CN2238372Y - 多管道式消音器 - Google Patents

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Abstract

一种可安装于带有噪音的空气或汽态流体的进口或出口以降低噪音的多管道式消音器。消音器外壳11内装有带孔洞15的排气管14，排气管的外侧设有一层不锈钢网16和一层玻璃纤维布17，在排气管14间填塞吸音棉材料18，且排气管14是用端板30和31固定封口的。本设计的多管道消音器的消音效果与传统的加衬风管式消音器相比不同样体积材料下有显著的提高。

Description

多管道式消音器
本实用新型涉及消音设备，特别指一种设于管路进出口处的多管道式消音器。
目前风管的消音装置，大都是在管壁上加设吸音材料，通常称之为加衬风管，当气流经过加衬风管时，部分音能会被吸收，其消音效率完全依赖于吸音材料之多少(在吸音材料确定的情况下)。显然风管的管径是限定的不会很大，不可能装太多的吸音材料，而常用的吸音材料都是采用矿物吸音棉之类，因矿物吸音棉的密度也是有限的，可能消除的流动噪音也极有限，特别在风管弯曲处，分岔处和闸门开口处可产生的噪音是特别大，甚至会引起风管管壁振动，产生严重的噪音污染。通常的解决方法是改善吸音材料，特别是增加吸音材料的数量。因此出现在风管中平行加设多片吸音板以增加吸音面积，使之增加衰减的功效。但以此法制作的消音器，为了达到额定噪音衰减率，必须增大消音器的体积。或在风管内以多片平行吸音板区隔出多根风管通道，噪音气流经过风管通道以消除部分音量，即由空气流动之力自动选择流动方向，流向吸音板而被削减，每一平行吸音板必须具有一定厚度，如风管断面的长宽是确定的，所能设置吸音板的数量也是一定的，此种情况下，必须有一通道空间供气流反射，衰减程度应为通道总周长与通道断面积的比值成正比，由此可见，上述结构传统上是方形空间结构，空间占位较大，功效受到限制。
本实用新型目的是提供一种多管道式消音器，它可以消除现有管道消音器无法装置大量消音材料的缺陷，并由于在本设计的消音器内整齐地排列有矩阵般的多孔排气管，从而达到相同的风管截面积的条件下显著提高消音效率。本实用新型的另一个目的是在本设计的排气管设不锈钢网与纤维布等消音材料使之适应于高温、高压、高速之流体。
本实用新型的没计方案是在消音器内部整齐地排列矩阵状的多孔排气管，并以较密集且较小管径(通常小于12.5cm)之排气管组成，从而达到增加消音材料的目的。此外，在排气管外置放有玻璃纤维和不锈钢网并以吸音棉纤维材料充置于各管间的空隙处，使空气由进气孔进入后能均匀流入各管道，此时气流之噪音由各管道之多孔间作反复反射衰减，使噪音大幅度下降，达到使用与传统音管长度相同的外壳体、截面积和同样的通道长度的条件下，可以极大地提高消音效率。
本实用新型结合附图详细说明如下，其中：
图1为本实用新型与风管连接安装示意图。
图2为圆管状通道截面图：
图3为图2的A-A剖面图；
图4为图3“B部”的放大示视图：
图5为本设计另一实施方案示意图；
图6为本设计方形管路截面图；
图7为现有方形管路截面图。
如图1所示，多管道式消音器外壳(11)装于风管的入口或出口与充气室(plenum)10连接，在连接口旁的管壁上设有一滴水阀13用以排除气流中的凝结水份。图2表示消音器的截面，由图可见在外壳体11内整齐地排列矩阵状多根排气管14，各该排气管14之管壁上均设有许多孔洞15，如图3与图4中所示，在两排气管14间有一定之间隔，并在各排气管14外侧套设有一层不锈钢网16与另一层这玻璃纤维布17，再以吸音棉材料18充塞于各排气管14间和外壳体11内壁，于是当音气流由入口12之进气孔流进至该充气室10之位置膨胀，再使进入之气流自由钴入各排气管14中，噪音波会再在各排气管14的各孔洞15间不断地进出；有的只沿着钢管内壁向前移动，有的从前方之孔洞进入，转至旁边之吸音棉材料18部分，此时噪音波能量便会由吸音棉所吸收；如此便会使气流中之噪音音幅大量衰减，本设计为在相同总排气管道断面积下，增加多孔管道之管数，以增加噪音气流周围之尺寸，提高气流通道总周长与其断面积之比值，所产生噪音衰减量远高于传统设计方案，此为本设计之最主要特点：且该外壳体之外观形状能轻易制为圆筒形、长方形、或是扁平形，制成合于实际需要形状与尺寸，是本发明之另一特点。
上述各排气管14为规则地排列，并定位于外壳内，在图3与图5中可见在半壳体下部有一突出部30，出口处能见另一端板31，固定排气管出口端，当置入全部排气管组装后，再填置入吸音棉材料，最后再封闭接合固定。
本设计也能有另一较简单之实施例，如图5中所示，改排放多孔管为一整体成型的管道14′，即制造时以管模芯直接包以消音材料整体成型制成，也不需安装管外之玻璃纤维布与不锈钢丝网，它是本设计一种简单型之装置，同样有消音功效；因为设有不锈钢网与纤维布适用于高温高速高压之流体，也用来防止吸音纤维材料被高速气流冲蚀飞散。该简单型之实施例是本设计之延伸变化，适用于温度低、流速低之流体。上述本设计管道的孔径应采用12.5cm以下。
图6与图7为说明本设计与传统设计之比较，两正方形之边长a是一样的，图6中每边a所形成之正方形中分别设有b直径之圆通道共八个，形成共有六十四条气体通道，先假没a边之长度为100cm。图7为具有与图6相同之截面积，两侧边吸音板厚各为1/2b，其厚度为5cm，由四片平行隔板区隔，其宽度为b，形成共有五条宽度b之通道，以下即以本设计具有六十四条管路与传统具有五条气体通道之比较，在吸音量及相同气体通道断面积下，比较两者气流通道内之总表面积大小，计算如下：设定长、宽、高均为100cm；
本设计气流通道断面积D＝10×10/4×3.14×64＝5024cm2
传统之气流通道断面积D＝10×100×5＝5000cm2
本设计气流通道总周长P＝1.0×3.14×64＝2009.6cm
传统之气流通道总周长P＝10×10×5×2＝1000cm
(指吸音棉与通道之介在共有10面)
本设计吸音棉断面积＝100×100－5024＝4976cm2
传统吸音棉断面积＝100×100－5000＝5000cm2
本设计气流通道总面积＝10×3.14×100×64＝200960cm2
传统之气流通道总面积＝10×10×100×10＝100000cm2
吸音棉量以外形尺寸之体积减气体通道断面积：
本设计吸音棉量＝100×100×100－5024×100(长)＝497600cm3
传统吸音棉量＝100×100×100－5000×100(长)＝500000cm3
名    称    多管道式消音器     传统的消音器 备    注
吸音棉量 497600  500000 约相同
气流通道总周长 2009.6  1000 相差一倍
气流通道断面积 5024  5000 约相同
气流通道总面积 200960  100000 相差一倍
外形尺寸(固定)            100×100×100 相同
由上表得知在外形尺寸及吸音棉量与气流通道断面积(气流流入之量)相同下，本发明之噪音气流通道总周长(通道总断面积)之比值为大于传统一倍，这是根据消音工程计算噪音衰减量(emirical elation developed by SABINF)：A＝12.6(F/D)α1.4
A：attenuation，dB/Ft of length，(每英尺长衰减量)
P：perimeter of flow area，in，(通道总周长)
D：flom area，in2，(气流断面积)
α：random-incidence absorplion coefficient in a given frepuency band，(定频率随机发生吸收系数)
由上列之公式中可知噪音衰减量与P(气体通道总周长)成正比，故本设计之噪音衰减量大于传统的设计一倍。故传统之衰减值大约为本发明之二分之一。由此可知，当本没计与传统的长宽高相同的情况下，吸音棉之使用填充量相同，噪音流通过之断面积相同时，所得到的通过面积增加一倍，所以在消音效果上本发明比传统至少好一倍。这显然是一种显著的进步，在具体工程设计时，按同样原理依实际需求作若干变换，吸音效果能再提高，为一相当好之设计。
若把图7中结构改设在不同之截面积下，即具有八条通道与九条隔板(两侧加中间七条，图中未表示)，设每管宽度b为10cm，总宽度a仍为100时，通道断面积变为10×100×8＝8000，吸音棉之断面积为100×100－8000＝2000；噪音流所能通过之吸音棉表面积便为100×100(长度相同)×16(系指吸音棉与通道之介面共有16面)＝160000，此值大约为上述本发明之百分之八十，由此可知，本设计仍比传统设计好，因为在多变数条件下比较，传统整体上通气量增为1.6倍，使用之吸音棉减少为40％，总接触面为前述之80％，各条件基础不同，所导致之结果即不同，所以，前提之比较基础才是正确的，在相同外观尺寸下，相同之吸音棉量与相同气体流量下，得到设计之接触面积不同，以这种比较方式得出本发明之接触面积较大，有较佳之吸收音量，否则若以后比较方式之较大流量，本设计要增设至102支管才有相同流量，所需之吸音棉量则为64支管时的20％，表面积为100×3.14×102＝320280，仍是习知之两倍大；若为4支管之设置，其管径则变大为40cm，通道断面积与吸音棉量为相同，总周长40×3.14×4＝582.4cm，相对应之气流通道总面积为前述64支管时之50％；若为16支管之设置，其管径则变为20cm，通道断面积与吸音棉量为相同，总周长20×3.14×16＝1004.8cm，相对应之气流通道总面积为前述64支管时之50％而与习知相接近；由此可见，本发明管数至少要设置在16以上，管径则为20cm以下，(最佳为12.5cm以下)，于是本发明所制成之结构，产生之功效一定优于传统的管道消音器。

Claims (3)

1、一种装有排气管和吸音材料的多管道式消音器，本实用新型的特征为，在消音器壳体(1)内装有16根以上管径小于20cm的排气管14，各排气管的管壁上均设有孔洞15，并在排气管14的外侧设有一层不锈钢网16和一层玻璃纤维布17，吸音棉材料18充塞于各排气管14之间与排气管与外壳内壁之间；且在外壳11的下端各有一端板30以固定排气管14，上端有另一块端板31封口。
2、由权利要求1所述的多管道式消音器，其特征为排气管的最佳管径小于12.5cm。
3、由权利要求1所述的多管道式消音器，其特征为排气管14′是利用模芯与消音材料整体成型。
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