KR101515769B1

KR101515769B1 - 과급기용 사일렌서

Info

Publication number: KR101515769B1
Application number: KR1020147018895A
Authority: KR
Inventors: 후미토 히라타니; 유이치로 히라노; 게이이치 시라이시; 유키히로 이와사; 야스히로 와다; 겐지 우치다; 히로유키 호소야; 요시히토 고바야시
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤; 아사히 비루워루 가부시키 가이샤
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2015-04-28
Also published as: WO2013125142A1; EP2818683B1; EP2818683A4; EP2818683A1; CN104169562A; JP5583287B2; KR20140108551A; CN104169562B; JPWO2013125142A1

Abstract

방음 성능을 확보하여 제조 비용의 저감을 가능하게 한 과급기용 사일렌서를 제공한다. 컴프레서부에서 압축하기 위한 흡입 공기를 도입하는 흡입 공기 도입로의 입구부 상류측에 장착되어 흡기 소음을 흡수하는 과급기용 사일렌서 (30) 가, 대략 원통 형상으로 한 케이싱 (31) 의 외주면에 형성된 흡입 공기 입구 개구부 (32) 와, 흡입 공기 입구 개구부 (32) 로부터 도입된 흡입 공기를 대략 90 도의 방향 전환을 시켜 흡입 공기 도입로로 유도하는 흡입 공기 유로와, 케이싱 (31) 의 일단면측에 형성된 흡입 공기 출구 개구 (34) 와, 흡입 공기 입구 개구부 (32) 에 케이싱 외주측으로부터 삽입하여 장착된 흡음통 (40) 과, 흡음통 (40) 과 대략 동심의 공기 유통공 (51) 을 구비하고, 흡입 공기 입구 개구부 (32) 의 소정 위치에 삽입된 흡음통 (40) 을 고정 지지하는 지지판 (50) 을 구비하여 구성된다.

Description

과급기용 사일렌서{SILENCER FOR SUPERCHARGER}

본 발명은 예를 들어 선박용이나 발전용의 대형 디젤 기관 등에 적용되는 과급기용 사일렌서에 관한 것이다.

종래, 내연 기관의 연소용 공기를 압축하여, 밀도가 높은 공기를 연소실 내로 강제적으로 보내는 과급기가 알려져 있으며, 예를 들어 선박용이나 발전용의 대형 디젤 기관에 있어서도 널리 사용되고 있다. 이와 같은 과급기는, 연소용 공기를 압축하는 압축기 및 압축기의 구동원이 되는 과급기 터빈이 동축 (同軸) 이 되고, 하우징 내에 수납되어 일체로 회전한다. 또한, 과급기 터빈은, 내연 기관의 배기 가스가 보유하는 에너지에 의해 구동된다.

이와 같은 과급기에 있어서는, 컴프레서 날개차로부터 발생하는 소음을 소음 (消音) 시키기 위해, 예를 들어 하기의 특허문헌 1 에 개시되어 있는 바와 같은 과급기용 사일렌서가 사용되고 있다. 이 과급기용 사일렌서에서는, 사일렌서 엘리먼트 (흡음체) 로서 2 회 절곡 형상 (대략 Z 상) 의 흡음 스플리터를 복수 조합한 구성이 채용되어, 소음 성능의 유지와 저압손화를 도모하고 있다.

또한, 그 밖의 과급기용 사일렌서에 있어서는, 대략 Z 상 대신에 곡선 형상의 흡음 스플리터를 조합한 사일렌서 엘리먼트를 채용한 것도 있다.

일본 공개특허공보 평11-200969호

상기 서술한 종래의 과급기용 사일렌서는, 사일렌서 엘리먼트의 형상이나 구조가 복잡해지기 때문에, 사일렌서 엘리먼트의 가공이나 조립 등이 번거롭다는 문제가 있었다. 이와 같은 배경에서, 원하는 흡음 성능을 확보함과 함께, 용이하게 제조할 수 있어 저렴한 과급기용 사일렌서의 개발이 요망되고 있었다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 흡음 성능을 확보하여 제조 비용의 저감을 가능하게 한 과급기용 사일렌서를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 하기의 수단을 채용하였다.

본 발명에 관련된 과급기용 사일렌서는, 컴프레서부에서 압축하기 위한 흡입 공기를 도입하는 흡입 공기 도입로의 입구부 상류측에 장착되어 컴프레서 날개차로부터 발생하는 소음을 흡수하는 과급기용 사일렌서로서, 대략 원통 형상으로 한 케이싱의 외주면에 형성된 흡입 공기 입구 개구부와, 그 흡입 공기 입구 개구부로부터 도입된 상기 흡입 공기를 대략 90 도의 방향 전환을 시켜 상기 흡입 공기 도입로로 유도하는 흡입 공기 유로와, 상기 케이싱의 일단면측에 형성된 흡입 공기 출구 개구와, 상기 흡입 공기 입구 개구부에 케이싱 외주측으로부터 삽입하여 장착된 흡음통과, 그 흡음통과 대략 동심의 공기 유통공을 구비하고, 상기 흡입 공기 입구 개구부의 소정 위치에 삽입된 상기 흡음통을 고정 지지하는 지지판을 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 과급기용 사일렌서에 의하면, 대략 원통 형상으로 한 케이싱의 외주면에 형성된 흡입 공기 입구 개구부와, 그 흡입 공기 입구 개구부로부터 도입된 흡입 공기를 대략 90 도의 방향 전환을 시켜 흡입 공기 도입로로 유도하는 흡입 공기 유로와, 케이싱의 일단면측에 형성된 흡입 공기 출구 개구와, 흡입 공기 입구 개구부에 케이싱 외주측으로부터 삽입하여 장착된 흡음통과, 그 흡음통과 대략 동심의 공기 유통공을 구비하고, 흡입 공기 입구 개구부의 소정 위치에 삽입된 흡음통을 고정 지지하는 지지판을 구비하여 구성했으므로, 사일렌서 엘리먼트 (흡음체) 로서 기능하는 흡음통의 장착 작업이나 교환 작업은, 케이싱 외주측으로부터 삽입 또는 빼냄으로써 용이하게 실시할 수 있다.

상기 발명의 과급기용 사일렌서에 있어서, 상기 지지판은, 상기 흡음통의 양 단부 근방을 지지하는 외측 지지판 및 내측 지지판을 구비하고, 상기 외측 지지판을 외측으로부터 장착하여 소정 위치에 삽입된 상기 흡음통을 고정시키는 것이 바람직하고, 이로써, 외주 고정판을 떼어낸 상태로 하여, 흡음통을 케이싱 외주측으로부터 삽입 또는 빼내는 것이 용이해진다.

또, 상기 발명에 있어서, 상기 흡음통의 입구부 및 출구부는, 적어도 일방의 내주측 모서리부에 형성된 R 형상부를 구비하고 있는 것이 바람직하고, 이로써, 흡음통을 통과하는 흡입 공기의 압력 손실을 저감시킬 수 있다.

이 경우의 R 형상부는, 외측 지지판 및 내측 지지판에 형성된 공기 유통공의 단부에 내향의 R 가공을 실시하는 것이 바람직하고, 흡음통측의 단부 형상을 맞춰둠으로써, 걸어맞춤에 의한 운전 중의 위치 어긋남 방지도 가능해진다.

상기 발명에 있어서, 상기 흡음통에는, 흡음재와, 그 흡음재의 외주를 덮는 외주재의 적어도 2 층의 단면 구조를 갖는 통 형상으로 구성된 것, 혹은 보강 부재와, 그 보강 부재의 외주를 덮어 형성된 흡음재와, 그 흡음재의 외주를 덮는 외주재의 적어도 3 층의 단면 구조를 갖는 통 형상으로 구성된 것이 있으며, 적절히 선택하여 사용하면 된다.

또, 본 발명의 흡음통은, 그 단면 형상이 원형 단면 형상, 사각형 단면 형상 및 육각형 단면 형상 중 어느 것이어도 된다. 특히, 육각 단면 형상의 흡음통을 허니컴상으로 배치하면, 흡음통의 설치 스페이스를 가장 효율적으로 사용할 수 있다.

그리고, 원형 단면 형상의 흡음통은, 외경에 대한 내경의 비율이 60 ∼ 70 ％ 인 것이 바람직하고, 이 경우에 바람직한 흡음통의 내경은, 직경이 75 ㎜ ∼ 130 ㎜ 이다. 이와 같은 흡음통은, 과급기용 사일렌서에 의해 소음시키는 주파수대가 1 ㎑ ∼ 2 ㎑ 정도인 경우, 특히 유효하다.

또한, 사각형 단면 형상 및 육각형 단면 형상의 흡음통의 경우에는, 외변의 대면 거리에 대한 내변의 대면 거리의 비율이 60 ∼ 70 ％ 인 것이 바람직하고, 이 경우에 바람직한 흡음통의 내변 대면 거리는 75 ㎜ ∼ 130 ㎜ 가 최적이다.

이와 같은 과급기용 사일렌서의 흡음통은, 통 형상의 보강용 부재를 구비하고 있으므로, 흡음재에 의한 흡음 성능을 유지한 채, 과급기용 사일렌서의 흡음통의 장착 작업이나 교환 작업시에 있어서, 케이싱 외주측으로부터 삽입 또는 빼냄으로써 용이하게 실시할 수 있다.

상기 보강용 부재로는, 흡음재의 흡음 특성을 저해하지 않고 흡음통을 보강할 수 있고, 또 내열성이 우수하다는 점에서 공력적으로 저항을 줄인 철망이 바람직하게 채용되며, 그 중에서도 엑스펀드 메탈을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 상기 흡음재는, 흡음성 및 내열성이 우수하다는 점에서 그라스 울, 로크 울 등의 무기 섬유를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 외주재는, 내열성과 작업성이 우수하다는 점에서 알루미늄박 등의 금속박으로 덮는 것이 바람직하다. 나아가서는, 상기 보강 부재와 상기 흡음재 사이에, 무기 섬유의 직물 또 부직포 등의 표피재를 배치시켜두는 것이 공기 유통시의 무기 섬유의 비산 방지를 위해 바람직하게 채용된다. 또, 흡음통의 양 단부는, 그 내주면측에 R 형상을 형성해 두는 것이 바람직하다.

상기 서술한 본 발명에 의하면, 흡음통의 장착 작업이나 교환 작업을 용이하게 실시할 수 있으므로, 흡음 성능을 확보하여 제조 비용의 저감이나 메인터넌스 성의 향상을 가능하게 한 과급기용 사일렌서를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 관련된 과급기용 사일렌서의 일 실시형태를 나타내는 도면으로, 원형 단면의 흡음통을 사용한 구성예의 일부에 대하여 내부 단면을 나타내는 정면도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 과급기용 사일렌서의 종단면도 (도 3 의 C-C 단면도) 이다.
도 3 은 도 2 의 A-A 단면도이다.
도 4 는 도 2 의 B-B 단면도이다.
도 5 는 도 3 의 D 부 확대도이다.
도 6 은 본 발명에 적용되는 흡음통의 구성예를 나타내는 외관 사시도이다.
도 7 은 본 발명에 관련된 과급기용 사일렌서를 구비한 배기 터빈 과급기의 일 구성예를 나타내는 종단면도이다.
도 8 은 본 발명에 관련된 과급기용 사일렌서의 흡음통에 대하여, 사각형 단면의 흡음통을 사용한 제 1 변형예를 나타내는 단면도 (도 2 의 B-B 단면에 상당) 이다.
도 9 는 본 발명에 관련된 과급기용 사일렌서의 흡음통에 대하여, 육각형 단면의 흡음통을 사용한 제 2 변형예를 나타내는 단면도 (도 2 의 B-B 단면에 상당) 이다.
도 10 은 본 발명에 관련된 과급기용 사일렌서의 흡음통에 대하여, 육각형 단면의 흡음통을 사용한 제 3 변형예를 나타내는 단면도 (도 2 의 B-B 단면에 상당) 이다.
도 11 은 본 발명에 관련된 과급기용 사일렌서의 흡음통에 대하여, 육각형 단면의 흡음통을 사용한 제 4 변형예를 나타내는 단면도 (도 2 의 B-B 단면에 상당) 이다.
도 12 는 본 발명에 관련된 과급기용 사일렌서의 흡음통에 대하여, 육각형 단면의 흡음통을 사용하여 허니컴상으로 배치한 제 5 변형예를 나타내는 단면도 (도 2 의 B-B 단면에 상당) 이다.
도 13 은 내경 및 외경이 상이한 3 종류의 흡음통에 대하여, 주파수와 감음 효과의 관계를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 과급기용 사일렌서에 대하여, 도 1 내지 도 7 을 참조하면서 설명한다.

도 7 은, 본 발명에 관련된 과급기용 사일렌서를 구비한 배기 터빈 과급기의 구성예를 나타내는 종단면도이고, 본 발명에 관련된 과급기용 사일렌서는, 이와 같은 배기 터빈 과급기 (10) 에 적용될 수 있는 것이다.

도시하는 배기 터빈 과급기 (10) 는, 예를 들어 도시되지 않은 선박용 디젤 기관 (예를 들어 저속 2 사이클 디젤 기관) 에 장착되어, 선박용 디젤 기관을 구성하는 실린더 라이너 (도시 생략) 의 내부와 연통되는 급기 매니폴드 (도시 생략) 에 압축된 공기를 공급하는 장치이다.

도 7 에 나타내는 바와 같이, 배기 터빈 과급기 (10) 는, 가스 입구 케이싱 (11), 가스 출구 케이싱 (12), 베어링대 (13) 및 컴프레서측의 공기 안내 케이싱 (14) 이 볼트 (도시 생략) 에 의해 일체로 체결됨으로써 구성되어 있다. 로터축 (15) 은, 베어링대 (13) 내에 트러스트 베어링 (16) 및 래디얼 베어링 (17, 18) 에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있고, 일단부에 터빈부를 구성하는 터빈 (19) 이 고결 (固結) 되고, 타단부에 컴프레서부를 구성하는 컴프레서 날개차 (날개차) (20) 가 고결되어 있다.

일단부측의 터빈 (19) 은, 외주부에 다수의 블레이드 (19a) 를 갖고 있다. 이 블레이드 (19a) 는, 가스 입구 케이싱 (11) 에 형성된 배기 가스 도입로 (22) 와, 가스 출구 케이싱 (12) 에 형성된 배기 가스 배출로 (23) 사이에 배치되어 있다.

한편, 타단부측의 컴프레서 날개차 (20) 는, 외주부에 다수의 블레이드 (20a) 를 갖고 있다. 이 블레이드 (20a) 는, 공기 안내 케이싱 (14) 에 형성된 흡입 공기 도입로 (24) 의 후방에 배치되어 있다. 흡입 공기 도입로 (24) 는, 컴프레서 날개차 (20) 를 개재하여 스크롤실 (25) 에 접속되고, 또한 스크롤실 (25) 은 도시되지 않은 흡입 공기 도입로를 개재하여 엔진의 연소실에 접속되어 있다.

상기 서술한 배기 터빈 과급기 (10) 는, 흡입 공기 도입로 (24) 의 상류측에 과급기용 사일렌서 (30) 를 구비하고 있다. 이 과급기용 사일렌서 (30) 는, 컴프레서부에서 압축하는 흡입 공기가 흡입 공기 도입로 (24) 에 흡입되는 전단 (상류측) 에, 즉 흡입 공기 도입로 (24) 의 입구부 상류측에 설치되는 장치이며, 흡입 공기를 통과시킴으로써 공기류를 정류하는 필터 기능과 컴프레서 날개차로부터 발생하는 소음을 흡수하는 소음 기능을 갖고 있다.

본 실시형태의 과급기용 사일렌서 (30) 는, 도 1 내지 도 7 에 나타내는 바와 같이, 대략 원통 형상으로 한 케이싱 (31) 의 외주면에 형성된 흡입 공기 입구 개구부 (32) 와, 그 흡입 공기 입구 개구부 (32) 로부터 도입된 흡입 공기를 대략 90 도의 방향 전환을 시켜 흡입 공기 도입로 (24) 로 유도하는 흡입 공기 유로 (33) 와, 케이싱 (31) 의 일단면측에 형성된 흡입 공기 출구 개구부 (34) 와, 흡입 공기 입구 개구부 (32) 에 케이싱 외주측으로부터 삽입하여 장착된 흡음통 (40) 과, 흡음통 (40) 과 대략 동심의 공기 유통공 (51) 을 구비하고, 흡입 공기 입구 개구부 (32) 의 소정 위치에 삽입된 흡음통 (40) 을 고정 지지하는 지지판 (50) 을 구비하여 구성된다.

흡입 공기 입구 개구부 (32) 의 외주측에는, 흡입 공기와 함께 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위해, 외측으로부터 순서대로 필터 (35) 및 엑스펀드 메탈 (36) 이 형성되어 있다. 이 경우, 엑스펀드 메탈 (36) 이 필터 (35) 의 형상을 유지하는 부재가 되어, 케이싱 (31) 의 적소에 대해 착탈 가능하게 장착되어 있다.

본 실시형태에 있어서의 지지판 (50) 은, 사일렌서 엘리먼트 (흡음체) 로서 기능하는 흡음통 (40) 의 양 단부 근방을 지지하도록, 외측 지지판 (52) 및 내측 지지판 (53) 을 구비하고 있지만, 흡음통 (40) 의 양단 및 중앙부를 지지하도록 해도 된다. 이들 외측 지지판 (52) 및 내측 지지판 (53) 에는, 흡음통 (40) 을 삽입하여 지지하기 위한 공기 유통공 (51) 이 반경 방향에서 일치하도록 다수 천공 형성되어 있다.

케이싱 (31) 은, 2 장의 원판 (31a, 31b) 을 대향 배치하고, 복수 개의 외측 주상 부재 (31c) 및 내측 지지판 (53) 에 의해 연결되어 대략 원주 형상으로 한 것이지만, 이 연결 구조에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.

외측 주상 부재 (31c) 는, 원판 (31a, 31b) 의 외주단 근방을 서로 연결하고 있는 부재이며, 둘레 방향에 대략 등피치로 배치되어 있다. 이 경우, 주상 부재 (31c) 와 원판 (31a, 31b) 의 연결에는 용접이나 볼트 체결이 채용 가능하다. 본 실시형태의 케이싱 (31) 에서는, 프론트 패널이 되는 원판 (31a) 측이 용접 구조가 되고, 리어 패널이 되는 원판 (31b) 측이 볼트 체결 구조가 된다.

지지판 (50) 의 외측 지지판 (52) 은, 주상 부재 (31c) 의 배치에 맞춰 둘레 방향이 복수로 분할되어 있다. 이 외측 지지판 (52) 은, 예를 들어 볼트 체결 등에 의해, 주상 부재 (31c) 에 대해 외측으로부터 착탈 가능하도록 되어 있다.

한편, 지지판 (50) 의 내측 지지판 (53) 은, 원판 (31a, 31b) 의 둘레 방향 중간 부근을 서로 연결하고 있는 부재이다. 이 내측 지지판 (53) 은, 예를 들어 원통 형상으로 성형하여 외측 지지판 (52) 과 동일한 공기 유통공 (51) 을 형성한 부재이며, 원판 (31a, 31b) 에 대해 볼트 체결 등에 의해 고정되어 있다.

흡입 공기 유로 (33) 는, 흡입 공기 입구 개구부 (32) 로부터 도입된 흡입 공기를 대략 90 도의 방향 전환을 시켜 흡입 공기 도입로 (24) 로 유도하는 공간이다. 즉, 흡입 공기 유로 (33) 는, 흡입 공기 입구 개구부 (32) 로부터 유입되어 흡음통 (40) 을 통과한 흡입 공기의 흐름을, 내측 지지판 (53) 의 내주측이 되는 공간에서 대략 90 도의 방향 전환을 시킴으로써, 흡입 공기 출구 개구부 (34) 로 유도하는 것이다.

흡입 공기 출구 개구부 (34) 는, 케이싱 (31) 의 일단면측에 형성되어 흡입 공기 도입로 (24) 와 연결되는 것으로, 흡입 공기를 컴프레서부에 공급하는 출구가 된다.

흡음통 (40) 은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 적어도 3 층의 단면 구조를 갖는 원통 형상 부재이다. 즉, 흡음통 (40) 은, 엑스펀드 메탈로 보강용 부재(기재) 가 되는 원통 형상을 형성하고, 이 원통의 외주에 유리 크로스 (도시 생략) 를 배치시켜, 그라스 울제의 흡음재로 덮은 후, 다시 흡음재의 외주를 알루미늄박 등의 외주재로 덮은 것이다.

이 흡음통 (40) 은, 필터 (35), 엑스펀드 메탈 (36) 및 외측 지지판 (52) 을 떼어낸 상태에 있어서, 흡입 공기 입구 개구부 (32) 의 외주측으로부터 반경 방향으로 삽입하여 장착한다. 이와 같은 흡음통 (40) 의 착탈 가능 상태에서는, 다수의 공기 유통공 (51) 이 개구된 상태에 있다.

도시하는 구성예 (도 4 등을 참조) 에서는, 1 장의 외측 지지판 (52) 의 영역에 대해, 폭 방향으로 7 개의 흡음통 (40) 이 지그재그상으로 2 열 나란히 배치되어 있지만, 1 영역에 있어서의 흡음통 (40) 의 배열에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 일렬의 양 단부에 있어서는, 세로로 반으로 가른 흡음통 (40´) 이 사용된다.

이 흡음통 (40) 은, 흡입 공기 출구 개구부 (34) 로부터 반경 방향 내향으로, 내측 지지판 (53) 의 공기 유통공 (51) 을 향하여 삽입된다. 이 결과, 내측 지지판 (53) 의 공기 유통공 (51) 은, 흡음통 (40) 의 일단부를 지지하여 위치 결정되므로, 흡음통 (40) 의 전체 수를 순차적으로 용이하게 삽입할 수 있다. 따라서, 최초의 조립시뿐만 아니라, 배기 터빈 과급기 (10) 에 장착한 후의 메인터넌스시에 있어서도, 필터 (35), 엑스펀드 메탈 (36) 및 외측 지지판 (52) 을 떼어낸 상태로 하여 흡음통 (40) 을 용이하게 교환하는 것이 가능해진다.

즉, 본 실시형태의 과급기용 사일렌서 (30) 는, 지지판 (50) 이 흡음통 (40) 의 양 단부 근방을 지지하는 외측 지지판 (52) 및 내측 지지판 (53) 을 구비하고, 게다가, 외측 지지판 (52) 을 외측으로부터 장착하여 착탈 가능한 구조로 했으므로, 외측 지지판 (52) 을 떼어낸 상태로 함으로써, 흡음통 (40) 의 장착 작업이나 교환 작업을 하는 경우에는, 케이싱 (31) 의 외주측으로부터 삽입 또는 빼냄으로써 용이하게 실시할 수 있다.

또, 흡음통 (40) 의 양 단부가 되는 입구부 및 출구부는, 예를 들어 도 5 에 나타내는 바와 같이, 적어도 일방의 내주측 모서리부에 형성된 R 형상부 (52a) 를 구비하고 있다. 도 5 에 나타내는 R 형상부 (52a) 는, 공기 유통공 (51) 을 천공 형성한 외측 지지판 (52) 의 단부를 R 형상으로 가공한 것이며, 흡음통 (40) 에 유입되는 흡입 공기의 흐름을 매끄럽게 하여, 흡음통 (40) 을 통과하는 흡입 공기의 압력 손실을 저감시키는 것이다.

이와 같은 R 형상부 (52a) 는, 외측 지지판 (52) 및 내측 지지판 (53) 에 형성된 공기 유통공 (51) 의 적어도 일방의 단부에 대해, 프레스 가공 등에 의해 내향 (흡음통 (40) 의 축 방향 내향) 의 R 가공을 실시한 것이다.

또, 외측 지지판 (52) 의 R 형상부 (52a) 나 내측 지지판 (53) 의 R 형상부에 맞춰, 흡음통 (40) 측에도 R 형상부 (41) 의 단부 형상을 형성해 두는 것이 바람직하다. 이와 같은 R 형상부 (41) 는, R 형상부 (52a) 나 내측 지지판 (53) 의 R 형상부와의 걸어맞춤에 의해, 운전 중의 진동 등에서 기인되는 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

또한, 흡음통 (40) 의 내측 선단부에 형성한 R 형상부는, 내측 지지판 (53) 의 R 형상부를 구비하고 있는 경우, 삽입시의 위치 맞춤을 용이하게 하는 기능도 구비하고 있다.

이와 같이, 본 실시형태의 과급기용 사일렌서 (30) 는, 원통 형상의 흡음통 (40) 을 외주측으로부터의 삽입 등에 의해 착탈 가능하게 했으므로, 흡음통 (40) 의 장착 작업이나 교환 작업을 용이하게 실시할 수 있게 된다. 따라서, 본 실시형태의 과급기용 사일렌서 (30) 는, 흡음 성능의 확보는 물론, 작업성의 향상 등 에 의한 제조 비용의 저감 및 메인터넌스성의 향상을 실현한 것이 된다.

그리고, 배기 터빈 과급기 (10) 의 과급기용 사일렌서 (30) 는, 소음시키는 타깃의 주파수대가 1 ㎑ ∼ 2 ㎑ 정도이다.

도 13 은, 동일한 길이로 원형 단면 형상을 갖는 흡음통 (40) 에 대하여, 내경 및 외경이 상이한 3 종류의 주파수 및 감음 효과와 관계를 나타내는 실험 결과의 도면이다. 또한, 이하의 설명에서 사용하는 외경 및 내경은, 어느 수치에 대해서도 직경이다.

도 13 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 흡음통 (40) 의 내경을 크게 하면 소음시킬 수 있는 주파수대의 피크 및 감음 효과 (소음량) 가 저하되고, 반대로 내경을 작게 하면 소음시킬 수 있는 주파수대의 피크 및 감음 효과가 높아진다. 따라서, 흡음통 (40) 의 내경이 직경 133.5 ㎜ 정도까지 커지면, 감음 효과는 꽤 저하되므로, 이 이상의 큰 내경을 채용하는 것은 유리한 계책이 아니다.

이에 반해, 흡음통 (40) 의 외경에 대해서는, 작아지면 작아질수록 감온 효과 (소음 성능) 는 증가하지만, 압력 손실 및 비용의 관점에서 지나치게 작게 할 수는 없다. 즉, 직경 75 ㎜ 정도의 내경에서는, 압력 손실의 증가를 억제하기 위해 갯수를 늘리면, 직경 89 ㎜ 의 내경으로 한 경우와 비교하여 외경이 작아지므로, 갯수의 증가에 의해 비용이 1.4 배 정도로 증대하여 비용 면에서 불리해진다.

이 결과, 흡음통 (40) 에 바람직한 내경 (직경) 은, 75 ㎜ ∼ 130 ㎜ 가 된다.

또, 감음 효과가 부족한 경우에는, 예를 들어 바람직한 내경에 대해 외경을 크게 하고, 내경/외경의 차 (두께) 의 증가분만큼 흡음재량을 늘리는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 이와 같이 하여 외경을 크게 하면, 흡음통 (40) 의 갯수를 늘리는 것이 곤란해지므로, 결과적으로 압력 손실의 관점에서 성립은 곤란해진다. 따라서, 외경에 대한 내경의 비율은, 60 ∼ 70 ％ 가 바람직하다고 생각된다. 또한, 도 13 에 나타낸 흡음통 (40) 의 외경에 대한 내경의 비율은, 내경 76 ㎜ 인 것에서 66 ％ 정도, 내경 89 ㎜ 인 것에서 69 ％ 정도, 내경 133.5 ㎜ 인 것에서 67 ％ 정도이다.

즉, 원형 단면 형상의 흡음통 (40) 에서는, 없애고자 하는 소리의 주파수대와, 현실적으로 배치 가능하다고 생각되는 흡음통 사이즈로부터, 외경에 대한 내경의 비율이 60 ∼ 70 ％ 인 것이 바람직하고, 이 경우에 바람직한 흡음통 (40) 의 내경 (직경) 은 75 ㎜ ∼ 130 ㎜ 가 된다.

그런데, 상기 서술한 실시형태의 흡음통 (40) 은, 엑스펀드 메탈로 형성한 원통 형상의 보강용 부재를 구비하는 3 층의 단면 형상을 갖고 있지만, 흡음재와, 이 흡음재의 외주를 덮는 외주재의 적어도 2 층의 단면 구조를 갖는 통 형상으로 구성된 것이어도 된다. 또, 3 층의 단면 형상을 갖는 흡음통이어도, 보강용 부재가 상기 서술한 실시형태와 같은 통상에 한정되지 않고, 예를 들어 복수의 링상 부재를 연결한 구조로 해도 된다.

또, 흡음통의 단면 형상에 대해서도, 상기 서술한 실시형태의 원형 단면 형상 (원통 형상) 에 한정되지 않고, 예를 들어 이하에 설명하는 제 1 변형예 내지 제 5 변형예와 같은 단면 형상을 갖는 통상으로 해도 된다. 이 경우, 보강용 부재를 구비하고 있는 경우에는, 통상적으로는 동일한 단면 형상을 갖는 것이 사용된다.

도 8 에 나타내는 제 1 변형예의 흡음통 (40A) 은, 예를 들어 정방형이나 장방형과 같은 사각형 단면을 갖는 통상이다. 도시하는 구성예에서는, 흡음통 (40A) 을 2 열로 나란히 배치하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다.

또, 도 9 ∼ 도 12 에 나타내는 제 2 변형예 ∼ 제 5 변형예의 흡음통 (40B) 은, 모두 육각형 단면을 갖는 통상이지만, 각 변형예는, 2 열로 배치한 육각형의 배치 (방향이나 조합 방향) 가 상이하다. 또한, 도 11 및 도 12 에 나타내는 것에서는, 육각형을 세로로 반으로 가른 흡음통 (40B´) 도 사용되고 있다.

특히, 도 12 에 나타내는 제 5 변형예에서는, 육각형 단면의 흡음통 (40B) 을 허니컴상으로 배치하고 있으므로, 흡음통 설치 스페이스를 유효하게 이용한 배치가 가능해진다. 즉, 육각형 단면의 흡음통 (40B) 을 허니컴상으로 배치함으로써, 동일한 크기로 흡음 효율이 양호한 과급기용 사일렌서가 된다.

이와 같이, 사각형 형상 단면 형상 및 육각형 단면 형상의 흡음통은, 외변의 대면 거리에 대한 내변의 대면 거리의 비율이 60 ∼ 70 ％ 인 것이 바람직하고, 이 경우에 바람직한 흡음통의 내변 대면 거리는 75 ㎜ ∼ 130 ㎜ 가 최적이다.

또한, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 적절히 변경할 수 있다.

10 : 배기 터빈 과급기
19 : 터빈
20 : 컴프레서 날개차
24 : 흡입 공기 도입로
30 : 과급기용 사일렌서
31 : 케이싱
31a, 31b : 원판
31c : 외측 주상 부재
32 : 흡입 공기 입구 개구부
33 : 흡입 공기 유로
34 : 흡입 공기 출구 개구부
35 : 필터
36 : 엑스펀드 메탈
40, 40´, 40A, 40B, 40B´: 흡음통
50 : 지지판
51 : 공기 유통공
52 : 외측 지지판
52a : R 형상부

Claims

컴프레서부에서 압축하기 위한 흡입 공기를 도입하는 흡입 공기 도입로의 입구부 상류측에 장착되는 과급기용 사일렌서로서,
케이싱의 외주면에 형성된 흡입 공기 입구 개구부와,
그 흡입 공기 입구 개구부로부터 도입된 상기 흡입 공기를 90 도의 방향 전환을 시켜 상기 흡입 공기 도입로로 유도하는 흡입 공기 유로와,
상기 케이싱의 일단면측에 형성된 흡입 공기 출구 개구와,
상기 흡입 공기 입구 개구부에 장착된 흡음통과,
그 흡음통과 동심의 공기 유통공을 구비하고, 상기 흡입 공기 입구 개구부의 소정 위치에 상기 흡음통을 고정 지지하는 지지판을 구비하여 구성되고,
상기 지지판은, 상기 흡음통의 양 단부 근방을 지지하기 위한 상기 공기 유통공이 반경 방향에서 일치하도록 천공 형성되어 있는 외측 지지판 및 내측 지지판을 구비하고,
상기 외측 지지판은 착탈 가능하고 또한 상기 흡음통을 고정시킬 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 1 항에 있어서,
상기 공기 유통공의 단부에 내향의 R 가공이 실시되는 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 외측 지지판은, 주상 부재로 둘레 방향으로 복수 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 외측 지지판을 외측으로부터 장착하여 상기 흡음통을 소정 위치에 고정시키는 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 흡음통의 입구부 및 출구부는, 적어도 일방의 내주측 모서리부에 형성된 R 형상부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 1 항에 있어서,
상기 흡음통은, 흡음재와, 그 흡음재의 외주를 덮는 외주재의 적어도 2 층의 단면 구조를 갖는 통 형상으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 1 항에 있어서,
상기 흡음통은, 보강 부재와, 그 보강 부재의 외주를 덮어 형성된 흡음재와, 그 흡음재의 외주를 덮는 외주재의 적어도 3 층의 단면 구조를 갖는 통 형상으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 6 항에 있어서,
상기 흡음통이 원형 단면 형상인 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 6 항에 있어서,
상기 흡음통이 사각형 단면 형상인 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 6 항에 있어서,
상기 흡음통이 육각형 단면 형상인 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 7 항에 있어서,
상기 흡음통이 원형 단면 형상인 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 7 항에 있어서,
상기 흡음통이 사각형 단면 형상인 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 7 항에 있어서,
상기 흡음통이 육각형 단면 형상인 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡음통은, 외변 대면 거리에 대한 내변 대면 거리의 비율이 60 ∼ 70 ％ 인 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡음통의 내변 대면 거리는 75 ㎜ ∼ 130 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서.
컴프레서부에서 압축하기 위한 흡입 공기를 도입하는 흡입 공기 도입로의 입구부 상류측에 장착되는 과급기용 사일렌서의 흡음통 제조 방법으로서,
상기 과급기용 사일렌서가,
케이싱의 외주면에 형성된 흡입 공기 입구 개구부와,
그 흡입 공기 입구 개구부로부터 도입된 상기 흡입 공기를 90 도의 방향 전환을 시켜 상기 흡입 공기 도입로로 유도하는 흡입 공기 유로와,
상기 케이싱의 일단면측에 형성된 흡입 공기 출구 개구와,
상기 흡입 공기 입구 개구부에 장착된 흡음통과,
그 흡음통과 동심의 공기 유통공을 구비하고, 상기 흡입 공기 입구 개구부의 소정 위치에 상기 흡음통을 고정 지지하는 지지판을 구비하여 구성되고,
상기 지지판은, 상기 흡음통의 양 단부 근방을 지지하기 위한 상기 공기 유통공이 반경 방향에서 일치하도록 천공 형성되어 있는 외측 지지판 및 내측 지지판을 구비하고,
상기 외측 지지판을 떼어낸 상태에서, 상기 흡입 공기 입구 개구부로부터 상기 흡음통을 반경 방향 내향으로 삽입하여, 상기 내측 지지판의 상기 공기 유통공이 흡음통의 일단부를 지지하여 위치 결정한 후, 상기 외측 지지판을 장착하여 상기 흡음통을 고정시키는 것을 특징으로 하는 과급기용 사일렌서의 흡음통 제조 방법.