增压机用消音器以及使用了该消音器的增压机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及增压机用消音器以及使用了该消音器的增压机，尤其涉及适用于在增压机的空气吸入口产生的噪声的消音的增压机用消音器以及使用了该消音器的增压机。
【背景技术】
[0002]以往，大型柴油发动机中，为了提高其性能，作为向该发动机的汽缸内强制地送入空气的机构而使用了增压机。
[0003]近几年，这种增压机中，以提高柴油发动机的燃油利用率以及削减氮氧化物(NOx)为目的，需求高压力比以及高效率。
[0004]而且，为了响应这样的要求，增压机以比以往高的转速被驱动。
[0005]然而，若像这样以高转速驱动增压机，则可实现所要求的性能(高压力比以及高效率)，但也导致了噪声等级增大这一恶劣影响。
[0006]这种增压机的噪声源是如下涡轮机和压缩机，该涡轮机以发动机的排出气体为动力源而旋转，该发动机与该涡轮机同轴状直接连结，并通过与涡轮机一体旋转来吸入、压缩空气而将该空气送入汽缸。
[0007]此处，在涡轮机的出入口连接有使排出气体流通的管路(导管)，但从该管路穿透过来的涡轮机的噪声能够通过在该管路的外表面卷绕防音材料来隔音。并且，对于从容纳涡轮机的涡轮机壳体透过来的噪声，能够通过用防音材料覆盖该涡轮机壳体的铸件外表面来隔音。另外，在压缩机的空气吐出口(出口)连接有用于使压缩后的空气向汽缸侧流通的管路，但从该管路透过来的压缩机的噪声能够通过在管路的外表面卷绕防音材料来隔音。另外，对于作为从容纳压缩机的铸造件的压缩机壳体透过来的噪声，能够通过用防音材料覆盖该压缩机壳体的外表面来隔音。
[0008]另一方面，对于压缩机的空气吸入口(入口)而言，由于压缩机吸入空气而必须敞开，所以照旧应用上述的压缩机的空气吐出口、涡轮机的出入口的隔音。因此，若不研宄某些方法，则在压缩机产生的非常高的等级的噪声会经由空气吸入口向外部放射。
[0009]因此，以往，在增压机设置了用于对在压缩机的空气吸入口产生了的噪声进行消音的增压机用消音器。
[0010]对于该增压机用消音器，当适用于发动机时，需求以下说明的适当性能。
[0011]S卩，压缩机的噪声是因压缩机的叶轮旋转而产生的风噪声，以叶片片数的次数成分的频率为主要成分。例如如图22所示，该噪声的特征在于，作为由叶片片数X转速+60(秒)而计算的基本频率的1650 (3300) Hz和该基本频率的倍音成分附近的频率成分与其它的频率成分相比成为非常高的等级。其中，图22中，以叶片片数11 (22)片、转速9000rpm为前提，得到了基本频率1650(3300)Hz。这样的噪声从压缩机(增压机)的空气吸入口放射时的等级根据吸入风量以及吐出压力而不同，大约为130?155dB(A)。而且，由于使用增压机的发动机的机侧噪声为10dB(A)左右，所以从发动机的环境面看，因增压机的空气吸入所产生的噪声也必须减少至10dB(A)左右。
[0012]由此，对于增压机用消音器，为了能够应对这样的增压机的噪声的减少，需求高消音量。
[0013]并且，为了实现发动机的燃油利用率提高以及NOx的减少以及对燃料节约以及排出气体限制有贡献的这一增压机本来的目的，期望增压机为高效率(换言之，高吐出压力)。为了提高这样的增压机的效率，世界上的增压机制造商进行了激烈的竞争。而且，一般而言，可以说若将吸入侧的压力损失减小为lOmmAq，则增压机的效率提高1%，配置于吸入侧的增压机用消音器的压力损失小是用于提高增压机的效率的重要的要素。
[0014]由此，对于增压机用消音器，不仅需求高消音量，还需求压力损失小。
[0015]作为这样的增压机用消音器，至今为止由本申请人提出了各种构造的消音器，大型增压机用消音器的代表性的构造根据吸入空气的流动而被分类为圆筒外周吸入型、圆筒正面吸入型以及方形正面吸入型这三类构造。
[0016]对这三类大型增压机用消音器的具体例进行说明。
[0017](圆筒外周吸入型)
[0018]圆筒外周吸入型消音器如专利文献I所公开那样，以与增压机直接连结的状态安装在发动机上。
[0019]在这样的圆筒外周吸入型消音器中，从消音器的外周朝向中心进行空气的吸入。此时，增压机(压缩机)的噪声与这样的空气的流动相反地从消音器的中心朝向外周放射。
[0020]而且，用于将这样的噪声进行消音的消音元件通过在消音器的内径与外径之间沿周向等间距地放射状排列多个Z形状的板状的吸声分离器来构成。
[0021]根据这样的圆筒外周吸入型消音器，能够使比基本频率高的频率的声波与吸声分离器的屈曲部碰撞而消音，并且在各吸声分离器间确保从外周朝向中心的空气的流路，而能够抑制压力损失。
[0022](圆筒正面吸入型)
[0023]圆筒正面吸入型消音器如专利文献2所公开那样，构成为从消音器的正面(前面)朝向轴向后方进行空气的吸入。
[0024]并且，增压机的噪声与这样的空气的流动相反地会从消音器的后方朝向轴向前方即正面(前面)侧放射。
[0025]而且，用于将这样的噪声进行消音的消音元件通过将轴向上的中央部沿径向弯曲而成的多个圆筒形状的吸声筒排列为同心圆状而构成。
[0026]根据这样的圆筒正面吸入型消音器，能够使声波与吸声筒的弯曲部碰撞而得到较大的消音量，并且在各吸声筒间确保沿轴向的空气的流路而能够抑制压力损失。
[0027](方形正面吸入型)
[0028]方形正面吸入型消音器如非专利文献I所公开那样，与圆筒正面吸入型消音器相同，构成为从消音器的正面朝向轴向后方进行空气的吸入。
[0029]并且，与圆筒正面吸入消音器相同，增压机的噪声以对抗被吸入的空气的流动的方式从消音器的后方朝向轴向前方放射。
[0030]而且，用于将这样的噪声进行消音的消音元件通过在与轴向正交的方向上等间距地排列多个板状的吸声板而构成。
[0031]根据这样的方形正面吸入型消音器，能够根据必要消音量，使消音元件的长度在轴向上延长而得到规定的消音量，并且在各吸声板间确保沿轴向的空气的流路而能够抑制压力损失。
[0032]现有技术文献
[0033]专利文献
[0034]专利文献1:日本特开2004-360547号公报
[0035]专利文献2:日本特开2002-004964号公报
[0036]非专利文献
[0037]非专利文献 I:http://www.alpt.c0.jp/products/s_charger.html
【发明内容】
[0038]发明所要解决的课题
[0039]上述的三类消音器满足各自需求的性能，如以下将要说明那样，按类型存在固有的特性(各有利弊)。
[0040](圆筒外周吸入型)
[0041]圆筒外周吸入型消音器由于能够使多个吸声分离器的尺寸为全部相同，所以批量生产性优异，在三类消音器中成本最低。
[0042]另一方面，圆筒外周吸入型消音器在其结构方面，必须使外径(do)为与增压机的外径大致相同的尺寸，并且内径也根据增压机的配合口径而唯一地决定。由此，消音元件不得不配置在这样的受限的空间内，消音元件的通路长度被限制为Kdo-di)+2}，从而增加消音量有限度。
[0043](圆筒正面吸入型)
[0044]圆筒正面吸入型消音器原本存在以消除圆筒外周吸入型消音器的缺点的目的而开发出的原委，与圆筒外周吸入型消音器相比，消音量的确保方面优异。具体地说，圆筒正面吸入型消音器通过调整吸声筒的轴向长度而能够容易地确保必要消音量。
[0045]相反地，由于圆筒正面吸入型消音器与圆筒外周吸入型消音器相比，壳体的表面积大，所以为了对从该壳体穿透过来的噪声进行防音，而必须在壳体外表面卷绕防音材料来隔音。并且，圆筒正面吸入型消音器由于必须使吸声筒的直径各异，所以批量生产化困难，致使成本变高。
[0046](方形正面吸入型)
[0047]方形正面吸入型消音器存在以消除上述的两类消音器的缺点的目的而开发出的原委，与圆筒外周吸入型消音器相比，消音量优异，并且与圆筒正面吸入型消音器相比，成本方面优异。
[0048]然而，与圆筒正面吸入型消音器相同，方形正面吸入型消音器为了对从壳体透过来的噪声进行防音，而必须在壳体外表面卷绕防音材料来隔音。
[0049]本发明人的目的在于，考虑上述的三类消音器的特性，着眼于圆筒外周吸入型消音器的成本最低这一点，活用圆筒外周吸入型消音器的成本低价的情况，同时克服作为只有圆筒外周吸入型才有的弱点的消音量增加的困难性，提供最适于成本的低廉化并且适于消音量的增加的增压机用消音器以及使用了该消音器的增压机。
[0050]用于解决课题的方案
[0051]为了实现上述的目的，本发明的增压机用消音器的特征在于，其安装在空气吸入口，该空气吸入口进行由设于增压机的压缩机得到的空气的吸入，该增压机用消音器用于在上述空气的吸入时对由上述压缩机产生的噪声进行消音，其中，板状的多个吸声分离器构成为，以沿着上述空气吸入口的内周的方式在以规定的中心轴为中心的周向上分别设置间隙部地放射状排列，来进行以上述各间隙部为流路的、从径向的外侧朝向内侧的上述空气的吸入，并且与该空气的流动相反地从上述内侧朝向上述外侧放射的上述噪声被上述多个吸声分离器吸收而消音，任意的上述吸声分离器、和与该吸声分离器在上述周向上相邻的其它上述吸声分离器形成为沿着如下部位的形状，该部位是以与上述中心轴同心并且互为相同半径的定圆为基准的起点不同的多个渐开线曲线的各渐开线曲线的、距离上述起点的距离区间相同的部位，上述任意的吸声分离器、和与该吸声分离器在上述周向上相邻的其它吸声分离器之间的上述流路中的上述渐开线曲线的法线方向的尺寸即流路宽度设定为适合于应消音的上述噪声的波长的规定的固定值。
[0052]而且，通过采用这样的结构，在低价的圆筒外周吸入型的消音器中，由于使用沿着渐开线曲线的形状的吸声分离器，所以能够不改变吸声