CN111520945A - 可使消声器入射噪声波长变短的装置 - Google Patents

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Abstract

一种结构简单、通过降低气流温度来提高消声器降噪量的可使消声器入射噪声波长变短的装置。在消声器的气流入口端设有可对入射气流温度进行降温并随之使入射噪声波长变短的降温装置，入射气流穿过该降温装置进入消声器。通过降低入射气流的温度，使随入射气流传播至消声器内的入射噪声的声波波长也随之变短，大大降低了入射噪声的穿透能力，从而有效避免该入射噪声穿过消声器的外壳壳壁传播到环境中造成再次声污染，由于入射噪声的波长缩短，其可被设置于消声器内的吸声材料更好的吸收，因此也变相的提高了该消声器的降噪量。其采用两种降温装置，分别为喷水雾化和换热器，根据入射气流的温度的高低来选择上述两种降温装置。

Description

可使消声器入射噪声波长变短的装置
技术领域
本发明涉及一种大型消声器，特别涉及一种通过降低入射气流温度以使入射噪声波长变短的降温装置。
背景技术
消声器最基本最主要性能评价指标为：插入损失(传声损失)，通俗称为“降噪量”。消声器主要起消声降噪作用，该性能参数越大，性能越优。
现有技术中的消声器在降噪过程中，噪声声源发出的噪声随空气气流进入消声器，其中部分噪声会被消声器内的吸声材料吸收，而其它部分的噪声会穿过消声器壳壁或由消声器气流排出端进入周边空气中继续污染环境。
为了提高降噪量，现有技术中多采用对消声器内的吸声体的数量或布局进行改进，但该种改进思路可能会增大消声器的气流流动阻力，又会影响消声器的其它技术参数。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、通过降低气流温度来提高消声器降噪量的可使消声器入射噪声波长变短的装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明的可使消声器入射噪声波长变短的装置，其特征在于：在消声器的气流入口端设有可对入射气流温度进行降温并随之使入射噪声波长变短的降温装置，所述入射气流穿过该降温装置进入所述阵列式消声器。
所述降温装置采用水雾降温结构。
所述水雾降温结构由壳体、供水管、格栅式气流通道和水雾喷头组成，所述壳体为筒形，其内端与消声器外壳连为一体，在壳体内设有若干沿筒轴方向延伸的隔板，所有隔板通过交叉设置构成若干个格栅式气流通道，在每个格栅式气流通道中布设一个可使水雾化的喷头，所述供水管穿过壳体伸入筒内并与所有喷头连通。
所述壳体的断面形状与消声器外壳的断面形状相同，所述格栅式气流通道的断面形状为四边形、圆形、扇形或由两个同心圆与扇形交集构成的图形。
所述隔板的厚度在2mm-5mm，隔板的长度在200mm-1000mm。
所述降温装置为带翅片的换热器，换热器固接在两端为敞口的空心的壳体内，所述入射气流由翅片之间的间隙进入所述消声器。
在消声器的气流入口端至降温装置之间设有温度传感器。
所述壳体为不锈钢、钛材或碳镀锌钢板所制，其长度350mm-1150mm。
相邻两个喷头之间的距离为100-400mm。
本发明在消声器的气流入口端设置可对该入射气流温度进行降温的装置，通过降低入射气流的温度，使随入射气流传播至消声器内的入射噪声的声波波长也随之变短，大大降低了入射噪声的穿透能力，从而有效避免该入射噪声穿过消声器的外壳壳壁传播到环境中造成再次声污染，由于入射噪声的波长缩短，其可被设置于消声器内的吸声材料更好的吸收，因此也变相的提高了该消声器的降噪量。本发明采用两种降温装置，分别为喷水雾化和换热器，根据入射气流的温度的高低来选择上述两种降温装置。
附图说明
图1为在立式消声器上采用水雾降温结构剖面示意图。
图2为在立式消声器上采用换热器降温结构的剖面示意图。
图3为在卧式消声器上采用水雾降温结构的剖面示意图。
图4为几种采用不同的喷头布局的水雾降温结构的平面示意图。
图5为几种消声段断面结构示意图。
附图标记如下：
消声器1、外壳11、吸声体或吸声层12、降温装置2、水雾降温结构3、供水管31、气流通道32、喷头33、隔板34、换热器4、冷媒循环管41、翅片42、温度传感器5、壳体6。
具体实施方式
本发明的可使消声器入射噪声波长变短的装置安装在消声器1的空气入口端，其可与现有技术中的消声器为分离结构(分离结构的好处是分别生产、运输，到现场后再组装)，也可将其与现有的消声器设计为一个整体结构(其好处是，消声性能稳定)，本发明优选后者。
带有本发明装置的消声器1可为立式设置，也可为卧式设置(参见图1－3所示)，可与本发明的装置配套的消声器1基本上为大型消声器，用于安装在城市地铁地下段工程、矿山深井、隧道和大型中央空调机组所在地等可产生高噪声场所。涉及的消声器类型可为断面形状是方形的片式、阵列式、蜂窝式、回型式、圆形的管道式、带圆形芯体式、片式和十字型芯体式(参见图5所示)。
消声器1主要由外壳11和设置在外壳11内的吸声体或吸声层12构成。
以下将随空气气流进入消声器1的噪声称为入射噪声。
本发明的可使消声器1入射噪声波长变短的装置中采用的降温装置2为如下两种：
1、水雾降温结构3
由壳体6、供水管31、格栅式气流通道32和水雾喷头33组成。
1)壳体6
其断面外形轮随消声段的外壳11形状，其与消声段的外壳11连为一体。
壳体6由不锈钢、钛材或碳镀锌钢板所制，其厚度与消声段的外壳11厚度一致，长度宜在350mm-1150mm。主要提供一个安装供水管31、格栅式气流通道32和水雾喷头33的内部空间以及提供一个入射气流降温的空间环境，更好地达到降温效果。
2)供水管31
优选不锈钢管，水管主管口径宜DN25-DN50mm，支管道宜DN8-DN25mm，支管口径与喷头33的口径保持一致，水管壁厚2-3mm，其穿过所述壳体6，根据喷头33的分布合理布置，水管主要为喷头33起供水作用。
3)格栅式气流通道32
其是在壳体6内设置若干片纵横相交的隔板34，在壳体6内设有若干个气流通道32，每个气流通道32都是由四片隔板34围合而成，隔板34由壳体6的入口端向出口端延伸，其长度在200mm-1000mm，隔板34的厚度在2mm-5mm，其由不锈钢、铜或碳镀锌钢板所制。
在每个气流通道32中布设一个可使水雾化的喷头33，喷头33最好设置在该气流通道32的中央并且靠近壳体6的外端，喷头33的出水方向指向消声器1。所述供水管31穿过壳体6通过分支供水管31与对应的喷头33连通。
入射气流由狭长的气流通道32穿过能更充分地与水雾接触换热，提高降温效果，同时，随入射气流同步穿过该气流通道32的入射噪声在气流通道32内环境温度降低的情况下，其波长也随之变短。
气流通道32的断面形状为四边形、圆形、扇形或由两个同心圆与扇形交集构成的图形(参见图4所示)。
4)水雾喷头33
喷头33由不锈钢、铜或碳镀锌钢板所制，可以为实心锥喷头、螺旋式喷头和空心锥喷头等，口径宜DN8-DN25mm，喷射粒径宜50-500μm，喷射角度为60℃-150℃，相邻两个喷头33之间的距离为100-400mm。
所有喷头33的布设依据壳体6的断面形状作适应性调整，如图4所示，为几种布设结构的示图。
5)温度传感器5
为了及时获知被降温的入射气流的温度，在消声器1的气流入口端至降温装置2之间设有温度传感器5。对喷水降温后气流的温度进行实时监控，以保证达到降温的目的。
水雾降温结构3比较适用于入射气流温度高于100℃时，由于产生的水雾在该温度下容易蒸发，从而可以达到较好的换热效果。
2、带翅片的换热器4
换热器固接在两端为敞口且空心的壳体6内，壳体6的断面形状与消声器1的断面形状相同，而且，该壳体6与消声器1的外壳11固定连接，其间可以是分离结构，也可以是一体结构。
该换热器4为带翅片42的换热器，换热器4中的冷媒循环管41可以为钢管、不锈钢管或铜管等耐腐蚀性金属管。
翅片42也可以用钢带、不锈钢带、铜带或铝带等制作。往换热器4内通入低温的液体，吸收热量以降低消声器1的进气温度。
所述翅片42的走向与壳体6轴线平行，即入射气流可顺着相邻翅片42之间的间隙穿过，如此可以有效降低入射气流的温度。
同样，在换热器4与消声器1的气流入口端之间设有温度传感器5。
带翅片42的换热器4结构适宜在入射气流为常温常压状态下使用。
3、通过降低气流温度使入射噪声波长变短的原理
入射噪声的声波波长越长，入射声波穿透力越强，消声器的降噪量越低，反之入射噪声的声波波长越短，入射声波穿透力越弱，消声器的降噪量越高。
消声器的消声性能在声波频率为低频(波长较长时)时的传声损失往往比高频的低，降噪效果更差。例如某片式消声器在常温常压下，低频(如声波频率为63Hz时)传声损失为11dB对应的入射噪声的波长为5.4m，较高频(如声波频率为125Hz时)的传声损失为17dB对应的入射噪声的波长为2.72m。
由声速c与温度t的关系：c＝2.05(273+t)1/2和声速c、频率f及波长λ的关系：f＝c/λ可知：
环境温度t越高，穿过该环境的声速越大，当声波频率一定时，入射声波的波长与声波的速度成正比。所以温度越高，入射声波波长更长。

Claims (9)

1.一种可使消声器入射噪声波长变短的装置，其特征在于：在消声器(1)的气流入口端设有可对入射气流温度进行降温并随之使入射噪声波长变短的降温装置(2)，所述入射气流穿过该降温装置(2)进入所述消声器(1)。
2.根据权利要求1所述的可使消声器入射噪声波长变短的装置，其特征在于：所述降温装置(2)采用水雾降温结构(3)。
3.根据权利要求2所述的可使消声器入射噪声波长变短的装置，其特征在于：所述水雾降温结构(3)由壳体(6)、供水管(31)、格栅式气流通道(32)和水雾喷头(33)组成，所述壳体(6)为筒形，其内端与消声器(1)外壳(11)连为一体，在壳体(6)内设有若干沿筒轴方向延伸的隔板(34)，所有隔板(34)通过交叉设置构成若干个格栅式气流通道(32)，在每个格栅式气流通道(32)中布设一个可使水雾化的喷头(33)，所述供水管(31)穿过壳体(6)伸入筒内并与所有喷头(33)连通。
4.根据权利要求3所述的可使消声器入射噪声波长变短的装置，其特征在于：所述壳体(6)的断面形状与消声器(1)外壳(11)的断面形状相同，所述格栅式气流通道(32)的断面形状为四边形、圆形、扇形或由两个同心圆与扇形交集构成的图形。
5.根据权利要求4所述的可使消声器入射噪声波长变短的装置，其特征在于：所述隔板(34)的厚度在2mm-5mm，隔板(34)的长度在200mm-1000mm。
6.根据权利要求1所述的可使消声器入射噪声波长变短的装置，其特征在于：所述降温装置(2)为带翅片(42)的换热器(4)，换热器(4)固接在两端为敞口的空心的壳体(6)内，所述入射气流由翅片(42)之间的间隙进入所述消声器(1)。
7.根据权利要求1－6中任一项所述的可使消声器入射噪声波长变短的装置，其特征在于：在消声器(1)的气流入口端至降温装置(2)之间设有温度传感器(5)。
8.根据权利要求7所述的可使消声器入射噪声波长变短的装置，其特征在于：所述壳体(6)为不锈钢、钛材或碳镀锌钢板所制，其长度350mm-1150mm。
9.根据权利要求3－5中任一项所述的可使消声器入射噪声波长变短的装置，其特征在于：相邻两个喷头之间的距离为100-400mm。
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