CN112669801A - 一种隔吸声板单元、隔吸声板和罩壳 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种隔吸声板单元，以及利用该隔吸声板单元的隔吸声板和罩壳。所述隔吸声板单元包括第一金属板层、第一阻尼层、吸声层和穿孔板。第一阻尼层紧邻并贴合第一金属板层。吸声层与第一阻尼层相贴合，吸声层包括至少一层玻璃棉层，玻璃棉层具备可使声音发生折射的间隙。穿孔板与吸声层相贴合。与现有技术相比，本申请中采用隔吸声板单元的隔吸声板能够有效降低金属板振动、提高隔音效果。

Description

一种隔吸声板单元、隔吸声板和罩壳

技术领域

本申请涉及燃气轮机技术领域，具体而言，涉及一种隔吸声板单元，以及利用该隔吸声板单元的隔吸声板、罩壳和重型燃气轮机。

背景技术

具有隔吸声板的罩壳在重型燃气轮机降噪过程中具有非常重要的作用，在当前的工程中已经获得非常广泛的应用。具有隔吸声板的罩壳通过在声源处阻断噪声的传播达到降低噪声污染的目的，因此，对罩壳的隔吸声板的隔声量具有非常高的要求。

在罩壳的隔吸声板的现有设计中，外层结构一般为金属板，内部设置吸收噪音的结构。但根据以往的工程经验，重型燃气轮机的罩壳内部的声压级非常高，可达105dBA左右，内部声场常常会激起外层钢板振动，并通过空气向外部传播，从而产生较为严重的噪音污染。为提高隔音量，需对罩壳隔吸声板进行改进。

因此，如何设计出一种能够有效降低金属板振动、提高隔音效果的隔吸声板，成为业内研究的热点。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种可有效降低金属板振动、提高隔音效果的隔吸声板单元。

本申请实施例的第二目的还在于提供一种使用上述隔吸声板单元的隔吸声板。

本申请实施例的第三目的还在于提供一种使用上述隔吸声板的罩壳。

第一方面，提供了一种隔吸声板单元，包括第一金属板层、第一阻尼层、吸声层和穿孔板。第一阻尼层紧邻并贴合第一金属板层，吸声层与第一阻尼层相贴合，吸声层包括至少一层玻璃棉层，玻璃棉层具备可使声音发生折射的间隙，穿孔板与吸声层相贴合。

在一种可实施的方案中，吸声层包括第一玻璃棉层，第一玻璃棉层一侧与第一阻尼层相贴合，第一玻璃棉层另一侧与穿孔板相贴合。

在一种可实施的方案中，吸声层包括依次相贴合的第一玻璃棉层、第二阻尼层、第二金属板层和第二玻璃棉层，第一玻璃棉层靠近第一阻尼层并与第一阻尼层相贴合，第二玻璃棉层靠近穿孔板并与穿孔板相贴合。

在一种可实施的方案中，吸声层包括依次相贴合的第一玻璃棉层、第二阻尼层、第二金属板层、第三阻尼层、第三金属板层和第二玻璃棉层，第一玻璃棉层靠近第一阻尼层并与第一阻尼层相贴合，第二玻璃棉层靠近穿孔板并与穿孔板相贴合。

在一种可实施的方案中，隔吸声板单元的总厚度为80mm～120mm，第一金属板层、第一阻尼层、吸声层和穿孔板的厚度比值范围为(0.5～2):(0.5～3):(73～118.5):(0.5～2)。

在一种可实施的方案中，穿孔板的穿孔率大于20％。

根据本申请的第二方面，还提供了一种隔吸声板，包括：多个龙骨，用于形成出多个不同分区；以及上述技术方案中的隔吸声板单元，每个分区卡合隔吸声板单元。

在一种可实施的方案中，隔吸声板单元与分区的卡合处设置有减振垫。

在一种可实施的方案中，龙骨包括有十字形檩条结构的龙骨，多个龙骨共同形成出十字形分区；或者，龙骨包括有米字形檩条结构的龙骨，多个龙骨共同形成出米字形分区。

在一种可实施的方案中，龙骨的横截面为“C”字形。

根据本申请的第三方面，还提供了一种罩壳，用于重型燃气轮机，包括上述技术方案中的隔吸声板。

与现有技术相比，本申请中的隔吸声板单元具有的有益效果为：

1.当噪声穿过穿孔板，经过吸声层时，吸声层中的玻璃棉层能够反射阻挡部分噪声的通过，未经反射的噪声通过玻璃棉层内部的间隙发生折射，噪声声波在被折射后，其传播路径被改变，传播频率降低，噪音能够得到进一步的吸收，因此隔吸声板单元中的玻璃棉层能够较好地减弱噪声的能量，提高隔吸声板单元的隔音效果。

2.噪音经吸声层降噪后，其能量被大幅度吸收，当其达到位于最外侧的第一金属板层时，其能量不足以引起第一金属板层的大幅振动，因此第一金属板层的振动噪声较小，从而具有较好的隔音效果。吸声层中在设有多层玻璃棉层，以及金属板和阻尼层时，能够尽可能多地吸收噪音能量，从而可以进一步的减少振动，削弱噪音能量，提高隔音效果。

3.第一金属板层紧邻并贴合第一阻尼层，第一阻尼层的设置能够降低第一金属板层在共振频率区及吻合效应区附近对隔声产生的不良影响，降低第一金属板层的振动，提高隔音效果。

4.在由隔吸声板单元组成的隔吸声板结构中，龙骨与隔吸声板单元之间采用非刚性的卡合连接方式，减少龙骨受噪音影响产生的振动，采用多个分区的设置，也可以降低结构的刚度，使整体结构能够具有较好的能量缓冲作用，从而更好地承接噪音的能量并进行降噪隔音。隔吸声板单元与分区的卡合处设置有减振垫，减振垫能够进一步地吸收隔吸声板单元与龙骨交接处的噪音，具有较好地的阻尼减振效果，且减振垫重量轻，对结构的负荷小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种隔吸声板单元的左视图；

图2为根据本申请实施例示出的另一种隔吸声板单元的左视图；

图3为根据本申请实施例示出的再一种隔吸声板单元的左视图；

图4为根据本申请实施例示出的一种使用隔吸声板单元的隔吸声板的正视图；

图5为根据本申请实施例示出的一种使用隔吸声板单元的隔吸声板的俯视图；

图6为根据本申请实施例示出的不同结构的隔吸声板的隔声曲线的图形。

图中：10、隔吸声板单元；11、第一金属板层；12、第一阻尼层；13、吸声层；131、第一玻璃棉层；132、第二阻尼层；133、第二金属板层；134、第三阻尼层；135、第三金属板层；136、第二玻璃棉层；14、穿孔板；20、龙骨；100、配置一；200、配置二；300、配置三；400、配置四；500、配置五；。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

根据本申请的第一方面，首先提供一种隔吸声板单元。参见图1至图5，一种隔吸声板单元10，包括第一金属板层11、第一阻尼层12、吸声层13和穿孔板14。

第一阻尼层12紧邻并贴合第一金属板层11；吸声层13与第一阻尼层12相贴合，吸声层13包括至少一层玻璃棉层，玻璃棉层具备可使声音发生折射的间隙；穿孔板14与吸声层13相贴合。

在本申请的实施方案中，玻璃棉层的孔隙率>70％，即玻璃棉层中材料内部空气体积与材料总体积之比>70％。

与现有技术相比，在本申请实施例的技术方案中，可以得出，当噪声穿过穿孔板14，经过吸声层13时，吸声层13中的玻璃棉层能够反射阻挡部分噪声的通过，未经反射的噪声通过玻璃棉层内部的间隙发生折射，噪声声波在被折射后，其传播路径被改变，传播频率降低，噪音能够得到进一步的吸收，因此吸声层13能够较好地减弱噪声的能量，提高隔吸声板单元的隔音效果。

噪音经吸声层13的玻璃棉层降噪后，其能量被大幅度，当其达到位于最外侧的第一金属板层11时，其能量不足以引起第一金属板层11的大幅振动，因此第一金属板层的振动噪声较小，从而具有较好的隔音效果。

第一金属板层紧邻并贴合第一阻尼层，第一阻尼层进一步地降低第一金属板层的振动，降低第一金属板层在共振频率区及吻合效应区附近对隔声产生的不良影响，减弱第一金属板层的振动噪声，提高隔音效果。

需要说明的是，玻璃棉层内部带有很多间隙，玻璃棉层的间隙可以容纳空气，也可以吸收声波。声波通过空气传入玻璃棉内部的间隙，再通过间隙往外侧传输，这个过程中声波的传输速度被降低。一方面是因为声波进入玻璃棉层内部间隙之后，会消耗一定的能量，声能转化成动能被消耗，声音自然被降低，玻璃棉层也就由此发挥吸声降噪的作用。本申请的发明人发现，在低频50Hz至高频2000Hz，甚至更高频率的噪音降噪中，本领域的的技术人员基本不会使用玻璃棉层来进行降噪，但本申请通过设置有间隙的玻璃棉层，能够很好的适应上述频段的噪声，且具有较好的隔音效果。

在一种实施方案中，参见图1，吸声层13包括第一玻璃棉层131，第一玻璃棉层131一侧与第一阻尼层12相贴合，第一玻璃棉层131另一侧与穿孔板14相贴合。

吸声层13设置第一玻璃棉层131，第一玻璃棉层131吸收噪音，减弱噪音的能量，并且外层的第一阻尼层12与第一金属板层11相贴合，可以有效减弱第一金属板层11的振动噪声。

在一种实施方案中，参见图2，吸声层13包括依次相贴合的第一玻璃棉层131、第二阻尼层132、第二金属板层133和第二玻璃棉层136，第一玻璃棉层131靠近第一阻尼层12并与第一阻尼层12相贴合，第二玻璃棉层136靠近穿孔板14并与穿孔板14相贴合。

吸声层13的第二玻璃棉层136与第一玻璃棉层131吸收噪音，减弱噪音的能量。第二金属板层133承接噪音能量产生振动，第二阻尼层132削减第二金属板层133的振动，从而消耗噪音的能量。第一玻璃棉层131吸收噪音，进一步减弱噪音的能量。最后，外层的第一阻尼层12与第一金属板层11相贴合，可以有效减弱第一金属板层11的振动噪声。

在一种实施方案中，参见图3，吸声层13包括依次相贴合的第一玻璃棉层131、第二阻尼层132、第二金属板层133、第三阻尼层134、第三金属板层135和第二玻璃棉层136，第一玻璃棉层131靠近第一阻尼层12并与第一阻尼层12相贴合，第二玻璃棉层136靠近穿孔板14并与穿孔板14相贴合。

吸声层13的第二玻璃棉层136吸收噪音，减弱噪音的能量。第三金属板层135承接噪音能量产生振动，第三阻尼层134削减第三金属板层135的振动，从而消耗噪音的能量。第二金属板层133进一步承接被降噪后的噪音能量，产生振动，第二阻尼层132削减第二金属板层133的振动，从而消耗噪音的能量。第一玻璃棉层131吸收噪音，再次减弱噪音的能量。最后，外层的第一阻尼层12与第一金属板层11相贴合，可以有效减弱第一金属板层11的振动噪声。

上述各实施例中的第一玻璃棉层、第二玻璃棉层、第三玻璃棉层等玻璃棉层的工作原理详见上述玻璃面层的工作原理，此处不再赘述。

在一种实施方案中，参见图1至图5，隔吸声板单元10的总厚度为80mm～120mm，第一金属板层11、第一阻尼层12、吸声层13和穿孔板14的厚度比值范围为(0.5～2):(0.5～3):(73～118.5):(0.5～2)。根据不同的隔音降噪要求和安装条件，合理控制隔吸声板单元10的厚度，并合理配置吸声层13内不同厚度的不同材料层的厚度，在一个较好的成本范围内达到更好的降噪隔音效果。

在一种实施方案中，参见图4，穿孔板14的穿孔率大于20％。穿孔率是指在穿孔面积范围内，穿孔孔眼的总面积占整个面积的百分数。穿孔率等于单位面积上的穿孔总面积和与单位面积之比。本申请实施例的技术方案中，选用大于20％的穿孔率，可以使穿孔板14能较好地承接噪声，便于后续组件更好地发挥降噪隔音的作用。

根据本申请的第二方面，还提供了一种隔吸声板，参见图1至图5，隔吸声板包括多个龙骨20以及上述实施方案中的隔吸声板单元10，多个龙骨20用于形成出多个不同分区，每个分区卡合隔吸声板单元10。

需要说明的是，龙骨20与隔吸声板单元10之间采用非刚性的卡合连接方式，减少龙骨20受噪音影响产生的震动，采用多个分区的设置，也可以降低结构的刚性，使整体结构能够具有较好的能量缓冲作用，从而更好地承接噪音的能量并进行降噪隔音。

在一种实施方案中，隔吸声板单元10与分区的卡合处设置有减振垫。减振垫对低、中、高频的噪声均有极佳的隔振效果，且减振垫重量轻，对结构的负荷小，降低隔吸声板单元10及隔吸声板的振动，具备极佳的阻尼减振效果。减振垫可选用包括但不限于橡胶减振垫、聚氨酯减振垫、钢弹簧减振垫等。减震垫和隔吸声板单元10组合会有更好的减震效果。

在一种实施方案中，参见图1至图5，龙骨20包括有十字形檩条结构的龙骨20，多个龙骨20共同形成出十字形分区；或者，龙骨20包括有米字形檩条结构的龙骨20，多个龙骨20共同形成出米字形分区。

需要说明的是，采用十字形檩条结构的龙骨20和米字形檩条结构的龙骨20，或者采用其他形式的龙骨20，目的之一为形成不同的安装分区，用于卡合安装隔吸声板单元10，目的之二为降低整体结构的刚度，削减结构振动，以便于更好地降噪隔音。

在一种实施方案中，参见图1至图5，龙骨20的横截面为“C”字形。龙骨20的“C”字形槽的两侧边沿可以牢牢卡合住隔吸声板单元10的边缘，但是又保持一定的柔性，避免刚性连接，降低隔吸声板的振动，对降噪隔音起到较好的辅助作用。

针对本申请实施例的技术方案，选取不同厚度和不同组成配置的隔吸音板进行实验对比。其中，表1为本申请实施例中不同配置的隔吸音板的结构对比表，表2为申请实施例中不同配置的隔吸音板对不同频率噪音的隔音量对比表。

表1不同配置的隔吸音板的结构对比表

需要说明的是，表1中的金属板都采用钢板，玻璃棉层的密度均为32kg/m3，表中1.5mm、1mm、0.8mm、44mm、45mm等表示材料层的厚度。

表2不同配置的隔吸音板对不同频率噪音的隔音量对比表

在本申请实施例的技术方案中，图6为根据本申请实施例示出的不同配置的隔吸声板的隔声曲线的图形。

根据表1与表2，并结合图6，将配置一与配置二与配置四进行对比，配置一与配置二与配置四的主要不同在于吸声层13配置的不同，通过表2数据对比和图6的曲线对比，多加一组或两组阻尼层和金属板层，能明显削减第一金属板层11(最外层金属板)的振动，进而增加隔音量，起到较好的降噪隔音效果。并且，可以较明显的看出从配置一、配置二到配置四的隔音量依次增加，因此需要在实际应用中根据噪音控制的需求合理配置吸声层13。

根据表1与表2，并结合图6，将配置二与配置三进行对比，将配置四与配置五进行对比。配置二与配置三的主要区别为龙骨20形成的分区与隔吸声板单元10的卡合处设置橡胶减振垫，配置四与配置五的主要区别为龙骨20形成的分区与隔吸声板单元10的卡合处设置橡胶减振垫。配置三比配置二的隔音量要大，配置五比配置四的隔音量要大，因此可以得出，在龙骨20形成的分区与隔吸声板单元10的卡合处设置减振垫可以有效增加结构柔性，减小整体结构刚度，削减结构振动，对降噪隔音起到较好的增益效果。

根据本申请的第三方面，还提供了一种罩壳，用于重型燃气轮机，包括上述实施方案中的隔吸声板。本申请实施例方案中的隔吸声板以市场为导向，对隔吸声板进行了改进，使得在罩壳外1m左右距离、工作平台1.2m左右高度的各处噪声值低于65dB(A)，降噪隔音的程度优于现有技术，有利于周围工作人员的身体健康和环境保护要求，具有非常巨大的商业价值。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种隔吸声板单元(10)，其特征在于，包括：

第一金属板层(11)；

第一阻尼层(12)，紧邻并贴合所述第一金属板层(11)；

吸声层(13)，与所述第一阻尼层(12)相贴合，所述吸声层(13)包括至少一层玻璃棉层，所述玻璃棉层具备可使声音发生折射的间隙；

穿孔板(14)，与所述吸声层(13)相贴合。

2.根据权利要求1所述的隔吸声板单元，其特征在于，所述吸声层(13)包括第一玻璃棉层(131)，所述第一玻璃棉层(131)一侧与所述第一阻尼层(12)相贴合，所述第一玻璃棉层(131)另一侧与所述穿孔板(14)相贴合。

3.根据权利要求1所述的隔吸声板单元，其特征在于，所述吸声层(13)包括依次相贴合的第一玻璃棉层(131)、第二阻尼层(132)、第二金属板层(133)和第二玻璃棉层(136)，所述第一玻璃棉层(131)靠近所述第一阻尼层(12)并与所述第一阻尼层(12)相贴合，所述第二玻璃棉层(136)靠近所述穿孔板(14)并与所述穿孔板(14)相贴合。

4.根据权利要求1所述的隔吸声板单元，其特征在于，所述吸声层(13)包括依次相贴合的第一玻璃棉层(131)、第二阻尼层(132)、第二金属板层(133)、第三阻尼层(134)、第三金属板层(135)和第二玻璃棉层(136)，所述第一玻璃棉层(131)靠近所述第一阻尼层(12)并与所述第一阻尼层(12)相贴合，所述第二玻璃棉层(136)靠近所述穿孔板(14)并与所述穿孔板(14)相贴合。

5.根据权利要求1所述的隔吸声板单元，其特征在于，所述隔吸声板单元(10)的总厚度为80mm～120mm，所述第一金属板层(11)、所述第一阻尼层(12)、所述吸声层(13)和所述穿孔板(14)的厚度比值范围为(0.5～2):(0.5～3):(73～118.5):(0.5～2)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的隔吸声板单元，其特征在于，所述穿孔板(14)的穿孔率大于20％。

7.一种隔吸声板，其特征在于，包括：

多个龙骨(20)，用于形成出多个不同分区；以及

如权利要求1至6中任一项所述的隔吸声板单元(10)，每个所述分区卡合所述隔吸声板单元(10)。

8.根据权利要求7所述的隔吸声板，其特征在于，所述隔吸声板单元(10)与所述分区的卡合处设置有减振垫。

9.根据权利要求7-8任一项所述的隔吸声板，其特征在于，所述龙骨(20)包括有十字形檩条结构的龙骨(20)，多个所述龙骨(20)共同形成出十字形分区；

或者，所述龙骨(20)包括有米字形檩条结构的龙骨(20)，多个所述龙骨(20)共同形成出米字形分区。

10.根据权利要求7所述的隔吸声板，其特征在于，所述龙骨(20)的横截面为“C”字形。

11.一种罩壳，用于重型燃气轮机，其特征在于，包括如权利要求7至10中任一项所述的隔吸声板。

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