CN211116188U - 舰船柴油机火星熄灭消声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种舰船柴油机火星熄灭消声器，在外筒体的两端分别固定有进气端盖和出气端盖，在进气端盖上贯穿地设置有进气管，在出气端盖上贯穿地设置有出气管，进气端盖和出气端盖均为双层结构，所述端盖内部填充有吸声材料，端盖的内壁板均为带孔板；进气管的伸入端连接有旋流筒，该旋流筒包括有若干沿周向间隔布置的旋流叶片，在旋流筒的端面固定安装有旋流筒端板；在外筒体的中心位置设置有中层套筒，中层套筒通过隔板支承于外筒体的筒内，在中层套筒的筒内固定安装有内筒体，内筒体的芯部填充有吸声材料，内筒体的筒板为带孔板；在所述外筒体上安装有集灰斗。该消声器不仅能实现宽频带消声，排气阻力小，而且能快速熄灭火星。

Description

舰船柴油机火星熄灭消声器

技术领域

本实用新型涉及一种发动机排气消声器，尤其涉及一种用于降低舰船柴油机排气管口辐射噪声并能进行火星熄灭的消声器。

背景技术

柴油发动机的排气噪声是舰船的主要噪声源，船舶用柴油机输出功效率大，排气温度高、流量大、排气噪声频率范围宽。对于大功率船用柴油机，除需要具有良好的宽频带消声性能，还必须保证排气畅通，压力损失小。目前船用内燃机排气消声器主要是用于消除中低频噪声的扩张式消声器，往往存在消声频带窄，难以覆盖声波较高的噪声频带，或者容易在排气管路中形成较大的流动阻力和排气背压，内燃机功率损耗大。

舰船用柴油机功率大，排出的烟气温度高、流速流量大，排气噪声频率范围50Hz—4000Hz。因此要求安装其上的消声器应满足主要频率消声量大、气流阻力低、结构尺寸小、重量轻等技术指标。在具有良好的消声降噪性能的同时，还要求消声器能够有效地抑制和快速熄灭排放烟气中的火花，收集烟气中的碳颗粒，降低消声器壳体表面温度等功能，以保证舰船航行中的安全，改善周围环境。然而现有的柴油机消声器都不能满足这些要求。

现有舰船消声器主要有三大类：抗式消声器、阻式消声器和阻抗复合式消声器。抗式消声器主要是通过声波的反射、干涉来减少向下游传播声能，通常具有良好的低频衰减性能。阻性消声器是通过内装的吸声材料吸收声能以减低向下游的传播，阻式消声器能有效地降低中高频噪声，但其低频性能较差。阻抗复合式消声器是上述两种结构的综合，优化设计的阻抗复合式消声器具有低、中、高频的消声效果。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种舰船柴油机火星熄灭消声器，不仅能实现宽频带消声，排气阻力小，而且能快速熄灭火星，并收集碳颗粒。

为了解决上述技术问题，本实用新型的舰船柴油机火星熄灭消声器，包括外筒体，在外筒体的两端分别固定有进气端盖和出气端盖，在进气端盖上贯穿地设置有进气管，在出气端盖上贯穿地设置有出气管，所述外筒体的筒壁采用双层结构，该筒壁内部填充有吸声材料，筒壁内筒板为带孔板；所述进气端盖和出气端盖均为双层结构，所述端盖内部填充有吸声材料，端盖的内壁板均为带孔板；所述进气管的伸入端连接有旋流筒，该旋流筒包括有若干沿周向间隔布置的旋流叶片，在旋流筒的端面固定安装有旋流筒端板；在外筒体的中心位置设置有中层套筒，中层套筒通过隔板支承于外筒体的筒内，所述中层套筒采用双层结构，在中层套筒内部填充有吸声材料，中层套筒的内筒板为带孔板，所述隔板的两侧均设置有隔板护板，隔板护板为带孔板，在隔板与隔板护板之间填充有吸声材料；在中层套筒的筒内固定安装有内筒体，内筒体的芯部填充有吸声材料，内筒体的筒板为带孔板；在所述外筒体上安装有集灰斗，该集灰斗的位置与旋流筒位置相对应。

进一步地，所述内筒体的两端分别设置有进气导流锥和出气导流锥，内筒体通过支撑杆固定安装于中层套筒的筒内。

进一步地，所述外筒体的内筒板穿孔率为25%—35%，穿孔孔径为4mm—8mm。所述进气端盖和出气端盖的内壁板的穿孔率为25%—30%，穿孔孔径为4mm—6mm。

进一步地，所述内筒体的筒体筒板和中层套筒内筒板穿孔率为25%—30%，穿孔的孔径为4mm—8mm。

进一步地，所述隔板位于中层套筒长向的中部位置，所述隔板护板的穿孔率25%—30%，穿孔孔径为4mm—8mm。

进一步地，所述旋流叶片大体沿旋流筒筒体圆周切向布置，相邻两旋流叶片之间的间隔形成进气通道。

进一步地，所述外筒体上设有集灰口，该集灰口从外筒体筒内通向集灰斗。

进一步地，所述外筒体内部的吸声材料为岩棉或玻璃纤维，在该吸声材料与内筒壁之间设有玻纤布层。

进一步地，所述进气端盖和出气端盖内部的吸声材料为岩棉或玻璃纤维，在吸声材料与端盖内壁板之间设有玻纤布层。

进一步地，所述进气管的外伸端设置有进气法兰，所述出气管的外伸端设有出气法兰。

采用上述结构后，由于进气管和出气管分别贯通地设置于进气端盖和出气端盖上，形成了膨胀和突出收缩的进气流道和出气流道，声波在膨胀和收缩管道截面突变，造成该通道内声阻抗的突变，使声波传播方向发生改变，在管道内发生反射和干扰，从而有效地实现中、低频噪声的消声；这种直通式消声器结构，且在内筒体的两端分别固定设置有进气导流锥和出气导流锥，具有气体流动顺畅，流动阻力低的优点。又由于外筒体、进气端盖和出气端盖均采用了双层结构，在双层壁腔中填充了吸声材料，且面向流动腔的壁板均为带孔板，同样内筒体的芯部也填充有吸声材料，且筒体的筒板为带孔板，带孔板和吸声材料层，中层套筒也采用双层结构，在中层套筒内部填充有吸声材料，中层套筒的内筒板为带孔板，上述的结构均构成了阻性消声器，它利用摩擦、粘滞和阻尼作用将声能转化热能而耗散，具有良好的中、高频消声性能；在外筒体的中心位置设置有中层套筒，中层套筒通过隔板支承于外筒体的筒内，外筒体内筒壁、隔板和中层套筒外筒壁围成环状的侧支共振腔，该结构使部分声能反射回去，部分声能传入共振腔而消耗能量，尤其当优化的结构尺寸使得共振频率与声波频率接近或相等时，将产生共振，侧支共振腔吸收和消耗大量声能。还由于在进气管的伸入端连接有旋流筒，并且在旋流筒的筒端固定有旋流筒端板，通过进气管导入的气流在旋流筒旋流叶片的作用下，夹杂在气流中的火星碳粒被迫沿着旋流筒的切向甩向外筒体的内壁，使得火星与筒壁碰撞接触而快速熄灭，并且熄灭的火星碳粒又沿筒壁滑向集火口，最终进入集灰斗，在气流的消声过程中，实现火星的熄灭和碳粒的降温收集，不仅避免了火星碳粒造成的消声器填塞，保证了消声性能稳定，而且也有效避免了带火星尾气所引起的燃爆隐患的发生。在本实用新型的结构中，通过消声器结构参数的优化设计，能够实现较高的消声量和较宽的消声频率，而且气流阻力小，结构合理，且便于安装维护。因此，本实用新型采用阻抗复合消声方法，利用膨胀、共振、环道吸声的合理匹配，实现宽频内（31.5-8000Hz）的高效消声；采用锥体导流和直通式气道实现低流阻设计；采用旋流筒和旋流叶片，实现火星熄灭功能，成为火星熄灭消声器。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型舰船柴油机火星熄灭消声器作进一步说明。

图1是本实用新型舰船柴油机火星熄灭消声器一种具体实施方式的主剖视结构示意图；

图2是图1所示结构的左视图；

图3是图1所示结构中A—A剖面放大结构示意图；

图中，1—进气管，2—进气端盖，3—外筒体，4—旋流筒，5—旋流筒端板，6—中层套筒，7—内筒体，8—隔板，9—隔板护板，10—支撑杆，11—出气端盖，12—出气管，13—出气导流锥，14—进气导流锥，15—集灰斗，16—集灰口， 17—旋流叶片，18—安装支架。

具体实施方式

如图1、图2所示的舰船柴油机火星熄灭消声器，该消声器的外筒体3呈一圆管状结构，外筒体3采用双层结构，在筒壁双层壁内部填充吸声材料，外筒体3的内筒壁为带孔板，该带孔板上均布若干穿孔，其穿孔率为30%，穿孔孔径（穿孔直径）为5mm，在吸声材料与内筒壁之间设有由玻纤布铺设而成的玻纤布层。在外筒体3的两端分别固定有进气端盖2和出气端盖11，进气端盖2和出气端盖11均为呈椭圆冠封头结构，外筒体3、进气端盖2和出气端盖11构成了消声器壳腔。进气端盖2和出气端盖11均采用双层结构，在其端盖内部填充有吸声材料，端盖的内壁板为带孔板，在该内壁板与吸声材料之间也布设有玻纤布层；内壁板的穿孔率为30%，穿孔孔径为5mm。

在进气端盖2上贯穿地安装有进气管1，在出气端盖11上同样贯穿地安装有出气管12，进气管1和出气管12均为圆形筒管，且进气管1和出气管12处于同一直线上，该直线为外筒体3的筒中心线。

在进气管1伸入外筒体筒内的伸入端连接有旋流筒4，在旋流筒4朝向外筒体筒内的端口固定地设置有旋流筒端板5。如图3所示，旋流筒4包括若干沿旋流筒体周向均匀有间隔地布置的旋流叶片17；制作时先将旋流筒体的筒壁均匀地分割成若干片筒壁叶，然后将片状的筒壁叶扭转一定角度而形成旋流叶片17，这样就使得每片旋流叶片17均大体上沿旋流筒筒体圆周切向布置，相邻的两片旋流叶片17之间的间隔就形成进气通道。从进气管1进入的气流由于受到旋流筒端板5的阻挡而被迫从旋流叶片17之间的进气通道进入到外筒体3的筒腔内，又由于旋流叶片17是沿筒体切向布置的，因而形成了旋转气流，夹杂于旋转气流中的火星、碳粒被甩向外筒体的内筒壁。

如图1所示，在与旋流筒4位置相对应的外筒体3上设置有集灰口15，在集灰口15的外侧安装有集灰斗14；被甩出的碳粒沿外筒体3的内筒壁从集灰口15滑至集灰斗14中。

在外筒体3的中心位置设置有中层套筒6，中层套筒6通过隔板8支承于外筒体3的筒内，中层套筒6也采用双层结构，在中层套筒5内部填充有吸声材料，中层套筒5的内筒板为带孔板，该内筒板为穿孔板，穿孔率为30%，穿孔孔径5mm。中层套筒6通过隔板8支承于外筒体8的筒内。隔板8的两侧均设置有隔板护板9，隔板8位于中层套筒6长向的中部位置，隔板护板9为带孔板，在隔板8与隔板护板9之间填充有吸声材料，隔板护板9的穿孔率25%—30%，穿孔孔径为4mm—8mm。在中层套筒6的筒内固定安装有内筒体7，内筒体7的芯部填充有吸声材料，内筒体7的筒板为带孔板，其穿孔率25%—30%，穿孔孔径为4mm—8mm。内筒体7的两端分别设置有进气导流锥14和出气导流锥13，内筒体7通过支撑杆10固定安装于中层套筒6的筒内。在外筒体3上安装有集灰斗15，该集灰斗15的位置与旋流筒4位置相对应。

进气管1的外伸端设有进气法兰，出气管13的外伸端设有出气法兰。在外筒体3的外筒壳上还焊接有一对安装支架8。

上述举出了本实用新型的一些优选实施方式，但本实用新型并不限于此，还可以有许多的改进和变换。如吸声材料既可以是岩棉或玻璃纤维，也可以是其他常用的吸声材料；穿孔率优选在25%—30%，穿孔孔径优选在4mm—6mm之间。这些变换和改进均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种舰船柴油机火星熄灭消声器，包括外筒体（3），在外筒体（3）的两端分别固定有进气端盖（2）和出气端盖（11），在进气端盖（2）上贯穿地设置有进气管（1），在出气端盖（11）上贯穿地设置有出气管（12），其特征在于：所述外筒体（3）的筒壁采用双层结构，该筒壁内部填充有吸声材料，筒壁内筒板为带孔板；所述进气端盖（2）和出气端盖（11）均为双层结构，所述端盖内部填充有吸声材料，端盖的内壁板均为带孔板；所述进气管（1）的伸入端连接有旋流筒（4），该旋流筒（4）包括有若干沿周向间隔布置的旋流叶片（17），在旋流筒（4）的端面固定安装有旋流筒端板（5）；在外筒体（3）的中心位置设置有中层套筒（6），中层套筒（6）通过隔板（8）支承于外筒体（3）的筒内，所述中层套筒（6）采用双层结构，在中层套筒（6）内部填充有吸声材料，中层套筒（6）的内筒板为带孔板，所述隔板（8）的两侧均设置有隔板护板（9），隔板护板(9)为带孔板，在隔板（8）与隔板护板（9）之间填充有吸声材料；在中层套筒（6）的筒内固定安装有内筒体（7），内筒体（7）的芯部填充有吸声材料，内筒体（7）的筒板为带孔板；在所述外筒体（3）上安装有集灰斗（15），该集灰斗（15）的位置与旋流筒（4）位置相对应。

2.根据权利要求1所述的舰船柴油机火星熄灭消声器，其特征在于：所述内筒体（7）的两端分别设置有进气导流锥（14）和出气导流锥（13），内筒体（7）通过支撑杆（10）固定安装于中层套筒（6）的筒内。

3.根据权利要求1所述的舰船柴油机火星熄灭消声器，其特征在于：所述外筒体（3）的内筒板穿孔率为25%—35%，穿孔孔径为4mm—8mm，所述进气端盖（2）和出气端盖（11）的内壁板的穿孔率为25%—30%，穿孔孔径为4mm—6mm。

4.根据权利要求1所述的舰船柴油机火星熄灭消声器，其特征在于：所述内筒体（7）的筒体筒板和中层套筒（6）内筒板穿孔率为25%—30%，穿孔的孔径为4mm—8mm。

5.根据权利要求1所述的舰船柴油机火星熄灭消声器，其特征在于：所述隔板（8）位于中层套筒（6）长向的中部位置，所述隔板护板（9）的穿孔率25%—30%，穿孔孔径为4mm—8mm。

6.根据权利要求1所述的舰船柴油机火星熄灭消声器，其特征在于：所述旋流叶片（17）大体沿旋流筒（4）筒体圆周切向布置，相邻两旋流叶片（17）之间的间隔形成进气通道。

7.根据权利要求1所述的舰船柴油机火星熄灭消声器，其特征在于：所述外筒体（3）上设有集灰口（16），该集灰口（16）从外筒体（3）筒内通向集灰斗（15）。

8.根据权利要求1所述的舰船柴油机火星熄灭消声器，其特征在于：所述外筒体（3）内部的吸声材料为岩棉或玻璃纤维，在该吸声材料与内筒壁之间设有玻纤布层。

9.根据权利要求1所述的舰船柴油机火星熄灭消声器，其特征在于：所述进气端盖（2）和出气端盖（11）内部的吸声材料为岩棉或玻璃纤维，在吸声材料与端盖内壁板之间设有玻纤布层。

10.根据权利要求1所述的舰船柴油机火星熄灭消声器，其特征在于：所述进气管（1）的外伸端设置有进气法兰，所述出气管（13）的外伸端设有出气法兰。

Images