CN102213122A - 节能消音器 - Google Patents

Abstract

本“节能消音器”发明涉及消音器技术领域，一种消音器，包括消音外壳和设置在消音外壳内的消音芯，消音芯由风力发电机组成，风力发电机的风轮叶片自然形成扰流片，扰流片穿套在风力发电机的传动轴上，驱动风力发电机旋转发电工作。消音芯即风力发电机通过电源线可将电源直接输送给蓄电池上。本发明所提供的消音器，消音芯由多片穿套在风力发电机传动轴上的开有通气孔的长条形扰流片构成即风力发电机风轮叶片，排放的气体依次经过多片扰流片的通气孔排除，能有效的降低排气所产生的噪音，消音效果显著。其结构小巧，制造简单，拆卸方便，便于清洁和维修，不仅有消音降噪因功能，还同时具有发电而提供电能的作用。不但可以在机动车发动机的排气管上使用，也可以在其它内燃机，锅炉，拖拉机，内燃发电机和空气动力型器械等的排气管上使用。

Description

节能消音器

技术领域

本发明涉及一种消音器，与内燃机、空气动力性器械一起使用，其技术是将阻抗复合消声原理与赫尔姆霍茨谐振原理巧妙地结合起来，并创新的与发电机链接应用。

背景技术

自从内燃机诞生以来，消音器也随之诞生。相关技术不断地更新换代。目前比较典型的消音技术有阻性消音技术、抗性消音技术、荷尔姆霍茨消音技术以及有源消音技术等等。

所谓的阻性消声器主要是用吸声材料来消减噪声，把吸声材料固定在气流流通的管道内壁或按一定方式排列在管道中，当声波进入消声器时，大部分声能被吸收，起到消声作用，阻性消声器的优点是能在较宽的中高频范围内消声，特别对高频声波有突出的消声作用。缺点是在高温水蒸气以及对吸声材料有侵蚀作用的气体中使用寿命较短。通常用于家庭、办公室空调机；大型风洞，喷气发动机试车间等处。

抗性消声器又称声学滤波器，它又分为共振式、扩张室式和干涉式等几种。最简单的扩张室式是在气流通道管上接一段截面较大的粗管，但其终端是细管，调节扩张室(大管)的截面扣长度以改变声波的反射和干涉性能，从而改变消声量和最大消声频率。它与阻性消声器不同之处在于其中没有放置吸声材料，抗性消声器的优点是结构简单，耐高温耐气体侵蚀，有良好的低频消声性能.缺点是消声频带窄，主要用于汽车发动机及其它活塞发动机的进气和排气口。阻抗复合消声器综合前两种优点制成。在其内部既有阻性吸声材料，又有共振腔，扩张室等抗性滤波元件，因此在较宽频率范围内有良好消声效果。

有源消音器技术是目前已经进行了一些有源消音器的试验，特别是对于工业发电机。这些系统结合了一组麦克风和扬声器。扬声器位于管道内，并环绕在排气管周围，以便排气装置的声音从与扬声器声音相同的方向出来。计算机监控位于扬声器前后的麦克风。通过了解有关管道长度和形状等相关内容，计算机可以产生一个驱动扬声器的信号。这可以抵消发电机产生的大部分声音。下游麦克风使计算机知道消音效果，以便可在必要时进行调整。

发明内容

本发明是以内燃机、空气动力机械等领域中对于排气消音节能是一种很新的技术创新。其降噪、节能效果以及实用价值明显优于传统的消音器。本发明区别于传统的各类消音器的特征在于它的内部结构部分是靠主机本身废气来驱动能量做功旋转的。并由于主机废气排放能量在旋转式消音器中绝大部分转换为机械能并转换成电能，于是在消音器的排气出口处的排气流，相对平稳了许多。又由于废气排放随着旋转装置的旋转而运动，其废气排放流程也必将随之旋转，而在有限的消音器体内，无限的增长。并且还不断持续的驱动发电机做功发电。本发明的旋转机构被排气流作功动作旋转在一个封闭的环境内，而发动机废气排放又属于瞬时反应特性，废气流做功使得机械装置旋转损耗能量，而旋转的机械装置又迅速的将废气排出消音器外。在发动机废气排放脉冲结束工作瞬时间隙期间，由于惯性作用又形成发动机排气门连接排气管道腔内处于负压况，利于发动机汽缸扫气，并且旋转装置依然在驱动发电机做功发电。实质上起到了强化发动机功率、降低油耗、减排噪音和节能供能的显著效果。不仅有效的解决了消音与传输损失这一矛盾，而且还额外的提供了能源。

实施说明

附图说明

附图1示例的是汽车用消音器。；

附图2示例的是轿车消音器位置；

附图3示例是传统消音器的工作原理说明；

附图4示例是传统消音器的工作原理结构图；

附图5示例是传统消音器的工作原理结构图；

附图6示例是传统消音器的局部构造以及材料；

附图7示例是传统的风力发电机；

附图8示例是修改后的本发明使用的风力发电机；

附图9示例是本发明使用的带有透孔的风力发电机风轮叶片：

其中9-1是带有透孔的风轮叶片；

其中9-2是整流罩；

其中9-3是包裹在叶片外的吸声材料(黄色部分)。

附图10示例是本说明书中使用的风力发电机：

其中1、5是风轮叶片，其中2是传动轴，其中3是发电机主机，其中4是整流罩，其中6是电源线。

附图11示例是本发明使用的具有发电功能的消音器工作原理和结构图。说明：

其中图11-1是风轮叶片；

其中图11-2是发电机固定支架；

其中图11-3是发电机主机和有吸声功能的外壳；

其中图11-4发电机固定支架；

其中图11-5是传动轴；

其中图11-6是有吸声功能风轮叶片；

其中图11-7是电源线；

其中图11-8是消音器外壳；

其中图11-9是发动机排出的气体流；

其中图11-10是发动机排出的气体流；

其中图11-11是发动机排出的废气经过消音和做功以后发排出的空气中的气体；

其中图11-12是包裹在消音芯上的吸声材料；

其中图11-13、14是附在消音器外壳上的吸声材料；

其中图12是发电机设计安装在消音器体外的发电机：

其中图12-5传动轴；

其中图12-6是第二组风轮叶片；

其中图12-15是第三组风轮叶片；

其中图12-17是支架；

实施方式：

如图11：

1、当发动机废气被排出时(图11示例中10和11所示)，直接击打在具有一定扭曲角度的风轮叶片上驱动风轮叶片旋转，直接就起到了抗消和阻消的综合消声的显著效果。

2、由于风轮叶片上的一组、多组透孔持续工作时，废气流在这个密闭的空间内产生了赫尔姆霍次谐振效应，起到了减震降噪节能的效果。

3、赫尔姆霍茨谐振原理说明赫尔姆霍茨共鸣器“谐振管”是赫尔姆霍茨共鸣器的通称(它是因这一领域的权威科学家Herman von Helmholtz(1821-1894)而得名。它的设计原理很简单，一个大箱子有一个小开口就会对某一特定频率产生共鸣。多冲程引擎同样产生一定频率的声波。当引擎转速升高，引擎废气产生的脉冲在排气管内来回反射形成驻波(频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波。波在介质中传播时其波形不断向前推进，故称行波；上述两列波叠加后波形并不向前推进，故称驻波)。

这样，高压区和低压区就形成了，废气被从低压区外快速地吸进来。谐振管直接地在汽缸排气口处形成了一个低压区，废气很快地被吸离汽缸，这为新鲜空气和燃料腾出了更多空间，同时，返回波帮助回推刚进入汽缸的新鲜混合气，保持它在汽缸中更充分燃烧，因此，主机或者车也就有了更强的动力。

4、又由于风轮叶片上的的传动轴连接在发电机上，因此，随着风轮旋转带动发电机旋转做功发电。消除空气动力性噪声的器件。安装在空气动力设备的气流通道上，可阻止噪声传播而允许气流通过。声音达到一定强度，对人体会产生危害，噪声常指一切对人们生活和工作有妨碍的声音。噪声的危害是多方面的，人在长期强烈噪声作用下，会产生感觉迟钝、注意力分散，延迟生理反应和易于疲劳等神经系统的疾病，空气动力噪声是由于气体扰动和气体与其他物体相互作用而产生的噪声，是机械性噪声、电磁噪声等三大噪声源之一，也是危害较重的一种噪声，如汽车、拖拉机等交通运输工具和超音速喷气机的排气噪声，现代建筑物中通风空调噪声，以及工厂矿山等使用的通风机、鼓风机、空压机和内燃机等的噪声都属于空气动力性噪声。在这些设备上安装结构和性能不同的消声器，可以控制和减少噪声污染。

Claims (8)

1.一种减少发动机和风动机械功率损失，并对其有降低噪音的消声装置。它由消声壳体及安装在壳体内的消音芯组成，消音芯是由风力发电机组成。风力发电机的带有孔洞风轮叶片对壳体内的声、气阻尼衰减排放装置构成。其特征是：上述壳体的声、气阻尼衰减排放装置可为一组或多组在壳体内居中对称布置受声、气浪冲击可旋转的叶轮，并因此可以驱动风力发电机工作发电。

2.如权利要求1中所述旋转叶轮的特征在于：这些旋转叶轮装置在一个或一组或者多组转轴上，叶轮上附有阻消声音的空洞，其转轴一端与发电机相链接并固定在壳体或者机体上。

3.如权利2中所述要求，风轮叶片与转轴相连，一端固定在壳体内(根据内燃机机以及其它等机械机型也可以固定在壳体外的主机傍边)，另一端连接在风力发电机上，当废气直击在叶轮上时，叶轮旋转，带动转轴并驱动风力发电机主机工作发电。

4.如权利2中所述要求，风轮叶片与与壳体内附有、包裹有吸收噪音的材料构成，并与转轴相连，当废气直击在叶轮上时，叶轮旋转，带动转轴并驱动风力发电机主机工作发电、消声。

5.如权利要求1、2、3、4所述的叶轮的特征在于：叶轮可以制成各种形式，如：环式、扇式、螺旋导流式、垂直式、对璇共振式等等。

6.如权利要求1、4中，本消音壳体内附有的吸声材料，可以是多种选择的材料。

7.如权利要求1、2、3、4、5所述的消音器的特征在于：有叶轮传动的发电机，可以安装设置在消音器壳体内、也可以设置安装在壳体外其它任何位置。

8.如权利要求1、2、3、7项中安装在消音器内的消音芯即驱动风力发动机转轴旋转的轴，可以只单个、多个，其布置安装方式也可以是横向的、垂直竖向的。

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