CN103987939A - 排气涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

消音器罩具备：第一侧壁(41)，其与远离压缩机(13)的一侧的外表面平行，且与该外表面分开规定距离地配置；第二侧壁(42)，其与接近所述压缩机(13)的一侧的所述外表面平行，且与该外表面分开规定距离地配置；周壁(43)，其与沿着周向的所述外表面分开规定距离地配置，通过其两端面(43a，43b)、所述第一侧壁(41)的一端面(41a)和所述第二侧壁(42)的一端面(42a)形成开口(44)，并且除了所述两端面(43a，43b)之外的两个端面分别与除了所述一端面(41a)之外的所述第一侧壁(41)的端面和除了所述一端面(42a)之外的所述第二侧壁(42)的端面接合，而在所述开口(44)的内方形成闭塞的空间，所述开口(44)以不朝向所述内燃机侧的方式形成。

Description

排气涡轮增压器
技术领域
本发明涉及排气涡轮增压器，特别涉及装配于船舶用内燃机、陆上发电机用内燃机等的排气涡轮增压器。
背景技术
作为装配于船舶用内燃机的排气涡轮增压器，例如公知有专利文献1的图1及图3所示的(排气涡轮)增压器1。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-43139号公报
发明内容
发明要解决的课题
在此，专利文献1的图1所示的增压器1具备从沿周向的所有方向吸入空气的圆筒外周吸入形的消音器11d。因此，从接近搭载有该增压器1的船舶用内燃机的一侧(专利文献1的图1中的接近废气集合管34的一侧)经由消音器11d吸入包含由内燃机的运转产生的热量的温度较高的空气。从远离船舶用内燃机的一侧(专利文献1的图1中的与废气集合管34相反的一侧)经由消音器11d吸入温度比较低的空气。其结果是，经由消音器11d由压缩机3吸入的空气的温度(吸入空气温度)整体变高，压缩机3中的压缩所需要的作功量变大，增压器1输送到船舶用内燃机的空气的压力变低，可能导致船舶用内燃机的性能及燃料利用率降低。
本发明是为了解决上述课题而做成的，其目的在于提供一种能降低经由消音器由压缩机吸入的空气的温度的排气涡轮增压器。
用于解决课题的方案
本发明为了解决上述课题而采用以下的方案。
本发明的第一方案涉及的消音器罩以覆盖消音器的外表面的外方的方式安装，该消音器安装于排气涡轮增压器的空气吸入口，内置有多个对从径向外方吸入的空气进行消音的吸音元件，且形成为圆柱形状，该排气涡轮增压器具备：由从内燃机导入的废气驱动而旋转的涡轮；将该涡轮设于一端的旋转轴；设于该旋转轴的另一端，通过所述涡轮进行旋转驱动而被驱动进行旋转从而对空气进行压缩的压缩机，该消音器罩中，该消音器罩具备：第一侧壁，其与远离所述压缩机的一侧的所述外表面平行，且与该外表面分开规定距离地配置；第二侧壁，其与接近所述压缩机的一侧的所述外表面平行，且与该外表面分开规定距离地配置；周壁，其与沿周向的所述外表面分开规定距离地配置，通过其两端面、所述第一侧壁的一端面、所述第二侧壁的一端面形成开口，并且除了所述两端面之外的两个端面分别与除了所述一端面之外的所述第一侧壁的端面和除了所述一端面之外的所述第二侧壁的端面接合，而在所述开口的内方形成闭塞的空间，所述开口以不朝向所述内燃机侧的方式形成。
根据所述第一方案涉及的消音器罩，经由消音器由压缩机吸入的、存在于接近内燃机的一侧的温度高的空气的量减少，经由消音器由压缩机吸入的、存在于远离内燃机的一侧的温度低的空气的量增加。
由此，能降低经由消音器由压缩机吸入的空气的温度。
在所述第一方案涉及的消音器罩中，也可以使所述开口朝向远离所述内燃机的一侧，以使得存在于远离所述内燃机的一侧的空气经由所述消音器从所述空气吸入口由所述压缩机更多地吸入。
根据上述消音器罩，能避免存在于接近内燃机的一侧的温度高的空气经由消音器由压缩机吸入的情况，能使存在于远离内燃机的一侧的温度低的空气经由消音器由压缩机更多地吸入。
由此，能进一步降低经由消音器由压缩机吸入的空气的温度。
在所述第一方案涉及的消音器罩中，也可以为，在周向上的1/2到3/4的范围内覆盖所述消音器的外表面的外方。
根据上述消音器罩，存在于接近内燃机的一侧的温度高的空气的吸入最少，存在于远离内燃机的一侧的温度低的空气的吸入最多。
由此，能使经由消音器由压缩机吸入的空气的温度最低。
在所述第一方案涉及的消音器罩中，也可以为，在所述第一侧壁的内表面整体、所述第二侧壁的内表面整体及所述周壁的内表面整体具备隔音层。
根据上述消音器罩，能降低在消音器周围产生的噪音。
另外，通过具备隔音层而降低的噪音，相应地，能减少在开口的内方形成的空间内存在的消音器的吸音元件，从而也能谋求消音器的成本的降低。
在所述第一方案涉及的消音器罩中，也可以为，在所述周壁的两端面整体上设有引导翼。
根据上述消音器罩，能提高流入到在开口的内方形成的空间内的空气的吸入效率，因此，能使更多的空气流入到在开口的内方形成的空间内。
本发明的第二方案涉及的排气涡轮增压器具备上述任一消音器罩。
根据所述第二方案涉及的排气涡轮增压器，经由消音器由压缩机吸入的空气的温度降低，压缩机的压缩所需要的作功量减小，因此，能提高输送到内燃机的空气的压力。
本发明的第三方案涉及的内燃机具备上述排气涡轮增压器。
根据所述第三方案涉及的内燃机，从排气涡轮增压器输送高压力且低温度的空气，因此能提高内燃机的性能及燃料利用率。
发明效果
根据本发明涉及的排气涡轮增压器，起到能降低经由消音器由压缩机吸入的空气的温度的效果。
附图说明
图1是表示搭载了本发明的第一实施方式涉及的排气涡轮增压器的内燃机的概略的立体图。
图2是表示本发明的第一实施方式涉及的排气涡轮增压器的概略的立体图。
图3是表示本发明的第一实施方式涉及的排气涡轮增压器的概略的剖视图。
图4是图3的IV-IV向视剖视图。
图5是用于说明本发明的第二实施方式涉及的排气涡轮增压器的图，是与图4同样的图。
图6是用于说明本发明的第三实施方式涉及的排气涡轮增压器的图，是与图2同样的图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
以下，参照图1～图4说明本发明涉及的排气涡轮增压器的第一实施方式。
图1是表示搭载了本实施方式涉及的排气涡轮增压器的船舶用内燃机(主要作为船舶的主机使用的二冲程低速柴油机)的概略的立体图，图2是表示本实施方式涉及的排气涡轮增压器的概略的立体图，图3是表示本实施方式涉及的排气涡轮增压器的概略的剖视图，图4是图3的IV-IV向视剖视图。
如图1所示，船舶用内燃机1具备工作缸部2和排气接收器(排气集合管：排气歧管)3，配置于船舶的内燃机室(未图示)内。另外，在船舶用内燃机1上搭载有多台(在本实施方式中为两台)排气涡轮增压器10和多台空气冷却器(未图示)。
在各工作缸部2内配置有与曲轴连结的活塞(未图示)。另外，各工作缸部2的排气口(未图示)经由(第一)排气管6而与排气接收器3连通(连接)，在各排气管6的相对于工作缸部2的开口部配置有对该开口部进行开闭的排气阀7。而且，排气接收器3与排气涡轮增压器10的涡轮11经由(第二)排气管8而连通(连接)。
如图2或图3的至少任一图所示，排气涡轮增压器10具备由船舶用内燃机1排出的废气来驱动的涡轮11、由涡轮11驱动而旋转的旋转轴12、借助旋转轴12被驱动而旋转的情况对空气进行压缩的压缩机13、设于涡轮11与压缩机13之间而对旋转轴12进行支承的轴承座14。
涡轮11具备涡轮壳体17、利用从船舶用内燃机1(参照图1)供给来的废气进行旋转的涡轮圆盘18、沿涡轮圆盘18的周向设置的涡轮叶片19。
涡轮壳体17以覆盖涡轮圆盘18和涡轮叶片19的方式设置。涡轮壳体17具备从船舶用内燃机1的排气接收器3(参照图1)导入废气的涡轮壳体入口17a、将船舶用内燃机1的废气向涡轮叶片19引导的废气通路17b、将通过了涡轮叶片19的废气向排气涡轮增压器10外引导的涡轮壳体出口17c。
涡轮圆盘18呈圆盘形状，沿周向设有多个从旋转中心朝向径向外侧延伸的涡轮叶片19。涡轮叶片19由涡轮壳体17以包围径向外侧的方式覆盖。从废气通路17b向涡轮叶片19引导废气。利用被导入至涡轮叶片19的废气来驱动涡轮圆盘18及旋转轴12旋转。驱动涡轮圆盘18及旋转轴12旋转后的废气从涡轮叶片19向涡轮壳体出口17c流出。
压缩机13具备压缩机壳体21和通过旋转驱动而对空气进行压缩的叶轮22。
压缩机壳体21以覆盖叶轮22的方式设置。压缩机壳体21具备经由消音器23从外部引入空气的压缩机壳体入口21a、对叶轮22压缩后的空气进行引导的蜗壳21b和将叶轮22压缩后的空气排出的压缩机壳体出口21c。
叶轮22呈大致圆盘形状，在其一面上设有多个从中心朝向径向外侧延伸的叶片23。叶轮22由蜗壳21b以包围径向外侧的方式覆盖。从压缩机壳体入口21a吸入的空气被导向叶轮22。叶轮22通过设于同轴上的涡轮11进行旋转驱动而被驱动进行旋转。利用被驱动而旋转的叶轮22对从压缩机壳体入口21a吸入的空气进行压缩，压缩后的空气向叶轮22的径向外侧送出。由叶轮22压缩后的空气通过蜗壳21b从压缩机壳体出口21c向空气冷却器流出。
在轴承座14贯穿有一端向涡轮11侧突出、另一端向压缩机13侧突出的旋转轴12。另外，在轴承座14连接有涡轮壳体17和压缩机壳体21。这些涡轮壳体17、轴承座14和压缩机壳体21利用螺栓(未图示)连结为一体。
如图3或图4的至少任一图所示，消音器23是圆筒外周吸入形的消音器，具备隔开间隔且相互平行地配设的两张圆板31、32，这两张圆板31、32的外径形成为彼此相等的尺寸。在这些圆板31、32中的位于压缩机13侧的圆板32的径向上的中央部，呈同心状地形成有比较大径的空气流通用的圆形孔33。
在两圆板31、32的外周缘部之间以沿圆周方向整齐排列的方式架设有构成Z字形状的多个加强杆(未图示)，利用这些加强杆保持两圆板31、32之间的间隔。在各加强杆的外侧卷绕有金属网(未图示)，在该金属网的外侧卷绕有用于除去空气中的尘埃的过滤器(未图示)。
另一方面，在两圆板31、32之间，以固定于上述两圆板31、32的方式配设有多个整体呈大致Z字形状的吸音分离器(吸音元件)34。
需要说明的是，在图4中，为了简便起见，除了0点钟、3点钟、6点钟、9点钟的位置所示的四个吸音分离器34以外的吸音分离器34由简单的一条线表示，但实际上具有与0点钟、3点钟、6点钟、9点钟的位置所示的四个吸音分离器34相同的形状。另外，图4中的符号35表示形成于相邻的吸音分离器34之间的空气通路。
另外，本实施方式涉及的排气涡轮增压器10具备消音器罩40。
消音器罩40在搭载于船舶用内燃机1时，为了利用压缩机13经由消音器23吸入大量的(更积极地吸入)存在于远离船舶用内燃机1的一侧(与排气接收器3相反的一侧)的温度比较低的空气(温度比存在于船舶用内燃机1一侧(排气接收器3侧)的空气低的空气)，而将存在于远离船舶用内燃机1的一侧的温度比较低的空气向消音器23引导，其具备第一侧壁41、第二侧壁42和周壁43。
第一侧壁41与圆板31平行且配置为与圆板31分开规定距离，未与周壁43接合的一端面(一边)41a是在搭载于船舶用内燃机1时形成于远离船舶用内燃机1的一侧且形成为朝向斜上方的板状的构件。
第二侧壁42与圆板32平行且配置为与圆板32分开规定距离，未与周壁43接合的一端面(一辺)42a是在搭载于船舶用内燃机1时形成于远离船舶用内燃机1的一侧且形成为朝向斜上方的、具有与第一侧壁41相同形状的板状的构件。
周壁43配置为与消音器23的外周面分开规定距离，是将一端面41a和一端面42a以朝向相同方向的方式平行地配置的第一侧壁41的端面(除了一端面41a之外的端面)与第二侧壁42的端面(除了一端面42a之外的端面)接合而成的板状的构件。
另外，通过未与周壁43接合的一端面41a、42a和未与第一侧壁41及第二侧壁42接合的周壁43的两端面(两边)43a、43b形成开口44，经由开口44将流入到消音器罩40内的空气向由消音器罩40覆盖的消音器23吸入。
根据本实施方式涉及的消音器罩40，经由消音器23由压缩机13吸入的、存在于接近船舶用内燃机1的一侧的温度高的空气量减少，经由消音器23由压缩机13吸入的、存在于远离船舶用内燃机1的一侧的温度低的空气量增加。
由此，能降低经由消音器23由压缩机13吸入的空气的温度。
另外，根据本实施方式涉及的消音器罩40，开口44朝向远离船舶用内燃机1的一侧，以使得存在于远离船舶用内燃机1的一侧的空气经由消音器23由压缩机13更多地吸入。
即，避免存在于接近船舶用内燃机1的一侧的温度高的空气经由消音器23由压缩机吸入，而使存在于远离船舶用内燃机1的一侧的温度低的空气经由消音器23由压缩机13更多地吸入。
由此，能进一步降低经由消音器23由压缩机13吸入的空气的温度。
根据本实施方式涉及的排气涡轮增压器10，经由消音器23由压缩机13吸入的空气的温度降低，压缩机13的压缩所需要的作功量变小，因此，能提高输送到船舶用内燃机1的空气的压力。
根据本实施方式涉及的船舶用内燃机1，从排气涡轮增压器10送出高压力且低温度的空气，因此，能提高船舶用内燃机1的性能及燃料利用率。
〔第二实施方式〕
参照图5说明本发明涉及的排气涡轮增压器的第二实施方式。
图5是用于说明本实施方式涉及的排气涡轮增压器的图，是与图4同样的图。
本实施方式涉及的排气涡轮增压器(未图示)与上述的第一实施方式的不同之处在于，取代消音器23及消音器罩40而设有消音器49及消音器罩50。除此之外的构成要素与上述的第一实施方式相同，因此，在此省略关于其他构成要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的第一实施方式相同的构件标注相同的符号。
消音器罩50与上述的第一实施方式的消音器罩40的不同之处在于，在第一侧壁41的内表面整体、第二侧壁42的内表面整体及周壁43的内表面整体具备粘贴玻璃棉等吸音材料来降低噪音的隔音层。
另外，如图5所示，消音器49与上述的第一实施方式的消音器49的不同之处在于，仅在内燃机室内的空气流入的一侧、即仅在未由消音器罩50覆盖的部分(从消音器罩50突出的部分)和由消音器罩50覆盖的部分(未从消音器罩50突出的部分)且位于开口44附近的部分设有吸音分离器34。
根据本实施方式涉及的消音器罩50，在第一侧壁41的内表面整体、第二侧壁42的内表面整体及周壁43的内表面整体具备隔音层，且仅在消音器49的、内燃机室内的空气流入的一侧、即仅在未由消音器罩50覆盖的部分(从消音器罩50突出的部分)和由消音器罩50覆盖的部分(未从消音器罩50突出的部分)且位于开口44附近的部分设有吸音分离器34。
由此，能减少在开口44的内方形成的空间内存在的消音器49的吸音元件，从而能谋求降低消音器49的成本。
其他的作用效果与上述的第一实施方式相同，因此在此省略其说明。
〔第三实施方式〕
参照图6说明本发明涉及的排气涡轮增压器的第三实施方式。
图6是用于说明本实施方式涉及的排气涡轮增压器的图，是与图2同样的图。
如图6所示，本实施方式涉及的排气涡轮增压器60与上述的第一实施方式(第二实施方式)的不同之处在于，在消音器罩40(50)的周壁43的两端面43a、43b整体上设有引导翼61。其他的构成要素与上述的第一实施方式(第二实施方式)相同，因此，在此省略关于其他构成要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的第一实施方式(第二实施方式)相同的构件标注相同的符号。
引导翼61是在一端面与周壁43的一端面43a接合时、从一端面朝向位于与该一端面相反的一侧的另一端面而向外方弯曲的、呈俯视矩形形状的板状的构件。
根据本实施方式涉及的消音器罩，利用在周壁43的两端面43a、43b整体上设置的引导翼61来提高流入到在开口44的内方形成的空间内的空气的吸入效率，因此，能使更多的空气流入到在开口44的内方形成的空间内。
其他的作用效果与上述的第一实施方式相同，因此，在此省略其说明。
需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，能在不脱离本发明的技术思想的范围内根据需要适当地变形实施、变更实施。
例如，也可以在上述的第一实施方式的第一侧壁41的内表面整体、第二侧壁42的内表面整体及周壁43的内表面整体具备粘贴玻璃棉等吸音材料来降低噪音的隔音层，从而进一步降低噪音。
另外，在上述的实施方式中，列举说明了消音器罩在消音器的周向上覆盖约1/2的情况作为一具体例，但本发明并不限定于此，能根据需要适当改变。
而且，开口44的朝向也并不限定于上述的实施方式那样远离船舶用内燃机1的一侧的斜上方，也可以为远离船舶用内燃机1的一侧的正侧面或斜下方。
而且，开口44更优选为朝着向内燃机室内送入船外的空气的通道的外气进入口的方向。
由此，能利用压缩机13经由消音器23吸入更多的温度更低的空气，能进一步降低经由消音器23由压缩机13吸入的空气的温度。
而且，还优选在消音器罩的外表面整体粘贴反射辐射热的反射板(有光泽的金属板)。
由此，能抑制流入到消音器罩内的空气的温度上升，从而能进一步降低经由消音器23由压缩机13吸入的空气的温度。
而且，本发明涉及的消音器罩及排气涡轮增压器不仅能应用于船舶用内燃机，也能应用于陆上发电机用内燃机等其他的内燃机。
符号说明
1   船舶用内燃机
10  排气涡轮增压器
11  涡轮
12  旋转轴
13  压缩机
23  消音器
34  吸音分离器(吸音元件)
40  消音器罩
41  第一侧壁
41a 一端面
42  第二侧壁
42a 一端面
43  周壁
43a 端面
43b 端面
44  开口
49  消音器
50  消音器罩
60  排气涡轮增压器
61  引导翼

Claims (7)

1.一种消音器罩，其以覆盖消音器的外表面的外方的方式安装，该消音器安装于排气涡轮增压器的空气吸入口，内置有多个对从径向外方吸入的空气进行消音的吸音元件，且形成为圆柱形状，该排气涡轮增压器具备：由从内燃机导入的废气驱动而旋转的涡轮；将该涡轮设于一端的旋转轴；设于该旋转轴的另一端，通过所述涡轮进行旋转驱动而被驱动进行旋转从而对空气进行压缩的压缩机，该消音器罩中，
该消音器罩具备：
第一侧壁，其与远离所述压缩机的一侧的所述外表面平行，且与该外表面分开规定距离地配置；
第二侧壁，其与接近所述压缩机的一侧的所述外表面平行，且与该外表面分开规定距离地配置；
周壁，其与沿周向的所述外表面分开规定距离地配置，通过其两端面、所述第一侧壁的一端面、所述第二侧壁的一端面形成开口，并且除了所述两端面之外的两个端面分别与除了所述一端面之外的所述第一侧壁的端面和除了所述一端面之外的所述第二侧壁的端面接合，而在所述开口的内方形成闭塞的空间，
所述开口以不朝向所述内燃机侧的方式形成。
2.根据权利要求1所述的消音器罩，其中，
所述开口朝向远离所述内燃机的一侧，以使得存在于远离所述内燃机的一侧的空气经由所述消音器从所述空气吸入口由所述压缩机更多地吸入。
3.根据权利要求1或2所述的消音器罩，其中，
在周向上的1/2到3/4的范围内覆盖所述消音器的外表面的外方。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的消音器罩，其中，
在所述第一侧壁的内表面整体、所述第二侧壁的内表面整体及所述周壁的内表面整体具备隔音层。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的消音器罩，其中，
在所述周壁的两端面整体设有引导翼。
6.一种排气涡轮增压器，其具备权利要求1～5中任一项所述的消音器罩。
7.一种内燃机，其具备权利要求6所述的排气涡轮增压器。
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