CN209354254U - 用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置 - Google Patents

Abstract

用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置。目前，许多在其它地方具有良好隔声和消声效果的声学元件，由于受到重量和体积等因素的限制，在燃机发电机组上无法使用。一种用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，其组成包括：箱体(1)，箱体是由型钢与板材组焊而成的空间箱体结构，箱壁采用了空心夹层与填充物夹层结构，内表面用穿孔板安装，隔声门采用防腐性能良好的穿孔防护面板加吸声材料，再加双层隔声钢板的结构形式，箱体为且内部安装有燃气轮机、发电机和机组的主要机械、电器辅助设备，所述的箱体由排气舱(2)、主机舱(3)和操作舱(4)等构成。本实用新型应用于气轮机发电机组降噪装置。

Description

用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，具体涉及一种流阻较低的进、排气通风降噪装置，适用于车载式燃气轮机发电机组。

背景技术

本实用新型主要针对燃机发电机组的进、排气通风降噪而设计的，对于车载式燃气轮机发电机组来说，降噪设计主要分为机组的消声设计和隔声设计两方面，其中存在的主要矛盾是较大的消声、隔声量与机组体积、重量和流阻限制之间的矛盾。许多在其它地方具有良好隔声和消声效果的声学元件，由于受到重量和体积等因素的限制，在燃机发电机组上无法使用，所以选择消声器和消声形式是车载式燃气轮机发电机组的一个重要的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，其组成包括：箱体，所述的箱体是由型钢与板材组焊而成的空间箱体结构，箱壁采用了空心夹层与填充物夹层结构，内表面用穿孔板安装，隔声门采用防腐性能良好的穿孔防护面板加吸声材料，再加双层隔声钢板的结构形式，所述的箱体为且内部安装有燃气轮机、发电机和机组的主要机械、电器辅助设备，所述的箱体由排气舱、主机舱和操作舱等构成，所述的排气舱中设置有排气消声器，所述的主机舱中设置有进气消声器，所述的操作舱内的两侧，进风过滤器的后面设置有进风消声器。

所述的用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，所述的进风消声器安装在燃气轮机发电机组的尾端，所述的进风消声器采用列管式消声器，所述的进风消声器内部主要由吹塑成型的穿孔塑料管组成，且所述的塑料管周围覆以吸音材料，其外部框架由钢板机加成型。

所述的用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，所述的进气消声器与消声弯头连接，组成机组进气系统的消音设备，所述的消声弯头是消声器、进气涡壳之间的连接通道，所述的进气消声器采用平行板式消声器，所述的进气消声器的吸声材料层内部填充容重30Kg/m3的玻璃纤维棉，外层包覆无碱玻璃丝布，最外层用穿孔率为20％的1mm厚镀锌穿孔板作为防护面，穿孔直径Ф＝2.5mm。

所述的用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，所述的排气消声器采用小孔扩压式消声器，所述的排气消声主要由金属波纹管、导流器、消声筒、隔声障板、消声箱体等部件组成，所述的排气消声器安装在燃机排气引射段后端，通过金属波纹管与箱壁相连。

本实用新型所达到的有益效果是：

1.本实用新型可以过滤频谱带较宽的噪声，使机组原噪声声压等级从129dB(A)降至 85dB(A)以下，并且该装置采用新型设计大大降低了空气流阻，使机组能够在不影响最大使用功率的同时达到过滤通风降噪效果。

2.本实用新型针对QD16B型燃气轮机发电机组研制工作中的降噪这一主要技术难点，结合机组科研生产实例对小功率燃机发电机组的降噪进行较系统的研究和分析。在设计研究过程中，首先测试和分析了WJ5AI系列燃机及其发电机组的噪声源特点，在进行大量计算后，制定出切实可行的消声和隔声元件设计指标。在消声器设计方面，比较和分析了各类消声器的特点，针对机组对各消声元件的重量、外形尺寸和流阻等条件的限制，在机组不同的地方设置了不同形式的消声器。应用二维理论对主要消声元件进行了验算和设计计算，并对高温条件下工作的燃机排气消声器进行了分析和理论计算。

3.本实用新型在隔声设计方面对双层隔声结构进行了分析和计算，设计出符合总体降噪要求的燃机发电机组较大型隔声箱体。本实用新型用了两种不同类型、五种不同样式的进排气通风消声装置(进风列管式消声器、排风迷宫式消声器、进气平行板式消声器、排气小孔扩压式消声器及隔声箱体)为机组降噪，具有流阻小、集成度高、体积小、重量轻、降噪效果好等优点。

4.本实用新型满足了车载式燃气轮机发电机组整体降噪的需要，可广泛应用于各类型车载式及集装箱式发电机组中。气体从进风消声器到进气消声器后进入燃机，经过压缩燃烧后排出排气消声装置，整个降噪系统完成工作。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

附图1为本实用新型的降噪设备分布图；

附图2为本实用新型的箱体内部结构示意图；

附图3为本实用新型进风消声器结构图；

附图4为本实用新型进气消声器结构图；

附图5为本实用新型进气消声器内部横截面示意图；

附图6为本实用新型排气消声器结构图；

附图7是附图6的左视图。

图中：1、箱体，2、排气舱，3、主机舱，4、操作舱，5、排气消声器，6、进气消声器，7、进风消声器，8、塑料管，9、消声弯头，10、吸声材料层，11、进气百叶窗，12、过滤器，13、座椅。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

一种用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，其组成包括：箱体1，所述的箱体是由型钢与板材组焊而成的空间箱体结构，箱壁采用了空心夹层与填充物夹层结构，内表面用穿孔板安装，隔声门采用防腐性能良好的穿孔防护面板加吸声材料，再加双层隔声钢板的结构形式，所述的箱体为内部安装有燃气轮机、发电机和机组的主要机械、电器辅助设备，所述的箱体由排气舱2、主机舱3和操作舱4等构成，所述的排气舱中设置有排气消声器5，所述的主机舱中设置有进气消声器6，所述的操作舱内的两侧，进风过滤器12的后面设置有进风消声器7。

实施例2：

根据实施例1所述的用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，所述的进风消声器安装在燃气轮机发电机组的尾端，所述的进风消声器采用列管式消声器，所述的进风消声器内部主要由吹塑成型的穿孔塑料管8组成，且所述的塑料管周围覆以吸音材料，其外部框架由钢板机加成型。

实施例3：

根据实施例1或2所述的用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，所述的进气消声器与消声弯头9连接，组成机组进气系统的消音设备，所述的消声弯头是消声器、进气涡壳之间的连接通道，所述的进气消声器采用平行板式消声器，所述的进气消声器的吸声材料层10内部填充容重30Kg/m3的玻璃纤维棉，外层包覆无碱玻璃丝布，最外层用穿孔率为20％的1mm厚镀锌穿孔板作为防护面，穿孔直径Ф＝2.5mm。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，所述的排气消声器采用小孔扩压式消声器，所述的排气消声主要由金属波纹管、导流器、消声筒、隔声障板、消声箱体等部件组成，所述的排气消声器安装在燃机排气引射段后端，通过金属波纹管与箱壁相连。

实施例5：

燃气轮机、发电机和机组的主要机械、电器辅助设备均安装在一个封闭的集装箱体内，这种设计一方面为了满足集成化设计的需要，同时也是为了将燃机机组的主要噪声源封闭在隔声箱体内，使噪声经隔声箱体衰减后传出箱体外，便于机组噪声的综合治理。箱体由排气舱、主机舱、操作舱等构成。箱体是由型钢与板材组焊而成的空间箱体结构。由于箱体承受来自三种不同频率的振动，因此在设计上满足动力学设计的准则，保证长期稳定的工作，避免发生共振。为了保证消音效果，采用了空心夹层与填充物夹层结构。内表面用穿孔板安装。隔声门采用防腐性能良好的穿孔防护面板加吸声材料，再加双层隔声钢板的结构形式。隔声门内的隔声层具有抗老化、耐腐蚀能力，能满足车载机组长期工作和长途运输的需要。

在隔声箱体的设计中，首先要解决机舱的通风形式问题。为确保机舱内的所有设备正常工作，必须对箱体内部的燃机、发电机以及所有机械和电器元件进行通风冷却，保证箱体内的所有设备在适当的温度下安全可靠的工作。对于小功率燃机发电机组，主机舱的冷却形式我们采用两台风机进行了“通舱冷却”。通舱冷却可以减少进、排风口的数量，便于箱体外排风管道与外界排风管道的转接，由于通风口数量相对较少，利于消声元件的结构设计。但是却使机组风机负荷加大，发动机端箱体由于受到燃机部位传来的噪声的影响而使其隔声性能等级有所提高，所以在排气端设计了整体隔舱式消声器。

实施例6：

进风消声器：

进风消声器处于燃气轮机发电机组的尾端，具体位置见图3。进风消声器选择了列管式消声器，这是因为在整个系统的消音方面，进风消声器占的比重最大，所以进风消声器选用先进的阻性消声器，具有体积小、重量轻、消声频谱宽、消声量大及流阻损失小等特点。其内部结构主要由吹塑成型的穿孔塑料管，塑料管周围覆以吸音材料。其外部框架由钢板机加成型。

按照机舱内噪音110dB(A)计算，在不同的频率下，他要保证机组外的噪声值不大于85dB(A)，这时按照A.1～A.6的噪声频谱可知，在6300Hz处达到了最大的噪声值110dB(A)，此时需要至少消噪25dB(A)，并且此处消声器的体积要求不能太大，所以选择了在同样体积情况下消音量比较大的列管式消声器作为进风消声器。进风消声器的外形尺寸：0.95(长)×0.662(宽)×1.868(高)。它在机组的操作舱内两侧，进风过滤器的后面，有效控制了机组进风的噪声。

该消声器在6300Hz处消音量＞30dB(A)，并且在其它频率下，消音量也基本满足了我们的降噪要求，其流阻损失仅为5.2mmH2O。

实施例7：

机组进气消声器：

机组进气系统的消音设备主要包括进气消声器、消音弯头两部分。

消声弯头是消声器、进气涡壳之间的连接通道，外界气流经消声弯头进入燃机涡壳。它的作用是将水平方向的气流转变为垂直方向进入燃机涡壳进气道。采用消声弯头时，应主要考虑弯头的三方方面性能：

(1)消声性能，以消声量来衡量。

(2)气体的动力性能，以压力损失来衡量。

(3)气流的再生噪声性能，以气流的噪声级来衡量。

由于进气系统要求流阻损失很小，并且要求该处消声器达到的消音量不是很高，所以此处我们选择了平行板式消声器作为进气消声器，见图6。进气消声器的截面尺寸1496mm ×596mm，消声器的长度不应大于800mm，进气流量约为13kg/s(15℃)，消声器的消音量不小于15dB(A)，流阻损失不大于20mmH2O。

附图5中阴影部分为吸声材料层，内部填充容重30Kg/m3的玻璃纤维棉，外层包覆无碱玻璃丝布，最外层用穿孔率为20％的1mm厚镀锌穿孔板作为防护面，穿孔直径Ф＝2.5mm，消声器外壳内吸声结构与吸声片相同，厚度约为吸声片厚度的一半。

进气面积0.54m2，平行板宽度80mm，间隔126mm。(6片消声片)。

消声器后的声压级为96.2dB(A)，传声损失为122.31-96.2＝26.11dB(A)。

进气系统总的消音量为32dB(A)。流阻损失16.4mmH2O。

实施例8：

排气消声器：

排气系统采用小孔扩压式消声器。消声器主要由金属波纹管、导流器、消声筒、隔声障板、消声箱体等部件组成。排气消声器安装在燃机排气引射段后端，通过金属波纹管与厢壁相连，是燃机尾气排入大气的通道。排气消声器能够阻挡燃机排气噪声的传播，有效控制机组噪声。该排气消声器采用了独特的复合消声结构，具有结构简单、体积紧凑、重量轻、消声效果好等特点。对于该消声器我们进行的大量的三维建模仿真计算：将GAMBIT 中生成的消声箱体网格和小孔扩散消声器网格分别导入到FLUENT求解器中，设定好各进出口边界条件，进行求解。由于发动机不同工况下的排气流量和排气温度略有不同，决定根据额定工况下的条件进行计算。根据WJ5AI发动机的运行参数，设置各进出口的参数如下表：

小孔消声器流阻约为180mmH2O，消音箱体约120mmH2O。总流阻损失约300mmH2O。噪音约降低43dB(A)。

Claims (4)

1.用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，其组成包括：箱体，其特征是：所述的箱体是由型钢与板材组焊而成的空间箱体结构，箱壁采用了空心夹层与填充物夹层结构，内表面用穿孔板安装，隔声门采用防腐性能良好的穿孔防护面板加吸声材料，再加双层隔声钢板的结构形式，所述的箱体为内部安装有燃气轮机、发电机和机组的主要机械、电器辅助设备，所述的箱体由排气舱、主机舱和操作舱等构成，所述的排气舱中设置有排气消声器，所述的主机舱中设置有进气消声器，所述的操作舱内的两侧，进风过滤器的后面设置有进风消声器。

2.根据权利要求1所述的用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，其特征是：所述的进风消声器安装在燃气轮机发电机组的尾端，所述的进风消声器采用列管式消声器，所述的进风消声器内部主要由吹塑成型的穿孔塑料管组成，且所述的塑料管周围覆以吸音材料，其外部框架由钢板机加成型。

3.根据权利要求1所述的用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，其特征是：所述的进气消声器与消声弯头连接，组成机组进气系统的消音设备，所述的消声弯头是消声器、进气涡壳之间的连接通道，所述的进气消声器采用平行板式消声器，所述的进气消声器的吸声材料层内部填充容重30Kg/m3的玻璃纤维棉，外层包覆无碱玻璃丝布，最外层用穿孔率为20％的1mm厚镀锌穿孔板作为防护面，穿孔直径Φ＝2.5mm。

4.根据权利要求1所述的用于车载式燃气轮机发电机组中的进、排气通风降噪装置，其特征是：所述的排气消声器采用小孔扩压式消声器，所述的排气消声主要由金属波纹管、导流器、消声筒、隔声障板、消声箱体等部件组成，所述的排气消声器安装在燃机排气引射段后端，通过金属波纹管与箱壁相连。