(57)【要約】【課題】波長の長い排気音を消音する場合においても小型化が可能であり、効果的に排気音を低減することが可能な排気音消音装置を得る。【解決手段】排気圧送源１から排気を導入する排気取り出し通路４と、排気取り出し通路４に導入された排気を二分して通過させる第一の排気通路５と第二の排気通路６と、第一の排気通路５からの排気と第二の排気通路６からの排気とを合流させる合流空間７とを備え、第一の排気通路５と第二の排気通路６とを外装部材３内において、少なくとも一方を多重に屈曲した多重屈曲部１２として形成し、両排気通路の屈曲数の差により第一の排気通路５と第二の排気通路６との通路長さを異ならせるようにしたものである。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気圧送源から排気を導入する排気取り出し通路、前記排気取り出し通路に導入された排気を二分して通過させる第一の排気通路と第二の排気通路、前記第一の排気通路からの排気と前記第二の排気通路からの排気とを合流させる合流空間を備え、前記第一の排気通路と前記第二の排気通路とを外装部材内において少なくとも一方を多重に屈曲した排気通路として形成し、それぞれの屈曲数の差により前記第一の排気通路と前記第二の排気通路との通路長さを異ならせるようにしたことを特徴とする排気音消音装置。
【請求項２】
前記第一の排気通路と前記第二の排気通路との少なくとも一方が螺旋状に巻回されて構成され、それぞれの巻回数の差により前記第一の排気通路と前記第二の排気通路との通路長さを異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の排気音消音装置。
【請求項３】
前記外装部材内において円柱状の消音材が周期構造をなすように密集して配列され、この密集して配列された周期構造に欠損部を設けることにより前記第一の排気通路と前記第二の排気通路とを形成すると共に、前記欠損部の配列構成を異ならせることによりより、前記第一の排気通路と前記第二の排気通路との通路長さを異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の排気音消音装置。
【請求項４】
前記外装部材内に配列された円柱状の消音材は、外周が円周方向に波状に形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の排気音消音装置。
【請求項５】
前記外装部材内に配列された消音材が中空の管状消音材であり、前記管状消音材の内部に水流を通過させるように構成したことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の排気音消音装置。
【請求項６】
前記第一の排気通路と前記第二の排気通路との通路長さの差が、前記排気圧送源が発生する排気音基本波に対し、ほぼ二分の一波長に設定されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の排気音消音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発電設備など内燃機関を用いた装置の機関部から発生する排気音や、エアポンプの排出空気音などを効率よく消音する排気音消音装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気音やエアポンプの排出空気音などは、内燃機関やエアポンプなどの排気圧送源にて発生する圧力の脈動が大気に開放されるときに発生する。従って、この脈動に対して位相が１８０°（すなわち二分の一波長）異なる脈動を生成して同時に大気中に放出することにより、排気音や排出空気音を低減することが可能になる。例えば、特許文献１に開示された技術もこのような手段により排気音を低減するものである。
【０００３】
特許文献１に開示された技術は、排気圧送源から内径がほぼ等しい二本の排気管を引き出し、排気をこの二本の排気管に分流させた後に合流させるようにし、この二本の排気管のうち一本は脈動を遅延させるために屈曲部を設けて長さを他の一本とは異ならせ、両者の長さの差を脈動の位相差が１８０°になるようにして合流空間に接続すると共に、合流空間から排出用の排気管を介して大気中に放出するようにしたものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１１９２９号公報（第３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術はこのように構成することにより、排出音の低減を可能にしているが、音圧の位相を遅延部（屈曲部）により１８０°遅らせるためには排気管の長さの差を音波の１／２波長とする必要があることから、排気音の基本周波数によってはこの差が比較的大きくなってしまい、排気音消音装置を大型化しなければ対応できないという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、波長の長い排気音を消音する場合においても小型化が可能であり、効果的に排気音を低減することが可能な排気音消音装置を得ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる排気音消音装置は、排気圧送源から排気を導入する排気取り出し通路と、排気取り出し通路に導入された排気を二分して通過させる第一の排気通路と第二の排気通路と、第一の排気通路からの排気と第二の排気通路からの排気とを合流させる合流空間とを備え、第一の排気通路と第二の排気通路とを外装部材内において、少なくとも一方を多重に屈曲した排気通路として形成し、それぞれの屈曲数の差により第一の排気通路と第二の排気通路との通路長さを異ならせるようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１および図２は、この発明の実施の形態１による排気音消音装置の構成を説明するもので、図１は構成を示す透視図、図２は排気通路の説明図であり、図の矢印は排気の流れ方向を示すものである。図において、鎖線で示した内燃機関、または、エアポンプなどの排気圧送源１の排気排出口には排気音消音装置２が取り付けられている。
【０００９】
排気音消音装置２は図１および図２に示すように、角形中空の外装部材３と、外装部材３の内部に形成される排気通路とから構成され、排気通路は排気圧送源１から排気を取り出す排気取り出し通路４と、ほぼ同一断面積を有する第一の排気通路５および第二の排気通路６と、第一の排気通路５と第二の排気通路６とからの排気が合流する合流空間７とから形成される。
【００１０】
第一の排気通路５は仕切り板８と仕切り板９とで囲まれて排気通路を形成し、第二の排気通路６は仕切り板１０と仕切り板１１とで囲まれて排気通路を形成すると共に、特に第二の排気通路６は外装部材３内の多重屈曲部１２において多重に屈曲されて構成され、第一の排気通路５と第二の排気通路６とは両者の配列と多重屈曲部１２とにより、それぞれ異なった長さの排気通路として形成されている。そして、第一の排気通路５と第二の排気通路６とを通過した排気は合流空間７にて合流し、放出口１３から大気に放出される。
【００１１】
このように構成された実施の形態１による排気音消音装置において、排気圧送源１からの排気は排気取り出し通路４に排出され、ここで長さが異なりほぼ同一断面積を有する第一の排気通路５と第二の排気通路６とに分流し、合流空間７において両排気通路からの排気が合流する。第一の排気通路５と第二の排気通路６とに分流する排気は排気取り出し通路４から直接分岐され、両排気通路の断面積がほぼ同一であるため、排気取り出し通路４に排出された排気の音圧波形は崩れることなく合流空間７に導入される。
【００１２】
多重屈曲部１２における両排気通路の屈曲、特に第二の排気通路６の屈曲は、両排気通路の長さの差が排気圧送源１から排出される音圧波形の基本波波長に対して１／２波長となるように屈曲数が設定され、そのために合流空間７に排出される第一の排気通路５からの音圧波形と第二の排気通路６からの音圧波形とは位相が１８０°ずれることとなって放出口１３から大気に放出される排気の音圧レベルは大きく低減されることになる。
【００１３】
以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による排気音消音装置においては、排気圧送源１から排出される音圧の周波数に応じて多重屈曲部１２における屈曲数を設定することにより、容易に各種の排気圧送源１からの排気音を低減することができると共に、多重に屈曲された多重屈曲部１２を構成したことによりスペースを大きくすることなく、狭いスペース内で有効に両排気通路に対する長さの差を設定することができ、小型で効果的に排気音を低減することが可能な排気音消音装置を得ることができるものである。
【００１４】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による排気音消音装置の構成を示す説明図である。この実施の形態による排気音消音装置においては図に示すように、排気圧送源１からの排気は排気取り出し通路４に排出され、排気取り出し通路４で分割されて第一の排気通路１４と第二の排気通路１５とに分流され、合流空間７にて合流する。第一の排気通路１４は中空円筒管にて形成されて合流空間７に最短距離で接続され、第二の排気通路１５は中空円筒管により螺旋状に巻回された螺旋状遅延部１６を経由して合流空間７に接続されるように構成される。
【００１５】
螺旋状遅延部１６の展開長さを含む第二の排気通路１５の長さと、第一の排気通路１４の長さとの差は、排気圧送源１から排出される音圧波形の基本波に対してほぼ１／２波長となるように螺旋状遅延部１６の巻回数が決められ、合流空間７に排出される第一の排気通路１４と第二の排気通路１５とからの各音圧波形は位相が１８０°ずれるように設定されている。
【００１６】
この発明の実施の形態２による排気音消音装置は以上のように構成することにより、実施の形態１の場合と同様に小型化が可能になり、合流空間７から大気に放出される排気の音圧レベルが効果的に低減されると共に、螺旋状遅延部１６が中空円筒管により形成されているため、排気の流動抵抗が少なくなり、排気効率の低下を防止することができるものである。
【００１７】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による排気音消音装置の構成を示す説明図である。図４において、排気音消音装置２の外装部材３内には円柱状消音材１７が配列されている。円柱状消音材１７の配列は、一本の円柱状消音材１７の周囲に正六角形をなすように他の円柱状消音材１７が密集して配列され、周期構造を形成すると共に、この密集して配列された周期構造には欠損部が設けられ、この欠損部を適宜配列することにより、第一の排気通路１８および第二の排気通路１９と、排気取り出し通路２０と、合流空間２１とが形成される。
【００１８】
そして、第一の排気通路１８および第二の排気通路１９は、円柱状消音材１７の欠損部の配列構成により排気取り出し通路２０から合流空間２１に至る通路長さが変えられ、両者の差が排気圧送源１から排出される音圧波形の基本波に対してほぼ１／２波長となるように形成される。
【００１９】
このように構成された実施の形態３による排気音消音装置によれば、上記の実施の形態１および実施の形態２と同様に、小型化と、合流空間２１における位相の異なる音波の干渉による消音効果とが得られると共に、各排気通路の周囲が円柱消音材１７により包囲されているため、音波の透過を防止でき、より優れた消音効果を得ることができるものである。
【００２０】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４による排気音消音装置に使用する消音材の外形形状を示すもので、この実施の形態による排気音消音装置は、実施の形態３にて説明した排気音消音装置の構成において、円柱状消音材１７に代わり、図５に示すような外周に円周方向の波形２２が形成された波形消音材２３を使用するようにしたものである。
【００２１】
このように波形消音材２３を使用し、周期構造の欠損部において相隣る波形消音材２３との波形２２を適宜組合せることにより、実施の形態３にて説明した第一の排気通路１８と第二の排気通路１９との長さの差が効果的に作り出せ、排気音消音装置をより小型化することができると共に、相隣る波形消音材２３の波形２２を噛み合わせることにより、第一の排気通路１８と第二の排気通路１９との隔離が充分に行えるものである。
【００２２】
実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５による排気音消音装置に使用する円柱状消音材２４の形状を示す説明図であり、この実施の形態による排気音消音装置は、実施の形態３にて説明した排気音消音装置の構成を用い、排気通路を構成するために用いる円柱状消音材２４を中空の管状とし、中空部２５に水流を通過させるようにしたものである。
【００２３】
このように構成することにより、円柱状消音材２４の内部に伝播する音波を水流により吸収減衰させ、排気通路の長さの差による消音効果と相俟って、消音効果をさらに高めることができると共に、中空部２５を流れる水流により排気熱を吸収して排気温度を低下することができ、さらに、吸収した排気熱により温水源を得るという効果をも有するものである。なお、実施の形態４にて説明した波形消音材２３の内部を中空の管状とし、水流を通過させても同様の効果が得られるものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の排気音消音装置において、請求項１に記載の発明によれば、排気圧送源から排気を導入する排気取り出し通路と、この排気取り出し通路に導入された排気を二分して通過させる第一の排気通路と第二の排気通路と、これら二つの排気通路からの排気を合流させる合流空間とを備え、第一の排気通路と第二の排気通路とを外装部材内において、少なくとも一方を多重に屈曲した排気通路として形成し、それぞれの屈曲数の差により第一の排気通路と第二の排気通路との通路長さを異ならせるようにしたので、通路長さの差を排気圧送源が発生する排気音に対してほぼ二分の一波長に設定することにより効果的に排気音を低減することができると共に、この通路長さの差を多重に屈曲された屈曲部により構成したので、小さなスペース内で設定することができ、波長の長い排気音に対しても小型で効果的に排気音を低減することが可能な排気音消音装置を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による排気音消音装置の構成を示す透視図である。
【図２】この発明の実施の形態１による排気音消音装置の排気通路の説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２による排気音消音装置の構成を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態３による排気音消音装置の構成を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態４による排気音消音装置に使用する波形消音材の説明図である。
【図６】この発明の実施の形態５による排気音消音装置に使用する円柱状消音材の説明図である。
【符号の説明】
１  排気圧送源、２  排気音消音装置、３  外装部材、
４、２０  排気取り出し通路、５、１４、１８  第一の排気通路、
６、１５、１９  第二の排気通路、７、２１  合流空間、
８、９、１０、１１  仕切り板、１２  多重屈曲部、１３  放出口、
１６  螺旋状遅延部、１７、２４  円柱消音材、  ２２  波形、
２３  波形消音材、２５  中空部。
【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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