JP6097186B2 - Silencer for turbocharger - Google Patents
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Description
本発明は、遠心圧縮機式の排気タービン過給機、特に舶用内燃機関や陸上発電機用内燃機関等に装着される排気タービン過給機用サイレンサに関する。 The present invention relates to a centrifugal compressor type exhaust turbine supercharger, and more particularly to an exhaust turbine supercharger silencer mounted on a marine internal combustion engine, an onshore generator internal combustion engine, or the like.
舶用内燃機関や陸上発電機用内燃機関等に装着される過給機は、広い作動条件で安定した運転が求められている。
更に、近年の燃料費高騰や排ガス規制強化といった社会情勢から、更なる広い作動範囲での性能が求められている。
このような状況下において、過給機用サイレンサとして、消音性能の維持もしくは向上と、低圧損化を実現する形状を検討して、採用している。
A turbocharger mounted on a marine internal combustion engine, an onshore generator internal combustion engine, or the like is required to operate stably under a wide range of operating conditions.
Furthermore, performance in a wider operating range is required due to the recent social situation such as rising fuel costs and stricter exhaust gas regulations.
Under such circumstances, as a silencer for a supercharger, a shape that maintains or improves the silencing performance and realizes low pressure loss is studied and adopted.
排気タービン過給機で採用されている、遠心圧縮機の作動特性は、圧縮機のインペラ回転速度と空気流体の流量及び圧力比の関係で定義されるが、遠心圧縮機によって、圧縮圧の限界が異なる。
インペラの回転速度に対して、正常な昇圧が得られる流量には下限値があり、それ以下の流量ではインペラ翼列の入口に流体の振動が生じ、昇圧が得られなくなる。
そのような現象はサージと称されており、その限界はサージ限界と称されている。
回転速度が低い領域においても、正常な昇圧が得られるようにして、排気タービン過給機の使用可能範囲を大きくすることが求められている。
The operating characteristics of a centrifugal compressor used in an exhaust turbine supercharger are defined by the relationship between the compressor impeller rotational speed and the air fluid flow rate and pressure ratio. Is different.
There is a lower limit for the flow rate at which normal pressure increase can be obtained with respect to the rotation speed of the impeller. If the flow rate is less than that, fluid vibration occurs at the inlet of the impeller blade row, and pressure increase cannot be obtained.
Such a phenomenon is called a surge, and its limit is called a surge limit.
Even in a region where the rotational speed is low, it is required to increase the usable range of the exhaust turbine supercharger so that normal boosting can be obtained.
かかる要求を解決するために、特許文献1が開示されている。
特許文献1によると、インペラと、該インペラを内包するボデーにインペラへの空気通路に開口された開口孔とインペラ中途から開口孔に連通した再循環流路と、開口孔とインペラとの間に空気通路の空気の流れに旋回流を付与するベーンと、該ベーンを駆動する駆動装置と、該駆動装置の駆動を制御する制御装置を備えた技術が開示されている。
ベーンを駆動することにより、サージ限界の拡大を図るようにしている。
In order to solve this requirement, Patent Document 1 is disclosed.
According to Patent Document 1, an impeller, an opening hole opened in an air passage to the impeller in a body containing the impeller, a recirculation flow path communicating from the middle of the impeller to the opening hole, and between the opening hole and the impeller A technology is disclosed that includes a vane that imparts a swirling flow to the air flow in the air passage, a drive device that drives the vane, and a control device that controls the drive of the drive device.
The surge limit is expanded by driving the vane.
また、特許文献2について、図12、図13及び図14に示すように、過給機01の空気取入口側に取付けられて、外周面から放射状に空気を吸込む円筒状の外筒010と、該外筒010の一側の開口部を覆う円盤状の蓋部材011と、該外筒010の他側を覆うと共に、外筒010の内部を過給機01の空気吸込み口と連通させる取付板012と、外筒010内に設けられ、多孔板で構成され吸音材を有する円筒状の内筒014と、該外筒010内に収納され、外筒010の軸芯CLから放射状に板状部材015aを配設すると共に、前記内筒014が挿嵌される切込部015bを有する吸音エレメント015と、内筒014を切込部015bに挿嵌すると共に該内筒014を押圧固定する円環部材016とを備えた技術が開示されている。
Further, as to Patent Document 2, as shown in FIGS. 12, 13, and 14, a cylindrical
特許文献2によると、外筒010の外周面から吸込まれた空気は、吸音エレメント015の板状部材015aに衝突することによって消音される。
更に、吸引された該空気は、内筒014の外周面に貼接された吸音材によって消音され、過給機01側に吸込まれていく。
According to Patent Document 2, the air sucked from the outer peripheral surface of the
Further, the sucked air is silenced by the sound absorbing material adhered to the outer peripheral surface of the
しかし、特許文献1によると、インペラホイール上流側に空気通路を流れる空気及び再循環流路の開口孔からの圧縮空気をベーンによって旋回流を生起させている。
この旋回流を生起させる装置は、ベーンを駆動する駆動装置と、該駆動装置の駆動を制御する制御装置を備えたもので、装置全体が複雑でコストが高くなるとともに、装置部品が多く、故障の原因になる要素を含んだ不具合を有している。
また、特許文献2によると、外筒010から吸込まれた空気は、内筒014及び吸音エレメント015の板状部材015aによって、過給機01のコンプレッサ回転軸線に沿って平行に流れるもので、吸気に旋回流を生起させることのできない不具合を有している。
従って、
However, according to Patent Document 1, a swirling flow is generated by vanes of the air flowing in the air passage upstream of the impeller wheel and the compressed air from the opening hole of the recirculation flow path.
The device for generating the swirl flow is provided with a drive device for driving the vane and a control device for controlling the drive of the drive device. The entire device is complicated and expensive, and there are a lot of device parts. It has a defect including an element that causes
According to Patent Document 2, the air sucked from the
Therefore,
本発明は、上述した課題に鑑みてなされた発明であって、過給機のインペラによって発生する騒音を吸音すると共に、吸入する空気に旋回流を生起させて、作動範囲が広く、低コストで耐久信頼性の高い過給機用サイレンサの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and absorbs noise generated by the impeller of the supercharger and generates a swirling flow in the sucked air, so that the operating range is wide and the cost is low. The purpose is to provide a turbo silencer with high durability and reliability.
本発明はかかる課題を解決するため、過給機を構成する遠心圧縮機に空気を取入れる吸入空気通路に設けられる過給機用サイレンサであって、
前記過給機用サイレンサの外形を形成すると共に、空気吸込み用の孔が円筒状の外周面全面に設けられた外筒部材と、
該外筒部材と同心に配置され、前記外筒部材と全周に亘って空間部を形成すると共に、空気流出用の孔が全面に設けられた円筒状の内筒部材と、
前記空間部に前記外筒部材側から前記内筒部材側へと空気を流通させる気体通路を形成し、吸音作用を行う吸音部材と、
前記気体通路を通過する空気を、前記内筒部材の内部に、前記遠心圧縮機のインペラの回転方向と反対方向に旋回流を生起させる旋回付与手段と、を備えたことを特徴とする過給機用サイレンサの提供ができる。
In order to solve this problem, the present invention is a silencer for a supercharger provided in an intake air passage for taking in air into a centrifugal compressor constituting the supercharger,
Forming an outer shape of the silencer for the supercharger, and an outer cylinder member provided with air suction holes on the entire outer peripheral surface of the cylindrical shape;
A cylindrical inner cylinder member disposed concentrically with the outer cylinder member, forming a space portion over the entire circumference with the outer cylinder member, and provided with holes for air outflow over the entire surface;
A sound absorbing member that forms a gas passage through which air flows from the outer cylinder member side to the inner cylinder member side in the space, and performs a sound absorbing action;
And a swirl imparting means for creating a swirl flow in the direction opposite to the rotation direction of the impeller of the centrifugal compressor, inside the inner cylinder member. We can provide silencers for machines.
本発明によれば、サイレンサの放射方向から吸込む空気を、内筒部材の内部に、インペラの回転方向と反対方向に旋回させることで、サージマージンが広がり、過給機の作動範囲が広くなる効果が得られる。 According to the present invention, the air that is sucked in from the radial direction of the silencer is swirled inside the inner cylinder member in the direction opposite to the rotation direction of the impeller, so that the surge margin is widened and the operating range of the turbocharger is widened. Is obtained.
また、本発明において好ましくは、前記吸音部材は、内部に前記気体通路を有した筒状を成し、前記吸音材部材の軸線は、前記インペラの回転軸の軸線と直角方向の平面上において前記旋回方向に傾斜を有して配設することで旋回付与手段とするとよい。 In the present invention, it is preferable that the sound absorbing member has a cylindrical shape having the gas passage therein, and the axis of the sound absorbing member is on the plane perpendicular to the axis of the impeller rotation axis. It is good to use as a turning provision means by arrange | positioning with an inclination in a turning direction.
かかる構成によれば、吸音部材を筒状に形成して、インペラの回転軸線に対し、同一平面上において、吸音材部材の軸線は旋回方向に傾斜を有して配設した構造としたので、内筒部材内にインペラの回転方向と反対方向の空気の旋回流を発生させることで、サージマージンが広がり、過給機の作動範囲が広くなる効果が得られると共に、構造が簡単で且つ、高い消音性能が得られる。
更に、構造が簡単なためサイレンサとしての性能及び耐久信頼性が向上し、製造コストの低減が図れる。
According to such a configuration, the sound absorbing member is formed in a cylindrical shape, and the axis of the sound absorbing material member is disposed with an inclination in the turning direction on the same plane with respect to the rotation axis of the impeller. By generating a swirling flow of air in the direction opposite to the rotation direction of the impeller in the inner cylinder member, an effect of widening the surge margin and widening the operating range of the supercharger is obtained, and the structure is simple and high. Silence performance is obtained.
Furthermore, since the structure is simple, the performance and durability reliability as a silencer is improved, and the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明において好ましくは、前記旋回付与手段は、前記インペラの軸線方向において、前記コンプレッサ側の吸音部材の部分にのみ配設するとよい。 In the present invention, it is preferable that the swivel imparting means is disposed only on the compressor-side sound absorbing member in the axial direction of the impeller.
かかる構成によれば、インペラに吸入される空気は、インペラの前端縁外周部は、コンプレッサの回転方向と反対方向の旋回流が流入し、インペラの中央部には、コンプレッサ回転軸線と平行な空気流とすることで、インペラに流入する空気の流入角を改善して、サージマージンの拡大効果を得ることができる。 According to such a configuration, the air sucked into the impeller flows into the outer peripheral portion of the front end edge of the impeller in a swirling flow in the direction opposite to the rotation direction of the compressor, and the air parallel to the compressor rotation axis is input to the central portion of the impeller. By making it flow, the inflow angle of the air flowing into the impeller can be improved, and the effect of expanding the surge margin can be obtained.
また、本発明において好ましくは、前記旋回方向に傾斜した前記軸線を有する前記吸音部材の前記内筒部材側端部は、前記軸線と前記内筒部材の外周面との交点において、前記内筒部材の接線方向に沿った形状に形成されているとよい。 In the present invention, it is preferable that the inner cylinder member side end of the sound absorbing member having the axis inclined in the turning direction is an intersection of the axis and the outer peripheral surface of the inner cylinder member. It is good to be formed in the shape along the tangent direction.
かかる構成によれば、吸音部材の内筒部材側の端部における凹凸を抑制することで、旋回流の抵抗を少なくすると共に、旋回流による騒音を少なくすることができる。 According to this configuration, by suppressing unevenness at the end of the sound absorbing member on the inner cylinder member side, it is possible to reduce the resistance of the swirling flow and to reduce the noise due to the swirling flow.
また、本発明において好ましくは、前記吸音材は板状を成し、面部が前記インペラの回転軸線に沿うと共に、前記放射方向に複数の屈曲部を有し、同形状に形成された周方向に隣接する吸音部材とで前記気体通路を形成し、前記内筒部材側の屈曲片は前記インペラの回転方向と反対方向に向けて屈曲したことで前記旋回付与手段を構成するとよい。 Preferably, in the present invention, the sound absorbing material has a plate shape, a surface portion is along the rotation axis of the impeller, has a plurality of bent portions in the radial direction, and is formed in a circumferential direction formed in the same shape. The gas passage may be formed by an adjacent sound absorbing member, and the bent portion on the inner cylinder member side may be bent in a direction opposite to the rotation direction of the impeller to constitute the turning imparting means.
かかる構成によれば、板状の吸音部材を周方向に間隔を有して気体通路を形成する構造のため、内筒部材側の屈曲面の屈曲角度を周方向に適宜調整することで、空気の旋回流を発生させることができ、更には、吸音部材の周方向の間隔を調整することで、旋回流の強さを調整することで、サージマージンが広がり、過給機の作動範囲が広くなる効果が得られる。
また、気体通路の周方向の幅を適宜調整することで、吸音したい周波数帯を効率よく吸音すると共に、開口方向の調整が容易となる。
According to such a configuration, since the plate-like sound absorbing member has a structure in which the gas passage is formed with an interval in the circumferential direction, the bending angle of the bending surface on the inner cylinder member side is appropriately adjusted in the circumferential direction, so that the air In addition, by adjusting the circumferential spacing of the sound absorbing member and adjusting the strength of the swirling flow, the surge margin is widened and the operating range of the turbocharger is wide. The effect becomes.
Further, by appropriately adjusting the circumferential width of the gas passage, it is possible to efficiently absorb the frequency band in which sound absorption is desired and to easily adjust the opening direction.
また、本発明において好ましくは、前記吸音部材は、前記開口部に、前記気体通路を通過した空気の流出方向をガイドするガイドベーンを配設して、該ガイドベーンによって旋回付与手段を構成するとよい。 In the present invention, it is preferable that the sound absorbing member includes a guide vane that guides an outflow direction of the air that has passed through the gas passage in the opening, and the swirl imparting unit is configured by the guide vane. .
かかる構成によれば、吸音部材の開口部にガイドベーンを設けることにより、吸音部材の軸線を内筒部材の軸線に向けて配設し、ガイドベーンによって空気の流出方向をガイドすることができ、サイレンサ製造が容易になると共に、流出方向の精度が向上し、サージマージンが広がり、過給機の作動範囲がさらに広くなる効果が得られる。 According to such a configuration, by providing the guide vane at the opening of the sound absorbing member, the axis of the sound absorbing member can be arranged toward the axis of the inner cylinder member, and the outflow direction of air can be guided by the guide vane. The silencer can be easily manufactured, the accuracy in the outflow direction is improved, the surge margin is widened, and the operating range of the turbocharger is further widened.
また、本発明において好ましくは、前記インペラの軸線方向において、前記ガイドベーンは、前記コンプレッサ側の前記吸音部材の開口部のみに配設されるとよい。 In the present invention, it is preferable that the guide vane is disposed only in the opening of the sound absorbing member on the compressor side in the axial direction of the impeller.
かかる構成によれば、インペラに吸入される空気は、インペラの前端縁外周部は、コンプレッサの回転方向と反対方向の旋回流が流入し、インペラの中央部には、コンプレッサ回転軸線と平行な空気流とすることで、インペラに流入する空気の流入角を改善して、サージマージンの拡大効果を得ることができる。 According to such a configuration, the air sucked into the impeller has a swirl flow in the direction opposite to the rotational direction of the compressor flowing into the outer peripheral portion of the front end edge of the impeller, and the air parallel to the compressor rotation axis is placed in the central portion of the impeller. By making it flow, the inflow angle of the air flowing into the impeller can be improved, and the effect of expanding the surge margin can be obtained.
かかる発明によれば、過給機のインペラによって発生する騒音を吸音すると共に、吸入する空気に旋回流を生起させて、作動範囲が広く、低コストで耐久信頼性の高い過給機用サイレンサを提供することができる。 According to such an invention, the noise generated by the impeller of the supercharger is absorbed, and the swirling flow is generated in the sucked air, and the silencer for the supercharger having a wide operation range, low cost, and high durability and reliability is provided. Can be provided.
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specifically described. Only.
(第1実施形態)
本発明に係る排気タービン過給機10(以後、過給機10と略称する)のサイレンサ30について、図1から図5に基づいて説明する。
図1はサイレンサ30を備えた過給機10の外観斜視図、図2は図1のサイレンサを備えた過給機10の概略断面図、図3は図2のサイレンサ30の組立分解図、図4は本発明の実施形態におけるサイレンサ30の外観詳細図、図5は(A)は吸音部材53の外観斜視図、(B)は本発明の第1実施形態におけるサイレンサエレメント50の径方向断面図(図2のA−A断面)を示す。
過給機10は、図示省略の舶用内燃機関(以後、内燃機関と略称する)が排出する排ガスによって駆動されるタービン11と、タービン11によって回転駆動される回転軸12と、回転軸12が回転駆動されることによって空気を圧縮する圧縮機13(以後、コンプレッサ13と称す)と、タービン11とコンプレッサ13との間に設けられて回転軸12を支持する軸受台14と、を備えている。
(First embodiment)
A
1 is an external perspective view of the
The
過給機10には、吸入空気流路27の上流側に過給機用サイレンサ30(以後、サイレンサ30と略称する)を備えている。
サイレンサ30は、吸入空気流路27の上流側に設置される装置であり、吸入空気を通過させることで、空気流のフィルタ機能と、吸入空気から発する騒音を吸収する消音機能を有している。
更に、騒音は、吸入空気流路27からコンプレッサ13のインペラ22に流入する空気を、インペラ22に設けた複数のインペラ翼23によって、遮ることにより音が発生する。
実際には、タービン11の回転数N×インペラ翼23の枚数で毎分空気が切られる。
該切られる空気の音が吸入空気流路27を逆流して外部に放散するのをサイレンサ30にて吸音している。
The
The
Furthermore, noise is generated by blocking the air flowing into the impeller 22 of the
Actually, the air is cut every minute by the number of revolutions N of the
The
タービン11は、タービンハウジング17と、内燃機関から排出された排ガスによって回転するタービンディスク18の周方向に放射状に設けられているタービン翼19とを備えている。
タービンハウジング17は、タービンディスク18とタービン翼19とを内包している。
タービンハウジング17は、内燃機関の排気マニホールドからの排ガスを導入する排ガス導入口17aと、排ガスをタービン翼19へと導く排ガス通路17bと、タービン翼19を通過した排ガスを過給機10の外部へ導く排ガス流出口17cとを備えている。
The
The
The
タービンディスク18は、円盤形状を成しており、回転軸から径方向外側に向けて延びるタービン翼19が周方向に沿って複数設けられている。
タービン翼19は、タービンハウジング17によって径方向の外側を囲むように覆われている。タービン翼19には、排ガス通路17bから排ガスが導かれる。
タービン翼19に導かれた排ガスによって、タービンディスク18及び回転軸12が回転駆動される。
タービンディスク18及び回転軸12を回転駆動した排ガスは、タービン翼19から排ガス流出口17cに導かれ過給機10の外部へ排出される。
The
The
The
The exhaust gas that rotationally drives the
コンプレッサ13は、コンプレッサハウジング21と、回転駆動されることで空気を圧縮するインペラ22と、を備えている。
コンプレッサハウジング21は、インペラ22を覆うように設けられている。コンプレッサハウジング21は、サイレンサ30を介して外部から空気を取入れると、インペラ22が圧縮した空気が導かれる渦巻状の加圧室21bと、圧縮された空気を内燃機関に導くコンプレッサハウジング出口21cと、後述する再循環流路25とを備えている。
The
The
インペラ22は略円盤形状を成しており、その一面には中心から径方向外側に向けて延在するインペラ翼23が複数配設されている。
インペラ22は、コンプレッサハウジング21の渦巻状の加圧室21bによって径方向外側を囲むように覆われている。
インペラ22には、吸入空気流路27の一部を形成するコンプレッサハウジング入口21aから吸入された空気が導入される。
インペラ22は、同軸上に設けられているタービン11が回転駆動することによって、吸入空気流路27から吸入された空気が圧縮されて、インペラ22の径方向外側へと送出する。
インペラ22によって圧縮された空気は、渦巻状の加圧室21bを通過してコンプレッサハウジング出口21cから図示省略のインタークーラに導かれ、冷却されて、内燃機関に導入される。
The impeller 22 has a substantially disk shape, and a plurality of impeller blades 23 extending radially outward from the center are disposed on one surface thereof.
The impeller 22 is covered with a
The air sucked from the
The impeller 22 is driven to rotate by the
The air compressed by the impeller 22 passes through the
軸受台14には、一端をタービン11側に突出させて、他端をコンプレッサ13側に突出させた回転軸12が挿通されている。
また、軸受台12には、タービンハウジング17と、コンプレッサハウジング21とが接続されている。
これら、タービンハウジング17と、軸受台14と、コンプレッサハウジング21とは、図示省略のボルトによって一体的に締結されている。
A rotating
Further, a
The
コンプレッサハウジング21に形成される再循環流路25について説明する。
再循環流路25は、インペラ22のインペラ翼23の外周縁23aに対向するコンプレッサハウジング21に開口する環状の下流側開口部25aと、インペラ翼23の前縁23bより上流側のコンプレッサハウジング21の内周壁に開口する再循環口である上流側開口部25bと、該上流側開口部25bと下流側開口部25aとを連通する再循環連通路25cとが設けられている。
そして、インペラ22に流入した直後の空気又は、過圧途中の空気の一部を再循環流路25通って、インペラ22の上流側の吸入空気流路27内に再循環させるようになっている。
また、再循環流路25は、円筒状の吸入空気流路27の外側に回転軸線CL1を中心とした円周上に複数設けられている。
The
The
The air immediately after flowing into the impeller 22 or a part of the air in the middle of overpressure passes through the
A plurality of
再循環流路25は、次のような作用をする。
コンプレッサ13を通過する空気量が大流用状態では、再循環流路25を通る空気は、吸入空気流路27からの空気が上流側開口部25bから下流側開口部25aに向かって流れ、下流側開口部25aからインペラ翼23の外周縁23aに流れ込む。
一方、コンプレッサ13を通る空気量が減少してサージングを生じるような低流量になると、再循環流路25を通る空気の流れは、逆になり、下流側開口部25aから上流側開口部25bに向かって流れて、吸入空気流路27に再導入される。
これは、コンプレッサ中間部で吸入空気が圧縮されることにより、上流側開口部25bの空気圧より下流側開口部25aの空気圧の方が高くなるために逆流する。
これによって、見掛け上、インペラ翼23の前縁23bに流入する空気の流入量が多くなり、サージングが発生するサージ流量を小流量化できる。
なお、設計点近傍(適正状態)では、再循環流路25への流れ込みはなくなる。
The
When the amount of air passing through the
On the other hand, when the amount of air passing through the
This is because the air pressure in the
As a result, the amount of air flowing into the
In the vicinity of the design point (appropriate state), there is no flow into the
このように再循環流路25を設けることによって、サージ流量を小流量化できる。
しかし、インペラ22は、インペラ翼23の枚数と、回転速度とによって決まる周波数の騒音を発生するため、再循環流路25の長さ及び本数は、インペラ22による騒音の周波数と共振しない周波数帯域になるように設定される。
Thus, by providing the
However, since the impeller 22 generates noise having a frequency determined by the number of impeller blades 23 and the rotational speed, the length and number of the
サイレンサ30について説明する。
サイレンサ30は、図4にサイレンサの外観詳細図を示すように、外形形状が円筒状を成している。
サイレンサ30は、過給機10のコンプレッサハウジング21の吸入空気流路27の上流側に配設されている。
サイレンサ30は、サイレンサエレメント50と、該サイレンサエレメト50を過給機10のコンプレッサハウジング入口21aに取付ける円形状のリヤパネル58と、
吸入空気流路27の上流端となるサイレンサエレメント50の円形状端部を閉塞する円形状のフロントパネル57とを備えている。
The
The
The
The
A circular
リヤパネル58には、コンプレッサ13への吸入空気流路27の一部を形成する貫通孔が穿設されている。
フロントパネル57には、内筒部材52の内部に向けて円錐状突起部57aが配設されている。
円錐状突起部57aは、サイレンサエレメント50の径方向(放射方向)から吸込まれる空気を、コンプレッサ13の回転軸12に沿った流れに変換するためのガイド部材である。
The
A
The
サイレンサエレメント50は、外形を形成する円筒状の外筒部材51と、該外筒部材51と同心に配置され、外周面が外筒部材51の内周面と空間部である環状空間部Sを有して配置された内筒部材52と、該環状空間部Sに外筒部材51から吸入した空気を内筒部材52の内部に導入可能とした吸音機能を有した吸音部材53と、を備えている。
サイレンサエレメント50は、外筒部材51及び内筒部材52を、吸入空気流路27の上流側に位置する略円形状のフロントパネル57と、吸入空気流路27の下流側に位置する略円形状のリヤパネル58とによって、サイレンサエレメント50の軸線方向に挟持された状態で、コンプレッサハウジング入口21aに取付けられている。
従って、環状の空間部Sは、フロントパネル57、リヤパネル58、外筒部材51及び、内筒部材52によって囲繞されている。
The
The
Accordingly, the annular space S is surrounded by the
図4に示すように、フロントパネル57とリヤパネル58間には、複数本の外側支柱部材54が配設されている。
そして、複数本の外側支柱部材54及び内筒部材52によって連結されて、略円柱状に形成している。
尚、この連結構造に限定されるものではない。
フロントパネル57とリヤパネル58の外周端近傍で、且つコンプレッサ13の回転軸線CL1を中心とした周方向に沿って、等間隔に配置されて、フロントパネル57とリヤパネル58を連結している。
この場合、外側支柱部材54と、フロントパネル57及びリヤパネル58との結合は、溶接やボルト締めにて結合されている。
外筒部材51には、吸音部材53を環状空間部Sに、外筒部材51の外周側から挿入して、吸音部材53の気体通路53aと略同心の空気流通孔32aを有した外側支持板32を備えている。
従って、外側支持板32は、環状空間部Sに吸音部材53を挿入して、該吸音部材53を支持板32にて固定支持する。
As shown in FIG. 4, a plurality of
And it connects with the multiple outer support |
In addition, it is not limited to this connection structure.
The
In this case, the
The outer
Therefore, the
外側支持板32は、外側支柱部材54の配置に合わせて周方向が複数に分割されている。
この外側支持板32は、例えばボルト締め等により、外側支柱部材54に対して、外側から着脱可能になっている。
更に、外筒部材51には、複数本の外側支柱部材54の外周側に、吸入空気と共に異物が侵入することを防止するため、外側から順にフィルタ55、エキスパンドメタル56によって構成されている。
この場合、エキスパンドメタル56がフィルタ55の形状を保持する部材となり、該エキスパンドメタル56が外側支柱部材54の適所に対して脱着可能に取付けられている。
The
The
Further, the
In this case, the expanded
一方、吸音部材53の吸入空気流路27側は、内筒部材52によって固定支持される。
内筒部材52は、フロントパネル57とリヤパネル58の半径方向中間部に連結しており、外側支持板32と同様に空気流通孔52aが全面に穿設されている。
空気流通孔52aは吸音部材53の気体通路53aと略同心に配設され、気体通路53aから吸入空気流路27への吸気の流れを阻害しないようになっている。
内筒部材52の内部が吸入空気流路27の一部を構成して、コンプレッサ13への空気供給口となる。
On the other hand, the suction
The
The
The inside of the
また図6に、図5(B)のA−A断面を示すように、隣接する外側支柱部材54の周方向の夫々の間には、インペラ22の回転軸線CL1方向に7個の吸音部材53が千鳥状に2列並べて配置されている。
尚、周方向に隣接する外側支柱部材54間における吸音部材53配列については特に限定するものではない。
In addition, as shown in FIG. 6A-A cross section of FIG. 5B, seven
The arrangement of the
図7に図2のB部詳細を示すように、吸音部材53の両端部となる空気の入口部及び出口部は、少なくとも一方の内周側角部に設けられたR形状部32bを備えている。
R形状部32bは、空気流通孔32aを穿設した外側支持板32の端部をR形状に加工したものであり、吸音部材53に流入する空気の流れをスムーズにして、吸音部材53の
気体通路53aを通過する空気の圧力損失を低減するものである。
このようなR形状部32bは、外側支持板32及び内筒部材52に設けられた空気流通孔32a、52aの少なくとも一方の端部に対し、プレス加工等により内向き(吸音部材53の軸線方向内向き)のR加工を施したものである。
As shown in detail in FIG. 7, part B of FIG. 2, the air inlet part and outlet part which are both ends of the
The R-shaped
Such an R-shaped
また、外側支持板32及び内筒部材52のR形状部32b、52bの形状に合わせて、吸音部材53の両端部に受部(R部が嵌合する)を設けておくと、R形状部32b、52bと受部との係合により、運転中の振動等による位置ずれを防止できる。
また、サイレンサエレメント50は、外側支持板32及び内筒部材52によって、吸音部材53の両端部近傍を支持する構造としたので、外側支持板32を取外した状態にすることで、吸音部材53の組付作業又は交換作業を、外筒部材51の外側から挿入又は抜き取りが容易に実施できる。
従って、作業性の向上等による製造及びメンテナンスコストの低減が可能となる。
Further, if receiving portions (R portions are fitted) are provided at both ends of the
In addition, since the
Therefore, it is possible to reduce manufacturing and maintenance costs by improving workability.
吸音部材53は、図5(A)に示すように、円筒形状部材である。
吸音部材53は、補強用部材(基材)となるエキスパンドメタルで円筒形状を形成し、該円筒の外周にガラスクロスを配置させて、グラスウール製の吸音材で覆った後、吸音材の外周をアルミ箔等の外周部材で覆ったものである。
尚、吸音材としては、木綿、麻綿、パンヤなどの植物繊維材、フェルト類の動物繊維、及びロックウールなどの鉱物繊維などが使用される。
The
The
As the sound absorbing material, vegetable fiber materials such as cotton, hemp cotton and bread, animal fibers of felts, mineral fibers such as rock wool, and the like are used.
また、吸音部材53の中央部は、円筒形状の外周と略同軸線に筒状で且つ外周形状と略平行な直筒空間に形成された気体通路53aが形成されている。
気体通路53aは、インペラ22が空気を取込み圧縮する際の吸気通路になると共に、インペラ22が吸気を切る際に発生する風切り音(騒音)が吸入空気通路27を遡り、該気体通路53aの壁面に衝突しながら吸音される。
In addition, the central portion of the
The
尚、本実施形態では、気体通路53aの形状を、外周と略同軸線に筒状で且つ外周形状と略平行な直状空間に形成したが、気体通路53aをテーパ状の気体通路53aとしてもよい。
テーパ形状は、外筒部材51側が大径、内筒部材52側が小径になるように配置される。
そして、テーパ状の気体通路53aは、気体通路53aの長さ方向の略中央に最高の音圧レベルに対応する周波数により算出した通路断面積の直径になるようにしてある。
このような吸音部材53の形状にすることで、吸音効果が得られる。
吸音部材53の外形形状は、該吸音部材53を吸音セル組にする際の便宜と、空間の無駄を無くすようにする形状であればよい。
例えば、外形形状を横断面が四角形の筒状にして、気体通路53aをテーパ状、又は四角錐状にしてもよい。
In the present embodiment, the shape of the
The tapered shape is arranged so that the
The tapered
By adopting such a shape of the
The outer shape of the
For example, the outer shape may be a cylinder with a rectangular cross section, and the
図5(B)に示すように、吸音部材53は、2個の吸音部材53をまとめて組にした吸音部材セットとしてある。
吸音部材セットは、環状空間部Sに吸音部材53を取付ける際に、該吸音部材53の組付容易化及び組付後の安定性等を確保するために実施している。
吸音部材セットにした吸音部材53は、外筒部材51と内筒部材52との間の環状の空間部Sに、インペラ22の回転軸線CL1方向に複数段に積重ねて配置され収納される。
尚、本実施形態では、吸音部材53が7段積重ねられている。(図2及び図6参照)
吸音セル組の長さ方向(気体通路53aの軸線に沿った方向)に沿った中心軸線CL2は、回転軸線CL1と内筒部材52の外周面との交点Pにおいて、CL1とP点とを結ぶ基準線Rに対し、回転軸12の回転方向反対方向に傾斜する傾斜角θ(旋回付与手段)を有して配設されている。
尚、本実施形態の場合、傾斜角度は、略10度で実施した。
As shown in FIG. 5 (B), the
The sound absorbing member set is implemented in order to facilitate the assembly of the
The
In the present embodiment, the
A central axis CL2 along the length direction of the sound absorbing cell group (the direction along the axis of the
In the case of the present embodiment, the inclination angle is approximately 10 degrees.
このような構造にすることで、空気は、外筒部材51の外周面から、内筒部材52の吸入空気流路27に放射方向から吸引される。
そして、吸音部材53の気体通路53aは、回転軸線CL1方向に対して、インペラ22の回転方向と反対方向に傾斜角θ=10度を有して取付けられている。
そのため、吸音部材53の気体通路53aを吸引されてくる空気は、円錐状突起部57aに沿って、インペラ22の回転方向と反対方向に旋回し、且つ吸入空気通路27の中央部の空気密度を高くしてインペラ22に導入される。
そのため、吸入空気流路27を流れる空気量の多い時には、インペラ翼23の空気取入量が多くなり、チャージ限界が大きくなる。
一方、旋回流は、吸入空気流路27の空気流量抵抗の大きくなる外周部分において、慣性力を有して流れる。
従って、コンプレッサ13を通る空気量が減少してサージングが生じるような低流量になると、再循環流路25から吸入空気流路27に再導入される空気と共に、吸入空気流路27の旋回流とによって、インペラ翼23の前縁23bの外周部分の空気量が増加するので、サージングの限界範囲を大きくすることができ、過給機10としての商品性向上が図れる。
また、空気の旋回流は、吸音部材53の取付け角度をインペラ22の回転方向と反対方向に傾斜させるだけで生起させる構造としたので、サイレンサエレメント50の製造コストを抑制できる。
With such a structure, air is sucked from the outer peripheral surface of the
The
Therefore, the air sucked through the
Therefore, when the amount of air flowing through the
On the other hand, the swirling flow flows with an inertial force in the outer peripheral portion where the air flow resistance of the intake
Accordingly, when the air flow rate through the
In addition, since the swirling flow of air is generated only by inclining the mounting angle of the
(第2実施形態)
図8に基づいて第2実施形態を説明する。
第2実施形態は、第1実施形態のサイレンサエレメントが異なる以外は同じである。
従って、サイレンサエレメント以外は説明を省略し、サイレンサエレメントにおいて同一部品には同一符号を付して、説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG.
The second embodiment is the same except that the silencer element of the first embodiment is different.
Therefore, the description other than the silencer element is omitted, and the same parts are denoted by the same reference numerals in the silencer element, and the description is omitted.
図8(A)は、サイレンサエレメント70を回転軸12に沿った断面図、(B)は(A)のA−A断面図,(C)は(A)のB−B断面図を示す。
サイレンサエレメント70は、外形を形成する円筒状の外筒部材51と、該外筒部材51と同心に配置され、外周面が外筒部材51の内周面と環状の空間部Sを有して配置された内筒部材52と、該環状の空間部Sに外筒部材51から吸入した空気を内筒部材52の内部に導入可能とした吸音機能を有した吸音部材53と、を備えている。
サイレンサエレメント70は、外筒部材51及び内筒部材52を、略円形状のフロントパネル57と略円形状のリヤパネル58とによって、サイレンサエレメント70の軸線方向に挟持された略円筒状に形成されている。
8A is a cross-sectional view of the
The
The
フロントパネル57には、内筒部材52の内部に向けて円錐状突起部57aが配設されている。
円錐状突起部31aは、サイレンサエレメント70の径方向から吸込まれる空気を、コンプレッサ13の回転軸12に沿った流れに変換するためのガイド部材である。
A
The conical protrusion 31 a is a guide member for converting air sucked from the radial direction of the
サイレンサエレメント70は、2個の吸音部材53を組にした吸音セルを、外筒部材51と内筒部材52との間の環状の空間部Sに、インペラ22の回転軸線CL1方向に複数段に積重ねて配置され収納される。
本実施形態の場合、7段に積重ねてある。
図8(B)に図8(A)のA−A断面を示すように、フロントパネル57側に配置されている吸音部材53の複数段(本実施形態では4段)は、気体通路53aの軸線CL3(組にした2個の吸音部材53、53の中心軸線)が回転軸線CL1方向に向くように配設されている。
一方、図8(C)に図8(A)のB−B断面を示すように、コンプレッサ13側に配置されている吸音部材53の複数段は、該吸音部材53の気体通路53aの軸線が、インペラ22の回転方向と反対方向に傾斜している。
吸音セルは、吸音セルの長さ方向(気体通路53aの軸線に沿った方向)に沿った中心軸線CL3は、回転軸線CL1と内筒部材52の外周面との交点Pにおいて、CL1とP点とを結ぶ基準線Rに対し、回転軸12の回転方向反対方向に傾斜する傾斜角θ(旋回流付与手段)を有して配設されている。
The
In the case of this embodiment, they are stacked in seven stages.
As shown in the cross section AA of FIG. 8A in FIG. 8B, a plurality of stages (four stages in the present embodiment) of the
On the other hand, as shown in FIG. 8 (C) BB cross section of FIG. 8 (A), the plurality of stages of the
The sound absorbing cell has a central axis CL3 along the length direction of the sound absorbing cell (the direction along the axis of the
尚、本実施形態の場合、傾斜角度θは、略10度で実施した。
本実施形態の場合、傾斜角度θを有して配設した吸音部材53は、積重ね7段のうち、コンプレッサ13側に配置されている3段を実施した。
尚、吸気部材53からの空気に旋回流を生起させる割合は、回転軸線CL1方向において30〜40%の範囲において、良い結果が出ている。
40%を超えると、旋回流が強くなりすぎて、吸入空気通路の中央部を流れる空気量が少なくなりチャージ範囲が小さくなる傾向が表れた。
一方、30%を下回ると、旋回流が弱くなり、サージング範囲が小さくなる傾向が現れた。
In the case of this embodiment, the inclination angle θ is approximately 10 degrees.
In the case of the present embodiment, the
It should be noted that good results are obtained when the ratio of the swirling flow generated in the air from the
If it exceeds 40%, the swirl flow becomes too strong, and the amount of air flowing through the central portion of the intake air passage tends to decrease and the charge range tends to be reduced.
On the other hand, below 30%, the swirl flow became weak and the surging range tended to be small.
このようにすることで、フロントパネル57側に配置されている吸音部材53から流入する空気は、円錐状突起部31aの円錐形の傾斜面に沿ってガイドされ、回転軸線CL1に平行に吸入空気流路27の中心部を流れてコンプレッサ13のインペラ22に導入される。
一方、コンプレッサ13側に配置されている吸音部材53から流入する空気は、内筒部材52の内周面に沿って、旋回しながらコンプレッサ13のインペラ22に導入される。
従って、旋回しながらコンプレッサ13のインペラ22に導入される空気は、再循環流路25の効果と相俟ってサージ限界範囲が大きくなる。
吸入空気流路27に中心部を流れる空気は、流入抵抗が少ないので、コンプレッサ13への流入量が多くなり、チャージ限界範囲も大きくなる。
By doing in this way, the air flowing in from the
On the other hand, the air flowing in from the
Therefore, the air that is introduced into the impeller 22 of the
Since the air flowing through the central portion of the intake
(第3実施形態)
図9に基づいて第3実施形態を説明する。
第3実施形態は、第1実施形態の吸音部材の形状が異なる以外は同じである。
従って、サイレンサエレメントの吸音部材の形状以外の説明を省略し、サイレンサエレメントにおいて同一部品には同一符号を付して、説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIG.
The third embodiment is the same except that the shape of the sound absorbing member of the first embodiment is different.
Therefore, the description other than the shape of the sound absorbing member of the silencer element is omitted, and the same parts are denoted by the same reference numerals in the silencer element, and the description is omitted.
第3実施形態における、サイレンサエレメント90は、外形を形成する円筒状の外筒部材61と、該外筒部材61と同心に配置され、外周面が外筒部材61の内周面と環状の空間部Sを有して配置された内筒部材62と、該外筒部材61と内筒部材62を回転軸線CL1方向に閉塞するフロントパネル57及び、リヤパネル58と、該環状の空間部Sに外筒部材61側から吸入した空気を内筒部材62の内部に導入可能とした吸音機能を有した吸音部材93とを備えている。
また、図9(A)にサイレンサエレメント90の径方向断面図を示す。
図9(A)において、多数の吸音部材93は、便宜上一部を実線で記載されているが、実際には各吸音部材93は、フロントパネル57、リヤパネル58、外筒部材61、内筒部材62、フロントパネル57及びリヤパネル58によって囲繞された環状空間部Sに周方向へ全周に亘って配設されている。
In the third embodiment, the silencer element 90 is a cylindrical
FIG. 9A shows a radial sectional view of the silencer element 90.
In FIG. 9A, a large number of
図9(B)に示すように、吸音部材93は、該吸音部材93を2個組にした吸音部材セット91された状態に形成されている。
吸音部材セット91は、各吸音部材93の気体通路93aからの空気が、コンプレッサ13の回転方向と反対方向に流出するように角度θ(旋回流付与手段)を有して環状空間部Sに配設される。(本実施形態では角度θ=10度で実施)
そして、サイレンサエレメント90の平面視において、吸音部材セット91は、吸音部材93、93どうしの共通の軸線CL3が内筒部材62の外周面と交差する点Pにおいて、内筒部材62の接線方向に沿ってカットした形状に形成されている。
本実施形態では、吸音部材セット91の外筒部材61側も、内筒部材62側と平行にカットした形状に形成されている。
As shown in FIG. 9 (B), the
The sound absorbing member set 91 has an angle θ (swirl flow applying means) and is arranged in the annular space S so that the air from the
Then, in a plan view of the silencer element 90, the sound absorbing member set 91, the point P common axis CL3 of and how the
In the present embodiment, the
このように形成することで、吸音部材セット91の内筒部材62側端部は、吸入空気通路27側に突出しないようにすることができる。
従って、内筒部材62の内周面は、凹凸が小さくなり、吸音部材セット91によって発生する旋回流の流れ抵抗が小さくすることが可能となる。
一方、吸音部材セット91の外筒部材61側も同様に形成すると、外周面の凹凸が小さくなるので、外筒部材61の製作構造が簡素化され、コスト低減が可能となる。
By forming in this way, the end of the sound absorbing member set 91 on the
Accordingly, the inner circumferential surface of the
On the other hand, when the
このようにすることで、第1実施形態における効果に増して、サージングの限界範囲を大きくすることができ、過給機10としての商品性向上が図れる。
By doing in this way, in addition to the effect in 1st Embodiment, the limit range of surging can be enlarged and the merchantability improvement as the
(第4実施形態)
図10(A),(B)に基づいて第4実施形態を説明する。
第4実施形態は、第1実施形態のサイレンサエレメントが異なる以外は同じである。
従って、サイレンサエレメント以外は説明を省略し、サイレンサエレメントにおいて同一部品には同一符号を付して、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described based on FIGS. 10 (A) and 10 (B).
The fourth embodiment is the same except that the silencer element of the first embodiment is different.
Therefore, the description other than the silencer element is omitted, and the same parts are denoted by the same reference numerals in the silencer element, and the description is omitted.
本実施形態におけるサイレンサエレメント60は、外形を形成する円筒状の外筒部材61と、該外筒部材61と同心に配置され、外周面が外筒部材61の内周面と環状空間部Sを有して配置された内筒部材62と、該環状の空間部Sに外筒部材61側から吸入した空気を内筒部材62の内部に導入可能とした吸音機能を有した吸音部材63とを備えている。
尚、外筒部材61と内筒部材62は、第1実施形態と同じなので、説明は省略する。
また、図10(A)において、多数の吸音部材63は、便宜上一部のみに記載されているが、実際には各吸音部材63は図10(B)に記載の形状の吸音部材63が空間Sに全州に亘って配設されている。
フロントパネル57とリヤパネル58間には、複数本の外側支柱部材54(図4参照)が配設されて、フロントパネル57とリヤパネル58の間隔を維持している。
そして、複数本の外側支柱部材54は、フロントパネル57とリヤパネル58の外周端近傍で、且つコンプレッサ13の回転軸線CL1を中心とした周方向に沿って、等間隔に配置されている。
The
In addition, since the
Further, in FIG. 10A, a large number of the
A plurality of outer support members 54 (see FIG. 4) are disposed between the
The plurality of
また、図10(A)に示すように、フロントパネル57、リヤパネル58、外筒部材61、及び内筒部材62によって囲繞された環状空間部Sには、板状の吸音部材63が配設されている。
板状の吸音部材63は、板状の面を回転軸線CL1に沿った方向であると共に、周方向へ等間隔Wで配設されている。
吸音部材63は、図10(B)に示すように、該板状の吸音部材63が複数の屈曲部を有して形成されている。
本実施形態において、吸音部材63は、多数の通気口が形成されたエキスパンドメタルからなる外周壁64内に、グラスウールのような材質の網状あるいは、不織布状の吸音材が収納されている。
尚、吸音材としては、木綿、麻綿、パンヤなどの植物繊維材、フェルト類の動物繊維、及びロックウールなどの鉱物繊維などが使用される。
また、吸音部材63には、外周壁64の外表面に通気性が良く、防水性及び防油性を有するポリエステル系からなる不織布が貼り付けられ、各吸音部材63を被覆している。
Further, as shown in FIG. 10A, a plate-like
The plate-like
As shown in FIG. 10B, the
In the present embodiment, the
As the sound absorbing material, vegetable fiber materials such as cotton, hemp cotton and bread, animal fibers of felts, mineral fibers such as rock wool, and the like are used.
The
本実施形態では、板状の吸音部材63は、相互に逆方向に屈曲する2つの屈曲部を有し、内筒部材62側が第1屈曲部K1、外筒部材側が第2屈曲部K2から形成されている。
吸音部材63は、全体が略Z形状をなしている。
吸音部材63は、2つの第1屈曲部K1、第2屈曲部K2により、長手方向(サイレンサエレメント60の径方向)において、3つの部分に分割されている。
吸音部材63は、内筒部材62側の端縁63cと第1屈曲部K1間の第1折曲げ片63e、第1屈曲部K1と第2屈曲部K2間の第2折曲げ片63f、第2屈曲部K2と外筒部材61側の端縁63b間の第3折曲げ片63gとで構成されている。
吸音部材63の内筒部材62側に位置する部分、及び外筒部材61側に位置する両方の先端部(内端部)63c、63bは、空気抵抗を減少させるために、板厚方向の断面が三角形状に形成されている。
これは、隣接する吸音部材63間の隙間Wを通過する空気の流通抵抗を軽減するものである。
In the present embodiment, the plate-like
The
The
The
A portion of the
This reduces the flow resistance of the air passing through the gap W between the adjacent
また、図10(B)に示すように、吸音部材63の屈曲形状は、第1屈曲部K1部分、及び外筒部材61側の端縁63b部分における板厚中心CL4が、回転軸線SL1からの放射状に延びる基準線R上に位置するように形成されている。
更に、第1折曲げ片63eは、第1屈曲部K1にて基準線Rに対して、回転軸12の回転方向と反対方向へ角度θに屈曲(旋回流付与手段)されている。
第2折曲げ片63fは、第1折曲げ片63eに対し約2.5倍の長さを有すると共に、第1屈曲部K1にて基準線Rに対して20度折り曲げられている。
また、第3折曲げ片63gは、第1折曲げ片63eに対し約1.5倍の長さを有すると共に、第1屈曲部K2にて基準線R側に折り曲げて、外筒部材61側の端縁63bが基準線R上に位置するように形成されている。
この状態で、各吸音部材63は環状空間部S内に、周方向へ等間隔Wで配設されている。
このようにすることで、吸音部材63は、隣接した夫々の吸音部材63によって形成される気体通路63aを長くすると共に、回転軸線CL1側から気体通路63aを見た場合に、外筒部材61が直接見えないように、吸音部材63を屈曲させてある
Also, as shown in FIG. 10B, the bent shape of the
Further, the first
The second
The third
In this state, the
By doing so, the
このように、吸音部材63は、環状空間部Sにおいて、隣接した夫々の吸音部材63が等間隔で、同じ方向に配設されている。
そして、隣接した夫々の吸音部材63によって形成される気体通路63aは、外筒部材側から内筒側に向けて通路幅が漸次減少される。
Thus, in the annular space portion S, the adjacent
And as for the gas channel |
吸入空気は、サイレンサ60の外筒部材61側から内筒部材62側に吸入される際に、複数の気体通路63aに分散されて、放射方向から導入されることになる。
コンプレッサ13から発せられる騒音が各気体通路63a吸音部材63に衝突することにより消音される。
また、吸音部材63は、上述の通り、第2折曲げ片63fを第1折曲げ片63eの2.5倍、折曲げ角度を基準線Rに対し20度を有し、更に、第3折曲げ片63gは、第1折曲げ片63eに対し約1.5倍の長さを有して、吸気部材63の壁面が基準線Rに接するように形成されている。
従って、吸音部材63は、隣接した夫々の吸音部材63によって形成される気体通路63aを長くすると共に、回転軸線CL1側から気体通路63aを見た場合に、外筒部材61が直接見えない(Z範囲)ようにして、騒音が吸音部材83に衝突しないで、通り抜けるのを防止した形状に形成することで、吸音効果を向上させている。
更に、吸音部材63を折曲げることにより、気体通路62aが長くなり、消音面積が大きくなり、消音効果を大きくすることができる。
When the intake air is sucked from the
The noise generated from the
Further, as described above, the
Therefore, the
Furthermore, by bending the
吸音部材63と吸音部材63とで形成される隙間である気体通路62aを吸引されてくる空気は、円錐状突起部57aに沿って、インペラ22の回転方向と反対方向に旋回し、且つ吸入空気通路27の中央部の空気密度を高くしてインペラ22に導入される。
そのため、吸入空気流路27を流れる空気量の多い時には、インペラ翼23の空気取入量が多くなり、チャージ限界が大きくなる。
一方、旋回流は、吸入空気流路27の空気流量抵抗の大きくなる外周部分において、慣性力を有して流れる。
従って、コンプレッサ13を通る空気量が減少してサージングが生じるような低流量になると、再循環流路25から吸入空気流路27に再導入される空気と共に、吸入空気流路27の旋回流とによって、インペラ翼23の前縁23bの外周部分の空気量が増加するので、サージングの限界範囲を大きくすることができ、過給機10としての商品性向上が図れる。
The air sucked through the
Therefore, when the amount of air flowing through the
On the other hand, the swirling flow flows with an inertial force in the outer peripheral portion where the air flow resistance of the intake
Accordingly, when the air flow rate through the
(第5実施形態)
図11に基づいて第5実施形態を説明する。
第5実施形態は、第4実施形態のサイレンサエレメントが異なる以外は同じである。
従って、サイレンサエレメント以外は説明を省略し、サイレンサエレメントにおいて同一部品には同一符号を付して、説明を省略する。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described with reference to FIG.
The fifth embodiment is the same except that the silencer element of the fourth embodiment is different.
Therefore, the description other than the silencer element is omitted, and the same parts are denoted by the same reference numerals in the silencer element, and the description is omitted.
本実施形態におけるサイレンサエレメント80は、外形を形成する円筒状の外筒部材61と、該外筒部材61と同心に配置され、外周面が外筒部材61の内周面と環状の空間部Sを有して配置された内筒部材62と、該環状の空間部Sに外筒部材61側から吸入した空気を内筒部材62の内部に導入可能とした吸音機能を有した吸音部材83とを備えている。
尚、外筒部材61と内筒部材62は、第1実施形態と同じなので、説明は省略する。
また、図11(A)において、多数の吸音部材83は、便宜上一部を破線で記載されているが、実際には各吸音部材83は、フロントパネル57、リヤパネル58、外筒部材61、及び内筒部材62によって囲繞された環状空間部Sに周方向へ全周に亘って配設されている。
The
In addition, since the
In FIG. 11A, a large number of the
吸音部材83は、図11(B)に示すように、該板状の吸音部材83が複数の屈曲部を有して形成されている。
尚、本実施形態において、吸音部材83は、第4実施形態の吸音部材63に対し、屈曲形状以外は同じなので、構成内容の説明は省略する。
本実施形態では、板状の吸音部材83は、相互に逆方向に屈曲する2つの屈曲部を有し、内筒部材62側が第1屈曲部K1、外筒部材側が第2屈曲部K2から形成されている。
吸音部材83は、全体が略Z形状をなしている。
吸音部材83は、内筒部材62側の端縁83cと第1屈曲部K1間の第1折曲げ片83e、第1屈曲部K1と第2屈曲部K2間の第2折曲げ片63f、第2屈曲部K2と外筒部材61側の端縁83b間の第3折曲げ片83gとで構成されている。
As shown in FIG. 11B, the
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the plate-like
The entire
The
また、図11(B)に示すように、吸音部材83は、第1折曲げ片83e、及び外筒部材61側の端縁83b部分における板厚中心が、回転軸線CL1からの放射状に延びる基準線R上に位置するように屈曲形成されている。
第2折曲げ片83fは、第1折曲げ片83eに対し約2.5倍の長さを有すると共に、第1屈曲部K1にて基準線Rに対して20℃で折り曲げられている。
また、第3折曲げ片83gは、第1折曲げ片83eに対し約1.5倍の長さを有すると共に、第1屈曲部K2にて基準線R側に折り曲げて、外筒部材61側の端縁83bが基準線R上に位置するように形成されている。
この状態で、各吸音部材83は環状空間部S内に、周方向へ等間隔Wで配設されている。
Further, as shown in FIG. 11B, the
The second
The third
In this state, the
また、吸音部材83は、隣接した夫々の吸音部材83によって形成される気体通路83aを長くすると共に、回転軸線CL1側から気体通路83aを見た場合に、外筒部材61が直接見えない(Z範囲)ようにして、騒音が吸音部材83に衝突しないで、通り抜けるのを防止するための屈曲形状にしてある。
Further, the
内筒部材62の内周面62aには、気体通路83aを通過した吸入空気をインペラ22の回転方向と逆方向にガイドするガイドベーン85(旋回流付与手段)が配設されている。
ガイドベーン85は、内筒部材62の内周面62aから吸入空気流路27に突出する状態で配設されており、回転軸線CL1に沿った方向視において、円弧状で且つ、旋回上流側からの空気になびくように配置されている。
尚、本実施形態では、ガイドベーン85の配置を、該ガイドベーン85の回転軸線CL1方向全域に配設したが、コンプレッサ13側の30〜40%位にガイドベーン85を配設するようにしてもよい。
また、本実施形態では、吸音部材83は、屈曲部K1、K2を有した板状の物を使用して説明したが、第1又は第3実施形態等で使用した、円筒状の吸音部材53又は93を
内筒部材62の内周面62aに、気体通路83aを通過した吸入空気をインペラ22の回転方向と逆方向にガイドするガイドベーン85(旋回流付与手段)を配設しても、同様の効果を得ることができる。
A guide vane 85 (swirl flow imparting means) that guides the intake air that has passed through the
The
In this embodiment, the
In the present embodiment, the
このようにすることで、コンプレッサ13から発せられる騒音が各気体通路83aを通過しながら吸音部材83に衝突することにより消音される。
吸音部材83と吸音部材83とで形成される隙間である気体通路83aを流れてくる空気は、内筒部材62の内周面に沿うと共に、インペラ22の回転方向と反対方向に旋回しながら、吸入空気流路27を流れて、インペラ22に導入される。
旋回流は、吸入空気流路27の空気流量抵抗の大きくなる外周部分において、慣性力を有して流れる。
従って、コンプレッサ13を通る空気量が減少してサージングが生じるような低流量になると、再循環流路25から吸入空気流路27に再導入される空気と共に、吸入空気流路27の旋回流とによって、インペラ翼23の前縁23bの外周部分の空気量が増加するので、サージング限界範囲を大きくすることができ、過給機10としての商品性向上が図れる。
By doing in this way, the noise emitted from the
The air flowing through the
The swirling flow flows with an inertial force in the outer peripheral portion where the air flow resistance of the intake
Accordingly, when the air flow rate through the
また、ガイドベーン85の配置を、該ガイドベーン85の回転軸線CL1方向のコンプレッサ13側の30〜40%位にガイドベーン85を配設するようにした場合は、フロントパネル57の円錐状突起部31aによって、フロントパネル57側の吸音部材83からの空気が吸入空気流路27の流入抵抗が少ない中心部を流れて、コンプレッサ13への流入量が多くなり、チャージ限界範囲も大きくなる。
吸入空気流路27を流れる空気量の多い時には、インペラ翼23の空気取入量が多くなり、チャージ限界範囲が広がる。
Further, when the
When the amount of air flowing through the
本発明によれば、排気タービン過給機、特に舶用内燃機関や陸上発電機用内燃機関等に装着される排気タービン過給機用サイレンサへの利用に適している。 The present invention is suitable for use in an exhaust turbine supercharger, particularly an exhaust turbine supercharger silencer mounted on a marine internal combustion engine, an onshore generator internal combustion engine, or the like.
10 過給機
11 タービン
13 コンプレッサ
21 コンプレッサハウジング
22 インペラ
25 再循環流路
25a 下流側開口部
25b 上流側開口部
25c 再循環連通路
27 吸入空気通路
30 サイレンサ
50,60,70,80,90 サイレンサエレメント
51、61 外筒部材
52,62 内筒部材
53,63,83,93 吸音部材
53a,63a,83a、93a 気体通路
56 エキスパンドメタル
57 フロントパネル
57a 円錐状突起部
58 リヤパネル
85 ガイドベーン(旋回付与手段)
CL1 回転軸線
R 基準線
S 環状空間部
DESCRIPTION OF
CL1 axis of rotation R reference line S annular space
Claims (5)
前記過給機用サイレンサの外形を形成すると共に、空気吸込み用の孔が全周に設けられた円筒状の外筒部材と、
該外筒部材と同心に配置され、前記外筒部材と全周に亘って空間部を形成すると共に、空気流出用の孔が全周に設けられた円筒状の内筒部材と、
前記空間部に前記外筒部材側から前記内筒部材側へと空気を流通させる気体通路を形成し、吸音作用を行う吸音部材と、
前記気体通路を通過する空気を、前記内筒部材の内部において、前記遠心圧縮機のインペラの回転方向と反対方向に旋回させる旋回付与手段と、を備え、
前記吸音部材は、内部に前記気体通路を有した筒状を成し、前記吸音部材の軸線を、前記インペラの回転軸の軸線と直角方向の平面上において前記インペラの回転方向と反対方向に傾斜を有して配設することで前記旋回付与手段を構成し、
前記旋回付与手段は、前記インペラの軸線方向において、前記遠心圧縮機側に配設されている前記吸音部材によって構成されていることを特徴とする過給機用サイレンサ。 A silencer for a supercharger provided in an intake air passage for taking air into a centrifugal compressor constituting the supercharger,
The outer shape of the silencer for the supercharger is formed, and a cylindrical outer tube member provided with air suction holes on the entire circumference;
A cylindrical inner cylinder member disposed concentrically with the outer cylinder member, forming a space portion over the entire circumference with the outer cylinder member, and provided with holes for air outflow around the entire circumference;
A sound absorbing member that forms a gas passage through which air flows from the outer cylinder member side to the inner cylinder member side in the space, and performs a sound absorbing action;
Swirl imparting means for swirling the air passing through the gas passage in the direction opposite to the rotation direction of the impeller of the centrifugal compressor inside the inner cylinder member ,
The sound absorbing member has a cylindrical shape with the gas passage therein, and the axis of the sound absorbing member is inclined in a direction opposite to the rotation direction of the impeller on a plane perpendicular to the axis of the impeller rotation axis. The swivel imparting means is configured by disposing
The turbocharger silencer , wherein the turning imparting means is configured by the sound absorbing member disposed on the centrifugal compressor side in the axial direction of the impeller .
前記過給機用サイレンサの外形を形成すると共に、空気吸込み用の孔が全周に設けられた円筒状の外筒部材と、
該外筒部材と同心に配置され、前記外筒部材と全周に亘って空間部を形成すると共に、空気流出用の孔が全周に設けられた円筒状の内筒部材と、
前記空間部に前記外筒部材側から前記内筒部材側へと空気を流通させる気体通路を形成し、吸音作用を行う吸音部材と、
前記気体通路を通過する空気を、前記内筒部材の内部において、前記遠心圧縮機のインペラの回転方向と反対方向に旋回させる旋回付与手段と、を備え、
前記旋回付与手段は、前記内筒部材の内周面から内周側に突出して配設される、前記気体通路を通過した空気を前記インペラの回転方向と反対方向にガイドするガイドベーンから構成されることを特徴とする過給機用サイレンサ。 A silencer for a supercharger provided in an intake air passage for taking air into a centrifugal compressor constituting the supercharger,
The outer shape of the silencer for the supercharger is formed, and a cylindrical outer tube member provided with air suction holes on the entire circumference;
A cylindrical inner cylinder member disposed concentrically with the outer cylinder member, forming a space portion over the entire circumference with the outer cylinder member, and provided with holes for air outflow around the entire circumference;
A sound absorbing member that forms a gas passage through which air flows from the outer cylinder member side to the inner cylinder member side in the space, and performs a sound absorbing action;
Swirl imparting means for swirling the air passing through the gas passage in the direction opposite to the rotation direction of the impeller of the centrifugal compressor inside the inner cylinder member ,
The swivel imparting means is composed of a guide vane that is disposed so as to protrude from the inner peripheral surface of the inner cylinder member toward the inner peripheral side and guides the air that has passed through the gas passage in a direction opposite to the rotation direction of the impeller. supercharger silencer, characterized in that that.
前記気体通路は、前記周方向に隣接する夫々の前記吸音部材によって形成されることを特徴とする請求項2に記載の過給機用サイレンサ。 The sound absorbing member has a plate shape having a plurality of bent portions, and is disposed in the space portion at intervals in the circumferential direction.
The turbocharger silencer according to claim 2 , wherein the gas passage is formed by each of the sound absorbing members adjacent in the circumferential direction.
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