[發明專利]一種小長徑比套筒式亥姆霍茲共振消音器及其消音方法

在審

• 申請號: 202011208086.9
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112303033A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 溫華兵;馬正剛;李玉;渠浩;申華
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F04D29/66
• 分類號: F04D29/66
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐澍

本發明公開了一種小長徑比套筒式亥姆霍茲共振消音器及其消音方法，包括中心貫通的圓筒形消音器外殼體，還包括消音器穿孔管和連接法蘭，還包括共振腔室隔板；所述消音器外殼體內貫穿連接穿孔管，所述消音器外殼體和穿孔管之間形成套筒結構，腔體內沿軸線垂直方向設置有若干腔室隔板，將內腔體分隔成若干個共振腔室；所述穿孔管上設有數個沿周向排布的若干消聲通孔；所述長徑比為消音器外殼體的長度與共振腔室外直徑之比值。本發明采用內嵌方式安裝于通風管道內部或串聯方式連接通風管道，采用具有不同共振頻率的多個共振腔室串聯，可覆蓋葉輪機械較寬的轉速變化及其特征頻率范圍，具有長徑比小、結構緊湊、消聲頻帶寬、消聲量大的特點。

技術領域

本發明涉及一種小長徑比套筒式亥姆霍茲共振消音器及其消音方法，用于高轉速葉輪機械進排氣系統，以減小葉輪機械產生的寬頻排氣噪聲，屬于減振降噪技術領域。

背景技術

在大型船舶上，主機及其系統是船舶上產生噪聲的主要來源，高轉速葉輪機械產生的輻射噪聲對船舶艙室影響較大，為降低排氣噪聲，人們采取了諸多措施，其中最簡便有效的方式為安裝消聲器。

經檢索，一般高轉速葉輪機械進排氣消音器多為擴張腔消音器，消聲頻帶較窄、體積大、不易安裝等缺點。

經檢索，專利號為CN201610523892.2，名稱為《一種寬頻帶多腔共振型進氣消音器及其工作方法》的發明專利，公開了一種寬頻帶多腔共振型進氣消音器，消音器外殼體內貫穿連接有穿孔管，內腔體設置有若干腔室隔板，將內腔體分為若干個共振腔室，屬于共振型多腔室穿孔消音器，但該專利仍存在諸多不足。

(1)該專利整體消聲頻帶較窄，主要消聲范圍為450～1000Hz，在450Hz以下及1000Hz以上頻率消聲效果差，難以有效抑制寬頻噪聲。

(2)該專利腔室消聲通孔總個數為14個，各腔室消聲通孔數量較少，共振腔室個數只有3個，數量較少，使得消音器共振腔室共振頻率較低，消聲頻帶很窄，只在450-550Hz頻段內有消聲效果，消音器整體消聲量較小，不利于抑制高頻和寬頻噪聲。

(3)該專利設有較長的進口和出口連接管，進出口連接管總長度110mm，使得消音器整體長度增大、體積增大、重量增加，同時占用了部分安裝空間。

(4)該專利安裝方式單一，只能將消音器進口連接法蘭與管道連接，在狹小空間內，安裝不方便。

發明內容

為了克服現有技術中存在的不足，本發明針對現有大多數高轉速葉輪機械產生的寬頻噪聲，其進排氣消音器存在消聲頻帶較窄、體積大、不易安裝等缺點，基于亥姆霍子共振消聲原理，提出一種小長徑比套筒式亥姆霍茲共振消音器及其工作方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種小長徑比套筒式亥姆霍茲共振消音器，包括兩端設有連接法蘭7的消音器外殼體2，所述消音器外殼體2內貫穿連接有穿孔管3，所述消音器外殼體2和穿孔管3之間設有間隙8形成環形密閉空腔；所述空腔內沿軸向通過隔板分隔成若干個環形共振腔室；所述穿孔管3與環形共振腔室相對應的穿孔管3管壁上開設有若干消聲通孔5，所述長徑比為消音器外殼體2的長度與共振腔室外直徑之比值，取值為(1～2.7)：1。

進一步，所述消音器外殼體2為圓筒形，厚度為4～10mm。

進一步，所述間隙8的寬度為消音器內直徑的7％～10％。

進一步，所述共振腔室的個數根據所適配的高速葉輪機械運行工況個數確定，每個運行工況對應一個額定轉速，在額定轉速下會產生一個主要噪聲峰值點，運行工況個數一般為2～5個，共振腔室個數為2～5個。

進一步，所述穿孔管3上消音通孔5的直徑大小相同，個數不同，直徑為2～8mm，消聲通孔5按正方形排列或三角形排列。