency sound generated when the exhaust gas having a high flow velocity at the time of starting the engine passes through the exhaust hole of the control valve, and to obtain a higher silencing effect.

請求項２においては、請求項１記載のエンジンの排気管構造において、前記排気管（３）の排気口（３ａ）の開口面を、該排気管（３）の上側が長くなり下側が短くなるように、開口面の鉛直方向に対して前傾する角度（α）の傾斜面とし、前記制御弁（２１）も同じく該排気口（３ａ）の傾斜面に沿わせて開閉させるので、制御弁２１が開状態にあるときは、制御弁２１が自重により鉛直方向に垂下した状態となるので、排気口３ａの開口面を鉛直方向に対して傾斜させた分、排気口３ａと制御弁２１との間に隙間が生じることとなる。つまり、制御弁２１の開状態では、この隙間分の開口面積が開口した状態となるので、制御弁２１が開状態のときの排気管３内における排気ガスの背圧を低減することができる。即ち、制御弁が開状態のときの排気管内における排気ガスの背圧を低減することができる。 According to a second aspect of the present invention, in the exhaust pipe structure of the engine according to the first aspect, the upper surface of the exhaust pipe (3) becomes longer and the lower side of the opening of the exhaust port (3a) of the exhaust pipe (3) becomes shorter. As described above, since the inclined surface has an angle (α) inclined forward with respect to the vertical direction of the opening surface, the control valve (21) is also opened and closed along the inclined surface of the exhaust port (3a). When the valve 21 is in the open state, the control valve 21 is suspended in its vertical direction due to its own weight. Therefore, the exhaust port 3a, the control valve 21, There will be a gap between the two. That is, when the control valve 21 is in the open state, the opening area corresponding to the gap is open, so that the back pressure of the exhaust gas in the exhaust pipe 3 when the control valve 21 is in the open state can be reduced. That is, the back pressure of the exhaust gas in the exhaust pipe when the control valve is open can be reduced.

次に、発明の実施の形態を説明する。 Next, embodiments of the invention will be described.

図１は本発明のエンジンの排気管構造の概略構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust pipe structure of an engine according to the present invention.

図２は弁機構の第１構成例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a first configuration example of the valve mechanism.

図３は機関出力と排気ガス質量流量との関係を表す測定結果の一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a measurement result representing a relationship between the engine output and the exhaust gas mass flow rate.

図４は弁機構の第２構成例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a second configuration example of the valve mechanism.

図５は同じく第１実施例を示す図である。 FIG. 5 is also a diagram showing the first embodiment .

図６は同じく第２実施例を示す図である。 FIG. 6 is also a view showing a second embodiment .

図７は同じく第３構成例を示す図である。 FIG. 7 is also a diagram showing a third configuration example .

本発明は、排気通路に消音器を具備し、前記消音器に連通接続される排気管が、エンジンが搭載される機体の内部から外部へと該機体を貫通して配管される構造におけるエンジンの排気管構造に係るものであり、特に、船舶に用いられる舶用主機としてのエンジンに用いて好適なものである。そのため、以下においては、エンジン１が搭載される機体を船体Ｓとして、即ちエンジン１を舶用主機としてのエンジンとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、船舶をはじめその他の産業用機械に搭載されるエンジンに適用することができる。 The present invention relates to an engine having a structure in which a silencer is provided in an exhaust passage, and an exhaust pipe connected to the silencer is piped through the body from the inside of the body on which the engine is mounted. The present invention relates to an exhaust pipe structure, and is particularly suitable for use in an engine as a marine main engine used in a ship. Therefore, in the following, the airframe on which the engine 1 is mounted will be described as a hull S, that is, the engine 1 is an engine as a marine main engine. However, the present invention is not limited to this, and other industries including ships It can be applied to engines mounted on industrial machines.

まず、図１を用いて本発明に係る排気管構造の概略構成について説明する。船体Ｓ内の機関室に搭載されるエンジン１の排気出口１ａには、エンジン１からの排気ガスを外部に排出するための排気通路を形成する排気管３が連通接続されており、この排気管３には消音器２が具備されている。この消音器２により、エンジン１から排出される排気ガスを排気管３によって外部に排出する際の排気音を吸音して排気騒音を低減させている。消音器２は、その内部に形成される膨張室にて排気を一旦膨張させた後に外部に排出するという膨張比による消音が行われる膨張型消音器である。また、消音器２内部に備わる吸音材による消音なども行われる。そして、排気管３は、その排気出口側にて船体Ｓの内部から外部へと該船体Ｓを貫通するように配管されている。 First, the schematic configuration of the exhaust pipe structure according to the present invention will be described with reference to FIG. An exhaust pipe 3 that forms an exhaust passage for exhausting exhaust gas from the engine 1 to the outside is connected to the exhaust outlet 1a of the engine 1 mounted in the engine room in the hull S. 3 includes a silencer 2. The silencer 2 absorbs the exhaust noise when the exhaust gas discharged from the engine 1 is discharged to the outside through the exhaust pipe 3 to reduce the exhaust noise. The silencer 2 is an expansion type silencer in which sound is silenced by an expansion ratio in which exhaust is once expanded in an expansion chamber formed therein and then discharged to the outside. In addition, noise reduction using a sound absorbing material provided in the silencer 2 is also performed. The exhaust pipe 3 is piped so as to pass through the hull S from the inside to the outside of the hull S on the exhaust outlet side.

本発明に係る排気管構造の特徴として、前記排気管３の排気出口側端部に、排気管３の排気通路面積を変化させる弁機構１０を備えている。弁機構１０は、詳細は後述するが、アクチュエータ４によって作動し、排気管３の排気通路面積を可変としている。アクチュエータ４は、制御手段としてのコントローラ５と接続されており、このコントローラ５からアクチュエータ４へ制御信号が送られる。つまり、弁機構１０は、コントローラ５からの制御信号に基づきアクチュエータ４を介してコントローラ５により制御される。また、コントローラ５はエンジン１と接続されており、オペレータによる始動キーの操作などによりコントローラ５にエンジン１の起動指令が入力されると、コントローラ５からエンジン１へ起動信号を送信する。 As a feature of the exhaust pipe structure according to the present invention, a valve mechanism 10 that changes an exhaust passage area of the exhaust pipe 3 is provided at an end portion on the exhaust outlet side of the exhaust pipe 3. Although details will be described later, the valve mechanism 10 is operated by the actuator 4 so that the exhaust passage area of the exhaust pipe 3 is variable. The actuator 4 is connected to a controller 5 as control means, and a control signal is sent from the controller 5 to the actuator 4. That is, the valve mechanism 10 is controlled by the controller 5 via the actuator 4 based on the control signal from the controller 5. The controller 5 is connected to the engine 1, and transmits a start signal from the controller 5 to the engine 1 when a start command for the engine 1 is input to the controller 5 by an operation of a start key by an operator.

次に、本発明に係る排気管構造における弁機構１０の第１構成例について図２を用いて説明する。本構成例における弁機構１０は、アクチュエータ４により連結部材１５を介して作動して排気管３の排気口３ａの開閉を行う制御弁１１と、排気管３から分岐され排気管３よりも狭い排気通路面積を有する分岐管３ｂとを備えている。 Next, a first configuration example of the valve mechanism 10 in the exhaust pipe structure according to the present invention will be described with reference to FIG. The valve mechanism 10 in this configuration example is operated by the actuator 4 via the connecting member 15 to open and close the exhaust port 3a of the exhaust pipe 3 and the exhaust gas branched from the exhaust pipe 3 and narrower than the exhaust pipe 3 And a branch pipe 3b having a passage area.

制御弁１１は、その上端部を排気管３端部の外周面上側に固設される支持ステー１３を介して設けられる回動軸１４に回動自在に支承されており、この回動軸１４を中心に回動することにより排気口３ａの開閉を行う。制御弁１１の開閉は、ボーデンワイヤ等の連結部材１５を介してアクチュエータ４により行われる。連結部材１５は、排気管３の外部においてその一端が制御弁１１の下部に設けられる係止部５１に係止され、他端がアクチュエータ４の移動体４ａに連結されている。ここで、連結部材１５は、排気管３の外周面に固設される支持台１６を介して設けられるガイドパイプ１７に挿通されている。これにより、アクチュエータ４の駆動力が連結部材１５を介して制御弁１１に伝達されて制御弁１１が閉じられるように、連結部材１５が案内されている。この際、連結部材１５は船内から船外へと導かれることとなるので、連結部材１５は船体Ｓに設けられる貫通孔部１９を挿通する。 The upper end of the control valve 11 is rotatably supported by a rotating shaft 14 provided via a support stay 13 fixed to the upper outer peripheral surface of the end of the exhaust pipe 3. The exhaust port 3a is opened and closed by rotating around the center. The control valve 11 is opened and closed by the actuator 4 via a connecting member 15 such as a Bowden wire. One end of the connecting member 15 is locked to a locking portion 51 provided below the control valve 11 outside the exhaust pipe 3, and the other end is connected to the moving body 4 a of the actuator 4. Here, the connecting member 15 is inserted into a guide pipe 17 provided via a support base 16 fixed to the outer peripheral surface of the exhaust pipe 3. Thereby, the connecting member 15 is guided so that the driving force of the actuator 4 is transmitted to the control valve 11 via the connecting member 15 and the control valve 11 is closed. At this time, since the connecting member 15 is guided from the inside of the ship to the outside of the ship, the connecting member 15 is inserted through the through-hole portion 19 provided in the hull S.

このような構成によって、コントローラ５からの制御信号に基づきアクチュエータ４が駆動して移動体４ａを移動させることにより、連結部材１５の引張り動作が行われ制御弁１１が閉じられる。つまり、制御弁１１の開いた状態（以下、単に「開状態」とする。）とは、アクチュエータ４による連結部材１５を介しての制御弁１１を閉じる方向の引張り動作が行われてない状態であり、制御弁１１が、その自重によって鉛直方向に垂下して回動軸１４に支承された状態となる。この状態では、排気口３ａから排出される排気ガスの圧力によって制御弁１１が回動軸１４を中心に回動することで排気口３ａが開き排気ガスが排出される。一方、制御弁１１の閉じた状態（以下、単に「閉状態」とする。）とは、アクチュエータ４による連結部材１５を介しての制御弁１１を閉じる方向の引張り動作が行われ、制御弁１１によって排気口３ａが閉じられた状態である。このため、アクチュエータ４は、移動体４ａの移動により制御弁１１を閉じる方向に連結部材１５の引張り動作が行える構成のものであればよく、電動モータやソレノイドや油・空圧シリンダ等の各種アクチュエータを用いることが可能である。 With such a configuration, the actuator 4 is driven based on the control signal from the controller 5 to move the moving body 4a, whereby the connecting member 15 is pulled and the control valve 11 is closed. That is, the state in which the control valve 11 is open (hereinafter simply referred to as “open state”) is a state in which the actuator 4 does not perform a pulling operation in the direction of closing the control valve 11 via the connecting member 15. Yes, the control valve 11 hangs down in the vertical direction by its own weight and is supported by the rotating shaft 14. In this state, the exhaust valve 3a is opened and the exhaust gas is discharged when the control valve 11 rotates about the rotation shaft 14 by the pressure of the exhaust gas discharged from the exhaust port 3a. On the other hand, when the control valve 11 is closed (hereinafter simply referred to as “closed state”), the actuator 4 pulls the control valve 11 via the connecting member 15 in the closing direction, and the control valve 11 is closed. Thus, the exhaust port 3a is closed. For this reason, the actuator 4 only needs to have a configuration capable of pulling the connecting member 15 in the direction in which the control valve 11 is closed by the movement of the moving body 4a, and various actuators such as an electric motor, a solenoid, and an oil / pneumatic cylinder. Can be used.

また、連結部材１５の一端が係止される係止部５１は、制御弁１１の左右両側に設け、それぞれにおいて連結部材１５を係止する構成とすることが好ましい。こうすることで、制御弁１１が連結部材１５を介して左右両側から引張られることとなり、安定した制御弁１１の閉状態を保持することができる。また、制御弁１１の上端部にはバランス重り１８が取り付けられており、制御弁１１が開状態のとき、排気口３ａから排出される排気ガスの圧力によって回動軸１４を中心に回転して開く際に、制御弁１１を開き易くして排気管３内における排気ガスの背圧を低減している。なお、バランス重り１８の代わりに、スプリング等の弾性体を用いて制御弁１１を開く方向に付勢する構造としてもよい。また、制御弁１１の排気口３ａ側の面には、制御弁１１によって排気口３ａを閉じた状態での排気ガスの漏れを防止するためのシールパッキン５２が貼設されている。シールパッキン５２の材質としては、硬質ゴム、軟質ゴム等の各種ゴムや、プラスチック等の種々の弾性部材が考えられる。 Moreover, it is preferable that the latching | locking part 51 in which the end of the connection member 15 is latched is provided in the both right and left sides of the control valve 11, and it is set as the structure which latches the connection member 15 in each. By doing so, the control valve 11 is pulled from both the left and right sides via the connecting member 15, and the stable closed state of the control valve 11 can be maintained. Further, a balance weight 18 is attached to the upper end portion of the control valve 11, and when the control valve 11 is in an open state, the control valve 11 rotates around the rotation shaft 14 by the pressure of the exhaust gas discharged from the exhaust port 3a. At the time of opening, the control valve 11 is easily opened to reduce the back pressure of the exhaust gas in the exhaust pipe 3. Instead of the balance weight 18, an elastic body such as a spring may be used to bias the control valve 11 in the opening direction. A seal packing 52 is attached to the surface of the control valve 11 on the exhaust port 3a side to prevent leakage of exhaust gas when the control valve 11 closes the exhaust port 3a. As a material for the seal packing 52, various rubbers such as hard rubber and soft rubber, and various elastic members such as plastic can be considered.

前記分岐管３ｂは、船内において排気管３から分岐されるとともに船体Ｓを貫通し、その排気出口３ｃを船外において開口している。なお、分岐管３ｂは、船外において分岐する構成としてもよい。そして、分岐管３ｂは、排気管３よりも小径、即ち排気通路面積が排気管３よりも狭くなるように形成されている（分岐管３ｂの排気通路面積については後述する。）。 The branch pipe 3b is branched from the exhaust pipe 3 in the ship and penetrates the hull S, and the exhaust outlet 3c is opened outside the ship. The branch pipe 3b may be configured to branch outside the ship. The branch pipe 3b has a smaller diameter than the exhaust pipe 3, that is, the exhaust passage area is narrower than the exhaust pipe 3 (the exhaust passage area of the branch pipe 3b will be described later).

このような構成において、弁機構１０の制御弁１１の開閉を制御することにより、分岐管３ｂを含む排気管３の排気通路面積が変化させることができる。すなわち、制御弁１１が開状態のときは、排気ガスは排気管３及び分岐管３ｂを流れて排出されることとなり、排気通路面積は排気管３及び分岐管３ｂの排気通路面積の合計となる。一方、制御弁１１が閉状態のときは、排気ガスは分岐管３ｂのみを流れて排出されることとなり、排気通路面積は分岐管３ｂのみの排気通路面積となる。この制御弁１１が閉状態の場合、分岐管３ｂは排気管３よりもその排気通路面積が狭く形成されているので、弁機構１０における排気通路面積は、排気管３の排気通路面積に対して縮小されることとなる。 In such a configuration, by controlling the opening and closing of the control valve 11 of the valve mechanism 10, the exhaust passage area of the exhaust pipe 3 including the branch pipe 3b can be changed. That is, when the control valve 11 is open, the exhaust gas flows through the exhaust pipe 3 and the branch pipe 3b and is discharged, and the exhaust passage area is the sum of the exhaust passage areas of the exhaust pipe 3 and the branch pipe 3b. . On the other hand, when the control valve 11 is in the closed state, the exhaust gas flows and is discharged only through the branch pipe 3b, and the exhaust passage area is the exhaust passage area of only the branch pipe 3b. When the control valve 11 is in the closed state, the branch pipe 3b is formed to have a narrower exhaust passage area than the exhaust pipe 3, so that the exhaust passage area in the valve mechanism 10 is smaller than the exhaust passage area of the exhaust pipe 3. It will be reduced.

以上のような構成の排気管構造において、エンジン１の起動時に排気管３の排気通路面積を縮小するように弁機構１０を制御することにより、エンジン１の起動時の大音響となる排気音を低減する。つまり、エンジン１の起動時には、制御弁１１を閉状態として排気通路面積を縮小させることにより、大音響となる起動時排気音を低減する。 In the exhaust pipe structure configured as described above, by controlling the valve mechanism 10 so as to reduce the exhaust passage area of the exhaust pipe 3 when the engine 1 is started, exhaust sound that becomes a loud sound when the engine 1 is started is generated. To reduce. In other words, when the engine 1 is started, the control valve 11 is closed to reduce the exhaust passage area, thereby reducing the start-up exhaust noise that becomes loud.

エンジン１の起動時における弁機構１０の具体的な制御態様としては、例えば、エンジン１の起動時から一定時間の間、弁機構１０の制御弁１１を閉状態として排気通路面積を縮小させることにより排気音を低減する方法がある。この場合、コントローラ５にエンジン１の起動後から弁機構１０を閉状態とする時間を予め設定する（以下、この設定される時間を「設定時間Ｔ」とする。）。この設定時間Ｔは、エンジン１の起動時の大音響排気音が発生する間の時間よりも若干長く設定される。つまり、エンジン１起動時における大音響排気音は、エンジン１を起動した瞬間から短時間（測定結果によると約１．５秒）の間に発生するため、エンジン１の起動時（起動した瞬間）から設定時間Ｔが経過するまでの間、制御弁１１を閉状態として排気管３の排気通路面積を縮小させて排気音を低減させる。 As a specific control mode of the valve mechanism 10 when the engine 1 is started, for example, the control valve 11 of the valve mechanism 10 is closed for a certain time from the start of the engine 1 to reduce the exhaust passage area. There are methods for reducing exhaust noise. In this case, a time for closing the valve mechanism 10 after the engine 1 is started is set in the controller 5 in advance (hereinafter, this set time is referred to as “set time T”). This set time T is set slightly longer than the time during which a large acoustic exhaust sound is generated when the engine 1 is started. That is, since the loud acoustic exhaust sound when the engine 1 is started is generated within a short time (about 1.5 seconds according to the measurement result) from the moment when the engine 1 is started, when the engine 1 is started (the moment when the engine 1 is started). Until the set time T elapses, the control valve 11 is closed to reduce the exhaust passage area of the exhaust pipe 3 to reduce the exhaust noise.

具体的には、オペレータによる始動キーの操作などによりコントローラ５にエンジン１の起動指令が入力されると、コントローラ５はこの起動信号が入力された時点をエンジン１の起動時と認識する。そして、コントローラ５は、エンジン１の起動時から前記設定時間Ｔが経過するまでの間、制御弁１１を閉状態とする。そして、エンジン１の起動時から設定時間Ｔ経過後、制御弁１１を開状態とする。なお、エンジン１の起動時において制御弁１１を閉状態とする制御は、例えば、エンジン１の停止時には制御弁１１が閉状態となるように制御したり、エンジン１の起動時にコントローラ５に入力される起動信号に基づき、制御弁１１を瞬間的に閉状態とするように制御したりする方法が考えられる。つまり、これらは制御弁１１の構造やその他制御構造などによって任意であり、エンジン１の起動時から設定時間Ｔが経過するまでの間、制御弁１１が閉状態となるように制御されればよい。 Specifically, when a start command for the engine 1 is input to the controller 5 by an operation of a start key by an operator, the controller 5 recognizes the time when the start signal is input as the start time of the engine 1. Then, the controller 5 closes the control valve 11 until the set time T elapses from when the engine 1 is started. Then, after the set time T has elapsed since the engine 1 was started, the control valve 11 is opened. The control for closing the control valve 11 when the engine 1 is started is, for example, controlled so that the control valve 11 is closed when the engine 1 is stopped, or input to the controller 5 when the engine 1 is started. A method of controlling the control valve 11 to be instantaneously closed based on the start signal is conceivable. That is, these are arbitrary depending on the structure of the control valve 11 and other control structures, and may be controlled so that the control valve 11 is closed until the set time T elapses after the engine 1 is started. .

このように、エンジン１の起動時から一定時間の間、制御弁１１を閉状態とすることにより、排気管３の排気通路面積が縮小されることとなるため、エンジン１の起動時に発生する大音響排気音を低減することができる。これにより、深夜などにおけるエンジン１の起動による付近住民への影響を低減することができ、時間帯や場所に関わらずエンジン１の起動を行うことができるようになる。また、弁機構１０を排気管３の排気出口側端部に設ける構成とすることにより、排気管３の排気口３ａの開閉を行う制御弁１１が船外に設けられることとなるので、弁機構１０を船内に設ける場合に要求されるほどの高い気密性や耐久性が必要なく、制御弁１１における排気ガスの漏れに対する対応が比較的容易となり、簡単な構成で低コストな排気管構造が実現できる。 As described above, since the exhaust passage area of the exhaust pipe 3 is reduced by closing the control valve 11 for a certain period of time after the engine 1 is started, the large amount generated when the engine 1 is started. Acoustic exhaust noise can be reduced. Thereby, it is possible to reduce the influence on nearby residents due to the start of the engine 1 at midnight or the like, and the engine 1 can be started regardless of the time zone or place. Further, by providing the valve mechanism 10 at the exhaust outlet side end portion of the exhaust pipe 3, the control valve 11 for opening and closing the exhaust port 3a of the exhaust pipe 3 is provided outside the ship. As the airtightness and durability required for installing 10 in the ship are not required, it is relatively easy to cope with the exhaust gas leakage in the control valve 11, and a low-cost exhaust pipe structure is realized with a simple configuration. it can.

なお、制御弁１１を閉状態とすることによる背圧の上昇が懸念されるが、エンジンの起動時は回転数が低いこと、及び制御弁１１を閉状態とする時間が短時間であることから、背圧の上昇がエンジンの作動やその他機器類へ与える影響は少なく問題ないと考えられる。また、前述したように、エンジン１の起動時から一定時間の間、自動的に制御弁１１を閉状態とする場合の他、エンジン１が搭載される船舶の操作部に本制御を行うための切換えスイッチ等を設け、これによりオンオフ制御を行う構成としたり、また、前記操作部にペダルやレバー等の操作具を設け、この操作具に連結部材１５を連結し、オペレータの手動による遠隔操作が可能な構成としたりすることが考えられる。 Although there is a concern about an increase in the back pressure due to the control valve 11 being closed, the engine speed is low when the engine is started and the time for the control valve 11 to be closed is short. The increase in back pressure has little effect on engine operation and other equipment. Further, as described above, in addition to the case where the control valve 11 is automatically closed for a certain time from the start of the engine 1, this control is performed for the operation unit of the ship on which the engine 1 is mounted. A switch or the like is provided so that on / off control can be performed, and an operation tool such as a pedal or a lever is provided in the operation unit, and a connection member 15 is connected to the operation tool so that an operator can perform remote operation manually. It is possible to make it possible.

このように、エンジン１の起動時から一定時間の間、制御弁１１を閉状態とするように制御するため、エンジン１が起動時からその後の一定時間のローアイドリング時には制御弁１１が閉じた状態となる。そして、この制御弁１１が閉じている間は、弁機構１０における排気通路は分岐管３ｂのみとなる。このため、分岐管３ｂの排気通路面積が、排気管３と比較して狭すぎると背圧が許容範囲を超えることとなり、また、分岐管３ｂの排気通路面積が広すぎると十分な消音効果を得ることができない。そこで、分岐管３ｂの排気通路面積は、次に示すようなエンジン１の特性に基づき、排気管３に対して相対的に設定される。 In this way, since the control valve 11 is controlled to be closed for a certain period of time from the start of the engine 1, the control valve 11 is closed at the time of low idling for a certain period after the engine 1 is started. It becomes. While the control valve 11 is closed, the exhaust passage in the valve mechanism 10 is only the branch pipe 3b. For this reason, if the exhaust passage area of the branch pipe 3b is too narrow compared to the exhaust pipe 3, the back pressure will exceed the allowable range, and if the exhaust passage area of the branch pipe 3b is too wide, a sufficient silencing effect will be obtained. Can't get. Therefore, the exhaust passage area of the branch pipe 3b is set relative to the exhaust pipe 3 based on the characteristics of the engine 1 as described below.

まず、図３にエンジン１における機関出力（単位：ＰＳ）と排気ガスの質量流量（単位：ｋｇ／ｈ）との関係についての測定結果の一例を示す。この測定結果によると、エンジン１の排気ガスの質量流量は、機関出力の増加にともない比例的に増加していることがわかる。測定点Ａは、エンジン１の機関出力が定格出力（連続最大出力）の時（以下、「定格時」という。）のものであり、この時点での排気ガスの質量流量は約１２０００ｋｇ／ｈとなっている。そして、他の測定点を含めた測定結果に基づくと、エンジン１の機関出力が０ＰＳとなる点Ｂに示すローアイドリング時（以下、「無負荷時」という。）においては、排気ガスの質量流量は約３８０ｋｇ／ｈとなる。つまり、無負荷時における排気ガスの質量流量は、定格時に対して約３％の量となることがわかる。なお、ここでいう定格出力とは、一定の状態と運転条件のもとで定められた回転数にて長時間連続して運転できる出力のことをいう。 First, FIG. 3 shows an example of measurement results regarding the relationship between the engine output (unit: PS) and the exhaust gas mass flow rate (unit: kg / h) in the engine 1. According to this measurement result, it can be seen that the mass flow rate of the exhaust gas of the engine 1 increases proportionally with the increase in engine output. The measurement point A is when the engine output of the engine 1 is rated output (continuous maximum output) (hereinafter referred to as “rated time”), and the mass flow rate of the exhaust gas at this point is about 12000 kg / h. It has become. Based on the measurement results including other measurement points, the mass flow rate of the exhaust gas at the time of low idling (hereinafter referred to as “no load”) indicated by the point B at which the engine output of the engine 1 becomes 0 PS is shown. Is about 380 kg / h. That is, it can be seen that the mass flow rate of the exhaust gas at no load is about 3% of the rated time. The rated output here means an output that can be continuously operated for a long time at a rotation speed determined under a certain state and operating conditions.

このように、エンジン１の無負荷時においては、排気ガス流量が定格時に対して少量となるため、この無負荷時における排気ガス流量に応じて、分岐管３ｂの排気通路面積（内径）を排気管３に対して狭く（小さく）設定することができる。この場合において、分岐管３ｂの内径を排気管３に対してどの程度小さくするかは、管内における排気ガスの圧力損失（摩擦損失）に基づく排気ガスの背圧によって設定される。この背圧は、管の内径や管内を通過する排気ガスの流量（流速）などに基づくものであり、管内を通過する排気ガスの流量が減少すると背圧は低くなり、管の内径が小さくなると背圧は高くなる。そして、エンジン１においては許容される背圧が定められている。 As described above, when the engine 1 is not loaded, the exhaust gas flow rate is smaller than that at the rated time. Therefore, the exhaust passage area (inner diameter) of the branch pipe 3b is exhausted according to the exhaust gas flow rate during the no load. It can be set narrower (smaller) than the tube 3. In this case, how much the inner diameter of the branch pipe 3b is made smaller than the exhaust pipe 3 is set by the exhaust gas back pressure based on the pressure loss (friction loss) of the exhaust gas in the pipe. This back pressure is based on the inner diameter of the pipe and the flow rate (flow velocity) of the exhaust gas passing through the pipe. When the flow rate of the exhaust gas passing through the pipe decreases, the back pressure decreases and when the inner diameter of the pipe decreases. Back pressure increases. In the engine 1, an allowable back pressure is determined.

このようなことから、制御弁１１が閉状態で分岐管３ｂのみが排気通路となり排気ガス流量が減少する無負荷時における背圧を、制御弁１１が開状態である定格時において許容される背圧まで高めようとすると、少量となる排気ガス流量に応じて分岐管３ｂの内径を小さくすることが可能となる。つまり、無負荷時においては排気ガス流量が減少するので、その減少した排気ガス流量が分岐管３ｂ内を流れる際の背圧が、定格時において許容される背圧と略同一となるまで分岐管３ｂの内径を小さく設定することができる。具体的には、前記測定結果に基づくと、分岐管３ｂの排気通路面積が排気管３の排気通路面積の数％となるように分岐管３ｂの内径を設定することができる。このように排気管３に対する分岐管３ｂの排気通路面積を設定することにより、制御弁１１を閉状態としたときの排気通路面積を最小限にまで狭くすることが可能となる。つまり、機関室における設置スペースの制限などから小型となる消音器２を備える排気管構造であっても、優れた排気音の低減効果を得ることができる。 For this reason, the back pressure at no load when the control valve 11 is closed and only the branch pipe 3b becomes the exhaust passage and the exhaust gas flow rate is reduced is the back pressure allowed at the rated time when the control valve 11 is open. When trying to increase the pressure, the inner diameter of the branch pipe 3b can be reduced according to the exhaust gas flow rate that becomes a small amount. In other words, since the exhaust gas flow rate decreases when there is no load, the branch pipe until the back pressure when the reduced exhaust gas flow rate flows through the branch pipe 3b becomes substantially the same as the back pressure allowed at the rated time. The inner diameter of 3b can be set small. Specifically, based on the measurement result, the inner diameter of the branch pipe 3b can be set so that the exhaust passage area of the branch pipe 3b is several percent of the exhaust passage area of the exhaust pipe 3. Thus, by setting the exhaust passage area of the branch pipe 3b with respect to the exhaust pipe 3, the exhaust passage area when the control valve 11 is closed can be reduced to the minimum. That is, even if the exhaust pipe structure includes the silencer 2 that is small due to the limitation of the installation space in the engine room, an excellent exhaust noise reduction effect can be obtained.

また、本発明に係る排気管構造における弁機構１０は、次に示すような構成とすることもできる。以下、弁機構１０の各構成例について説明する。なお、同様の用途及び機能を有する部材には同符号を付してその説明を省略する。 Further, the valve mechanism 10 in the exhaust pipe structure according to the present invention may be configured as follows. Hereinafter, each structural example of the valve mechanism 10 will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same use and function, and the description is abbreviate | omitted.

まず、弁機構１０の第２構成例について図４を用いて説明する。本構成例においては、弁機構１０を、アクチュエータ４により連結部材１５を介して作動して排気管３の排気口３ａの開閉を行うとともに排気孔２２を有する制御弁２１としている。このような構成において、制御弁２１が閉状態のときには、排気ガスは制御弁２１の排気孔２２から排出されることとなる。 First, it will be described with reference to FIG. 4 with the second configuration example of the valve mechanism 10. Oite to this structural example has a control valve 21 having an exhaust hole 22 with a valve mechanism 10, operated via the connecting member 15 by the actuator 4 for opening and closing the exhaust port 3a of the exhaust pipe 3. In such a configuration, when the control valve 21 is closed, the exhaust gas is discharged from the exhaust hole 22 of the control valve 21.

すなわち、本構成例における排気孔２２は、図２を用いて説明した第１構成例における分岐管３ｂに対応しており、これと同様の機能を果たすこととなる。つまり、制御弁２１を閉状態とした場合における排気口３ａの開口面積は、排気孔２２の開口面積となる。そのため、排気孔２２の開口面積、即ち排気通路面積（内径）は、前述した第１構成例と同様に、排気ガスの背圧に基づき排気管３に対して相対的に設定される。このような構成とすることにより、より簡単な構成で第１構成例と同様の効果を得ることができる。 That is, the exhaust hole 22 in the present configuration example corresponds to the branch pipe 3b in the first configuration example described with reference to FIG. 2, and performs the same function. That is, the opening area of the exhaust port 3 a when the control valve 21 is closed is the opening area of the exhaust hole 22. Therefore, the opening area of the exhaust hole 22, that is, the exhaust passage area (inner diameter) is set relative to the exhaust pipe 3 based on the back pressure of the exhaust gas, as in the first configuration example described above. By setting it as such a structure, the effect similar to a 1st structural example can be acquired with a simpler structure.

次に、弁機構１０の第１実施例について図５を用いて説明する。本実施例における弁機構１０は、第２構成例における制御弁２１が閉状態となった際に、排気孔２２に連通する消音管３２を排気管３内に設けている。具体的には、消音管３２は、両端部に縮径部３３ａ・３３ａを有する円筒状の外筒３３と、この外筒３３内にて排気通路３８を形成し多数の通気孔３４ａ・３４ａ・・・を有する円筒状の内筒３４と、外筒３３及び内筒３４の間に形成される消音室３５に充填される吸音材３６とを備える構成とする。 Next, a first embodiment of the valve mechanism 10 will be described with reference to FIG. The valve mechanism 10 in this embodiment is provided with a muffler pipe 32 in the exhaust pipe 3 that communicates with the exhaust hole 22 when the control valve 21 in the second configuration example is closed. Specifically, the silencer 32 includes a cylindrical outer cylinder 33 having reduced diameter portions 33a and 33a at both ends, and an exhaust passage 38 formed in the outer cylinder 33 to form a number of vent holes 34a, 34a, and so on. A cylindrical inner cylinder 34 having a... And a sound absorbing material 36 filled in a muffler chamber 35 formed between the outer cylinder 33 and the inner cylinder 34.

外筒３３及び内筒３４は、外筒３３内に内筒３４が挿入された状態で、外筒３３の縮径部３３ａ・３３ａにおいて溶接などにより固定される。これにより、外筒３３と内筒３４との間、即ち外筒３３の内部であって内筒３４の外側には消音室３５が形成され、この消音室３５と排気通路である内筒３４内とが、前記通気孔３４ａ・３４ａ・・・を介して連通される。そして、消音室３５には、ステンレスウールやグラスウール等の吸音材３６が充填される。この吸音材３６により、排気ガスが内筒３４内を通過する際、主に高周波成分の騒音が通気孔３４ａ・３４ａ・・・を介して吸音される。 The outer cylinder 33 and the inner cylinder 34 are fixed by welding or the like at the reduced diameter portions 33 a and 33 a of the outer cylinder 33 in a state where the inner cylinder 34 is inserted into the outer cylinder 33. As a result, a silencing chamber 35 is formed between the outer cylinder 33 and the inner cylinder 34, that is, inside the outer cylinder 33 and outside the inner cylinder 34. The silencing chamber 35 and the inner cylinder 34, which is an exhaust passage, are formed in the inner cylinder 34. Are communicated with each other through the vent holes 34a, 34a. The sound deadening chamber 35 is filled with a sound absorbing material 36 such as stainless wool or glass wool. When the exhaust gas passes through the inner cylinder 34 by the sound absorbing material 36, mainly high-frequency component noise is absorbed through the vent holes 34 a, 34 a.

このような構成の消音管３２が、排気管３内において支持片３７・３７・・・により支持固定され、制御弁２１が閉じた状態でこの消音管３２が排気孔２２と連通するように、即ち制御弁２１の排気孔２２と消音管３２の内筒３４とが連通するように設けられる。このため、内筒３４内に形成される排気通路３８の排気通路面積（内径）は、排気孔２２の開口面積と略同一に設定される。また、本実施例のように排気管３内に消音管３２を設ける構成とする場合、図示のように、排気管３の排気出口側端部に拡径部３ｄを形成することにより、制御弁２１が開状態での排気管３の排気通路面積を確保する。なお、消音管３２は前述した構成に限定されるものではなく、排気孔２２の開口面積と略同一の排気通路面積となる排気通路を有するとともに、この排気通路の外周部に吸音材を備える構成であればよい。 The muffler pipe 32 having such a configuration is supported and fixed by the support pieces 37, 37... In the exhaust pipe 3 so that the muffler pipe 32 communicates with the exhaust hole 22 in a state where the control valve 21 is closed. That is, the exhaust hole 22 of the control valve 21 and the inner cylinder 34 of the silencer 32 are provided so as to communicate with each other. For this reason, the exhaust passage area (inner diameter) of the exhaust passage 38 formed in the inner cylinder 34 is set to be substantially the same as the opening area of the exhaust hole 22. Further, when the silencer 32 is provided in the exhaust pipe 3 as in the present embodiment, the control valve is formed by forming the enlarged diameter portion 3d at the exhaust outlet side end of the exhaust pipe 3 as shown in the figure. The exhaust passage area of the exhaust pipe 3 in the open state 21 is ensured. The muffler tube 32 is not limited to the above-described configuration, and has a configuration in which an exhaust passage having an exhaust passage area substantially the same as the opening area of the exhaust hole 22 is provided, and a sound absorbing material is provided on the outer peripheral portion of the exhaust passage. If it is.

このように、排気管３内に消音管３２を設けることにより、エンジン１の起動時において流速の速くなる排気ガスが制御弁２１の排気孔２２を通過する際に発する高周波音である気流音を低減することができ、より高い消音効果を得ることができる。 In this way, by providing the muffler pipe 32 in the exhaust pipe 3, airflow sound, which is a high-frequency sound generated when the exhaust gas having a high flow velocity when the engine 1 starts up passes through the exhaust hole 22 of the control valve 21, is generated. It can reduce, and a higher silencing effect can be acquired.

以上説明した第２実施例においては、図６に示すように、制御弁２１（または１１）によって開閉される排気口３ａの開口面を、排気管３の上側が排気方向に前傾する斜面とすることが好ましい。すなわち、図示のように、排気口３ａにおいて排気管３の上側が長くなり下側が短くなるように開口面を傾斜させることにより、排気口３ａの開口面の鉛直方向に対する角度αを設ける。なお、図６には、図５を用いて説明した第１実施例の場合を示している。このように排気口３ａの開口面を斜面とすることにより、制御弁２１が開状態にあるときは、制御弁２１が自重により鉛直方向に垂下した状態となるので、排気口３ａの開口面を鉛直方向に対して傾斜させた分、排気口３ａと制御弁２１との間に隙間が生じることとなる。つまり、制御弁２１の開状態では、この隙間分の開口面積が開口した状態となるので、制御弁２１が開状態のときの排気管３内における排気ガスの背圧を低減することができる。 In the second embodiment described above, as shown in FIG. 6, the opening surface of the exhaust port 3a that is opened and closed by the control valve 21 (or 11) is an inclined surface whose upper side of the exhaust pipe 3 is inclined forward in the exhaust direction. It is preferable to do. That is, as shown in the figure, the angle α with respect to the vertical direction of the opening surface of the exhaust port 3a is provided by inclining the opening surface so that the upper side of the exhaust pipe 3 becomes longer and the lower side becomes shorter at the exhaust port 3a. FIG. 6 shows the case of the first embodiment described with reference to FIG. Thus, by making the opening surface of the exhaust port 3a into a slope, when the control valve 21 is in the open state, the control valve 21 is suspended in its vertical direction due to its own weight. A gap is generated between the exhaust port 3a and the control valve 21 by the amount inclined with respect to the vertical direction. That is, when the control valve 21 is in the open state, the opening area corresponding to the gap is open, so that the back pressure of the exhaust gas in the exhaust pipe 3 when the control valve 21 is in the open state can be reduced.

続いて、弁機構１０の第３構成例について図７を用いて説明する。本構成例においては、弁機構１０を、アクチュエータ４により連結部材１５を介して作動して排気管３の排気通路の開閉を行うとともに通気部４２を有する制御弁４１としている。そして、制御弁４１を排気管３の船外に露出した部分に設けることにより、排気ガスの漏れに対する対応を容易としている。つまり、船外に設けられる制御弁４１においては、船内に制御弁を設ける場合に要求されるほどの高い気密性や耐久性が必要なく、比較的安価に構成することができる。 Then, the 3rd structural example of the valve mechanism 10 is demonstrated using FIG. Oite to this structural example has a control valve 41 having a vent 42 with the valve mechanism 10, operated via the connecting member 15 by the actuator 4 for opening and closing the exhaust passage of the exhaust pipe 3. The control valve 41 is provided in a portion of the exhaust pipe 3 exposed to the outside of the ship, thereby facilitating measures against exhaust gas leakage. That is, the control valve 41 provided outside the ship does not require high airtightness and durability required when the control valve is provided in the ship, and can be configured at a relatively low cost.

制御弁４１は、図７（ａ）に示すように、排気管３の上下それぞれにて排気方向に対して直交方向に貫通する上回動軸４３及び下回動軸４４によって排気管３内を回動自在に支承される弁体４５を有し、この弁体４５によって排気管３内の排気通路を開閉する回転弁に構成されている。このため、弁体４５は、排気管３の内径と略同一の外径を有する円盤状に形成される。ここで、上回動軸４３及び下回動軸４４は、排気管３の上下の軸受部４６及び４７にてそれぞれ軸受などを介して回動自在に支承される。つまり、弁体４５が排気管３内の排気方向に対して垂直となるときが制御弁４１の閉状態であり、弁体４５が排気管３内の排気方向に対して平行となるときが制御弁４１の開状態である。 As shown in FIG. 7 (a), the control valve 41 passes through the exhaust pipe 3 by an upper rotating shaft 43 and a lower rotating shaft 44 that penetrate the exhaust pipe 3 in the direction perpendicular to the exhaust direction. The valve body 45 is rotatably supported. The valve body 45 is a rotary valve that opens and closes an exhaust passage in the exhaust pipe 3. For this reason, the valve body 45 is formed in a disk shape having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the exhaust pipe 3. Here, the upper rotating shaft 43 and the lower rotating shaft 44 are rotatably supported by the upper and lower bearing portions 46 and 47 of the exhaust pipe 3 via bearings, respectively. That is, the control valve 41 is closed when the valve body 45 is perpendicular to the exhaust direction in the exhaust pipe 3, and the control is performed when the valve body 45 is parallel to the exhaust direction in the exhaust pipe 3. The valve 41 is in an open state.

制御弁４１の開閉は、図７（ｂ）に示すように、アクチュエータ４による連結部材１５を介しての引張り動作及び排気管３の外周面に設けられるバネ部材４９による付勢によって行われる。具体的には、前記上回動軸４３の上端部には作動体４８が固設されており、この作動体４８に設けられる係止部４８ａに、連結部材１５の一端が係止されるとともにバネ部材４９の一端が係止される。バネ部材４９の他端は、排気管３の外周面に設けられる係止部４９ａに係止される。つまり、作動体４８は、アクチュエータ４による連結部材１５の引張り動作が行われると、バネ部材４９の付勢力に抗して上回動軸４３を軸として回転し、これにより、弁体４５が排気管３内における排気方向に対して垂直となり、制御弁４１が閉状態となる。一方、アクチュエータ４による連結部材１５の引張り動作が行われないと、作動体４８はバネ部材４９の付勢力によって回転し、これにより、弁体４５が排気管３内における排気方向に対して平行となり、制御弁４１が開状態となる。 As shown in FIG. 7B, the control valve 41 is opened and closed by a pulling operation by the actuator 4 via the connecting member 15 and a biasing force by the spring member 49 provided on the outer peripheral surface of the exhaust pipe 3. Specifically, an operating body 48 is fixed to the upper end portion of the upper rotating shaft 43, and one end of the connecting member 15 is locked to a locking portion 48 a provided on the operating body 48. One end of the spring member 49 is locked. The other end of the spring member 49 is locked to a locking portion 49 a provided on the outer peripheral surface of the exhaust pipe 3. In other words, when the connecting member 15 is pulled by the actuator 4, the operating body 48 rotates about the upper rotating shaft 43 against the urging force of the spring member 49, whereby the valve body 45 is exhausted. It becomes perpendicular to the exhaust direction in the pipe 3, and the control valve 41 is closed. On the other hand, if the pulling operation of the connecting member 15 by the actuator 4 is not performed, the operating body 48 is rotated by the urging force of the spring member 49, whereby the valve body 45 becomes parallel to the exhaust direction in the exhaust pipe 3. Then, the control valve 41 is opened.

ここで、制御弁４１の開状態または閉状態において、弁体４５が排気管３内の排気方向に対して平行または垂直となるように作動体４８の回動範囲を規制するため、排気管３の外周面にはストッパ５３・５４が設けられている。つまり、アクチュエータ４の連結部材１５を介しての引張り動作により制御弁４１を閉状態とする場合は、弁体４５が排気管３内の排気方向に対して垂直となった状態で作動体４８がストッパ５３に当接し、弁体４５の回転が止まるようにする。一方、バネ部材４９の付勢力により制御弁４１を閉状態とする場合は、弁体４５が排気管３内の排気方向に対して平行となった状態で作動体４８がストッパ５４に当接して、弁体４５の回転が止まるようにする。このような制御弁４１の開閉動作を得るため、本構成例におけるガイドパイプ１７は、アクチュエータ４による連結部材１５の引張り動作が作動体４８を回転させ制御弁４１を閉状態とすることができるように連結部材１５を案内する形状とする。 Here, when the control valve 41 is in an open state or a closed state, the exhaust pipe 3 is restricted in order to restrict the rotation range of the operating body 48 so that the valve body 45 is parallel or perpendicular to the exhaust direction in the exhaust pipe 3. Stoppers 53 and 54 are provided on the outer peripheral surface. That is, when the control valve 41 is closed by a pulling operation through the connecting member 15 of the actuator 4, the operating body 48 is in a state where the valve body 45 is perpendicular to the exhaust direction in the exhaust pipe 3. The valve body 45 is brought into contact with the stopper 53 so as to stop rotating. On the other hand, when the control valve 41 is closed by the biasing force of the spring member 49, the operating body 48 contacts the stopper 54 with the valve body 45 being parallel to the exhaust direction in the exhaust pipe 3. The rotation of the valve body 45 is stopped. In order to obtain such an opening / closing operation of the control valve 41, the guide pipe 17 in the present configuration example is configured such that the pulling operation of the connecting member 15 by the actuator 4 can rotate the operating body 48 to close the control valve 41. The connecting member 15 is guided to the shape.

前記通気部４２は、前記弁体４５の略中央部に設けられるものであり、弁体４５に円筒状の通気管５５が貫通することによって構成される。このような構成において、制御弁４１が閉状態のとき、即ち弁体４５が排気管３内の排気方向に対して垂直となるときは、排気ガスは通気部４２の通気管５５内を通って排気管３の排気口３ａから排出されることとなる。一方、制御弁４１が開状態のとき、即ち弁体４５が排気管３内の排気方向に対して平行となるときは、排気ガスは排気管３の排気通路により排出されることとなる。 The ventilation portion 42 is provided at a substantially central portion of the valve body 45, and is configured by a cylindrical ventilation pipe 55 penetrating through the valve body 45. In such a configuration, when the control valve 41 is in a closed state, that is, when the valve body 45 is perpendicular to the exhaust direction in the exhaust pipe 3, the exhaust gas passes through the inside of the ventilation pipe 55 of the ventilation section 42. The gas is discharged from the exhaust port 3a of the exhaust pipe 3. On the other hand, when the control valve 41 is in the open state, that is, when the valve body 45 is parallel to the exhaust direction in the exhaust pipe 3, the exhaust gas is discharged through the exhaust passage of the exhaust pipe 3.

すなわち、本構成例における通気部４２は、図２を用いて説明した第１構成例における分岐管３ｂに対応しており、これと同様の機能を果たすこととなる。つまり、制御弁４１を閉状態とした場合における排気通路面積は、通気部４２の通気管５５の排気通路面積となる。そのため、通気管５５の排気通路面積（内径）は、前述した第１構成例と同様に、排気ガスの背圧に基づき排気管３に対して相対的に設定される。なお、本構成例における通気部４２は、弁体４５に通気管５５を貫通させる構成の他、弁体４５に通気孔を設ける構成としてもよく、こうすることで、より簡単な構成とすることができる。本構成例のような構成とすることによっても、第１構成例と同様の効果を得ることができる。 That is, the ventilation portion 42 in the present configuration example corresponds to the branch pipe 3b in the first configuration example described with reference to FIG. 2, and performs the same function. That is, the exhaust passage area when the control valve 41 is closed is the exhaust passage area of the vent pipe 55 of the vent portion 42. Therefore, the exhaust passage area (inner diameter) of the vent pipe 55 is set relative to the exhaust pipe 3 based on the back pressure of the exhaust gas, as in the first configuration example described above. Incidentally, vent 42 definitive in this exemplary configuration, other configurations through which the vent pipe 55 to the valve body 45 may be provided with a vent hole in the valve body 45, by this way, a more simple structure be able to. Even with the configuration as in this configuration example , the same effect as in the first configuration example can be obtained.

以上説明した本発明のエンジンの排気管構造は、排気管３が船内から船外へと上方に向けて船体を貫通し船外にて水平方向に屈曲するように配管される構成においても適用可能であり、同様の効果を得ることができる。 The exhaust pipe structure of the engine of the present invention described above can be applied to a configuration in which the exhaust pipe 3 is piped so as to penetrate the hull from the inside of the ship to the outside of the ship and bend in the horizontal direction outside the ship. Thus, the same effect can be obtained.

本発明のエンジンの排気管構造の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the exhaust pipe structure of the engine of this invention. 弁機構の第１構成例を示す図。The figure which shows the 1st structural example of a valve mechanism. 機関出力と排気ガス質量流量との関係を表す測定結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the measurement result showing the relationship between an engine output and exhaust gas mass flow rate. 弁機構の第２構成例を示す図。The figure which shows the 2nd structural example of a valve mechanism. 同じく第１実施例を示す図。 The figure which similarly shows 1st Example . 同じく第２実施例を示す図。 The figure which similarly shows 2nd Example . 同じく第３構成例を示す図。（ａ）は側面断面図。（ｂ）は平面図。 The figure which shows the 3rd structural example similarly. (A) is side sectional drawing. (B) is a plan view.

１エンジン
２消音器
３排気管
３ａ排気口
３ｂ分岐管
４アクチュエータ
５コントローラ
１０弁機構
１１制御弁
１５連結部材
２１制御弁
２２排気孔
３２消音管
３６吸音材
３８排気通路
４１制御弁
４２通気部
Ｓ船体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Silencer 3 Exhaust pipe 3a Exhaust port 3b Branch pipe 4 Actuator 5 Controller 10 Valve mechanism 11 Control valve 15 Connecting member 21 Control valve 22 Exhaust hole 32 Silencer pipe 36 Sound absorbing material 38 Exhaust passage 41 Control valve 42 Ventilation part S Hull

Claims

排気管（３）に消音器（２）を具備し、前記排気管（３）が、搭載された機体の内部から外部へと、機体を貫通して配管されるエンジン（１）の排気管構造において、前記排気管（３）の排気口（３ａ）側の端部に、該排気管（３）の排気通路面積を変化させる弁機構（１０）を設け、該弁機構（１０）は、作動用のアクチュエータ（４）と、前記アクチュエータ（４）を介して前記弁機構（１０）を制御するコントローラ（５）と、前記アクチュエータ（４）により連結部材を介して作動され、前記排気管（３）の排気口（３ａ）の開閉を行う制御弁（２１）により構成し、該制御弁（２１）には、前記排気口（３ａ）よりも小径の排気孔（２２）を開口し、前記排気管（３）内に消音管（３２）を配置し、該消音管（３２）は、前記排気孔（２２）の開口面積と略同一の排気通路面積を有する円筒状の排気通路（３８）と、該排気通路（３８）の外周部で、排気通路（３８）との間を通気孔（３４ａ）により連通し、内部に吸音材（３６）が充填された消音室（３５）により構成し、前記制御弁（２１）が閉じた状態で、前記消音管（３２）の排気通路（３８）が、前記制御弁（２１）の排気孔（２２）と連通するように構成し、前記コントローラ（５）は、該エンジン（１）の起動時、前記排気管（３）の排気通路面積を設定時間（Ｔ）の間だけ、排気孔（２２）の開口面積に縮小するように、前記弁機構（１０）を制御することを特徴とするエンジンの排気管構造。The exhaust pipe structure of the engine (1), wherein the exhaust pipe (3) includes a silencer (2), and the exhaust pipe (3) is piped from the inside of the mounted body to the outside through the body. A valve mechanism (10) for changing the exhaust passage area of the exhaust pipe (3) is provided at the end of the exhaust pipe (3) on the exhaust port (3a) side, and the valve mechanism (10) is operated Actuator (4), a controller (5) for controlling the valve mechanism (10) through the actuator (4), and the actuator (4) through a connecting member, and the exhaust pipe (3 ), And a control valve (21) for opening and closing the exhaust port (3a). The control valve (21) is provided with an exhaust hole (22) having a diameter smaller than that of the exhaust port (3a). A muffler tube (32) is disposed in the tube (3), and the muffler tube (32) A ventilation hole (34a) is formed between the cylindrical exhaust passage (38) having an exhaust passage area substantially the same as the opening area of (22) and the exhaust passage (38) at the outer periphery of the exhaust passage (38). The exhaust passage (38) of the silencer pipe (32) is constituted by a silencer chamber (35) filled with a sound absorbing material (36) inside and the control valve (21) is closed, The controller (5) is configured to communicate with the exhaust hole (22) of the control valve (21), and the controller (5) sets the exhaust passage area of the exhaust pipe (3) for a set time ( The engine exhaust pipe structure is characterized in that the valve mechanism (10) is controlled so that the opening area of the exhaust hole (22) is reduced only during T).

請求項１記載のエンジンの排気管構造において、前記排気管（３）の排気口（３ａ）の開口面を、該排気管（３）の上側が長くなり下側が短くなるように、開口面の鉛直方向に対して前傾する角度（α）の傾斜面とし、前記制御弁（２１）も同じく該排気口（３ａ）の傾斜面に沿わせて開閉させることを特徴とするエンジンの排気管構造。The exhaust pipe structure of the engine according to claim 1, wherein the opening surface of the exhaust port (3a) of the exhaust pipe (3) is formed so that the upper side of the exhaust pipe (3) is longer and the lower side is shorter. An engine exhaust pipe structure characterized in that it has an inclined surface (α) inclined forward with respect to the vertical direction, and the control valve (21) is also opened and closed along the inclined surface of the exhaust port (3a). .