[發(fā)明專利]一種消聲器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410756424.0
• 申請(qǐng)日: 2014-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104538016B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何兵;楊眉;唐嘉麒;王浩;周春龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電器科學(xué)研究院;上海電器科學(xué)研究所（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號(hào): G10K11/16
• 分類號(hào): G10K11/16;G05D23/19;F02B77/13
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,柏子雵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種消聲器，用于自動(dòng)控制艙室溫度和降低相關(guān)噪聲。

背景技術(shù)

需要進(jìn)行消聲降噪的設(shè)備通常裝于艙室內(nèi)，艙室內(nèi)外通過(guò)消聲器的風(fēng)道進(jìn)行氣流交換，消聲器風(fēng)道的有效截面積一方面密切影降噪效果，同時(shí)也密切影響艙室的氣流交換效果和艙室溫度。因此，在風(fēng)扇等通風(fēng)裝置處于一定的工況下時(shí)，大氣溫度、設(shè)備運(yùn)行功率(或散熱功率)以及消聲器風(fēng)道截面積往往構(gòu)成艙室溫度的三大決定因數(shù)。目前絕大多數(shù)的消聲器風(fēng)道的截面積是固定的，而事實(shí)上，設(shè)備運(yùn)行時(shí)的大氣溫度和功率大小是變化的，當(dāng)大氣溫度較低且運(yùn)行功率較小時(shí)，若風(fēng)道截面積過(guò)大，則艙室溫度可能過(guò)低，也降低了降噪效果。反之，當(dāng)大氣溫度較高且運(yùn)行功率較大時(shí)，若風(fēng)道截面積過(guò)小，則容易造成艙室過(guò)熱。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠根據(jù)大氣溫度和設(shè)備運(yùn)行功率，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)道有效截面積來(lái)調(diào)節(jié)艙室溫度，同時(shí)提升降噪效果的有效實(shí)用的消聲器。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案是提供了一種消聲器，包括內(nèi)有N條風(fēng)道的消聲體，N≥1，在每條風(fēng)道內(nèi)均設(shè)有至少一塊擋板，其特征在于：所有擋板均設(shè)于由步進(jìn)電機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，步進(jìn)電機(jī)在控制器的控制下動(dòng)作，控制器至少接收實(shí)測(cè)的大氣溫度信號(hào)、實(shí)測(cè)的設(shè)備運(yùn)行功率信號(hào)及實(shí)測(cè)的艙室溫度信號(hào)，由控制器根據(jù)大氣溫度及設(shè)備運(yùn)行功率計(jì)算得到艙室目標(biāo)溫度，再將艙室目標(biāo)溫度與艙室溫度信號(hào)對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)構(gòu)輸出信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)工作，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)使得擋板旋轉(zhuǎn)，改變風(fēng)道的有效截面積和艙室通風(fēng)效果，使得艙室溫度調(diào)節(jié)至計(jì)算值。

本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)大氣溫度、設(shè)備運(yùn)行功率和艙室溫度等信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)工作，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)消聲器風(fēng)道內(nèi)的擋板旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)風(fēng)道的有效通風(fēng)截面積，從而改變消聲器的通風(fēng)效果以調(diào)節(jié)艙室溫度。

本發(fā)明與目前的消聲器相比具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：1、實(shí)現(xiàn)了艙室溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)；2、在絕大多數(shù)情況下提升消聲器的降噪效果(在大氣溫度和設(shè)備運(yùn)行功率未同時(shí)達(dá)到允許的最大值時(shí)，消聲器的降噪效果即有所改善，特別是在常溫和常用功率情況下，能夠明顯地提升消聲器的降噪效果)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的一種消聲器的結(jié)構(gòu)原理示意圖，圖2為該消聲器的控制原理圖，圖中：

1－消聲體；2－風(fēng)道；3－軸承；4－擋板；5—轉(zhuǎn)動(dòng)軸；6－傳動(dòng)齒輪組；7－步進(jìn)電機(jī)；8－控制器；9－大氣溫度信號(hào)；10－設(shè)備運(yùn)行功率信號(hào)；11－艙室溫度信號(hào)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

如圖所示，消聲體1的風(fēng)道2中設(shè)有擋板4，單個(gè)或多個(gè)擋板4與轉(zhuǎn)動(dòng)軸5相連，轉(zhuǎn)動(dòng)軸5上設(shè)有軸承3，轉(zhuǎn)動(dòng)軸5經(jīng)傳動(dòng)齒輪組6與步進(jìn)電機(jī)7相連。消聲器還設(shè)有控制器8。控制器8的基本工作原理如圖2所示，經(jīng)檢測(cè)大氣溫度信號(hào)9和設(shè)備運(yùn)行功率信號(hào)10確定合適的艙室溫度目標(biāo)值。該目標(biāo)值可以由控制器8內(nèi)的軟件，通過(guò)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上形成的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算，比如，在某型低噪聲柴油發(fā)電移動(dòng)電站上，大氣溫度條件為-40～60℃時(shí)，該計(jì)算公式為式中t₁為艙室溫度目標(biāo)值，單位℃；t₀為大氣溫度，單位℃，0℃以下為負(fù)值；k₁為電站運(yùn)行基礎(chǔ)溫升，常數(shù)，一般在0.5～5內(nèi)；k₂為額定功率溫升均值，常數(shù)，一般在5～20范圍內(nèi)；P₁為電站運(yùn)行功率，單位kW；P_N為電站額定功率，單位kW；k₃為環(huán)境因子，一般根據(jù)太陽(yáng)輻射的最大強(qiáng)度取0-3℃。表1、表2是傳統(tǒng)固定風(fēng)道消聲器艙室溫度理論值與本公式計(jì)算值的對(duì)比，供參考。通過(guò)對(duì)艙室溫度目標(biāo)值與艙室溫度信號(hào)11的對(duì)比，得出比較值輸入PID控制器，PID控制器輸出信號(hào)至電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，控制步進(jìn)電機(jī)7工作，步進(jìn)電機(jī)7驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸5帶動(dòng)消聲器風(fēng)道2內(nèi)的擋板4旋轉(zhuǎn)，擋板4的旋轉(zhuǎn)使其遮擋風(fēng)道2的面積發(fā)生變化，從而調(diào)節(jié)風(fēng)道2的有效通風(fēng)截面積，改變消聲器的通風(fēng)效果以調(diào)節(jié)艙室溫度，調(diào)節(jié)后的艙室溫度經(jīng)溫度傳感器形成新的艙室溫度信號(hào)，從而形成閉環(huán)控制。風(fēng)道2內(nèi)的擋板4在大氣溫度和設(shè)備運(yùn)行功率達(dá)到允許的最大值時(shí)旋轉(zhuǎn)至與風(fēng)道2平行，使得風(fēng)道2的有效截面積最大，此時(shí)消聲器的通風(fēng)效果最好，降噪效果最差。隨著大氣溫度或設(shè)備運(yùn)行功率的下降，擋板4的旋轉(zhuǎn)使其與風(fēng)道2軸線呈一定角度，當(dāng)該角度不為零時(shí)，即能增大對(duì)噪聲源聲波的反射，降低進(jìn)入風(fēng)道2的聲能量，提升消聲器的隔聲能力，從而提高消聲器的降噪效果。