(57)【要約】【課題】部品数が大幅に少なく、コンプレッサ・インテークの圧力損失は大幅に低く抑え、アウトレット開口部内のインテークエアの速度分布は均一であり、コンプレッサの音圧も満足なレベルまで低下させることができるフィルタマフラを提供する。【解決手段】前壁１および、コンプレッサと接続可能な後壁２で構成される円筒形のマフラケーシングを備え、これらの壁により、多孔板で作られた、外側に位置するシリンダスリーブ４が閉じられ、さらに、リング状の複数の防音エレメントがマフラケーシングの内部に配置されている。リング状の防音エレメントは、少なくとも一つの外側の防音エレメント５および少なくとも一つの内側防音エレメント６で構成され、同軸で互いに間隔を置いて配置されており、且つ、前壁１および後壁２とともに、これら防音エレメントのほぼ間に位置して同軸かつ迷路状に走る流路２１が形成される。【選択図】図１
2007298027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャのコンプレッサのインテーク側にあるフィルタマフラ（２０）であって、望ましくは、前壁（１）および、コンプレッサと接続可能な後壁（２）で構成される円筒形のマフラケーシングを備え、これらの壁により、多孔板で作られた、外側に位置するシリンダスリーブ（４）が閉じられ、さらに、リング状の複数の防音エレメント（５，６）がマフラケーシングの内部に配置されており、
リング状の防音エレメント（５，６）は、少なくとも一つの外側の防音エレメント（５）および少なくとも一つの内側防音エレメント（６）で構成され、同軸で互いに間隔を置いて配置されており、且つ、前壁（１）および後壁（２）とともに、これら防音エレメントのほぼ間に位置して同軸かつ迷路状に走る、マフラケーシングに流れ込む外気のための流路（２１）が形成され、これにより、外気が少なくとも部分的に外側防音エレメント（５）の周囲を通過してコンプレッサに導かれることを特徴とするフィルタマフラ。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタマフラであって、
内側防音エレメント（６）が垂直に前壁（１）に固定され、外側防音エレメント（５）が垂直に後壁（２）に固定されることを特徴とするフィルタマフラ。
【請求項３】
請求項１に記載のフィルタマフラであって、
前壁（１）と、隣接する外側防音エレメント（５）の前面とが、その間に位置する流路（２１）を跨ぐ接続要素（８）により互いに接続されていることを特徴とするフィルタマフラ。
【請求項４】
請求項１に記載のフィルタマフラであって、
外側防音エレメント（５）が垂直に前壁（１）に固定され、内側防音エレメント（６）が垂直に後壁（２）に固定されることを特徴とするフィルタマフラ。
【請求項５】
請求項１に記載のフィルタマフラであって、
マフラケーシングのシリンダスリーブ（４）が通気性のある、交換可能なフィルタパッド（３）に覆われていることを特徴とする、フィルタマフラ。
【請求項６】
請求項１に記載のフィルタマフラであって、
外側防音エレメント（５）および内側防音エレメント（６）に、それぞれ円形中空ボディ要素を覆う、それぞれ一つの多孔板（２２，２３）のスリーブ部分が備わっており、該中空ボディ要素は防音材（２４，２５）により充填されており、孔の面積は、それぞれの多孔板（２２，２３）の全体面積に対して望む割合で設定できることを特徴とする、フィルタマフラ。
【請求項７】
請求項６に記載のフィルタマフラであって、
多孔板２２および／あるいは多孔板２３がヘルムホルツ共鳴器として構成されていることを特徴とする、フィルタマフラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のおいてがきに記述された、ターボチャージャのコンプレッサのインテーク側にあるフィルタマフラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に大型ディーゼルエンジンで用いられているターボチャージャのスーパーチャージのための主要な構成要素としてコンプレッサが挙げられる。コンプレッサからは、その機能を果たす際にターボチャージャのほとんどの音圧が放出される。そのため、このコンプレッサ・インテークの音圧レベルを有効なフィルタマフラで低下させることが必要となる。
【０００３】
このようなフィルタマフラは、たとえば、燃焼空気を圧縮して内燃機関に供給するコンプレッサのインテーク側に設けられる。コンプレッサはターボチャージャの排気タービンにより駆動される。
【０００４】
しかしこれとは別に、コンプレッサの最適なパラメータを実現する必要があり、そのためにはコンプレッサ・インテークの圧力低下を最小限に抑え、コンプレッサのステータインレットにおいてインテークエアの速度をできるだけ効率的に配分する必要がある。
【０００５】
このような要求は、効率的なマフラを製造する際にも考慮する必要があり、ターボチャージャにおいてはこのようなマフラには通常フィルタ装置が備わっており、インテークエアを清浄化している。
【０００６】
たとえば特許文献１には、ケーシングを備えるフィルタマフラが記述されており、このケーシング内には、防音板および吸収エレメントから構成された複数の防音エレメントが配置されており、これら防音エレメントはそれぞれ一つの防音板および一つの吸収エレメントを備えており、これら防音エレメントはケーシング壁の半径方向の溝に配置されており、防音エレメントの防音面はケーシングの中心軸に平行に位置している。
【０００７】
特許文献２から、複数のリング状の防音エレメントを持つ別なフィルタマフラが知られているが、これらの防音エレメントは互いに一定の間隔を置いて位置しており、円周方向に列状に並んだ複数の防音セグメントで構成されている。ケーシングは、放射状のリブを備える鋳造一体構造として構成されており、これらのリブには溝が形成され、この溝の中に防音セグメントを半径方向に充填し、それによりコンプレッサの軸方向に固定することができる。
【０００８】
しかしこれら既知のフィルタマフラにおいては、部品数が多く、また、コンプレッサ・インテークに望ましくない圧力損失がある。
【特許文献１】独国特許発明第１９５１４９９０号明細書
【特許文献２】欧州特許第０５７４６０５号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１９８１８８７３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、これらすべての欠点を解決することである。したがって、本発明の課題は、前述と同様のフィルタマフラを作製することであるが、このフィルタマフラにおいては、従来と比較して部品数が大幅に少なく、コンプレッサ・インテークの圧力損失は大幅に低く抑えられ、フィルタマフラのアウトレット開口部内のインテークエアの速度分布は均一であり、コンプレッサの音圧も満足なレベルまで低下させることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、本発明により請求項１に記述されたフィルタマフラにより解決できる。
【００１１】
フィルタマフラにおいては、リング状の防音エレメントが、少なくとも一つの外側防音エレメントおよび少なくとも一つの内側防音エレメントとで構成されている。これら防音エレメントは同軸で互いに間隔を置いて配置されており、且つ、前壁および後壁とともに、これら防音エレメントの間にほぼ位置し、同軸かつ迷路状に伸びる流路が形成される。この流路はマフラケーシングの軸に垂直にケーシングのシリンダスリーブ内に流入する外気のためのものであり、外気が少なくとも外側防音エレメントの周囲を通過してコンプレッサに導かれるよう、外気をコンプレッサに導く流路の幾何学的形状を決定することができる。この幾何学的形状により圧力損失を非常に低く抑えることができ、また、フィルタマフラのケーシング全体に十分な剛性を与えるために、前壁および後壁、ケーシングの外側の多孔板状のシリンダ壁ならびに外側および内側防音エレメント用の多孔板の材料強度／厚みの選択において、従来と比較して大きな自由度を得ることができる。
【００１２】
従属請求項には、本発明の好適な実施形態が記述されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明を、図を用いてさらに詳しく説明する。
図１は、略円筒状のフィルタマフラ２０であり、そのケーシングは、一つの前壁１、および本図では図示されていないコンプレッサに接続する一つの後壁２を備えており、この後壁により、外側に配置された、多孔板で作られたシリンダスリーブが閉じられている。
【００１４】
コンプレッサから発生する音圧レベルを減衰させるために、本図の実施例においてはケーシング内に複数のリング状防音エレメント５，６が設けられている。このリング状防音エレメント５，６は、一つの外側防音エレメント５および一つの内側防音エレメント６で構成されている。これら防音エレメント５，６は同軸状に互いに間隔を置いて配置されており、且つ、前壁１および後壁２とともに、これら防音エレメント５，６の間にほぼ位置し、同軸かつ迷路状に伸びる流路２１が形成される。この流路はマフラケーシング２０の軸に対して垂直にケーシングのシリンダスリーブ４内に流入する外気のためのものであり、外気は、少なくとも外側防音エレメント５の周囲を通過してコンプレッサに導かれる。
【００１５】
そのために内側防音エレメント６は垂直に前壁１に、外側防音エレメントは垂直に後壁２に固定されている。
【００１６】
もちろん、外側防音エレメント５を垂直に前壁１に、内側防音エレメント６を垂直に後壁２に固定することも可能である。
【００１７】
本発明フィルタマフラの剛性を高めるためにさらに、前壁１と、隣接する外側防音エレメント５の前面とを、その間に位置する流路２１を跨ぐボルト８またはリブまたは剛性を高めるその他の接続要素により互いに接続する。
【００１８】
防音エレメント５、６は通常は、多孔板のベース部分および、防音性の材料から作られた防音部品で構成されている。そのために外側防音エレメント５および内側防音エレメント６は、それぞれ多孔板２２，２３のスリーブ部分で構成されており、これら多孔板はそれぞれ一つの円形中空ボディ要素を覆っている。この中空ボディ要素は、防音材２４、２５により充填されている。多孔板２２，２３の孔の面積はそれぞれ、それぞれの多孔板２２，２３の全面積に対する希望の割合で設定することができる。
【００１９】
さらに、マフラケーシングのシリンダスリーブ４には、通気性があり交換可能なフィルタパッド３が設けられている。
【００２０】
インテークエアはしたがって、矢印Ｓ（図１参照）に沿って、シリンダスリーブ４の円周上にセットされたフィルタパッド３を通ってフィルタマフラ２０の内部空間に流れ込み、防音エレメント５，６を通過して、フィルタマフラ２０のアウトレット孔１０からコンプレッサに流れ込む。
【００２１】
つまり、インテークエアは、フィルタパッド３を通って半径方向に、およびシリンダスリーブ４の多孔板の外周を通って、前壁１の近傍でＵターンしている流路２１内を流れるが、この流路は同軸で間隔を置いて配置された防音エレメント５，６および、ケーシングの前壁１および後壁２により形成されている。インテークエアはこの流路からアウトレット孔１０に流れるが、このアウトレット孔にはコンプレッサのインテークパイプが連結されている。
【００２２】
ここで実施例の一つのバリエーションが可能であり、このバリエーションにおいては、インテークエアは軸方向に、多孔板から構成される前壁１に吸引されるか、または、インテークは２つの面、つまり前壁１および外側シリンダ４を介して行われる。
【００２３】
流路２１が、従来と比較して長く迷路状であるため良好な防音を達成することができるが、これは、既知のように、通過するエアが、発生した音圧の山において防音エレメント５，６の防音材２４，２５内に押し込められ、また、発生した音圧の谷において再び吸い出されるため、このようにして音圧の振幅を大幅に縮小させることができる。流路の配置の際には、流路長Ｌと流路幅ｂとの関係を、防音対象の音圧周波数に応じて調整することに注意が必要である。
【００２４】
上述の理由より、孔の面積を、それぞれ、防音エレメント５，６のそれぞれの多孔板２２，２３の全体面積に対して望む割合で設定できるというもう一つの長所がある。このとき、たとえば特許文献３に記述されているように、多孔板２２，２３をヘルムホルツ共鳴器として実施することも可能である。
【００２５】
防音材２４，２５に用いられている材料は、特許文献１に記述された開放気泡の発泡材、ファイバーマット、またはその他の吸音性材料である。シリンダスリーブ４のフィルタパッド３については、特許文献２に記述されたように、プラスチック、金属織布、フィルタペーパー、またはさまざまな材料で作られたコンポジットフィルタが用いられる。
【００２６】
さらに、フィルタマフラ２０にはその他の付属品を取り付けることもできる。たとえば、前壁１の外側にセンサ９を取り付けるためのロックを設けることや、または、後壁２の外側に洗浄剤供給のためのインレット７を設けることもできる。
【００２７】
図２には、本発明のフィルタマフラ２０の実施例を、図１のＳ２−Ｓ２で切断した横断面が示されている。図２とは異なり、マフラは、回転対称形ではなく、たとえば長方形または楕円形も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図２に図示された、ケーシング内に外側および内側防音エレメントを備える本発明のフィルタマフラの縦断面Ｓ１である。
【図２】図１に図示された、ケーシング内に外側および内側防音エレメントを備える本発明のフィルタマフラの横断面Ｓ２である。
【符号の説明】
【００２９】
１  前壁
２  後壁
３  フィルタパッド
４  シリンダスリーブ
５  外側リング状防音エレメント
６  内側リング状防音エレメント
７  インレット
８  ボルト
９  センサ
１０  アウトレット孔
２０  フィルタマフラ
２１  流路
２２  多孔板
２３  多孔板
２４  防音材
２５  防音材
【図１】
2007298027.tif 000003
【図２】
2007298027.tif 000004