(57)【要約】本発明は、例えば、燃焼機関の下流のような圧力変動を伴うガス流に連通されたサイレンサで、外包面３０および２つの側面３１，３２を有するハウジング４と、外包面３０に設けられた入口開口９および出口開口１０とを有している。
2004520530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
例えば、燃焼機関の下流のような圧力変動のあるガス流に連通されるものであって、入口開口（９）および出口開口（１０）を有するハウジング（４）と、仕切り壁（１ｂ）およびチューニングチャンバ（７，８）とを有し、前記仕切り壁（１ｂ）とチューニングチャンバ（７，８）では、前記流れが前記仕切り壁（１ｂ）の一側から他側に運ばれ、これにより当該仕切り壁（１ｂ）が前記流れを該仕切り壁（１ｂ）の両面上の２つの実質的に対向する誘導流れ経路に分割するサイレンサにおいて、
前記仕切り壁（１ｂ）は、当該仕切り壁（１ｂ）の一側に１セットの入口チャネル（２１）を、前記仕切り壁（１ｂ）の他側に１セットの出口チャネル（２２）を形成したパッケージを、Ｚ形に折畳まれた帯体（１a）から形成したことを特徴とするサイレンサ。
【請求項２】
前記仕切り壁（１ｂ）は、当該仕切り壁の両面での圧力変動を減少させるように非剛性的に形成したことを特徴とする請求項１に記載のサイレンサ。
【請求項３】
前記仕切り壁（１ｂ）の厚さは、０．２mm未満、好ましくは０．１ｍｍ未満である請求項２に記載のサイレンサ。
【請求項４】
前記入口チャネル（２１）および出口チャネル（２２）の各セットは、実質的に平坦な上下面（２４−２５，２７−２８）を有し、この実質的に平坦な面（２４−２５，２７−２８）が、前記実質的に対向する誘導流れ経路の各々を介して多数の不規則な流れを生じさせるように設けられた１セットの突起を有することを特徴とする前記請求項１〜３のいずれかに記載のサイレンサ。
【請求項５】
前記突起は、前記両チャネル（２１，２２）の一端から対向端まで目視できないように、前記両チャネル（２１，２２）が有する前記上下面（２４−２５，２７−２８）からある突出長さを有することを特徴とする前記請求項４に記載のサイレンサ。
【請求項６】
入口チャネル（２１）および出口チャネル（２２）の各セットは、上下の実質的に平坦な面（２４−２５，２７−２８）と、該面を連結する折畳み部（２６，２９）とによって形成され、前記上下の実質的に平坦な面（２４−２５，２７−２８）が実質的に平行であることを特徴とする前記請求項１〜５のいずれかに記載のサイレンサ。
【請求項７】
前記仕切り壁（１ｂ）は、相互の頂部に位置された入口および出口のチャネル（２１，２２）が少なくとも１０個形成されたことを特徴とする前記請求項いずれかに記載のサイレンサ。
【請求項８】
前記パッケージは、反時計回りに折畳まれた帯体の１セットの内部折畳み部（２６）と、時計回りに折畳まれた帯体の一組の外部折畳み部（２９）が設けられ、前記入口および出口のチャネル（２１，２２）の内部折畳み部（２６）から外部折畳み部（２９）まで延長した長さが、上部のチャネル壁から下部のチャネル壁までの高さを実質的に超えるようにしたことを特徴とする前記請求項いずれかに記載のサイレンサ。
【請求項９】
上部のチャネル壁から下部のチャネル壁までの高さと、内部折畳み部（２６）および外部の折畳み部（２９）から延長した長さとの関係は、１／３０および１／１００間であることを特徴とする請求項８に記載のサイレンサ。
【請求項１０】
外包面（３０）と２つの側面（３１，３２）を有し、入口開口（９）と出口開口（１０）が前記外包面（３０）に設けられたハウジング（４）を有するサイレンサであって、第１および第２チューニングチャンバ（７，８）が側面（３１，３２）に関連して配置され、前記仕切り壁（１ｂ）が、前記各チューニングチャンバ（７，８）間に延長し、これによって入口チャネル（２１）のセットが前記入口開口（９）からチューニングチャンバまで伸延し、出口チャネル（２２）のセットがチューニングチャンバから前記出口開口（１０）まで伸延し、仕切り壁（１ｂ）が、前記流れを、チューニングチャンバを経て入口開口（９）から２つの実質的に対向する誘導流れ経路に分割し、該流れ経路が出口開口（１０）で合うようにしたことを特徴とする前記請求項いずれかに記載のサイレンサ。
【請求項１１】
チューニングチャンバ（７）からチューニングチャンバ（８）まで延長した長さと、内部折畳み部（２６）から外部の折畳み部（２９）まで延長した長さとの関係が、１，１と６との間にあり、好ましくは１，４と３との間にあることを特徴とする請求項１０に記載のサイレンサ。
【請求項１２】
前記入口開口（９）および出口開口（１０）は、前記仕切り壁（１ｂ）に関して対称的に配置され、これによって入口開口（９）から出口開口（１０）までの流れの経路は、どのチューニングチャンバ（７, ８）を通過する流れも、同じで独立した関係である請求項１０または１１に記載のサイレンサ。
【請求項１３】
入口開口（９）および出口開口（１０）は、チューニングチャンバ（７，８）に連通される仕切り壁（１ｂ）の両端領域間の中間に位置することを特徴とする請求項１２に記載のサイレンサ。
【請求項１４】
前記仕切り壁（１ｂ）は、孔を有することを特徴とする前記請求項いずれかに記載のサイレンサ。
【請求項１５】
燃焼機関の排気システムにおいて、第１触媒の下流に、前記請求項いずれかのサイレンサを用いた排気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文によるサイレンサと、請求項１５による排気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、サイレンサは、圧力変動を伴うガス流から音の放出を減少するために使われる。音の放出は、公知の消音技術により減少するが、この消音技術は、共鳴室内での共鳴現象が所定の周波数帯でのガスの振動モードを減衰させるというもので、脈動する層流を乱す乱流経路に導入することにより、結果的に、ガス流に含まれるエネルギが前記振動モードからより広いエネルギスペクトルに幅広がることになる。音は、サイレンサがガス流の圧力を降下させることによっても減少する。この圧力降下は、エネルギ損失を引き起こすが、前記サイレンサの場合は、エネルギを高めるユニットにおいて使用され、このユニットでの効率の度合を減少させるように使用される。サイレンサが燃焼機関で使用される場合には、効率の低下が起こるが、有効なエネルギを生じさせる量と同量の二酸化炭素を除去する形式で、より大きな環境的効果をあげている。
【０００３】
サイレンサの設計においては、音響的圧力を減少させるサイレンサの能力は、サイレンサが引き起こす圧力降下と、これによりサイレンサが消費するエネルギ量を比較検討しなければならない。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的は、低い逆圧と良好なノイズ静粛性を備えた、製造が安価なサイレンサを提供することにある。
【０００５】
この目的は、請求項１の特徴部分に記載されたサイレンサにより達成される。チャネルを通過する音の流れは、連続する圧力の増大がチャネルを通過した後夫々中間圧力に減少する状態になるとみなされる。帯体をＺ形に折畳んで仕切り壁を形成し、この仕切り壁の一側に１セットの入口チャネル、他側に１セットの出口チャネルを形成したパッケージとすると、仕切り壁の対向する両面上で対向するように誘導される流れが形成される。
【０００６】
この結果、増加した圧力と減少した圧力が、時間的および空間的に規則的な間隔で夫々通過する。この折畳まれた構成の壁は、部分的に非剛性に作られているので、圧力の違いがバランスされ、これによりノイズ静粛性が達成される。このように圧力の力積が衝撃波として通過するたびに、両者の振幅は減少される。
【０００７】
好ましい実施形態では、静粛性は、摩擦を有する仕切り壁の減衰運動によって、さらに増加できる。さらに、仕切り壁は、孔を設けることにより、孔による圧力の脈動が与えられ、ノイズ静粛性を増大することができる。
【０００８】
特に、好ましい実施形態は、入口開口と出口開口の間に設けられた仕切り壁が、サイレンサの側壁に関連して設けられたチューニングチャンバ間に伸延され、入口開口から前記チューニングチャンバまで導く１セットの入口チャネルと、前記チューニングチャンバから出口開口まで導く１セットの出口チャネルを形成することである。これにより仕切り壁が、流れを、入口開口からチューニングチャンバを介して２つの対向誘導流れ経路に分割し、そして、両通路は、出口開口で合流する。この構成は、対向誘導流れ経路が非常に良好なノイズ減少効果をもたらすサイレンサにする。また、両流れ経路の各々は、仕切り壁の各側部で対向する誘導流れを前後の経路に移動するという特徴を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明に係るサイレンサの製造工程を示す斜視図である。このサイレンサが有する仕切り壁１ｂは、プレス、ローリング等により形成された金属帯体１aから形成されている。金属帯体１ａは、ローラ間のプレス工程で形成されるが、ここでは、さらに、金属帯体は、押圧しているステップにおいて、図１の拡大図で示すような表面構造２０と、一組の交互に指向された折曲げノッチ部２，３が与えられる。このように、仕切り壁は、Ｚ形に折畳まれた一連の帯体として形成されるが、この帯体は、仕切り壁の一側部に１セットの入口チャネル、他側部に１セットの出口チャネルが形成される。
【００１０】
金属帯体の表面構造は、当該帯体が１セットの入口チャネルと出口チャネルを有するように折畳まれたとき、１セットの突起が形成され、流れが仕切り壁内のチャネルを通るとき、乱流の増加をもたらし、これにより下記するような付加的な流れ経路が形成される。本発明の好ましい実施形態では、突起は、帯体に傾斜した波形状に形成されているが、折曲げノッチ部２，３の方向に関し、好ましくは４０°−７０°の傾斜角で傾けられている。また、突起は、帯体が、例えば０．２ｍｍ未満、好ましくは０．１ｍｍ未満の薄板のような薄い材料で作られるときでも、堅固な構成を与えるスペーサとして機能する。０．０５ｍｍまであるいはこれ未満の厚さを有する材料であっても、良好な結果で使用できる。
【００１１】
第２製造工程では、金属帯体１ａは、１セットの入口チャネル２１（図２では、１つが折畳まれていない状態で示されている）と、１セットの出口チャネル２２が設けられた仕切り壁１ｂとして折畳まれる。さらに、仕切り壁１ｂは、金属帯体１ａの各端部にシール５，６が設けられ、これらシールは、仕切り壁１ｂを囲むハウジング４の上面と下面２２，２３に保持されるようになっている。各入口チャネル２１は、上下の面２４，２５と、当該上下面を連結する折畳み部２６とにより実質的に形成される。同様に、各出口チャネル２２は、上下の面２７，２８と、当該上下平面を連結する折畳み部２９とにより実質的に形成される。
【００１２】
前記入口チャネル２１と出口チャネル２２の各セットは、実質的に平坦な上下面と、当該面を連結する折畳み部により形成されており、ここでは、前記実質的に平坦な上下面は、実質的に平行に形成されている。
【００１３】
折畳まれた金属帯体を折り重ねるように近接するとき、波形部は、相互に交差し、当該金属帯体が一緒に加圧されたとき、安定しガタガタしない大容量のパッケージを形成する。前記帯体の折畳み間には、安定した幾何学的形状の流れチャネルが形成される。波形部の援助によりこれらの各チャネルが、大量で不規則な異なる長さの流路を形成すれば、サイレンシング効果には有利である。このように、チャネルを通過する音波は、相互に消音されるように、多くの位相ずれした波に分割される。交差した波形部を形成することによって、多数の音経路や音反射点が形成される。前記帯体は、直接的な流れが妨げられるように、そこを通して見ることができないように、作ることが好ましい。
【００１４】
更に、本発明の実施形態によれば、仕切り壁は、孔を有するように形成してもよく、これにより仕切り壁を介しての圧力の脈動が付加的なノイズ静粛性を高めることができる。
【００１５】
一般に、仕切り壁は、流れを、チューニングチャンバを介して入口開口から、２つの実質的に対向する誘導流れ経路に分割し、この流れ経路が、出口開口で合う。実質的に対向する誘導流れ経路という表現は、前記経路を通過する平均流れが反対に誘導されることを意味するが、例えば、波形部を形成し、各対向する誘導流れ経路内に多数の流れ経路を生じさせたものに、突起を設けることによっても、流れ経路が実質的に誘導されるという事実は変わらない。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態では、仕切り壁１ｂは、前記セットの入口チャネルと出口チャネル２１，２２の各入口チャネルと出口チャネルが、チューニングチャンバ７からチューニングチャンバ８まで伸延した長さを有し、また、前記入口チャネルと出口チャネルの内部折畳み部２６の端部から外部折畳み部２９の端部までの長さを実質的に超える長さを有する、幾何学的な形状に形成してもよい。
【００１７】
第３の製造工程では、仕切り壁１ｂは、ハウジング４内に設置され、そして、ハウジングが仕切り壁の表面に載置されることにより閉じられる。
【００１８】
ハウジング４は、外包面３０と２つの側面３１，３２が設けられている。前記外包面と側面は、共に閉空間を形成する。外包面の２つの対向面には、入口開口９と出口開口１０が設けられている。ハウジング内の仕切り壁１ｂの位置決めは、出口チャネルの折畳み部２９が前記入口開口を有する外包面３０の面に対向するように配置され、入口チャネルの折畳み部２６が前記出口開口１０を有する外包面３０の面に対向するように配置されるようにする。本発明の好ましい実施形態では、仕切り壁１ｂとハウジングは、長方形断面となるように形成されているが、これは効果的な製造工程となる。２つのチューニングチャンバ７，８は、前記側面３１，３２と関連して設けられている。これらチューニングチャンバは、入口チャネル２１から出口チャネル２２への流れを提供する。
【００１９】
効果的なノイズ静粛性を達成するために、仕切り壁は、少なくとも１０対の入口チャネルと出口チャネルを有するように形成されている。さらに、好ましい実施形態では、仕切り壁が、チューニングチャンバからチューニングチャンバまで伸延した長さと、反時計回りに折畳まれた帯体の内部折畳み部の端部から時計回りに折畳まれた帯体の外部折畳み部の端部までの長さとの関係が、１，１と６との間にあり、好ましくは１，４と３との間にあるように、形成されることである。さらに、チャネルは、出口開口１０が設けられたハウジング４の側に面する入口チャネル２１の折畳み部２６から入口開口９が設けられたハウジング４の側に面する出口チャネル２２の折畳み部２９まで伸延した長さが、上部のチャネル壁から下部のチャネル壁までの高さを実質的に超えるような構成を有していることである。好ましい実施形態では、上部のチャネル壁から下部のチャネル壁までの高さと、内部折畳み部から折畳み部まで延長した長さとの関係は、１／３０および１／１００間である。
【００２０】
図３には、折曲げノッチ部２，３の方向に対し、好ましくは４０°−７０°傾斜した斜め波形部を前記帯体に形成したタイプの表面構造の仕切り壁が詳細に示されている。本発明の好ましい実施形態では、入口開口と出口開口は、仕切り壁に対して対称的に配置されることで、これにより、入口開口から出口開口までの流れ経路は、どのチューニングチャンバを通過する流れも、同じで独立した関係である。付加的な好ましい実施形態では、入口開口と出口開口は、ハウジングの対向する側に相互に直接対向するように配置されることである。
【００２１】
図４は、燃焼機関の排気システムを概略的に示している。この燃焼機関は、入口３５と、前記排気システム３３に連結されるインテークおよびエキゾーストマニホルド３６が設けられている。第１触媒３７は、燃焼機関３３の出口下流に配置されている。上述した本発明によるサイレンサは、この触媒の下流側に取り付けられている。
【００２２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項内で種々変形することができる。例えば、仕切り壁は、他の製造方法で作ることができ、また、仕切り壁の断面は長方形以外の断面とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るサイレンサの製造工程を示す斜視図である。
【００２４】
【図２】流れ経路を示す詳細なサイレンサの斜視図である。
【００２５】
【図３】本発明の実施形態に係る仕切り壁の表面を詳示する斜視図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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