JP5684031B2 - Silencer for turbo compressor and arrangement method of silencer - Google Patents
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Description
本発明は、請求項1の、おいて書きに基づいて構成された、ターボ圧縮機用消音器、および、そのような消音器の配置方法に関する。 The present invention relates to a silencer for a turbo compressor and a method for arranging such a silencer, which are configured according to the writing of claim 1.
上述の態様の消音器は、特許文献1より公知である。 The silencer of the above-described aspect is known from Patent Document 1.
本発明の課題は、全体寸法がそれぞれ同じ条件であれば、従来の技術と比較して、音響的減衰特性を保持したまま吸気圧力損失が低減されるか、または、吸気圧力損失は不変で挿入損失が高められる、請求項1の、おいて書きに記載の消音器を提供することである。本発明の課題はさらに、そのような消音器の配置方法を提供することである。 The object of the present invention is to reduce the intake pressure loss while maintaining the acoustic attenuation characteristics, or to insert the intake pressure loss without change, as long as the overall dimensions are the same. It is to provide a silencer according to claim 1, wherein the loss is increased. It is a further object of the present invention to provide a method for arranging such silencers.
上記の課題は、請求項1に記載の消音器または請求項11に記載の方法により解決される。本発明の発展形は、それぞれの従属請求項で規定される。
The above problem is solved by the silencer according to claim 1 or the method according to
本発明の第1の態様によりターボ圧縮機の吸気側用の消音器が提供される。該消音器は、カバー部材として後壁および前壁を備え、かつ、後壁と前壁との間に形成された内部空間を有する、望ましくは円筒状のハウジングを備えており、該後壁は、内部空間への接続開口部、および、消音器をターボ圧縮機に取り付けるための手段を有している。上記消音器はさらに、それぞれが内周および外周を持つ複数のリング状減衰部材を有しており、これら減衰部材は、ハウジングの軸方向にそれぞれ互いに間隔をおいて層状に並んで内部空間内に配置されていて、それぞれ複数の減衰セクターを有している。上記消音器はさらに、ハウジングの円周方向にそれぞれ互いに間隔をおいて配置された、内部空間内で半径方向に放射状、望ましくは星状に延びる複数の仕切板を有しており、これら仕切板により各減衰部材の減衰セクターは、接線方向に並べられた位置に保持され、また、内部空間が複数の空間セクターに分割される。本発明の消音器は、減衰部材が軸方向において少なくとも部分的に、互いに異なる間隔で配置されていることを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, a silencer for an intake side of a turbo compressor is provided. The silencer includes a desirably cylindrical housing having a rear wall and a front wall as a cover member, and having an internal space formed between the rear wall and the front wall, A connection opening to the interior space and means for attaching the silencer to the turbo compressor. The silencer further includes a plurality of ring-shaped attenuation members each having an inner periphery and an outer periphery, and the attenuation members are arranged in layers in the axial direction of the housing and arranged in layers in the inner space. Arranged, each having a plurality of attenuation sectors. The silencer further includes a plurality of partition plates that are spaced apart from each other in the circumferential direction of the housing and extend radially in the inner space, preferably in a star shape, and these partition plates. Thus, the attenuation sector of each attenuation member is held at a position aligned in the tangential direction, and the internal space is divided into a plurality of spatial sectors. The silencer of the present invention is characterized in that the damping members are arranged at least partially apart from each other in the axial direction.
本発明において減衰部材が軸方向において少なくとも部分的に互いに異なる間隔で配置されていること、つまり、軸方向に等間隔で配置されていないことにより、消音器は、軸方向において発生する、該消音器の部分圧力損失に関して、用途に特異な消音要件に適応させることができる。 In the present invention, the silencer is generated in the axial direction by the damping members being arranged at least partially different from each other in the axial direction, that is, not arranged at equal intervals in the axial direction. With regard to the partial pressure loss of the vessel, it can be adapted to the specific muffler requirements.
つまり、消音器の減衰部材の互いの間隔は、消音器による総消音のうち達成可能な割合が低い内部空間軸領域においては、消音器による総消音のうち達成可能な割合が高い内部空間軸領域に比較して、より広くすることができる。 That is, the distance between the attenuation members of the silencer is the internal space axis region where the achievable ratio of the total silencer by the silencer is high in the internal space axis region where the achievable ratio is low. Compared to, it can be made wider.
減衰部材の間隔をより広くすることにより、総消音が最適であっても、いくらかの部分圧力損失およびそれにより消音器の総吸気圧力損失も低減させることができる。もう一方では、関連するモードでの音響伝播の大部分が発生する、内部空間内の軸領域において減衰部材の間隔をより狭くすることにより、より多くの減衰表面が配置され、または、より高い反射割合が達成され、それにより、消音器の挿入損失が全体的に改善される。 By making the spacing between the damping members wider, some partial pressure loss and thereby the total intake pressure loss of the silencer can be reduced even if the total silence is optimal. On the other hand, more attenuating surfaces are placed or more reflective by narrowing the spacing of the attenuating members in the axial region within the interior space where the majority of the acoustic propagation in the relevant mode occurs. A ratio is achieved, thereby improving the silencer insertion loss overall.
そのため望ましくは、消音器の総消音のうち達成可能な割合が最も低い内部空間軸領域においては、内部空間のその他の軸領域に比較して、減衰要素の軸方向における互いの間隔はより広くなっている。また望ましくは、消音器の総消音のうち達成可能な割合が最も高い内部空間軸領域においては、内部空間のその他の軸領域に比較して、減衰要素の軸方向における互いの間隔はより狭くなっている。 Therefore, preferably, in the interior space axial region where the achievable percentage of the total silencer of the silencer is the lowest, the spacing between the attenuation elements in the axial direction is wider than in the other axial regions of the interior space. ing. Desirably, in the interior space axial region where the achievable percentage of the total silencer of the silencer is the highest, the distance between the attenuation elements in the axial direction is narrower than in the other axial regions of the interior space. ing.
本発明の消音器のさらなる一つの実施形態によると、ハウジングの軸中心に関して前壁近くに配置されている減衰部材は、ハウジングの軸中心に関して後壁近くに配置されている減衰部材に比較して、軸方向における互いの間隔がより広い。 According to a further embodiment of the silencer of the invention, the damping member arranged near the front wall with respect to the axial center of the housing is compared to the damping member arranged near the rear wall with respect to the axial center of the housing. The distance between each other in the axial direction is wider.
本発明により認識されたことは、ハウジングの軸中心に関して前壁近くに配置されている減衰部材により達成可能な、消音器の総消音の割合が比較的低いことである。したがってここでは、消音器の挿入損失を悪化させることなく、減衰部材の間隔を広げることにより、たとえば、気体状の圧縮流体(たとえば空気など)の流速を低下させ、部分圧力損失およびそれにより全体の吸気圧力損失を低下させることができる。 It has been recognized by the present invention that the muffler has a relatively low rate of total silencing that can be achieved by a damping member located near the front wall relative to the axial center of the housing. Therefore, here, by increasing the spacing between the damping members without deteriorating the insertion loss of the silencer, for example, reducing the flow rate of the gaseous compressed fluid (e.g. air), the partial pressure loss and thereby the overall Intake pressure loss can be reduced.
望ましくは、減衰部材はそれぞれ、軸方向において互いに5mmから150mmの範囲で間隔があけられている。 Desirably, the damping members are spaced apart from each other in the axial direction in the range of 5 mm to 150 mm.
本発明の消音器のさらなる実施形態によると、減衰部材のそれぞれの内周は、少なくとも部分的には異なる直径で構成されている。換言すると、用途に特異なフロー条件またはフロー要件を考慮し、圧縮流体を最適な方法で、つまり、損失および乱流を最低限にして、後壁内の接続開口部を介してターボ圧縮機内に導くために、減衰部材間の半径方向の間隔を不均一とすることができる。それにより、減衰部材を目的に合わせて配置することにより、圧縮機への流入の最適化が達成される。 According to a further embodiment of the silencer according to the invention, the respective inner circumference of the damping member is at least partly configured with a different diameter. In other words, taking into account the specific flow conditions or requirements of the application, the compressed fluid is put into the turbo compressor in an optimal way, i.e. with minimal losses and turbulence, via a connection opening in the rear wall. In order to guide, the radial spacing between the damping members can be non-uniform. Thereby, the optimization of the inflow to the compressor is achieved by arranging the damping member in accordance with the purpose.
本発明の消音器のさらなる一つの実施形態によると、減衰部材の吸収材の厚さは5mm以上である。本発明により、本発明に関連する音響的空気伝送音励起スペクトルにおける最適な吸収挙動にとっては、材料厚を5mm未満にするべきではないことが認識された。 According to a further embodiment of the silencer of the invention, the thickness of the absorber of the damping member is 5 mm or more. In accordance with the present invention, it has been recognized that the material thickness should not be less than 5 mm for optimal absorption behavior in the acoustic airborne sound excitation spectrum associated with the present invention.
たとえば、各減衰部材の減衰セクターはそれぞれ、間に吸収材又は吸音材を挟んで隣接する2つの多孔板部品で構成することができ、その際、2つの多孔板部品を互いに隔てるべき吸収材の材料厚は5mm以上である。 For example, the damping sector of each damping member may be composed of two perforated plate parts adjacent to each other with an absorbent material or a sound absorbing material in between, with the two perforated plate parts being separated from each other. The material thickness is 5 mm or more.
本発明の消音器のさらなる一つの実施形態によると、各減衰部材はその外周からその内周に向かって波型に延びている。 According to a further embodiment of the silencer of the present invention, each damping member extends in a wave shape from its outer periphery toward its inner periphery.
減衰部材が波型またはうねった形をしていることにより、圧縮流体内において流れの方向に向かって広がる音波が真っ直ぐに通過することが妨げられ、また、減衰部材と圧縮流体との間の接触面も増え、それにより、減衰部材内における吸収が改善される。 The dampening member having a corrugated or wavy shape prevents the sound waves spreading in the direction of the flow in the compressed fluid from passing straight, and the contact between the dampening member and the compressed fluid. The surface also increases, thereby improving absorption within the damping member.
望ましくは各減衰部材の波型は、少なくとも二つの、逆の波位相、つまり、一つの波の山、および、一つの波の谷を有する。 Preferably, each attenuating member corrugation has at least two opposite wave phases, i.e. one wave crest and one wave trough.
本発明の消音器のさらなる一つの実施形態によると、減衰部材の波型は、内周の領域において、隣接する減衰部材間のそれぞれの間隔により形成される、消音器のそれぞれの流体流入路が、後壁の接続開口部に向かう方向に曲がるように形成されている。 According to a further embodiment of the silencer of the present invention, the wave form of the damping member has a respective fluid inflow path of the silencer formed by respective spacings between adjacent damping members in the region of the inner circumference. It is formed to bend in the direction toward the connection opening of the rear wall.
減衰部材の形状を目的に合わせることにより、圧縮機への流入の最適化を簡便に達成でき、その際、追加的なガイド部材は必要ない。 By optimizing the shape of the damping member, the optimization of the inflow to the compressor can be easily achieved, and no additional guide member is required.
本発明の第2の態様によると、上述の本発明の実施形態のうちの一つ、複数、または全ての、考慮可能なあらゆる組み合わせに基づく消音器を配置する方法が提供され、その方法においては、減衰部材のそれぞれの波型の曲率半径、および、減衰部材間の軸方向におけるそれぞれの間隔は、ターボ圧縮機の運転領域において顕著な空気伝送音のモード構成、および、消音器内での、その伝播に応じて規定される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for arranging a silencer based on any possible combination of one, a plurality, or all of the above-described embodiments of the present invention, wherein: The respective radii of curvature of the damping members, and the respective axial spacings between the damping members, the mode configuration of the airborne sound that is prominent in the operating region of the turbo compressor, and in the silencer, It is defined according to the propagation.
本発明の方法の一つの実施形態によると、減衰部材のそれぞれの波型、および、消音器のハウジングの内部空間における減衰部材のそれぞれの位置は、消音器を介してターボ圧縮機に供給すべき圧縮流体の最大流量が実現されるように規定される。 According to one embodiment of the method of the present invention, the respective corrugations of the damping member and the respective position of the damping member in the interior space of the silencer housing should be supplied to the turbo compressor via the silencer. It is defined that the maximum flow rate of the compressed fluid is achieved.
以下、本発明について、望ましい実施形態を用いて、また、付属の図を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.
図1は、ターボ圧縮機(図示されず)のための、本発明の一つの実施例の消音器1の斜視図であって、一部が切り開いて図示されている。 FIG. 1 is a perspective view of a silencer 1 of one embodiment of the present invention for a turbo compressor (not shown), partially cut away.
図1に示されたように、ターボ圧縮機の吸気側に取り付けるための、本発明の消音器1は、円筒状のハウジング10、複数のリング状減衰部材20、複数の仕切板30を有している。
As shown in FIG. 1, the silencer 1 of the present invention for mounting on the intake side of a turbo compressor has a
ハウジング10は、ハウジング10により形成された円筒のカバー部材として後壁11および前壁12を有している。後壁11と前壁12との間には、ハウジング10の内部空間13が形成されており、後壁11は、内部空間13への接続開口部11aを有している。
The
後壁11の外側にはリングフランジ11bが設けられており、このリングフランジ11bを介して、消音器1がターボ圧縮機の吸気側に取り付け可能になっている。
A
減衰部材20はそれぞれ、内周21および外周22を有しており、ハウジング10の軸方向ARにおいてそれぞれ間隔Aをおいて互いに層状に並べられて内部空間13内に配置されている。
The damping
減衰部材20のそれぞれは、複数の、本図では8個の、部分円環状の減衰セクター23を有しており、これら減衰セクター23は接線方向に、またはハウジング10の周方向URにおいて、一つの円環を成すよう並べられている。
Each of the damping
本図では8枚の仕切板30は、ハウジング10の周方向URにおいてそれぞれ同一の角距離で互いに配置されており、内部空間13の中央でハウジング10の中心軸MA上に配置されて前壁12に取り付けられた中央管40から放射状に、特に星状に、半径方向に内部空間13を外側に向かって延びており、そのため、仕切板30により、各減衰部材20の減衰セクター23は互いに並べられた位置に保持され、内部空間13は複数の空間セクター13aに細分される。仕切板30はそれぞれ、後壁11および前壁12に取り付けられているため、ハウジング10は安定した構造を有している。
In this figure, the eight
後壁11の接続開口部11aの領域において、仕切板30はそれぞれ波型のリセス31を有しており、このリセスは、図1に示したように、リセス31の境界端が、中心軸MAを中心に回転する回転体として見た場合に鐘状の形をなし、その開いた側が接続開口部11aに開口し、その閉じた側が中心管40に接続され、特に中心管40内に開口するように形成されている。この鐘状の形は、特に構造力学的な長所を提供している。
In the region of the connection opening 11 a of the
図1にはそう図示されていないが、減衰部材20は軸方向ARにおいて少なくとも部分的に異なる間隔Aをおいて互いに配置されている。
Although not shown in FIG. 1, the damping
詳しく言うと、減衰部材20は、消音器1の総消音のうちの最も低い割合を達成できる内部空間13の軸領域(軸方向ARに沿った領域)においては、軸方向ARにおける間隔Aが、内部空間13の残りの軸領域と比較して、より広くなっている。
More specifically, the damping
もう一方では、減衰部材20は、消音器1の総消音のうちの最も高い割合を達成できる内部空間13の軸領域においては、軸方向ARにおける間隔Aが、内部空間13の残りの軸領域と比較して、より狭くなっている。
On the other hand, in the axial region of the
図1に図示された本発明の実施形態によると、ハウジング10の軸中心(ハウジング10の軸方向ARの長さの中間位置)に関して前壁12の近くまたは最も近くに配置されている減衰部材20は、軸中心に関して後壁11の近くに配置されている減衰部材20と比較して、軸方向ARにおける間隔Aがより広くなっている。
According to the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 1, the damping
そうすると、図1に示された本発明の実施形態に関しては、図1において最も右に配置されている2つまたは3つの減衰部材20は、それより左に配置されている残りの減衰部材20より、間隔Aを広くすることも可能である。
Then, with respect to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the two or three damping
本発明によると、減衰部材20間の軸方向における間隔Aは5mm〜150mmである。
According to the present invention, the axial distance A between the damping
やはり図1にはそう図示されていないが、減衰部材20のそれぞれの内周21は少なくとも部分的には異なる直径で構成すること、つまり、半径方向に互いに異なる間隔をおくことも可能である。
Although not so shown in FIG. 1, it is also possible for each
各減衰部材20の減衰セクター23はそれぞれ、隣接する2つの多孔板部品24,25で構成されており、これら2つの多孔板部品の間には、5mm以上の材料厚(吸収材厚)を持つ吸収材26が収容されている。
The damping
減衰部材20のそれぞれは、その外周22から始まってその内周21に向かって波型を成して延びており、その波型は少なくとも2つの逆の波位相、つまり、一つの波の山および一つの波の谷を有している。
Each of the damping
図1から分かるように減衰部材20の波型は、内周21の領域においては、隣接する減衰部材20間のそれぞれの間隔Aによりそれぞれ形成される、消音器1の流体流入路27が後壁11の接続開口部11aに向かう方向に曲がるように形成されている。
As can be seen from FIG. 1, in the region of the
そうすることにより、半径方向の外側から、流体流入路27のそれぞれの流体入口27aを介してハウジング10の内部空間13に流入する圧縮流体(たとえば空気)を、少ない乱流で後壁11の接続開口部11aに導いて、そこからターボ圧縮機の吸気側へと導くことができる。
By doing so, the compressed fluid (for example, air) that flows into the
図1から見て取ることはできないが、ターボ圧縮機に入る前に圧縮流体をろ過するために、ハウジング10により形成される円筒のジャケット部材として、流体流入路27の流体入口27aを円周状にカバーするフィルタ材を設けることができる。
Although not visible in FIG. 1, the
消音器1を配置するための本発明の方法によると、減衰部材20のそれぞれの波型の曲率半径、および、減衰部材20間の軸方向ARにおけるそれぞれの間隔Aは、ターボ圧縮機の運転領域において顕著な空気伝送音のモード構造、および、消音器内でのその伝播に応じて規定される。
According to the method of the present invention for arranging the silencer 1, the radius of curvature of each of the damping
消音器1を配置するための本発明の方法によると、さらに、減衰部材20のそれぞれの波型、および、消音器1のハウジング10の内部空間13内における減衰部材20のそれぞれの位置は、消音器1を介してターボ圧縮機に供給すべき圧縮流体の最大流量が実現されるように規定される。
According to the method of the present invention for arranging the silencer 1, the respective corrugation of the
1 消音器
10 ハウジング
11 後壁
11a 接続開口部
11b リングフランジ
12 前壁
13 内部空間
13a 空間セクター
20 減衰部材
21 内周
22 外周
23 減衰セクター
24 多孔板部品
25 多孔板部品
26 吸収材
27 流体流入路
27a 流体入口
30 仕切板
31 リセス
40 中央管
A 間隔
AR 軸方向
UR 周方向
MA 中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
ハウジング(10)を有し、該ハウジング(10)は後壁(11)および前壁(12)をカバー面部材として備え、また、後壁(11)と前壁(12)との間に形成された内部空間(13)を備えており、前記後壁(11)には前記内部空間(13)への接続開口部(11a)および前記消音器(1)をターボ圧縮機に取り付けるための手段(11b)が設けられており、
さらに、それぞれ内周(21)および外周(22)を持つ複数のリング状減衰部材(20)を有し、該減衰部材(20)は、前記ハウジング(10)の軸方向(AR)において互いに間隔(A)をおいて層状に並んで前記内部空間(13)内に配置され、それぞれが複数の減衰セクター(23)を有しており、
さらに、前記ハウジング(10)の周方向(UR)においてそれぞれ互いに間隔をおいて配置された、前記内部空間(13)内を半径方向に放射状に延びる複数の仕切板(30)を有し、これら仕切板(30)により各減衰部材(20)の前記減衰セクタ(23)が保持され、前記内部空間(13)が複数の空間セクタ(13a)に分割されている消音器(1)において、
前記減衰部材(20)が軸方向(AR)において少なくとも部分的に、互いに異なる間隔(A)をおいて配置されており、
各減衰部材(20)が、その外周(22)からその内周(21)に向かって波型を成して延びていることを特徴とする消音器。 A silencer (1) for a turbo compressor,
The housing (10) includes a rear wall (11) and a front wall (12) as cover surface members, and is formed between the rear wall (11) and the front wall (12). Means for attaching the opening (11a) to the inner space (13) and the silencer (1) to the turbo compressor on the rear wall (11). (11b) is provided,
Furthermore, it has a plurality of ring-shaped damping members (20) each having an inner circumference (21) and an outer circumference (22), and the damping members (20) are spaced from each other in the axial direction (AR) of the housing (10). (A) arranged in the inner space (13) side by side in layers, each having a plurality of attenuation sectors (23),
And a plurality of partition plates (30) extending radially in the internal space (13) and spaced apart from each other in the circumferential direction (UR) of the housing (10). In the silencer (1) in which the damping sector (23) of each damping member (20) is held by the partition plate (30) and the internal space (13) is divided into a plurality of spatial sectors (13a),
The attenuating members (20) are arranged at least partially in the axial direction (AR) at different intervals (A) ;
A silencer, wherein each damping member (20) extends in a wave shape from its outer periphery (22) toward its inner periphery (21) .
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