JP6392103B2 - 吸音装置、遠心圧縮機、および過給機 - Google Patents

Description

本発明は、吸音装置、遠心圧縮機、および過給機に関する。

従来、過給機の空気吸入口に吸入される吸入空気の吸音を行うサイレンサが知られている。サイレンサは、吸入される吸入空気の流路に吸音体を設けることにより吸入される空気の吸音を行うものである（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１には、２枚の円板間に形成される吸入空気の流路を、両円板の円周方向に間隔を隔てて配置された複数の吸音スプリッタで細分化することにより、吸音量を増加するようにしたサイレンサが開示されている。また、特許文献１では、吸音スプリッタを２つの屈曲部を有するＺ形とすることにより、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。

特開平１１−２００９６９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたサイレンサは、２つの屈曲部を有する吸音スプリッタを用いるため、複雑な形状の吸音スプリッタを製造する製造コストが高くなり、組立に手間がかかるという問題がある。
また、基本周波数より高い周波数の音波の通り抜けを防止できるものの、多様な周波数の騒音を効果的に吸音することができなかった。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、多様な周波数の騒音を効果的に吸音しつつ製造コストを低減した吸音装置、遠心圧縮機、および過給機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る吸音装置は、圧縮機に吸入される吸入流体の吸入口に取り付けられる円筒状の吸音装置であって、前記圧縮機が配置される軸線と同軸に配置されるとともに前記吸入口に取り付けられる開口部が形成された第１円板部材と、前記軸線と同軸に配置されるとともに前記第１円板部材と平行に配置される第２円板部材と、前記第２円板部材に取り付けられるとともに前記第２円板部材から前記吸入口に向けて突出する錐台状の錘台部材と、前記第１円板部材および前記第２円板部材の互いに対向する一対の面と前記錘台部材の外周面とにより形成される前記吸入流体の流路に取り付けられる吸音部材とを備え、前記第２円板部材と前記錘台部材とで形成される閉空間が仕切部材によって複数の空間に分割されており、前記錘台部材には、前記複数の空間のそれぞれと前記流路とを連通させる複数の連通穴が形成されており、前記複数の空間と前記複数の連通穴とにより複数対の共鳴器が形成されるとともに、該複数対の共鳴器が２以上の異なる共鳴周波数を有する。

本発明の一態様に係る吸音装置は、第１円板部材と平行に配置される第２円板部材に取り付けられる錘台状の錘台部材を有する。錘台部材は、圧縮機の吸入口に向けて突出する錐台状の部材である。そのため、第１円板部材と第２円板部材とで挟まれた円筒状の空間の外周側から錘台部材へ向けて流入した吸入流体は、錘台部材の外周面に沿って圧縮機の吸入口に向けて導かれる。吸入流体を圧縮機の吸入口に導く流路には、吸音部材が取り付けられているため、圧縮機の騒音が吸音される。

本発明の一態様に係る吸音装置は、第２円板部材と錘台部材とで形成される閉空間が仕切部材によって複数の空間に分割されるとともに、各空間が連通穴によって吸入流体の流路と連通している。そして、複数の空間と複数の連通穴とにより形成される複数対の共鳴器が、２以上の異なる共鳴周波数を有する。そのため、流路を流通する吸入流体から、多様な周波数の騒音を効果的に吸音することができる。また、複数の空間は、吸入流体を圧縮機の吸入口に導く流路を形成する錘台部材によって形成される。そのため、吸音のための特別な部材を製造することなく、流路を形成する錘台部材を利用して複数対の共鳴器を形成することができる。

本発明の一態様に係る吸音装置において、前記複数対の共鳴器は、第１共鳴器と第２共鳴器とを有し、前記第１共鳴器を形成する第１の前記連通穴の横断面積と前記第２共鳴器を形成する第２の前記連通穴の横断面積とが同一であり、前記第１共鳴器を形成する第１の前記連通穴の長さと前記第２共鳴器を形成する第２の前記連通穴の長さとが同一であり、前記第１共鳴器を形成する第１の前記空間の容積と前記第２共鳴器を形成する第２の前記空間の容積とが異なる構成であってもよい。

本構成によれば、複数対の共鳴器が有する第１共鳴器および第２共鳴器の連通穴の形状（横断面積および長さ）を同じにしつつそれらの空間の容積を異ならせることにより、２以上の異なる共鳴周波数を有するようにすることができる。そのため、仕切部材によって仕切られる空間の容積を異ならせるという比較的容易な設計により、２以上の異なる共鳴周波数を吸音させることができる。

本発明の一態様に係る遠心圧縮機は、上記のいずれかに記載の吸音装置が取り付けられている。
このようにすることで、多様な周波数の騒音を効果的に吸音しつつ製造コストを低減した遠心圧縮機を提供することができる。
本発明の一態様に係る過給機は、上記のいずれかに記載の吸音装置と、吸入流体の吸入口に前記吸音装置が取り付けられるとともに前記吸入流体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機に連結されるタービンとを備える。
このようにすることで、多様な周波数の騒音を効果的に吸音しつつ製造コストを低減した過給機を提供することができる。

本発明の一態様に係る遠心圧縮機は、ロータ軸に取り付けられるとともに取込口から流入する流体を圧縮して吐出口から吐出する羽根車と、該羽根車を収容するとともに前記ロータ軸の軸線方向に延びる筒状の案内筒と、該案内筒よりも前記軸線方向に直交する径方向の外周側に配置されるとともに前記吐出口から吐出された圧縮流体が流入する渦形室を形成するスクロール部と、を備え、前記スクロール部は、前記径方向の内周側に配置される内側スクロールケーシングと、前記径方向の外周側に配置される外側スクロールケーシングとを有し、前記内側スクロールケーシングと他の部材とで形成される閉空間が、前記軸線回りに等間隔に配置された仕切部材によって複数の空間に分割されており、前記内側スクロールケーシングには、前記複数の空間のそれぞれと前記渦形室とを連通させる複数の連通穴が形成されており、前記複数の空間と前記複数の連通穴とにより複数対の共鳴器が形成されるとともに、該複数対の共鳴器が２以上の異なる共鳴周波数を有する。

本発明の一態様に係る遠心圧縮機は、スクロール部が有する内側スクロールケーシングと他の部材により閉空間が形成され、その閉空間が仕切部材によって複数の空間に分割されている。複数の空間のそれぞれは、内側スクロールケーシングに形成された複数の連通穴により渦形室と連通している。そして、複数の空間と複数の連通穴とにより形成される複数対の共鳴器が、２以上の異なる共鳴周波数を有する。そのため、渦形室を流通する圧縮流体から、多様な周波数の騒音を効果的に吸音することができる。また、複数の空間は、内側スクロールケーシングによって形成される。そのため、吸音のための特別な部材を製造することなく、スクロール部が有する内側スクロールケーシングを利用して複数対の共鳴器を形成することができる。

本発明の一態様に係る遠心圧縮機において、前記複数対の共鳴器は、第１共鳴器と第２共鳴器とを有し、前記第１共鳴器を形成する第１の前記連通穴の横断面積と前記第２共鳴器を形成する第２の前記連通穴の横断面積とが同一であり、前記第１共鳴器を形成する第１の前記連通穴の長さと前記第２共鳴器を形成する第２の前記連通穴の長さとが同一であり、前記第１共鳴器を形成する第１の前記空間の容積と前記第２共鳴器を形成する第２の前記空間の容積とが異なる構成であってもよい。

本構成によれば、複数対の共鳴器が有する第１共鳴器および第２共鳴器の連通穴の形状（横断面積および長さ）を同じにしつつそれらの空間の容積を異ならせることにより、２以上の異なる共鳴周波数を有するようにすることができる。そのため、仕切部材によって仕切られる空間の容積を異ならせるという比較的容易な設計により、２以上の異なる共鳴周波数を吸音させることができる。

本発明の一態様に係る遠心圧縮機において、前記他の部材は、前記軸線に沿って延びるとともに前記内側スクロールケーシングより前記径方向の内周側かつ前記案内筒より前記径方向の外周側に配置される円筒部材である構成としてもよい。
本構成によれば、内側スクロールケーシングと案内筒との間に円筒部材が配置され、この円筒部材によって閉空間が形成される。そのため、案内筒の外周面は、渦形室から連通穴を介して複数の空間に流入する比較的高温の圧縮流体と直接的に接触することがない。そのため、圧縮流体が案内筒の外周面に直接的に接触し、案内筒が熱膨張する不具合が抑制される。

本発明の一態様に係る遠心圧縮機において、前記他の部材は、前記案内筒であってもよい。
このようにすることで、内側スクロールケーシングと案内筒との間に別途の円筒部材を配置することなく、内側スクロールケーシングと案内筒との間を閉空間として仕切部材を設けることにより、複数の空間を形成することができる。

本発明の一態様に係る過給機は、上記のいずれかに記載の遠心圧縮機と、前記遠心圧縮機に連結されるタービンとを備える。
このようにすることで、多様な周波数の騒音を効果的に吸音しつつ製造コストを低減した過給機を提供することができる。

本発明によれば、多様な周波数の騒音を効果的に吸音しつつ製造コストを低減した吸音装置、遠心圧縮機、および過給機を提供することができる。

第１実施形態の過給機を示す縦断面図である。 図１に示すサイレンサのＡ−Ａ矢視断面図である。 図１に示すサイレンサのＢ−Ｂ矢視断面図である。 図１に示すサイレンサのＣ−Ｃ矢視断面図である。 図１に示すサイレンサのＤ−Ｄ矢視断面図である。 図１に示すサイレンサの連通穴近傍の拡大図である。 図１に示す縦断面で切断した内側スクロールケーシングの斜視図である。 図１に示すスクロール部の連通穴近傍の拡大図である。 第２実施形態の過給機を示す縦断面図である。

〔第１実施形態〕
第１実施形態の過給機１００について、図面を参照して説明する。
本実施形態の過給機１００は、吸入した気体を圧縮し、エンジンに送り込む装置である。気体は通常空気であるが、他の流体あるいは気体と混合されている場合もある。
図１に示すように、本実施形態の過給機１００は、タービン（図示略）と、遠心圧縮機１０と、サイレンサ１５（吸音装置）とを備える。タービンと遠心圧縮機１０とは、それぞれロータ軸３０に連結されている。ロータ軸３０は、軸受台２０の軸受部２０ｂによって軸線Ｘ回りに回転可能な状態で支持されている。

以下、過給機１００が備えるタービンと、遠心圧縮機１０と、サイレンサ１５とについてそれぞれ説明する。

タービン（図示略）は、タービン翼が取り付けられるとともにロータ軸３０に連結されるタービンディスク（図示略）を有する。タービンディスクは、エンジンから排出されてタービン翼に導かれる排ガスによって、軸線Ｘ回りに回転する。タービンディスクが軸線Ｘ回りに回転することにより、タービンディスクが連結されたロータ軸３０が軸線Ｘ回りに回転する。

遠心圧縮機１０は、過給機１００の外部から流入する空気を圧縮し、エンジンを構成するシリンダライナ（図示略）の内部と連通する掃気トランク（図示略）に圧縮した空気（以下、圧縮空気（圧縮流体）という。）を供給する装置である。
遠心圧縮機１０は、羽根車１１と、案内筒１２と、スクロール部１３とを備える。

羽根車１１は、図１に示すように、軸線Ｘに沿って延びるロータ軸３０に取り付けられており、ロータ軸３０が軸線Ｘ回りに回転するのに伴って軸線Ｘ回りに回転する。羽根車１１は、軸線Ｘ回りに回転することにより、取込口１１ａから流入する空気を圧縮して吐出口１１ｂから吐出する。

図１に示すように、羽根車１１は、ロータ軸３０に取り付けられるハブ１１ｃと、ハブ１１ｃの外周面上に取り付けられるブレード１１ｄと、流路１１ｅとを備える。羽根車１１には、ハブ１１ｃの外周面と案内筒１２の内周面により形成される空間が設けられ、この空間が複数枚のブレード１１ｄにより複数の空間に仕切られている。羽根車１１は、軸線Ｘ方向に沿って取込口１１ａから流入する空気に仕事を与えて軸線Ｘ方向に直交した径方向に吐出させ、吐出口１１ｂから吐出された圧縮空気をディフューザ１３ａに流入させる。

案内筒１２は、羽根車１１を軸線Ｘ回りに収容するとともに軸線Ｘに沿って吸入口１２ａから流入する空気を吐出口１１ｂから吐出する筒状の部材である。案内筒１２は、羽根車１１とともに、軸線Ｘに沿って取込口１１ａから流入する空気を、軸線Ｘに直交する径方向に案内して吐出口１１ｂへ導く流路１１ｅを形成する。

スクロール部１３は、吐出口１１ｂから吐出された圧縮空気が流入するとともに、圧縮空気に付与された運動エネルギー（動圧）を圧力エネルギー（静圧）に変換する装置である。スクロール部１３は、案内筒１２よりも軸線Ｘ方向に直交する径方向の外周側に配置されている。

スクロール部１３は、ディフューザ１３ａと、外側スクロールケーシング１３ｂと、内側スクロールケーシング１３ｃと、円筒部材１３ｆとを備える。
ディフューザ１３ａは、羽根車１１の吐出口１１ｂの下流側に配置される翼形の部材であり、吐出口１１ｂから渦形室１３ｄに圧縮空気を導く流路を形成する。ディフューザ１３ａは、羽根車１１の全周に設けられる圧縮空気の吐出口１１ｂを囲むように設けられている。

ディフューザ１３ａは、羽根車１１の吐出口１１ｂから吐出された圧縮空気の流速を減速させることにより、圧縮空気に付与された運動エネルギー（動圧）を圧力エネルギー（静圧）に変換する。ディフューザ１３ａを通過する際に流速が減速された圧縮空気は、ディフューザ１３ａと連通した渦形室１３ｄに流入する。渦形室１３ｄに流入した作動流体は、吐出配管（図示略）へと吐出される。

外側スクロールケーシング１３ｂおよび内側スクロールケーシング１３ｃは、ディフューザ１３ａを通過した圧縮空気が流入する渦形室１３ｄを形成する部材である。
図１に示すように、外側スクロールケーシング１３ｂは、締結ボルト１６によって軸受台２０のフランジ部２０ａに締結されるとともに締結ボルト１８によってサイレンサケーシング１５ａに締結されている。
また、図１に示すように、内側スクロールケーシング１３ｃは、締結ボルト１７によって案内筒１２の吸入口１２ａ側の端部に締結されるとともに締結ボルト１８によってサイレンサケーシング１５ａに締結されている。
締結ボルト１６，締結ボルト１７，締結ボルト１８と、それらに対応する締結穴は、軸線Ｘ回りの周方向の複数箇所に設けられている。

円筒部材１３ｆは、軸線Ｘに沿って延びるとともに内側スクロールケーシング１３ｃより径方向の内周側かつ案内筒１２より径方向の外周側に配置される円筒状の部材である。円筒部材１３ｆの外周面と内側スクロールケーシング１３ｃとの間には、閉空間Ｓ２が形成される。
閉空間Ｓ２は、後述する複数対の共鳴器を形成するものである。共鳴器についての説明は後述する。

サイレンサ１５（吸音装置）は、遠心圧縮機１０によって発生する騒音の一部を吸音して騒音レベルを低下させる装置である。サイレンサ１５は、遠心圧縮機１０の案内筒１２の吸入口１２ａに取り付けられるとともに軸線Ｘを中心に円筒状に形成される装置である。
図１に示すように、サイレンサ１５は、仕切板１４（仕切部材）と、サイレンサケーシング１５ａ（第１円板部材）と、サイレンサケーシング１５ｂ（第２円板部材）と、サイレンサコーン１５ｃと、吸音部材１５ｈとを備える。

仕切板１４は、案内筒１２の吸入口１２ａよりも空気の流通方向の上流側に設けられるとともに軸線Ｘ方向に所定の長さを有する板状部材である。
仕切板１４は、複数枚で構成されている。図２は４枚の例を示すもので、４枚の仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄにより構成されている。４枚の仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、軸線Ｘを中心として放射状に配置されている。仕切板１４は、サイレンサケーシング１５ａとサイレンサケーシング１５ｂとサイレンサコーン１５ｃとを支持するとともに、サイレンサ１５内を流通する空気を整流する整流板として機能する。

サイレンサケーシング１５ａは、軸線Ｘと同軸に配置されるとともに案内筒１２の吸入口１２ａに取り付けられる円板状の部材である。
図１に示すように、サイレンサケーシング１５ａは、締結ボルト１８によって内側スクロールケーシング１３ｃに取り付けられている。また、内側スクロールケーシングは、締結ボルト１７によって案内筒１２の吸入口１２ａ側の端部に取り付けられている。このようにして、サイレンサケーシング１５ａは、案内筒１２の吸入口１２ａに取り付けられている。サイレンサケーシング１５ａの吸入口１２ａに対向する位置には、平面視が円形の開口部１５ｆが形成されている。

サイレンサケーシング１５ｂは、軸線Ｘと同軸に配置されるとともにサイレンサケーシング１５ａと平行に配置される円板状の部材である。
サイレンサコーン１５ｃは、サイレンサケーシング１５ｂに取り付けられるとともにサイレンサケーシング１５ｂから案内筒１２の吸入口１２ａに向けて突出する円錐台状の部材である。ここでは、サイレンサコーン１５ｃが円錐台状であるものとしたが、六角錘や八角錘などの角錘からできる角錘台状としてもよい。

サイレンサケーシング１５ａおよびサイレンサケーシング１５ｂの互いに対向する一対の面とサイレンサコーン１５ｃの外周面とは、図１中に矢印で示す方向から流入する空気を、案内筒１２の吸入口１２ａに導く流路１５ｇを形成する。
図１に示すように、外部からサイレンサ１５に流入する空気の流入方向は、軸線Ｘに直交する径方向の外側から内側に向かう方向となっている。一方、案内筒１２の吸入口１２ａは、軸線Ｘに沿って空気を流入させるようになっている。そのため、サイレンサ１５は、軸線Ｘに直交する径方向に流入する空気の流通方向を９０度変更して軸線Ｘに沿った方向にする必要がある。

サイレンサ１５が備えるサイレンサコーン１５ｃは、案内筒１２の吸入口１２ａに向けて突出する円錐台状となっている。そのため、軸線Ｘに直交する径方向に沿って流路１５ｇに流入した空気（吸入流体）は、サイレンサコーン１５ｃの外周面に沿って案内筒１２の吸入口１２ａに向けて導かれる。サイレンサコーン１５ｃは、これを設けない場合に比べ、流れをさほど乱さず吸音面積を増やせる点で有利である。
また、サイレンサコーン１５ｃを設けることにより、過給機１００の構造強度を高めるとともに、サイレンサケーシング１５ｂから過給機１００が備える他の部材に騒音が伝播することを抑制することができる。

吸音部材１５ｈは、サイレンサケーシング１５ａおよびサイレンサケーシング１５ｂの互いに対向する一対の面とサイレンサコーン１５ｃの外周面より形成される流路１５ｇに取り付けられる部材である。吸音部材１５ｈとしては、例えば、アルミニウムなどの金属からなるパンチングメタルにより被覆されている内側に網状あるいは不織布状の吸音体（グラスウール等）を収納したものを用いることができる。

次に、サイレンサコーン１５ｃとサイレンサケーシング１５ｂとで形成される閉空間Ｓ１によって形成される複数対の共鳴器について説明する。
図１に示すように、サイレンサコーン１５ｃとサイレンサケーシング１５ｂとで形成される閉空間Ｓ１は、円板状の仕切板１５ｄ（仕切部材）と、円板状の仕切板１５ｅ（仕切部材）により、軸線Ｘに沿って３分割されている。

また、軸線Ｘに沿って３分割された閉空間Ｓ１のそれぞれは、４枚の仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって、更に軸線Ｘ回りの周方向に３分割される。
以下、図３〜図５を用いて閉空間Ｓ１を４枚の仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって分割する構造について説明する。図３，図４，図５は、それぞれ図１のＢ−Ｂ矢視断面図，Ｃ−Ｃ矢視断面図，Ｄ−Ｄ矢視断面図である。なお、図３，図４，図５においては、吸音部材１５ｈの図示を省略している。

図３（図１のＢ−Ｂ矢視断面図）に示すように、サイレンサコーン１５ｃの頂部側と仕切板１５ｄとで形成される空間は、仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって軸線Ｘ回りに互いに連通していない４つの共鳴空間Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ，Ｓ１ｄに分割される。
仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、軸線Ｘ回りに９０度ずつの等間隔で配置されているため、４つの共鳴空間Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ，Ｓ１ｄの容積は、同一のＶ１となっている。

また、図４（図１のＣ−Ｃ矢視断面図）に示すように、サイレンサコーン１５ｃと仕切板１５ｄと仕切板１５ｅとで形成される空間は、仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって軸線Ｘ回りに互いに連通していない４つの共鳴空間Ｓ１ｅ，Ｓ１ｆ，Ｓ１ｇ，Ｓ１ｈに分割される。
仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、軸線Ｘ回りに９０度ずつの等間隔で配置されているため、４つの共鳴空間Ｓ１ｅ，Ｓ１ｆ，Ｓ１ｇ，Ｓ１ｈの容積は、同一のＶ２となっている。

また、図５（図１のＤ−Ｄ矢視断面図）に示すように、サイレンサコーン１５ｃと仕切板１５ｅとサイレンサケーシング１５ｂとで形成される空間は、仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって軸線Ｘ回りに互いに連通していない４つの共鳴空間Ｓ１ｉ，Ｓ１ｊ，Ｓ１ｋ，Ｓ１ｌに分割される。
仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、軸線Ｘ回りに９０度ずつの等間隔で配置されているため、４つの共鳴空間Ｓ１ｉ，Ｓ１ｊ，Ｓ１ｋ，Ｓ１ｌの容積は、同一のＶ３となっている。

以上のように、閉空間Ｓ１は、２枚の仕切板１５ｄ，１５ｅと、４枚の仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって、１２個の共鳴空間Ｓ１ａ〜Ｓ１ｌに分割される。
図２（図１のＡ−Ａ矢視断面図）に示すように、サイレンサコーン１５ｃの外周面には、１２個の共鳴空間Ｓ１ａ〜Ｓ１ｌのそれぞれと流路１５ｇとを連通させる１２個の連通穴１５ｉが形成されている。連通穴１５ｉの形状は同一であり、図６に示すようになっている。なお、図２においては、吸音部材１５ｈの図示を省略している。

図６に示す連通穴１５ｉは、平面視が円形の貫通穴であり貫通穴が延びる方向の長さがＬ１となっている。また、連通穴１５ｉの横断面積はＳＡ１となっている。
１２個の共鳴空間Ｓ１ａ〜Ｓ１ｌのそれぞれは、各共鳴空間に形成される連通穴１５ｉとともに１２対のヘルムホルツ共鳴器を形成する。ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数ｆｎは、以下の式（１）で表される。
ここで、Ｃは音速（ｍ／ｓ）であり、ＳＡは連通穴１５ｉの横断面積であり、Ｌは連通穴１５ｉの長さであり、Ｖは共鳴空間の容積である。

前述したように、１２個の連通穴１５ｉの形状は同一であるため、横断面積ＳＡと長さＬはそれぞれＳＡ１とＬ１の一定値である。一方、１２個の共鳴空間Ｓ１ａ〜Ｓ１ｌのうち、第１組の共鳴空間Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ，Ｓ１ｄの容積Ｖ１と、第２組の共鳴空間Ｓ１ｅ，Ｓ１ｆ，Ｓ１ｇ，Ｓ１ｈの容積Ｖ２と、第３組の共鳴空間Ｓ１ｉ，Ｓ１ｊ，Ｓ１ｋ，Ｓ１ｌの容積Ｖ３とは、以下の式（２）の関係となっている。
Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３ （２）
したがって、１２個の共鳴空間Ｓ１ａ〜Ｓ１ｌと、各共鳴空間に形成される連通穴１５ｉにより形成される１２対のヘルムホルツ共鳴器は、３種類の異なる共鳴周波数を有するものとなる。

次に、内側スクロールケーシング１３ｃと円筒部材１３ｆとで形成される閉空間Ｓ２によって形成される複数対の共鳴器について図７および図８を参照して説明する。
図７は、図１に示す縦断面で切断した内側スクロールケーシング１３ｃの斜視図である。

閉空間Ｓ２は、軸線Ｘに沿って延びるとともに軸線Ｘ回りに配置される６枚の仕切板１３ｇによって６個の共鳴空間に分割される。図７には、６枚の仕切板１３ｇのうち３枚の仕切板１３ｇが示されている。また、図７には、仕切板１３ｇによって形成される６個の共鳴空間のうち、３つの共鳴空間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ２ｃが示されている。
内側スクロールケーシング１３ｃには、６個の共鳴空間のそれぞれと渦形室１３ｄとを連通させる６つの連通穴１３ｅがそれぞれ形成されている。連通穴１３ｅの形状は同一であり、図８に示すようになっている。

図８に示す連通穴１３ｅは、平面視が円形の貫通穴であり貫通穴が延びる方向の長さがＬ２となっている。また、連通穴１３ｅの横断面積はＳＡ２となっている。
６個の共鳴空間のそれぞれは、各共鳴空間に形成される連通穴１３ｅとともに６対のヘルムホルツ共鳴器を形成する。ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数ｆｎは、前述した式（１）で表される。

仕切板１３ｇは、軸線Ｘ回りに６０度の間隔で等間隔に配置されている。図７に示すように、内側スクロールケーシング１３ｃの閉空間Ｓ２を形成する面の形状は、軸線Ｘ回りの各位置で異なった形状となっている。このように異なった形状となっているのは、渦形室１３ｄを、軸線Ｘ回りの周方向に沿って横断面積が徐々に大きくなる形状としているからである。仕切板１３ｇが軸線Ｘ回りに等間隔で配置される一方で内側スクロールケーシング１３ｃの形状が軸線Ｘ回りの周方向に沿ってことなるため、６個の共鳴空間の容積は、それぞれ異なったものとなる。
なお、ここでは仕切板１３ｇが６０度の間隔で等間隔に配置されているものとしたが、他の任意の角度（例えば、３０度，９０度）で軸線Ｘ回りに等間隔に配置してもよい。また、例えば、仕切板１３ｇの軸線Ｘ回りの配置間隔をそれぞれ異ならせるようにしてもよい。

閉空間Ｓ２を分割して形成される６個の共鳴空間は、それぞれ容積が異なっている。一方、６個の共鳴空間と渦形室１３ｄを連通させる６個の連通穴１３ｅの形状は同一となっている。
したがって、式（１）から算出される６対のヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数ｆｎは、６種類の異なる共鳴周波数を有するものとなる。

以上説明した本実施形態の過給機１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のサイレンサ１５は、サイレンサケーシング１５ａと平行に配置されるサイレンサケーシング１５ｂに取り付けられるサイレンサコーン１５ｃを有する。サイレンサコーン１５ｃは、遠心圧縮機１０の吸入口１２ａに向けて突出する円錐台状の部材である。そのため、サイレンサケーシング１５ａとサイレンサケーシング１５ｂとで挟まれた円筒状の空間の外周側からサイレンサコーン１５ｃへ向けて流入した空気は、サイレンサコーン１５ｃの外周面に沿って吸入口１２ａに向けて導かれる。空気を吸入口１２ａに導く流路１５ｇには、吸音部材１５ｈが取り付けられているため、流路１５ｇを流通する空気の騒音が吸音される。

本実施形態のサイレンサ１５は、サイレンサケーシング１５ｂとサイレンサコーン１５ｃとで形成される閉空間Ｓ１が仕切板１５ｄ，１５ｅ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって１２個の共鳴空間に分割されるとともに、各共鳴空間が連通穴１５ｉによって流路１５ｇと連通している。そして、１２個の共鳴空間Ｓ１ａ〜Ｓ１ｌと１２個の連通穴１５ｉとにより形成される１２対の共鳴器が、２以上の異なる共鳴周波数を有する。

そのため、流路１５ｇを流通する空気から、多様な周波数の騒音を効果的に吸音することができる。また、１２個の共鳴空間Ｓ１ａ〜Ｓ１ｌは、空気を吸入口１２ａに導く流路１５ｇを形成するサイレンサコーン１５ｃによって形成される。そのため、吸音のための特別な部材を製造することなく、流路１５ｇを形成するサイレンサコーン１５ｃを利用して１２対の共鳴器を形成することができる。

また、本実施形態のサイレンサ１５によれば、１２対の共鳴器の連通穴１５ｉの形状（横断面積および長さ）を同じにしつつ共鳴空間の容積を異ならせることにより、２以上の異なる共鳴周波数を有するようにすることができる。そのため、仕切板１５ｄ，１５ｅ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって仕切られる空間の容積を異ならせるという比較的容易な設計により、２以上の異なる共鳴周波数を吸音させることができる。

また、本実施形態の遠心圧縮機１０は、スクロール部１３が有する内側スクロールケーシング１３ｃと円筒部材１３ｆにより閉空間Ｓ２が形成され、その閉空間Ｓ２が仕切板１３ｇによって６個の共鳴空間に分割されている。６個の共鳴空間のそれぞれは、内側スクロールケーシング１３ｃに形成された６個の連通穴１３ｅにより渦形室１３ｄと連通している。そして、６個の共鳴空間と６個の連通穴１３ｅとにより形成される６対の共鳴器が、２以上の異なる共鳴周波数を有する。

そのため、渦形室１３ｄを流通する圧縮空気から、多様な周波数の騒音を効果的に吸音することができる。また、６個の共鳴空間は、内側スクロールケーシング１３ｃによって形成される。そのため、吸音のための特別な部材を製造することなく、スクロール部１３が有する内側スクロールケーシング１３ｃを利用して６対の共鳴器を形成することができる。

また、本実施形態の遠心圧縮機１０によれば、６対の共鳴器の連通穴１３ｅの形状（横断面積および長さ）を同じにしつつ共鳴空間の容積を異ならせることにより、２以上の異なる共鳴周波数を有するようにすることができる。そのため、軸線Ｘ回りの等間隔に６枚の仕切板１３ｇを配置することにより、周方向に形状のことなる内側スクロールケーシング１３ｃとの間に６個のそれぞれ容積の異なる共鳴空間を形成することができる。したがって、比較的容易な設計により、２以上の異なる共鳴周波数を吸音させることができる。

また、本実施形態の遠心圧縮機１０によれば、内側スクロールケーシング１３ｃと案内筒１２との間に円筒部材１３ｆが配置され、この円筒部材１３ｆによって閉空間Ｓ２が形成される。そのため、案内筒１２の外周面は、渦形室１３ｄから連通穴１３ｅを介して６個の共鳴空間に流入する比較的高温の圧縮空気と直接的に接触することがない。そのため、圧縮空気が案内筒１２の外周面に直接的に接触し、案内筒１２が熱膨張する不具合が抑制される。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態の過給機１００’について、図９を参照して説明する。
第２実施形態は第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

第１実施形態の過給機１００は、遠心圧縮機１０のスクロール部１３の内側スクロールケーシング１３ｃより径方向の内周側かつ案内筒１２の外周側に円筒部材１３ｆを配置して閉空間Ｓ２を形成するものであった。
それに対して本実施形態の過給機１００’は、遠心圧縮機１０の内側スクロールケーシング１３ｃと案内筒１２との間に閉空間Ｓ３を形成するものである。

図９に示すように、遠心圧縮機１０の内側スクロールケーシング１３ｃと案内筒１２との間には、閉空間Ｓ３が形成される。この閉空間Ｓ３は、軸線Ｘ回りの周方向に例えば６０度ずつの等間隔で配置される６枚の仕切板１３ｈによって、６つの共鳴空間に分割される。

第１実施形態と同様に、６つの共鳴空間のそれぞれは、内側スクロールケーシング１３ｃに形成される６個の連通穴１３ｅによって、渦形室１３ｄと連通している。連通穴１３ｅの形状は同一であり、図８に示すようになっている。

第１実施形態と同様に、閉空間Ｓ３を形成する内側スクロールケーシング１３ｃの面の形状は、軸線Ｘ回りの各位置で異なった形状となっている。このように異なった形状となっているのは、渦形室１３ｄを、軸線Ｘ回りの周方向に沿って横断面積が徐々に大きくなる形状としているからである。仕切板１３ｈが軸線Ｘ回りに等間隔で配置される一方で内側スクロールケーシング１３ｃの形状が軸線Ｘ回りの周方向に沿ってことなるため、６個の共鳴空間の容積は、それぞれ異なったものとなる。

閉空間Ｓ３を分割して形成される６個の共鳴空間は、それぞれ容積が異なっている。一方、６個の共鳴空間と渦形室１３ｄを連通させる６個の連通穴１３ｅの形状は同一となっている。
したがって、式（１）から算出される６対のヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数ｆｎは、６種類の異なる共鳴周波数を有するものとなる。

本実施形態によれば、内側スクロールケーシング１３ｃと案内筒１２との間に別途の円筒部材１３ｆを配置することなく、内側スクロールケーシング１３ｃと案内筒１２との間を閉空間Ｓ３として仕切板１３ｈを設けることにより、複数の共鳴空間を形成することができる。各共鳴空間によって形成される複数対のヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を異ならせることにより、多様な周波数の騒音を効果的に吸音することができる。

〔他の実施形態〕
以上の説明においては、閉空間Ｓ１を１２個の共鳴空間に分割し、閉空間Ｓ２を６個の共鳴空間に分割するものとしたが、分割する個数は複数であればその他の任意の個数としてもよい。

また、上記の説明において、サイレンサ１５が備える４枚の仕切板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、軸線Ｘ回りに９０度ずつの等間隔で配置するものとしたが、他の態様であってもよい。
例えば、９０度以外の他の角度（例えば、３０度，６０度等）ずつの等間隔で複数枚の仕切板を配置するようにしてもよい。

また例えば、３０度，６０度，９０度，１８０度の間隔等、隣合う２枚の仕切板が配置される間隔をそれぞれ異なるものとして複数枚の仕切板を配置するようにしてもよい。
この場合、複数枚の仕切板によって分割された空間の容積が、それぞれ異なったものとなる。このようにすることで、閉空間Ｓ１を複数枚の仕切板によって分割されるｎ個（ｎは２以上の任意の整数）の共鳴空間が、それぞれ異なった容積となる。そして、各共鳴空間を流路１５ｇと連通させる連通穴１５ｉの形状を同一にすることにより、ｎ個の共鳴空間の共鳴周波数がそれぞれ異なったものとなる。そのため、多様な周波数の騒音を効果的に吸音することが可能なｎ対のヘルムホルツ共鳴器を形成することができる。

また、上記の説明において、サイレンサコーン１５ｃに形成される１２個の連通穴１５ｉの形状は同一であるものとしたが、他の態様であってもよい。
例えば、共鳴空間Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ，Ｓ１ｄに対応する４つの連通穴１５ｉの形状をそれぞれ異なる形状としてもよい。このようにすることで、共鳴空間Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ，Ｓ１ｄの容積がＶ１で同一であっても、連通穴１５ｉの横断面積ＳＡおよび長さＬが異なるため、各共鳴空間と連通穴１５ｉを組み合わせて形成される４対のヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数がそれぞれ異なったものとなる。

同様に、共鳴空間Ｓ１ｅ，Ｓ１ｆ，Ｓ１ｇ，Ｓ１ｈに対応する４つの連通穴１５ｉの形状をそれぞれ異なる形状とし、共鳴空間Ｓ１ｉ，Ｓ１ｊ，Ｓ１ｋ，Ｓ１ｌに対応する４つの連通穴１５ｉの形状をそれぞれ異なる形状としてもよい。
このようにすることで、１２個の共鳴空間の共鳴周波数がそれぞれ異なったものとなる。そのため、多様な周波数の騒音を効果的に吸音することが可能な１２対のヘルムホルツ共鳴器を形成することができる。

以上の説明において、図６に示す連通穴１５ｉと図８に示す連通穴１３ｅは、それぞれ板厚方向（各穴が形成される位置における部材の面の法線方向）に延びるものであったが、他の態様であってもよい。例えば、図６に示す連通穴１５ｉと図８に示す連通穴１３ｅは、それぞれ板厚方向から傾斜した任意の方向に延びるものであってもよい。

以上の説明において、図６に示す連通穴１５ｉと図８に示す連通穴１３ｅは、それぞれ平面視が円形の貫通穴であるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、平面視が正方形，長方形，その他の形状の貫通穴としてもよい。

１０ 遠心圧縮機
１１ 羽根車
１１ａ 取込口
１１ｂ 吐出口
１１ｃ ハブ
１１ｄ ブレード
１１ｅ 流路
１２ 案内筒
１２ａ 吸入口
１３ スクロール部
１３ａ ディフューザ
１３ｂ 外側スクロールケーシング
１３ｃ 内側スクロールケーシング
１３ｄ 渦形室
１３ｅ 連通穴
１３ｆ 円筒部材
１３ｇ 仕切板（仕切部材）
１３ｈ 仕切板（仕切部材）
１４ 仕切板（仕切部材）
１５ サイレンサ（吸音装置）
１５ａ サイレンサケーシング（第１円板部材）
１５ｂ サイレンサケーシング（第２円板部材）
１５ｃ サイレンサコーン（錘台部材）
１５ｄ，１５ｅ 仕切板（仕切部材）
１５ｆ 開口部
１５ｇ 流路
１５ｈ 吸音部材
１５ｉ 連通穴
１６，１７，１８ 締結ボルト
２０ 軸受台
２０ａ フランジ部
３０ ロータ軸
１００，１００’ 過給機
Ｓ１，Ｓ２ 閉空間
Ｘ 軸線

Claims (9)

1. 圧縮機に吸入される吸入流体の吸入口に取り付けられる円筒状の吸音装置であって、
   前記圧縮機が配置される軸線と同軸に配置されるとともに前記吸入口に取り付けられる開口部が形成された第１円板部材と、
   前記軸線と同軸に配置されるとともに前記第１円板部材と平行に配置される第２円板部材と、
   前記第２円板部材に取り付けられるとともに前記第２円板部材から前記吸入口に向けて突出する錐台状の錘台部材と、
   前記第１円板部材および前記第２円板部材の互いに対向する一対の面と前記錘台部材の外周面とにより形成される前記吸入流体の流路に取り付けられる吸音部材とを備え、
   前記第２円板部材と前記錘台部材とで形成される閉空間が仕切部材によって複数の空間に分割されており、
   前記錘台部材には、前記複数の空間のそれぞれと前記流路とを連通させる複数の連通穴が形成されており、
   前記複数の空間と前記複数の連通穴とにより複数対の共鳴器が形成されるとともに、該複数対の共鳴器が２以上の異なる共鳴周波数を有する吸音装置。
2. 前記複数対の共鳴器は、第１共鳴器と第２共鳴器とを有し、
   前記第１共鳴器を形成する第１の前記連通穴の横断面積と前記第２共鳴器を形成する第２の前記連通穴の横断面積とが同一であり、
   前記第１共鳴器を形成する第１の前記連通穴の長さと前記第２共鳴器を形成する第２の前記連通穴の長さとが同一であり、
   前記第１共鳴器を形成する第１の前記空間の容積と前記第２共鳴器を形成する第２の前記空間の容積とが異なる請求項１に記載の吸音装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の吸音装置が取り付けられた遠心圧縮機。
4. 請求項１または請求項２に記載の吸音装置と、
   吸入流体の吸入口に前記吸音装置が取り付けられるとともに前記吸入流体を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機に連結されるタービンとを備える過給機。
5. ロータ軸に取り付けられるとともに取込口から流入する流体を圧縮して吐出口から吐出する羽根車と、
   該羽根車を収容するとともに前記ロータ軸の軸線方向に延びる筒状の案内筒と、
   該案内筒よりも前記軸線方向に直交する径方向の外周側に配置されるとともに前記吐出口から吐出された流体が流入する渦形室を形成するスクロール部と、を備え、
   前記スクロール部は、前記径方向の内周側に配置される内側スクロールケーシングと、前記径方向の外周側に配置される外側スクロールケーシングとを有し、
   前記内側スクロールケーシングと他の部材とで形成される閉空間が、前記軸線回りに等間隔に配置された仕切部材によって複数の空間に分割されており、
   前記内側スクロールケーシングには、前記複数の空間のそれぞれと前記渦形室とを連通させる複数の連通穴が形成されており、
   前記複数の空間と前記複数の連通穴とにより複数対の共鳴器が形成されるとともに、該複数対の共鳴器が２以上の異なる共鳴周波数を有する遠心圧縮機。
6. 前記複数対の共鳴器は、第１共鳴器と第２共鳴器とを有し、
   前記第１共鳴器を形成する第１の前記連通穴の横断面積と前記第２共鳴器を形成する第２の前記連通穴の横断面積とが同一であり、
   前記第１共鳴器を形成する第１の前記連通穴の長さと前記第２共鳴器を形成する第２の前記連通穴の長さとが同一であり、
   前記第１共鳴器を形成する第１の前記空間の容積と前記第２共鳴器を形成する第２の前記空間の容積とが異なる請求項５に記載の遠心圧縮機。
7. 前記他の部材は、前記軸線に沿って延びるとともに前記内側スクロールケーシングより前記径方向の内周側かつ前記案内筒より前記径方向の外周側に配置される円筒部材である請求項５または６に記載の遠心圧縮機。
8. 前記他の部材は、前記案内筒である請求項５または６に記載の遠心圧縮機。
9. 請求項５から８のいずれか１項に記載の遠心圧縮機と、
   前記遠心圧縮機に連結されるタービンとを備える過給機。

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