JPH11336555A - 往復動内燃機関 - Google Patents

往復動内燃機関

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JPH11336555A
JPH11336555A JP11701499A JP11701499A JPH11336555A JP H11336555 A JPH11336555 A JP H11336555A JP 11701499 A JP11701499 A JP 11701499A JP 11701499 A JP11701499 A JP 11701499A JP H11336555 A JPH11336555 A JP H11336555A
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combustion engine
internal combustion
reciprocating internal
exhaust
silencer
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JP11701499A
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Peter Forster
フォルスター ペーター
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MAN B&W Diesel GmbH
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MAN B&W Diesel GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過給空気出口１３が接続管によって後置の過
給空気冷却器１２に接続されている少なくとも一つの排
気駆動式過給機６を備え、この排気駆動式過給機６に音
の放出を減少させるための手段が付設されている往復動
内燃機関において、消音処置を、単純でコンパクトな構
造で施せるだけでなく、大きな減衰作用並びに長い寿命
が得られるように改良する。 【解決手段】 排気駆動式過給機６の範囲における少な
くとも一つの流れ案内構成要素が、孔開き板金２３によ
ってその流路２２から分離されている少なくとも一つの
室２５を含んでいるホルムヘルツ共振器の原理に基づく
少なくとも一つの消音器２１を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、過給空気出口が接
続管によって後置の過給空気冷却器に接続されている少
なくとも一つの排気駆動式過給機を備え、この排気駆動
式過給機に音の放出を減少するための手段が付設されて
いる往復動内燃機関、特に大形ディーゼルエンジンに関
する。
【０００２】
【従来の技術】排気駆動式過給機で生ずる音の放出を特
に危険な構成要素の防音処置によって減少することが従
来試みられている。その配管ないしケーシングの防音処
置はこれが配管の全長ないしはケーシングの全表面にわ
たって施されるときだけしか有用な結果が得られないと
いうことに注意しなければならない。しかしこれはしば
しば構造的な理由からほとんど実施できない。即ちその
防音装置は板金で包囲された比較的厚い絶縁材料から成
っている。これは非常に大きな構造空間を必要とし、そ
のような空間はしばしば存在しない。更に危険な配管な
どは一般に接近し難いので、その防音処置の施工には非
常に経費がかかる。もう一つの特別な欠点は、排気駆動
式過給機の範囲で生ずる高い温度において絶縁材料が容
易に分解し、所定の時間経過後に防音作用が減少すると
いうことにある。
【０００３】ヨーロッパ特許出願公開第０７７９４１５
号明細書において、ディーゼルエンジンの排気管に組み
込まれ排気に尿素を供給する装置が前置されている反応
室に対する消音器が知られている。この公知の消音器は
大きな窓状開口を介して流路に接続されている共振室を
有し、その長さは発生する音波の波長に合わされ、奥行
きは流路の直径の約半分に相当している。この場合も非
常にかさばった構造となる。この公知の消音器は従っ
て、排気管内と全く異なった波長の音を生ずる排気駆動
式過給機の範囲には利用できない。更に僅かな摩擦損失
従って悪い減衰作用しか生じない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の消音処置を、単純でコンパクトな構造で
実施されるだけでなく、大きな減衰作用並びに長い寿命
が得られるように改良することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に基づ
いて、排気駆動式過給機の範囲における少なくとも一つ
の流れ案内構成要素が、孔開き板金によってその流路か
ら分離されている少なくとも一つの室を含んでいるホル
ムヘルツ共振器の原理に基づく少なくとも一つの消音器
を備えていることによって解決される。
【０００６】本発明に基づいて採用されるホルムヘルツ
共振器の原理で作動する消音器は、コンパクトな構造に
もかかわらず多くの音エネルギを有利に消滅できる。つ
まり孔開き板金の各孔の部位に実質的にばね・質量・振
動系が生じ、このばね・質量・振動系において孔内に存
在する流体質量が音波で励振されて振動し、その際、室
内に存在する流体容積がばねとして作用する。孔開き壁
において生ずる強い摩擦に基づいて大きな減衰が生ず
る。これと同時に、防音する場合と異なって本発明に基
づく消音器を使用する場合、配管の一部だけに本発明に
基づく消音器を備えるだけで比較的良好な作用が得られ
ることが保証される。本発明に基づく消音器は径方向に
即ち、孔開き板金に対して垂直方向に比較的僅かな構造
空間しか必要としないので、本発明に基づく消音器は有
利に周辺の配管ないしケーシングなどの範囲に限らずに
配置できる。むしろ排気駆動式過給機に直接組み込むこ
ともできる。更に本発明に基づく消音器は比較的大きな
周波数帯域が減衰されるように設計できる。
【０００７】本発明の有利な実施態様および目的に適っ
た発展例は従属請求項に記載されている。
【０００８】即ち排気駆動式過給機から出ている特に少
なくとも一つの管状構成要素が消音器を備えていると有
利である。本発明に基づく処置はその管状構成要素の範
囲において特に安価な費用で使用することができる。
【０００９】本発明に基づく消音器の特に有利な設置場
所は排気駆動式過給機の過給空気出口に続く接続管であ
る。この処置は、排気駆動式過給機の圧縮機内で生ずる
騒音が流れ方向に伝播することを特に簡単に防止する。
【００１０】他の有利な処置は孔開き板金のすべての孔
が共通の室に開口していることにある。これは特に単純
で安価な実施態様を生ずる。
【００１１】その代わりに孔開き板金で画成された空間
を隔壁によって多数の小室に分割することが考えられ
る。この場合個々の室の範囲における減衰作用を種々の
周波数について有利に最適化することができ、これによ
って特に幅広い周波数帯域内において良好な減衰作用が
得られる。
【００１２】本発明の有利な実施態様および発展例は他
の従属請求項に記載されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下図に示した実施形態を参照し
て本発明を詳細に説明する。
【００１４】図１の基礎となっている大形ディーゼルエ
ンジン１は列を成して配置された複数のシリンダ２を有
し、これらのシリンダ２の排気口３は全シリンダ２にわ
たって延びてる排気マニホールド４に接続されている。
排気マニホールド４から排気管５が排気駆動式過給機６
に通じている。この過給機６は排気によって駆動される
タービン７およびこのタービン７で駆動されシリンダ２
に供給する過給空気を用意する圧縮機８を有している。
排気管５はタービン７の流入ノズル９に接続されてい
る。タービン７の流出ノズル１０は管路状の流出通路１
１に開口している。
【００１５】排気駆動式過給機６の圧縮機８に過給空気
冷却器１２が後置され、この過給空気冷却器１２は圧縮
機８の吐出しノズル１３に接続管を介して接続されてい
る。この接続管は吐出しノズル１３に続いている管１４
およびこれに続き過給空気冷却器１２の中に開口してい
るディフューザ１５から成っている。
【００１６】排気駆動式過給機６内に、特にその圧縮機
８内に音波が生じ、この音波は流れ媒体の流れ方向に空
気内ないし排気内を伝播し、従って排気駆動式過給機６
に後置された構成要素を振動させ、従って音を放出させ
る。これを防止するために、排気駆動式過給機６の範囲
に少なくとも一つの消音器が設けられ、これは防音と異
なって音をしゃ断するだけでなく吸収もする。この消音
器は排気駆動式過給機６の中に組み込まれるか、あるい
は周辺の流れ案内構造部品に付設される。音が流れ方向
に伝播するので、まず排気駆動式過給機６から出る配管
が問題となる。この配管は消音器の組立を容易にする管
状の構成要素である。
【００１７】上述の消音器はコンパクトな構造容積、長
い寿命および良好な減衰作用を得るためにそれ自体公知
のホルムヘルツ共振器の原理に基づいて構成されてい
る。ホルムヘルツ共振器の原理は図２に示されている。
壁１８にある孔１７を介して流れ媒体に接続されている
室１６が設けられている。孔１７内に存在し孔１７に隣
接する流れ媒体容積２０が衝突する音波１９によって振
動させられ、この振動は孔１７の範囲で生ずる摩擦によ
って減衰される。室１６内に存在する流体容積はその場
合ばねとして作用する。従って全体が摩擦減衰形ばね・
質量・振動系となる。この振動系は振動する質量および
ばねに関係して共振し、その場合最大の振動振幅が生
じ、これは更に最大摩擦を引き起こし、これによって多
くの音エネルギが消耗させられる。
【００１８】排気駆動式過給機６の圧縮機８が主騒音発
生源であり、そこで発生する騒音が流れ方向に伝播する
ので、圧縮機８の吐出しノズル１３に続く過給空気冷却
器１２への接続管の部位に本発明に基づく形式の消音器
が設けられているとき、良好な結果が得られる。この消
音器は管１４に付設される。それに加えてあるいはそれ
に代えてディフューザ１５もそのような消音器を備えて
いる。その場合、消音器の作用はその長さが長くなれば
なるほど大きくなるということに注意しなければならな
い。消音器が上述したように圧縮機の近くに置かれるこ
とによって、後置された構成要素への音波の供給が防止
されるか十分に減少させられるので、その場所特有の消
音処置を省くことができる。これは特にディーゼルエン
ジン１の吸気装置に対して当てはまる。
【００１９】図３および図４は本発明に基づく消音器２
１を備えた管１４の一部を示している。消音器２１は流
路２２を画成し孔開き板金２３として形成された壁を有
している。これは径方向に間隔を隔てて配置された外被
管２４で包囲されている。孔開き板金２３と外被管２４
との間に孔開き板金２３の孔２６を介して流路２２内の
流れ媒体に連通する室２５が形成されている。図３の実
施形態では消音器の全長にわたって通しの室２５が設け
られている。図４の実施形態では孔開き板金２３と外被
管２４との間の空間は隔壁２７によって多数の小室２５
ａに分割され、これらの小室２５ａにはそれぞれ孔開き
板金２３の幾つかの孔２６しか付属されていない。
【００２０】各孔２６の範囲において上述のホルムヘル
ツ共振器の作用が生ずる。孔２６の直径とその孔ピッ
チ、孔開き板金２３の厚さ従って孔長および室２５ない
し小室２５ａの奥行きは個々の事情に合わせて選定され
ねばならず、即ち予測される音波の波長に合わせねばな
らない。図示した実施形態において孔開き板金２３の孔
面積はその全面積の０．９％である。それが約０．５〜
１．５％の範囲にあるとき孔２６により顕著な強度低下
は生じない。孔ピッチ、即ち孔間隔ｔは図示の実施形態
においては約９ｍｍである。孔直径は１ｍｍである。同
様に孔開き板金２３の厚さ、従って孔長は１ｍｍであ
る。室の奥行きｋはここでは約１５ｍｍである。ここか
ら明らかなように本発明に基づく処置は特にコンパクト
な構造にできる。
【００２１】すべての孔２６が開口している通しの室２
５を備えた図３の実施形態は特に単純に実施できる。そ
れぞれ一つあるいは幾つかの孔２６しか付属されていな
い多数の小室２５ａを備えた図４の実施例の場合、種々
の室２５の範囲における減衰状態を種々の波長に合わせ
ることができるので、全体として大きな減衰帯域幅が得
られる。
【００２２】管１４に付設された上述の消音器２１の代
わりにあるいはこれに加えて、排気駆動式過給機６の内
部あるいはその周辺における別の流れ案内構成要素に本
発明に基づく方式の消音器を付設することも勿論でき
る。図５においてそのような消音器２１は太い実線で示
されている。即ち圧縮機８の吐出しノズル１３及び／又
は圧縮機ケーシング２８及び／又は吸込みノズル２９及
び／又は圧縮機８の吸込み配管３０にもそれぞれ消音器
２１を付設できる。タービン側でも本発明に基づく消音
器の利用は有効に作用する。即ち例えば流出ノズル１０
に続く流出通路１１及び／又は流出ノズル１０及び／又
は流入ノズル９及び／又は流入ノズル９に続く排気管５
及び／又は排気駆動式過給機６のタービン７のタービン
車室３１に消音器２１が設けられる。上述の処置は既に
述べたように個々にあるいは累積して施される。
【図面の簡単な説明】
【図１】排気駆動式過給機を備えた大形ディーゼルエン
ジンの側面図。
【図２】ホルムヘルツ共振器の作用原理を示した概略
図。
【図３】排気駆動式過給機の過給空気出口に続く本発明
に基づく消音器を備えた管の断面図。
【図４】異なった実施形態の図３に相当した断面図。
【図５】多数の内部および周辺の消音器を備えた排気駆
動式過給機の断面図。
【符号の説明】
６ 排気駆動式過給機 ７ タービン ９ 流入ノズル １０ 流出ノズル １４ 管 ２１ 消音器 ２２ 流路 ２３ 孔開き板金 ２５ 室 ２９ 吸込みノズル ３０ 吸込み管 ３１ タービン車室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 35/12 Ｆ０２Ｍ 35/12 Ｍ

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 過給空気出口（１３）が接続管によって
    後置の過給空気冷却器（１２）に接続されている少なく
    とも一つの排気駆動式過給機（６）を備え、この排気駆
    動式過給機（６）に音の放出を減少させるための手段が
    付設されている往復動内燃機関において、排気駆動式過
    給機（６）の範囲における少なくとも一つの流れ案内構
    成要素が、孔開き板金（２３）によってその流路（２
    ２）から分離されている少なくとも一つの室（２５）を
    含んでいるホルムヘルツ共振器の原理に基づく少なくと
    も一つの消音器（２１）を備えていることを特徴とする
    往復動内燃機関。
  2. 【請求項２】 排気駆動式過給機（６）の周辺に付設さ
    れた少なくとも一つの流れ案内構成要素が消音器（２
    １）を備えていることを特徴とする請求項１記載の往復
    動内燃機関。
  3. 【請求項３】 排気駆動式過給機（６）から出ている特
    に管状の少なくとも一つの流れ案内構成要素が消音器
    （２１）を備えていることを特徴とする請求項２記載の
    往復動内燃機関。
  4. 【請求項４】 排気駆動式過給機（６）の少なくとも一
    つの内部流れ構成要素が消音器（２１）を備えているこ
    とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載
    の往復動内燃機関。
  5. 【請求項５】 排気駆動式過給機（６）の過給空気出口
    （３）に続く管（１４）が消音器（２１）を備えている
    ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記
    載の往復動内燃機関。
  6. 【請求項６】 過給空気冷却器（１２）に開口するディ
    フューザ（１５）が消音器（２１）を備えていることを
    特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の往
    復動内燃機関。
  7. 【請求項７】 排気駆動式過給機（６）の圧縮機（８）
    の、過給空気出口（３）を形成する吐出しノズルが消音
    器（２１）を備えていることを特徴とする請求項１ない
    し６のいずれか１つに記載の往復動内燃機関。
  8. 【請求項８】 圧縮機（８）の圧縮機ケーシング（２
    ８）が消音器（２１）を備えていることを特徴とする請
    求項１ないし７のいずれか１つに記載の往復動内燃機
    関。
  9. 【請求項９】 圧縮機（８）の吸込みノズル（２９）が
    消音器（２１）を備えていることを特徴とする請求項１
    ないし８のいずれか１つに記載の往復動内燃機関。
  10. 【請求項１０】 吸込みノズル（２９）に接続された吸
    込み管（３０）が消音器（２１）を備えていることを特
    徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の往復
    動内燃機関。
  11. 【請求項１１】 排気駆動式過給機のタービン（７）の
    流入ノズル（９）が消音器（２１）を備えていることを
    特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の
    往復動内燃機関。
  12. 【請求項１２】 流入ノズル（９）に接続された排気管
    （５）が消音器（２１）を備えていることを特徴とする
    請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の往復動内燃
    機関。
  13. 【請求項１３】 タービン（７）のタービン車室（３
    １）の流出ノズル（１０）が消音器（２１）を備えてい
    ることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つ
    に記載の往復動内燃機関。
  14. 【請求項１４】 排気管（１０）に続く排気通路（１
    １）が消音器（２１）を備えていることを特徴とする請
    求項１ないし１３のいずれか１つに記載の往復動内燃機
    関。
  15. 【請求項１５】 タービン車室（３１）が消音器（２
    １）を備えていることを特徴とする請求項１ないし１４
    のいずれか１つに記載の往復動内燃機関。
  16. 【請求項１６】 孔開き板金（２３）が全面積の０．５
    〜１．５％、好適には０．９％の孔面積を有しているこ
    とを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記
    載の往復動内燃機関。
  17. 【請求項１７】 孔開き板金（２３）が１ｍｍの厚さを
    有していることを特徴とする請求項１ないし１６のいず
    れか１つに記載の往復動内燃機関。
  18. 【請求項１８】 孔開き板金（２３）の孔（２６）の直
    径が１ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし１７
    のいずれか１つに記載の往復動内燃機関。
  19. 【請求項１９】 孔開き板金（２３）の孔ピッチが９ｍ
    ｍであることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれ
    か１つに記載の往復動内燃機関。
  20. 【請求項２０】 室（２５）ないし小室（２５ａ）の径
    方向奥行きが１５ｍｍであることを特徴とする請求項１
    ないし１９のいずれか１つに記載の往復動内燃機関。
  21. 【請求項２１】 孔開き板金（２３）のすべての孔（２
    ６）が共通の室（２５）に開口していることを特徴とす
    る特徴とする請求項１ないし２０のいずれか１つに記載
    の往復動内燃機関。
  22. 【請求項２２】 孔開き板金（２３）によって画成され
    た室が隔壁（２７）によって複数の小室（２５ａ）に分
    割されていることを特徴とする請求項１ないし２１のい
    ずれか１つに記載の往復動内燃機関。
JP11701499A 1998-04-28 1999-04-23 往復動内燃機関 Pending JPH11336555A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998118873 DE19818873C2 (de) 1998-04-28 1998-04-28 Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE19818873.0 1998-04-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11336555A true JPH11336555A (ja) 1999-12-07

Family

ID=7865993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11701499A Pending JPH11336555A (ja) 1998-04-28 1999-04-23 往復動内燃機関

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JP (1) JPH11336555A (ja)
DE (1) DE19818873C2 (ja)

Cited By (5)

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