KR101178961B1 - Filter sound absorber - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 필터 흡음기는, 배기 가스 터보 과급기 중 압축기의 흡입부측에 있는 필터 흡음기(20)로서, 상기 압축기와 연결 가능하며 천공된 플레이트로 이루어진 외부 실린더 케이싱(4)을 밀폐시키는 후방 벽(2), 그리고 전방 벽(1)으로 이루어진 원통형 흡음기 하우징 및 이 흡음기 하우징의 내부 챔버 내에 배치된 다수의 링형 댐핑 부재(5, 6)를 포함하는 필터 흡음기에 있어서, 부품의 수를 비교적 많이 감소시키고 압축기 흡입 공기의 압력 손실을 비교적 많이 낮추며 상기 필터 흡음기의 배출구(10)에서 흡입 공기의 속도장을 균일하게 만들고 상기 압축기의 소음 수준을 만족스럽게 낮추기 위해, 상기 링형 댐핑 부재들(5, 6)은 서로 동축으로 그리고 이격되어 배치되며, 흡음기 하우징의 축에 대해 수직으로 상기 하우징의 외부 실린더 케이싱(4)을 통해 유입되는 신선한 공기를 위해 전방 벽(1)과 후방 벽(2)과 함께 실질적으로 동축으로 그리고 미로 형태로 연장되는 유동 채널(21)을 형성하는 것이며, 유동 채널은 하나 이상의 외부 댐핑 부재(5)와 하나 이상의 내부 댐핑 부재(6)의 형태로 구현됨으로써, 상기 신선한 공기가 적어도 부분적으로 외부 댐핑 부재(5) 둘레로 압축기를 향해 안내된다.The filter sound absorber according to the present invention is a filter sound absorber 20 on the suction side of the compressor of the exhaust gas turbocharger, which is connectable with the compressor and has a rear wall sealing the outer cylinder casing 4 made of a perforated plate ( 2) and a filter sound absorber comprising a cylindrical sound absorber housing consisting of the front wall 1 and a plurality of ring-shaped damping members 5, 6 arranged in the inner chamber of the sound absorber housing, the number of parts being relatively large. In order to reduce the pressure loss of the compressor intake air relatively much and to make the velocity field of the intake air uniform at the outlet 10 of the filter absorber and to satisfactorily lower the noise level of the compressor, the ring damping members 5, 6) are arranged coaxially and spaced apart from each other and pass through the outer cylinder casing 4 of the housing perpendicular to the axis of the sound absorber housing. Together with the front wall 1 and the rear wall 2 for the incoming fresh air to form a flow channel 21 extending substantially coaxially and in the form of a maze, the flow channel being at least one external damping member 5. And in the form of at least one internal damping member 6, the fresh air is guided towards the compressor at least partially around the external damping member 5.
배기 가스 터보 과급기, 필터 흡음기, 실린더 케이싱, 흡음기 하우징, 댐핑 부재, 전방 벽, 후방 벽, 유동 채널. Exhaust gas turbocharger, filter absorber, cylinder casing, sound absorber housing, damping member, front wall, rear wall, flow channel.
Description
도 1은 외부 댐핑 부재 및 내부 댐핑 부재를 구비한 본 발명에 따른 필터 흡음기의, 도 2의 선(S1)을 따른 종단면도.1 is a longitudinal sectional view along line S1 of FIG. 2 of a filter sound absorber according to the invention with an external damping member and an internal damping member;
도 2는 도 1의 선(S2)를 따라 종방향으로 중간의 평면에서 절단된 본 발명에 따른 필터 흡음기의 횡단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the filter sound absorber according to the present invention cut in the middle plane in the longitudinal direction along the line S2 of FIG. 1.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]
1: 전방 벽 2: 후방 벽1: front wall 2: rear wall
3: 필터 층 4: 실린더 케이싱3: filter layer 4: cylinder casing
5, 6: 댐핑 부재 10: 배출구5, 6: damping member 10: outlet
20: 필터 흡음기 21: 유동 채널20: filter absorber 21: flow channel
22, 23: 천공된 플레이트 24, 25: 댐핑 물질22, 23:
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 터보 과급기 중 압축기의 흡입부측에 있는 필터 흡음기에 관한 것이다.The invention relates to a filter sound absorber on the suction side of a compressor of a turbocharger according to the preamble of
압축기는, 내연 기관, 특히 대형 디젤 엔진의 과급을 위해 사용되는 배기가 스 터보 과급기의 구성 요소 중 하나이다. 상기 압축기는 그 기능을 수행할 때 배기가스 터보 과급기에서 상당한 수준의 소음을 방출한다. 따라서, 효율적인 필터 흡음기를 통해 압축기 흡입부의 전술한 소음 수준을 낮출 필요가 있다.The compressor is one of the components of an exhaust gas turbocharger used for the supercharging of internal combustion engines, especially large diesel engines. The compressor emits significant levels of noise in the exhaust turbocharger when performing its function. Therefore, there is a need to lower the aforementioned noise level of the compressor suction through an efficient filter absorber.
이러한 방식의 필터 흡음기는 예컨대 압축기의 흡입부측에 사용되며, 상기 압축기는 연소 공기를 압축하여 내연기관에 공급한다. 이러한 압축기는 배기가스 터보 과급기의 배기가스 터빈에 의해 구동된다.A filter sound absorber of this type is used, for example, on the suction side of the compressor, which compresses the combustion air and supplies it to the internal combustion engine. This compressor is driven by an exhaust gas turbine of an exhaust gas turbocharger.
그러나, 압축기에 대한 최적의 파라미터가 얻어져야 하고, 이를 위해 압축기 흡입부의 압력 손실이 최소화되어야 하며, 압축기의 가이드 베인 도입시에 흡입 공기의 바람직한 속도 분포가 보장되어야 한다.However, optimum parameters for the compressor should be obtained, for which the pressure loss of the compressor inlet should be minimized and the desired velocity distribution of the intake air should be ensured upon introduction of the guide vane of the compressor.
배기 가스 터보 과급기의 경우, 통상적으로 필터 층을 가지며 흡입 공기의 정화를 보장하는 효율적인 흡음기를 제작할 때 전술한 요구 사항들을 고려해야 한다.In the case of an exhaust gas turbocharger, the above-mentioned requirements should be taken into account when constructing an efficient sound absorber, which typically has a filter bed and ensures the purification of intake air.
예컨대, DE 195 14 990 B4에는 하우징을 구비한 필터 흡음기가 공지되어 있으며, 댐핑 판 및 흡수 부재로 이루어진 다수의 댐핑 부재가 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 댐핑 부재들은 각각 하나의 댐핑 판과 하나의 흡수 부재를 포함하며, 상기 댐핑 부재들은 하우징 벽의 방사상 홈 내에 배치되고, 상기 댐핑 부재들의 댐핑 면들은 하우징의 중심축에 대해 평행하게 배치된다.For example, in DE 195 14 990 B4 a filter sound absorber with a housing is known, in which a plurality of damping members consisting of a damping plate and an absorbing member are arranged in the housing, the damping members each having one damping plate and one absorbing member. A member, wherein the damping members are disposed in a radial groove of the housing wall, and the damping surfaces of the damping members are disposed parallel to the central axis of the housing.
EP 0 574 605 B1에는 다수의 링형 댐핑 부재를 구비한 다른 필터 흡음기가 공지되어 있는데, 상기 댐핑 부재들은 서로 일정한 간격을 가지며, 상기 필터 흡음기는 원주 방향으로 놓여있고 나란히 배열된 다수의 댐핑 부재들로 이루어지며, 상 기 댐핑 부재들의 하우징은 방사상의 리브들을 가진 일체형 주조품으로서 형성되고, 상기 리브들은 홈을 구비하며, 상기 홈 내로 댐핑 부재들이 방사상으로 삽입될 수 있고, 이에 따라 압축기의 축방향으로 고정된다.In EP 0 574 605 B1 another filter absorber with a plurality of ring-shaped damping members is known, wherein the damping members are at regular intervals from one another, the filter absorbers being arranged in a circumferential direction and arranged in parallel with a plurality of damping members. Wherein the housing of the damping members is formed as an integral casting with radial ribs, the ribs having grooves, into which the damping members can be radially inserted, thereby fixing in the axial direction of the compressor. do.
전술한 공지된 필터 흡음기의 경우, 부품의 수가 많고 압축기 흡입부에서 바람직하지 않은 압력 손실이 나타난다. In the case of the known filter sound absorbers described above, there are a large number of parts and undesirable pressure loss occurs at the compressor suction.
본 발명의 과제는 전술한 모든 단점들을 없애는 것이다. 따라서, 본 발명의 과제는 부품 수가 비교적 많이 줄어들고, 압축기 흡입 공기의 압력 손실이 상대적으로 매우 작으며, 필터 흡음기의 배출구에서 흡입 공기의 속도장이 균일하게 되고, 압축기의 소음 수준이 만족스러울 정도로 감소되는, 전술한 방식의 필터 흡음기를 제공하는 것이다.The object of the present invention is to obviate all the above disadvantages. Accordingly, the problem of the present invention is that the number of parts is relatively reduced, the pressure loss of the compressor intake air is relatively small, the velocity field of the intake air is uniform at the outlet of the filter absorber, and the noise level of the compressor is satisfactorily reduced. It is to provide a filter sound absorber of the above-described manner.
상기 목적은 본 발명의 청구항 1의 전제부에 따른 필터 흡음기에 의해 달성된다.This object is achieved by a filter sound absorber according to the preamble of
링형 댐핑 부재들은, 필터 흡음기의 경우, 서로 동축으로 그리고 이격되어 배치되고, 흡음기 하우징의 축에 대해 수직으로 하우징의 실린더 케이싱을 통해 유입되는 신선한 공기를 위해 전방 벽 및 후방 벽과 함께 상기 댐핑 부재들 사이에 동축으로 그리고 미로 형태로 연장되는 유동 채널을 형성하는, 하나 이상의 외부 댐핑 부재와 하나 이상의 내부 댐핑 부재의 형태로 구현되어 상기 신선한 공기가 적어도 부분적으로 외부 댐핑 부재 둘레로 압축기를 향해 안내되기 때문에, 흡입 공기를 압축기 내로 안내하는 채널의 구조는 매우 작은 압력 손실을 보장하며, 전방 벽과 후방 벽, 하우징의 천공된 플레이트형 외부 실린더 벽, 외부 댐핑 부재와 내부 댐핑 부재를 위한 천공된 플레이트의 재료 두께를 선택할 때 비교적 큰 자유도를 제공하므로 필터 흡음기의 전체 하우징이 충분한 강성을 갖도록 설계될 수 있다. The ring damping members, in the case of filter absorbers, are arranged coaxially and spaced apart from each other and are damped together with the front wall and the rear wall for fresh air entering through the cylinder casing of the housing perpendicular to the axis of the sound absorber housing. Implemented in the form of one or more external damping members and one or more internal damping members, forming flow channels extending coaxially and in a labyrinth between the members such that the fresh air is at least partially directed towards the compressor around the external damping member The structure of the channels guiding the intake air into the compressor ensures very low pressure losses, and the perforated plates for the front and rear walls, the perforated plate-like outer cylinder wall of the housing, the outer damping member and the inner damping member. Offers a relatively large degree of freedom when selecting material thickness The entire housing of the machine can be designed to have a sufficient rigidity.
종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 실시예와 관련된다.The dependent claims relate to preferred embodiments of the invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 실질적으로 원통형인 필터 흡음기(20)를 도시하며, 상기 흡음기의 하우징은 여기에 도시되지 않은 압축기와 연결 가능한 후방 벽(2) 및 전방 벽(1)으로 구성된다. 상기 후방 벽은 천공된 플레이트로 이루어진 외부 실린더 케이싱(4)을 밀폐시킨다.1 shows a substantially cylindrical filter absorber 20, the housing of which is comprised of a
압축기에서 나오는 음파를 감쇠시키기 위해, 하우징 내에는 다수의, 본 실시예에서는 2개인, 링형 댐핑 부재(5, 6)가 마련된다. 링형 댐핑 부재들(5, 6)은 외부 댐핑 부재(5) 및 내부 댐핑 부재(6)의 형태로 구현되고, 상기 댐핑 부재들은 서로 동축으로 그리고 이격되어 배치되며, 흡음기 하우징(20)의 축에 대해 수직으로 하우징의 실린더 케이싱(4)을 통해 유입되는 신선한 공기를 위해 전방 벽(1) 및 후방 벽(2)과 함께 상기 댐핑 부재들 사이에 동축으로 그리고 미로 형태로 연장되는 유동 채널(21)을 형성함으로써, 신선한 공기가 적어도 부분적으로 외부 댐핑 부재(5)의 둘레로 압축기를 향해 안내된다.In order to attenuate the sound waves coming out of the compressor, a plurality of ring-
이를 위해, 내부 댐핑 부재(6)는 전방 벽(1)에 수직으로 고정되고 외부 댐핑 부재는 후방 벽(2)에 수직으로 고정된다.For this purpose, the
물론, 외부 댐핑 부재(5)가 전방 벽(1)에 수직으로 고정되고 내부 댐핑 부재(6)가 후방 벽(2)에 수직으로 고정될 수도 있다.Of course, the
본 발명에 따른 필터 흡음기의 강성을 높이기 위해, 전방 벽(1)과 이에 인접한 외부 댐핑 부재(5)의 단부면은, 그 사이에 있는 유동 채널(21)을 연결하는 스크루(8) 또는 리브, 혹은 다른 강성 증가용 연결 부재에 의해 서로 연결된다.In order to increase the stiffness of the filter sound absorber according to the invention, the end face of the
댐핑 부재(5, 6)는 일반적으로 천공된 플레이트 형태의 지지부 및 댐핑 물질로 이루어진 댐핑부로 이루어진다. 이를 위해, 외부 댐핑 부재(5) 및 내부 댐핑 부재(6)는 각각 원형 중공 본체 부재를 둘러싸는 천공된 플레이트(22, 23) 형태인 케이싱부로 구현된다. 중공 본체 부재는 댐핑 물질(24, 25)로 채워진다. 천공된 플레이트(22, 23)의 천공 면적은 각각 천공된 플레이트(22, 23)의 전체 면적에 대한 소정 비율로 조정된다.The damping
또한, 흡음기 하우징의 실린더 케이싱(4)은 교체 가능한 통기성의 필터 층(3)으로 덮혀 있다.The
따라서, 흡입된 공기는 화살표(S)(도 1 참고)를 따라, 실린더 케이싱(4)의 외주에 놓인 필터 층(3)을 지나 필터 흡음기(20)의 내부 공간으로, 그리고 댐핑 부재(5, 6)를 지나 필터 흡음기(20)의 배출구(10)를 통해 압축기를 향해 흐른다.Thus, the sucked air follows the arrow S (see FIG. 1), passes through the
즉, 흡입 공기는 방사상으로 필터 층(3)과 실린더 케이싱(4)의 천공된 플레이트의 외주를 통해 만곡된 유동 채널(21)로 흐르고, 거기서부터 배출구(10)로 흐른다. 상기 유동 채널은 서로 동축으로 그리고 이격되어 배치된 댐핑 부재(5, 6) 및 하우징의 전방 벽(1)과 후방 벽(2)에 의해 형성된다. 상기 배출구(10)에는 압축기의 흡입관이 연결된다.In other words, the intake air radially flows through the outer periphery of the perforated plate of the
흡입 공기가 축방향으로, 천공된 플레이트로 이루어진 전방 벽(1)을 통해 흡입되거나, 또는 2개의 면 - 전방 벽(1) 및 외부 실린더(4) - 을 통해 흡입이 이루어지는 실시예도 가능하다.It is also possible for the intake air to be sucked in the axial direction through the
미로 형태의 비교적 긴 유동 채널(21)로 인해 양호한 흡음(吸音)이 이루어질 수 있는데, 그 이유는 공지된 바와 같이 음파의 마루 부분에서는 댐핑 부재(5, 6)의 댐핑 물질(24, 25) 내부로 공기가 압축되어 들어가고, 음파의 골 부분에서는 다시 상기 댐핑 물질로부터 공기가 빨려 나오기 때문이며, 이에 따라 음파의 진폭이 현저히 감소한다. 유동 채널의 설계시에는 채널 길이(l)와 채널 폭(b)의 비율이 감쇠시킬 음향 주파수(sound frequency)에 적합하도록 설정해야 한다.The relatively
전술한 이유 때문에, 천공 면적이 댐핑 부재(5, 6)를 위한 천공된 플레이트(22, 23)의 전체 면적에 대해 소정 비율로 조정됨으로써, 다른 장점을 얻게 된다. 예컨대 DE 198 18 873 A1에 개시된 바와 같이, 천공된 플레이트(22, 23)가 헬름홀쯔 공명기로서 구현될 수 있다.For the reasons mentioned above, another advantage is obtained by adjusting the drilling area in a predetermined ratio with respect to the total area of the
댐핑 물질(24, 25)의 재료는 DE 195 14 990 B4에서 언급된 바와 같은 개방 셀의 발포재, 섬유 재료 또는 다른 흡음 재료일 수 있다. 실린더 케이싱(4)의 필터 층(3)에는 EP 0 574 605 B1에 언급된 바와 같이, 플라스틱, 금속 직물, 필터 종이, 또는 상이한 재료들로 이루어진 복합 필터가 사용될 수 있다.The material of damping
또한, 필터 흡음기(20)는 부속품을 구비할 수 있다. 예컨대, 전방 벽(1)의 외부면에는 센서(9)의 장착을 위한 폐쇄부가 마련될 수 있고, 또는 후방 벽(2)의 외부면에는 세척 매체용 공급부(7)가 마련될 수 있다.In addition, the filter absorber 20 may be provided with an accessory. For example, a closure for mounting the
도 2는 도 1의 평면(S2-S2)을 따라 절단한, 본 발명에 따른 필터 흡음기(20)의 실시예를 횡단면도로 도시한다. 도 2와는 달리, 예컨대 직사각형 또는 타원형 형태로 흡음기의 비대칭적인 구성도 가능하다.2 shows a cross-sectional view of an embodiment of a filter sound absorber 20 according to the invention, cut along the plane S2-S2 of FIG. 1. Unlike FIG. 2, an asymmetrical configuration of the sound absorber is also possible, for example in the form of a rectangle or an ellipse.
본 발명의 필터 흡음기를 이용하면, 부품수를 비교적 많이 줄일 수 있고, 압축기 흡입 공기의 비교적 매우 작은 압력 손실을 보장하며, 필터 흡음기의 배출구에서 흡입 공기의 속도장을 균일하게 하고, 압축기의 소음 수준을 만족할만한 수준으로 감소시킬 수 있다.With the filter sound absorber of the present invention, the number of parts can be reduced relatively large, ensuring a relatively very small pressure loss of the compressor intake air, making the velocity field of the intake air uniform at the outlet of the filter sound absorber, and the noise of the compressor. The level can be reduced to a satisfactory level.
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