增壓器用消聲器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】該增壓器用消聲器具備與外部空氣導(dǎo)入管道連結(jié)的吸氣殼體(H)，并通過(guò)安裝于增壓器主體的空氣吸入口，從而進(jìn)行以增壓器主體的轉(zhuǎn)子軸為基準(zhǔn)從放射方向外側(cè)吸入的吸氣的消聲，其中，所述增壓器用消聲器(30)設(shè)置為，以增壓器主體的轉(zhuǎn)子軸為基準(zhǔn)沿圓周方向呈放射狀地配置有多個(gè)吸聲分離器(2)，并且多個(gè)吸聲分離器(2)中的一部分吸聲分離器(2)的頂部的朝向與剩余的吸聲分離器(2)的頂部的朝向不同。
【專(zhuān)利說(shuō)明】増壓器用消聲器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于例如船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)這種大型柴油機(jī)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(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知壓縮內(nèi)燃機(jī)的燃燒用空氣而將密度高的空氣向燃燒室內(nèi)送入的增壓器，例如在船舶用、發(fā)電用的大型柴油機(jī)中也廣泛使用。在這種增壓器中，壓縮燃燒用空氣的壓縮機(jī)以及成為壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)源的增壓器渦輪設(shè)為同軸，且收納于外殼內(nèi)并一體旋轉(zhuǎn)。需要說(shuō)明的是，增壓器渦輪通過(guò)內(nèi)燃機(jī)的廢氣所保有的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)。
[0003]在以往的增壓器中，為了消除因吸入空氣產(chǎn)生的噪聲，使用了例如下述的專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)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)而采用兩次彎折形狀(大致Z狀)的吸聲分離器，從而實(shí)現(xiàn)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(gè)的方式配置于吸氣流路。
[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(kāi)間隔以放射狀配置。
[0005]另外，在其他增壓器用消聲器中，有時(shí)也采用代替大致Z狀而組合曲線(xiàn)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(fā)動(dòng)機(jī)的增壓器用消聲器構(gòu)造不具有空氣吸入殼體。因此，這種消聲器采取從以轉(zhuǎn)子軸為基準(zhǔn)的放射方向吸入空氣的結(jié)構(gòu)的船內(nèi)吸氣方式。
[0007]另一方面，采用設(shè)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(jié)構(gòu)能夠從船外向增壓器供給溫度低的空氣從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)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(shè)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(shù)文獻(xiàn)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平11200969號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]【發(fā)明要解決的課題】
[0012]然而，當(dāng)將上述的引用文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的吸聲分離器2等消聲器元件應(yīng)用于本申請(qǐng)的圖1以及圖5所圖示的這種不具有吸氣殼體Η的船內(nèi)吸氣方式的增壓器用消聲器1中時(shí)，如在圖4中用箭頭F1所示，吸氣從與具有吸氣流動(dòng)方向的消聲器元件一致的方向通過(guò)。因此，在船內(nèi)吸氣方式的增壓器用消聲器1中，在消聲器的整周能夠?qū)崿F(xiàn)大致均勻的吸入。
[0013]然而，在本申請(qǐng)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(kāi)口的吸氣入口 Hi的軸線(xiàn)L為邊界，消聲器圓周的吸氣的吸入狀態(tài)不均勻。即，由于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(dòng)方向F2的關(guān)系以軸線(xiàn)L為邊界而大致相反。因此，在增壓器用消聲器1的周?chē)?，吸氣的吸入狀態(tài)不均勻。其結(jié)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(nèi)部的壓力損失增加而導(dǎo)致增壓器性能降低的可能。
[0014]基于這種背景，在具備吸氣殼體Η的增壓器用消聲器1Α中，對(duì)于具有吸氣流動(dòng)方向的吸聲分離器2這種消聲器元件，期望通過(guò)改良其配置結(jié)構(gòu)等而實(shí)現(xiàn)增壓器性能的提尚ο
[0015]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，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(xiàn)為邊界而在消聲器圓周范圍內(nèi)的吸氣的吸入狀態(tài)不均勻的增壓器用消聲器。
[0016]【用于解決課題的方法】
[0017]為了解決上述課題，本發(fā)明采用下述的方法。
[0018]本發(fā)明所涉及的增壓器用消聲器具備與外部空氣導(dǎo)入管道連結(jié)的吸氣殼體，并通過(guò)安裝于增壓器主體的空氣吸入口，從而進(jìn)行以所述增壓器主體的轉(zhuǎn)子軸為基準(zhǔn)從放射方向外側(cè)吸入的吸氣的消聲，其中，所述增壓器用消聲器設(shè)置為，以所述增壓器主體的轉(zhuǎn)子軸為基準(zhǔn)呈放射狀地配置有多個(gè)消聲器元件，并且所述多個(gè)消聲器元件中的一部分消聲器元件的頂部的朝向與剩余的消聲器元件的頂部的朝向不同。
[0019]根據(jù)這種增壓器用消聲器，所述增壓器用消聲器設(shè)置為，以增壓器主體的轉(zhuǎn)子軸為基準(zhǔn)呈放射狀地配置有多個(gè)消聲器元件，并且多個(gè)消聲器元件中的一部分消聲器元件的頂部的朝向與剩余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(dòng)方向的關(guān)系成為相反的朝向的情況，從而抑制吸氣的吸入狀態(tài)不均勻。
[0020]在上述的發(fā)明中，優(yōu)選為，按照所述多個(gè)消聲器元件的頂部的將轉(zhuǎn)子軸作為基準(zhǔn)的朝向以所述吸氣殼體的吸氣入口開(kāi)口軸線(xiàn)為邊界而成為不同的朝向的方式，設(shè)置有所述多個(gè)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(dòng)方向的關(guān)系成為相反朝向。而且，由于吸氣的流速分布均勻化、消聲器內(nèi)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(fā)明中，優(yōu)選為，在所述吸氣殼體內(nèi)還具備防止吸氣流動(dòng)的干涉的分隔板。
[0022]本發(fā)明所涉及的增壓器具備技術(shù)方案1至3中任一項(xiàng)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(dòng)方向的關(guān)系成為相反的朝向的情況，從而抑制吸氣的吸入狀態(tài)不均勻。
[0023]【發(fā)明效果】
[0024]根據(jù)上述的本發(fā)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(xiàn)為基準(zhǔn)而產(chǎn)生的左右的吸氣的吸入狀態(tài)不均勻的情況，從而防止消聲器內(nèi)部的壓力損失增加、增壓器性能的降低。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是作為本發(fā)明所涉及的增壓器用消聲器的一實(shí)施方式，表示吸氣流路內(nèi)的消聲器元件配置例的縱剖視圖(與轉(zhuǎn)子軸正交的方向的剖視圖)。
[0026]圖2是對(duì)于圖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(jī)壓力比(橫軸)的關(guān)系與以往結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較而表示的試驗(yàn)結(jié)果的圖。
[0027]圖3是表示具備本發(fā)明所涉及的增壓器用消聲器的排氣渦輪增壓器的一結(jié)構(gòu)例的縱剖視圖(轉(zhuǎn)子軸方向的剖視圖)。
[0028]圖4是表示船內(nèi)吸氣方式(無(wú)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(shí)施方式】
[0030]以下，參照?qǐng)D1至圖3對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的增壓器用消聲器進(jìn)行說(shuō)明。
[0031]圖3是表示具備本發(fā)明所涉及的增壓器用消聲器的排氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)例的縱剖視圖，本發(fā)明所涉及的增壓器用消聲器能夠應(yīng)用于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(jī)(例如，低速二沖程柴油機(jī))中，向與構(gòu)成船舶用柴油機(jī)的汽缸套(未圖示)的內(nèi)部連通的供氣歧管(未圖示)供給壓縮后的空氣。
[0033]如圖3所示，排氣渦輪增壓器10通過(guò)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(tái)13、以及壓縮機(jī)側(cè)的空氣引導(dǎo)外殼14結(jié)合成一體而構(gòu)成。轉(zhuǎn)子軸15通過(guò)推力軸承16以及徑向軸承17、18旋轉(zhuǎn)自如地支承于軸承臺(tái)13內(nèi)，在一端部上固定連結(jié)有構(gòu)成渦輪部的渦輪19，在另一端部上固定連結(jié)有構(gòu)成壓縮機(jī)部的壓縮機(jī)葉輪(葉輪)20。
[0034]一端部側(cè)的渦輪19在外周部具有多個(gè)葉片19a。該葉片19a配置在設(shè)置于氣體入口外殼11的廢氣導(dǎo)入路22與設(shè)置于氣體出口外殼12的廢氣排出路23之間。
[0035]另一方面，另一端部側(cè)的壓縮機(jī)葉輪20在外周部具有多個(gè)葉片20a。該葉片20a配置在設(shè)置于空氣引導(dǎo)外殼14的吸入空氣導(dǎo)入路(吸氣流路)24的后方。吸入空氣導(dǎo)入路24經(jīng)由壓縮機(jī)葉輪20而與旋渦室25連接，并且，旋渦室25經(jīng)由未圖示的吸入空氣導(dǎo)入路而與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室連接。
[0036]上述的排氣渦輪增壓器10在吸入空氣導(dǎo)入路24的上游側(cè)具備增壓器用消聲器
30。該增壓器用消聲器30為設(shè)置在供壓縮機(jī)部壓縮的吸入空氣被吸入到吸入空氣導(dǎo)入路24的前端(上游側(cè))、即吸入空氣導(dǎo)入路24的入口部上游側(cè)的裝置，并具有通過(guò)使吸入空氣通過(guò)而對(duì)空氣流進(jìn)行整流的過(guò)濾器功能、吸收因吸入空氣產(chǎn)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(shè)置的吸氣殼體(空氣吸入殼體)H上連接有用于從船外導(dǎo)入溫度低的空氣的外部空氣導(dǎo)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(gòu)成為，具備與外部空氣導(dǎo)入管道連結(jié)的吸氣殼體Η，并且，通過(guò)安裝于排氣渦輪增壓器(增壓器主體)10的空氣吸入口，來(lái)進(jìn)行經(jīng)由吸入空氣導(dǎo)入路24從以增壓器主體的轉(zhuǎn)子軸為基準(zhǔn)的放射方向的外側(cè)吸入的吸氣的消聲。
[0039]而且，在本實(shí)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(shè)置有成為消聲器元件的多個(gè)吸聲分離器2。
[0040]該吸聲分離器2的存在于轉(zhuǎn)子軸15的軸向的外周且與消聲器主體31的壁面32、33不對(duì)置的外周采用鋁這種金屬，且周?chē)挥尚纬捎卸鄠€(gè)通孔的穿孔金屬構(gòu)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(gè)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(duì)于吸氣流動(dòng)方向流路阻力變小的方式配置。
[0042]即，在使用本實(shí)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(gè)的彎曲部2a、2b中的徑向外側(cè)的彎曲部的凸形狀部)朝向一個(gè)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(zhuǎn)子軸觀(guān)察的情況下全部朝左(在其他實(shí)施例中，全部吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a在從轉(zhuǎn)子軸觀(guān)察的情況下全部朝右))相比，當(dāng)配置成吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a成為吸氣流動(dòng)方向下游側(cè)的朝向(即圖1中的箭頭F3的朝向)時(shí)，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(zhuǎn)子軸觀(guān)察時(shí)的朝向與其他吸聲分離器2不同。
[0044]在此，當(dāng)對(duì)本實(shí)施方式中的吸聲分離器2的配置例進(jìn)行具體說(shuō)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(kāi)口 Hi的軸線(xiàn)L (例如，通過(guò)轉(zhuǎn)子軸的軸線(xiàn)與吸氣入口開(kāi)口的中心的軸線(xiàn))為邊界，吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a的朝向以轉(zhuǎn)子軸為基準(zhǔn)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(xiàn)L為中心而剖面形狀大致左右對(duì)稱(chēng)。在該情況下，吸氣入口開(kāi)口 Hi的軸線(xiàn)L設(shè)置為與水平線(xiàn)成θ 1的軸線(xiàn)傾斜角度。該軸線(xiàn)傾斜角度θ 1為0?90度的范圍，出口側(cè)的角度Θ 2也為從0度到Θ1。因此，在軸線(xiàn)傾斜角度θ 1接近0度的情況下，在外觀(guān)上，吸聲分離器2的彎曲部的頂部2a的朝向有時(shí)以軸線(xiàn)L為中心成為大致上下對(duì)稱(chēng)的配置。
[0045]另外，本實(shí)施方式的增壓器用消聲器30也可以設(shè)置分隔板以使地在吸氣殼體內(nèi)不干涉吸氣的流動(dòng)。更優(yōu)選為，也可以在吸氣入口開(kāi)口 Hi的軸線(xiàn)L上且與吸氣殼體內(nèi)的吸氣入口開(kāi)口 Hi的位置相反的位置處設(shè)置分隔板40，從而防止干涉吸氣的流動(dòng)。
[0046]需要說(shuō)明的是，在圖示的結(jié)構(gòu)例中，在軸線(xiàn)L的左右吸聲分離器2的數(shù)量為22個(gè)或23個(gè)的有所不同，對(duì)于這種朝向不同方向數(shù)量不停的。
[0047]S卩，在以軸線(xiàn)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(dòng)方向下游側(cè)，而且配置為在吸氣流路24的入口部上沿圓周方向隔開(kāi)間隔以放射狀擱置。
[0048]需要說(shuō)明的是，優(yōu)選為，使頂部2a朝向吸氣的流動(dòng)方向下游側(cè)的吸聲分離器2的配置以如下的吸聲分離器2為對(duì)象，該吸聲分離器2為存在于通過(guò)的吸氣的流動(dòng)方向成為規(guī)定的空氣流動(dòng)方向的反對(duì)的朝向的區(qū)域的內(nèi)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(xiàn)L為邊界而線(xiàn)對(duì)稱(chēng)，則無(wú)論導(dǎo)入至吸氣殼體Η的吸氣(參照?qǐng)D1的箭頭F3)以軸線(xiàn)L為邊界通過(guò)左右任一流路沿規(guī)定的流動(dòng)方向流動(dòng)均會(huì)受到大致相同的壓力損失。因此，無(wú)論通過(guò)哪條流路，壓力損失大致相同，其結(jié)果是，能夠消除吸氣的吸入狀態(tài)以軸線(xiàn)L為邊界不均勻。因此，能夠防止消聲器內(nèi)部的壓力損失增加、增壓器性能的降低。
[0050]S卩，通過(guò)采用相對(duì)于軸線(xiàn)L而左右對(duì)稱(chēng)的消聲器元件結(jié)構(gòu)，哪個(gè)使增壓器用消聲器30的周?chē)较蛏系奈鼩鈿んwΗ的內(nèi)部的吸氣的流速分布、吸入分布均勻化，從而抑制因流動(dòng)的剝離、旋渦造成的增壓器性能的降低。
[0051]如上所述，根據(jù)圖2所示的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，應(yīng)用了本實(shí)施方式的消聲器的增壓器與以往結(jié)構(gòu)相比進(jìn)一步改善并提高了低負(fù)載時(shí)的增壓效率。
[0052]此外，在上述實(shí)施方式中，將消聲器元件設(shè)為吸聲分離器2而進(jìn)行了說(shuō)明，然而本發(fā)明并不限定于此，當(dāng)然也能夠應(yīng)用于例如如圓弧狀剖面等那樣具有規(guī)定的流動(dòng)方向的其他消聲器元件中。
[0053]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠適當(dāng)變更。
[0054]附圖標(biāo)記說(shuō)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(zhuǎn)子軸
[0059]20 壓縮機(jī)葉輪
[0060]24 吸入空氣導(dǎo)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(kāi)口
[0066]L 軸線(xiàn)
【權(quán)利要求】
1.一種增壓器用消聲器，其具備與外部空氣導(dǎo)入管道連結(jié)的吸氣殼體，并通過(guò)安裝于增壓器主體的空氣吸入口，從而進(jìn)行以所述增壓器主體的轉(zhuǎn)子軸為基準(zhǔn)從放射方向外側(cè)吸入的吸氣的消聲，其中， 所述增壓器用消聲器設(shè)置為，以所述增壓器主體的轉(zhuǎn)子軸為基準(zhǔn)呈放射狀地配置有多個(gè)消聲器元件，并且所述多個(gè)消聲器元件中的一部分消聲器元件的頂部的朝向與剩余的消聲器元件的頂部的朝向不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器用消聲器，其中， 按照所述多個(gè)消聲器元件的頂部的將轉(zhuǎn)子軸作為基準(zhǔn)的朝向以所述吸氣殼體的吸氣入口開(kāi)口軸線(xiàn)為邊界而成為不同的朝向的方式，設(shè)置有所述多個(gè)消聲器元件。
3.根據(jù)權(quán)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(nèi)還具備防止吸氣流動(dòng)的干涉的分隔板。
4.一種增壓器，其具備權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的增壓器用消聲器。
【文檔編號(hào)】F02M35/12GK104487694SQ201480001930
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】坂元浩一, 白石啟一 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社