JP2008215124A

JP2008215124A - 過給機の消音器

Info

Publication number: JP2008215124A
Application number: JP2007051438A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakano; 健中野; Fuminori Iwaki; 史典岩城; Toshiyasu Koike; 利康小池
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】
過給機の消音器の性能を損うことなく製作費の低減を図る。
【解決手段】
過給機の吸入口に設けられる消音器３０であって、多孔板を折曲げ成形し、折返し片間に吸音材２２を充填してなる吸音翼を円周上に所要角数配置し、該吸音翼を中央部にコンプレッサの吸入口に連通する吸気孔３４が形成された内側円板３１と外側円板３２との間に挾持し、前記折返し片の縁と前記内側円板の少なくとも一方、前記折返し片の縁と前記外側円板の少なくとも一方に突片を形成し、該突片を介して前記折返し片と前記内側円板、及び前記折返し片と前記外側円板とを係合させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関、例えば大型ディーゼル機関等が具備する排気タービン過給機の空気吸入口等に設けられる過給機の消音器に関するものである。

内燃機関、例えば大型ディーゼル機関等には、燃焼効率の向上の為、排気タービン過給機が搭載される。又、コンプレッサ翼車の回転音等の騒音を消音する為、空気吸気口に消音器が設けられる。

図６は、消音器が設けられた排気タービン過給機を示している。

図６中、１は排気タービン過給機、２は消音器を示している。

前記排気タービン過給機１は、軸受部３の一側に設けられた排気タービン４、他側に設けられたコンプレッサ５を具備している。

前記軸受部３に回転自在に支持された回転軸６の一端部にタービン翼車７が取付けられ、他端にはコンプレッサ翼車８が取付けられ、前記タービン翼車７はタービンハウジング９に収納され、前記コンプレッサ翼車８はコンプレッサハウジング１０に収納される。前記回転軸６、前記タービン翼車７、前記タービンハウジング９は前記排気タービン４を構成し、前記回転軸６、前記コンプレッサ翼車８、前記コンプレッサハウジング１０は前記コンプレッサ５を構成する。

前記タービンハウジング９に排ガス流入口１２から排気ガスが流入し、排気エネルギによって前記タービン翼車７を回転し、膨張した排気ガスは排出口１３から排気される。又、前記コンプレッサ翼車８は前記回転軸６を介して前記タービン翼車７により回転される。前記コンプレッサ翼車８の回転により、空気が吸入口１４から吸入され、前記コンプレッサハウジング１０を流通する過程で圧縮され、圧縮された空気は吐出孔（図示せず）よりディーゼル機関の燃焼室に吐出される。

前記コンプレッサ翼車８は高速で回転されるので、前記排気タービン過給機１の駆動時には前記コンプレッサ翼車８の回転音が騒音として発せられる。前記消音器２は、前記コンプレッサハウジング１０の前記吸入口１４に設けられ、この騒音を吸収し、外部に放出される騒音を抑制している。

図７〜図１１に於いて、従来の消音器２について説明する。尚、図７中、左側を内側、右側を外側とする。

前記消音器２は、前記コンプレッサハウジング１０に取付けられるアルミ鋳造製の内側円板１６及び該内側円板１６と対を成すアルミ鋳造製の外側円板１７がアルミ鋳造製の支柱１８によって連結され、前記内側円板１６と前記外側円板１７間に所要数の吸音翼１９が挾設される。

前記支柱１８と前記吸音翼１９は同一断面形状を有し、断面は湾曲した翼断面形状をしており、前記支柱１８、前記吸音翼１９は円周所要等分した位置に配置され、更に前記支柱１８は円周３等分した位置に設けられ、該支柱１８を除く位置には前記吸音翼１９が設けられている。

該吸音翼１９は、図１１に示す様な碁盤目状に矩形孔２１が穿設された板材２０が、図１０で示す様に屈曲成形され、折返し片１９ａ，１９ｂとの間に吸音材２２が充填されたものである。尚、図１０中、実線は前記吸音翼１９の自由状態、２点鎖線は取付け状態を示している。

前記吸音翼１９の前記内側円板１６、前記外側円板１７への組立ては、以下の如く行われる。

前記内側円板１６、前記外側円板１７の対峙面には、それぞれ吸音翼装着溝２３，２４が対応して刻設され、前記吸音翼１９は前記吸音材２２が装填された状態で、前記吸音翼装着溝２３，２４に外周から中心に向って挿入される。

全ての吸音翼装着溝２３，２４に、前記吸音翼１９が装着されると、固定バンド２５を前記吸音翼１９の周囲に巻設して、該吸音翼１９を固定する。

該吸音翼１９，１９との間、該吸音翼１９と前記支柱１８との間は外周から中心に向う湾曲した流路２６が渦巻状に形成される。

前記排気タービン過給機１が駆動され、前記コンプレッサ５が前記排ガス流入口１２より吸気し、前記消音器２の周囲から前記流路２６を経て空気が吸込まれる。又、前記コンプレッサ５から発せられる騒音は、前記流路２６を通過する過程で、前記矩形孔２１を通して前記吸音材２２に吸収され、外部に放出される騒音が抑制される。

上記した従来の消音器２では、高価な鋳造品の内側円板１６、外側円板１７、支柱１８が用いられており、消音器の製作費が高くなる要因となっていた。

特開平５−１９５８９３号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、消音器の性能を損うことなく製作費の低減を図るものである。

本発明は、過給機の吸入口に設けられる消音器であって、多孔板を折曲げ成形し、折返し片間に吸音材を充填してなる吸音翼を円周上に所要角数配置し、該吸音翼を中央部にコンプレッサの吸入口に連通する吸気孔が形成された内側円板と外側円板との間に挾持し、前記折返し片の縁と前記内側円板の少なくとも一方、前記折返し片の縁と前記外側円板の少なくとも一方に突片を形成し、該突片を介して前記折返し片と前記内側円板、及び前記折返し片と前記外側円板とを係合させた過給機の消音器に係るものである。

又本発明は、前記吸音翼の折返し部にスタッドを挿通し、該スタッドにより前記内側円板と前記外側円板を固定した過給機の消音器に係り、又前記内側円板は前記吸気孔の周囲に形成された第１中空部を有し、前記外側円板は第２中空部を有する中空構造であり、前記第１、第２中空部に前記吸音材が充填された過給機の消音器に係り、更に又前記内側円板及び前記外側円板には位置決め片が抜起されると共に位置決め孔が形成され、前記折返し片には前記突片が形成され、該突片が前記位置決め孔に嵌入されると共に前記折返し片は前記位置決め片に当接して位置決めされる過給機の消音器に係るものである。

本発明によれば、過給機の吸入口に設けられる消音器であって、多孔板を折曲げ成形し、折返し片間に吸音材を充填してなる吸音翼を円周上に所要角数配置し、該吸音翼を中央部にコンプレッサの吸入口に連通する吸気孔が形成された内側円板と外側円板との間に挾持し、前記折返し片の縁と前記内側円板の少なくとも一方、前記折返し片の縁と前記外側円板の少なくとも一方に突片を形成し、該突片を介して前記折返し片と前記内側円板、及び前記折返し片と前記外側円板とを係合させたので、前記内側円板、前記外側円板を板材で構成でき、製作費の低減が図れる。

又本発明によれば、前記吸音翼の折返し部にスタッドを挿通し、該スタッドにより前記内側円板と前記外側円板を固定したので、安価な部品で前記内側円板と前記外側円板とを固定できると共にスタッドは吸音翼内に収納されるので、空気の流動、騒音の吸収を妨げることがない。

又本発明によれば、前記内側円板は前記吸気孔の周囲に形成された第１中空部を有し、前記外側円板は第２中空部を有する中空構造であり、前記第１、第２中空部に前記吸音材が充填されたので、軸方向に放出される騒音を前記吸音材で吸収できる。

更に又本発明によれば、前記内側円板及び前記外側円板には位置決め片が抜起されると共に位置決め孔が形成され、前記折返し片には前記突片が形成され、該突片が前記位置決め孔に嵌入されると共に前記折返し片は前記位置決め片に当接して位置決めされるので、前記突片と前記位置決め孔との係合、前記折返し片と前記位置決め片との当接により、前記吸音翼は前記内側円板及び前記外側円板に安定して保持される等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

図１〜図５により本発明に係る過給機の消音器３０について説明する。尚、該消音器３０が取付けられる排気タービン過給機については、従来と同様であるので説明を省略する。又、図１中、左側を内側、右側を外側とする。

前記消音器３０の所要な構造は、内側円板３１と外側円板３２との間に所要数の吸音翼３３が所要角度ピッチで挾設され、該吸音翼３３の周囲に固定バンド２５を巻付けたものである。尚、前記吸音翼３３の取付けピッチは等ピッチであっても、ピッチを異ならせてもよい。

以下、具体的に説明する。

前記内側円板３１は中央部に吸気孔３４が形成された、概略ドーナツ形状であり、内側ベース基板３５と該内側ベース基板３５に嵌合する内側ベースカバー３６から構成され、前記内側ベース基板３５と前記内側ベースカバー３６との間にはドーナツ状の中空部３７が形成される。該中空部３７には吸音材２２が装填される。

前記内側円板３１に対峙する前記外側円板３２は、中央部に吸入口１４（図６参照）に向って隆起する整流部３８を有する蓋外板３９、該蓋外板３９に嵌合し、該蓋外板３９の断面と略相似形の蓋内板４０から構成され、前記蓋外板３９と前記蓋内板４０との間には中空部４１が形成される。該中空部４１には吸音材２２が装填される。

図３に示される様に、前記内側ベースカバー３６の前記蓋内板４０に対峙する面には、前記吸音翼３３を固定する為の突片である位置決め片４２ａが抜起され、又抜起しによって形成される孔は位置決め孔４３ａとなっている。前記内側ベースカバー３６の前記位置決め片４２ａ、前記位置決め孔４３ａが設けられている部分を除いて、パンチング孔が多数穿設されている。

又図４に示される様に、前記蓋内板４０の前記内側ベースカバー３６に対峙する面には、該内側ベースカバー３６と同様に前記吸音翼３３を固定する為の突片である位置決め片４２ｂ、又位置決め孔４３ｂが形成され、前記位置決め片４２ｂ、前記位置決め孔４３ｂは前記位置決め片４２ａ、前記位置決め孔４３ａと対応した位置（鏡面転写位置）となっている。前記蓋内板４０の前記位置決め片４２ｂ、前記位置決め孔４３ｂが設けられている部分を除いて、パンチング孔が多数穿設されている。

又図５に示される前記吸音翼３３は、多孔板であるパンチングメタル、或は図１１で示される板材２０を図１０に示される形状に曲げ成形したものであり、図５に於いて、折返し片３３ａ，３３ｂの各下縁には、前記位置決め孔４３ａに嵌合する突片４４ａが形成され、又前記折返し片３３ａ，３３ｂの各上縁にも同様に、前記位置決め孔４３ｂに嵌合する突片４４ｂが形成されている。

前記折返し片３３ａ，３３ｂの間に前記吸音材２２が装填された状態で、前記突片４４ａが前記内側ベースカバー３６の前記位置決め孔４３ａに挿入され、又前記突片４４ｂが前記蓋内板４０の位置決め孔４３ｂに挿入されることで、前記吸音翼３３は前記内側円板３１、前記外側円板３２間に取付けられる。前記吸音翼３３，３３の間には前記吸気孔３４と前記消音器３０外部とを連通する、渦巻状の流路２６が形成される。

尚、前記吸音翼３３は、前記折返し片３３ａ，３３ｂを狭めた状態となっており、該折返し片３３ａ，３３ｂは復元力によって前記位置決め片４２ａ，４２ｂに押圧しており、前記吸音翼３３と前記内側ベースカバー３６、前記蓋内板４０間にはガタツキがない。

次に、前記消音器３０の組立て手順の一例を説明する。

前記吸音翼３３の折返し部にスタッド４５を挿通する。該スタッド４５の両端部は螺子部４６となっており、該螺子部４６を前記内側ベースカバー３６に貫通してナットで固定する。尚、前記吸音翼３３の前記折返し片３３ａ，３３ｂ間には前記吸音材２２を装填しておく。

前記突片４４ａを前記内側ベースカバー３６の前記位置決め孔４３ａに挿入し、又前記突片４４ａが前記内側ベースカバー３６の前記位置決め孔４３ａに挿入されることで、前記吸音翼３３は前記内側ベースカバー３６に取付けられ、又前記吸音翼３３は復元力により、前記内側ベースカバー３６に保持される。

全ての吸音翼３３を同様にして順次、前記内側ベースカバー３６に取付ける。尚、前記スタッド４５を前もって前記内側ベースカバー３６に立設し、次に前記吸音翼３３を取付けてもよい。又、該吸音翼３３を先に取付け、前記スタッド４５を後で取付けてもよい。

前記蓋内板４０を前記吸音翼３３、前記スタッド４５に取付ける。前記蓋内板４０と前記吸音翼３３、前記スタッド４５との取付けは、前記内側ベースカバー３６と前記吸音翼３３、前記スタッド４５との取付けと同様であり、前記突片４４ｂを前記位置決め孔４３ｂに挿入し、前記スタッド４５の前記螺子部４６にナットを螺着する。

前記内側ベースカバー３６の凹部に前記吸音材２２を装填し、前記内側ベース基板３５を前記内側ベースカバー３６に嵌合する。又、前記蓋内板４０の凹部に前記吸音材２２を装填した状態で、前記蓋外板３９を前記蓋内板４０に嵌合する。前記内側ベースカバー３６と前記内側ベース基板３５、及び前記蓋内板４０と前記蓋外板３９とを所要の方法、例えばスポット溶接で固着する。

前記吸音翼３３の周囲は、必要に応じ、前記固定バンド２５を巻付ける。

前記消音器３０を過給機に取付ける場合は、前記吸気孔３４をコンプレッサハウジング１０の吸入口１４に合致させた状態で（図６参照）、前記内側ベース基板３５を前記コンプレッサハウジング１０にボルト付けする。

尚、前記スタッド４５は、前記螺子部４６が前記内側ベース基板３５、前記蓋外板３９を貫通する様に設け、前記スタッド４５を前記内側ベース基板３５、前記蓋外板３９に固定してもよい。更に、前記突片４４ａ、前記突片４４ｂを折曲げる等し、前記吸音翼３３を前記内側ベースカバー３６、前記蓋内板４０に直接固定する様にし、前記スタッド４５を省略してもよい。又、前記位置決め片４２ａ、前記位置決め片４２ｂを省略し、前記位置決め孔４３ａ、前記位置決め孔４３ｂを穿設するだけでもよい。更に又、前記突片４４ａ、前記突片４４ｂを省略し、前記吸音翼３３の前記折返し片３３ａ，３３ｂを弾性力で前記位置決め片４２ａ、前記位置決め片４２ｂに押圧させるだけでもよい。

以下、図１、図６を参照して前記消音器３０の作用について説明する。

前記コンプレッサ５が駆動されると、前記コンプレッサ翼車８が回転して前記吸入口１４、前記吸気孔３４、前記流路２６（図２参照）を介して前記消音器３０の周囲より空気が吸入される。

前記整流部３８は、流入空気の非流動部を充足するものであり、整流効果を奏し、吸引効率を向上させる。尚、前記整流部３８の形状は整流効果を増す為に、円錐形状としてもよい。

前記コンプレッサ翼車８の回転によって発せられる騒音は、前記流路２６を通って外部に放出されるが、該流路２６を通過する過程で、前記吸音翼３３、前記内側ベースカバー３６、前記蓋内板４０のパンチングメタルの孔を通して吸音材に吸収される。又、前記流路２６は湾曲しているので、騒音は該流路２６を直進できず、該流路２６に臨接する壁面にぶつかりながら進行するので、吸音効率が向上する。

尚、軸心方向に抜ける騒音は、前記内側円板３１、前記外側円板３２の前記吸音材２２によって吸収される。

本発明に係る過給機の消音器では、略全ての部品が板材を成形加工したものであり、鋳造品がないので、製作コストを低減できる。

本発明の実施の形態に係る過給機の消音器の断面図である。図１のＡ−Ａ矢視図である。前記過給機の消音器の内側ベースカバーの斜視図である。前記過給機の消音器の蓋内板の斜視図である。前記消音器の吸音翼の斜視図である。消音器を具備する過給機の断面図である。従来の過給機の消音器の半断面図である。図７のＢ−Ｂ矢視図である。従来の過給機の消音器の内側円板、外側円板の断面図である。従来の消音器に使用される吸音翼の平面図である。該吸音翼に用いられる板材を示す図である。

符号の説明

１排気タービン過給機
４排気タービン
５コンプレッサ
１０コンプレッサハウジング
１４吸入口
３０消音器
３１内側円板
３２外側円板
３３吸音翼
３３ａ折返し片
３３ｂ折返し片
３４吸気孔
３５内側ベース基板
３６内側ベースカバー
３９蓋外板
４０蓋内板
４２位置決め片
４３位置決め孔
４４突片

Claims

過給機の吸入口に設けられる消音器であって、多孔板を折曲げ成形し、折返し片間に吸音材を充填してなる吸音翼を円周上に所要角数配置し、該吸音翼を中央部にコンプレッサの吸入口に連通する吸気孔が形成された内側円板と外側円板との間に挾持し、前記折返し片の縁と前記内側円板の少なくとも一方、前記折返し片の縁と前記外側円板の少なくとも一方に突片を形成し、該突片を介して前記折返し片と前記内側円板、及び前記折返し片と前記外側円板とを係合させたことを特徴とする過給機の消音器。
前記吸音翼の折返し部にスタッドを挿通し、該スタッドにより前記内側円板と前記外側円板を固定した請求項１の過給機の消音器。
前記内側円板は前記吸気孔の周囲に形成された第１中空部を有し、前記外側円板は第２中空部を有する中空構造であり、前記第１、第２中空部に前記吸音材が充填された請求項１の過給機の消音器。
前記内側円板及び前記外側円板には位置決め片が抜起されると共に位置決め孔が形成され、前記折返し片には前記突片が形成され、該突片が前記位置決め孔に嵌入されると共に前記折返し片は前記位置決め片に当接して位置決めされる請求項１の過給機の消音器。