[發明專利]一種降低風機氣動噪聲的排氣擴張器結構

有效

• 申請號: 202010173246.4
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111207114B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 左孔成;王勇;雷紅勝;岳婷瑞;盧翔宇;張俊龍;郝楠松;黃奔;宋玉寶
• 申請（專利權）人: 空氣動力學國家重點實驗室;中國空氣動力研究與發展中心低速空氣動力研究所
• 主分類號: F04D29/66
• 分類號: F04D29/66;F04D29/42
• 代理公司: 綿陽山之南專利代理事務所(普通合伙) 51288
• 代理人: 沈強

本發明公開了一種降低風機噪聲的排氣擴張器結構，包括風道和出風口，風道與出風口之間設置有過渡段，過渡段后的出風口截面積小于過渡段前的風道截面積，所述風道的內壁面上設置有非密閉的空腔體，所述空腔體內填充有吸音介質；本發明僅僅通過改變風道出風口的局部結構、以及改變風道內氣流紊亂局部區域的阻抗屬性，就取到良好的降噪效果；本發明風道內的空腔體結構，可以作為替換部件，根據風機氣動特性與風道的氣流紊亂形成區，調整風道阻抗屬性的位置，從而實現最優的降噪效果。

技術領域

本發明屬于噪聲控制領域，具體涉及一種降低風機氣動噪聲的排氣擴張器結構。

背景技術

單純對于風機運行時產生的噪聲而言（電機噪聲除外），通常由風機渦殼振動噪聲與進出風口氣動噪聲兩部分組成，但以后者為風機主要噪聲貢獻量。對于風機而言，當風機葉輪、渦殼與渦舌的外形以及安裝位置固定，風機運行時的噪聲特性基本確定。

若需要有效降低風機運行時進出風口產生的氣動噪聲，則通常可在進出風口區域增添阻性或消聲器，但有可能會損害風機的氣動性能，如出風口風壓指標不達標。

再者，通過對風機進風口集流器與出風口法蘭（法蘭裝置可連接送風管道）結構的改進，在盡量降低風機氣動性能損失的前提下，也可有效降低進出風口的氣動噪聲。同時，在風機進風口安裝阻尼網，也有降低進風口區域氣動噪聲的效果。

發明內容

本發明的目的是在現有風道的基礎上，在不損害風機氣動性能的前提下，對風道的內壁進行結構改進，利用改進后的結構來改變風道氣流紊亂區的阻抗屬性,增大此區域的噪聲能量衰減,抑制風道出風口氣動噪聲的產生。

本發明的另一目的是通過對風道出風口結構進行改進, 在不損害風機氣動性能的前提下，改變氣流在風道內部的流動機制,調節風道內部的壓力與速度分布,從而降低風機進出風口輻射的氣動噪聲。

為了實現抑制風道出風口噪聲的技術效果，本發明采用如下技術方案：

一種降低風機氣動噪聲的排氣擴張器結構，從一端到另一端依次包括進風口、風道、出風口與出風口擴張段；所述進風口面積小于風道內任一截面面積，所述風道與所述出風口之間設置有過渡段，過渡段后的出風口截面面積小于過渡段的風道截面面積，所述出風口截面面積小于出風口擴張段截面面積。

在上述技術方案中，所述過渡段從一端到另一端具有彎曲度。

在上述技術方案中，所述過渡段的內表面為平滑過渡曲面。

在上述技術方案中，所述過渡段與出風口之間的連接部分為階梯結構，所述階梯結構的臺面為內凹或者外凸的弧形曲面。

本發明中所述階梯結構的臺面為內凹或外凸弧形曲面，主要基于氣流在此區域的速度與壓力分布：速度與壓力在此區域的分布，與具體風機與風道壁面形狀有關，凹凸分別適用于不同的場合，這樣才能有效抑制此區域的壓力集中顯現，從而實現降低氣動噪聲的目的。

在上述技術方案中，過渡段內位于風道矩形截面的短邊區域為非密閉的空腔體，所述空腔體至少有一個壁面相對于風道內其他區域具有較小的曲率半徑，所述空腔體內填充有吸音介質。

在上述技術方案中，以過渡段風道氣流運動的中軸面為參考點，所述空腔體設置在中軸面一側的過渡段內壁面上的任意位置。

在上述技術方案中，所述中軸面將過渡段分為頂部和底部兩部分，其中頂部的過渡段曲率半徑小于底部過渡段的曲率半徑，所述空腔體設置在頂部的過渡段內壁上。

在上述技術方案中，所述空腔體包括貼合在過渡段內壁面上的蓋板，所述蓋板上設置有若干個通孔，蓋板與過渡段內壁面之間為空腔。

在上述技術方案中，設置蓋板處的過渡段內表面為內凹的曲面，所述蓋板的外形與所覆蓋的內壁面的形狀一致，蓋板表面向內壁面方向內凹，蓋板與內壁面之間填充吸音介質。