JP2018003845A - ターボチャージャー - Google Patents
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Abstract
【課題】音響減衰が改善された新規なターボチャージャーを提供する。【解決手段】ターボチャージャーであって、第1の媒体を膨張させ、この第1の媒体の膨張時にエネルギーを得るためのタービンと、タービンにおいて得られたエネルギーを用いて第2の媒体を圧縮するためのコンプレッサーとを具備し、ターボチャージャーの少なくとも一つの流れ誘導要素はサイレンサー(1)を備え、各サイレンサー(1)は、支持壁(4)および支持壁(4)上に形成されたチャンバー(5)を備えた支持構造体(3)を有し、チャンバー(5)は、サイレンサーの流路から離れる方向に面するその側において支持壁(4)によって区切られており、チャンバー(5)は、サイレンサーの流路(7)に面するその側においてカバー(8)によって区切られており、カバー(8)は、相互に堅固に接続された、異なるメッシュ幅を有する少なくとも二つのグリッド状の層(9,10,11)を有するターボチャージャー。【選択図】図1
Description
本発明はターボチャージャーに関する。
特許文献1から、少なくとも一つの排気ガスターボチャージャーを備えた往復ピストン内燃エンジンが知られている。サイレンサーは、排気ガスターボチャージャーの少なくとも一つの流れ誘導要素と関連付けられるが、このサイレンサーはヘルムホルツ共鳴器の原理に基づく。ここで、各サイレンサーは、外側支持壁の支持構造体と、支持壁に支持された複数のチャンバーとを有し、これらのチャンバーは、流路に面するサイレンサーの側において有孔シートによって画定される。
ヘルムホルツ共鳴器の原理に基づく従来技術から知られているサイレンサーの使用は、原理的に非常に制限された周波数範囲のみしか効果的に消音できないという欠点を有する。この周波数範囲外の周波数では、減衰効果が大幅に低下する。
これを起点として、本発明は、音響減衰が改善された新規なターボチャージャーを提供するという問題に基づく。
この問題は請求項1に記載のターボチャージャーによって解決される。本発明によれば、カバーは、異なるメッシュ幅を有する、相互に堅固に結合された、少なくとも二つのグリッド形状の層を有する。
本発明による排気ガスターボチャージャーでは、各サイレンサーのカバーは、複数の層を有して具現化されており、カバーは、異なるメッシュ幅を有する、相互に堅固に結合された少なくとも二つのグリッド状の層を有する。これにより、消音効果の向上したサイレンサーを提供することができる。特に、このようなカバーを備えたサイレンサーは、より広い周波数範囲にわたって改善された減衰効果を有する。
本発明のさらに有利な展開によれば、異なるメッシュ幅を有するカバーのグリッド状の層はワイヤーガーゼによって形成され、個々の層のワイヤーガーゼは、異なるメッシュ幅を有するだけでなく、異なるワイヤー直径をも有する。これにより、特に有利な消音効果を提供することができる。
好ましくは、カバーは厚みtを有し、チャンバーは支持壁からのカバーの距離によって規定される深さaを有し、tはaよりも小さい。これは、特に有利な消音効果の提供に役立つ。
特に、カバーの厚みtとチャンバーの深さaとの比t/aは0.2と0.025との間にある。この細部もまた、特に有利な消音効果の提供に役立つ。
有利なさらなる展開によれば、チャンバーの深さaと減衰すべき周波数の音響波長λとの比a/λは0.25ないし0.4である。これにより、消音効果をさらに向上させることができる。
有利なさらなる展開によれば、各サイレンサーは、ターボチャージャーの各流れ誘導要素に、好ましくはコンプレッサーのらせん状の流出ハウジングに一体化される。コンプレッサーのらせん状の流出ハウジングへのサイレンサーの一体化は、これによって最小限の設置スペース要求で特に良好な消音効果を提供することができるので、特に好ましい。
有利なさらなる展開によれば、支持構造体のチャンバーは、サイレンサーの流路の貫流方向に見て、交互に異なる幅を有する。これにより、消音効果をさらに向上させることができる。
本発明のさらなる展開は、従属請求項および以下の説明から明らかとなる。本発明の例示的な実施形態について、これに限定されることなく、図面を用いてさらに詳細に説明する。
本発明はターボチャージャーに関する。ターボチャージャーの基本構造は、ここで言及される当業者にはよく知られている。したがって、ターボチャージャーは、第1の媒体の膨張のための、特に排気ガスの膨張のためのタービンを有し、ここでエネルギーが得られる。さらに、ターボチャージャーは、第2の媒体の圧縮のための、特に給気の圧縮のためのコンプレッサーを備えており、このコンプレッサーにおいて、タービンにおいて第1の媒体の膨張の間に得られたエネルギーが使用される。
ターボチャージャーは、異なる流れ誘導アセンブリを有する。これらは、特に、排気ガスターボチャージャーのコンプレッサーの、いわゆる流出ハウジングを含む。ターボチャージャーの少なくとも一つの流れ誘導要素はサイレンサー1を備えている。
図1はサイレンサー1を通る概略断面図であるが、これは、タービンの流れ誘導要素と、例えばターボチャージャーのコンプレッサーのらせん形状の流出ハウジングと協働する。
サイレンサー1は、図1においてフランジ2を有するが、これを介して、サイレンサー1をターボチャージャーの別な流れ誘導アセンブリに螺着させることができる。図1に示すサイレンサー1は、したがって、ターボチャージャーの別個のアセンブリに関連するが、これは、その別なアセンブリに螺着させられる。
サイレンサー1は、支持壁4ならびにこの支持壁4に形成されたチャンバー5を備えた支持構造体3を有する。支持壁4は、ここでは、特に半径方向外側チューブに関連する。支持壁4を提供する、この半径方向外側チューブ上にチャンバー5が形成されるが、これは、実質的に支持壁4の半径方向に延在する金属シート6によって形成されるかあるいはそれによってそれぞれ互いに区画される。
消音されることになる媒体が貫流するサイレンサー1の流路7は、支持構造体3のチャンバー5に半径方向内向きに隣接している。
既に述べたように、チャンバー5は、流路7とは反対方向に面する側においては、支持壁4によって区切られている。支持構造体3のチャンバー5は、流路7に面する側においては、カバー8によって区切られている。
カバー8は、相互に堅固に結合された、異なるメッシュ幅を有する少なくとも二つのグリッド状の層を有する。図1および図2においては、相互に堅固に結合された、三つのグリッド状の層9,10および11のカバー3が示されているが、これらは、それぞれ異なるメッシュ幅を有する。
特に好ましくは、異なるメッシュ幅を有するカバー8のグリッド状の層9,10,11は、それぞれワイヤーガーゼによって提供され、個々の層9,10,11のこれらのワイヤーガーゼは、好ましくは、異なるメッシュ幅を有するだけでなく、異なるワイヤー直径をも有する。
支持構造体3のチャンバー5が半径方向に深さaを有することは図1から分かるが、これは、支持壁4からのカバー8の距離によって画定される。図2によれば、カバー8は半径方向の厚みtを有する。ここで、カバー8の厚みtはチャンバー5の深さaよりも小さい。
好ましくは、カバー8の厚みtとチャンバー5の深さaとの比t/aは、0.2と0.025との間にある。
サイレンサー1の流路7の貫流方向に見て、支持構造体3のチャンバー5は幅bを有しおり、図1において、支持構造体3のチャンバー5は、流路7の貫流方向に、それぞれ交互に異なる幅bを有する。
特に好ましい実施形態によれば、支持構造体3のチャンバー5の深さaと、減衰されるべき周波数の音響波長λとの比a/λは、0.25ないし0.4である。
この場合、音響比流れ抵抗RSと、そのノイズに関して減衰されるべき媒体の特性音響インピーダンスZ0との比RS/Z0は0.25ないし4である。ターボチャージャーコンプレッサーにおける音響比流れ抵抗RSは、350ないし5,500Pa*s/mの間にある。
特に好ましくは、支持構造体3のチャンバー5の深さaは、15mmないし90mmである。
図1の例示的な実施形態では、サイレンサー1は別個のアセンブリとして具現化され、かつ、フランジ2を介してターボチャージャーの別な流れ誘導要素に接続される。
これとは対照的に、サイレンサー1をターボチャージャーの流れ誘導要素に、特に好ましくはターボチャージャーのコンプレッサーの流れ誘導らせん状の流出ハウジングに一体化することも可能である。
サイレンサー1はλ/4共鳴器として機能し、広い周波数範囲にわたって良好な消音効果を発揮する。
1 サイレンサー
2 フランジ
3 支持構造体
4 支持壁
5 チャンバー
6 金属シート
7 流路
8 カバー
9 層
10 層
11 層
2 フランジ
3 支持構造体
4 支持壁
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7 流路
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9 層
10 層
11 層
Claims (11)
- ターボチャージャーであって、
第1の媒体を膨張させ、この第1の媒体の膨張時にエネルギーを得るためのタービンと、
前記タービンにおいて得られたエネルギーを用いて第2の媒体を圧縮するためのコンプレッサーと、を具備し、
前記ターボチャージャーの少なくとも一つの流れ誘導要素はサイレンサー(1)を備え、
各サイレンサー(1)は、支持壁(4)および前記支持壁(4)上に形成されたチャンバー(5)を備えた支持構造体(3)を有し、
前記チャンバー(5)は、前記サイレンサーの流路から離れる方向に面するその側において前記支持壁(4)によって区切られており、
前記チャンバー(5)は、前記サイレンサーの前記流路(7)に面するその側においてカバー(8)によって区切られており、
前記カバー(8)は、相互に堅固に接続された、異なるメッシュ幅を有する少なくとも二つのグリッド状の層(9,10,11)を有することを特徴とするターボチャージャー。 - 異なるメッシュ幅を有する前記カバー(8)の前記グリッド状の層(9,10,11)がワイヤーガーゼによって形成され、個々の層の前記ワイヤーガーゼは、異なるメッシュ幅を有するだけでなく、異なるワイヤー直径をも有する、請求項1に記載のターボチャージャー。
- 前記カバー(8)は厚みtを有し、前記チャンバー(5)は、前記支持壁(4)からの前記カバー(8)の距離によって規定される深さaを有し、tはaよりも小さい、請求項1または請求項2に記載のターボチャージャー。
- 前記カバー(8)の前記厚みtと前記チャンバー(5)の前記深さaとの比t/aが0.2ないし0.025である、請求項3に記載のターボチャージャー。
- 前記チャンバー(5)の前記深さaと減衰されるべき周波数の音響波長λとの比a/λが0.25ないし0.4である、請求項3または請求項4に記載のターボチャージャー。
- 前記支持構造体(3)の前記チャンバー(5)の前記深さaが15mmないし90mmである、請求項3ないし請求項5のいずれか1項に記載のターボチャージャー。
- 各サイレンサー(1)が、前記ターボチャージャーの各流れ誘導要素に一体化されている、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のターボチャージャー。
- 各サイレンサー(1)は、前記ターボチャージャーの前記コンプレッサーのらせん状の流出ハウジングに一体化されている、請求項7に記載のターボチャージャー。
- 各サイレンサー(1)は、別個のアセンブリとして具現化され、かつ、前記ターボチャージャーの各流れ誘導要素に接続される、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のターボチャージャー。
- 音響比流れ抵抗RSと流動媒体の特性音響インピーダンスZ0との比RS/Z0が0.25ないし4である、請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のターボチャージャー。
- 前記支持構造体(3)の前記チャンバー(5)は、前記サイレンサー(1)の流路(7)の貫流方向に見て、交互に異なる幅bを有する、請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載のターボチャージャー。
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