增壓器用消聲器的製造方法
2023-07-01 01:38:16 3
增壓器用消聲器的製造方法
【專利摘要】該增壓器用消聲器具備與外部空氣導入管道連結的吸氣殼體(H)，並通過安裝於增壓器主體的空氣吸入口，從而進行以增壓器主體的轉子軸為基準從放射方向外側吸入的吸氣的消聲，其中，所述增壓器用消聲器(30)設置為，以增壓器主體的轉子軸為基準沿圓周方向呈放射狀地配置有多個吸聲分離器(2)，並且多個吸聲分離器(2)中的一部分吸聲分離器(2)的頂部的朝向與剩餘的吸聲分離器(2)的頂部的朝向不同。
【專利說明】増壓器用消聲器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種應用於例如船舶用發動機這種大型柴油機的增壓器的增壓器用消聲器，特別涉及一種具備吸氣殼體的增壓器用消聲器的構造。
【背景技術】
[0002]以往，已知壓縮內燃機的燃燒用空氣而將密度高的空氣向燃燒室內送入的增壓器，例如在船舶用、發電用的大型柴油機中也廣泛使用。在這種增壓器中，壓縮燃燒用空氣的壓縮機以及成為壓縮機的驅動源的增壓器渦輪設為同軸，且收納於外殼內並一體旋轉。需要說明的是，增壓器渦輪通過內燃機的廢氣所保有的能量來驅動。
[0003]在以往的增壓器中，為了消除因吸入空氣產生的噪聲，使用了例如下述的專利文獻1所公開那樣的增壓器用消聲器。在該增壓器用消聲器中，作為消聲器元件(吸聲體)而採用兩次彎折形狀(大致Z狀)的吸聲分離器，從而實現消聲性能的維持和低壓損化。該吸聲分離器以沿相同方向組合多個的方式配置於吸氣流路。
[0004]S卩，例如在圖4以及圖5所示的增壓器用消聲器1、1A中，吸聲分離器2在吸氣流路的入口部，沿圓周方向隔開間隔以放射狀配置。
[0005]另外，在其他增壓器用消聲器中，有時也採用代替大致Z狀而組合曲線形狀(圓弧狀等)的吸聲分離器的消聲器元件。
[0006]另外，例如如圖4所示的增壓器用消聲器1那樣，通常的船舶用發動機的增壓器用消聲器構造不具有空氣吸入殼體。因此，這種消聲器採取從以轉子軸為基準的放射方向吸入空氣的結構的船內吸氣方式。
[0007]另一方面，採用設置吸氣用的管道從船外直接吸入空氣(外部空氣)的方式的船外吸氣方式的增壓器用消聲器結構能夠從船外向增壓器供給溫度低的空氣從而提高發動機的燃燒效率。在這種船外吸氣方式的消聲器1A中，例如如圖5所示，在以包圍消聲器主體(圖4的增壓器用消聲器1)的方式設置的吸氣殼體Η上連接有吸氣用的管道(未圖示)。
[0008]在先技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開平11200969號公報
【發明內容】
[0011]【發明要解決的課題】
[0012]然而，當將上述的引用文獻1中所公開的吸聲分離器2等消聲器元件應用於本申請的圖1以及圖5所圖示的這種不具有吸氣殼體Η的船內吸氣方式的增壓器用消聲器1中時，如在圖4中用箭頭F1所示，吸氣從與具有吸氣流動方向的消聲器元件一致的方向通過。因此，在船內吸氣方式的增壓器用消聲器1中，在消聲器的整周能夠實現大致均勻的吸入。
[0013]然而，在本申請的圖1以及圖5所圖示的這種具備吸氣殼體Η的船外吸氣方式的增壓器用消聲器1Α中，以在吸氣殼體Η上開口的吸氣入口 Hi的軸線L為邊界，消聲器圓周的吸氣的吸入狀態不均勻。即，由於吸氣的流入方向被吸氣殼體Η限定，因此吸聲分離器2的剖面形狀與吸氣流動方向F2的關係以軸線L為邊界而大致相反。因此，在增壓器用消聲器1的周圍，吸氣的吸入狀態不均勻。其結果是，在具備吸氣殼體Η的以往的增壓器用消聲器1Α中，存在因消聲器內部的壓力損失增加而導致增壓器性能降低的可能。
[0014]基於這種背景，在具備吸氣殼體Η的增壓器用消聲器1Α中，對於具有吸氣流動方向的吸聲分離器2這種消聲器元件，期望通過改良其配置結構等而實現增壓器性能的提尚ο
[0015]本發明是鑑於上述情況而完成的，其目的在於，提供一種能夠消除在具備船外吸氣式的吸氣殼體的增壓器用消聲器中以吸氣入口的軸線為邊界而在消聲器圓周範圍內的吸氣的吸入狀態不均勻的增壓器用消聲器。
[0016]【用於解決課題的方法】
[0017]為了解決上述課題，本發明採用下述的方法。
[0018]本發明所涉及的增壓器用消聲器具備與外部空氣導入管道連結的吸氣殼體，並通過安裝於增壓器主體的空氣吸入口，從而進行以所述增壓器主體的轉子軸為基準從放射方向外側吸入的吸氣的消聲，其中，所述增壓器用消聲器設置為，以所述增壓器主體的轉子軸為基準呈放射狀地配置有多個消聲器元件，並且所述多個消聲器元件中的一部分消聲器元件的頂部的朝向與剩餘的消聲器元件的頂部的朝向不同。
[0019]根據這種增壓器用消聲器，所述增壓器用消聲器設置為，以增壓器主體的轉子軸為基準呈放射狀地配置有多個消聲器元件，並且多個消聲器元件中的一部分消聲器元件的頂部的朝向與剩餘的消聲器元件的頂部的朝向不同。因此，能夠減少消聲器元件的剖面形狀與吸氣流動方向的關係成為相反的朝向的情況，從而抑制吸氣的吸入狀態不均勻。
[0020]在上述的發明中，優選為，按照所述多個消聲器元件的頂部的將轉子軸作為基準的朝向以所述吸氣殼體的吸氣入口開口軸線為邊界而成為不同的朝向的方式，設置有所述多個消聲器元件。由此，能夠可靠地防止或抑制消聲器元件的剖面形狀與吸氣流動方向的關係成為相反朝向。而且，由於吸氣的流速分布均勻化、消聲器內部的吸氣的吸入分布也變得均勻，因此能夠抑制因剝離、旋渦造成的性能降低。
[0021]另外，在上述的發明中，優選為，在所述吸氣殼體內還具備防止吸氣流動的幹涉的分隔板。
[0022]本發明所涉及的增壓器具備技術方案1至3中任一項所述的增壓器用消聲器。因此，能夠減少消聲器元件的剖面形狀與吸氣流動方向的關係成為相反的朝向的情況，從而抑制吸氣的吸入狀態不均勻。
[0023]【發明效果】
[0024]根據上述的本發明，能夠消除在具備吸氣殼體的增壓器用消聲器中以吸氣入口的軸線為基準而產生的左右的吸氣的吸入狀態不均勻的情況，從而防止消聲器內部的壓力損失增加、增壓器性能的降低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是作為本發明所涉及的增壓器用消聲器的一實施方式，表示吸氣流路內的消聲器元件配置例的縱剖視圖(與轉子軸正交的方向的剖視圖)。
[0026]圖2是對於圖1所示的增壓器用消聲器的增壓器將的效率(縱軸)與壓縮機壓力比(橫軸)的關係與以往結構進行比較而表示的試驗結果的圖。
[0027]圖3是表示具備本發明所涉及的增壓器用消聲器的排氣渦輪增壓器的一結構例的縱剖視圖(轉子軸方向的剖視圖)。
[0028]圖4是表示船內吸氣方式(無空氣吸入殼體)的增壓器用消聲器中的消聲器元件配置的以往例的縱剖視圖。
[0029]圖5是表示船外吸氣方式(帶有空氣吸入殼體)的增壓器用消聲器中的消聲器元件配置的以往例的縱剖視圖。
【具體實施方式】
[0030]以下，參照圖1至圖3對本發明的一實施方式所涉及的增壓器用消聲器進行說明。
[0031]圖3是表示具備本發明所涉及的增壓器用消聲器的排氣渦輪增壓器的結構例的縱剖視圖，本發明所涉及的增壓器用消聲器能夠應用於這種排氣渦輪增壓器10中。
[0032]圖示的排氣渦輪增壓器10為如下的裝置，即，例如裝配在未圖示的船舶用柴油機(例如，低速二衝程柴油機)中，向與構成船舶用柴油機的汽缸套(未圖示)的內部連通的供氣歧管(未圖示)供給壓縮後的空氣。
[0033]如圖3所示，排氣渦輪增壓器10通過利用螺栓(未圖示)將氣體入口外殼11、氣體出口外殼12、軸承臺13、以及壓縮機側的空氣引導外殼14結合成一體而構成。轉子軸15通過推力軸承16以及徑向軸承17、18旋轉自如地支承於軸承臺13內，在一端部上固定連結有構成渦輪部的渦輪19，在另一端部上固定連結有構成壓縮機部的壓縮機葉輪(葉輪)20。
[0034]一端部側的渦輪19在外周部具有多個葉片19a。該葉片19a配置在設置於氣體入口外殼11的廢氣導入路22與設置於氣體出口外殼12的廢氣排出路23之間。
[0035]另一方面，另一端部側的壓縮機葉輪20在外周部具有多個葉片20a。該葉片20a配置在設置於空氣引導外殼14的吸入空氣導入路(吸氣流路)24的後方。吸入空氣導入路24經由壓縮機葉輪20而與旋渦室25連接，並且，旋渦室25經由未圖示的吸入空氣導入路而與發動機的燃燒室連接。
[0036]上述的排氣渦輪增壓器10在吸入空氣導入路24的上遊側具備增壓器用消聲器
30。該增壓器用消聲器30為設置在供壓縮機部壓縮的吸入空氣被吸入到吸入空氣導入路24的前端(上遊側)、即吸入空氣導入路24的入口部上遊側的裝置，並具有通過使吸入空氣通過而對空氣流進行整流的過濾器功能、吸收因吸入空氣產生的噪聲的消聲功能。
[0037]另外，就該增壓器用消聲器30而言，在以包圍消聲器主體31的外周的方式設置的吸氣殼體(空氣吸入殼體)H上連接有用於從船外導入溫度低的空氣的外部空氣導入管道(未圖示)。因此，該渦輪增壓器10成為具備吸氣殼體Η的船外吸氣方式的增壓器用消聲器。
[0038]這樣，圖1所示的增壓器用消聲器30構成為，具備與外部空氣導入管道連結的吸氣殼體Η，並且，通過安裝於排氣渦輪增壓器(增壓器主體)10的空氣吸入口，來進行經由吸入空氣導入路24從以增壓器主體的轉子軸為基準的放射方向的外側吸入的吸氣的消聲。
[0039]而且，在本實施方式的增壓器用消聲器主體31中，在吸氣流路24的入口部設置有成為消聲器元件的多個吸聲分離器2。
[0040]該吸聲分離器2的存在於轉子軸15的軸向的外周且與消聲器主體31的壁面32、33不對置的外周採用鋁這種金屬，且周圍被由形成有多個通孔的穿孔金屬構成的外周壁Pm包圍。另外，在吸聲分離器2的外周壁Pm上形成有相互向相反方向彎曲的兩個彎曲部2a、2b。因此，各吸聲分離器2整體呈大致Z形的剖面形狀。
[0041]這種吸聲分離器2以相對於吸氣流動方向流路阻力變小的方式配置。
[0042]即，在使用本實施方式中的吸聲分離器2的情況下，與配置成大致Z形的剖面形狀中的彎曲部的頂部2a(兩個的彎曲部2a、2b中的徑向外側的彎曲部的凸形狀部)朝向一個方向(更具體而言，如圖5所示，全部的吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a在從轉子軸觀察的情況下全部朝左(在其他實施例中，全部吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a在從轉子軸觀察的情況下全部朝右))相比，當配置成吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a成為吸氣流動方向下遊側的朝向(即圖1中的箭頭F3的朝向)時，流路阻力變小。
[0043]因此，在具備吸氣殼體Η的增壓器用消聲器30中，配置成至少一部分吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a的從轉子軸觀察時的朝向與其他吸聲分離器2不同。
[0044]在此，當對本實施方式中的吸聲分離器2的配置例進行具體說明，圖1的吸聲分離器2配置成，以吸氣殼體Η的吸氣入口開口 Hi的軸線L (例如，通過轉子軸的軸線與吸氣入口開口的中心的軸線)為邊界，吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a的朝向以轉子軸為基準而成為不同朝向。換言之，吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a的朝向配置成以軸線L為中心而剖面形狀大致左右對稱。在該情況下，吸氣入口開口 Hi的軸線L設置為與水平線成θ 1的軸線傾斜角度。該軸線傾斜角度θ 1為0?90度的範圍，出口側的角度Θ 2也為從0度到Θ1。因此，在軸線傾斜角度θ 1接近0度的情況下，在外觀上，吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a的朝向有時以軸線L為中心成為大致上下對稱的配置。
[0045]另外，本實施方式的增壓器用消聲器30也可以設置分隔板以使地在吸氣殼體內不幹涉吸氣的流動。更優選為，也可以在吸氣入口開口 Hi的軸線L上且與吸氣殼體內的吸氣入口開口 Hi的位置相反的位置處設置分隔板40，從而防止幹涉吸氣的流動。
[0046]需要說明的是，在圖示的結構例中，在軸線L的左右吸聲分離器2的數量為22個或23個的有所不同，對於這種朝向不同方向數量不停的。
[0047]S卩，在以軸線L為邊界的消聲器30的左右，吸聲分離器2配置為頂部2a均朝向吸氣的流動方向下遊側，而且配置為在吸氣流路24的入口部上沿圓周方向隔開間隔以放射狀擱置。
[0048]需要說明的是，優選為，使頂部2a朝向吸氣的流動方向下遊側的吸聲分離器2的配置以如下的吸聲分離器2為對象，該吸聲分離器2為存在於通過的吸氣的流動方向成為規定的空氣流動方向的反對的朝向的區域的內的全部吸聲分離器2。
[0049]這樣，如果吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a的朝向配置成以軸線L為邊界而線對稱，則無論導入至吸氣殼體Η的吸氣(參照圖1的箭頭F3)以軸線L為邊界通過左右任一流路沿規定的流動方向流動均會受到大致相同的壓力損失。因此，無論通過哪條流路，壓力損失大致相同，其結果是，能夠消除吸氣的吸入狀態以軸線L為邊界不均勻。因此，能夠防止消聲器內部的壓力損失增加、增壓器性能的降低。
[0050]S卩，通過採用相對於軸線L而左右對稱的消聲器元件結構，哪個使增壓器用消聲器30的周圍方向上的吸氣殼體Η的內部的吸氣的流速分布、吸入分布均勻化，從而抑制因流動的剝離、旋渦造成的增壓器性能的降低。
[0051]如上所述，根據圖2所示的試驗結果可以看出，應用了本實施方式的消聲器的增壓器與以往結構相比進一步改善並提高了低負載時的增壓效率。
[0052]此外，在上述實施方式中，將消聲器元件設為吸聲分離器2而進行了說明，然而本發明並不限定於此，當然也能夠應用於例如如圓弧狀剖面等那樣具有規定的流動方向的其他消聲器元件中。
[0053]需要說明的是，本發明不限定於上述的實施方式，在不脫離其主旨的範圍內能夠適當變更。
[0054]附圖標記說明
[0055]2 吸聲分離器(消聲器元件)
[0056]2a、2b 頂部
[0057]10 排氣渦輪增壓器
[0058]15 轉子軸
[0059]20 壓縮機葉輪
[0060]24 吸入空氣導入路
[0061]30 增壓器用消聲器
[0062]31 消聲器主體
[0063]32、33 壁面
[0064]Η 吸氣殼體
[0065]Hi 吸氣入口開口
[0066]L 軸線
【權利要求】
1.一種增壓器用消聲器，其具備與外部空氣導入管道連結的吸氣殼體，並通過安裝於增壓器主體的空氣吸入口，從而進行以所述增壓器主體的轉子軸為基準從放射方向外側吸入的吸氣的消聲，其中， 所述增壓器用消聲器設置為，以所述增壓器主體的轉子軸為基準呈放射狀地配置有多個消聲器元件，並且所述多個消聲器元件中的一部分消聲器元件的頂部的朝向與剩餘的消聲器元件的頂部的朝向不同。
2.根據權利要求1所述的增壓器用消聲器，其中， 按照所述多個消聲器元件的頂部的將轉子軸作為基準的朝向以所述吸氣殼體的吸氣入口開口軸線為邊界而成為不同的朝向的方式，設置有所述多個消聲器元件。
3.根據權利要求1或2所述的增壓器用消聲器，其中， 在所述吸氣殼體內還具備防止吸氣流動的幹涉的分隔板。
4.一種增壓器，其具備權利要求1至3中任一項所述的增壓器用消聲器。
【文檔編號】F02M35/12GK104487694SQ201480001930
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年7月7日 優先權日:2013年7月10日
【發明者】坂元浩一, 白石啟一 申請人:三菱重工業株式會社