[發明專利]一種可消除寬頻噪聲的多腔直通雙層穿孔消聲器

在審

• 申請號: 201710013034.8
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106837625A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 郭榮;唐文博
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F02M35/12
• 分類號: F02M35/12;F16L55/033
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司31208
• 代理人: 羅習群,陳臻曄

技術領域

本發明涉及寬頻消聲器領域，具體提供了一種可以消除寬頻噪聲的多腔直通雙層穿孔消聲器技術領域。

背景技術

工程中，管道噪聲頻率分布很廣，特別是對于增壓進氣系統來說，以中高寬頻噪聲成分為主，而對此類寬頻噪聲控制而言，僅靠從噪聲源本身采取措施，其降噪量是有限的。而對于管道主動噪聲控制而言，其技術不成熟裝置復雜，成本較高，且噪聲控制頻率有限。所以，在管道中安裝消聲器是控制管道噪聲最經濟且有效的措施之一。傳統抗性消音器（擴張消聲器、赫姆霍茲腔或1/4波長管等）只能降低低頻窄帶噪聲，不適用于中高寬頻噪聲問題。穿孔元件通過小孔中的氣流在聲壓作用下做往復運動，在氣流和穿孔壁面之間產生摩擦，使得一部分聲能轉化為其他形式的能量，從而可以有效降低噪聲。此外，穿孔結構具有較低的流動壓力損失，相比擴張腔有較好的流場特性。目前，對于中高寬頻管道噪聲，一般采用多個赫姆霍茲諧振腔串聯或是使用多腔直通穿孔消聲器來控制噪聲。赫姆霍茲消聲器占用空間大，不適用于安裝更加緊湊的情況。多腔直通穿孔消聲器雖然結構緊湊，但在腔數較少時其消聲幅值和頻帶有限。經發明人研究發現，雙層穿孔結構可以有效提升消聲頻帶，僅需少數幾個腔體串聯便可實現寬頻消聲效果，具有較高的消聲幅值，且結構簡單，制造成本較低，可以充分利用有限的消聲空間實現優良的消聲性能。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種消聲頻帶寬、壓力損失小且結構緊湊的多腔雙層穿孔消聲器，可利用有限的體積達到較好的消聲性能并且壓力損失低，尤其適用于中高寬頻噪聲控制。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種可消除寬頻噪聲的多腔直通雙層穿孔消聲器，包括進口端、消聲器主體和出口端，所述消聲器主體內有至少兩個雙層穿孔管，所述各雙層穿孔管之間串聯并用隔板隔開，所述雙層穿孔管包括布有穿孔的外管和內管，所述外管與消音器主體和隔板形成閉合腔體，所述內管與外管和隔板形成閉合的腔體。

在上述技術方案的基礎上，所述至少兩個雙層穿孔管，內管直徑相同，外管直徑相同或不同。

在上述技術方案的基礎上，所述至少兩個雙層穿孔管，各雙層穿孔管長度不同。

在上述技術方案的基礎上，所述雙層穿孔管包括布有穿孔的外管和內管，內管和外管穿孔孔徑相同。

在上述技術方案的基礎上，所述至少兩個雙層穿孔管，所述雙層穿孔管包括布有穿孔的外管和內管，同一雙層穿孔管的內管和外管的穿孔孔隙率相同，不同雙層穿孔管孔隙率相同或不同。

在上述技術方案的基礎上，所述雙層穿孔管的內管和外管穿孔壁厚相同。

在上述技術方案的基礎上，各腔體內管和外管的穿孔分布均勻。

在上述技術方案的基礎上，所述不同雙層穿孔管孔隙率不同，最大孔隙率不超過20%。

在上述技術方案的基礎上，所述孔徑為2-3.5mm。

本發明消聲器主體采用至少兩腔結構，各腔均由雙層穿孔管構成。雙層穿孔管結構可以拓寬消聲頻帶，多腔串聯可以進一步提高消聲頻帶和幅值。對于噪聲問題較為嚴重的情況，可合理增加腔體的個數，達到更大的消聲量。由穿孔管分離而成的各腔體中無填充材料，各腔體內層穿孔管和外層穿孔管壁厚、孔徑、孔隙率、穿孔區域以及腔體大小可以通過多腔一維傳遞矩陣法合理計算匹配，實現對較寬頻帶范圍噪聲的消除。該消聲器結構緊湊，消聲效果良好且壓力損失很小，可以實現在有限空間內達到很大的消聲量。

附圖說明

圖1為本發明三腔樣例結構的外部示意圖；

圖2為本發明三腔樣例結構的內部截面圖；

圖3為本發明三腔樣例結構的內部剖視圖；

圖4為本發明三腔樣例結構的傳遞損失曲線；

圖5為本發明腔體長度比不同對消聲器聲學性能影響，總長度為100mm；

圖6為本發明孔隙率比不同對消聲器聲學性能影響，中間腔孔隙率10%。

圖7為本發明外管直徑不同對消聲器聲學性能影響，中間腔外管直徑60mm。

附圖標記說明

1-進口端；2-左側穿孔管內管；3-左側穿孔管外管；4-左側消音器主體；5-中間穿孔管內管；6-中間穿孔管外管；7-中間消音器主體；8-右側穿孔管內管；9-右側穿孔管外管；10右側消音器主體；11-出口端；12-隔板。

具體實施方式