JP2005214049A - Noise release reducing method for intake noise eliminator for supercharger and its device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気タービン過給機等の過給機の空気吸入側に取り付けて、外部へ放出されるコンプレッサのインペラの回転騒音を抑制させる過給機用消音器における騒音放出を更に低減させるために用いる過給機用消音器の騒音放出低減方法及び装置に関するものである。 The present invention is attached to the air intake side of a turbocharger such as an exhaust turbine supercharger, and further reduces noise emission in a silencer for a supercharger that suppresses rotational noise of a compressor impeller that is discharged to the outside. The present invention relates to a method and an apparatus for reducing noise emission of a silencer for a supercharger used in the above.
ディーゼルエンジン及びガソリンエンジン用の排気タービン過給機の1つとして、ラジアル式のターボチャージャが広く一般に用いられている。かかるラジアル式のターボチャージャは、図7にその一例の概略を示す如く、タービン1のタービン車室2とコンプレッサ3のブロワ車室4を軸受車室5を介して一体構造とし、タービン車室2内のタービン翼車6とブロワ車室4内のブロワ扇車(以下、インペラと云う)7を、軸受車室5内に回転自在に支持されたタービン軸8によって一体に連結した構成としてある。これにより、タービン車室2の外周部に設けてあるガス流入路9より取り入れたエンジンの排気ガス10によって上記タービン翼車6を回転させて、タービン軸8を介して上記インペラ7を回転させ、上記ブロワ車室4におけるインペラ7の軸方向先端側に設けてある吸入口11より取り入れた空気12を、インペラ7の回転により圧縮して、ブロワ車室4の外周部に設けてある圧縮空気送出路13よりエンジンの吸気側等の下流側の所要機器へ送出することができるようにしてある。上記タービン車室2におけるタービン翼車6の回転駆動に供された後の排気ガス10は、タービン車室2におけるタービン翼車6の軸方向先端側に設けたガス出口14より排気させるようにしてある。又、上記コンプレッサ3の吸入口11は、空気12を取り込む必要上、外部に連通させてある。このため、通常、該吸入口11の上流側に吸入消音器15を取り付けて、コンプレッサ3のインペラ7の回転騒音による外部への騒音放出を抑制させるようにしてある。
As one of exhaust turbine superchargers for diesel engines and gasoline engines, radial turbochargers are widely used. Such a radial turbocharger has a
この種の過給機用の吸入消音器15は、以下のような構成としてある。すなわち、外周壁16bと一端壁16cと他端壁16aとからなる円筒型ケーシング16の軸心方向の他端側の他端壁16aの中央部に、空気出口17を設けて、該空気出口17を上記コンプレッサ3の吸入口11に連通接続させるようにする。一方、上記ケーシング16の外周壁16b部には、たとえば、該外周壁16bをパンチングメタル等により形成することにより内外方向に空気を流通させることができる空気入口18を形成して、その外周側に筒状の空気吸入フィルタ19を保持させておくようにしてある。更に、上記ケーシング16の内側には、外周面が上記ケーシング16の外周壁16bの内側面に接するような外径を有し、且つ中央部に上記ケーシング16の空気出口17に対応した内径の開口部21を形成するようにした仕切部材20を、上記ケーシング16内に軸心方向に所要間隔で配置して、各外周面をケーシング16の外周壁16bの内面に取り付け、該各仕切部材20の開口部21により、一端が上記ケーシング16の一端壁16cにて閉塞され、且つ他端側が上記空気出口17に連通させられる円筒状の消音器内空洞22を形成する。上記各仕切部材20同士の間には、上記消音器内空洞22とケーシング外周壁16b部に設けた空気入口18とを連通させる放射方向の空気吸込流路23が多層に形成させてあり、外周壁16bの各空気入口18から入る空気を各空気吸込流路23を通って消音器内空洞22に導かれるようにしてあり、更に、該消音器内空洞22から空気出口17へ導かれるようにしてある。更に又、上記各空気吸込流路23の側壁面には、吸音性を付与できるよう上記各仕切部材20の両面に吸音材24を全面に亘り貼り付けるようにしてある(たとえば、特許文献1参照)。これにより、外部の空気12を、過給機用吸入消音器15における上記空気吸入フィルタ19、空気入口18、各空気吸込流路23、消音器内空洞22、空気出口17を順に経た後、コンプレッサ3へ吸入口11より吸入させることができると同時に、該コンプレッサ3の吸入口11より放出されるインペラ7の回転騒音が、上記吸入消音器15の空気出口17、消音器内空洞22へ伝えられた後、上記各空気吸込流路23を通って空気入口18側へ伝えられるときに、該各空気吸込流路23の側壁面に設けてある吸音材24にて吸収させて、該吸入消音器15の空気入口18より外部へ放出される上記コンプレッサ3のインペラ7の回転騒音のレベルを低減させることができるようにしてある。
This type of
なお、上記吸入消音器15のケーシング16内に収納する各仕切部材20同士は、所要間隔を保持させるようにするが、その手段としては、外周端部をケーシング外周壁16bの内面における軸心方向所要間隔位置に取り付けたり、図示しないスペーサ状の部材を介在させたり、上記ケーシング16内にて軸心方向に延びる連結部材の所要間隔位置に取り付けることができるようにしてある。
The
ところが、上記従来の過給機用の吸入消音器15によれば、外部へ放出されるコンプレッサ3のインペラ7の回転騒音を低減できるものである。しかし、近年、上記排気タービン過給機におけるコンプレッサ3は、より高効率、大流量化する傾向にあり、これに伴い、インペラ7の回転騒音も大きくなる傾向にあるため、外部への騒音放出を、更に抑制できるようにすることが望まれているのが実状である。
However, according to the
そこで、本発明者は、過給機用吸入消音器におけるコンプレッサのインペラの回転騒音の外部への騒音放出をより抑制できるようにするための工夫、研究を重ねた結果、上記従来の過給機用吸入消音器では、コンプレッサのインペラの回転騒音が上記吸入消音器に進入した後、吸音材を備えた空気吸込流路に入るまでは騒音の低減がなされていない事実に着目し、インペラの回転騒音が、過給機用吸入消音器内にて空気吸込流路へ入るまでに騒音低減対策を施すようにすれば、結果として、上記空気吸込流路を経た後、空気入口より外部へ放出されるインペラの回転騒音の騒音放出更に低減できることを見出し、本発明をなした。 In view of this, the present inventor has devised and researched the above-described conventional turbocharger as a result of repeated suppression of noise emission to the outside of the rotation noise of the impeller of the compressor in the supercharger suction silencer. In the suction silencer for compressors, paying attention to the fact that the noise is not reduced until the rotation noise of the compressor impeller enters the suction silencer after entering the suction silencer, the rotation of the impeller If noise reduction measures are taken before the noise enters the air suction flow path in the supercharger suction silencer, as a result, after passing through the air suction flow path, the noise is discharged to the outside from the air inlet. It was found that the noise emission of the impeller rotation noise can be further reduced, and the present invention has been made.
したがって、本発明の目的とするところは、過給機用吸入消音器を通して外部へ放出される過給機におけるインペラの回転騒音の騒音放出を更に低減できるようにするための過給機用吸入消音器の騒音放出低減方法及び装置を提供しようとするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a suction silencer for a supercharger that can further reduce noise emission of impeller rotation noise in the supercharger that is discharged to the outside through the suction silencer for the supercharger. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for reducing noise emission from a vessel.
本発明は、上記課題を解決するために、外周壁に多数の空気入口を形成して軸心方向一端側を閉塞させ、且つ他端側の中央部に設けた空気出口をコンプレッサの吸入口に接続できるようにした円筒型のケーシング内に、ケーシングの外周部からケーシングの軸心部へ向けて空気入口から入る空気を導くようにする空気吸込流路を多層に形成すると共に、上記ケーシングの軸心部へ導かれた空気を上記空気出口に導くようにする消音器内空洞を備え、外部の空気を、上記空気入口、空気吸込流路、消音器内空洞、空気出口を経て、下流側のコンプレッサへ吸入させると同時に、コンプレッサの吸入口より放出されて上記空気の流通経路を逆に進むコンプレッサのインペラの回転騒音が、上記各空気吸込流路を通るときに、該各空気吸込流路内の吸音材にて吸音させて騒音放出を抑制できるようにしてある過給機用吸入消音器において、上記消音器内空洞の反空気出口側端部に、連通部を備えた仕切壁にて仕切られた付加空間を設けて、該付加空間と、消音器内空洞との音場の相互作用により、該消音器内空洞内から、空気吸込流路に入る前に騒音を予め低減させることを特徴とする過給機用吸入消音器の騒音放出低減方法、及び、外周壁に多数の空気入口を形成して軸心方向一端側を閉塞させ、且つ他端側の中央部に設けた空気出口をコンプレッサの吸入口に接続できるようにした円筒型のケーシング内に、ケーシングの外周部からケーシングの軸心部へ向けて空気入口から入る空気を導くようにする空気吸込流路を多層に形成すると共に、上記ケーシングの軸心部へ導かれた空気を上記空気出口に導くようにする消音器内空洞を備え、外部の空気を、上記空気入口、空気吸込流路、消音器内空洞、空気出口を経て、下流側のコンプレッサへ吸入させると同時に、コンプレッサの吸入口より放出されて上記空気の流通経路を逆に進むコンプレッサのインペラの回転騒音が、上記各空気吸込流路を通るときに、該各空気吸込流路内の吸音材にて吸音させて騒音放出を抑制できるようにしてある過給機用吸入消音器において、上記消音器内空洞の反空気出口側端部に、連通部を備えた仕切壁にて仕切られた付加空間を設けてなる構成を有する過給機用吸入消音器の放出騒音低減装置とする。 In order to solve the above problems, the present invention forms a large number of air inlets on the outer peripheral wall to close one end side in the axial direction, and an air outlet provided in the central part on the other end side serves as a suction port of the compressor. In the cylindrical casing that can be connected, an air suction passage for guiding the air entering from the air inlet from the outer peripheral portion of the casing toward the axial center portion of the casing is formed in multiple layers, and the shaft of the casing A silencer internal cavity is provided to guide the air guided to the core to the air outlet, and external air passes through the air inlet, the air suction flow path, the silencer internal cavity, and the air outlet to the downstream side. At the same time that the compressor impeller is discharged from the compressor suction port and travels backward through the air flow path, the compressor impeller rotational noise passes through the air suction flow paths and passes through the air suction flow paths. of In the suction silencer for a supercharger that is designed to absorb noise by a sound material and to suppress noise emission, it is partitioned by a partition wall provided with a communication portion at an end on the side opposite to the air outlet of the cavity in the silencer. Characterized in that noise is reduced in advance before entering the air suction flow path from inside the silencer cavity by the interaction of the sound field between the additional space and the cavity inside the silencer. A noise reduction method for a suction silencer for a supercharger, a plurality of air inlets formed on the outer peripheral wall to close one end in the axial direction, and an air outlet provided at the central portion on the other end to the compressor In the cylindrical casing that can be connected to the suction port of the air inlet, the air suction channel that guides the air entering from the air inlet toward the axial center of the casing from the outer periphery of the casing is formed in multiple layers, The air led to the axial center of the casing A silencer internal cavity that guides to the air outlet is provided, and external air is sucked into the compressor on the downstream side through the air inlet, the air suction flow path, the silencer internal cavity, and the air outlet, and at the same time, the compressor When the compressor impeller rotational noise that is discharged from the suction port and travels backward through the air flow path passes through the air suction passages, the noise is absorbed by the sound absorbing material in the air suction passages. In the suction silencer for a supercharger configured to suppress noise emission, an additional space partitioned by a partition wall provided with a communication portion is provided at an end on the side opposite to the air outlet of the cavity in the silencer. It is set as the discharge noise reduction apparatus of the suction silencer for superchargers which has a structure.
又、上記構成における消音器内空洞と付加空間を仕切る仕切壁に複数の連通部を備えるようにした構成とする。 Moreover, it is set as the structure provided with the some communication part in the partition wall which partitions off the cavity in a silencer and additional space in the said structure.
本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
(1)外周壁に多数の空気入口を形成して軸心方向一端側を閉塞させ、且つ他端側の中央部に設けた空気出口をコンプレッサの吸入口に接続できるようにした円筒型のケーシング内に、ケーシングの外周部からケーシングの軸心部へ向けて空気入口から入る空気を導くようにする空気吸込流路を多層に形成すると共に、上記ケーシングの軸心部へ導かれた空気を上記空気出口に導くようにする消音器内空洞を備え、外部の空気を、上記空気入口、空気吸込流路、消音器内空洞、空気出口を経て、下流側のコンプレッサへ吸入させると同時に、コンプレッサの吸入口より放出されて上記空気の流通経路を逆に進むコンプレッサのインペラの回転騒音が、上記各空気吸込流路を通るときに、該各空気吸込流路内の吸音材にて吸音させて騒音放出を抑制できるようにしてある過給機用吸入消音器において、上記消音器内空洞の反空気出口側端部に、連通部を備えた仕切壁にて仕切られた付加空間を設けて、該付加空間と、消音器内空洞との音場の相互作用により、該消音器内空洞内から、空気吸込流路に入る前に騒音を予め低減させることを特徴とする過給機用吸入消音器の騒音放出低減方法、及び、外周壁に多数の空気入口を形成して軸心方向一端側を閉塞させ、且つ他端側の中央部に設けた空気出口をコンプレッサの吸入口に接続できるようにした円筒型のケーシング内に、ケーシングの外周部からケーシングの軸心部へ向けて空気入口から入る空気を導くようにする空気吸込流路を多層に形成すると共に、上記ケーシングの軸心部へ導かれた空気を上記空気出口に導くようにする消音器内空洞を備え、外部の空気を、上記空気入口、空気吸込流路、消音器内空洞、空気出口を経て、下流側のコンプレッサへ吸入させると同時に、コンプレッサの吸入口より放出されて上記空気の流通経路を逆に進むコンプレッサのインペラの回転騒音が、上記各空気吸込流路を通るときに、該各空気吸込流路内の吸音材にて吸音させて騒音放出を抑制できるようにしてある過給機用吸入消音器において、上記消音器内空洞の反空気出口側端部に、連通部を備えた仕切壁にて仕切られた付加空間を設けてなる構成を有する過給機用吸入消音器の騒音放出低減装置としてあるので、連通部を介して連通してある消音器内空洞と、付加空間の双方の音場に相互作用を生じさせることができ、この相互作用により、上記消音器内空洞に空気出口より進入するコンプレッサのインペラの回転騒音を、空気吸込流路に入る前に低減できる。したがって、消音器内空洞の外周部より、空気吸込流路に入る騒音を予め低減させることができることから、該空気吸込流路、空気入口を経て外部へ放出される上記過給機におけるインペラの回転騒音の騒音放出を更に低減させることができる。
(2)消音器内空洞と付加空間を仕切る仕切壁に複数の連通部を備えるようにした構成とすることにより、消音器内空洞と付加空間の双方の音場の相互作用を促進することができ、多くの音響モードの帯域における騒音を低減させることが可能になる。
According to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) A cylindrical casing in which a large number of air inlets are formed in the outer peripheral wall to close one end in the axial direction, and an air outlet provided at the center of the other end can be connected to the compressor inlet The air suction flow path for guiding the air entering from the air inlet from the outer peripheral portion of the casing toward the axial center portion of the casing is formed in multiple layers, and the air guided to the axial center portion of the casing is A silencer internal cavity is provided to guide the air to the air outlet, and external air is sucked into the compressor on the downstream side through the air inlet, the air suction passage, the silencer internal cavity, and the air outlet, and at the same time, When the compressor impeller rotational noise that is released from the suction port and travels backward in the air flow path passes through the air suction passages, the noise is absorbed by the sound absorbing material in the air suction passages. Release In the suction silencer for a supercharger that can be controlled, an additional space partitioned by a partition wall having a communication portion is provided at an end on the side opposite to the air outlet of the cavity in the silencer. And the noise of the supercharger suction silencer, wherein the noise is reduced in advance before entering the air suction flow path from the inside of the silencer cavity by the interaction of the sound field with the cavity in the silencer Release reduction method, and a cylinder in which a large number of air inlets are formed on the outer peripheral wall to close one end in the axial direction, and an air outlet provided in the central portion on the other end can be connected to the suction port of the compressor In the casing of the mold, an air suction passage for guiding the air entering from the air inlet from the outer peripheral portion of the casing toward the axial center portion of the casing is formed in multiple layers and led to the axial center portion of the casing. Turn off the air to guide the air to the air outlet. An external cavity is provided, and external air is sucked into the compressor on the downstream side through the air inlet, the air suction flow path, the silencer internal cavity, and the air outlet, and at the same time, the air is discharged from the suction port of the compressor. When the rotation noise of the impeller of the compressor traveling in the reverse flow path passes through each of the air suction passages, the noise is absorbed by the sound absorbing material in each of the air suction passages so that noise emission can be suppressed. In the supercharger suction silencer, the supercharger suction silencer has a configuration in which an additional space partitioned by a partition wall provided with a communication portion is provided at an end on the side opposite to the air outlet of the cavity in the silencer. Therefore, it is possible to cause an interaction between the sound field of the silencer cavity communicated via the communication part and the additional space, and this interaction results in the above silencer. Advance from the air outlet to the inner cavity Rotational noise of the compressor impeller that enters can be reduced before entering the air suction passage. Therefore, since the noise entering the air suction passage can be reduced in advance from the outer peripheral portion of the silencer inner cavity, the rotation of the impeller in the supercharger released to the outside through the air suction passage and the air inlet The noise emission of noise can be further reduced.
(2) By adopting a configuration in which a plurality of communicating portions are provided in the partition wall that partitions the cavity in the silencer and the additional space, the interaction of the sound fields of both the cavity in the silencer and the additional space can be promoted. This makes it possible to reduce noise in many acoustic mode bands.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の過給機用吸入消音器の騒音放出低減方法及び装置の実施の一形態を示すもので、図7に示した過給機用吸入消音器15と同様の構成において、消音器内空洞22の一端側に、複数の連通部(連通口)25を備えた仕切壁を介在させて付加空間26を設けて、上記仕切壁にて仕切られた上記消音器内空洞22と付加空間26の双方の音場に相互作用を生じさせ、これにより、コンプレッサ3のインペラ7の回転騒音が空気出口17を通して直接入る上記消音器内空洞22内の騒音を低減させて、空気吸込流路23に入る騒音を予め低減させるようにする。
FIG. 1 shows an embodiment of a noise emission reduction method and apparatus for a supercharger suction silencer according to the present invention. In the same configuration as the
詳述すると、ケーシング16の一端壁16cにおける中心部の外側に、消音器内空洞22と対応した内径を有し、且つ一端側を閉塞した所要の長さ寸法の円筒型としてなる付加空間形成部材27を配置して、該付加空間形成部材27の他端部を、上記ケーシング16の一端壁16c外側面に気密に取り付けて、上記付加空間形成部材27の内側に、所要容積の付加空間26を形成させる。更に、上記ケーシング16の一端壁16cの中心部所要位置に、上記付加空間26に連通するよう複数の連通部25を設ける。これにより、該複数の連通部25を設けてなるケーシング一端壁16cの中央部を、上記消音器内空洞22と付加空間26との仕切壁として機能させるようにしてある。
More specifically, an additional space forming member having a cylindrical shape of a required length having an inner diameter corresponding to the
その他の構成は図7に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。 Other configurations are the same as those shown in FIG. 7, and the same components are denoted by the same reference numerals.
次に、上記構成としてある本発明の過給機用吸入消音器の騒音放出低減方法及び装置による騒音低減効果について、有限要素解析法を用いて予測した計算結果について説明する。 Next, calculation results predicted using the finite element analysis method for the noise reduction effect of the noise reduction method and apparatus of the supercharger suction silencer of the present invention having the above-described configuration will be described.
なお、ここでは、先に、媒質変位の法線方向成分unが指定される境界面S1と、インピーダンスZが指定される境界面S2とで囲まれる音場の有限要素解析法について説明し、その後、上記音場の有限要素解析法を、連通部のある壁で仕切って付加空間を設置した場合の修正方法について説明する。 Here, previously, the boundary surface S 1 to the normal direction component u n of the medium displacement is designated, the sound field is surrounded by a boundary surface S 2 that the impedance Z is specified for a finite element analysis described Then, the correction method when the additional space is installed by dividing the sound field finite element analysis method by a wall having a communication portion will be described.
すなわち、先ず、有限要素解析の基本となるエネルギ原理を導くと、運動エネルギT及びポテンシャルエネルギUは、それぞれ音圧pと媒質変位uを用いて以下のように表される。
上記運動エネルギTは、運動方程式
を上記(1)式に代入することにより、以下のように音圧pで表される。
一方、上記ポテンシャルエネルギUは、媒質の変位の発散(体積変化)を体積弾性率Kで表す関係
又、境界面でなされる仕事Wは、境界面を、媒質変位の法線方向成分unが指定される面S1とインピーダンスZが指定される面S2とに分けて以下のように表せる。
以上より、ラグランジュアンLは、
次に、上記式(8)を円筒座標で離散化してマトリックス方程式に変換する方法を概説する。図2に示す如き1要素について、要素内音圧を、
これにより、ラグランジュアンの節点音圧の変分に関する停留条件より、節点音圧に関する代数方程式を導出する。 As a result, an algebraic equation related to the nodal sound pressure is derived from the stationary condition related to the variation of the nodal sound pressure in Lagrangian.
次いで、上記音場の有限要素解析法を、連通部のある壁で仕切って付加空間を設置した場合に適用する際の修正方法について説明する。図3に示す如く、騒音抑制対象空間としての消音器内空洞22の一端側に、所要の付加空間26を、複数の連通部25を備えた仕切壁としてのケーシング一端壁16cを介在させて設けてなる構成において、先ず、連通部25がないと仮定して、上記消音器内空洞22と付加空間26に関し、別々に上述した音場の有限要素解析を行なって、節点音圧に関する代数方程式を導く。次に、連通部25が存在するものとして、新たな自由度として各連通部25内の空気の変位を付加し、連通部25内の空気の運動方程式を以下のように導く。
又、各連通部25内の空気の変位によって、上記で導いた消音器内空洞22と付加空間26に関する方程式系に式(8)のS1積分項に対応する部分を付け加える必要がある。
この際、以下の点に注意する。すなわち、各連通部25内の空気の変位ucを、消音器内空洞22より付加空間25に向かう方向を正方向としてあるので、式(8)中のS1積分項のunは、消音器内空洞22ではuc、付加空間26では−ucとして考慮しなくてはならない点に注意する。以上のようにして導かれた上記消音器内空洞22及び付加空間26を備えた全体の系の方程式系を解き、上記連通部25と付加空間26を設けた場合の音場を求めるようにした。
Further, it is necessary to add a portion corresponding to the S 1 integral term of the equation (8) to the equation system related to the
At this time, pay attention to the following points. That is, the displacement u c of the air in each
本発明の騒音放出低減装置を備えてなる過給機用吸入消音器15の評価モデルを図4に示す如く設定する。図4に実線で示す四角は、上記過給機用吸入消音器15の中心部に形成される円筒状の消音器内空洞22と、該消音器内空洞22の反空気出口17側となる一端側(図上右側)に、複数の連通部25を設けた仕切壁としてのケーシング一端壁16cの外側に付加空間形成部材27を取り付けることで形成してなる付加空間26の半径部分に対応した断面を、該消音器内空洞22及び付加空間26の中心軸を下辺として示すもので、上記消音器内空洞22は、半径方向(r方向)の寸法を0.5mとし、又、騒音入口側となるコンプレッサ3との接続側端部、すなわち、空気出口17側端部を音源側端部(z=0)として、軸心方向(z方向)に0.8mの長さ寸法を有するものとして設定してある。したがって、図4に実線で示した四角の上辺が、空気吸込流路23(図4では一点鎖線で示す)との接続部となる消音器内空洞22の外周部を示してある。
An evaluation model of the
又、上記各連通部25は、r=0.05,0.10,0.15,・・・,0.50mとなるr方向(径方向)等間隔位置に、r方向に0.01mの幅を有するスリット状に形成するものとして設定してある(図4では便宜上、各連通部25の幅を広く、数を省略して記載してある)。なお、上記のような配置として各連通部25を実際に形成させようとすると、該各連通部25がz軸に関して軸対称に、すなわち、同心円状に配置されることになるが、この場合は、たとえば、上記各連通部25を周方向の所要間隔個所で分割して、ケーシング一端壁16cに放射方向に連続する壁面部分を残すようにすればよい。
In addition, each of the
上記のような設定の下で、上記消音器内空洞22及び付加空間26内の円筒領域について、上述した有限要素解析法による解析を行う。騒音源としては、上記消音器内空洞22における空気出口17側端部(z=0、すなわち、図4に実線で示される四角の左辺)が音圧1で加振されるものとし、この際、騒音指標として、空気吸込流路23との接続部となる上記消音器内空洞22の外周部における節点での音圧ゲインの和を、加振周波数の関数として求めるようにした。要素分割数は、r方向に10、z方向には消音器内空洞22に対し16、付加空間26に対し1とした。該付加空間26に対するz方向の分割数が少ないのは、スペースを節約できるよう付加空間26を小さく設定しているためであり、このような小さい付加空間26としても騒音低減効果が得られることは、後述する図5及び図6に示す有限要素解析の結果から明らかである。
Under the above settings, the above-described finite element analysis method is used to analyze the cylindrical region in the
なお、アドミタンスはインピーダンスの逆数(複素数)で大きいほど吸音性が高く、小さいほど吸音性のない剛体面に近い。そこで、上記評価モデルでは、消音器内空洞22の外周部における空気吸込流路23との接続部分のアドミタンスは、空気吸込流路23側の空気に接しているため、0.004+j0.002[m3/Ns](jは虚数単位、以下同様)として、吸音性に近いものとして比較的大きな値として設定してある。一方、ケーシング16の一端壁16cの両面、及び、付加空間形成部材27の内面は、いずれも剛体面に近いものとして、アドミタンスを0.0001+j0.0001[m3/Ns]として設定するようにしてある。
Note that the greater the admittance is the reciprocal of the impedance (complex number), the higher the sound absorption, and the smaller the admittance, the closer to a rigid body surface without sound absorption. Therefore, in the above evaluation model, the admittance of the connection portion with the air
図5に示す実線は、付加空間26のz方向の長さ寸法を0.04m、連通部25の長さ寸法に相当する仕切壁としてのケーシング一端壁16cの厚み寸法を0.008mとした場合に得られる消音器内空洞22の外周部における節点での音圧ゲインの和の周波数特性を示すものである。
The solid line shown in FIG. 5 is a case where the length dimension in the z direction of the
又、図6に示す実線は、付加空間26のz方向の長さ寸法を0.05m、連通部25の長さ寸法に相当する仕切壁としてのケーシング一端壁16cの厚み寸法を0.010mとした場合に得られる消音器内空洞22の外周部における節点での音圧ゲインの和の周波数特性を示すものである。
The solid line shown in FIG. 6 indicates that the
なお、図5及び図6に示す破線は、上記付加空間23をなくして連通部25を塞いだ場合の結果を比較として示すものである。
Note that the broken lines shown in FIGS. 5 and 6 show the results when the
これらの結果より、図5における実線と破線の比較、並びに、図6における実線と破線の比較を行なうことにより、上記消音器内空洞22の一端側に複数の連通部25を備えた仕切壁にて仕切られた付加空間26を設けると、該消音器内空洞22の一端側を剛体の閉塞面とする場合に比して、空気出口17より該消音器内空洞22に入るときに、該消音器内空洞22の外周部においては騒音が低減化されることが認められる。
From these results, by comparing the solid line and the broken line in FIG. 5 and comparing the solid line and the broken line in FIG. 6, a partition wall having a plurality of
又、上記いずれの場合も、付加空間26を設けない場合に多くの音響モードの帯域で生じていた共振ピークが低減化されていることが判る。
In any of the cases described above, it can be seen that the resonance peaks that occur in many acoustic mode bands when the
したがって、本発明の過給機用吸入消音器によれば、図7に示した如き消音器内空洞22の一端部がケーシング16の一端壁16cにて閉塞されている場合に比して、消音器内空洞22の外周部における騒音を低減させることができて、空気吸込流路23に入るまでに騒音低減効果を生じさせることができる。これにより、排気タービン過給機のコンプレッサ3における吸入口11の上流側に取り付ける過給機用吸入消音器15に本発明の騒音放出低減方法及び装置を適用することにより、吸入消音器15の消音器内空洞22を経た後、空気吸込流路23、空気入口18を経て外部へ放出されるコンプレッサ3のインペラ7の回転騒音を、より低減させることが可能となる。又、連通部25を複数設けてあって、消音器内空洞22と付加空間26の双方の音場の相互作用を促進することができることから、上記消音器内空洞22における騒音の低減として、多くの音響モードの帯域で生じていた共振ピークを低減させることができる。このため、耳障りな騒音を効率よく低減させることが可能となる。
Therefore, according to the suction silencer for a supercharger of the present invention, the noise reduction is compared with the case where one end of the silencer
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、消音器内空洞22と付加空間26を連通させることができれば、連通部25の大きさ、形状、数、配置は、上記消音器内空洞22のサイズ等に応じて適宜変更してもよい。付加空間26の大きさは、適用しようとする過給機用吸入消音器15やその消音器内空洞22のサイズに応じて適宜増減させてもよい。ケーシング16の中央部に軸心方向に延びて空気出口17と連通する消音器内空洞22を有し、その外周側に、該消音器内空洞22の外周部とケーシング外周壁16bに設けられる空気入口18とを連通させる空気吸込流路23を備えた形式の過給機用吸入消音器15であれば、ケーシング16の径や消音器内空洞22の径の異なる過給機用吸入消音器15や、空気吸込流路23の形状(経路)が屈曲した形式の過給機用吸入消音機15等にも適用できる。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
The present invention is not limited only to the above-described embodiment, and the size, shape, number, and arrangement of the
3 コンプレッサ
7 インペラ
11 吸入口
12 空気
15 過給機用吸入消音器
16 ケーシング
16a 他端壁
16b 外周壁
16c 一端壁(仕切壁)
17 空気出口
18 空気入口
22 消音器内空洞
23 空気吸込流路
24 吸音材
25 連通部
26 付加空間
3
17
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