[實用新型]一種水下多相射流消聲降噪裝置

有效

• 申請號: 201420352566.6
• 申請日: 2014-06-28
• 公開（公告）號: CN203891989U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 郝宗睿;別海燕;徐娟
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: F01N13/00
• 分類號: F01N13/00
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 張中南;邱岳

技術領域

本實用新型涉及一種水下多相射流消聲降噪裝置，用于水下航行器熱動力系統廢氣排放降噪。

背景技術

水下航行器的熱動力系統排放出的高壓高溫廢氣經過噴管排入水中，形成嚴重的射流噪聲。由于聲音的傳播依賴于介質的壓縮性，通常水中聲速約為空氣中聲速的4.4倍，水下噪聲的傳播速度比水中航行體的航速大得多。當水下航行器的熱動力裝置工作產生的大量廢氣通過出口管高速排入水中時，形成復雜的氣體流動、氣液兩相流場結構并伴有排氣輻射噪聲，其聲壓級高、頻帶較寬，不僅對水下環境造成噪聲污染，同時也降低了自身的隱蔽性，又對本身所載的水聲設備構成自噪聲干擾，限制了水下航行器的整體性能。

水下排氣過程涉及復雜的多相流動，伴有層流轉捩、旋渦運動和流態變化等復雜現象，其噪聲形成機理不同于空氣排氣噪聲的產生機理。針對這類特殊的水中高速排氣問題，常規的空氣排氣消聲方法無法直接使用。現有的水下排氣降噪裝置大多由空氣中排氣消聲器結構改造，這雖然節省了設計時間，但其消聲效果往往難以到達相關指標，甚至增大了某些頻段的聲壓，成為了新的噪聲源。現有消聲降噪裝置其設計原理主要是基于空氣消聲原理，專利201010238161.6設計了一種篇平的消聲器，該消聲器主要是利用膨脹室結構的組合進行消聲，氣流在經過膨脹室后，聲阻抗發生變化，使沿管路傳播的某些特定頻率的聲波反射回去，達到消聲目的。該專利設計的消聲器主要用于汽車廢氣排放，涉及的流體介質主要是空氣，因此該結構不適用于氣液兩相射流噪聲消除。

專利200620084872.1設計了一種船用馬達消聲器，該消聲器采用了一種U型管結構，馬達排放出的廢氣經過消聲器內膽，且內膽中設置了多個消音板，該消聲器依然采用了傳統的空氣消聲器設計原理，主要是通過改變管路截面和長度來控制聲抗大小進行消聲。該消聲器外殼浸沒于水中，但消聲器內主要還是以氣體為主，且排氣口置于空氣中，因此該結構只是傳統空氣消聲器結構的簡單移植。

目前尚未發現有針對于水下航行器高速氣體射流的多相射流降噪裝置。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種水下多相射流消聲降噪裝置，以克服現有技術的不足。

一種水下多相射流消聲降噪裝置，其特征在于該裝置包括一個管狀的圓柱形殼體，該殼體在外壁環向均勻開設4個通孔；

上述通孔為橢圓錐形通孔，即外壁孔徑的尺寸大于內壁孔徑的尺寸；且橢圓形通孔內外孔口端面形狀為橢圓形，長短軸比例介于1.5:1至2.5:1之間；

在殼體的位于通孔前后兩側的內壁開設兩個卡環槽；

在卡環槽后端設置擋肩，在的前端設置有擋肩；

所述殼體內固定有漸縮噴管，該漸縮噴管前端為環形孔板、中部為圓筒段、后端為漸縮噴嘴，所述環形孔板安裝在上述卡環槽與擋肩之間；

所述圓筒段外壁面環向均勻開設4個通孔，且分別位于上述橢圓形通孔內壁面的下方；

環形孔板的環形區間內均勻開有4個孔口，孔口之間的扇環板上開設多組小孔；

所述的4個通孔的中軸線以及4個通孔的中軸線位于本裝置的同一個徑向的截面上；

環形孔板與擋肩接觸的端面上開設兩圈環形槽，

所述孔口朝向后端的一側分別連接有前置噴管，該前置噴管的直管段直徑與孔口直徑相同，直管段后端連接有漸縮噴嘴；

在卡環槽與擋肩之間安裝有環形孔板，該環形孔板的內環套置在所述漸縮噴管的后端；環形孔板的環形區間內均勻開有個孔口，所述孔口之間的扇環板上開設多組小孔，環形孔板與擋肩接觸的端面上開設兩圈環形槽；

所述孔口朝向前端的一側分別連接有后置噴管，該后置噴管的直管段直徑與孔口直徑相同，直管段前端連接有漸縮噴嘴；且后置噴管與其中一個前置噴管具有同一個軸線，前置噴管的噴嘴直徑小于后置噴管的直徑；

所述殼體的軸線上有內導管經由前置翅片而固定在漸縮噴管的內壁，該內導管的前部設有葉片，內導管出口端的內壁上經由后置翅片固定有一個多孔噴頭；

并有前置卡環和后置卡環分別安裝于上述兩個卡環槽內。

上述漸縮噴管的圓筒段外壁面的通孔為橢圓錐形孔，橢圓形截面長短軸比例介于1.5:1至2.5:1之間，通孔的通流面積(開在外表面的大孔孔口截面面積)小于通孔的通流面積，且通孔的通道中軸線與漸縮噴管的中軸線垂直。

上述通孔的孔道為圓柱形，且圓柱形孔道的內壁有一條邊緣與漸縮V型噴管圓筒段橫截面相切。

上述漸縮噴管后端的漸縮噴嘴的端口外邊緣設有6個“V”型翅片；且在兩個V型翅片之間分別設置兩個氣流噴管。