JP5804962B2 - Supercharger silencer and supercharger provided with the same - Google Patents
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Description
本発明は、過給機において吸込空気から発生する騒音を消音する過給機消音装置に係り、例えば舶用や発電用の大型ディーゼルエンジンに使用される過給機に用いられて好適な過給機消音装置およびこれを備えた過給機に関するものである。 The present invention relates to a turbocharger silencer that silences noise generated from intake air in a turbocharger, and is suitable for use in, for example, a turbocharger used in a large diesel engine for ships or power generation. The present invention relates to a silencer and a supercharger equipped with the silencer.
従来から、エンジンにおいては、軽量性やコンパクト性を保ちつつ高出力化を図るため、吸気を圧縮して燃焼室に送り込む過給機を具備するものがある。そして、この過給機による過給時に発生する吸気音を低減させるための吸気サイレンサ(消音装置)を備える技術が一般的となっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, some engines include a supercharger that compresses intake air and sends it to a combustion chamber in order to achieve high output while maintaining light weight and compactness. And the technique provided with the intake silencer (silencer) for reducing the intake sound which generate | occur | produces at the time of supercharging by this supercharger is common.
近年、エンジンの高出力化のために過給機にも高圧力比と高効率が要求され、この結果、過給機は高回転で駆動されることになってきている。そして、この過給機の高回転数の駆動により過給機からの騒音も大きくなっている。 In recent years, high pressure ratios and high efficiency are required for superchargers in order to increase engine output, and as a result, superchargers have been driven at high speeds. And the noise from a supercharger also becomes large by the drive of the high rotation speed of this supercharger.
上述した過給機の騒音の対策として、圧縮機入口側に吸込空気からの消音を行う消音装置が設けられている。このような対策について開示された文献として、下記特許文献1乃至2がある。
As a countermeasure against the noise of the supercharger described above, a silencer that silences the intake air is provided on the compressor inlet side. The following
特許文献1には、各通路に2つの屈曲部が形成されていることにより、基本周波数より高い周波数の音波が屈曲部に衝突することになり、この基本周波数より高い周波数の音波の通り抜けを防止している。これにより、音波の通路を細分化し、通過長さを長くすることができ、消音量を増加することができる方法が示されている。 In Patent Document 1, since two bent portions are formed in each passage, a sound wave having a frequency higher than the fundamental frequency collides with the bent portion, and the passage of a sound wave having a frequency higher than the basic frequency is prevented. doing. Thus, a method is shown in which the passage of sound waves can be subdivided, the passage length can be increased, and the muffled sound volume can be increased.
特許文献2には、吸気サイレンサ(消音装置)内において破損する固定具や残存スパッタ等の異物の発生がなくなることから安全性の高い吸気サイレンサ(消音装置)が構成されている。これによって、従来と比較して高い消音効果が得られ、簡単な構成であり製造工数の削減が図れる方法が示されている。
In
特許文献1には、音波の通路を細分化し、通過長さを長くすることができ、消音量を増加することができる方法が記載されている。しかし、吸音エレメントが特殊な形状を有していることから、制作コストが高くなる。また、吸音材にパンチングメタルで覆った吸音エレメントを、サイレンサ(消音装置)本体に溶接して設置する必要があるため、エレメントが汚れた場合に交換するのが困難となるという問題があった。 Patent Document 1 describes a method in which a sound wave path can be subdivided to increase the passage length and increase the muffled sound volume. However, since the sound absorbing element has a special shape, the production cost increases. Further, since it is necessary to install the sound absorbing element covered with the punching metal on the sound absorbing material by welding to the silencer (silencer) main body, there is a problem that it is difficult to replace the element when the element becomes dirty.
特許文献2には、従来と比較して高い消音効果が得られ、簡単な構成であり製造工数の削減が図れ、吸気サイレンサ(消音装置)内の固定具や残存スパッタ等の異物の発生がなくなる方法が記載されている。しかし、吸音エレメントと吸気流路の幅が一様であり、減音効果の期待される周波数範囲が狭いという問題があった。
In
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡便な構造で高い消音効果とメンテナンス性が得られ、過給機のインペラの傷付きを防止する過給機消音装置およびこれを備えた過給機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and has a simple structure, a high silencing effect and maintainability can be obtained, and a turbocharger silencing device that prevents the impeller of the turbocharger from being damaged and the same It aims at providing the supercharger provided with.
上記課題を解決するために、本発明の過給機消音装置およびこれを備えた過給機は以下の手段を採用する。
本発明の過給機消音装置は、円筒面とされた外周面から空気を吸い込み、円筒面とされた内周面から過給機の吸気口へと該空気を消音しつつ供給する過給機消音装置であって、前記内周面に接するとともに前記内周面から接線方向に前記外周面まで延在するように設けられた略平板形状の吸音エレメントが所定間隔離間した状態で複数設けられ、各前記吸音エレメントは、略平板形状とされた吸音材と、所定の位置に固定された状態で該吸音材を前記外周面側からスライドさせて挿入することにより取り付け可能であり、前記吸音材を前記外周面側に向けてスライドさせることにより取り外し可能であり、前記吸音材を該吸音エレメントの延在方向に支持する枠体と、を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the supercharger silencer of the present invention and the supercharger equipped with the same employ the following means.
The supercharger silencer of the present invention is a supercharger that sucks air from an outer peripheral surface that is a cylindrical surface and supplies the air from the inner peripheral surface that is a cylindrical surface while silencing the air. A silencer, wherein a plurality of substantially flat plate-shaped sound absorbing elements that are in contact with the inner peripheral surface and extend from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface in a tangential direction are provided at a predetermined interval, Each of the sound absorbing elements can be mounted by inserting a sound absorbing material having a substantially flat plate shape and sliding the sound absorbing material from the outer peripheral surface side while being fixed at a predetermined position. And a frame that is detachable by sliding toward the outer peripheral surface side and supports the sound absorbing material in the extending direction of the sound absorbing element.
吸音エレメントの形状が平板形状とされているため、簡便な構造となる。このことから、吸音エレメントに用いられる吸音材を加工する必要がなく、規格品を使用することができる。また、吸音エレメントが平板形状とされるため、内部の吸音材を抜いた状態の吸音エレメントの支持枠を、円筒面とされた内周面へ溶接等によって簡便に固定することができる。溶接による固定を行う場合には、内部の吸音材を外した状態で溶接することにより、溶接時に発生するスラグが吸音材へ付着するおそれがなく、運転時に付着したスラグが外れ、過給機のインペラと衝突して、インペラを傷つけるおそれがなくなる。また、吸音エレメントの支持枠を溶接によって設置された後に、吸音エレメント内部の吸音材の取り付けおよび取り外しが可能となっていることから、メンテナンスが容易に行える。 Since the sound absorbing element has a flat plate shape, the structure is simple. Therefore, it is not necessary to process the sound absorbing material used for the sound absorbing element, and a standard product can be used. Further, since the sound absorbing element has a flat plate shape, the support frame of the sound absorbing element in a state in which the sound absorbing material is removed can be easily fixed to the inner peripheral surface having a cylindrical surface by welding or the like. When fixing by welding, the slag generated during welding is not likely to adhere to the sound absorbing material by welding with the internal sound absorbing material removed. There is no risk of damaging the impeller by colliding with the impeller. In addition, since the sound absorbing material inside the sound absorbing element can be attached and detached after the support frame of the sound absorbing element is installed by welding, maintenance can be easily performed.
さらに、本発明にかかる過給機消音装置では、各前記吸音エレメントの間には、これら吸音エレメントと略平行に、かつ、前記外周面から半径方向内側の中途位置まで延在するように配置された略平板形状の第2吸音エレメントが設けられていることを特徴とする。 Further, in the turbocharger silencer according to the present invention, the sound absorbing elements are arranged between the sound absorbing elements so as to be substantially parallel to the sound absorbing elements and extend from the outer peripheral surface to a middle position in the radial direction. A substantially flat plate-like second sound absorbing element is provided.
吸音エレメントの間に第2吸音エレメントを配置することとしたので、一つの流路に入ってきた音を複数に分割することができる。音を複数に分割することにより、音波が干渉して騒音を低減させることができる。また、第2吸音エレメントの設置によって異なる形状の流路が形成されるので、異なる周波数の音を吸音することができる。
本発明の過給機消音装置は、円筒面とされた外周面から空気を吸い込み、円筒面とされた内周面から過給機の吸気口へと該空気を消音しつつ供給する過給機消音装置であって、前記内周面に接するとともに前記外周面まで延在するように設けられた略平板形状の吸音エレメントが所定間隔離間した状態で複数設けられ、各前記吸音エレメントは、略平板形状とされた吸音材と、該吸音材が前記外周面側から挿入可能とされるとともに該吸音エレメントの延在方向に支持する枠体と、を備え、各前記吸音エレメントの間には、これら吸音エレメントと略平行に、かつ、前記空気の吸い込み側である前記外周面から半径方向内側の中途位置まで延在するように配置された略平板形状の第2吸音エレメントが設けられていることを特徴とする。
Since the second sound absorbing element is arranged between the sound absorbing elements, it is possible to divide the sound that has entered one flow path into a plurality of parts. By dividing the sound into a plurality of parts, sound waves can interfere with each other and noise can be reduced. Moreover, since the flow path of a different shape is formed by installation of a 2nd sound absorption element, the sound of a different frequency can be absorbed.
The supercharger silencer of the present invention is a supercharger that sucks air from an outer peripheral surface that is a cylindrical surface and supplies the air from the inner peripheral surface that is a cylindrical surface while silencing the air. A silencer, wherein a plurality of substantially flat plate-like sound absorbing elements that are in contact with the inner peripheral surface and extend to the outer peripheral surface are provided at a predetermined interval, and each of the sound absorbing elements is a substantially flat plate A sound-absorbing material having a shape, and a frame body in which the sound-absorbing material can be inserted from the outer peripheral surface side and supported in the extending direction of the sound-absorbing element, and between these sound-absorbing elements, A substantially flat plate-like second sound absorbing element is provided that is disposed substantially parallel to the sound absorbing element and extending from the outer peripheral surface on the air suction side to a midway position on the radially inner side. Features.
さらに、本発明にかかる過給機消音装置では、前記吸音エレメントの下流端には、下流側に向かって先細り形状とされた整流部が設けられていることを特徴とする。 Furthermore, the turbocharger silencer according to the present invention is characterized in that a rectifying portion tapered toward the downstream side is provided at the downstream end of the sound absorbing element.
吸音エレメントの下流端に、下流側に向かって先細り形状とされた整流部を設けることとしたので、吸音エレメント下流側で発生する後流の発生を防ぐことができ、さらなる消音効果を得ることができる。 Since the rectifying portion tapered toward the downstream side is provided at the downstream end of the sound absorbing element, it is possible to prevent the occurrence of a wake that occurs downstream of the sound absorbing element and to obtain a further silencing effect. it can.
さらに、本発明にかかる過給機では、吸込口に、上記いずれかに記載の過給機消音装置が設けられていることを特徴とする。 Furthermore, in the supercharger according to the present invention, any one of the above-described supercharger silencing devices is provided at the suction port.
簡便に組み立てることができ、吸音材を容易に交換することができる過給機消音装置を備えた過給機を実現できる。吸音エレメント支持枠を円筒面の内周面に溶接等によって固定した後に、吸音材を円筒面外周から挿入することが可能となっている。これにより、吸音材に例えば溶接時のスラグが付着するおそれがないため、運転中の過給機のインペラにスラグが衝突するおそれがないため、インペラの傷付き防止を図ることができる。 It is possible to realize a supercharger equipped with a supercharger silencer that can be easily assembled and can easily replace the sound absorbing material. After the sound absorbing element support frame is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical surface by welding or the like, the sound absorbing material can be inserted from the outer peripheral surface of the cylindrical surface. Thereby, since there is no possibility that slag at the time of welding adheres to a sound-absorbing material, for example, there is no possibility that slag will collide with the impeller of the supercharger during operation, and thus it is possible to prevent the impeller from being damaged.
本発明によれば、吸音エレメントが汚れた場合でも、吸音エレメント内部の吸音材の取り付けおよび取り外しが可能となっていることから、吸音材の清掃や交換といったメンテナンスが容易に行える。また、吸音材の清掃が可能となったことにより、過給機のインペラの傷付き防止を図ることができる。 According to the present invention, even when the sound absorbing element is dirty, the sound absorbing material inside the sound absorbing element can be attached and detached, so that maintenance such as cleaning and replacement of the sound absorbing material can be easily performed. Further, since the sound absorbing material can be cleaned, the impeller of the supercharger can be prevented from being damaged.
以下に、本発明に係る過給機消音装置(以下、単に「消音装置」という。)およびこれを備えた過給機の一実施形態について、図1から図3および図6を用いて説明する。
〔第1実施形態〕
図6には、従来の消音装置30を具備した排気タービン過給機(以下、単に「過給機」という。)10を示す縦断面図である。本発明に係る消音装置は、この従来の消音装置30に代えて過給機10に適用され得るものである。
過給機10は、例えば、図示しない舶用ディーゼル機関(例えば、低速2サイクルディーゼル機関)に装着されて、舶用ディーゼル機関を構成するシリンダライナ(図示せず)の内部と連通する給気マニホールド(図示せず)に、圧縮された空気を供給する装置である。
Hereinafter, a supercharger silencer according to the present invention (hereinafter simply referred to as a “silencer”) and a supercharger including the same will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIG. 6. .
[First Embodiment]
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an exhaust turbine supercharger (hereinafter simply referred to as “supercharger”) 10 equipped with a
The
過給機10は、ガス入口ケーシング11、ガス出口ケーシング12、軸受台13及びコンプレッサ側の空気案内ケーシング14がボルト(図示せず)によって一体に締結されることにより構成されている。ロータ軸15は、軸受台13内にスラスト軸受16及びラジアル軸受17,18により回転自在に支持されており、一端部にタービン部を構成するタービン19が固結され、他端部にコンプレッサ部を構成するコンプレッサ羽根車(羽根車)20が固結されている。
The
一端部側のタービン19は、外周部に多数のブレード19aを有している。このブレード19aは、ガス入口ケーシング11に設けられた排気ガス導入路22と、ガス出口ケーシング12に設けられた排気ガス排出路23との間に配置されている。
一方、他端部側のコンプレッサ羽根車20は、外周部に多数のブレード20aを有している。このブレード20aは、空気案内ケーシング14に設けられた吸入空気導入路(吸入口)24の後方に配置されている。吸入空気導入路24は、コンプレッサ羽根車20を介して渦巻き室25に接続され、さらに、渦巻き室25は図示しない吸入空気導入路を介してエンジンの燃焼室に接続されている。
The
On the other hand, the
図1には、上述した過給機10に対して本発明の消音装置2を適用した部分縦断面が示されている。
同図に示されるように、吸入空気導入路24の上流側に、消音装置2が設けられている。この消音装置2は、コンプレッサ部で圧縮する吸入空気が吸入される吸入口26の前段(上流側)に設置される装置であり、吸入空気を通過させることで空気流を整流するフィルタ機能と、吸入空気によって発生する騒音を吸収する消音機能とを有している。
FIG. 1 shows a partial longitudinal section in which the
As shown in the figure, the
図2に示されているように、消音装置2には、略平板形状の吸音エレメント5が複数設けられている。略平板形状とされた各吸音エレメント5は、過給機10の軸線方向に立設して配置されており、円筒面とされた消音装置2の内周面3から接線方向に、円筒面とされた消音装置2の外周面4まで延在している。吸音エレメント5の一端は、内周面3の接平面となるように配置され、かつ、その他端は、円筒面とされた外周面4上に位置するように配置されている。各吸音エレメント5の間隔は略等間隔となるように設置されている。このように各吸音エレメント5を配置することにより、外周面4から内周面3にかけて、漸次流路幅が狭められる空気流路が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
図3には、図2にて示した各消音エレメント5の詳細構造が示されている。吸音エレメント5は、略平板形状とされた吸音材7と、吸音材7を外周面4側から挿入可能とする枠体とを備えている。この枠体は、吸音エレメント5の延在方向に設けられた仕切板6と、この仕切板6を両側から挟み込むように所定距離離間した状態で設けられた支持枠8とを備えている。支持枠8には、例えばパンチングメタル等が用いられ、図示しない溶接用の固定部が設けられる。
仕切板6および支持枠8の下流側端部(内周端)には、下流側に向かって先細り形状となった整流部9が設けられている。
このような構成となっているので、例えば溶接等によって仕切板6および支持枠8等の枠体を所定の位置に固定した後に、吸音材7の着脱が可能となっている。具体的には、仕切板6および支持枠8等の枠体に対して外周側(図3において右側)から内周側に向けて吸音材7をスライドさせて挿入することにより取り付けることができ、また、外周側に向けて引き出すように吸音材7をスライドさせることにより取り外すことができるようになっている。
FIG. 3 shows a detailed structure of each
At the downstream end (inner peripheral end) of the partition plate 6 and the
Since it has such a structure, after fixing frame bodies, such as the partition plate 6 and the
次に上記構成の消音装置の動作について説明する。
図1に示されているように、消音装置2の外周面4側から吸入吸気を吸い込み、吸音エレメント5間の流路に吸入空気を通過させて内周面3から流出させる。吸入空気は、吸音エレメント5間を流れる際に、漸次流路幅が狭くなるようにして流れる。図3に示されているように、吸音エレメント5の下流端では、整流部9によって、矢印40で示すように空気流が整流される。吸入空気は、吸音エレメント5間を流れる際に、吸音エレメント5の内部に設けられた吸音材7によって、吸入空気から発生する騒音を吸収する。
Next, the operation of the silencer configured as described above will be described.
As shown in FIG. 1, the intake air is sucked in from the outer
本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
図3に示されているように、吸音エレメント5の支持枠8等の枠体を例えば溶接等によって図示しない溶接用の固定部を用いて設置した後でも、吸音材7の取り付けおよび取り外しが可能となっている。これによって、吸音材7取り外した後に溶接時に発生するスラグ等の異物を清掃により取り除くことができる。溶接時に発生するスラグが吸音エレメント5内に残らないように、清掃を行える構造としていることから、過給機のインペラの傷付きを防止することができる。
また、吸音エレメント5内部の吸音材7が汚れた場合でも、取り付け取り外しを可能とした簡便な構造となっているので、容易に吸音材7の交換を行うことができる。
さらに吸音エレメント5内部の吸音材7は、平板形状を有しているので、特殊な加工を必要としないため、制作が容易であり、市販の吸音材7を使用することができる。
According to this embodiment, there exist the following effects.
As shown in FIG. 3, it is possible to attach and remove the sound absorbing material 7 even after the frame body such as the
Moreover, even if the sound absorbing material 7 inside the
Furthermore, since the sound absorbing material 7 inside the
吸音エレメント5は、下流側に向かって先細り形状となった整流部9が設けられ、空気流を整流することで、後流の発生を防ぐことができ、騒音をさらに低減することができる。
また、吸音エレメント5を内周面3の接線方向に所定間隔で設置することとしたので、吸入空気と吸音エレメント5との接触面を大きくすることができ、簡便な構造で、高い消音効果を得ることができる。
The sound-absorbing
In addition, since the
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について、図4又は図5を用いて説明する。
本実施形態は、第1実施形態に示した消音装置2に加えて、平板形状の第2吸音エレメント5aによって、さらに消音効果が得られるものになっている。したがって、第1実施形態と同様の構成には同一符号を付しその説明を省略する。
図4に示されているように、吸音エレメント5の間には、これら吸音エレメント5と略平行に、かつ、外周面4から半径方向内側の中途位置まで延在するように配置された略平板形状の第2吸音エレメント5aが設けられている。この第2吸音エレメント5aにより、外周面4側からの吸入空気を分割することができ、また各吸音エレメント5,5aとの接触面積を更に大きくしている。
第2吸音エレメント5aの半径方向の延在長さは、例えば、消音対象音波の波長に対して半分の長さとして用いることが好ましい。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 or FIG.
In the present embodiment, in addition to the
As shown in FIG. 4, a substantially flat plate disposed between the
The extending length of the second
本実施形態によれば、吸音エレメント5の間に第2吸音エレメント5aを配置することとしたので、吸音エレメント5,5a間の流路幅5d(図5参照)を調整することができる。これによって、必要な消音対象周波数にチューニングすることができる。また、吸音エレメント5の長さを消音対象音波の波長に対して半分の長さとすることで、さらに消音効果を得ることができる。
According to the present embodiment, since the second
また、一つの流路に入ってきた音を第2吸音エレメント5aによって複数に分割することができるので、第2吸音エレメント5aによって分離された流路5bと流路5cで発生した音波が下流側で干渉して騒音を低減させることができる。また、第2吸音エレメント5aの設置によって、例えば流路5bや流路5cのような、異なる形状の流路が形成されるので、異なる周波数の音を消音することができる。
Moreover, since the sound that has entered one flow path can be divided into a plurality of parts by the second
2 消音装置
3 内周面
4 外周面
5 吸音エレメント
5a 第2吸音エレメント
5b 流路
5c 流路
6 仕切板
7 吸音材
8 支持枠
9 整流部
10 過給機
24 吸入空気導入路
26 吸入口
2
Claims (5)
前記内周面に接するとともに前記内周面から接線方向に前記外周面まで延在するように設けられた略平板形状の吸音エレメントが所定間隔離間した状態で複数設けられ、
各前記吸音エレメントは、
略平板形状とされた吸音材と、
所定の位置に固定された状態で該吸音材を前記外周面側からスライドさせて挿入することにより取り付け可能であり、前記吸音材を前記外周面側に向けてスライドさせることにより取り外し可能であり、前記吸音材を該吸音エレメントの延在方向に支持する枠体と、
を備えていることを特徴とする過給機消音装置。 A supercharger silencer that sucks air from an outer peripheral surface that is a cylindrical surface, and supplies the air from the inner peripheral surface that is a cylindrical surface to the intake port of the turbocharger,
A plurality of substantially flat plate-shaped sound-absorbing elements provided so as to be in contact with the inner peripheral surface and extend from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface in a tangential direction are provided at a predetermined interval,
Each of the sound absorbing elements is
A sound-absorbing material having a substantially flat plate shape;
Is attachable by inserting a sound absorbing material is slid from the outer peripheral surface side in a state of being fixed to a predetermined position, it is removable by sliding toward the sound absorbing material on the outer peripheral surface, A frame that supports the sound absorbing material in the extending direction of the sound absorbing element;
A turbocharger silencer comprising:
前記内周面に接するとともに前記外周面まで延在するように設けられた略平板形状の吸音エレメントが所定間隔離間した状態で複数設けられ、
各前記吸音エレメントは、略平板形状とされた吸音材と、該吸音材が前記外周面側から挿入可能とされるとともに該吸音エレメントの延在方向に支持する枠体と、を備え、
各前記吸音エレメントの間には、これら吸音エレメントと略平行に、かつ、前記空気の吸い込み側である前記外周面から半径方向内側の中途位置まで延在するように配置された略平板形状の第2吸音エレメントが設けられていることを特徴とする過給機消音装置。 A supercharger silencer that sucks air from an outer peripheral surface that is a cylindrical surface, and supplies the air from the inner peripheral surface that is a cylindrical surface to the intake port of the turbocharger,
A plurality of substantially flat sound-absorbing elements provided so as to be in contact with the inner peripheral surface and extend to the outer peripheral surface are provided at a predetermined interval,
Each of the sound absorbing elements includes a sound absorbing material having a substantially flat plate shape, and a frame body in which the sound absorbing material can be inserted from the outer peripheral surface side and supported in the extending direction of the sound absorbing element ,
Between each of the sound absorbing elements, a substantially flat plate-shaped first plate is disposed so as to be substantially parallel to the sound absorbing elements and extend from the outer peripheral surface on the air suction side to a midway position in the radial direction. 2. A supercharger silencer comprising two sound absorbing elements .
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