JP6493180B2 - Exhaust pipe for engine - Google Patents
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Description
本発明は、機関用の排気管に関する。 The present invention relates to an exhaust pipe for an engine.
車両に取り付けられる機関用の排気管には、リヤサスペンション等の構造物を回避するために、車両後方に向かって斜め上方に延びる傾斜管部を設けることがある(例えば特許文献1等)。 An engine exhaust pipe attached to a vehicle may be provided with an inclined pipe portion that extends obliquely upward toward the rear of the vehicle in order to avoid structures such as a rear suspension (for example, Patent Document 1).
ところで、内燃機関から排出された排気が冷やされると、排気中の水蒸気が液化して凝縮水が発生し、その凝縮水が排気管内の下部に溜まるようになる。排気管内に溜まる凝縮水は、排気の流勢によって排気管内を排気下流方向に移動していくのであるが、上述したような傾斜管部が存在すると凝縮水はその傾斜管部を超えにくいため、傾斜管部よりも排気下流側に移動しにくくなり、排気管末端の開口部から排出される凝縮水の量が減少してしまう。そのため、排気管からの凝縮水の排水性が低下するようになる。 By the way, when the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is cooled, the water vapor in the exhaust gas is liquefied to generate condensed water, and the condensed water is accumulated in the lower part in the exhaust pipe. The condensed water accumulated in the exhaust pipe moves in the exhaust pipe in the exhaust downstream direction due to the flow of the exhaust, but if there is an inclined pipe portion as described above, the condensed water is unlikely to exceed the inclined pipe portion, It becomes more difficult to move to the exhaust downstream side than the inclined pipe portion, and the amount of condensed water discharged from the opening at the end of the exhaust pipe is reduced. Therefore, the drainage property of the condensed water from an exhaust pipe will fall.
このようにして凝縮水の排水性が低下すると、例えば、外気温の低下による凝縮水の凍結により、排気管内における排気の通路断面積が減少したり、場合によっては排気管内が閉塞したりするおそれがある。 When the drainage of condensed water is reduced in this way, for example, there is a risk that the cross-sectional area of the exhaust passage in the exhaust pipe will decrease or the inside of the exhaust pipe may be blocked due to freezing of the condensed water due to a decrease in the outside air temperature. There is.
ちなみに、上記文献1に記載の排気管では、凝縮水を排出するための孔を排気管の途中に設けるようにしている。しかし、そうした孔を設けると排気管の途中で排気が漏れてしまうため、排気管内における排気の流勢が弱まってしまう。そのため、排気管末端の開口部から排出される凝縮水の量が減少してしまい、凝縮水の排水性が低下するおそれがある。 Incidentally, in the exhaust pipe described in Document 1, a hole for discharging condensed water is provided in the middle of the exhaust pipe. However, if such a hole is provided, the exhaust gas leaks in the middle of the exhaust pipe, so that the flow of exhaust gas in the exhaust pipe is weakened. Therefore, the amount of condensed water discharged from the opening at the end of the exhaust pipe is reduced, and the drainage of condensed water may be deteriorated.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、管内に溜まる凝縮水の排水性を向上させることのできる機関用の排気管を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a problem to be solved is to provide an exhaust pipe for an engine that can improve drainage of condensed water accumulated in the pipe.
上記課題を解決する排気管は、車両に取り付けられる機関用の排気管であって、直線状の管部と、前記管部の排気下流端に設けられており車両後方に向かって斜め上方に延びる傾斜管部と、を有している。そして、前記管部における車両下方の壁面には、同管部の内側に向かって突出する突起が設けられている。 An exhaust pipe that solves the above problem is an exhaust pipe for an engine that is attached to a vehicle, and is provided at a straight pipe portion and an exhaust downstream end of the pipe portion, and extends obliquely upward toward the rear of the vehicle. And an inclined pipe portion. And the protrusion which protrudes toward the inner side of the said pipe part is provided in the wall surface below the vehicle in the said pipe part.
同構成によれば、排気の流勢によって凝縮水が排気管内を移動していき、上記管部の突起に到達すると、凝縮水は突起によって跳ね上げられ、突起の壁面から剥離する。ここで、突起は排気管において絞り部となるため、排気が突起を通過する際にはその流速が高められる。そのため、上記剥離した凝縮水は、流速の高められた排気によって加速されながら排気と共に排気下流側に送られるようになり、これにより凝縮水は上記傾斜管部を超えて排気下流側に流されやすくなる。従って、同構成によれば、管内に溜まる凝縮水の排水性が向上するようになる。 According to this configuration, the condensed water moves in the exhaust pipe due to the flow of the exhaust gas. When the condensed water reaches the projection of the pipe portion, the condensed water is splashed by the projection and peeled off from the wall surface of the projection. Here, since the projection serves as a throttle portion in the exhaust pipe, the flow velocity is increased when the exhaust passes through the projection. Therefore, the separated condensed water is sent to the exhaust downstream side together with the exhaust gas while being accelerated by the exhaust gas having an increased flow velocity, so that the condensed water easily flows to the exhaust downstream side beyond the inclined pipe portion. Become. Therefore, according to the same structure, the drainage property of the condensed water collected in a pipe | tube improves.
以下、車両に取り付けられる機関用の排気管についてその一実施形態を、図1〜図6を参照して説明する。
なお、各図において、車両前方を矢印FRで示し、車両上方向を矢印UPで示す。
Hereinafter, an embodiment of an exhaust pipe for an engine attached to a vehicle will be described with reference to FIGS.
In each figure, the front of the vehicle is indicated by an arrow FR, and the upward direction of the vehicle is indicated by an arrow UP.
図1及び図2に示すように、車両100の前部には、内燃機関10が搭載されている。内燃機関10の排気ポートには、エキゾーストマニホールド20が接続されている。エキゾーストマニホールド20の排気下流端には、排気を浄化する触媒装置30が接続されている。触媒装置30の排気下流端には、触媒装置30を通過した排気が流れる第1排気管41が接続されている。第1排気管41の排気下流端には、排気の熱を利用して機関冷却水を昇温させる周知の排熱回収器50が接続されている。排熱回収器50の排気下流端には、第2排気管42が接続されている。第2排気管42の排気下流端には、排気騒音を低減する消音器60が接続されている。排熱回収器50、第2排気管42、及び消音器60は、車両100のアンダーフロアに吊り下げられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
第2排気管42は、第1管部42A〜第5管部42K及び第1屈曲部42B〜第5屈曲部42Lを有している。
第1管部42Aは、排熱回収器50の排気下流端から車両前後方向に延びる直線状の管であり、この第1管部42Aの排気下流端には、第2排気管42を車幅方向に曲げるための第1屈曲部42Bが設けられている。そして、この第1屈曲部42Bの排気下流端には車幅方向に延びる直線状の第2管部42Cが設けられている。
The
The
第2管部42Cの排気下流端には、車幅方向に曲げられた第2排気管42を再び車両前後方向に向けて曲げるための第2屈曲部42Dが設けられており、この第2屈曲部42Dの排気下流端には車両前後方向に延びる直線状の第3管部42Eが設けられている。
A
第3管部42Eの排気下流端には、車両100の後輪110を懸架する懸架装置に第2排気管42が当たるのを避ける目的で、第2排気管42を車両後方に向かって斜め上方に曲げるための第3屈曲部42Fが設けられている。この第3屈曲部42Fの排気下流端には、車両後方に向かって斜め上方に延びる第4管部42Gが設けられている。こうした、第3屈曲部42F及び第4管部42Gを第2排気管42に設けることにより、第2排気管42には、第3管部42Eの排気下流端に設けられており車両後方に向かって斜め上方に延びる傾斜管部Kが形成されている。
In order to avoid the
第4管部42Gの排気下流端には、車両後方に向かって斜め上方に延びる第2排気管42を、車両後方に向かって斜め下方に曲げるための第4屈曲部42Hが設けられており、この第4屈曲部42Hの排気下流端には、車両後方に向かって斜め下方に延びる第5管部42Kが設けられている。
A
第5管部42Kの排気下流端には、車両後方に向かって斜め下方に延びる第2排気管42を消音器60に向けて曲げるための第5屈曲部42Lが設けられている。この第5屈曲部42Lの排気下流端には、消音器60に接続される直線状の第6管部42Mが設けられている。この第6管部42Mの排気下流端は、消音器60内に開口されている。
A
図3及び図4に示すように、第3管部42Eの車両下方における壁面には、第3管部42Eの内側に向かって突出する円錐状の突起70が設けられている。より詳細には、突起70は、第3管部42Eにおいて傾斜管部Kに近い位置に設けられており、第3管部42Eの鉛直方向における最下点の壁面を管内に向けて凹ますことにより形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
図4に示すように、第3管部42Eの内壁からの突起70の突出量は、想定される最大量の凝縮水が第3管部42Eの管内に溜まったとしても、突起70の先端が凝縮水の水面WSから出るように設定されている。
As shown in FIG. 4, the protrusion amount of the
次に、本実施形態の第2排気管42の作用を説明する。
まず、内燃機関10から排出された排気が排熱回収器50を通過すると、その通過中には排気から冷却水への熱移動が起きるために排気は冷却される。
Next, the operation of the
First, when the exhaust discharged from the
このようにして排気が冷やされると、排気中の水蒸気が液化して凝縮水が発生し、その凝縮水は第2排気管42内の下部に溜まるようになる。
図5に示すように、第2排気管42内に溜まった凝縮水Wは、排気の流勢によって第2排気管42内を排気下流方向に移動していき、第3管部42Eの突起70に到達すると、凝縮水Wは突起70によって跳ね上げられる。そして、跳ね上げられた凝縮水Wの先端が突起70の壁面から剥離する。ここで、突起70は第2排気管42において絞り部となるため、排気が突起70を通過する際には排気の流速が高められる。
When the exhaust gas is cooled in this way, the water vapor in the exhaust gas is liquefied and condensed water is generated, and the condensed water is accumulated in the lower part of the
As shown in FIG. 5, the condensed water W accumulated in the
図6に示すように、上記剥離した凝縮水WH(以下、突起70から剥離した凝縮水を凝縮水WHと記載する)は、流速の高められた排気によって加速されながら排気と共に排気下流側に送られ、これにより凝縮水WHは傾斜管部Kを超えて排気下流側に流されやすくなる。そして、傾斜管部Kを超えて排気下流側に流された凝縮水WHは、その後、第6管部42Mの排気下流端から消音器60内に排出される。こうして第2排気管42内の凝縮水が消音器60内に排出されることにより、例えば、第2排気管42内における排気の通路断面積が凝縮水の凍結によって減少したり、第2排気管42内が凝縮水の凍結によって閉塞したりするといった不都合の発生が抑えられる。
As shown in FIG. 6, the separated condensed water WH (hereinafter, condensed water separated from the
また、上述したように、突起70は第2排気管42において絞り部となっており、その絞り部では排気の通路断面積が小さくなっている。そのため、そうした絞り部は排気の音エネルギーが管内を通る際の抵抗になり、その結果、排気音が低下するようになる。
Further, as described above, the
ちなみに、上記第1管部42Aに上記突起70を設けると、第1管部42Aの排気下流端に設けられた第1屈曲部42Bを排気が通過する際に排気の流勢が弱まるため、突起70を通過する際に加速された凝縮水が排気とともに流れていく勢いも弱まってしまう。そのため、突起70で凝縮水を壁面から剥離させても、その剥離した凝縮水は傾斜管部Kに到達する前に第2排気管42の内壁に付着してしまうおそれがある。同様に、上記第2管部42Cに上記突起70を設けると、第2管部42Cの排気下流端に設けられた第2屈曲部42Dを排気が通過する際に排気の流勢が弱まるため、突起70を通過する際に加速された凝縮水が排気とともに流れていく勢いも弱まってしまう。そのため、この場合にも、突起70で凝縮水を壁面から剥離させても、その剥離した凝縮水は傾斜管部Kに到達する前に第2排気管42の内壁に付着してしまうおそれがある。
Incidentally, when the
この点、上記実施形態では、上述した第3管部42Eに突起70を設けるようにしており、突起70と傾斜管部Kとの間の排気管は直線状になっているため、そうした直線状になっている排気管内を排気が流れる際には排気の流勢が落ちにくい。従って、突起70を通過する際に加速された凝縮水WHは、排気とともに流れていく勢いを維持したまま傾斜管部Kに到達するようになり、凝縮水WHは傾斜管部Kを超えて排気下流側に流されやすくなる。
In this regard, in the above embodiment, the
また、突起70は、第3管部42Eにおいて傾斜管部Kに近い位置に設けられている。そのため、第3管部42Eにおいて傾斜管部Kから遠い位置、つまり第3管部42Eにおいてより排気上流側の位置に突起70を設ける場合と比較して、傾斜管部Kに達したときの凝縮水WHの勢いはより強い状態を維持している。そのため、こうした理由によっても、凝縮水WHは傾斜管部Kを超えて排気下流側に流されやすくなる。
Further, the
以上、説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)第3管部42Eに突起70を設けることにより、凝縮水WHが傾斜管部Kを超えて排気下流側に流されやすくなるため、第2排気管42内に溜まる凝縮水の排水性が向上するようになる。
As described above, according to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) Since the condensate WH easily flows to the exhaust downstream side beyond the inclined pipe portion K by providing the
(2)また、突起70を設けることにより排気音が低下するようになるため、排気の消音性能が向上するようになる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
(2) Since the exhaust noise is lowered by providing the
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
・突起70の形状は円錐状であったが、その他の形状、例えば角錐状などでもよい。
・突起70は、第3管部42Eの壁面を管内に向けて凹ますことにより形成されていたが、その他の態様で第3管部42Eに突起70を設けてもよい。例えば、第3管部42Eの内壁に、別途形成された突起70を固定するようにしてもよい。
-Although the shape of the
The
・先の図3や図4に示したように、突起70は、第3管部42Eの鉛直方向における最下点の壁面を管内に向けて凹ますことにより形成していた。そして、第3管部42Eの内壁からの突起70の突出量は、想定される最大量の凝縮水が第3管部42Eの管内に溜まったとしても、突起70の先端が凝縮水の水面WSから出るように設定した。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
ここで、第3管部42Eの管内に溜まる凝縮水の想定量が非常に多い場合には、それに合わせて突起70の突出量も大きくしなければならないため、第3管部42Eにおいて突起70が大きな排気抵抗になってしまうおそれがある。
Here, when the estimated amount of condensed water accumulated in the pipe of the
そこで、図7に示すように、第3管部42Eの鉛直方向における最下点Lではなく、その最下点Lよりも車両上方の壁面を管内に向けて凹ますことにより突起70を形成するようにしてもよい。この場合には、上記実施形態と比較して、突起70の形成部位が車両上方に移動することにより突起70の壁面が凝縮水の水面WSから出やすくなる。従って、突起70の突出量をそれほど大きくしなくても、凝縮水の水面WSから突起70を出しやすくなる。そのため、第3管部42Eにおいて突起70が大きな排気抵抗になることを抑えながらも、凝縮水の排水性を向上させることができる。
Therefore, as shown in FIG. 7, not the lowest point L in the vertical direction of the
・上記実施形態の排気系には、第2排気管42の排気上流端に排熱回収器50が接続されていた。この他、排熱回収器50に代えて、上記消音器60とは異なる別の消音器が第2排気管42の排気上流端に接続されている排気系においても、外気温が低いときには、外気との接触面積が比較的大きい消音器の内部を排気が通過する際に排気が冷却される。そのため、排気中の水蒸気が液化して凝縮水が発生し、その凝縮水は第2排気管42内の下部に溜まるようになる。そこで、第2排気管42の排気上流端に消音器が接続されている排気系においても、上述したような突起70を設けることにより、排気管内に溜まる凝縮水の排水性を向上させることができるようになる。
In the exhaust system of the above embodiment, the exhaust
・また、第2排気管42の排気上流端に排熱回収器50や消音器といった排気の冷却を促す部材が接続されていない排気系でも、外気温度が低いときには第2排気管42自体の温度が低くなるため、第2排気管42によって排気が冷却される。そのため、この場合にも第2排気管42内の下部に凝縮水が溜まりやすい。そこで、第2排気管42の排気上流端に排気の冷却を促す部材が接続されていない排気系においても、上述したような突起70を設けることにより、排気管内に溜まる凝縮水の排水性を向上させることができるようになる。
Even in an exhaust system in which a member for promoting exhaust cooling such as the exhaust
10…内燃機関、20…エキゾーストマニホールド、30…触媒装置、41…第1排気管、42…第2排気管、42A…第1管部、42B…第1屈曲部、42C…第2管部、42D…第2屈曲部、42E…第3管部、42F…第3屈曲部、42G…第4管部、42H…第4屈曲部、42K…第5管部、42L…第5屈曲部、42M…第6管部、50…排熱回収器、60…消音器、70…突起、100…車両、110…後輪、K…傾斜管部、W…凝縮水、WH…凝縮水、WS…水面。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
複数の直線状の管部と、
前記管部のうち、最も排気下流側に設けられている管部の排気下流端に設けられており車両後方に向かって斜め上方に延びる傾斜管部とを、排気の熱を利用して機関冷却水を昇温させる排熱回収器よりも排気下流側に有しており、
前記最も排気下流側に設けられている管部の車両下方における壁面には、同管部の内側に向かって突出する突起が設けられている
ことを特徴とする機関用の排気管。 An exhaust pipe for an engine attached to a vehicle,
A plurality of straight pipe sections;
Among the pipe parts, an inclined pipe part provided at the exhaust downstream end of the pipe part provided on the most downstream side of the exhaust gas and extending obliquely upward toward the rear of the vehicle is engine-cooled using the heat of the exhaust gas. It is located downstream of the exhaust heat recovery unit that raises the temperature of the water ,
An exhaust pipe for an engine, characterized in that a projection projecting toward the inside of the pipe portion is provided on a wall surface below the vehicle of the pipe portion provided on the most downstream side of the exhaust.
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