用于压缩机的吸收式消声器

摘要

所述废气涡轮增压器的压缩机的吸收式消声器在流动通道的区域中布置在压缩机转子的下游，其中所述吸收式消声器可以设置在导向器的前面或者后面，或者例如作为导向器集成的组成部分设置在该导向器的高度上。所述二次措施根据本发明直接在噪声源上实现使得仅仅存在很少未受消声处理的对于整个反射起主导作用的区域。

权利要求

1.废气涡轮增压器的用于压缩内燃机用空气的压缩机，包括

一个压缩机壳体(21、22)；

一个设置在该压缩机壳体中的可旋转地支承的并且由用废气驱动的涡轮机驱动的压缩机转子(1)，该压缩机转子具有一个轮毂和设置在该轮毂上的运行叶片；

一个布置在压缩机壳体中的流动通道(3)，用于有待压缩的空气，该流动通道从一个压缩机入口侧的吸入区域经过一个运行叶片区域导向并通到一个压缩机出口侧的压力容器中，其中该流动通道在运行叶片区域中由轮毂和压缩机壳体(21)进行限界；

一个导向器(5)，其在流动通道中在有待压缩的空气的流动方向上布置在运行叶片区域和压力容器之间；

其特征在于，

所述压缩机另外还包括一个消声器(4)，所述消声器在有待压缩的空气的流动方向上布置在运行叶片区域的下游，并且所述消声器在该区域中至少部分地限界流动通道并且包括至少一个腔室(41)，该腔室至少部分围住所述流动通道(3)，所述至少一个腔室用空气或者至少部分用吸声材料(44)填充，并且朝流动通道完全由阻止材料被冲出所述腔室(41)的精密网眼的盖板(42、45)盖住，所述盖板抵抗得住具有超过50m/s的速度的空气流。

2.按权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述盖板(45)由一种吸声材料制成，并且/或者具有一种吸声结构。

3.按权利要求2所述的压缩机，其特征在于：所述盖板(45)是一种由吸声的多孔金属制成的层。

4.按权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述腔室通过至少一块隔板分成至少两个部分。

5.按权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述消声器(4)作为可单独插入压缩机壳体中的构件制造。

6.废气涡轮增压器，包括一种按权利要求1至5中任一项所述的压缩机。

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的压缩机以及一种按权利要求8前序部分所述的吸收式消声器。

背景技术

在由内燃机和废气涡轮增压器组成的系统中，废气涡轮增压器以及与其连接的组件对总噪声级有巨大的贡献。
尤其是连接在压缩机出口上的组件如导管、冷却器和接受器反射由废气涡轮增压器引入导管中的噪声。为了降低所反射的噪声级的水平，这些组件是部分隔离的。
在当今的废气涡轮增压器中，压力比的增大以及流量的增加导致声音发射也越来越高。
用于降低压缩机出口噪声的方案一方面是一些基本措施，在这些基本措施中影响声源，使得降低声音的产生，并且另一方面是一些二次措施，在这些二次措施中消除已经产生的噪声，或者阻止(抑制)反射。
在压缩机出口，噪声主要由旋转声音(Drehton)和其谐波构成，其中旋转声音的频率为转速和主叶片数量的乘积。在此压缩机出口侧的噪声的大部分在从压缩机转子的运行叶片组到导向器(扩散器)的导向叶片组的过渡部分上形成。
到目前为止，在这些位置上大多数降低噪声的措施对于一些高技术要求如压力、温度以及尤其是高的流动速度来说是失败的。
重要的是在这些区域中，就在压缩机转子后面或者在压缩机出口上主要是流动介质的非常高的速度。该速度在导向器后面为80到100m/s，在导向器前面甚至达到几百m/s。这不仅阻碍了传统的谐振消声器的使用，而且也阻碍了吸收式消声器的使用。传统的吸收式消声器的使用不超过50m/s，因为否则的话其吸声材料会被洗掉。

发明内容

本发明的任务是提供一种压缩机，其在尽可能靠近噪声源的地方配有一种吸收式消声器。另外本发明的任务是提供一种吸收式消声器，其在压缩机中尽可能靠近噪声源使用。
根据本发明，压缩机的吸收式消声器在流动通道的区域内布置在压缩机转子的下游，其中吸收式消声器可以布置在导向器前面，也就是在压缩机转子和导向器的导向叶片之间，也可以布置在导向器后面，例如在螺旋壳体的压力容器中，或者压缩机出口管接头中，或者例如作为导向器集成的组成部分布置在导向器的高度上。
二次措施按本发明直接在噪声源上实现使得只存在少量未受消声的对总反射起主导作用的区域。
吸收式消声器在压缩机壳体内部的布置还有这样的优点，即为了抑制噪声的目的不必干涉不属于压缩机或者废气涡轮增压器的组件。
吸收式消声器具有一个由一种声学上透明的金属网制成的封盖，其避免出口上的吸声材料进入流动通道。该金属网最好具有光滑的表面，特别是朝流动通道具有光滑的表面，由此流动不会遭受明显的损失。
为了额外地避免由强烈的流动引起将吸声材料冲走，消声器尤其在具有高压差的区域中额外地通过隔板分成单独的分段。
其它优点由从属权利要求获得。

附图说明

下面根据附图示意性地示出了按本发明的吸收式消声器的不同实施方式，下面对这些实施方式进行更详细地解释。在所有附图中相同作用的元件用相同的附图标记表示。附图示出：
图1是具有按本发明的第一种实施方式的吸收式消声器的压缩机的示意剖面图，该吸收式消声器具有一个由一种织网制成的封盖；
图2是具有按本发明的第二种实施方式的吸收式消声器的压缩机的示意剖面图；
图3是具有一个集成的按本发明的吸收式消声器的导向器的剖面图；
图4是按图1的封盖的织网的一种可能结构方案的细节图。

具体实施方式

图1示意示出了一个压缩机的一个截取部分。在仅仅部分示出的包括一个进气侧壳体部分21和一个出气侧壳体部分22的压缩机壳体中设置了一个压缩机转子1，该压缩机转子1同样仅仅以附件的形式示出。压缩机转子通过一根轴与一个驱动机构连接，例如与一个由废气驱动的涡轮机连接。有待压缩的介质例如用于内燃机的空气通过一个流入通道3进行导引，并且在此通过一个旋转的压缩机转子进行加工。该流动通道在压缩机中从进气侧的吸入管接头经过压缩机转子一直通到一般螺旋形的压力容器中，被压缩过的介质从该压力容器导出压缩机，例如通入内燃机的气缸中。
压缩机转子由一个轮毂和设置在该轮毂上的运行叶片组成。在压缩机转子后面将介质导引到一个在图1中同样没有示出的具有导向叶片的导向器(扩散器)。在从压缩机转子的运行叶片组到导向器的导向叶片组的过渡部分上产生了压缩机的大部分噪声，因为被加速的介质撞击到横向设置在流动通道中的导向叶片上，并在此得到显著的减缓。
按本发明的布置在这个区域中的吸收式消声器在图1中所示的第一实施方式中包括一个用一种吸声材料44填充的腔室。这种实施方式的吸声材料例如是一种高精致不锈钢纤维(例如作为产品名称Bekinox众所周知)制成的毛毡。为了使吸声材料不被流动通道中的急速的流动一起冲走并从腔室中冲出，腔室朝着流动通道3通过盖板42盖住。该盖板例如包括一种具有精密网眼的抗流动织网，并且在理想情况下在声学方面对于压缩机的整个运行温度范围、例如高达200-300℃的温度范围都是透明的。
例如一种金属网适合用作盖板，如在图4中详细示出。在此它是一种所谓的斜纹织网。这种形式的织网是以斜纹织物织成的纬线(每第三根金属丝被绑定)，然后相互顶靠在一起。这种形式的织网的优点是非常光滑的表面以及极其精密的过滤性。其它形式的在抗流动、过滤性和声学透明性方面具有类似特性的织网同样可以使用。
为了防止在任何情况下刚度都不是很大的盖板变形，在腔室和盖板之间、或者作为替代方案在盖板和流动通道之间可以设置一个由较坚固的材料制成的支撑板43。例如一种多孔板，其不会消弱吸收式消声器的声学效果，或者一种金属丝格栅。盖板在此可以固定在支撑板上，例如通过铆接或者粘接。
消声器可以在流动通道的一侧或者两侧环形地沿着流动通道的整个圆周布置，或者也可以仅仅以弓形段的形式沿着流动通道的圆周的一个部分或者多个部分布置。在此，消声器可以沿着流动通道的圆周方向或者沿着流动方向分成多个腔室，从而避免在消声器内部由可能出现的大的压力降引起的不期望的循环流动。
按本发明的吸收式消声器在图2中所示的实施方式中也包括一个腔室41。但是在该实施方式中，封盖通过一个吸声板45或者一个由吸声材料制成的层或者板、例如一种由烧结铝制成的板实现。精确的厚度取决于流动负荷和对吸收性能的要求。在吸声板后面腔室41的深度与需要进行消声的频率相协调。在此该腔室41可以是空的，也就是说充有空气，或者包括另一种吸声材料。这种消声器也可以通过肋条(隔板)划分成单个的腔室。在此各个腔室与不同的频率相协调，并且通过这种方式对更大的频率范围进行消声处理。
图3示出了按本发明的吸收式消声器4作为导向器(扩散器)5的组成部分的应用方案。导向器包括一个或者两个壳体壁51和52以及导向叶片53，导向叶片在导向器的安装状态下布置在压缩机的流动通道中。图示的吸收式消声器也包括一个腔室41以及一个吸声封盖45。消声器也可以布置在流动通道的一侧或者两侧。因为吸收式消声器可以作为独立的嵌件制造，其作为附加的构件可以插入导向器中，该吸收式消声器还包括一个后壁46，其对空腔进行限界。
在所示的实施方式中，吸收式消声器布置在流动方向的下游，也就是在导向叶片之后。作为附加方案或者替代方案，吸收式消声器也可以布置在上游，也就是布置在导向叶片前面或者布置在导向器的导向叶片的高度上。
在所示的实施方式中，至少所述吸收式消声器的部件44、45包括一种多孔金属。
在所示的实施方式中，所述多孔金属包括一种泡沫铝合金。
在所示的实施方式中，所述盖板45是一种由吸声的多孔金属制成的层。
按本发明的具有抗流动的封盖的消声器也可以布置在压缩机的其它位置上，例如在进气侧的吸入区域中，或者布置在压缩机的螺旋壳体压力容器中导向器的更下游，或者布置在压缩机壳体的出口处。由于大的吸收表面以及与噪声源较近，螺旋壳体特别适合用于按本发明所述类型的吸收式消声器。在压缩机壳体的出口上、在出气管接头中可以将消声器类似于按图3的实施方式作为独立的嵌件进行制造，然后在安装时将其作为附加构件从压缩机的外部插入出口管接头中。
附图标记列表
1          压缩机转子
21、22     压缩机壳体
3          流动通道
4          吸收式消声器
41         腔室
42         盖板
43         支撑板
44         吸声材料
45         吸声盖板
46         后壁
5          导向器，扩散器
51、52     扩散器壁
53         导向叶片