JP2008501880A

JP2008501880A - 圧縮機用の吸収消音器

Info

Publication number: JP2008501880A
Application number: JP2007513644A
Authority: JP
Inventors: フェルト・ハインツ−ユルゲン; ギースベルガー・ロルフ
Original assignee: アーベーベー・ターボ・ジステムス・アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2008-01-24
Also published as: GB2429497B; KR20070020269A; DE112005001183A5; CN1965154A; WO2005119031A1; GB0624205D0; CN1965154B; GB2429497A; EP1602810A1

Abstract

【課題】
騒音源の出来るだけ近くに吸収消音器を備えている圧縮機を創作すること、さらに、圧縮機には騒音源に出来るだけ近く使用できる吸収消音器を創作すること。
【解決手段】
排ガスタービン式過給機の圧縮機の吸収消音器は流路の領域内で圧縮機羽根車の下流に配置され、この吸収消音器は案内装置の前或いは後に或いは案内装置のおよそ一体的構成部材としてその高さに配置され得る。この発明による二次措置の実現は、騒音源に直接に、全放射を支配するほんの僅かしか減衰されない領域を存在させることを構築する。

Description

この発明は、特許請求項１の上位概念による圧縮機並びに特許請求項８の上位概念による吸収消音器に関する。

内燃機関と排ガスタービン式過給機とから成るシステムでは、排ガスタービン式過給機とその接続された成分が全音響レベルにかなり大きく寄与する。

特に圧縮機出口に接続された導管、冷却器や受信機のような成分はタービン式過給機から導管に誘導された騒音を放射する。放射された騒音レベルの水準を下げるために、成分は部分的に絶縁される。

今日の排ガスタービン式過給機では、上昇した圧力比と増加する輸送量が常に高い発音を生じる。

圧縮機出口騒音を減少させる可能性は一方では音源が発音を減少させるように影響される一次措置であり、他方では既に発生した騒音が減衰される、或いは放射が阻止（遮断）される二次措置である。

圧縮機出口では騒音が特に周波数が回転数と主羽根数の積から得られる回転音とその調和によって形成される。この場合には、圧縮機出口側騒音の大部分が圧縮機羽根車の回転羽根取付部(Laufbeschaufelung) から案内装置（ディフューザ）の案内羽根取付部(Leit-beschaufelung)までの移行部において発生される。

従来、大抵の音減衰措置はこの箇所にて圧力、温度と特に速い流れ速度のような高い技術的要件に破綻していた。

圧縮機羽根車の直後の領域に或いは圧縮機出口では流れる媒体の非常な高速度が臨界である。この高速度は案内装置後では８０〜１００ｍ／ｓであり、案内装置前ではそれどころか数１００ｍ／ｓまでである。これは従来の共振消音器並びに吸収消音器の使用を阻止する。消音器の吸収材料がいつもは洗い落されるから、従来の吸収消音器は５０ｍ／ｓを越えて使用されない。
ドイツ特許第２３５０７８４号明細書米国特許出願公開第２００３年第１１８７６２号明細書ドイツ特許願公開第１００００４１８号明細書

この発明の課題は、騒音源の出来るだけ近くに吸収消音器を備えている圧縮機を創作することである。さらに、この発明の課題は、圧縮機には騒音源に出来るだけ近く使用できる吸収消音器を創作することである。

この発明によると、圧縮機の吸収消音器が流路の領域では圧縮機羽根車の下流に配置され、この吸収消音器は案内装置の前に、即ち圧縮機羽根車と案内羽根の間に、案内装置の後に、例えば螺旋ハウジングの圧力容器内或いは圧縮機出口接続部内に或いは案内装置のおよそ一体的構成部材としてその高さに配置され得る。

この発明による二次措置の実現は、騒音源に直接に、全放射を支配するほんの僅かしか減衰されない領域を存在させることを構築する。

さらに、圧縮機ハウジングの内部の吸収消音器の配列は、騒音遮断のために圧縮機に或いは排ガスタービン式過給機に付属していない成分には作用を必要としない利点を提供する。

この吸収消音器は、流路の出口に吸音材料を阻止する音響透過金属織物から成るカバーを有する。流れが重要な損失を軽減しないので、この金属織物は好ましくは特に流路に対して格子表面を有する。

強力な流れによる洗浄を追加的に阻止するために、消音器は特に大きな圧力差をもつ領域にて追加的に隔壁によって若干のセグメントに分割され得る。

別の利点は従属請求項から明らかになる。

次に、図に基づいてこの発明による吸収消音器の種々の実施態様は概略的に図示されて詳細に説明される。すべての図では、同じ作用要素が同じ符号を備えている。

図１は圧縮機の出口を概略的に示す。ガス流入側ハウジング部材２１とガス流出側ハウジング部材２２を包含する部分的に図示された圧縮機ハウジングには、圧縮機羽根車が配置されていて、同様に一部のみを図示している。この圧縮機羽根車は軸を介して駆動部と、例えば排ガス作動するタービンと連結されている。圧縮すべき媒体、例えば内燃機関用の空気は流路３を通して案内されて、この場合に回転する圧縮機羽根車によって処理される。この流路は圧縮機内で空気流入側吸込み接続部から圧縮機羽根車を介して通常には螺旋状圧力容器にまで案内され、この圧力容器から圧縮された媒体が圧縮機から、例えば内燃機関のシリンダ内へ案内される。

この圧縮機羽根車はボスとこのボスに配置された回転羽根とから構成されている。圧縮機羽根車の後に媒体は図１に同様に図示されていない案内羽根をもつ案内装置（ディフューザ）に案内される。圧縮機羽根車の回転検査部から案内装置（ディフューザ）の案内検査部までの移行部においては、圧縮機の騒音のかなりの部分が発生される、というのは、加速された媒体が流路で横切って配置された案内羽根に衝突し、著しく遅延されるからである。

この領域に配置されているこの発明による吸収消音器は、図１に図示された実施態様では吸音材料４４を充填した室を包含する。この実施態様の吸音材料では、例えば極めて敏感な錆びない鋼繊維製のヘエルト（例えば製品名称Bekinox の下で知られている) が重要である。吸音材料が引裂き流れにより流路内で引き裂かれなく、室から洗い流されるので、室は流路３に対してカバー薄板４２によって覆われている。このカバー薄板は例えば目の細かい流れ抵抗織物を包含し、圧縮機の全作動温度範囲、例えば２００−３００℃までの間に理想的に音響透過である。

カバー薄板として例えば金属織物は、図４に詳細に説明されているように、図示されている。この場合に、所謂、綾組紐織物が重要である。この織物種類の場合には、緯針金が綾組に織られ（各第三針金が組み入れらている）、互いに折り返される。この織物種類の利点は非常に滑らかな表面と最外部微細濾過である。流れ抵抗、濾過と音響透過に関する比較可能な特性をもつ他の織物種類は同様に使用され得る。

あらゆる場合に非常に強くはないカバー薄板を変形から保護するために、室とカバー薄板の間に或いは交互にカバー薄板と流路の間に剛性材料製の支持板４３が配置されている。例えば、吸収消音器の音響作用に影響されない孔薄板、或いは針金格子である。この場合に、カバー薄板は支持板に固定され、例えば鋲止めされるか或いは貼り付けされる。

この消音器は流路の片側或いは両側に環状に全部分に沿って、或いはしかし環状セグメント状に流路の周辺の一部或いは複数の部分に沿って配置されている。この場合に、場合によって大きな圧力容器によって受けた望まれない循環流れを消音器の内部で阻止するために、消音器は流路の周辺方向に或いは流れ方向で複数の室に分割され得る。

図２に図示された実施態様におけるこの発明による吸収消音器はさらに室４１を包含する。けれども、この実施態様では、カバーは吸音薄板４５或いは板或いは吸音材料製の板、およそ焼結されたアルミニュム製板によって行われる。正確な厚さは流れ負荷や吸収抑制の要件に依存している。吸音板の後部の室の深さは減衰すべき周波数に調整されている。この場合に室４１は空であり、即ち空気で充填され、別の吸音材料を包含し得る。さらに、消音器はリブ（隔壁）によって個別室に分割され得る。この場合に個別室は異なる周波数に調整され、この形式で大きな周波数範囲が減衰される。

図３は案内装置（ディフューザ）５の構成部材としてのこの発明による吸収消音器４の使用可能性を示す。案内装置は、案内装置の組立てた状態では圧縮機の流路内に配置されている一つ又は二つのハウジング５１と５２及び案内羽根５３を包含する。この表現による吸収消音器はさらに、室４１と吸音するカバー４５を包含する。さらに、消音器は流路の片側或いは両側に配置され得る。吸収消音器は追加構成部材として案内装置に使用され得る別体の使用として仕上げられるので、構成部材は追加的に中空室を限定する後部壁４６を包含する。

図示された実施態様では、吸収消音器は流れ方向で下流に、即ち案内羽根の後に配置されている。追加的に或いは交互に吸収消音器は上流に、即ち案内装置の案内羽根或いは案内羽根の高さに配置され得る。

流れ抵抗カバーをもつこの発明による消音器は圧縮機の他の箇所に配置され、およそ空気流入側吸込み範囲或いはしかし圧縮機の螺旋ハウジングの圧力容器で案内装置のさらに下流に或いは圧縮機ハウジングの出口に配置される。大きな可能な吸収面や騒音源の付近に基づいて螺旋ハウジングが特にこの発明による種類の吸収消音器に良好に適している。圧縮機ハウジングの出口では、ガス流出接続部で消音器が図３による実施するのに類似して別体の使用として仕上げられ、その消音器は追加構成部材として組み立ての際に圧縮機の外部から流出接続部に挿入され得る。

織物製のカバーを備えるこの発明による吸収消音器の第一実施態様を備える圧縮機を通る断面を概略的に示す。この発明による吸収消音器の第二実施態様を備える圧縮機を通る断面を概略的に示す。一体化されて発明による吸収消音器を備える案内装置を通る断面を示す。図１によるカバーの織物の可能な構成の詳細表示を示す。

符号の説明

１．．．．．圧縮機羽根車
２１、２２．．．．圧縮機ハウジング
３．．．．．流路
４．．．．．吸収消音器
４１．．．．室
４２．．．．カバー薄板
４３．．．．支持板
４４．．．．吸音材料
４５．．．．吸音カバー薄板
４６．．．．後壁
５．．．．．案内装置、ディフューザ
５１、５２．．．．ディフューザ壁
５３．．．．案内羽根

Claims

圧縮機ハウジング（２１、２２）と、圧縮機ハウジング内に配置された回転自在に支承されてボスとボスに配置された回転羽根とを備えた圧縮機羽根車（１）と、圧縮すべき媒体用の流路（３）であって、圧縮流入側吸込み領域から回転羽根領域を介して案内し、圧縮流出側圧力容器に連通し、流路が回転羽根領域内にボスと圧縮機ハウジング（２１）によって限定されている流路と、流路内で圧縮すべき媒体の流れ方向に回転羽根領域と圧力容器の間に配置されている案内装置（５）と、圧縮機から発生した騒音を減少させる消音器（４）とから成る媒体を圧縮する圧縮機において、消音器（４）は圧縮すべき媒体の流れ方向に回転羽根領域の下流に配置されていて、そして消音器はこの領域において少なくとも部分的に流路を限定することを特徴とする圧縮機。
消音器は吸収消音器であり、この吸収消音器は吸音材料（４４）を包含し、その材料は音響的透過なカバー（４２）によって流路から限定されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
カバー（４２）は音響的透過な金属織物を包含することを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
音響的透過な金属織物は支持板（４３）上に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。
消音器は吸収消音器であり、吸収消音器の少なくとも一部（４４、４５）は吸音する構造を備える材料を包含することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
吸収消音器の少なくとも一部（４４、４５）は多孔性金属を包含することを特徴とする請求項５に記載の圧縮機。
多孔性金属は発泡されたアルミュニウム合金を包含することを特徴とする請求項６に記載の圧縮機。
消音器は流路（３）を少なくとも部分的に包囲する少なくとも一つの室（４１）を包含し、少なくとも一つの室が流路に対してカバー薄板（４２、４５）によって完全に覆われ、カバー薄板が流れ抵抗材料から製造されて且つ流れ抵抗構造を有するか、又は流れ抵抗材料から製造される、或いは流れ抵抗構造を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の圧縮機。
カバー薄板（４５）は吸音材料から製造されて且つ吸音構造を有するか、又は吸音材料から製造される、或いは吸音構造を有することを特徴とする請求項８に記載の圧縮機。
カバー薄板（４５）は吸音する多孔金属の層として形成されていることを特徴とする請求項９に記載の圧縮機。
室は少なくとも部分的に吸音材料により充填されていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の圧縮機。
室は少なくとも一つの仕切りによって少なくとも二つのセグメントに分割されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の圧縮機。
消音器（４）は圧縮機ハウジングに挿入できる別体の構成部材として製造されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の圧縮機。
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の圧縮機を包含する排ガスタービン式過給機。