增压器用消声器的制造方法
【专利摘要】该增压器用消声器具备与外部空气导入管道连结的吸气壳体(H)，并通过安装于增压器主体的空气吸入口，从而进行以增压器主体的转子轴为基准从放射方向外侧吸入的吸气的消声，其中，所述增压器用消声器(30)设置为，以增压器主体的转子轴为基准沿圆周方向呈放射状地配置有多个吸声分离器(2)，并且多个吸声分离器(2)中的一部分吸声分离器(2)的顶部的朝向与剩余的吸声分离器(2)的顶部的朝向不同。
【专利说明】増压器用消声器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用于例如船舶用发动机这种大型柴油机的增压器的增压器用消声器，特别涉及一种具备吸气壳体的增压器用消声器的构造。
【背景技术】
[0002]以往，已知压缩内燃机的燃烧用空气而将密度高的空气向燃烧室内送入的增压器，例如在船舶用、发电用的大型柴油机中也广泛使用。在这种增压器中，压缩燃烧用空气的压缩机以及成为压缩机的驱动源的增压器涡轮设为同轴，且收纳于外壳内并一体旋转。需要说明的是，增压器涡轮通过内燃机的废气所保有的能量来驱动。
[0003]在以往的增压器中，为了消除因吸入空气产生的噪声，使用了例如下述的专利文献1所公开那样的增压器用消声器。在该增压器用消声器中，作为消声器元件(吸声体)而采用两次弯折形状(大致Z状)的吸声分离器，从而实现消声性能的维持和低压损化。该吸声分离器以沿相同方向组合多个的方式配置于吸气流路。
[0004]S卩，例如在图4以及图5所示的增压器用消声器1、1A中，吸声分离器2在吸气流路的入口部，沿圆周方向隔开间隔以放射状配置。
[0005]另外，在其他增压器用消声器中，有时也采用代替大致Z状而组合曲线形状(圆弧状等)的吸声分离器的消声器元件。
[0006]另外，例如如图4所示的增压器用消声器1那样，通常的船舶用发动机的增压器用消声器构造不具有空气吸入壳体。因此，这种消声器采取从以转子轴为基准的放射方向吸入空气的结构的船内吸气方式。
[0007]另一方面，采用设置吸气用的管道从船外直接吸入空气(外部空气)的方式的船外吸气方式的增压器用消声器结构能够从船外向增压器供给温度低的空气从而提高发动机的燃烧效率。在这种船外吸气方式的消声器1A中，例如如图5所示，在以包围消声器主体(图4的增压器用消声器1)的方式设置的吸气壳体Η上连接有吸气用的管道(未图示)。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开平11200969号公报
【发明内容】
[0011]【发明要解决的课题】
[0012]然而，当将上述的引用文献1中所公开的吸声分离器2等消声器元件应用于本申请的图1以及图5所图示的这种不具有吸气壳体Η的船内吸气方式的增压器用消声器1中时，如在图4中用箭头F1所示，吸气从与具有吸气流动方向的消声器元件一致的方向通过。因此，在船内吸气方式的增压器用消声器1中，在消声器的整周能够实现大致均匀的吸入。
[0013]然而，在本申请的图1以及图5所图示的这种具备吸气壳体Η的船外吸气方式的增压器用消声器1Α中，以在吸气壳体Η上开口的吸气入口 Hi的轴线L为边界，消声器圆周的吸气的吸入状态不均匀。即，由于吸气的流入方向被吸气壳体Η限定，因此吸声分离器2的剖面形状与吸气流动方向F2的关系以轴线L为边界而大致相反。因此，在增压器用消声器1的周围，吸气的吸入状态不均匀。其结果是，在具备吸气壳体Η的以往的增压器用消声器1Α中，存在因消声器内部的压力损失增加而导致增压器性能降低的可能。
[0014]基于这种背景，在具备吸气壳体Η的增压器用消声器1Α中，对于具有吸气流动方向的吸声分离器2这种消声器元件，期望通过改良其配置结构等而实现增压器性能的提尚ο
[0015]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够消除在具备船外吸气式的吸气壳体的增压器用消声器中以吸气入口的轴线为边界而在消声器圆周范围内的吸气的吸入状态不均匀的增压器用消声器。
[0016]【用于解决课题的方法】
[0017]为了解决上述课题，本发明采用下述的方法。
[0018]本发明所涉及的增压器用消声器具备与外部空气导入管道连结的吸气壳体，并通过安装于增压器主体的空气吸入口，从而进行以所述增压器主体的转子轴为基准从放射方向外侧吸入的吸气的消声，其中，所述增压器用消声器设置为，以所述增压器主体的转子轴为基准呈放射状地配置有多个消声器元件，并且所述多个消声器元件中的一部分消声器元件的顶部的朝向与剩余的消声器元件的顶部的朝向不同。
[0019]根据这种增压器用消声器，所述增压器用消声器设置为，以增压器主体的转子轴为基准呈放射状地配置有多个消声器元件，并且多个消声器元件中的一部分消声器元件的顶部的朝向与剩余的消声器元件的顶部的朝向不同。因此，能够减少消声器元件的剖面形状与吸气流动方向的关系成为相反的朝向的情况，从而抑制吸气的吸入状态不均匀。
[0020]在上述的发明中，优选为，按照所述多个消声器元件的顶部的将转子轴作为基准的朝向以所述吸气壳体的吸气入口开口轴线为边界而成为不同的朝向的方式，设置有所述多个消声器元件。由此，能够可靠地防止或抑制消声器元件的剖面形状与吸气流动方向的关系成为相反朝向。而且，由于吸气的流速分布均匀化、消声器内部的吸气的吸入分布也变得均匀，因此能够抑制因剥离、旋涡造成的性能降低。
[0021]另外，在上述的发明中，优选为，在所述吸气壳体内还具备防止吸气流动的干涉的分隔板。
[0022]本发明所涉及的增压器具备技术方案1至3中任一项所述的增压器用消声器。因此，能够减少消声器元件的剖面形状与吸气流动方向的关系成为相反的朝向的情况，从而抑制吸气的吸入状态不均匀。
[0023]【发明效果】
[0024]根据上述的本发明，能够消除在具备吸气壳体的增压器用消声器中以吸气入口的轴线为基准而产生的左右的吸气的吸入状态不均匀的情况，从而防止消声器内部的压力损失增加、增压器性能的降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是作为本发明所涉及的增压器用消声器的一实施方式，表示吸气流路内的消声器元件配置例的纵剖视图(与转子轴正交的方向的剖视图)。
[0026]图2是对于图1所示的增压器用消声器的增压器将的效率(纵轴)与压缩机压力比(横轴)的关系与以往结构进行比较而表示的试验结果的图。
[0027]图3是表示具备本发明所涉及的增压器用消声器的排气涡轮增压器的一结构例的纵剖视图(转子轴方向的剖视图)。
[0028]图4是表示船内吸气方式(无空气吸入壳体)的增压器用消声器中的消声器元件配置的以往例的纵剖视图。
[0029]图5是表示船外吸气方式(带有空气吸入壳体)的增压器用消声器中的消声器元件配置的以往例的纵剖视图。
【具体实施方式】
[0030]以下，参照图1至图3对本发明的一实施方式所涉及的增压器用消声器进行说明。
[0031]图3是表示具备本发明所涉及的增压器用消声器的排气涡轮增压器的结构例的纵剖视图，本发明所涉及的增压器用消声器能够应用于这种排气涡轮增压器10中。
[0032]图示的排气涡轮增压器10为如下的装置，即，例如装配在未图示的船舶用柴油机(例如，低速二冲程柴油机)中，向与构成船舶用柴油机的汽缸套(未图示)的内部连通的供气歧管(未图示)供给压缩后的空气。
[0033]如图3所示，排气涡轮增压器10通过利用螺栓(未图示)将气体入口外壳11、气体出口外壳12、轴承台13、以及压缩机侧的空气引导外壳14结合成一体而构成。转子轴15通过推力轴承16以及径向轴承17、18旋转自如地支承于轴承台13内，在一端部上固定连结有构成涡轮部的涡轮19，在另一端部上固定连结有构成压缩机部的压缩机叶轮(叶轮)20。
[0034]一端部侧的涡轮19在外周部具有多个叶片19a。该叶片19a配置在设置于气体入口外壳11的废气导入路22与设置于气体出口外壳12的废气排出路23之间。
[0035]另一方面，另一端部侧的压缩机叶轮20在外周部具有多个叶片20a。该叶片20a配置在设置于空气引导外壳14的吸入空气导入路(吸气流路)24的后方。吸入空气导入路24经由压缩机叶轮20而与旋涡室25连接，并且，旋涡室25经由未图示的吸入空气导入路而与发动机的燃烧室连接。
[0036]上述的排气涡轮增压器10在吸入空气导入路24的上游侧具备增压器用消声器
30。该增压器用消声器30为设置在供压缩机部压缩的吸入空气被吸入到吸入空气导入路24的前端(上游侧)、即吸入空气导入路24的入口部上游侧的装置，并具有通过使吸入空气通过而对空气流进行整流的过滤器功能、吸收因吸入空气产生的噪声的消声功能。
[0037]另外，就该增压器用消声器30而言，在以包围消声器主体31的外周的方式设置的吸气壳体(空气吸入壳体)H上连接有用于从船外导入温度低的空气的外部空气导入管道(未图示)。因此，该涡轮增压器10成为具备吸气壳体Η的船外吸气方式的增压器用消声器。
[0038]这样，图1所示的增压器用消声器30构成为，具备与外部空气导入管道连结的吸气壳体Η，并且，通过安装于排气涡轮增压器(增压器主体)10的空气吸入口，来进行经由吸入空气导入路24从以增压器主体的转子轴为基准的放射方向的外侧吸入的吸气的消声。
[0039]而且，在本实施方式的增压器用消声器主体31中，在吸气流路24的入口部设置有成为消声器元件的多个吸声分离器2。
[0040]该吸声分离器2的存在于转子轴15的轴向的外周且与消声器主体31的壁面32、33不对置的外周采用铝这种金属，且周围被由形成有多个通孔的穿孔金属构成的外周壁Pm包围。另外，在吸声分离器2的外周壁Pm上形成有相互向相反方向弯曲的两个弯曲部2a、2b。因此，各吸声分离器2整体呈大致Z形的剖面形状。
[0041]这种吸声分离器2以相对于吸气流动方向流路阻力变小的方式配置。
[0042]即，在使用本实施方式中的吸声分离器2的情况下，与配置成大致Z形的剖面形状中的弯曲部的顶部2a(两个的弯曲部2a、2b中的径向外侧的弯曲部的凸形状部)朝向一个方向(更具体而言，如图5所示，全部的吸声分离器2的弯曲部的顶部2a在从转子轴观察的情况下全部朝左(在其他实施例中，全部吸声分离器2的弯曲部的顶部2a在从转子轴观察的情况下全部朝右))相比，当配置成吸声分离器2的弯曲部的顶部2a成为吸气流动方向下游侧的朝向(即图1中的箭头F3的朝向)时，流路阻力变小。
[0043]因此，在具备吸气壳体Η的增压器用消声器30中，配置成至少一部分吸声分离器2的弯曲部的顶部2a的从转子轴观察时的朝向与其他吸声分离器2不同。
[0044]在此，当对本实施方式中的吸声分离器2的配置例进行具体说明，图1的吸声分离器2配置成，以吸气壳体Η的吸气入口开口 Hi的轴线L (例如，通过转子轴的轴线与吸气入口开口的中心的轴线)为边界，吸声分离器2的弯曲部的顶部2a的朝向以转子轴为基准而成为不同朝向。换言之，吸声分离器2的弯曲部的顶部2a的朝向配置成以轴线L为中心而剖面形状大致左右对称。在该情况下，吸气入口开口 Hi的轴线L设置为与水平线成θ 1的轴线倾斜角度。该轴线倾斜角度θ 1为0?90度的范围，出口侧的角度Θ 2也为从0度到Θ1。因此，在轴线倾斜角度θ 1接近0度的情况下，在外观上，吸声分离器2的弯曲部的顶部2a的朝向有时以轴线L为中心成为大致上下对称的配置。
[0045]另外，本实施方式的增压器用消声器30也可以设置分隔板以使地在吸气壳体内不干涉吸气的流动。更优选为，也可以在吸气入口开口 Hi的轴线L上且与吸气壳体内的吸气入口开口 Hi的位置相反的位置处设置分隔板40，从而防止干涉吸气的流动。
[0046]需要说明的是，在图示的结构例中，在轴线L的左右吸声分离器2的数量为22个或23个的有所不同，对于这种朝向不同方向数量不停的。
[0047]S卩，在以轴线L为边界的消声器30的左右，吸声分离器2配置为顶部2a均朝向吸气的流动方向下游侧，而且配置为在吸气流路24的入口部上沿圆周方向隔开间隔以放射状搁置。
[0048]需要说明的是，优选为，使顶部2a朝向吸气的流动方向下游侧的吸声分离器2的配置以如下的吸声分离器2为对象，该吸声分离器2为存在于通过的吸气的流动方向成为规定的空气流动方向的反对的朝向的区域的内的全部吸声分离器2。
[0049]这样，如果吸声分离器2的弯曲部的顶部2a的朝向配置成以轴线L为边界而线对称，则无论导入至吸气壳体Η的吸气(参照图1的箭头F3)以轴线L为边界通过左右任一流路沿规定的流动方向流动均会受到大致相同的压力损失。因此，无论通过哪条流路，压力损失大致相同，其结果是，能够消除吸气的吸入状态以轴线L为边界不均匀。因此，能够防止消声器内部的压力损失增加、增压器性能的降低。
[0050]S卩，通过采用相对于轴线L而左右对称的消声器元件结构，哪个使增压器用消声器30的周围方向上的吸气壳体Η的内部的吸气的流速分布、吸入分布均匀化，从而抑制因流动的剥离、旋涡造成的增压器性能的降低。
[0051]如上所述，根据图2所示的试验结果可以看出，应用了本实施方式的消声器的增压器与以往结构相比进一步改善并提高了低负载时的增压效率。
[0052]此外，在上述实施方式中，将消声器元件设为吸声分离器2而进行了说明，然而本发明并不限定于此，当然也能够应用于例如如圆弧状剖面等那样具有规定的流动方向的其他消声器元件中。
[0053]需要说明的是，本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够适当变更。
[0054]附图标记说明
[0055]2 吸声分离器(消声器元件)
[0056]2a、2b 顶部
[0057]10 排气涡轮增压器
[0058]15 转子轴
[0059]20 压缩机叶轮
[0060]24 吸入空气导入路
[0061]30 增压器用消声器
[0062]31 消声器主体
[0063]32、33 壁面
[0064]Η 吸气壳体
[0065]Hi 吸气入口开口
[0066]L 轴线
【权利要求】
1.一种增压器用消声器，其具备与外部空气导入管道连结的吸气壳体，并通过安装于增压器主体的空气吸入口，从而进行以所述增压器主体的转子轴为基准从放射方向外侧吸入的吸气的消声，其中， 所述增压器用消声器设置为，以所述增压器主体的转子轴为基准呈放射状地配置有多个消声器元件，并且所述多个消声器元件中的一部分消声器元件的顶部的朝向与剩余的消声器元件的顶部的朝向不同。
2.根据权利要求1所述的增压器用消声器，其中， 按照所述多个消声器元件的顶部的将转子轴作为基准的朝向以所述吸气壳体的吸气入口开口轴线为边界而成为不同的朝向的方式，设置有所述多个消声器元件。
3.根据权利要求1或2所述的增压器用消声器，其中， 在所述吸气壳体内还具备防止吸气流动的干涉的分隔板。
4.一种增压器，其具备权利要求1至3中任一项所述的增压器用消声器。
【文档编号】F02M35/12GK104487694SQ201480001930
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】坂元浩一, 白石启一 申请人:三菱重工业株式会社