(57)【要約】【課題】  エアポンプの吸気側サイレンサの吸音性能を高め、低騒音のエアポンプを得る。【解決手段】  吸気側サイレンサを有するエアポンプにおいて、サイレンサに設けた１つの吸気口から羽根車の吸気口まで流体を導く流路を、流路長さの異なる２つの流路とする。２つの流路の長さの差は主要な騒音周波数の半波長分とする。  【選択図】図１
2006090164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気側サイレンサを有するサイレンサ付流体機械において、
前記サイレンサに設けた１つの吸気口から羽根車の吸気口まで流体を導く流路を備え、この流路は長さの異なる２つの流路から構成されていることを特徴とするサイレンサ付流体機械。
【請求項２】
請求項１記載のサイレンサ付流体機械において、
前記サイレンサに設けた２つの流路の長さの差は、主要な騒音の周波数の半波長分であることを特徴とするサイレンサ付流体機械。
【請求項３】
請求項１記載のサイレンサ付流体機械において、
羽根車の回転数N（１／ｓ）、翼枚数Z枚としたとき、サイレンサに設けた２つの流路の長さの差は、略周波数NZ/2（Hz）の波長分であることを特徴とするサイレンサ付流体機械。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のサイレンサ付流体機械において、
サイレンサに設けた流路長さが短い方の流路が、他方の流路よりも直角曲げが多いことを特徴とするサイレンサ付流体機械。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のサイレンサ付流体機械において、
サイレンサに設けた流路長さが短い方の流路が、他方の流路よりも流路断面積が小さいことを特徴とするサイレンサ付流体機械。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のサイレンサ付流体機械において、
サイレンサに設けた２つの流路の最下流側である羽根車の吸気口部であって、両流路の終端が羽根車回転中心を挟んで対面に位置した状態で合流することを特徴とするサイレンサ付流体機械。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のサイレンサ付流体機械において、
サイレンサに設けた２つの流路の最下流側である羽根車の吸気口部であって、両流路が羽根車の回転方向とは逆の接線方向から羽根車の吸気口となる略円形領域に結合していることを特徴とするサイレンサ付流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエアポンプの吸気側に設けられるサイレンサ付流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サイレンサ付流体機械（別名、エアポンプとも言う）は、空気の圧送装置であり、例えば特許文献１に示されるターボブロワや、特許文献２に示されるブロワもこれに相当する。
【０００３】
これらのエアポンプは、各種産業分野で使用可能であるが、その使用例として例えば、自動車エンジン用二次空気供給装置における電動二次エアポンプがある。  
これは、エンジンの冷間始動時に、その排気系に二次空気を供給することで排気ガス中の炭化水素や一酸化炭素の燃焼を助長し、排気ガスを浄化するものである。
【０００４】
電動二次エアポンプは、下流側に位置する触媒に二次空気を送るが、その圧損が大きいために高圧であることが要求される。そのために、羽根車を高回転で回転させる必要があるが、結果的に、羽根車からは大きな騒音を発生してしまう。  
この騒音を低減するために、例えば特許文献１や特許文献２ではエアポンプの吸気側、また場合によっては排気側にも吸音材を用いた消音器（サイレンサ）を設置している。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４７９８９号公報
【０００６】
【特許文献２】特表２００３−５１３２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、エアポンプに消音器を取り付けるという処置は従来からなされているものの、低騒音化の要求は非常に高く、さらに消音性能の高い消音器が望まれている。  
特に、エアポンプの排気側は通常、配管に接続されるのに対して、吸気側は自動車のボンネット内の空気を直接吸込むように構成される場合も多いので、吸気側における高性能の消音器が必要である。
【０００８】
さらには、消音器の内部を空気が流れるので、その圧損は極力小さいことが望まれる。
また、下流側にあるエアポンプの流体機械としての性能低下や騒音増加を防ぐために、より均一な状態で羽根車に空気を流入させることも求められている。
【０００９】
本発明の目的は、低騒音で、かつ高効率のサイレンサ付流体機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、吸気側サイレンサを有するサイレンサ付流体機械において、
前記サイレンサに設けた１つの吸気口から羽根車の吸気口まで流体を導く流路を備え、この流路は長さの異なる２つの流路から構成されていることにより達成される。
【００１１】
また、上記目的は、前記サイレンサに設けた２つの流路の長さの差は、主要な騒音の周波数の半波長分であることにより達成される。
【００１２】
また、上記目的は、羽根車の回転数N（１／ｓ）、翼枚数Z枚としたとき、サイレンサに設けた２つの流路の長さの差は、略周波数NZ/2（Hz）の波長分であることにより達成される。
【００１３】
また、上記目的は、サイレンサに設けた流路長さが短い方の流路が、他方の流路よりも直角曲げが多いことにより達成される。
【００１４】
また、上記目的は、サイレンサに設けた流路長さが短い方の流路が、他方の流路よりも流路断面積が小さいことにより達成される。
【００１５】
また、上記目的は、サイレンサに設けた２つの流路の最下流側である羽根車の吸気口部であって、両流路の終端が羽根車回転中心を挟んで対面に位置した状態で合流することにより達成される。
【００１６】
また、上記目的は、サイレンサに設けた２つの流路の最下流側である羽根車の吸気口部であって、両流路が羽根車の回転方向とは逆の接線方向から羽根車の吸気口となる略円形領域に結合していることにより達成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、低騒音で、かつ高効率のサイレンサ付流体機械を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。  
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明に一実施例を備えたサイレンサであり、図３のＸ−Ｘ断面図である。  
図２は、本一実施例のサイレンサを装着したエアポンプの斜視図である。  
図３は、本一実施例を備えたエアポンプの縦断面図である。  
図１〜図３において、本発明のサイレンサは、図２あるいは図３に示すような電動エアポンプの吸気側に設置される。
【００２０】
図３のモーター２に電力を供給し、羽根車４を回転させるとサイレンサ３の吸気口３１から空気が流入し、サイレンサ３内に設けられ、吸音材３２ａ、３２ｂで構成された流路３３ａ、３３ｂ（図１に示す）を通って、サイレンサ３の中央に位置する遠心式の羽根車４の吸気口４１に到達する。その後、羽根車４によって昇圧され、最終的にはエアポンプ１の排気口１１（図２に示す）から排気される。
【００２１】
図２、３に示すエアポンプ１は羽根車４を２つ搭載したものであり、２つの羽根車４の間にはリターンベーン５が配置されている。サイレンサ３は、羽根車４の吸気口４１に空気を導くとともに、羽根車４において発生した騒音が大気中に放出される際、その騒音を低減する作用を持っている。
【００２２】
図１において、サイレンサ３の吸気口３１から、羽根車４の吸気口４１に向かって、空気が流れる流路３３ａ、３３ｂを２つ構成している。この流路３３ａ、３３ｂはその長さが異なっている。  
流路３３ａ、３３ｂはサイレンサ３のケーシング３７と一体で形成された壁材３４を囲む形で設けた吸音材３２で構成されている。この吸音材３２は、図３に示すように、エアポンプ１の羽根車側３２ａ、さらにそれに対抗する面３２ｂにも設置されているので、流路の周囲壁面は全て吸音材３２で囲まれており、その流路を伝播する騒音の吸音効果を有する。
【００２３】
従来はこの流路が分割されず、一つであった。
【００２４】
流路断面の縦横比にもよるが、流路を複数に分ければ同一の流路断面積に対してそれに接する吸音材の量（吸音面積）が増加する。したがって吸音効果が増加する。
【００２５】
また、長さが異なる２つの流路３３ａ、３３ｂを構成したことにより、それぞれの流路を伝播して、サイレンサ吸気口３１から外部に放出される音には時間差が生じる。音源は羽根車吸気口から放出されており、同一音源なので、同じ位相で放出された音が長さの異なる流路を経て、一つのサイレンサ吸気口３１に到達した際には、音に位相差が生じている。したがって、そこでお互いの音を打ち消しあうことになる。
エアポンプ１の主要な音の周波数の半波長に合わせて、２つの流路３３ａ、３３ｂの長さの差を作れば、効果的に騒音を低減できる。特に羽根車４の回転数Ｎ（１／ｓ）と翼枚数Ｚの積ＮＺで周波数の決定する羽根音が卓越する場合が多いので、その羽根音の周波数ＮＺ（Ｈｚ）の半波長に合わせて流路長の差を設計すれば、より効果的である。
【００２６】
一方で、２つの流路の長さを変えるということは、それぞれの圧損や吸音効果も異なってしまう。同様の仕様で構成すれば、長い流路３３ｂの方が消音効果も大きいが、圧損も大きいということになってしまう。
【００２７】
羽根車４の性能や発生音抑制のためには、可能な限り均一な流速分布で羽根車４に空気を流入させたいので、各流路の圧損差はない方が望ましい。また、位相差を作って消音させるという点に対しては、一方の音のレベル（音波の振幅）が他方より著しく大きい状態は避けなければならず、２つの流路における消音性能の差も小さい方が望ましい。
【００２８】
これに対して、例えば、短い流路３３ａの方に直角曲げを多く配せば、そこで圧損が余計につき、音の面でも曲がり部の内周側と外周側の流路長差が、緩やかに曲げる場合よりも大きくなるので、消音効果が増え、結果的に、長い流路３３ｂの圧損、消音性能に近づく。
【００２９】
あるいは、短い方の流路３３ａの流路幅を長い方の流路３３ｂよりも減らして断面積を小さくすれば、圧損が増え、同一流路面積あたりの吸音面積が増えて吸音性能が向上するので、これによっても、長い流路３３ｂの圧損、消音性能に近づけることができる。図１に示したサイレンサはこれらの作用を考慮し、短い方の流路３３ａには、直角曲げ３６を配し、さらに流路面積（ここでは流路幅）を長い方の流路３３ｂよりも小さくしている。
【００３０】
このようにして、２つの流路３３ａ、３３ｂは長さの差はあるものの、圧損差、放出される音のレベルの差は小さくなるので、羽根車４の性能、発生音、さらにはサイレンサ吸気口３１での音の打消しによる消音効果に対して、良好な結果が得られる。
【００３１】
さらには、本発明のサイレンサ１では、２つの流路の最下流側である羽根車の吸気口部４１において、羽根車４の回転方向４２（図１に示す）とは逆向きの接線方向から羽根車の吸気口４１に空気を流入させている。これにより、羽根車４に流入する空気にはその回転方向４２とは反対の逆予旋回が付くことになる。遠心式の羽根車４の流入流れに逆予旋回があれば、羽根車４による圧力上昇が高まる。逆に、羽根車４の回転方向の旋回、すなわち予旋回がある場合では、羽根車４による圧力上昇が低下する。
【００３２】
本発明では、サイレンサ３の下流側に位置する羽根車４の性能向上も考慮し、サイレンサ３内の流路３３ａ、３３ｂから羽根車４に空気が流入する際に、逆予旋回をつけるべく、このような構成としている。また、その位置３５ａ、３５ｂ（図１に示す）は羽根車の吸気口４１においてその回転軸を挟んで対面の位置としている。これは、複数の流路３３ａ、３３ｂからの流れを羽根車に流入させる場合でも、極力、偏流のない流れの状態とすることで、羽根車４から発生する騒音、特に羽根音の上昇を抑えることを狙ったものである。
【００３３】
以上、本発明の一実施例を説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記説明の中であった吸音材については、サイレンサ内の流路の一部、あるいは全部にそれがないような場合でも、２つの流路構成を持つことによって、音の打消しによる消音されるので、本発明の効果は得ることが可能である。
【００３４】
以上のごとく、本発明によれば、サイレンサに２つの流路を構成することによって、各々の流路における吸音量が増加する。また、流路の長さを違えることによって、各々の流路を経てサイレンサ吸気部に到達した音の位相がずれるために、消音効果が期待できる。特にその流路長の差を主要な音、例えば羽根音の波長の半分に設定すると効果が大きい。
【００３５】
さらに短い方の流路の流路断面積を他方よりも小さくする、または直角曲げを多くする等すれば、２つの流路における圧損や騒音レベルの差が付きにくくなるので、位相差を利用した消音効果はより確実に得ることが出来る。
【００３６】
最終的には、このサイレンサを搭載した低騒音のエアポンプが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明のサイレンサの平面図である。
【図２】図２は、本発明のサイレンサを取り付けたエアポンプの斜視図である。
【図３】図３は、本発明のサイレンサを取り付けたエアポンプの縦断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…エアポンプ、２…モーター、３…サイレンサ、４…羽根車、５…リターンベーン、３１…サイレンサ吸気口、３２…吸音材、３３ａ…サイレンサ内の短い流路、３３ｂ…サイレンサ内の長い流路、３４…壁、３５ａ、３５ｂ…流路の終端、３６…直角曲げ、４１…羽根車の吸気口、４２…羽根車の回転方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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