專利名稱：消聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機的廢氣渦輪增壓器領(lǐng)域。本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1前序部分所述的共振式消聲器。另外，本發(fā)明涉及具有這種共振式消聲器的內(nèi)燃機。
背景技術(shù)：
壓縮機是內(nèi)燃機的廢氣渦輪增壓器產(chǎn)生噪音的關(guān)鍵。尤其是，高的噪音級在壓縮機輸出側(cè)被傳入空氣輸送管路中并且迄今還沒有令人滿意地阻尼這樣的噪音的解決辦法。
布置在流動通道內(nèi)的吸收器存在這樣的問題，即壓縮空氣的高流速導(dǎo)致吸音材料經(jīng)孔板蓋被吹走。將材料安放在通常后置的冷卻器內(nèi)可能導(dǎo)致該冷卻器被堵塞。同樣，基于礦物而制成的纖維材料在內(nèi)燃機的后置的發(fā)動機部件中是不受歡迎的。
基于亥姆霍茲共振器原理的消聲器由一個或多個被一片板覆蓋的腔室組成，板具有通入腔室的孔。腔室內(nèi)的空氣項彈簧那樣在孔內(nèi)用作振蕩氣團塞。然而，通過消聲器的壓縮空氣的高流速導(dǎo)致很大一部分的振蕩氣團被切斷。振蕩氣塞變小。這導(dǎo)致設(shè)計頻率的失調(diào)和阻尼效果的減弱。因此，傳統(tǒng)的共振式消聲器在流體流速達到100米/秒時不夠有效。
因此，例如如JP 10-318194所述的布置在流動通道內(nèi)的傳統(tǒng)的共振器由于高流速而不能產(chǎn)生預(yù)期作用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供開頭所述類型的消聲器，即使在高流速下，它也顯示出良好的阻尼作用。
根據(jù)本發(fā)明，通過權(quán)利要求1的特征實現(xiàn)該目的。
共振式消聲器有至少一個腔室，該腔室包圍一個流動通道或外周的一部分。通過一個蓋板相對流動通道地完全覆蓋該腔室，蓋板有一個或多個孔。根據(jù)本發(fā)明，蓋板的孔呈基本沿流動方向取向的狹縫的形式。
由于狹縫的長度，流體不可能在整個長度上同時切斷在孔中的振蕩氣團塞，或者不可能在整個長度上同步限制其運動可能性。因此，即便在高流速下，也基本保持了本發(fā)明消聲器的阻尼作用。
為了獲得最佳的阻尼作用，孔面積之和與一個腔室的指向流動通道的總面積之比被選為4％-25％，尤其是6％-14％。比例過低或過高都減輕了這種作用。
在流動方向上的狹縫長度有利地被選為比狹縫寬度大許多。通過在蓋板里形成不同長度的狹縫，可以進一步改善共振器的效用。
如果沿流動通道布置多個彼此分開的腔室，則可以在較寬的頻率范圍內(nèi)協(xié)調(diào)阻尼作用。為此，相應(yīng)改變狹縫的孔的數(shù)量、長度和孔面積之和。
即便在高流速下，本發(fā)明的消聲器也被有利地用于阻尼渦輪增壓器的壓縮機噪聲。因此，尤其是在其中產(chǎn)生了相當(dāng)大的噪聲值和上述很高的流速的增壓空氣出口區(qū)內(nèi)，可以明顯有助于力求實現(xiàn)的減弱對后續(xù)的空氣輸送部件傳輸噪聲。
構(gòu)成壓縮機出口螺旋與發(fā)動機部件之間連接的補償器尤其適用于該消聲器的安裝。由于選擇補償器作為主要安裝點，也就能改裝已交付使用或已投入運行的內(nèi)燃機。
消聲器被直接安裝在螺旋形壓縮機外殼的出口里也是有利的。由于位置靠近噪聲源并且由于流動通道有點窄，所以，可以進一步加強共振器的作用。
由從屬權(quán)利要求中得到了其它優(yōu)點。


下面，結(jié)合圖來示意圖解說明且詳細說明根據(jù)本發(fā)明的安裝范例和消聲器構(gòu)造的一個范例。相同作用的元件賦予相同的符號，圖中圖1示意表示渦輪增壓器與帶有補償器部件的內(nèi)燃機之間的增壓空氣側(cè)的安裝結(jié)構(gòu)，該補償器部件具有一個整體的共振式消聲器，圖2表示在流動方向上的如圖1所示補償器部件和整體的共振式消聲器的斷面圖，在圖左側(cè)示出了正常狀態(tài)下的補償器，在圖右側(cè)示出了略伸長狀態(tài)下的補償器，圖3以局剖圖表示在螺旋出口內(nèi)整合有共振式消聲器的螺旋壓縮機外殼。
具體實施例方式
圖1示意表示一個帶有渦輪增壓器的內(nèi)燃機的一部分。例如，該內(nèi)燃機是大型柴油機，如用于船上或固定的發(fā)電廠。渦輪增壓機包括壓縮機1，空氣被吸入其中并被壓縮，以便隨后通過壓縮機出口11和連接管路4被供應(yīng)至內(nèi)燃機的增壓空氣冷卻器5。城市，壓縮空氣在箭頭所示方向上流過一個流動通道6，根據(jù)渦輪增壓器在內(nèi)燃機上的布置情況，流動通道6或長或短并且可以包括一個或多個管狀中間件。其中一個中間件就是示意所示的補償器部件2。
在圖2中放大表示的補償器部件包括一個補償元件21，該補償元件由彈性片形成并且被布置在兩個緊固凸緣22、23之間。該補償器部件由于彈性補償區(qū)而能夠伸長，如圖2的右半側(cè)所示。因此，可以補償在渦輪增壓器與內(nèi)燃機之間的距離波動。通過螺栓7或其它固定件，緊固凸緣22、23被連接在流出管接頭11的凸緣和通向冷卻器5的連接管路4的凸緣上。
根據(jù)本發(fā)明，消聲器3被布置在該補償器內(nèi)。它是共振式消聲器并在使共振器腔室32與流動通道6分隔開的蓋板31內(nèi)具有有狹縫形的孔33。在所示實施例中，消聲器包括三個先后布置在流動方向上的共振器腔室，它們分別有不同數(shù)量的狹縫。這些腔室可以被單獨的蓋板或一個或多個共同的蓋板蓋住。例如，在所示實施例中，上面的腔室被一個特定的蓋板蓋上，而下面的兩個室在一個共同的蓋板下面。
也可以沿外周并列布置的單獨的腔室被壁部35劃分開。所述腔室的徑向外側(cè)通過后壁部34來限定。在布置在外周的腔室里，通過平行于軸線插入的相應(yīng)壁部把這些腔室彼此分開。
狹縫基本定向于流動方向上并有至少比寬度b大三倍的長度1。因為流體在一個方向上不均勻地運動，所以，這些單獨狹縫也能以小角度相對布置，以便更好地符合流線型形狀。取決于流線型形狀，狹縫也能彎曲地構(gòu)成。例如，可以在蓋板的厚度上實現(xiàn)狹縫的深度t。這三個參數(shù)(狹縫的長、寬和深)及每個腔室的狹縫數(shù)量和腔室尺寸一樣都直接影響到消聲器的阻尼性能。
消聲器3被構(gòu)造成懸臂支承單元的形式。在端側(cè)的壁36中整合有一個用于插入在緊固凸緣22內(nèi)的一個相應(yīng)凹處中的階梯面，以便將消聲器緊固在補償器部件上。因此，在安裝期間內(nèi)，首先裝配消聲器3和補償器部件2。隨后，補償器部件與消聲器一起被裝在壓縮機出口與發(fā)動機側(cè)的空氣管路之間并且在兩側(cè)被擰緊到預(yù)定的緊固凸緣上。同時，在壓縮機出口側(cè)，端壁部分36被夾緊在緊固凸緣22與壓縮機出口11的凸緣之間?；蛘撸撓暺饕部梢栽谕ㄏ蚶鋮s器的連接管路4那側(cè)被相應(yīng)地緊固住。
該消聲器的長度在流動方向上和/或相反于流動方向的方向上超過無負載補償器部件地突出到輸入管路和排放管路內(nèi)。
圖3表示本發(fā)明的消聲器能如何布置在壓縮機出口區(qū)內(nèi)的第二種可能性。該消聲器作為螺旋壓縮機外殼的主要部分來布置，確切地說外空出口被布置在所謂的出口管接頭或流出管接頭11中。通過將消聲器3直接布置在螺旋出口區(qū)內(nèi)，可以略微改善聲音阻尼效果。在此區(qū)域內(nèi)，大部分聲音不是不受阻尼地繼續(xù)傳播向壓縮機出口，而是經(jīng)過消聲器的阻尼。在出口管接頭內(nèi)的流動通道的略小直徑也確保了略微高的阻尼效果。此外，在該消聲器內(nèi)，由于多個共振器腔室32與不同尺寸(狹縫的數(shù)量、長度、寬度、深度、形狀和布置)相結(jié)合，所以基本在窄帶區(qū)作用的共振器的有效帶寬可以增大，因此，可以在兩個或更多頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生效果。在出口管接頭內(nèi)的消聲器也可以作為單獨嵌件來制造，它在安裝時被嵌入外殼的一個相應(yīng)凹處內(nèi)。
盡管具有基本上沿流動方向定向的狹縫的本發(fā)明消聲器尤其適用于壓縮機的流出區(qū)域，但它也可以被用于流動通道的其它區(qū)域，如壓縮機的進氣區(qū)域或用于渦輪機側(cè)。
本發(fā)明的共振式消聲器的功能原理如下所述。在具有圓孔的普通的亥姆霍茲共振器中，孔的量相當(dāng)于一個質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)的質(zhì)量，而在腔室內(nèi)的空氣量相當(dāng)于該質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)的彈簧。腔室容積通過蓋板與流體分隔開。當(dāng)高速流體經(jīng)過孔時，部分振蕩氣塞被流體切斷，從而導(dǎo)致頻移。另外，塞的徑向移動性受到了擦過的空氣的阻擋，結(jié)果，還出現(xiàn)了減弱的阻尼作用。
在根據(jù)本發(fā)明的消聲器中，由于細長縫孔的使用而顯著減輕了這種效果。由于狹縫的長度，流體不可能在整個長度上同時切斷氣團塞，或者不可能在整個長度上同步限制其可移動性。
附圖標記一覽表1 壓縮機11 壓縮機出口，流出管接頭2 補償器部件21 補償元件22，23 緊固凸緣3 消聲器31 蓋板32 共振器腔室33 狹縫孔34 腔室后壁35 腔室分隔件36 消聲器端壁4 至冷卻器的連接管路5 冷卻器6 流動通道，流體7 固定件，螺栓l 狹縫孔的長度b 狹縫孔的寬度t 狹縫孔的深度
權(quán)利要求
1.一種共振式消聲器(3)，它有至少一個至少部分包圍一個流動通道(6)的腔室(32)，所述至少一個腔室(32)通過一個蓋板(31)相對該流動通道被完全蓋住，該蓋板有一個或多個沿該流動通道的外周布置的孔(33)，其特征在于，該蓋板的這些孔成狹縫形式，所述狹縫基本沿流動方向定向。
2.如權(quán)利要求1所述的共振式消聲器，其特征在于，孔面積(33)之和同各腔室的指向該流動通道的總面積(31)之比為4％-25％，尤其是6％-14％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的共振式消聲器，其特征在于，這些狹縫(33)的長度(1)與寬度(b)之比大于3。
4.如權(quán)利要求3所述的共振式消聲器，其特征在于，這些狹縫(33)至少部分被設(shè)計不一樣長。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的共振式消聲器，其特征在于，該消聲器包括多個先后布置在流動方向上或外周上的腔室(32)。
6.如權(quán)利要求5所述的共振式消聲器，其特征在于，所述腔室分別被一個單獨的蓋板蓋住。
7.如權(quán)利要求5或6所述的共振式消聲器，其特征在于，這些腔室(32)的蓋板分別具有不同的單位腔室的狹縫(33)數(shù)量。
8.一種內(nèi)燃機，它有至少一個廢氣渦輪增壓器，在該廢氣渦輪增壓器區(qū)域內(nèi)的至少一個流體輸送件(2)包括至少一個如以上權(quán)利要求之一所述的共振式消聲器(3)。
9.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機，其特征在于，在壓縮機出口(11)區(qū)域內(nèi)設(shè)有一個補償器部件(2)，該消聲器(3)大部分被計成該補償器部件的整體部件并且能安裝。
10.如權(quán)利要求8或9所述的內(nèi)燃機，其特征在于，一個補償器部件(2)被布置在該壓縮機出口處的一個流出管接頭(11)與一個通入增壓空氣冷卻器(5)的連接管路(4)之間，該消聲器(3)在流動方向和/或相反于流動方向的方向上至少在一側(cè)如此突出超過該補償器，即該消聲器突入到該連接管路和/或流出管接頭內(nèi)。
11.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機，其特征在于，該廢氣渦輪增壓器包括一個用于壓縮氣體介質(zhì)的壓縮機(1)，該壓縮機包括一個壓縮機外殼，該壓縮機外殼在進氣側(cè)有一個孔并且在排氣側(cè)有一個孔，排氣側(cè)的孔包括一個用于緊固一個流體輸送件的流出管接頭(11)，該共振式消聲器(3)被布置在壓縮機出口的流出管接頭內(nèi)。
全文摘要
共振式消音器(3)包括完全或部分包圍流動通道(6)的腔室(32)。通過一個蓋板相對該流動通道地完全蓋住所述腔室。蓋板有許多個沿流動通道的外周布置的狹縫(33)。由于特殊的孔形，所以與具有多孔板組件的消聲器相比，即便在高流速下，也能產(chǎn)生聲音效果。
文檔編號F04D29/44GK1590725SQ200410057928
公開日2005年3月9日 申請日期2004年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月26日
發(fā)明者G·庫德爾納特施, H·-J·費爾德 申請人:Abb渦輪系統(tǒng)有限公司