(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気口に接続して該内燃機関から排気される排気ガスを所定位置に導く排気管において、
排気ガスが流れる内部流路を区画形成する穴あき板と該穴あき板の周囲を囲繞する外胴との間に断熱材または吸音効果を有する断熱材を充填し、前記穴あき板と外胴との間の両開口端部を塞板で塞ぐとともに、該塞板の少なくとも一方に内部流路の内径より大きな内径を有する相互接続フランジを取付けて排気管ユニットを構成し、
互いに隣接する排気管ユニットの塞板間に、前記相互接続フランジの内径部に位置させて、断熱材を介在させつつ、相互接続フランジ同士を締結し、前記排気管ユニットを長さ方向に連結して構成したことを特徴とする内燃機関用排気管。
【請求項２】
前記相互接続フランジを取付けた塞板に前記断熱材の脱落を防止する断熱材押えを取付けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用排気管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気口に接続して内燃機関から排気される排気ガスを消音器等の所定位置に送るのに使用される内燃機関用排気管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンやディーゼル機関等の内燃機関にあっては、内燃機関から排気される排気ガスを排気管で消音器に送り、この消音器で排気騒音を減音してから排気管で大気中に放出することが広く行われている。
【０００３】
ここで、ディーゼル機関の排気ガス温度は、４００℃程度であり、排気管および消音器を普通鋼材で製作し、これらの排気設備の外周を断熱材で覆って排気設備の表面温度を手で触れても安全な温度以下としている。一方、ガスタービンの排気ガス温度は、一般に６００℃と高温なので、排気管や消音器をステンレス等の耐熱性・対腐食性のある高価な材料で製作し、これらの排気設備の外周を断熱材で覆って排気設備の表面温度を安全な温度以下としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、排気管自体が吸音効果を有していないため、例えば１００〜１２０ｄＢとかなり大きな排気音を消音器のみで減音する必要があって、消音器が大型化してしまうばかりでなく、ガスタービン用の排気管にあっては、高価なステンレス鋼で製作されているため、設備費の増大に繋がってしまうといった問題があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、排気ガスをその流通の過程で減音して消音器の小型化を図り、しかも、ガスタービン用排気管であっても安価な普通鋼材で主に製作できるようにした内燃機関用排気管を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気口に接続して該内燃機関から排気される排気ガスを所定位置に導く排気管において、排気ガスが流れる内部流路を区画形成する穴あき板と該穴あき板の周囲を囲繞する外胴との間に断熱材または吸音効果を有する断熱材を充填し、前記穴あき板と外胴との間の両開口端部を塞板で塞ぐとともに、該塞板の少なくとも一方に内部流路の内径より大きな内径を有する相互接続フランジを取付けて排気管ユニットを構成し、互いに隣接する排気管ユニットの塞板間に、前記相互接続フランジの内径部に位置させて、断熱材を介在させつつ、相互接続フランジ同士を締結し、前記排気管ユニットを長さ方向に連結して構成したことを特徴とする内燃機関用排気管である。これにより、例えば内燃機関と消音器とを必要本数の排気管ユニットを連結して繋ぐことで、内燃機関の排気ガスを消音器まで導くことができる。
【０００８】
互いに隣接する排気管ユニットの塞板間に断熱材を介在させることにより、排気管ユニット同士の連結部における断熱効果が損なわれてしまうことを防止することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記相互接続フランジを取付けた塞板に前記断熱材の脱落を防止する断熱材押えを取付けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用排気管である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図４は、本発明の第１の実施の形態の排気管を示すもので、この排気管には、外部機器接続用の第１の排気管ユニット１０と、相互連結用の第２の排気管ユニット１２とが備えられ、この第１の排気管ユニット１０を内燃機関の排気口と消音器の吸気口にそれぞれ接続し、この間に必要本数の第２の排気管ユニット１２を直列に連結することで、例えば内燃機関と消音器とを結ぶ排気管が構成されるようになっている。
【００１１】
第１の排気管ユニット１０は、排気ガスの円形内部流路２０を区画形成する、例えばパンチングメタルや網で構成された穴あき板２２と、この穴あき板２２の周囲を囲繞する円筒状の外胴２４とを備え、この外胴２４と穴あき板２２との間に、例えばロックウールやセラミックウール等の吸音効果を持つ断熱材２６が周りをセラミックロスなどの耐熱クロスで包まれて充填されている。そして、穴あき板２２と外胴２４との間の両開口端部は、中空円板状の一対の塞板２８，２８でそれぞれ塞がれ、この一方の塞板２８には、該塞板２８のほぼ全面を覆う外部接続フランジ３０が、他方の塞板２８には、該塞板２８の約半分の領域を覆って外方に突出する相互接続フランジ３２がそれぞれ取付けられている。
【００１２】
穴あき板２２は、吸音効果を持つ断熱材２６やそれを包む耐熱クロス等が内部流路２０に出るのを防止するためのものであり、塞板２８の直角に折返した折返し部に溶接等で固定した袋ナット３４にボルト３６を締付けて取付けられている。更に、外部接続フランジ３０側に位置する塞板２８の所定位置には、袋ナット３８が溶接等により固定されており、外部接続フランジ３０の該袋ナット３８に対向する位置には、ボルト挿通用の透孔３０ａが設けられている。
【００１３】
これにより、図１に示すように、例えば内燃機関の排気口４０の接続フランジ４２と第１の排気管ユニット１０の外部接続フランジ３０とを互いに当接させ、両フランジ３０，４２を挿通させたボルト４４を袋ナット３８に締付けることで、内燃機関の排気口４０に第１の排気管ユニット１０が接続される。なお、図示しないが、同様にして、消音器の吸気口に第１の排気管ユニット１０が接続される。
【００１４】
ここで、同図に示すように、排気口４０の接続フランジ４２とこれに対面する第１の排気管ユニット１０の塞板２８との間に、例えばセラミックロープをセラミッククロスで覆ったリング状の断熱材４６ａを介装することで、この接続部における断熱性を確保することができる。
【００１５】
一方、第２の排気管ユニット１２は、基本的には第１の排気管ユニット１０と同様な構成であるが、両塞板２８，２８に相互接続フランジ３２が取付けられている点が異なっている。
【００１６】
これにより、図１及び図２に示すように、互いに隣接する相互接続フランジ３２，３２を当接させ、この外方に突出部において、両フランジ３２，３２を挿通させたボルト４８をナット５０に締付けることで、第１の排気管ユニット１０と第２の排気管ユニット１２、及び第２の排気管ユニット１２，１２同士が連結される。
【００１７】
ここで、同図に示すように、互いに隣接する塞板２８，２８間に、例えばセラミックロープをセラミッククロスで覆ったリング状の断熱材４６ｂを介装することで、この連結部における断熱性を確保することができる。この時、塞板２８にチャンネル状の断熱材押え５２を取付けて、断熱材４６ｂの脱落を防止するのが好ましい。このことは、前記断熱材４６ａにあっても同様である。
【００１８】
穴あき板２２は、図３及び図４に示すように、一枚板状のものを円状に折曲げるとともに、その折曲げ端部を互いに重合させて構成されている。そして、この穴あき板２２を塞板２８にボルト３６で取付けるのであるが、穴あき板２２に設けられた該ボルト３６が挿通する穴は、ボルト３６の径に対して十分に大きな内径の、いわゆるばか穴になっている。これにより、穴あき板２２が高温に晒された時、この熱膨張を該穴あき板２２が自由に伸縮することで吸収して、穴あき板２２に内部応力が生じないようになっている。
【００１９】
この実施の形態において、排気管ユニット１０，１２は、例えば、前記のようにして、塞板２８，２８に穴あき板２２を取付けた後、穴あき板２２の外周面に断熱材２６を組込み、しかる後、これを円筒状の外胴２４の内部に挿入し、更に、この外胴２４の両端面に、外部接続フランジ３０と相互接続フランジ３２、または一対の相互接続フランジ３２，３２を溶接等で固定することで構成される。
【００２０】
この実施の形態の排気管によれば、吸音効果を持つ断熱材２６の内部に形成された内部流路２０を内燃機関の排気ガスが通るので、この間に排気ガスの騒音（排気音）が吸音される。これにより、消音器の入口では騒音が小さくなって消音器を小さくすることができ、従って、全体の設備費を大幅に安くするとともに、消音設備の設置スペースも小さくすることができる。
【００２１】
また、排気温度はほとんど下がらないものの、排気の熱は吸音効果を持つ断熱材２６を通して排気管の外胴２４に伝わるので、例え排気温度が６００℃程度とかなり高いガスタービンの排気管に使用しても、穴あき板２２や断熱材押え５２は耐熱性の優れたステンレス鋼やセラミック製等の断熱材にする必要があるが、接続フランジ３０，３２や外胴２４は、温度が低くなって普通鋼板で製作でき、これによって、大幅なコスト削減を図ることができる。
【００２２】
図５及び図６は、本発明の第２の実施の形態の排気管を構成する排気管ユニットの穴あき板と塞板を組立てて断熱材を組み込んだ状態を示す図である。これは、Ｌ字状に折り曲げた一対の穴あき板６０，６０を使用して矩形状の内部流路６２を区画形成するようにしたもので、この穴あき板６０，６０は、矩形状の開口を有する矩形平板状の一対の塞板６４，６４の内周面側に２本のアングル材６６を介して取付けられている。
【００２３】
この実施の形態において、穴あき板６０，６０は、その端部が直接接触することなく、ここに隙間Ｓができるように配置されて、前記実施の形態と同様に、ボルト（図示せず）を介して塞板６４，６４に取付けられている。また、穴あき板６０に設けられた該ボルトが挿通する穴は、ボルトの径に対して十分に大きな内径の、いわゆるばか穴になっており、これにより、穴あき板６０が高温に晒された時、この熱膨張を該穴あき板６０が自由に伸縮することで吸収して、穴あき板６０に内部応力が生じないようになっている。
【００２４】
この実施の形態にあっては、前述のようにして穴あき板６０と塞板６４を組立てた後、これにロックウールやセラミックウール等の吸音効果を持つ断熱材６８をセラミックロスなどの耐熱クロスで包んだものを組付け、しかる後、図示しない矩形状の外胴に挿入し、更に必要なフランジを取付けて排気管ユニットを構成する。
【００２５】
なお、４枚の矩形平板状の穴あき板を使用して、これを矩形状の開口を有する矩形平板状の一対の塞板の内周面側に４本のアングル材を介して取付けるようにしても良い。
また、図示しないが、穴あき板と外胴との間に一般に広く使用されている断熱材を充填して、外胴の温度低下の効果のみを得て、これを普通鋼板で製作できるようにしても良い。更に、内燃機関の排気口と消音器とを結ぶ排気管の一部を排気管ユニットで構成したり、排気ガスを消音器以外の所定の位置に導くようにしても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、排気管スペースは従来とほぼ同じであるが、排気騒音を排気ガスの流通の過程で吸収減音することができる、これによって、消音器を小型化にして設備費を削減することができる。またガスタービンの排気管に使用する場合には、外胴および結合フランジといった主な部品を普通鋼材製とすることができ、これによって、消音器を含め大幅な設備費の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の排気管を示し、排気管ユニットの一方を内燃機関の排気口に接続し他方を他の排気管ユニットに連結した状態の断面図である。
【図２】同じく、排気管ユニット同士を連結した状態の断面図である。
【図３】同じく、排気管ユニットの穴あき板と塞板を組立てて断熱材を組み込んだ状態の断面図である。
【図４】図３の右側面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の排気管の排気管ユニットの穴あき板と塞板を組立てて断熱材を組み込んだ状態の断面図である。
【図６】図５の右側面図である。
【符号の説明】
１０、１２  排気管ユニット
２０，６２  内部流路
２２，６０  穴あき板
２４  外胴
２６，６８  断熱材
２８  塞板
３０，３２  接続フランジ
３０ａ  透孔
３４，３８  袋ナット
３６，４４，４８  ボルト
４０  排気口
４２  接続フランジ
４６ａ，４６ｂ  断熱材
６６  アングル材
Ｓ  隙間
【図１】
0003853132.tif 000002
【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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