CN107314186A - 带消音器的通气管道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带消音器的通气管道，其抑制、预防具备共鸣型消音器的通气管道的风哨声的产生。使空气在内部流通的管道主体(2)与共鸣型消音器(3)一体化而构成带消音器的通气管道(1)。共鸣型消音器设置为从管道主体分支，共鸣型消音器在从管道主体分支的部分具有中空管状的管状部(31)。在管状部的成为在管道主体中流通的空气的下游侧的位置设置有突起(4)，另一方面，在成为上游侧的位置未设置突起。突起设置为，在从管道主体与管状部连接的连接部沿管道主体的径向离开规定距离(g)的位置朝管状部的内侧突出。突起的面向管道主体的内部空间的面(4a)与所述连接部附近的管道主体2的内周面(2a)设置为阶梯状。

Description

带消音器的通气管道

技术领域

本发明涉及一种带消音器的通气管道。特别是涉及具备共鸣型消音器的带消音器的通气管道。

背景技术

在空气向内燃机的供给、冷却风向集合电池等的供给、空调用等多种用途中使用通气管道。空气在设置于通气管道的内部的通气路径中流通而输送所需的空气。另外，由于通气管道有时也成为噪声的传递路径、噪声的产生源，因此有时设置消音器。

在通气管道中，作为消音器，有时设置共鸣型消音器(所谓的共振器、歧管谐振器等)。共鸣型消音器设置为从通气管道的通气路径分支。若使用共鸣型消音器，则能够高效地对指定频率的噪声进行消音。

在具备共鸣型消音器的通气管道中，有时产生所谓的风哨声。在气流量大(流速高)的使用条件下容易产生风哨声，当产生风哨声时成为非常刺耳的噪声。因此，在共鸣型带消音器的通气管道中，要求防止产生风哨声。

作为防止风哨声的产生的技术，例如，有专利文献1、专利文献2公开的技术。在专利文献1中，公开了在管道主体内表面，在共振器连通孔的上游侧周边朝向气流路内突出形成有空气的流动控制突起，从而抑制风哨声的产生。另外，在专利文献2中，公开了在接近共鸣型消音器分支的部分的位置，通过在管道主体上设置贯通孔而抑制风哨声的产生。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-267210号公报

专利文献2：日本特开2013-224644号公报

发明人研究发现，在专利文献1公开的技术中，由于朝向气流路内突出形成有流动控制突起，因此在该部分处通气路径的剖面变小，空气的通气阻力容易增大。

另外，专利文献2公开的技术在管道主体的内部为负压的进气管道中是有效的，但在管道主体的内部为正压的管道中，风哨声产生抑制效果受损。

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于利用其他技术手段抑制、预防具备共鸣型消音器的通气管道的风哨声的产生。

用于解决课题的手段

发明人深入研究的结果是，发现若共鸣型消音器在与管道主体连接的管状部的管壁以指定的形态形成突起，则风哨声的产生得到抑制，从而完成了本发明。

本发明涉及一种带消音器的通气管道，其构成为使空气在内部流通的管道主体与共鸣型消音器一体化，其中，共鸣型消音器设置为从管道主体分支，共鸣型消音器在从管道主体分支的部分具有中空管状的管状部，在所述管状部的成为在管道主体中流通的空气的下游侧的位置设置有突起，另一方面，在成为在管道主体中流通的空气的上游侧的位置未设置突起，所述突起设置为，在从管道主体与管状部连接的连接部沿管道主体的径向离开规定距离的位置朝向管状部的内侧突出，所述突起的面向管道主体的内部空间的面与所述连接部附近的管道主体的内周面设置为阶梯状(第一方案)。

优选为，在第一方案的基础上，突起设置在管状部的长度方向的位置中的、比管状部的长度方向中央靠近所述连接部的一侧，并且，管状部的下游侧的内周面形成为，比突起靠管道主体侧的部分与其相反侧的部分处于同一面(第二方案)。

发明效果

根据本发明的带消音器的通气管道(第一方案)，能够抑制、预防具备共鸣型消音器的通气管道的风哨声的产生。此外，若采用第二方案，则能够更有效地抑制、预防风哨声的产生，并且也能够减少突起所带来的共鸣型消音器的共鸣频率的变化。

附图说明

图1是第一实施方式的带消音器的通气管道的沿空气的流动方向的剖视图。

图2是沿空气的流动方向观察第一实施方式的带消音器的通气管道的连通管部分时的局部剖视图。

图3是示出第一实施方式的带消音器的通气管道中的管道内部的气流动的示意图。

图4是示出以往的带消音器的通气管道中的管道内部的气流动的示意图。

图5是第二实施方式的带消音器的通气管道的沿空气的流动方向的局部剖视图。

图6是第二实施方式的带消音器的通气管道的沿空气的流动方向观察时的局部剖视图。

图7是示出实施例中的风哨声防止效果的噪声测定结果。

附图标记说明

1 带消音器的通气管道

2 管道主体

3 共鸣型消音器(共振器)

31 管状部(连通管)

32 容积部(腔室)

4、5 突起

具体实施方式

以下，参照附图，以使向机动车的发动机供给的气流通的通气管道为例说明本发明的第一实施方式。本发明不限于以下所示的单个实施方式，也能够改变该方式而实施。

图1以及图2所示的管道构件是在机动车发动机进气系统的通气路径的局部使用的合成树脂制的通气管道(特别是进气管道)。通气管道1是中空管状的管道主体2与共鸣型消音器3一体成形而成的构件。在管道主体2的两端部连接其他管道构件、空气滤清器等，空气在管道主体2的内部流通，管道主体2形成机动车发动机进气系统的通气路径的一部分。在图1中，省略在上游侧、下游侧连接的部件，仅图示通气管道1，还省略管道主体2的两端部的图示。图1中的空心箭头表示在一系列的通气路径中流通的空气。

配备于通气管道1的共鸣型消音器3设置为从管道主体2分支。并且，在共鸣型消音器3从管道主体2分支的部分，共鸣型消音器3具有中空管状的管状部31。作为此类共鸣型消音器，例示了例如亥姆霍兹型共振器、歧管谐振器(1/4波长共鸣管)等，但不限于此。

在本实施方式中，与通气管道1一体化的共鸣型消音器3是具备腔室(容积室)32与连通管(31)的亥姆霍兹型共振器，连通管的部分与管状部31对应。腔室32的内部空间通过连通管(管状部)31的内部而与管道主体2的空气通路连通。共鸣型消音器3在指定频率下共鸣，在该共鸣频率附近具有消音效果。

在管状部31的成为在管道主体2中流通的空气的下游侧的位置31a的管壁设置有突起4。另一方面，在管状部31的成为在管道主体2中流通的空气的上游侧的位置31b的管壁未设置突起。即，突起4仅设置在管状部31的下游侧31a，管状部的上游侧31b是单纯的筒状的管壁。如图2所示那样，优选突起4设置为从管状部的下游侧31a沿管状部的周向延伸规定的长度(例如管状部的直径d左右的长度)。优选突起4的管状部周向的长度约是管状部的周长的1/8～1/2。

突起4设置为朝向管状部31的内侧突出。在将管状部的直径设为d的情况下，优选突起4从管状部突出的量e约为d/5≤e≤d/2。

另外，突起4设置在从管道主体2与管状部31连接的连接部沿管道主体的径向离开规定距离的位置。并且，如图1所示那样，突起4的面向管道主体2的内部空间的面(突起的上表面)4a和连接部附近的管道主体的内周面2a设置为阶梯状。即，在图1中的突起4的上表面4a与管道主体内周面2a之间存在间隙g。在将管状部的直径设为d的情况下，优选间隙g约为d/6≤g≤d/4。另外，突起4的上表面4a可以如本实施方式那样设置为与管道主体2的中心线大致平行，也可以形成为以随着趋向突起的前端而远离管道主体2的方式倾斜。在突起4的上表面4a倾斜的情况下，只要以上表面4a与管状部的管壁31a连接的部分为基准决定间隙g的大小即可。

另外，虽非必须，但优选如本实施方式的突起4那样，在管状部31的长度方向的位置，突起4设置在比管状部31的长度方向中央靠近所述连接部的一侧。另外，虽非必须，但优选管状部31的下游侧的内周面31a的比突起4靠管道主体侧的部分(31a1)与其相反侧的部分(31a2)处于大致同一面上(例如，在不存在突起4的情况下为单纯的管状的面)。突起4的宽度(管状部31的长度方向上的宽度)虽不特别限定，但优选为与前述的间隙g相同程度。

需要说明的是，在本实施方式中，通气管道1的管道主体2形成为直管状。管道主体2也可以形成为弯曲的形状(弯管形状)。

本实施方式的通气管道1例如能够通过合成树脂(例如聚丙烯树脂)的吹塑成形以一体成形的方式制造。合成树脂的种类不特别限定，但从制造的效率性方面出发优选为热塑性树脂。需要说明的是，通气管道的制造方法不限于吹塑成形，也可以利用树脂的注射成形或其他制造方法进行制造。需要说明的是，通气管道1不必一定需要一体成形，也可以在分为多个构件而分割成形的基础上组装这些构件而制造通气管道1。

说明通气管道1的作用以及效果。

通气管道1以置于通气路径中的方式使用。在共鸣型消音器3的管状部31的下游侧的管壁31a以特定形态设置突起4，在上游侧不设置这样的突起，由此通气管道1内部的气流动发生变化，风哨声的产生得到抑制。以下对此进行说明。

图4是示意性地示出以往的共鸣型带消音器的通气管道9内部的气流动的剖视图。与第一实施方式的通气管道1的不同之处在于有无突起4。在以往的通气管道9中，在管道内部流动的气流的一部分在共振器92的连通管进行分支的部分的下游侧与连通管的管壁碰撞，容易产生气流的一部分想要流入连通管的紊乱。认为若气流的流速增高，该气流的紊乱增大，则会发生该紊乱所导致的自激振动，产生风哨声。另外，在连通管的连接部产生的旋涡与连通管分支的部分的下游侧的角部C碰撞，容易使气流紊乱，该紊乱也成为产生风哨声的原因。

在上述实施方式的通气管道1中，在共鸣型消音器3的管状部31的成为在管道主体2中流通的空气的下游侧的位置31a设置有突起4，此外，突起4设置为在从管道主体与管状部连接的连接部沿管道主体的径向离开规定距离的位置朝管状部的内侧突出，由于突起4的面向管道主体的内部空间的面4a与连接部附近的管道主体的内周面2a设置为阶梯状，因此在管道主体2中流动的气流难以进入管状部31的内侧。即，由于存在相对于管道主体内周面2a分隔且呈阶梯状设置的突起的面4a，因此在管状部31的下游侧想要朝向管状部的纵深的流动被阻止，现有技术那样的朝向连通管的流入紊乱得到抑制。

另外，根据上述结构，在上述实施方式的通气管道中，由于在从管状部(31a)与管道主体(2a)连接的连接部C到突起4的上表面4a的部分的范围内产生气流的停滞区域Q，该停滞区域Q如坡状的缓冲那样以远离管状部的方式引导管道主体内部的气流，因此气流难以与管状部分支的部分的下游侧的角部(连接部)C碰撞。在图3中，用虚线表示该停滞区域Q。

并且，在上述实施方式的通气管道1中，在管状部31的下游侧31a设置有突起，另一方面在上游侧31b未设置突起，管道主体内部的气流难以向管状部31一侧导入。这种上游侧的结构与下游侧的结构相辅相成地发挥作用，有助于使连通管连接部的气流难以紊乱。

基于这些作用，在上述实施方式的通气管道1中，气流朝向管状部31的流入、气流朝向管状部与管道主体的连接部(角部C)的吹送得到抑制，风哨声的产生得到抑制。

另外，即便不在管道主体设置突起、孔也能得到上述效果。虽然采用专利文献1的技术也能得到风哨声的抑制效果，但在这些技术中，由于在管道主体设置突起，因此管道主体的气流被节流，通气阻力倾向于增大。在上述实施方式的通气管道1中，无需在管道主体中使用突起、孔就能够对气流进行整流，不使通气阻力过于恶化就能够抑制风哨声的产生。另外，若如专利文献2的技术那样在管道主体上设置孔，由于外部空气从孔进入，因此会产生进气温度增高或灰尘从孔侵入之类的问题，但在上述第一实施方式的通气管道1中，由于不需要为了抑制风哨声而设置孔，因此不会产生这样的问题。因此，上述第一实施方式的通气管道1也能够用作设置在比空气滤清器靠下游侧的位置管道、即所谓的清洁侧的管道。

从抑制风哨声的产生的观点出发，在管状部31的长度方向的位置，优选突起4设置在比管状部31的长度方向中央靠近管状部31与管道主体2的连接部的一侧的位置。突起靠近连接部会提高气流的整流效果。另外，若管状部31的下游侧的管壁31a的内周面形成为在比突起4靠管道主体侧的部分(31a1)与其相反侧部分(31a2)处于大致同一面上，则设置突起4所带来的共鸣型消音器3的共鸣频率的变化减少。因此，无需特别在意与突起4的设定相伴的消音器的共鸣频率的变化而能够实现风哨声的抑制，在技术的应用性方面优异。

另外，从抑制风哨声的产生并且减少共鸣型消音器的共鸣频率的变化的观点出发，在管状部的直径设为d的情况下，优选将突起4从管状部突出的量e设为约d/5≤e≤d/2，将突起4的管状部周向的长度设为约管状部的周长的1/8～1/3。通过将这种高度与长度的突起配置在下游侧，能够抑制共鸣频率的变化并更有效地抑制风哨声的产生。

本发明不限于上述实施方式，能够进行各种改变后加以实施。以下说明本发明的其他实施方式，但在以下说明中，以与上述实施方式的不同之处为中心进行说明，省略相同部分的详细说明。另外，以下所示的实施方式能够将其一部分相互组合或者替换其一部分而实施。

在上述实施方式中，示出了用于吸引供给至机动车的内燃机的空气的进气管道的例子，但本发明不限于此。本发明的带消音器的通气管道不仅能够应用于是施加负压进行吸引的进气管道，还能够应用于施加正的压力而输送空气的管道，并发挥相同的效果。另外，使用通气管道的用途不限于内燃机的燃烧空气的送风用途，例如，也可以是用于输送向燃料电池供给的空气或用于冷却混合动力机动车等的组电池的空气的送风管道、用于输送各种空调的空气调节用空气的空调管道等用途。

图5、图6中示出发明的第二实施方式的带消音器的通气管道。在本实施方式中，相对于第一实施方式，主要是突起5的形态不同，其他相同。

如图5所示那样，在本实施方式中，突起5在突出端部具有与管状部31的中心轴大致平行地延伸的面5b。另外，突起5因存在面5b而在图5中形成为呈现大致四边形状的突起的剖面。

若采用这种形态的突起5，由于存在与管状部31的中心轴大致平行地延伸的面5b，因此在管道主体2中流动的气流更加难以向管状部31的内侧流入，风哨声的抑制效果提高，从而优选。

另外，在第二实施方式的带消音器的通气管道中，如图6所示那样，在沿管道主体的中心线观察时，突起5弯曲形成。具体地说，突起5的面向管道主体的内部空间的面(上表面)5a与管道主体的内周面2a之间的间隙g在管道主体的周向上为恒定的间隙。若采用这种形状的突起，则更加显著地发挥管道主体内的气流难以进入管状部31的效果，抑制风哨声产生的效果明显提高。

实施例

作为实施例，制作上述第一实施方式的通气管道1，将空气滤清器等一系列的进气系部件连接而形成发动机的进气系统。管道主体2的剖面的等效直径是70mm，共鸣型消音器的管状部(连通管)的直径d是30mm，长度是50mm。在管状部的下游侧的侧壁，以突起4的上表面与管道主体的内周面分隔的量(间隙g)是6mm且突起的突出高度是9mm的方式设置有突起4。对得到的进气系统进行噪声试验、通气阻力试验、共振器的共鸣频率测定试验。另外，作为比较例，使用未设置突起4的通气管道进行相同的试验。

(噪声试验)

在与一系列的进气系统的空气吸入口分隔10cm的位置测定噪声，并利用鼓风机通过进气系统吸引空气。逐渐增大通过进气系统而流动的气流量，研究风哨声的产生。图7示出进行FFT分析得到的噪声测定结果。

在气流量小于4立方米/分的区间，实施例、比较例中均不产生风哨声，所测定的噪声也是相同等级。当气流量达到5立方米/分时，在实施例(有突起4)中未产生风哨声，但在比较例(无突起)中产生了风哨声。此时的噪声测定结果为图7(a)。在噪声测定结果中，发现在比较例的330Hz附近产生剧烈的噪声，该频率下的噪声的声压等级在实施例中是84dBA，在比较例中是114dBA，实施例具有减少约30dB的噪声的效果。

另外，在气流量达到8立方米/分时，在比较例中也产生了剧烈的风哨声。另一方面，在实施例(有突起4)中未产生风哨声。该流量下的噪声测定结果为图7(b)。在该流量下，在470Hz附近产生风哨声，与该频率下的噪声的声压等级相比，实施例具有相对于比较例减少约30dB的噪声的效果。

(通气阻力试验)

进行使规定量的空气在进气系统中流动时的通气阻力的测定。气流量为5立方米/分时的进气系统整体的通气阻力在实施例中是0.98kPa，在比较例中是0.98kPa，通气阻力基本不增加。

需要说明的是，若如专利文献1所公开那样在管道主体上设置有朝空气路径突出的突起的情况(参考例1)下进行相同的通气阻力的测定，则通气阻力为1.02kPa，与比较例相比通气阻力大幅增加。即，根据本发明的通气管道，确认与专利文献1所公开的技术(参考例1)比较，也能够得到可抑制通气阻力的增加的效果。

另外，在实施例(在管状部上有突起)、比较例(无突起)的通气管道中，使用FFT装置测定了共振器的共鸣频率。在实施例和比较例中，共鸣频率均约为370Hz，共鸣频率之差小。

工业实用性

本发明的带消音器的通气管道能够用作形成供气流通的空气路径的进气系统的一部分，工业上的利用价值高。

Claims (2)

1.一种带消音器的通气管道，其构成为使空气在内部流通的管道主体与共鸣型消音器一体化，其中，

共鸣型消音器设置为从管道主体分支，

共鸣型消音器在从管道主体分支的部分具有中空管状的管状部，

在所述管状部的成为在管道主体中流通的空气的下游侧的位置设置有突起，另一方面，在所述管状部的成为在管道主体中流通的空气的上游侧的位置未设置突起，

所述突起设置为，在从管道主体与管状部连接的连接部沿管道主体的径向离开规定距离的位置朝向管状部的内侧突出，

所述突起的面向管道主体的内部空间的面与所述连接部附近的管道主体的内周面设置为阶梯状。

2.根据权利要求1所述的带消音器的通气管道，其中，

突起设置在管状部的长度方向的位置中的、比管状部的长度方向中央靠近所述连接部的一侧的位置，并且，

管状部的下游侧的内周面形成为，比突起靠管道主体侧的部分与其相反侧的部分处于同一面。