DE60120769T2

DE60120769T2 - Zweischichtiger akustischer überzug und fluiddruckbeaufschlagungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60120769T2
Application number: DE60120769T
Authority: DE
Inventors: Zheji Olean Liu
Original assignee: Dresser Rand Co
Current assignee: Dresser Rand Co
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2021-11-09
Also published as: EP1356169A4; JP4088155B2; WO2002052110A1; CN1489662A; EP1356169B1; CN1318710C; DE60120769D1; CA2432094A1; EP1356169A1; JP2004525290A; DE01996188T1; CA2432094C

Description

Hintergrund
Diese Erfindung bezieht sich auf einen akustischen Einsatz von zwei Schichten und einer Vorrichtung zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit und einem Verfahren zum Verwenden dieser.
Vorrichtungen zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit, so wie zentrifugale Kompressoren, werden in unterschiedlichen Industrien weit verwendet für eine Variation von Anwendungen, die die Komprimierung oder Unterdrucksetzung von Gas beinhalten. Doch erzeugt ein typischer Kompressor einen relativ hohen Lärmpegel, was eine offensichtliche Störung für Menschen in der Nähe dieser Vorrichtung bedeutet. Dieser Lärm kann auch Vibrationen und strukturelle Defekte verursachen.
Beispielsweise wird aufgrund der hohen Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die durch diese Regionen fließt, die dominante Lärmquelle in einem zentrifugalen Kompressor an den Orten der Flügelräderausgänge und der Diffusor-Einlässe erzeugt. Der Lärmpegel wird höher, wenn Ablassschaufeln in dem Diffusor installiert sind, um die Druckwiederherstellung zu verbessern, aufgrund der aerodynamischen Wechselwirkung zwischen dem Flügelrad und den Diffusorschaufeln.
Es wurden verschiedene externe Lärmsteuerungsmaßnahmen wie Abdeckungen und Umpackungen verwendet, um die relativ hohen Lärmpegel, die durch Kompressoren und ähnlichen Vorrichtungen erzeugt werden, zu reduzieren. Diese externen Lärmreduktionstechniken können relativ teuer sein, speziell wenn diese als ein Nachrüstprodukt angeboten werden, nachdem die Vorrichtung hergestellt wurde.
Es wurden auch externe Vorrichtungen, gewöhnlich in der Form von akustischen Einsätzen, entwickelt, die in die Kompressoren oder ähnliche Vorrichtungen platziert werden, um den Lärm im Inneren der Gasflusspfade zu steuern. Diese Einsätze basieren häufig auf dem gut bekannten Helmholtz-Resonator-Prinzip, gemäß dem die Einsätze die akustische Energie ableiten, wenn die Schallwellen durch Perforationen in den Einsätzen oszillieren, und reflektieren die akustische Energie stromaufwärts aufgrund der lokalen Widerstandsfehlanpassung, die durch den Einsatz erzeugt wird. Beispiele von Helmholtz-Resonatoren sind in den U.S. Patenten Nummern 4,100,993; 4,135,603; 4,150,732; 4,189,027; 4,443,751; 4,944,362; und 5,624,518 offenbart.
Ein typischer akustischer Einsatz mit Helmholtz-Anordnung kommt in der Form einer Schichtstruktur mit drei Teilen, die aus Wabenzellen besteht, die zwischen einem perforierten Oberflächenblech und einer Rückplatte positioniert ist. Auch wenn diese Anordnung mit drei Stücken erfolgreich angewendet wurde zum Unterdrücken von Lärm in Luftfahrzeugantrieben, ist es fraglich, ob diese in Vorrichtungen zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit, so wie einem zentrifugalen Kompressor, funktionieren würden. Dies ist größtenteils auf die Möglichkeit zurückzuführen, dass das perforierte Oberflächenblech des Einsatzes sich von dessen Bindung von der Wabenstruktur löst unter extremen Betriebsbedingungen des Kompressors, so wie zum Beispiel während rapiden Druckverlust, der durch eine Notfallabschaltung des Kompressors verursacht wird. Bei dem Ereignis, dass das perforierte Oberflächenblech lose wird, führt dies nicht lediglich dazu, dass der akustische Einsatz nicht länger funktioniert, sondern dies führt auch zu exzessiven aerodynamischen Verlusten, und selbst die Möglichkeit von mechanischen katastrophalen Defekten ist gegeben, die durch die potentielle Kollision zwischen dem weggebrochenen, perforierten Oberflächenmetall und den sich drehenden Flügelrädern verursacht wird.
Deshalb wird ein System und ein Verfahren zum Reduzieren des Lärms in einer Vorrichtung zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit benötigt, die einen akustischen Einsatz in Helmholtz-Anordnung verwendet, die diese Nachteile eliminiert.
US-Patent 442 1455 offenbart einen Röhrenausgang, der im Allgemeinen zylindrisch geformt ist und aus einer Vielzahl von separaten konzentrischen Schichten besteht. Im Speziellen ist der Ausguss aus einer radialen innersten Schicht eines Drahtgewebes, einer zweiten Schicht eines perforierten Metalls, und einer dritten Schicht einer Metallwabenzellenstruktur und einer radial angeordneten äußersten Schicht von nicht perforierbarer Rückplatte gebildet. Der Röhrenausguss ist in einem allgemein zylindrischen Lufteinlass eines zentrifugalen Kompressors eines Verbrennungsturbinenantriebs (28) angeordnet.
US-Patent 450 4188 lehrt einen Druckvariationsabsorber für einen zentrifugalen Kompressor, der aus einem ringförmigen oder scheibenartigen porösen Blech von absorbierendem Material gebildet ist, der an eine ringförmige Struktur angebracht ist, die innere und äußere Endteile und eine scheibenförmige Rückplatte enthält, so dass eine ringförmige Resonanzkavität radial durch zwei Endteile und axial durch das Materialblech und die Rückplatte gebunden ist. Die Resonanzkavität ist in eine Serie von separaten Kavitäten durch einen einzelnen spiralförmigen Teiler oder eine Vielzahl von konzentrischen Ringen aufgeteilt, und die separaten Kavitäten sind mit Dämpfungsmaterial wie Fiberglas gefüllt.
GB-Patent 1,511,625 offenbart einen umhüllten axialen Flussventilator, der einen Motor, einen an dem Motor angebrachten Rotor, eine die Schaufeln des Rotors umgebende Verkleidung und einen Einlass bereitstellt, und einen Schalldämpfer, der den Motor umgibt und einen Auslass bereitstellt, enthält. Der Schalldämpfer enthält einen röhrenförmigen Körper mit einer inneren Oberfläche, die mit einer Vielzahl von Resonatorelementen angeordnet ist, eine Dämmschicht aus Mineralwolle, die das Innere der Resonatorelemente bedeckt, und ein perforiertes Blech, das die innere Oberfläche der Dämmschicht bedeckt.
Die europäische Patentanmeldung 0573 895 A1 offenbart eine Schalldämpfervorrichtung, die in einer Diffusorkammer einer Kompressorvorrichtung positioniert ist.
Die vorliegende Erfindung möchte die Lösungen der zuvor genannten vier Dokumente des Standes der Technik verbessern durch Bereitstellen eines verbesserten akustischen Schalldämpfers, der komplexe akustische Abschwächungen verwendet.
Zusammenfassung
Folglich wird ein akustischer Einsatz bereit gestellt wie auch eine flüssigkeitsbearbeitende Vorrichtung, wobei der Einsatz Lärm abschwächt und aus einem oder mehreren akustischen Einsätzen besteht, die jeder eine Vielzahl von Zellen beinhaltet, die in eine Platte auf eine Weise eingebracht sind, um einen Array von Resonatoren zu bilden.
Kurze Zusammenfassung der Zeichnungen
1 ist ein Querschnitt eines Abschnitts einer Vorrichtung zum unter Druck setzen eines Gases, die ein Paar von akustischen Einsätzen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
2 ist ein vergrößerter Querschnitt der akustischen Einsätze aus 1.
3 ist eine vergrößerte, erhöhte Ansicht eines Abschnitts des Einsatzes aus 2.
4 und 5 sind Ansichten, die ähnlich der aus 1 sind, aber zusätzliche akustische Einsätze darstellt, die an anderen Orten in der Vorrichtung zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit angeordnet sind.
Detaillierte Beschreibung
1 stellt einen Abschnitt einer Vorrichtung zum unter Hochdruck setzen einer Flüssigkeit, so wie einen zentrifugalen Kompressor, dar, der ein Gehäuse (10) enthält, das eine Flügelradkavität (10a) zum Aufnehmen eines Flügelrades (12) definiert, das zum Rotieren in der Kavität montiert ist. Es ist klar, dass eine angetriebene Achse (nicht dargestellt) das Flügelrad mit einer hohen Geschwindigkeit rotieren lässt, die ausreichend ist zum Übermitteln eines Geschwindigkeitsdruckes auf das Gas, das in dem Kompressor über einen Einlass geleitet wird.
Das Flügelrad (12) enthält eine Vielzahl von Flügelradschaufeln (12a), die axial symmetrisch um die letztgenannte Achse angeordnet sind zum Leiten des Gas es in eine Diffusorpassage oder einen Kanal (14), der in der Kavität 10 radial äußerlich von der Kammer 10a und dem Flügelrad 12 gebildet ist. Der Kanal 14 empfängt die Flüssigkeit unter hohem Druck von dem Flügelrad 12, bevor dieses durch einen Diffusor oder Kollektor 16 läuft. Der Diffusorkanal 14 funktioniert zum Konvertieren des Geschwindigkeitsdrucks des Gases in einen statischen Druck, der in einen Ablaufdiffusor oder -kollektor 16 gekoppelt wird, der auch in dem Gehäuse gebildet ist und mit dem Kanal verbunden ist. Obwohl in 1 nicht dargestellt soll verstanden werden, dass der Ablaufdiffusor 15 das komprimierte Gas in einen Auslass des Kompressors koppelt.
Aufgrund der zentrifugalen Bewegung der Flügelradschaufeln 12a kann das Gas auf einen relativ hohen Druck komprimiert werden. Der Kompressor ist auch mit konventionellen Labyrinthdichtungen, Drucklagern, geneigten Segmentlagern und anderen für Kompressoren konventionellen Vorrichtungen bereitgestellt. Da dies eine konventionelle Struktur ist, wird diese weder gezeigt noch in weiteren Beispielen beschrieben.
Ein Haltebügel 20 ist an einer inneren Wand des Gehäuses 10 befestigt, der den Diffusorkanal 14 definiert und eine Basis 22 enthält, die neben einem äußeren Endabschnitt des Flügelrads angeordnet ist und einer Platte 24, die sich von der Basis entlang der letzteren Wand des Gehäuses erstreckt.
Zwei einheitliche, ringförmige, akustische Einsätze, jeweils aus einem Stück bestehend, 28 und 30 sind in einer Fuge der Platte 24 des Bügels 20 in einer angrenzenden Beziehung zueinander montiert und jeder ist ringförmig und erstreckt sich um das Flügelrad 12 um 360°. Der obere Abschnitt des Einsatzes 28 ist in den 2 und 3 detailliert gezeigt und ist aus einem ringförmigen, relative dicken, einheitlichen Gehäuse oder Platte 32, die bevorzugt aus Stahl gefertigt ist, gebildet. Die Platte 32 ist an der Bügelplatte 24 auf jede beliebige konventionelle Art, so wie durch eine Vielzahl von Bolzen oder dergleichen, angebracht.
Eine Reihe von relativ großen Zellen oder Öffnungen 34 sind durch eine Oberfläche der Platte 32 gebildet und erstreckt sich durch einen Großteil der Dicke der Platte, jedoch nicht durch die gesamte Dicke. Eine Reihe von relativ kleinen Zellen 36 erstreckt sich vom Boden jeder Zelle 34 zur gegenüberliegenden Oberfläche der Platte 32. Jede Zelle 34 weist einen scheibenförmigen Querschnitt auf, und jede Zelle 36 weist für den Zweck eines Beispiels die Form eines Bohrloches auf, wobei zu verstehen ist, dass die Formen der Zellen 34 und 36 innerhalb des Bereichs der Erfindung variieren können.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jede Zelle 34 gebildet durch Bohren einer Senkung mit einem relativ großen Durchmesser durch eine Oberfläche der Platte 32, dessen Senkung sich durch einen Großteil der Dicke der Platte erstreckt, jedoch nicht durch die komplette Dicke der Platte. Jede Zelle 36 ist gebildet durch Bohren einer Bohrung oder Passage durch die gegenüberliegende Oberfläche der Platte 32 zum Boden der entsprechenden Zelle 34 und verbindet somit die Zelle 34 mit dem Diffusorkanal 14.
Wie in 3 gezeigt sind die Zellen 34 gebildet in einer Vielzahl von sich ringförmig erstreckenden Reihen entlang der gesamten ringförmigen Fläche der Platte 32, wobei die Zellen 34 einer bestimmten Reihe gestaffelt oder versetzt sind von den Zellen, dessen/derer benachbarter Reihe(n). Eine Vielzahl der Zellen 36 sind mit jeder Zelle 34 verbunden, und die Zellen 36 können zufällig verteilt sein relativ zur korrespondierenden Zelle 34 oder können alternativ in jeder beliebigen einheitlichen Verteilung gebildet sein.
Mit Bezug auf 1 ist der Einsatz 30 ähnlich dem Einsatz 28 und ist somit aus einem ringförmigen, relativ dicken einheitlichen Gehäuse der Platte 42 (1) gebildet, die vorzugsweise aus Stahl gebildet ist, und ist an den Einsatz 28 auf eine konventionelle Art, so wie durch eine Vielzahl von Bolzen oder dergleichen, befestigt. Eine Reihe von relativ großen Zellen oder Öffnungen 44 ist gebildet durch eine Oberfläche der Platte 42, und eine Reihe von relativ kleinen Zellen 46 erstreckt sich vom Boden jeder Zelle 34 zur gegenüberliegenden Oberfläche der Platte 32. Da die Zellen 44 und 46 jeweils ähnlich den Zellen 34 und 36 sind, werden diese nicht weiter detailliert beschrieben. Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist zu verstehen, dass die Einsätze 30 und 28 eine unterschiedliche Dicke aufweisen können.
Die Einsätze 28 und 30 sind in der Bügelplatte 24 montiert, wobei die Oberfläche des Einsatzes 28, durch die sich die Zellen 34 erstrecken, angrenzend der Oberfläche des Einsatzes 30 ist, durch die sich die Zellen 46 erstrecken. Auch sind die Zellen 34 des Einsatzes 28 in Ausrichtung mit den Zellen 44 des Einsatzes 30. Die offenen Enden der Zellen 44 des Einsatzes 30 sind durch die darunter liegende Wand der Platte 24 des Bügels 20 gedeckelt, und die offenen Enden der Zellen 34 des Einsatzes 28 sind durch die entsprechende Oberfläche des Einsatzes 30 gedeckelt. Die Zellen 34 des Einsatzes 28 und die Zellen 44 des Einsatzes 30 sind aufgrund ihrer Ausrichtung durch die Zellen 46 des Einsatzes 30 verbunden.
Aufgrund des festen Kontakts zwischen den Einsätzen 28 und 30 und zwischen dem Einsatz 30 und der korrespondierenden Wand der Platte 24 des Bügels 20, und aufgrund der Zellen 36 und 46, die die Zellen 34 und 44 mit dem Diffusorkanal 14 verbinden, arbeiten die Zellen kollektiv als ein Array von akustischen in Serie geschalteten Resonatoren. Als solches schwächen die Einsätze 28 und 30 die Schallwellen ab, die in dem Gehäuse 10 durch die schnelle Rotation des Flügelrades 12 und durch dessen verbundene Komponenten erzeugt wird, und eliminiert oder minimiert wenigstens die Möglichkeit, dass der Lärm die Einsätze umgeht und durch einen unterschiedlichen Pfad läuft.
Weiterhin können die dominante Lärmkomponente, die im allgemeinen bei der Schaufelradvorbeilauffrequenz auftritt, oder andere hohe Frequenzen, effektiv vermindert werden durch Einstellung der Einsätze 28 und 30, so dass eine maximale Lärmabschwächung um die obere Frequenz auftritt. Dies kann erreicht werden durch Variieren des Volumens der Zelle 34 und 44 und/oder der Querschnittsfläche, der Anzahl und/oder der Länge der Zellen 36 und 46. Die Bereitstellung der zwei Einsätze 28 und 30 ermöglicht es diesen Lärm in einen viel breiteren Frequenzbereich abzuschwächen, als wenn ein einzelner Einsatz verwendet werden würde, womit ein maximaler Betrag der Abschwächung von akustischer Energie ermöglicht wird, der durch das rotierende Flügelrad 12 und dessen verbundenen Komponenten erzeugt wird.
Gemäß einer Ausführungsform aus 4 sind zwei einstückige, einheitliche, ringförmige Einsätze 48 und 50 in einer Fuge befestigt, die in der internen Wand des Gehäuses 10 gegenüber den Einsätzen 28 und 30 gebildet ist. Der Einsatz 48 erstreckt sich vom Boden der Fuge und ist mit der Struktur verbunden, die die Fuge auf jede konventionelle Art bildet, so wie durch eine Vielzahl von Bolzen oder dergleichen; und der Einsatz 50 erstreckt sich in die Fuge in einer angrenzenden Beziehung zum Einsatz 48 und ist mit dem Einsatz 48 auf jede konventionelle Weise befestigt, so wie durch eine Vielzahl von Bolzen oder dergleichen. Der Einsatz 50 definiert teilweise mit dem Einsatz 30 den Diffusorkanal 14. Da die Einsätze 48 und 50 ähnlich sind und gleich funktionieren wie die Einsätze 28 und 30, werden diese nicht weiter detailliert beschrieben.
Aufgrund des festen Kontakts zwischen den Einsätzen 48 und 50 und zwischen dem Einsatz 48 und der korrespondierenden Wand des Gehäuses 10 und aufgrund der Anordnung der entsprechenden Zellen der Einsätze, arbeiten die Zellen kollektiv als Arrays von in Serie geschalteten akustischen Resonatoren. Als solches schwächen die Einsätze 48 und 50 die Schallwellen ab, die in dem Gehäuse 10 durch die schnelle Rotation des Flügelrads 12 und dessen verbundener Komponenten erzeugt wird, und eliminieren oder minimieren wenigstens die Möglichkeit, dass der Lärm die Einsätze durch einen unterschiedlichen Pfad umgeht. Des weiteren kann die dominante Lärmkomponente, die im allgemeinen bei der Schaufelvorbeilauffrequenz auftritt, oder jede andere Frequenz effektiv erniedrigt werden durch Einstellung der Einsätze 48 und 50, so dass die maximale Schallabschwächung um die obere Frequenz auftritt. Dies kann erreicht werden durch Variieren des Volumens und/oder der Querschnittsfläche, der Anzahl, und/oder der Länge derer entsprechenden Zellen. Die Bereitstellung der zwei Einsätze 48 und 50 ermöglicht es diesen, Lärm in einen viel breiteren Frequenzbereich abzuschwächen, als wenn ein einzelner Einsatz verwendet werden würde, womit ein maximaler Abschwächungsbetrag der akustischen Energie erreicht wird, die durch das rotierende Flügelrad 12 und dessen verbundener Komponenten erzeugt wird.
Auch sind zwei einstückige, einheitliche, ringförmige Einsätze 54 und 56 in einer Fuge montiert, die in dem Gehäuse 10 zur Rückseite des Flügelrades 12 gebildet ist. Der Einsatz 54 erstreckt sich in den Boden der Fuge und ist mit der Struktur, die die Fuge bildet, auf jede beliebige Weise, so wie durch eine Vielzahl von Bolzen oder dergleichen, verbunden; und der Einsatz 56 erstreckt sich in die Fuge einer benachbarten Beziehung zum Einsatz 54 und ist mit dem Einsatz 54 auf eine beliebige konventionelle Weise, so wie durch eine Vielzahl von Bolzen oder dergleichen, verbunden. Der Einsatz 56 definiert teilweise mit dem Einsatz 52 die Kammer, in der das Flügelrad 12 rotiert.
Die Einsätze 54 und 56 haben einen kleineren Außendurchmesser als die Einsätze 28, 30, 48 und 50, sind andererseits jedoch diesen ähnlich und sind auf die gleiche Weise montiert wie die letzteren Einsätze.
Aufgrund des festen Kontakts zwischen den Einsätzen 54 und 56 und zwischen dem Einsatz 54 und der korrespondierenden Wand des Gehäuses 10 sind aufgrund der Anordnung der jeweiligen Zellen der Einsätze, arbeiten die Zellen kollektiv als Arrays von akustischen in Serie geschalteten Resonatoren. Als solches schwächen die Einsätze 54 und 56 die Schallwellen ab, die im Gehäuse 10 durch die schnelle Rotation des Flügelrades 12 und durch dessen verbundenen Komponenten erzeugt wird, und eliminieren oder minimieren wenigstens die Möglichkeit, dass der Lärm die Einsätze umgeht und durch einen unterschiedlichen Pfad läuft.
Darüber hinaus können die dominante Lärmkomponente, die im Allgemeinen bei der Schaufelvorbeilauffrequenz auftritt, und andere Hochfrequenzen effektiv vermindert werden durch Einstellung der Einsätze 54 und 56, so dass eine maximale Schallabschwächung um die obere Frequenz auftritt. Dies kann erreicht werden durch Variieren des Volumens und/oder der Querschnittsfläche, der Anzahl, und/oder der Länge derer entsprechenden Zellen. Die Bereitstellung der zwei Einsätze 54 und 56 ermöglicht es diesen, Lärm in einem breiteren Frequenzbereich abzuschwächen, als wenn ein einzelner Einsatz verwendet werden würde, womit ein maximaler Abschwächungsbetrag von akustischer Energie erreicht wird, die durch das rotierende Flügelrad 12 und dessen verbundenen Komponenten erzeugt wird.
Ein weiterer bevorzugter Ort von Einsätzen ist in 5 dargestellt, die eine Einlassleitung 60 darstellt, die Gas in den Einlass des Flügelrades 12 einlässt. Der obere Abschnitt der Leitung 60 erstreckt sich über die Mittellinie C/L der Leitung und des Gehäuses 10, wie in 5 zu sehen ist.
Ein einstückiger, einheitlicher Einsatz 64 ist unter Putz an der inneren Wand der Leitung 60 mit dem gezeigten radialen äußeren Abschnitt montiert. Der Einsatz 64 hat die Form eines gebogenen, vorzugsweise zylindrischen oder konischen Gehäuses, und ist in einer ringförmigen Fuge angeordnet, die in der inneren Oberfläche der Leitung 60 gebildet ist, und ist in der Fuge auf irgendeine bekannte Weisung gesichert. Da der Einsatz 64 ansonsten ähnlich den Einsätzen 28, 30, 48, 50, 52, 54 und 56 ist, wird dieser nicht weiter detailliert beschrieben.
Ein einstückiger, einheitlicher Einsatz ist auch in der letzteren ringförmigen Fuge angeordnet und erstreckt sich um den Einsatz 64, dessen innere Oberfläche der äußeren Oberfläche des Einsatzes 64 benachbart ist. Der Einsatz 66 hat die Form eines gebogenen, vorzugsweise zylindrischen oder konischen Gehäuses, das einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser des Einsatzes 64, und ist an dem Einsatz 64 auf irgendeine konventionelle Weise, so wie durch eine Vielzahl von Bolzen oder dergleichen, befestigt. Da die Einsätze 64 und 66 ansonsten ähnlich den Einsätzen 28, 30, 48, 50, 52, 54 und 56 sind und auf dieselbe Art und Weise funktionieren, um den Lärm im Gehäuse 10 signifikant zu reduzieren, werden diese nicht weiter detailliert beschrieben.
Aufgrund des festen Kontakts zwischen den Einsätzen 64 und 66 und zwischen dem Einsatz 66 und der korrespondierenden Wand des Gehäuses 10, die die letztere Fuge definiert, und aufgrund der Anordnung der entsprechenden Zellen der Einsätze und deren Ort relativ zur Einlassleitung 60, arbeiten die Zellen kollektiv als Arrays von in Serie geschalteten akustischen Resonatoren. Als solches schwächen die Einsätze 64 und 66 die Schallwellen ab, die im Gehäuse 10 durch das sich schnell drehende Flügelrad 12 und durch dessen verbundenen Komponenten erzeugt wird, und eliminiert oder minimiert wenigstens die Möglichkeit, dass der Lärm die Einsätze umgeht und durch einen unterschiedlichen Pfad läuft.
Des weiteren kann die dominante Komponente, die im Allgemeinen bei der Schaufelvorbeilauffrequenz auftritt, oder eine andere hohe Frequenz effektive vermindert werden durch Einstellung der Einsätze 64 und 66, so dass die maximale Schallabschwächung um die obere Frequenz auftritt. Dies kann erreicht werden durch Variieren des Volumens und/oder der Querschnittsfläche, der Anzahl, und/oder der Länge deren jeweiligen Zellen. Die Bereitstellung der zwei Einsätze 64 und 66 ermöglicht es diesen, Lärm in einem breiteren Frequenzbereich abzuschwächen, als wenn ein einzelner Einsatz verwendet werden würde, wodurch ein maximaler Abschwächungsbetrag von akustischer Energie ermöglicht wird, die durch das rotierende Flügelrad 12 und dessen verbundenen Komponenten erzeugt wird.
Unter der Annahme, dass die Frequenz der dominanten Lärmkomponente in einer Vorrichtung zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit des oberen Typs mit der Kompressorgeschwindigkeit variiert, kann die Anzahl der kleineren Zelle pro jeder größeren Zelle von jedem Einsatz räumlich über die Einsätze variiert werden, so dass der gesamte Einsatz wirksam ist, den Lärm in einen breiteren Frequenzband abzuschwächen. Folglich können die Einsätze 28, 30, 48, 50, 52, 54, 56, 64 und 66 Lärm wirksam abschwächen, nicht nur in Maschinen mit konstanter Geschwindigkeit, sondern auch in Kompressoren mit variabler Geschwindigkeit oder anderen Vorrichtungen zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit.
Zusätzlich zur Abschwächung der akustischen Energie und der Eliminierung des Umgehens dieser Energie macht, wie oben diskutiert, die einstückige, einheitliche Konstruktion der Einsätze in den oberen Ausführungsformen die Einsätze mechanisch stärker, verglichen mit dem Komposite-Designs, die oben diskutiert wurden. Somit stellen die Einsätze eine sehr steife innere Wand dem internen Fluss in der Vorrichtung zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit, wie oben beschrieben, bereit, wobei die einstückige, einheitliche Konstruktion der Einsätze in den oberen Ausführungsformen die Einsätze mechanisch stärker macht, verglichen mit den oben diskutierten Komposite-Designs. Somit stellen die Einsätze eine sehr steife innere Wand dem internen Fluss in der Vorrichtung zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit bereit und haben eine kleinere oder keine Deformation, wenn diese mechanisch oder thermal belastet werden, und weisen keinen nachteiligen Effekt auf die aerodynamische Leistungsfähigkeit der Vorrichtung zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit auf, so wie einen zentrifugalen Kompressor, selbst wenn diese in den schmalen Passagen, so wie in den Diffusorkanälen oder dergleichen installiert werden.
Die spezifische Anordnung und die Anzahl der Einsätze gemäß den oberen Ausführungsformen sind nicht auf die gezeigte Anzahl limitiert. Somit die Einsätze zu jeder Seite des Diffusorkanals und/oder des Flügelrads und/oder der Einlassleitung.
Die spezifische Technik zum Bilden der Zellen in den Einlässen kann von der oben diskutierten abweichen. Beispielsweise kann ein einstückiger Einsatz gebildet werden, in den die Zellen in deren entsprechenden Platten geformt sind.
Die relativen Dimensionen, Formen, Anzahl und Muster der Zellen von jedem Einsatz kann variieren.
Die Verwendung der Einsätze ist nicht limitiert auf einen zentrifugalen Kompressor, sondern können gleichermaßen in anderen Vorrichtungen zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit angewendet werden, in der aerodynamische Effekte mit beweglichen Schaufeln erreicht werden.
Wie oben offenbart, kann jeder Einsatz sich um Grade um die Achse des Flügelrads und der Einlassleitung erstrecken; oder jeder Einsatz kann gebildet sein durch Segmente, die sich um einen Winkelabstand kleiner als 360° erstrecken.
Die oben verwendeten räumlichen Bezüge, so wie „Boden", „innere", „äußere", „Seite" etc. sind lediglich für den Zweck der Darstellung und limitieren nicht die spezifische Orientierung oder den Ort der Struktur.
Da andere Modifikationen, Änderungen und Substitutionen in der vorangehenden Offenbarung beinhaltet sind, ist es angebracht, dass die beigefügten Ansprüche breit und auf eine Weise, die mit dem Bereich der Erfindung konsistent ist, ausgelegt werden.

Claims

Eine Vorrichtung zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit, umfassend Ein Gehäuse, das einen Eingang und einen Ausgang aufweist, das eine Kammer (10a) definiert, die eine interne Wand zwischen dem Eingang und dem Ausgang aufweist; Ein Flügelrad (12), das in der Kammer (10a) montiert und angepasst ist zu rotieren, um Flüssigkeit von dem Eingang durch die Kammer und Diffusor-Kanal und zu dem Ausgang zum Abfließen aus dem Gehäuse fließen zu lassen; und eine erste Platte (42, 48, 54), die an der internen Wand montiert ist, oder ein Bügel (20), der mit der Wand verbunden ist und eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (34, 36) aufweist, die sich von einer Fläche der Platte zur anderen erstrecken, wobei die eine Wand oder der Bügel ein Ende der Öffnungen bedeckt; eine zweite Platte (32, 50, 56), die an der erste Platte montiert ist und eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (44, 46) aufweist, die sich von einer Fläche der zweiten Platte zu einer anderen Fläche dieser erstrecken: die Öffnungen schwächen die in der Kammer erzeugte akustische Energie ab.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnungen von jeder Platte eine Vielzahl von Kavitäten (34), die sich von einer Fläche der Platte erstrecken, wobei die Kavitäten der ersten Platte durch die Montierung an die interne Wand oder den Bügel bedeckt sind, und eine Vielzahl von Resonator-Ausflußöffnungen (36), die sich von der entgegen gesetzten Fläche von jeder Platte zu jeder Kavität (34) erstrecken, umfassen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Durchmesser der Resonator-Ausflußöffnungen (36) kleiner sind als die Durchmesser der Kavitäten (34).
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine der Flächen der Platte (32) an der Wand oder dem Bügel angrenzt.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Flügelrad (12) eine Vielzahl Fluß-Passagen (16) aufweist, die in Strömungsverbindung mit der Kammer sind, so dass die Flüssigkeit durch die Passagen (14) fließt.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kammer ein Gebiet zum Aufnehmen des Flügelrads (12) und eines Diffusor-Kanals (14), der mit dem Gebiet kommuniziert, enthält, wobei die erste Platte an einer Wand montiert ist, die den Diffusor-Kanal (14) definiert; und wobei die Flüssigkeit von dem Gebiet zu dem Diffusorkanal (14) fließt.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnungen (34, 36) gleichmäßig in jeder Platte verteilt sind.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anzahl und Größe der Öffnungen (34, 36) ausgewählt sind, um den Einsatz einzustellen, die beherrschende Lärmkomponente der akustischen Energie abzuschwächen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine weitere Platte (52), die an einer anderen Wand entgegen gesetzt zu der internen Wand montiert ist und eine Vielzahl von relativen Durchgangsöffnungen aufweist, die sich von einer Fläche der weiteren Platte (52) zur anderen erstrecken; wobei eine andere interne Wand ein Ende der Öffnungen in der weiteren Platte bedeckt, um ein Array von Resonatoren zu bilden, um die in der Kammer erzeugte akustische Energie abzuschwächen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Öffnungen in der weiteren Platte eine Vielzahl von Kavitäten aufweisen, die sich von einer Fläche der weiteren Platte erstrecken, die von einer anderen internen Wand bedeckt sind; und eine Vielzahl von Resonator-Ausflußöffnungen, die sich von der entgegen gesetzten Fläche der weiteren Platte zu jeder Kavität in der weiteren Platte erstrecken.
Die Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Durchmesser der letzteren Resonator-Auslußöffnungen in der weiteren Platte kleiner sind als die Durchmesser der Kavitäten in der weiteren Platte.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Leitung (60), die mit dem Eingang verbunden ist, und noch eine weitere Platte, die an der inneren Wand der Leitung (6) gebildet ist und eine Vielzahl von relativen Durchgangsöffnungen aufweist, die sich von einer Fläche der noch einen weiteren Platte zu der anderen erstrecket; wobei die innere Wand der Leitung (60) ein Ende der Öffnungen bedeckt, um ein Array von Resonatoren zu bilden, um die in der Leitung erzeugte akustische Energie abzuschwächen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die noch eine weitere Platte gebogen ist, um sich der inneren Fläche der Leitung (60) anzupassen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Öffnungen eine Vielzahl von Kavitäten enthält, die sich von einer Fläche der noch einen weiteren Platte erstrecken, die von der Leitung bedeckt sind; und eine Vielzahl von Resonator-Ausflußöffnungen, die sich von der entgegen gesetzten Fläche der noch einen weiteren Platte zu jeder Kavität in der noch einen weiteren Platte erstrecken.
Die Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Durchmesser der Resonator-Ausflußöffnungen in der noch einen weiteren Platte kleiner sind als die Durchmesser der Kavitäten in der noch einen weiteren Platte.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede Platte einen scheibenartigen Körper oder eine gebogene Hülle enthält.
Eine Vorrichtung zum unter Druck setzen einer Flüssigkeit, umfassend Ein Gehäuse, dass einen Eingang und einen Ausgang aufweist, das eine Kammer (10a) definiert, die eine interne Wand zwischen dem Eingang und dem Ausgang aufweist; Ein Flügelrad (12), das in der Kammer (10a) montiert und angepasst ist zu rotieren, um Flüssigkeit von dem Eingang durch die Kammer und Diffusor-Kanal und zu dem Ausgang zum Abfließen aus dem Gehäuse fließen zu lassen; und eine erste gebogene Hülle (66), die an der internen Wand montiert ist und eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (34, 36) aufweist, die sich von einer Fläche der Hülle zur anderen erstrecken, wobei die eine Wand ein Ende der Öffnungen bedeckt; eine zweite gebogene Hülle (64), die an der erste Hülle montiert ist und eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (44, 46) aufweist, die sich von einer Fläche der zweiten Hülle zu einer anderen Fläche dieser erstrecken: die Öffnungen schwächen die in der Kammer erzeugte akustische Energie ab.