JPS62240415A - 熱交換器付サイレンサ - 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］ 本発明は例えばガス、ガソリン、軽油等を燃料とする各
種エンジン等の排ガス騒音を消音するサイレンサに係り
、特に熱交換器を設けて消音の他に排熱回収も同時に行
わせることのできる熱交換器付サイレンサに関するもの
である。

［従来の技術］ 一般に各種エンジン等には排ガス騒音を防止するために
サイレンサが取付けられており、エンジン等から排出さ
れる排ガスはこのサイレンサを通して外部に排気される
。

近年の省エネルギ動向を反映して、エンジン等の排ガス
から熱を回収し１ｗ＆合的なエネルギ効率を向上させよ
うという試みがなされている。

具体的にはエンジンと前記サイレンサとの間に熱交換器
が設けられ、排ガスは熱交換器で熱を回収された後サイ
レンサを介して外部へ排出される構成とされている。

熱交換器とサイレンサｉが別体であると装置系として複
雑になるだけでなく設置スペースも広くとらなければな
らない、そこで装置系のコンパクト化を目指してサイレ
ンサと熱交換器を一体化した構成の装置も提案されてい
る。

第４図はこのような一体型排ガス熱交換器付すイレンサ
１（以下、外部氷室タイプのサイレンサ１と呼ぶ、）の
構成図である。この熱交換器はその外側に水室２が設け
られ、この水室２に覆われた内部に排ガスの流通空間３
が設けられていることを大きな特徴としている。排ガス
の流通空間３は隔壁４によって複数の室に分割されてお
り、これらの隔壁４を貫通して設けられた伝熱管５が前
記水室２のヘッダ部２ａ、２ｂを連通させている。そし
て伝熱管５の隔ｖ、４を貫通する部分には、外側に消音
機能を有する排ガス管６が設けられ分割された各室を連
通させている。導入管７から流通空間３内に入った排ガ
スは排ガス管６を通り分割された各室を経て排出管８か
ら外部へ排気される。被加熱流体である水は入口９から
導入され、各伝熱管５等において排ガスから熱を回収し
た後、出口ｌＯから外部へ排出されていくようになって
いる。

［発明が解決しようとする問題点］ 水室２の内部に二瓜管を多数配設するという複雑な一体
型の構造では、実際の製作が困難であるという問題点が
あった。また実際に製作した場合のコストが高くつくと
いうだけでなく、前述のような構造の場合、溶接による
一体構造とせざるを得ず、後でのメンテナンス（清掃、
部品の交換等）が不可能となってしまう、またこの装置
を取付けるエンジンのシステムによっては熱交換器部分
に通水せず、空だき状態で使用しなければならない場合
も発生するが、溶接による一体構造では熱による膨張等
を吸収することが困難であるため空だき使用が難しい。

さらに、排ガスの流通空間３を氷室２で覆っている外部
氷室タイプのサイレンサｌでは５通水の有無によって排
ガスの透過音が大きく変化し、消音性能に変動をきたし
てしまう。

また、より高い消音性能を得るため該サイレンサｌに吸
音材を設けようとしても、外部氷室タイプのサイレンサ
ｌでは伝熱効果が低下してしまうため内面側に吸音材を
設けることはできないし、外面側に設けてもほとんど吸
音効果が得られないという問題点もあった。

［発明の目的］ 本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱
交換器が着脱自在とされた簡単な構造であるため、製作
しやすくメンテナンスが容易であり、空だき使用に適用
するための付属装置類を簡単に付設することもでき、し
かも熱交換器とサイレンサの機能をそれぞれ独立して有
効に発揮することができる熱交換器付サイレンサを提供
することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため本発明の熱交換器付サイレン
サは、熱交換器の熱交換部がサイレンサ内部の排ガスの
流通空間内に配設されるように、サイレンサに対して熱
交換器を着脱自在に取付けたことを特徴としている。

［作　用］ 熱交換器の熱交換部はサイレンサの内部にのみ配設され
ているので、サイレンサの消音機能は通水の有無に関係
なく発揮される。該熱交換器はナイレンサから着脱自在
とされているのでメンテナンスが容易であり、また種々
の付属装！！自部品等を後からつけ加えることも容易に
できる。

［実施例〕 本発明の熱交換器付サイレンサは、従来のサイレンサの
基本的構造及び機能を撰うごとなく、該サイレンサに熱
交換器を着脱自在に取付けて構成することができる。そ
こで、まず従来のサイレンサの基本的構造を第３図によ
って簡単に説明する。

第３図に示すように円筒形のドラム１１の開口両端には
略円形の端板１２，１３が固着されており、サイレンサ
１４の基体１５が構成されている。基体１５の内部は排
ガスの流通空間１６とされており、該流通空間１６は隔
壁１７によって複数の室に分割されている。各室は複数
本の消音管１８．１９．２０によって互いに連通されて
おり、端板１２に設けられた導入管２１から入る排ガス
は各消音管１８，１９．２０を通り各室を経り成る吸音
材であり、ドラム１１の内面側に設けられて消音効果を
高めている。

次に本発明の第１の実施例を説明する０本実施例は、前
述したサイレンサ１４の基本的構造はそのままとし、一
部の消音パイプ１８等に若干の変更を施して構成するこ
とができる。第１図は本実施例の構造を示す断面図であ
る。

第１図に示すように、円筒形のドラム２４の開口両端に
は略円形の端板２５．２６が固着されており、熱交換器
付サイレンサ２７（以下、サイレンサ２７と呼ぶ、）の
基体２８が構成されている。基体２８の内部にはドラム
２４よりやや小径のパイプ２９が挿入固着されており、
ドラム２４０ツクウール等の吸音材３０（図中、破線の
ハツチングで示している。）が充填されている。二重壁
の内側の空洞は排ガスの流通空間３１とされており、該
流通空間３１は隔壁３２．３３によって大略３つの空間
３１ａ、３１ｂ、３１ｃに分割されている。そして、こ
れらの各空間３１ａ。

３１ｂ、３１ｃは複数の消音管３４，３５．３６によっ
て互いに連通されている。

一方の端板２５には排ガスの導入管３７が設けられてい
る。この導入管３７を介して空間３１ａは外部のエンジ
ン等の排気管に連通されるようになっており、空間３１
ａ内にある導入管３７の端部には多数の孔３８ａが形成
された消音管３８が取付けられている。

前記端板２５及び他方の端板２６の間には消音管３４が
固設されている。この漏音管３４は第３図における消音
管１８に相当するものであるが、後述する熱交換器３９
を挿着するため両端板２５．２６に開口した構造とされ
ている。また、空間３１ａ内及び空間３１ｃ内に位置す
る消音管３４の周壁部には、排ガスの流通径路となる孔
４０．４１がそれぞれ多数形成されており、空間３１ａ
内に流入した排ガスはこの消音管３４を通って空間３１
ｃ内に流れるように構成されている。

そして前記消音管３４には熱交換器３９が着脱自在に挿
着されている０本実施例の熱交換器３９は、複数本の伝
熱管４２を熱交換部４３としている。この熱交換部４３
は複数本の伝熱管４２の各両端部を円盤形状の１対の管
板４４，４５によってそれぞれ固定し、所定間隔をあけ
て各伝熱管４２を束ねた構成になるものである。そして
熱交換部４３の伝熱管４２には半円形状の仕切板４６が
互い違いの位置に複数枚取付けられており、消音管３４
内の排ガスの流れを乱すように構成されている。

該熱交換器３９の入口側である管板４４は、他方の端板
２６に開口された消音管３４の一関口端から挿入され、
一方の端板２５の外面側に固着されたリングプレート４
７の内面側にガスケットを　−介して当接している。モ
して該管板４４は、リングプレート４７の外面にガスケ
ットを介して当接された入口側ヘッダ４８と共にボルト
４９によって一体に締結され、サイレンサ２７の基体２
８に固定されている。熱交換器３９の出口側である管板
４５にはガスケットを介して出口側ヘッダ５０が取付け
られており、該出口側へラダ５０にはガスケット５１ａ
を介してリング状のベローズフランジ５１が取付けられ
ている。これら管板４５゜出口側へラダ５０及びベロー
ズフランジ５１は共通のボルト５２によって一体に締結
されている。

消音管３４の一関目端には前記伝熱管４２の熱膨張を吸
収するための伸縮管であるベローズ５３が固着されてい
る。ベローズ５３の端部はフランジ状に形成されており
、前記ガスケツ）５１ａを介して前記ベローズフランジ
５１及びリングプレート５４に挟まれてボルト５５で固
定されている。

次に空間３１ｃと空間３１ｂとは隔壁３３に設けられた
消音ＩｒＦ３５によって互いに連通されている。また他
方の端板２６に固設された排出管５６には消音管３６の
一端が取付けられており、該消音管３６の他端は隔壁３
３を貫通して空間３１ｂに開口している。隔壁３３と端
板２６との間には該消音’ｌｌ’３６を外挿するパイプ
５７が固設されており、消音管３６とパイプ５７との隙
間にはグラスウール又はロックウール等の吸音材５８（
図中、破線のハツチングで示した。）が詰込まれている
。

次に以上説明した構成における作用について説明する。

排ガスの導入管３７をエンジン等の排気管に接続し、熱
交換器３９の入口側ヘッダ４８及び出口側へラダ５０を
図示しない熱交換システムにおける被加熱流体（本実施
例では水、）の供給・排出系に接続する。

入口側ヘッダ４８から流入する水は、排ガスの流通空間
３１内に配設された熱交換部４３の伝熱管４２内を通り
、出口側ヘッダ５０から排出されていく。

排ガスは導入管３７から消音管３８を通って空間３１ａ
に入り、孔４０から消音管３４内に流入する。該消音管
３４内において排ガスの熱は伝熱管４２を介して水に伝
導される。本実施例では伝熱管４２に複数の仕切板４６
が互い違いに設けられており、消音管３４内の排ガス流
は仕切板４６によって乱され、伝熱管４２に対してほぼ
直角方向の流れとなるので、最も高い熱伝達係数を得る
ことができる。

そして排ガスは孔４１を通って空間３１ｃに入り、さら
に、消音管３５を通って空間３１ｂに流入する。排ガス
は消音管３６を通過し、排出管５６から外部に放出され
る。

熱交換部４３はサイレンサ２７の内部に挿入されており
、熱交換部４３の水はサイレンサ２７の消音性能とは関
係がないから、熱交換器３９への通水の有無によってサ
イレンサ２７の消音性能が変動することはない、また、
外部氷室タイプのサイレンサ１と異なり、ドラム２４の
内側及び消音管３６の周囲に吸音材３０．５８を設けで
あるので消音効果はより高くなっている。

また、熱交換器３９の出口側の管板４５はベローズ５３
を介してサイレンサ２７の基体２８に取付けられている
ので、熱交換部４３に通水せずにサイレンサ２７のみを
使用することができる。即ち伝熱管４２が熱膨張をおこ
しても、ベローズ５３が伸びるので破損のおそれはない
。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第２図は第２実施例の構造図である。

図中６０は熱交換器付サイレンサ５９（以下、サイレン
サ５９と呼ぶ、）の基体であり、基体６０の内周壁には
吸音材６０ｂが設けられている。第１の実施例と同様に
基体６０内の流通空間６１は隔壁６２．６３によって複
数の空間６１ａ、８１ｂ、６１ｃに分割されている。そ
して消音管６４は空間６１ａと空間６１ｃとを連通させ
ており、消音管６５は空間６１ｃと空間６１ｂとを連通
させている。

図中６６は、隔壁６２．６３を貫通し両端板Ｂｏａ、６
０ａから突出して設けられた消音管であり、該突出部に
は排ガスの導入口６７及び排出口６８が設けられている
。消音管６６の内部には熱交換器６９の熱交換部７０が
設けられている。

熱交換器６９の構成は第１の実施例とほぼ同じであり、
熱交換部７０の一方の管板７１は消音管６６の一端に固
定されており、他方の管板７２は消音管６６の他端に伸
縮管としてのベローズ７３を介して取付けられている。

熱交換部７０の伝熱管７４には排ガスの流れを乱す半円
形の仕切板７５が取付けられていると共に、消音管６６
内の空間を２分割する全円形の仕切板７６が設けられて
いる。

従って矢印Ａに示すように伝熱管７４に通水し、導入口
６７から排ガスを入れると、破線の矢印にて示すように
排ガスは消音管６６と消音管６４．６５を経て空間６Ｌ
ａ、６１ｂ、６１ｃを通過し、最後に再び消音管６６内
を通って排出口６日から外部へと排気される。

以上説明した各実施例において、サイレンサ自体は同じ
大きさでも、熱交換器の伝熱管の長さや本数、仕切板の
配置等を変えれば１種々の熱交換効率をもつ熱交換器付
サイレンサを得ることができ２種々の条件の排ガスに対
応することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の熱交換器付サイレンチは、
熱交換部が排ガスの流通空間内に配設されるように、サ
イレンチに対して熱交換器を着脱自在に取付ける構成と
しであるので、次のような効果がある。

（１）ｆ！！易な構造で熱交換器を着脱自在に取付けで
あるので、製作が容易であると共にメンテナンスがしや
すい、従ってスス等の発生が多いため比較的頻繁に清掃
をしなければならないタイプのエンジン等にも適用する
ことができる。

（２）従来使用されているサイレンチと同等の大きさに
まとめることができるので、設置スペースが小さくてす
む。

（３）サイレンチと熱交換器とが一体に固定されていな
いから、熱交換部の熱膨張による差を吸収する付属部品
等を付加すれば、空だきすることも可能となる。

−（４）熱交換部がサイレンチの内側に設けられている
ので、通水の有無によってサイレンチの消音性能に変動
を生ずることがない。

（５）外部氷室タイプのサイレンチと異なり、吸音材を
利用することかでざるので、消音性能の向上をはかるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す断面図、第２図は同
第２実施例を示す構造図、第３図は従来使用されている
サイレンチの一例を示す構造図。 第４図は従来の一体型排ガス熱交換器付すイレンサの構
成図である。 ２７．５９・・・熱交換器付サイレンチ（サイレンチ）
、３９．６９・・・熱交換器、４３．７０・・・熱交換
部、３０，５８．Ｂｏｂ・・・吸音材、３１゜６１・・
・流通空間、３４，３５．３６．３８．６４．６５．６
６・・・消音管、４６．７５・・・仕切板、５３．７３
・・・伸縮管としてのベローズ。 特許出願人　　　大阪瓦斯株式会社 宝栄工業株式会社 第２図 嬰 ブ 第３図 シ 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱交換器の熱交換部がサイレンサ内部の排ガスの
   流通空間内に配設されるように、サイレンサに対して熱
   交換器を着脱自在に取付けたことを特徴とする熱交換器
   付サイレンサ。
2. （２）前記熱交換器の一端に前記熱交換部の熱膨張を吸
   収する伸縮管を取付けた特許請求の範囲第１項記載の熱
   交換器付サイレンサ。
3. （３）前記熱交換器の熱交換部に排ガスの流れを乱す仕
   切板を取付けた特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   熱交換器付サイレンサ。
4. （４）前記サイレンサ本体内面または／および該本体内
   に設けられた消音管に吸音材を取付けた特許請求の範囲
   第１項又は第２項又は第３項記載の熱交換器付サイレン
   サ。