(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口管路（１）と出口管路（２）とを有し、膨出した拡散室（３）を備えたマフラーであって、拡散室（３）内には、排気ガス（Ａ0）及び冷却水（Ｗ0）を下向き偏向流（Ｆ1）に導くための偏向プレート（５１，５２）と、下向き偏向流（Ｆ1）を上向き偏向流（Ｆ2）に変えるためのバッフルプレート（６１，６２）とを、バッフルプレート（６１，６２）上縁（Ｅ2，Ｅ2′）が偏向プレート（５１，５２）の下縁（Ｅ1）と同じか、下縁（Ｅ1）より上方となるように配設すると共に、拡散室（３）内の排気ガス（Ａ0）の各偏向流（Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3）が全て冷却水（Ｗ0）と共に多孔板（７１，７２，７３，７４）を混合貫通するようにしたマフラーにおいて、
多孔板（７１，７２）と偏向プレート（５１，５２）とを直列形態に配置したマフラー。
【請求項２】
入口管路（１）と出口管路（２）とを有し、膨出した拡散室（３）を備えたマフラーであって、拡散室（３）内には、排気ガス（Ａ0）及び冷却水（Ｗ0）を下向き偏向流（Ｆ1）に導くための偏向プレート（５１，５２）と、下向き偏向流（Ｆ1）を上向き偏向流（Ｆ2）に変えるためのバッフルプレート（６１，６２）とを、バッフルプレート（６１，６２）上縁（Ｅ2，Ｅ2′）が偏向プレート（５１，５２）の下縁（Ｅ1）と同じか、下縁（Ｅ1）より上方となるように配設すると共に、拡散室（３）内の排気ガス（Ａ0）の各偏向流（Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3）が全て冷却水（Ｗ0）と共に多孔板（７１，７２，７３，７４）を混合貫通するようにしたマフラーにおいて、
多孔板（７１，７２，７３）が、偏向プレート（５１，５２）の下縁（Ｅ1）、及びバッフルプレート（６１）の上縁（Ｅ2）から水平で下流方向に張り渡されているマフラー。
【請求項３】
入口管路（１）と出口管路（２）とを有し、膨出した拡散室（３）を備えたマフラーであって、拡散室（３）内には、排気ガス（Ａ0）及び冷却水（Ｗ0）を下向き偏向流（Ｆ1）に導くための偏向プレート（５１，５２）と、下向き偏向流（Ｆ1）を上向き偏向流（Ｆ2）に変えるためのバッフルプレート（６１，６２）とを、バッフルプレート（６１，６２）上縁（Ｅ2，Ｅ2′）が偏向プレート（５１，５２）の下縁（Ｅ1）と同じか、下縁（Ｅ1）より上方となるように配設すると共に、拡散室（３）内の排気ガス（Ａ0）の各偏向流（Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3）が全て冷却水（Ｗ0）と共に多孔板（７１，７２，７３，７４）を混合貫通するようにしたマフラーにおいて、
拡散室（３）の上部に薬液タンク（８）を載置し、マフラーの作用中には薬液タンク（８）から拡散室（３）内へ薬液（Ｘ）を滴下して、拡散室（３）から排出される排気ガス（Ａ1）及び冷却水（Ｗ1）からＮＯX，ＳＯX，ＣＯX等の公害物質を消去するマフラー。
【請求項４】
空密形態の薬液タンク（８）上面と入口管路（１）とを連通管（８３）で連通して薬液タンク（８）内の圧力（Ｐ1）を入口管路（１）内の圧力（Ｐ1）と同圧とすると共に、薬液タンク（８）内からは、該タンク（８）内の圧力（Ｐ1）と拡散室（３）内の偏向プレート（５１）の後方上部の圧力（Ｐ2）との差圧（Ｐ1−Ｐ2）及び薬液（Ｘ）の比重を考慮したヘッド（Ｈ）を有する滴下用の細管（８４）を拡散室（３）の偏向プレート（５１）後方上部に突出した請求項３のマフラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水冷式の消音消煙マフラーに関するものであり、舶用機関、特に漁船等の小型船舶機関に有効なエンジンマフラーであり、冷却水を用いて消音と消煙の達成出来るものである。
【０００２】
【従来の技術】
水冷式マフラーは、図７に示す如く、エンジンからの排気管端に冷却水管が覆う形態で接続（ミキシング）し、排気ガスと冷却水とが分離した層流状態でマフラーへと供給され、マフラーで消音して船尾の放出管より排気ガス及び冷却水を放出している。
そして、該マフラーにあっては、最近消音機能の優れた種々のタイプが開発され、ジェットマフラー、ブルーマフラー、オレンジマフラー等の商品名で実用に供されている。
【０００３】
図８に示す従来のマフラーは、管径３インチ（約９０mm）の消音性の優れた小型舶用の水冷式マフラーであり、該マフラーは、入口管路１と出口管路２とを備えた膨出形態の拡散室３′を有し、拡散室３′中には入口側下端から出口側上端に至る傾斜板１０が張設されており、該傾斜板１０には複数の開口部０1 〜０5 が間隔を置いて配設してあり、開口部０1 には２５mm径の孔が１個、０2 には２５mm径の孔が並列２個、０3 には中央に４５mm径の孔１個と両側に２５mm径の孔各１個の計３個が、０4 には２５mm径の孔２個が、０5 には２５mm径の孔１個が設けてある。
【０００４】
該マフラーの作用は、入口管路１の底部を冷却水Ｗ0 が、その他大部分を排気ガスＡ0 が流れ、マフラーの拡散室３′内では、冷却水Ｗ0 の大部分が底面流ＦW となり、一部が傾斜板１０で上方に運ばれて排気ガスＡ0 中に落下して気泡Ｂを形成した後、底面流ＦW に合流する。また、排気ガスＡ0 は水面Ｌ1 上を矢印ＦA の如く流れ、出口管路２からは底面の水流Ｗ0 と上部の排気ガス流Ａ0 として排出される。
そして、音エネルギーを有する排気ガスＡ0 は、拡散室３′内では、入口管路１から断面積の膨大化した拡散室３′へ入ることによる膨張消音作用と、傾斜板１０や拡散室３′の周壁面Ｓ、更には気泡との反射作用による共鳴消音作用とを受けて有効に消音される。
【０００５】
また、図９に示すものは、５インチマフラーと称される管径５インチ（約１４０mm）の従来の水冷式マフラーである。このマフラーにあっては、拡散室３′が高さ３３０mm、幅２１０mmの楕円断面であるため、拡散室３′の入口側下端から出口側上端にわたり、流れ方向に上昇する傾斜板部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，及び１１ｄと、該傾斜板部間を流れ方向に下降傾斜する有孔部Ｏ6 ，Ｏ7 及びＯ8 を備えたジグザグ屈曲形態の抵抗板１１が配設されている。
【０００６】
そして、各有孔部にあっては、Ｏ6 では４５mm径の孔が２個、Ｏ7 では２０mm径の孔が１９個、Ｏ8 では４５mm径の孔が２個設けてある。
該マフラーの作用は、入口管路１の底部を冷却水Ｗ0 が、その他大部分では排気ガスＡ0 が流れ、マフラーの拡散室３′内では、傾斜板部１１ａに全ての冷却水Ｗ0 が乗り上げ、次いで約半分の冷却水が有孔部Ｏ6 より流下するが、残りの冷却水Ｗ0 は更に傾斜板部１１ｂに沿って上昇した後、有孔部Ｏ7 から流下して泡を生じながら底面の冷却水の流れＷ0 に合流する。
【０００７】
そして、音エネルギーを包含する排気ガスＡ0 は、拡散室３′内に入ることにより入口管路１（１４０mm径）の断面積から高さ３３０mm、幅２１０mmの楕円断面積へと急拡散して膨張消音作用を奏し、しかもジグザグ形態の傾斜板１１や拡散室３′の周壁面Ｓ′との反射作用や冷却水が生ずる気泡Ｂとの反射作用による共鳴消音作用とを受けて有効に消音される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の図８のマフラーにあっては、排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 とは、殆んど混合機会がなく、殆んどが分離層流としてマフラーから排出されるため、排気ガスＡ0 が窒素酸化物（ＮＯX ）や硫黄酸化物（ＳＯX ）を含んだまゝの公害ガスとして空気中に排出される。また、排気ガスの殆んどが冷却水と混合しないため、排気ガスＡ0 のマフラー内での冷却が殆んどなく、排気ガスの冷却作用による減音効果が少ない。また、排気ガスＡ0 が冷却水Ｗ0 と混合する部分が非常に少ないため、気泡Ｂが持つ固有振動への共鳴作用の少ない事、及び気泡Ｂ内部にある音源の気泡内での乱反射による騒音エネルギーの減衰が期待出来ない。
【０００９】
また、排気ガスＡ0 の殆んどが冷却水Ｗ0 中を通過することがないため、高温の排気ガスによってマフラーや排気管の合成樹脂部分の軟化による変形や、排気ガスによるステンレス製排気管の腐食が大である。更には、殆んどの排気ガスＡ0 が冷却水Ｗ0 中を通過しないため、エンジンのアフターファイヤー（排気ガスの小爆発）が起った場合に、排気管の火災の危険すらある。
【００１０】
また、図９の従来マフラーにあっては、傾斜板１１がジグザグ形態であるから、排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 との撹拌混合の機会が、図８のマフラーのそれより若干多くて気泡Ｂの発生が若干改善されてはいるが、傾斜板１１が冷却水Ｗ0 の流れを上昇させるだけであるので、やはり排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 とは基本的には分離層流を形成する。
従って、図９のものにあっても、消音効果は改善されるものの、排気ガスと冷却水とが殆んど混合しないために、排気ガスの冷却作用や有害物質溶出作用は期待出来なく、やはり、上述した図８の従来マフラーと同様の問題点を有する。
本発明は、これら従来装置の問題点を徹底的に分析考察し、水冷式マフラーを新規な構造とすることにより、上述の如き従来マフラーの問題点を一挙に解決することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明の目的は、例えば図１に示す如く、入口管路１と出口管路２とを有し、膨出した拡散室３を備えたマフラーであって、拡散室３内には、排気ガスＡ0 及び冷却水Ｗ0 を下向き偏向流Ｆ1 に導くための偏向プレート５１，５２と、下向き流Ｆ1 を上向き偏向流Ｆ2 に変えるためのバッフルプレート６１，６２とを、バッフルプレート６１，６２の上縁Ｅ2 が偏向プレート５１，５２の下縁Ｅ1 と同じか、下縁Ｅ1 より上方となるように配設すると共に、拡散室３内の排気ガスＡ0 の各偏向流Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 が全て冷却水Ｗ0 と共に多孔板７１，７２，７３，７４を混合貫通するようにしたマフラーによって達成出来る。
【００１２】
本発明によれば、上流側の偏向プレート５１，５２の下縁Ｅ1 に対して下流のバッフルプレート６１，６２の上縁Ｅ2 が同一かそれより上方としたため、冷却水Ｗ0 がバッフルプレート６１，６２を越えて下流へ流出するに際し、偏向プレート５１，５２とバッフルプレート６１，６２とでトラップ形態が形成されて、排気ガスＡ0 は偏向プレート５１，５２の下縁Ｅ1 によって冷却水Ｗ0 中に導かれて冷却水Ｗ0 中を貫流することとなり、しかも排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 との偏向流Ｆ1 ，Ｆ2 、及びＦ3 の全てがそれぞれ多孔板７１，７２，７３を混合貫通するために、多孔板７１，７２，７３，７４を出た排気ガスＡ0 が無数の小気泡Ｂ1 を生じると共に、小気泡Ｂ1 は順次大気泡Ｂ2 群へと変態する気泡水流となり、多孔板７１，７２，７３，７４によって排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 とが混合され、この混合作用は各多孔板を通過する毎に繰返される。
【００１３】
従って、排気ガスＡ0 の音エネルギーは、入口管路１から拡散室３へ入ることによる膨張消音と、拡散室内での室周壁や各種プレート、及び多孔板に対する反射作用による共鳴消音に加え、更に、多量に発生する大小気泡Ｂ1 ，Ｂ2 が有する固有振動との共鳴作用による消音、気泡内部にある音源からの気泡内での乱反射による騒音エネルギー減衰による吸音消音や干渉消音、等が極めて有効に生じ、また、排気ガスＡ0 の冷却水Ｗ0 との混合による大きな温度低下に伴う減音作用も相乗されることにより顕著に消音される。
【００１４】
更に、排気ガスＡ0 が冷却水Ｗ0 と拡散室３内で充分混合されるため、排気ガスＡ0 中のＮＯX ，ＳＯX ，ＣＯX 等の成分が冷却水Ｗ0 で撹拌溶出され、出口管路２から排出される排気ガスＡ1 は消煙されたきれいなガス流となる。
【００１５】
また、偏向プレート５１，５２の下縁Ｅ1 を入口管路１と出口管路２の各底面で形成されるレベルＬ0 と同等かそれより下方に突出したため、マフラー内の冷却水Ｗ0 は入口管路１の底面と偏向プレート５１の下縁Ｅ1 とでトラップを形成し、従って排気ガスＡ0 の流れと冷却水Ｗ0 の流れの混合作用は最初の偏向プレート５１によっても既に発生し、拡散室３内での排気ガスＡ0 の冷却水Ｗ0 内通過、即ち、両流体の混合がより有効に達成出来る。
【００１６】
また、偏向プレート５１，５２と多孔板７１，７２とを直線形態としたために、多孔板７１，７２は排気ガスＡ0 の偏向流Ｆ1 の誘導作用をも果たし、流速の大きな排気ガスＡ0 の拡散室３の底面近傍までの侵入を可能とし、排気ガスＡ0 は多孔板７１，７２全面から貫通して、冷却水Ｗ0 との有効な混合が達成出来る。
また、偏向プレート５１，５２と多孔板７１，７２とを連続一枚板として、無孔板に部分的にパンチング処理して形成することも可能となり、製造上の工数低減に役立つ。
【００１７】
また、バッフルプレート６１を偏向プレート５１，５２間に配設すると共に、最下流の偏向プレート５２の下縁Ｅ1 と拡散室３の後壁３２との間に多孔板７３を水平に配設したので、複数の偏向プレート５１，５２によって排気ガスＡ0 の冷却水Ｗ0 中への強制通過が複数回実施出来ると共に、排気ガスＡ0 の、出口側管路２への上昇流出の寸前にも、流路の直交断面的な冷却水Ｗ0 との混合が実施されて、両流体の均等混合作用によって排気ガスＡ0 中のＮＯX ，ＳＯX ，ＣＯX 等の冷却水Ｗ0 中への撹拌溶出が促進される。
【００１８】
また、多孔板７１，７２，７３が偏向プレート５１，５２の下縁Ｅ1 、及びバッフルプレート６１の上縁Ｅ2 から水平で下流方向に張り渡されているため、排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 との混合した偏向流Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 の全てがそれぞれ流れ方向に略直交する多孔板７１，７２，７３の作用を受け、それぞれ全流量が同時混合作用を受けて良好な混合が得られる。
また、多孔板７１，７２，７３，７４は、０．２８〜４．５cm2 の孔を孔面積が４０％以上であるようにしたので、多孔板による排気ガスＡ0 の気泡化が小気泡Ｂ1 の多数となり排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 との十分な混合が得られる。
【００１９】
また、拡散室３の上部に薬液タンク８を載置し、マフラーの作用中には薬液タンク８から拡散室３内へ薬液Ｘを滴下して、拡散室３中でのガスと水との混合状態中で薬液Ｘを反応させてＮＯX ，ＳＯX ，ＣＯX 等の公害物質を消去するようにしたので、薬液Ｘが排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 との十分な混合作用を受け、公害物質との反応が促進され、排気ガスＡ0 の効率的処理が可能となり、排出される排気ガスＡ1 はきれいなガスとなる。
【００２０】
また、空密形態の薬液タンク８上面と入口管路１とを連通管８３で連通して薬液タンク８内の圧力Ｐ1 を入口管路１内の圧力Ｐ1 と同圧とすると共に、薬液タンク８内からは該タンク８内の圧力Ｐ1 と拡散室３内の偏向プレート５１の後方上部の圧力Ｐ2 との差圧Ｐ1 −Ｐ2 及び薬液Ｘの比重を考慮したヘッドＨを有する滴下用の細管８４を拡散室３の偏向プレート５１後方上部に突出したので、入口管路１内の圧力Ｐ1 と偏向プレート５１後部上方の圧力Ｐ2 とが設定値の圧力差の時、即ち排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 とがマフラー内を貫流しているマフラーの作用中は、薬液Ｘが拡散室３内に自動的に滴下され、圧力Ｐ1 とＰ2 の差圧が設定値以下となった場合、即ち排気ガスＡ0 の排出が止まった場合には薬液の滴下が停止し、薬液Ｘの滴下が自動化出来、薬液Ｘの合理的な使用が出来る。
【００２１】
〔実施例１（図１乃至図５（Ｂ））〕
本発明を５インチ（１４０mm）水冷式マフラーに適用した。マフラー本体は、図１及び図２に示す如く入口管路１及び出口管路２を備え、拡散室３が前板３１、後板３２、両側板３３及び上板３４を備えた吊鐘状（図３）に下方に膨出した形態であって、拡散室３の幅Ｄ1 が４１０mm、高さＤ2 が３６５mm、長さＤ3 が５１０mmであり、底板４を拡散室３の下面に当接結合する。また、マフラー本体上部には薬液タンク８が載置結合された形態である。従って、マフラーの製造に際しては、入口管路１、出口管路２及び拡散室３からなる本体と、マフラー底板４と、薬液タンク８とを別々に形成した後、これらを組立てた。
【００２２】
〔マフラー本体の製造〕
管径１４０mmの入口管路１及び出口管路２を備え、吊鐘状に下方に膨出した拡散室３の前板３１、後板３２、両側板３３及び上板３４を備え、各側板下端にはそれぞれ外方水平に屈曲延出した接合縁３５を有し、下面が開放した形態にガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で成形した。また、上下長が２３０mmで外形が、傾斜状態で拡散室３の上板３４から両側板３３に当接し、下縁Ｅ1 が直線状の偏向プレート５１，５２の２枚と、上下長が２１５mmで外形が、上縁Ｅ2 を形成する直線部と、底板４に当接する直線部と、傾斜状態で拡散室３の下端から両側板３３に当接する形状のバッフルプレート６１の１枚と、突出長１００mmで後板３２の上方部分からレベルＬ0 に向かって傾斜突出して拡散室３内を仕切るバッフルプレート６２の１枚とのＦＲＰ成形板を用意した。
【００２３】
次いで、拡散室３の開放側から各偏向プレート５１，５２をそれぞれ傾斜角θ1 が６０゜でその基端を、上流側のものが拡散室３の前板３１の延長線上位置に、下流側のものを２２０mm後方の位置となるよう、拡散室３の上板３４及び両側板３３に、少量のＦＲＰ製パテ５０で仮止めし、次いでＦＲＰ製パテ５０で角隅部を埋めるように本接着した。
また、バッフルプレート６１は、底板４に当接すべき下縁を仮固定板（図示せず）上に、傾斜角θ1 が６０゜でＦＲＰ製パテ６０で仮固定した上、バッフルプレート６１の両側縁をＦＲＰ製パテで拡散室３両側板３３内面にθ1 が６０゜で仮止めし、次いで同一材料パテで固定した。
【００２４】
また、最下流のバッフルプレート６２は、θ2 が約１２０゜で且つ先端Ｅ2 ′がレベルＬ0 に達するように、少量のＦＲＰ製パテでその両側縁及び基端を拡散室３の側板３３内面及び後板内面に仮止めし、次いで本接着した。
また、各多孔板７１，７２，７３は、５mm径の小孔を、且つ開口率４６．２％であるパンチングメタルであって、上流側の多孔板７１は、図４（Ａ）から明らかな如く、偏向プレート５１の上流側に、重なりｌ3 が７mmで且つ偏向プレート５１と直線をなすように、多孔板７１の両側縁を拡散室３の両側板３３内面にＦＲＰ製パテで固定した。
【００２５】
また、下流側の偏向プレート５２、及び最下流のバッフルプレート６２に対しては、図４（Ｂ）に示す如く、多孔板を夾角６０゜に折曲して一半が偏向プレート５２と直線をなし、他半が偏向プレートの下縁Ｅ1 からバッフルプレート６２の基端下面に水平に延びる形態に、且つ前面部が該プレート下縁Ｅ1 の中心線からｌ4 （５mm）前方に位置するように、多孔板７２，７３の各側縁を拡散室３の側板３３内面にＦＲＰ製パテで接着固定した。
【００２６】
〔マフラー底板の製造〕
図１及び図２に示す如く、四周に３５mm幅の突出接合縁４５を台座として備えた平板形状物をＦＲＰで成形した。次いで、各多孔板７１，７２の当接位置には、図４（Ａ），（Ｂ）に示す如く、前側に三角リブ４１を後側に四角リブ４２の１対を拡散室３の横断方向に接着して、１対の両リブ４１，４２間に多孔板７１，７２の基端用の係合溝４３を形成した。
【００２７】
〔薬液タンクの製造〕
図１、図２及び図３に示す如く、拡散室３と同幅、同長の短形平面の上板８０と、拡散室３の両側板３３の上方延長形態となる側板８１を備え、且つ上板前面からは、上方に突出した後下方に湾曲垂下する連通管８３を備えた形態のタンク本体を割型（図示せず）によってＦＲＰ材で型成形し、成形左右片を接合一体化して本体を形成した。
また、槽Ｖは、ＦＲＰ成形中底８２を下方から嵌め込み、四周をＦＲＰ製パテで接着して形成した。
【００２８】
次いで、慣用の手段で上板後部に穿孔して蓋８６を用意し、上板中央部の前後２個所を穿孔して∩型に屈曲した細管８４を嵌入し、細管８４の位置決めを細管に取付けたフランジ８５で達成した。
【００２９】
〔マフラーの組立〕
図５，（Ａ），（Ｂ）に示す如く、マフラー上部の入口管路１上面には薬液タンクの連通管８３と連通するためのテーパー付き穴Ｃ1 を、また最上流の偏向プレート５１とバッフルプレート６１との中間上方の上板３４には該タンクからの細管８４を貫通するテーパー付き穴Ｃ2 を設けておき、次いでバッフルプレート６１の基端の仮固定板を取り外し、該バッフルプレート６１の基端、及び拡散室３の下端周囲の接合縁下面に接着剤を塗布し、前後の底板上の係合溝４３にそれぞれ対応する多孔板７１，７２の基端を嵌め込み、拡散室３の四周壁下端の接合縁３５とマフラー底板４の接合縁４５とを重合し、バッフルプレート６１の基端面を底板面上に当接した形態で、両者を圧着一体化した。
【００３０】
次いで、薬液タンク８の連通管８３の先端をテーパーＴ1 とし、また細管８４挿通部の中底８２の下面にはテーパーＴ2 を形成し、各テーパー部Ｔ1 及びＴ2 の周面、及び薬液タンク８とマフラー本体との接合面の適所に接着剤９０を塗布し、薬液タンク８をマフラーの拡散室３上面に載置した形態で両者を一体化した。
【００３１】
以上の如く組立てたマフラーにあっては、上流側の第１偏向プレート５１の下縁Ｅ1 はレベルＬ0 より４０mm以上下方に突出しており、第１バッフルプレート６１の上縁Ｅ2 はレベルＬ0 と同一線上に位置し、第２偏向プレート５２も第１偏向プレートと同一であり、最後の（第２）バッフルプレート６２の先端Ｅ2 ′もレベルＬ0 に達している。
【００３２】
そして、入口管路１と出口管路２の断面積は同一のａ0 であり、第１偏向プレート５１と拡散室３とで形成される断面積ａ1 、第１多孔板７１の孔総面積ａ2 、第１偏向プレート５１と第１バッフルプレート６１との間の断面積ａ3 、第１バッフルプレート６１と第２偏向プレート５２との間の断面積ａ4 、第２多孔板７２の孔総面積ａ5 、第３多孔板（水平多孔板）７３の孔総面積ａ6 、及び第２偏向プレート５２と第２バッフルプレート６２との間の断面積ａ7 との間には、ａ0 ＜ａ1 ＝ａ4 ＝ａ7 ，ａ2 ＝ａ5 ＝ａ6 ，ａ1 ≦ａ2 ，ａ3 ＞ａ1 ，ａ2 ／ａ0 ＝１．５、の関係が成り立つように形成した。
【００３３】
〔マフラー作用〕
エンジンの作動によって排気ガスＡ0 が入口管路１に入って来るが、同時に冷却水管（図７）から供給される冷却水Ｗ0 もミキシングを経て入口管路に入って来て、両者は第１偏向プレート５１の傾斜によって矢印Ｆ1 の如く斜め下方にスムーズに導かれ、冷却水Ｗ0 の殆んども偏向プレート５１及び多孔板７１に当たる。排気ガスＡ0 は冷却水Ｗ0 と混合状態で多孔板７１を貫通し、第１多孔板７１の無数の小孔を通過した段階で、無数の小気泡Ｂ1 を生じて気泡流となる。
【００３４】
排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 との混合で形成された気泡流は、バッフルプレート６１によって矢印Ｆ2 の方向に上昇して、プレート６１の上縁Ｅ2 を越えて流下する。この際、面積ａ3 ＞ａ1 であるため、即ち断面積ａ3 部を通過する速度が低下するため、気泡Ｂ1 ，Ｂ2 がプレート６１に当たるまでの時間が大となり、気泡発生チャンスも大となり、排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 との混合が十分に行なわれると共に、薬液タンク８からの滴下される薬液Ｘ（ＮＯX ，ＳＯX 除去用）の混合反応も促進される。
【００３５】
次いで、排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 との混合流は、再び第２偏向プレート５２によって矢印Ｆ1 の如く下方に導かれ第２多孔板７２を通過して、再度小気泡Ｂ1 を生じながら混合作用を受け、上昇混合流Ｆ2 が再び水平多孔板７３を通過し、再度小気泡Ｂ1 群を生ずることによって混合作用を受け、最後のバッフルプレート６２によって混合流の放出が遅らされる。この際、プレート６２の存在によって混合流Ｆ2 は断面積ａ7 を通過するまで圧力作用を受けて小気泡Ｂ1 の大気泡Ｂ2 化が抑制されるため、消音、消煙作用が促進される。
【００３６】
〔薬液タンクの作用〕
一方、マフラーの作動中は、薬液タンク８内の圧力Ｐ1 は入口管路１内の圧力Ｐ1 と連通管８３によって等圧であり、第１偏向プレート５１の後方上部の圧力Ｐ2 は、Ｐ1 ＞Ｐ2 であり、Ｐ1 とＰ2 との圧力差及び薬液比重を勘案して設定されたヘッドＨを介して細管８４を経てタンク内の薬液（アルカリ性のもとでのＮＯX ，ＳＯX 反応薬）を常時第１偏向プレート５１の後部へ滴下し、気泡水状態の排気ガスＡ0 中に含まれている有害物質を化学反応によって減少させると共に、冷却水Ｗ0 中に溶出する。
また、エンジンが停止して排気ガスＡ0 の入口管路１からの流入が止まれば、入口管路１内と拡散室３内の偏向プレート５１後部との差圧がなくなり（Ｐ2 ＝Ｐ1 となり）、タンク８側のヘッドＨによって細管８４からの薬液Ｘの滴下が止まる。
【００３７】
本実施例に於て、薬液タンク８を外した通常のマフラーとして適用しても、排気ガスＡ0 が反復して冷却水Ｗ0 との混合気泡化されるため、排気ガスＡ0 中の水に溶出する成分の殆んどが排気ガスから冷却水中へ移り、従って、出口管路２から出る排気ガスＡ1 は消煙されて外見上きれいになり、冷却水Ｗ1 は、煤等のガス中の成分の溶けた水となって排出される。
なお、最下流の第２バッフルプレート６２は、水、ガス混合の小気泡Ｂ1 群の早期の大気泡Ｂ2 化及び早期の放出を抑制するために、消音、消煙作用を促進するが、同時に背圧も上がる。従って、エンジン作用を重視し、背圧を低く維持する場合（ユーザーの希望）には、最終バッフルプレート６２は除去する。
【００３８】
本実施例によって製造した水冷式マフラーと従来例の水冷式マフラーとを地上実験により比較したところ表１のとおりであった。尚、試料Ｎｏ１は図８のモデル３インチ（９０mm）、試料Ｎｏ２は本実施例のモデル３インチ（９０mm）、試料Ｎｏ３は図９のモデル５インチ（１４０mm）、試料Ｎｏ４は本実施例のモデル５インチ（１４０mm）である。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
表１で明白なように、本願発明のものにあっては、エンジン低速回転時でも背圧はかなり高いがエンジン回転数を上げても背圧の上昇は少なく、従来マフラーにあってはエンジン低速回転時は背圧が小で回転数の上昇に略比例して背圧も上昇する。また、デシベル（dB）は対数表示であるので、数デシベルの相違は非常に大きな相違を意味している。
以上の表１から、消音機能及び冷却機能に於てさえも、本願発明は従来例のものに比べて格段に優れていることは明らかである。
【００４１】
〔実施例２（図６）〕
図６に略示的に示す如く、拡散室３内の偏向プレート、バッフルプレート、及び多孔板の配置のみを実施例１と変更した。即ち、偏向プレート５１と５２とを一体物とし、第１偏向プレート５１及び第２偏向プレート５２の各下縁Ｅ1 からそれぞれ水平で後方の板材まで多孔板７１及び７３を配設すると共に、第１バッフルプレート６１の上縁Ｅ2 から水平に第２偏向プレート５２まで多孔板７２を張設し、実施例１の第２バッフルプレートに相当するものを削除し、第２偏向プレート５２と後板３２との間を上昇する矢印Ｆ3 の水ガス混合気泡流をレベルＬ0 （出口管路下面）の所で多孔板７４を貫通するようにした。作用上は、最終バッフルプレート（図１の６２）が無いため背圧の上昇が抑えられたが、水ガス混合流Ｆ3 の上昇放出が早まり、消音、消煙作用がやゝ低下した外は、実施例１のマフラー機能と同一であり、所期の目的は達成された。
【００４２】
〔その他〕
実施例１のマフラー本体に於て、拡散室３内の第１偏向プレート５１、第１バッフルプレート６１、及び第２偏向プレート５２のそれぞれを垂直、即ち各θ1 を９０゜とした場合を試料Ｎｏ１とし、実施例１のθ1 が６０゜のものを試料Ｎｏ２とし、各プレートの角度による影響を調べた結果表２のとおりであった。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
以上の結果からθ1 が９０゜のもの（試料Ｎｏ１）はθ1 が６０゜のもの（試料Ｎｏ２）よりも背圧は高くなるが、消音及び冷却効果はほぼ同等である。しかし、本発明の所期の目的は達成される。
以上のことより、各偏向プレート及びバッフルプレートの角度、更には、各プレートの設置枚数、マフラーの各部材の構成材質等は、ユーザーの要望する機能、コスト等によって適宜に選択可能であり、要は、排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 とがマフラーを貫流する際に、排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 とが十分に混合して排気ガスＡ0 中の各種有害成分を冷却水Ｗ0 中に溶出させられれば、本発明の所期の目的が達成出来るのである。
【００４５】
【発明の効果】
拡散室内では、偏向プレート下縁とバッフルプレート上縁とがトラップを形成するため入口管路内の上側流である排気ガスＡ0 も拡散室内では冷却水Ｗ0 中を通過することとなり、しかも排気ガスＡ0 が冷却水Ｗ0 と共に多孔板を混合貫通するため気泡流として両者は良く混合し、排気ガスＡ0 中の水に溶出可能な煤煙その他の有害物質が冷却水Ｗ0 中に採り込まれて排気ガスＡ0 の消煙が達成される。
【００４６】
更には排気ガスＡ0 と冷却水Ｗ0 との混合気泡流化によって、従来の膨張消音、共鳴作用消音に、更に気泡の固有振動との共鳴作用による消音及び気泡内部の音源からの気泡内部での乱反射による騒音エネルギー減衰による吸音消音や干渉消音、排気ガスの温度低下による減音作用も相乗され、排気ガスの顕著な消音及び冷却も達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例１の薬液タンクを載置した状態を示す図２のＸ−Ｘ断面図。
【図２】本発明実施例１の全体斜視図。
【図３】薬液タンクのマフラー本体への載置形態を示す図２のＹ−Ｙ断面図。
【図４】マフラーの拡散室の部分拡大断面図で（Ａ）は第１偏向プレートと多孔板との取付状態を示し、（Ｂ）は第２偏向プレート及び第２バッフルプレートと多孔板との取付状態を示す。
【図５】薬液タンクとマフラー本体との連通個所を示す部分拡大断面図で、（Ａ）は図１の５Ａ部を、（Ｂ）は図１の５Ｂ部を示す。
【図６】本発明実施例２の拡散室の略示断面図である。
【図７】水冷式マフラーの利用形態を示す略示側面図である。
【図８】従来例１の略示断面図である。
【図９】従来例２の略示断面図である。
【符号の説明】
１…入口管路
２…出口管路
３…拡散室
４…底板
８…タンク
３１…前板
３２…後板
３３…側板
３４…上板
３５…接合縁
４１…三角リブ
４２…四角リブ
４３…係合溝
４５…接合縁
５０，６０…パテ
５１，５２…偏向プレート
７１，７２，７３，７４…多孔板
８０…上板
８１…側板
８２…中底
８３…連通管
８４…細管
８６…蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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