(57)【要約】【課題】構造が簡単かつ小型で、排気ガスの浄化を良くした排気マフラーを提供することを課題とする。【解決手段】エンジンからの排気ガスが入って来る排気マフラーの排気ガス入口部分に、排気リアクタ部材１を接続した小型エンジンの排気マフラーであって、前記排気リアクタ部材１の構造は、円形空洞２の外周の接線方向にエンジンからの排気ガスの入口５が形成され、円形空洞２の側面３には排気ガス出口４が穿設され、前記排気リアクタ部材１をマフラーケース６，６′で包囲し、このマフラーケース６，６′の一部にマフラーケース内の排気ガスが大気中に出る排気ガスの出口７が形成された構造を含むことを特徴とする小型エンジンの排気マフラー。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排気ガスが入って来る排気マフラーの排気ガス入口部分に、排気リアクタ部材（１）を接続した小型エンジンの排気マフラーであって、
前記排気リアクタ部材（１）の構造は、円形空洞（２）の外周の接線方向にエンジンからの排気ガスの入口（５）が形成され、円形空洞（２）の側面（３）には排気ガス出口（４）が穿設され、
前記排気リアクタ部材（１）をマフラーケース（６，６′）で包囲し、このマフラーケース（６，６′）の一部にマフラーケース内の排気ガスが大気中に出る排気ガスの出口（７）が形成された構造を含むことを特徴とする小型エンジンの排気マフラー。
【請求項２】
前記排気リアクタ部材（１）の円形空洞（２）の内壁面に触媒（２ａ）をコーティングしたことを特徴とする請求項１記載の小型エンジンの排気マフラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス中の有害ガス成分を少なくすることができる小型エンジンの排気マフラーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃料に少量のオイルを混合させて燃焼させるエンジンにおいて、マフラ本体の上流にオイル分離室を設け、このオイル分離室に排気ノズルを周回方向へ指向させた状態で配設するとともに、この排気ノズルの外周に連通するデフューザ部を配設して二次空気導入用エゼクタ部を形成し、また、前記マフラ本体の前記オイル分離室の下流側の中央にステーを介して反応室を配設するとともに、この反応室のガス吐出口に、前記オイル分離室の周回方向から集束して延出するオイルガイド部を臨ませてガス混合用エゼクタ部を形成したことを特徴とするエンジンの排気装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来、鋼板をプレス成形した二つの箱状の排気マフラー片の合わせ部を、はぜ折り加工や溶接により一体化して形成し、その内部に排気ガス導入管および排出管を配設した排気マフラーは、エンジンの本体部に固着される排気マフラー片と、この排気マフラー片に合わされる外側方の排気マフラー片とにより縦に二分割および一体化自在に構成され、前記両排気マフラー片の内部対向部に、前記排気ガス導入管に連通する吸音・浄化材の保持部が構成されてなるとともに、前記両排気マフラー片の合わせ部表面にまたがって止め具を配設させて、前記外側方の排気マフラー片のみを着脱自在にさせたことを特徴とする小形作業機用内燃機関の排気マフラーが提供されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２０７５１２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
実公平５−７４５６号公報（実用新案登録請求の範囲）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に開示されたようなエンジンの排気装置においては、触媒を備えた反応器を支持するステーが、排気ガスの旋回流通路内に介在しているために、排気ガスの旋回がスムーズに行われない、という問題が生じる。
また、前記特許文献２に開示されたような小形作業機用内燃機関の排気マフラーにおいては、排気ガスの旋回機能がない、という問題がある。
【０００６】
周知のように２サイクルエンジンは、排気のときの吹き抜けガス量が多いこと、また、膨張行程が少ないため、不完全燃焼ガスが排出されやすい。このため、排気ガスの中には、多量のＯ２とＨＣを含んでいる。
排気ガスの後処理で一番多く採用されているのが、触媒による排気ガスの浄化である。しかし、排気ガス中の有害ガス成分量が多過ぎると、触媒での排気ガス処理量が増え、触媒の温度が上がり過ぎ、触媒の溶解や熱害を引き起こし、信頼性や商品性を大きく損なう。
これに対し、リーン・リアクタ（空燃比１５以上の薄い混合気の燃焼による有害ガスを浄化するのに利用することのあるリアクタ）は、４サイクルエンジンで活用される場合は空燃比が１５以上のリーン（Ｌｅａｎ）空燃比領域で、余剰Ｏ２が十分あり、排気温度が高いところで利用されることがある。
しかし、２サイクルエンジンの場合は、空燃比がリッチ（Ｒｉｃｈ）領域であっても、排気ガス中の残留Ｏ２は４〜７％排出され、排気ガス浄化のためのＯ２としては有効である。その上、吹き抜けたＨＣも多量に排出してくるので、排気ガス浄化のための条件は揃っている。
【０００７】
本発明は、前記排気リアクタ内を排気ガスが旋回することで、未燃焼ガスと既燃焼ガスや残留Ｏ２とが接触・混合をしやすくし、排気ガスの浄化反応をより効率よく行なうことができ、また、エンジンが小さい場合は排気温度も上がり難くなるが、その場合、排気リアクタの円形空洞の内壁面に触媒をコートすることで未燃焼ガスの活性化を促し、排気ガスの浄化を高めることができるようにした小型エンジンの排気マフラーを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記のような課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、エンジンからの排気ガスが入って来る排気マフラーの排気ガス入口部分に、排気リアクタ部材１を接続した小型エンジンの排気マフラーであって、前記排気リアクタ部材１の構造は、円形空洞２の外周の接線方向にエンジンからの排気ガスの入口５が形成され、円形空洞２の側面３には排気ガス出口４が穿設され、前記排気リアクタ部材１をマフラーケース６，６′で包囲し、このマフラーケース６，６′の一部にマフラーケース内の排気ガスが大気中に出る排気ガスの出口７が形成された構造を含むことを特徴とする小型エンジンの排気マフラーとしたものである。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、前記排気リアクタ部材１の円形空洞２の内壁面に触媒２ａをコーティングしたことを特徴とする請求項１に記載の小型エンジンの排気マフラーとしたものである。
【００１０】
このような排気マフラーとしたことにより、排気ガスが前記排気リアクタ部材１の円形空洞２内でスムーズに旋回して流れるので、排気マフラー内の排気ガス流通距離が長くなったと同等となり、前記円形空洞２内で排気ガスが旋回することで、排気ガスの通過時間が長くなり、また、温度の高い排気ガスと温度の低い排気ガスとの接触・混合が進み、排気ガス中の有害ガスが、温度の高いガスで燃焼されて少なくなり、排気ガスが浄化される。
【００１１】
また、排気リアクタ部材１の円形空洞２内で旋回するガスは、温度が低いガスは重いので遠心力で円形空洞２の内壁面に沿って旋回し、酸化反応したガスは温度が高くなり、軽くなったガスは円形空洞の中央部に集まる。このように軽くなったガスは順次、円形空洞２の中央部に集まってくるので、排気リアクタ部材１の側面３に穿設した排気ガス出口４より、酸化反応の進んだ高温のガスから先に流出する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まずはじめに、排気ガスの浄化について説明する。２サイクルエンジンの１サイクル（クランク回転角３６０度）中で、約１／３が排気ガスを排出し、残りの約２／３は排気ポートは閉じている。そのため排気系の中の排気ガスは、一定の排気ガス組成でも、排出量でもない。また、排気ポートが開いている期間の中でも、シリンダから排出されるガス量は、排気ポートの開き始め頃は、燃焼ガス圧力も高く多量に排出される。この時、排出初期の排気ガス組成は、完全燃焼していないガスも含まれており、未燃焼ガス成分が多い。
【００１３】
一般的にブローダウンが終了する頃には、燃焼の進んだガスが出て来て、そのガス中の未燃焼ガス量は少なくなる。しかし、２サイクルエンジンでは、排気ポートが開いている間に、掃気ガスをシリンダへ圧送する。
この圧送される新たな掃気ガスは、かなり速い速度でシリンダへ送入されるため、シリンダの中を掃気しながら一周したガスが、排気ポートからかなりの量（推量では１５〜２０％）吹き出してくる。この吹き出してきた排気ガスは新気であり、非常に多量のＨＣを含んでいる。このように排気に出て来るガスの組成や量は、瞬間、瞬間、非常に大きく変化している。従って、一般のマフラーの排気系のように、排気ガスがトコロ天式に順次押し出されて行く構造では、未燃焼ガスが、残留Ｏ２や温度の高いガスに接する機会も少なく、排気系内で排気ガスの浄化はそれ程進まない。
【００１４】
本発明の小型エンジンの排気マフラーは、前記のような問題を無くすために創案したものであり、以下、図面とともにその実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の小型エンジンの排気マフラーの分解斜視図、図２は組立状態の斜視図、図３は縦断面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。
【００１５】
本発明の請求項１に係る小型エンジンの排気マフラーは、図示しないエンジンからの排気ガスが入って来る排気マフラーの排気ガス入口部分に、排気リアクタ部材１を接続した小型エンジンの排気マフラーであって、前記排気リアクタ部材１の構造は、円形空洞２の外周の接線方向にエンジンからの排気ガスの入口５が形成され、円形空洞２の両側面３には排気ガス出口４，４が穿設され、前記排気リアクタ部材１をマフラーケース６，６′で包囲し、このマフラーケース６，６′の一部にマフラーケース内の排気ガスが大気中に出る排気ガスの出口７が形成された構造を含むことを特徴とする。前記排気リアクタ部材１は、図１〜図４に示す実施の形態においては太鼓状をしており、その太鼓腹に相当する両側面３，３に排気ガス出口４，４が穿設されている。
【００１６】
また、本発明の請求項２に係る小型エンジンの排気マフラーは、前記排気リアクタ部材１の円形空洞２の内壁面に触媒２ａをコーティングしたことを特徴とするものである。前記触媒２ａは例えば白金等を含む材料でできている。
【００１７】
本発明は、前記のように、排気ガスが排気マフラー内で長く滞留するようにするため、排気ガスがスムーズに旋回して流れる円形空洞２を有する排気リアクタ部材１を排気マフラー内に備え、この排気リアクタ部材１を取り巻く周囲はマフラーケース６，６′で包囲しているので、排気リアクタ部材１の円形空洞２から出て来た、まだ高温の排気ガスが排気リアクタ部材１を包み込むことにより、排気リアクタ部材１の円形空洞２内を旋回して流れる排気ガスを高温状態に維持できることから、排気ガスの浄化が良好に行われる。
【００１８】
さらに詳細に説明すると、排気ガスが排気リアクタ部材１の円形空洞２内で旋回すると、先に円形空洞２内に流入したガスと後から流入して来るガスとが、円形空洞２内で接触・混合を行ない、未燃焼ガスがＯ２と接触する機会が増え、それにより酸化反応した高温ガスに未燃焼ガスが接触することで、さらに酸化反応が助長されることになる。このように未燃焼ガスの多い排気ガスを、円形空洞２内で旋回させて高温のガスと接触・混合をさせることで、酸化反応が促進され酸化反応率を高くすることができる。
【００１９】
前記のことから、排気ガスが、排気リアクタ部材１の円形空洞２内で旋回することにより、円形空洞２内に滞留すればするほど（滞留時間が長いほど）、既酸化反応の高温ガスと未燃焼ガスを含む低温ガスとの接触・混合が進むほど、Ｏ２と未燃焼ガスとの出会いが多くなる、また、排気ガスの雰囲気温度が高いほど、排気ガスの反応率は高くなる。
【００２０】
本発明は、未燃焼ガスのＯ２との接触の機会を増し、Ｏ２と酸化反応した排気ガス温度を有効に活用できる構造にしている。すなわち、エンジンの排気ポートから出たガスは、マフラー内に設けられた排気リアクタの円形空洞２内に流入する。排気ガスは、円形空洞２の外周の接線方向から直径の一番大きい壁面に沿って流入し、円形空洞２の中を旋回する。排気ガスは旋回することで、先に流入したガスと後から流入してきたガスの接触が増え、未燃焼ガスとＯ２との結合の機会を増している。Ｏ２との結合の機会が増えることで、排気ガスの温度も上昇し、未燃焼ガスの酸化反応を助長するようになる。
【００２１】
小さなエンジンの場合で、温度が上り難い場合は、円形空洞２の内壁面に例えば白金等を含む触媒２ａを被膜（コート）すると酸化反応が促進され、７００℃前後でＨＣの処理にＯ２が有効に働き、Ｏ２がＣＯの処理に消費されることが少なくなる。このことは、残留Ｏ２量に限界がある中で効率よくＨＣを処理するのに有効な手段である。
【００２２】
また、円形空洞２を有する排気リアクタ部材１を取り巻く周囲はマフラーケース６，６′で包囲されて、円形空洞２から出てきた、まだ高温の排気ガスが排気リアクタ部材１を包み込むことにより、排気リアクタ部材１の円形空洞２内を旋回して流れる排気ガスを高温状態に維持できることから、排気ガスの浄化が良く図れる。
【００２３】
この排気マフラーの組み立ては、図２に示すように、前記排気リアクタ部材１の排気ガスの入口５の周りに形成した鍔部５ａを、エンジンへの取り付け側のマフラーケース６に穿設した排気ガスの入口６ａの内壁側に当接する。外側のマフラーケース６′に穿設したボルト挿入孔６ｂ′の内壁側と前記鍔部５ａに穿設したボルト挿入孔５ｂとの間にボルト挿入スリーブ８を介在させて、前記マフラーケース６，６′を接合して、マフラーケース６の接合周辺６ｃを、マフラーケース６′の接合周辺６ｃ′にかしめ接合して、一体に組み立てる。また、前記マフラーケース６に穿設した排気ガスの出口７の外側にステンレス製の金網９を配設し、この金網９を排気ガスの出口１０ａを有する押蓋１０で押さえ、この押蓋１０をマフラーケース６に止ネジ１１で固定して完成する。
【００２４】
この排気マフラーをエンジンに取り付けるには、図示しないシリンダーの排気口にエンジンへの取り付け側のマフラーケース６に穿設した排気ガスの入口６ａを接合し、他方のマフラーケース６′から前記ボルト挿入スリーブ８にボルト１２を挿入し、このボルト１２の先端部をエンジンケース（図示しない）に締め付けて取り付ける。
【００２５】
図５は本発明の排気マフラーの他の実施の形態を示す断面図であり、前記排気リアクタ部材１を球体に形成し、円形空洞２の対向する両側面３に排気ガス出口４，４が穿設されたものであり、その他は前記実施の形態と同じである。
【００２６】
本発明の小型エンジンの排気マフラーは、以上説明したように構成されているので、エンジンからの排気ガスが、図２〜図５において矢印で示すように、排気マフラーの一部を構成する排気リアクタ部材１を形成する円形空洞２にその外周の接線方向から入ると、その排気ガスは円形空洞２の中で旋回して流れ、やがてその旋回して流れた排気ガスは円形空洞２の側面３に穿設した排気ガス出口４から出て、排気リアクタ部材１とその周りを包囲したマフラーケース６，６′との間を通り、マフラーケース６に穿設した排気ガスの出口７から大気中に排気される。
【００２７】
【発明の効果】、
本発明の小型エンジンの排気マフラーは、前記のように構成したことにより、エンジンからの排気ガスは、マフラーケース内に配設した排気リアクタ部材を形成する円形空洞内で旋回して流れ、この円形空洞内で、未燃焼ガスがＯ２や高温ガスと接触・混合する機会が増え、やがて円形空洞の側部に穿設した排気ガス出口から外に出て、前記排気リアクタ部材とマフラーケースとの間の部屋に流れ込み、この流れ込んだまだ高温の排気ガスが排気リアクタ部材を包囲し、最後にマフラーケースの一部に形成した排気ガス出口から大気中へ排気される。すなわち、排気マフラー内の排気リアクタ部材の中で排気ガスの酸化反応が促進されるとともに、排気リアクタ部材がまだ高温の排気ガスで包囲されるので、排気ガスの酸化反応率が高くなり、排気ガスの総炭化水素（ＴＨＣ）量の低減が図られ、浄化が良くなる。
【００２８】
また、本発明に係る小型エンジンの排気マフラーは、その構造がきわめて簡単かつ小型に作ることができ、例えば小型の刈払機等で使用する２サイクルエンジンの排気マフラーとして好適である。その上、排気リアクタの円形空洞の内壁面に触媒をコーティングした場合、従来のプレート触媒より酸化反応率は高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の小型エンジンの排気マフラーの分解斜視図である。
【図２】本発明の小型エンジンの排気マフラーの組立状態の斜視図である。
【図３】本発明の小型エンジンの排気マフラーの縦断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の小型エンジンの排気マフラーの他の実施の形態の縦断面図である。
【符号の説明】
１          排気リアクタ部材
２          円形空洞
２ａ        触媒
３          側面
４          排気ガス出口
５          排気ガスの入口
５ａ        鍔部
５ｂ        ボルト挿入孔
６，６′    マフラーケース
６ａ        排気ガスの入口
６ｂ，６ｂ′ボルト挿入孔
６ｃ，６ｃ′接合周辺
７          排気ガスの出口
８          ボルト挿入スリーブ
９          金網
１０        押蓋
１０ａ      排気ガスの出口
１１        止ネジ
１２        ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004257370.tif 000006
【図５】
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