DK142002B - Lyddæmper ved en kompressors indsugningsside med flere ringformede dæmpeelementer. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142002 (la|) DANMARK “·« F 04 D 23/66 X/ p oi n §(21) Ansøgning nr. 5^77/^6 (22) Indleveret den 6. dec. 1976 (23) Løbedag 6. deC. 1976 (44) Ansøgningen fremlagt og i. 1 Qftf) fremfæggelsesskriftet offentliggjort den · “Ufe *

Dl REKTORATET FOR - . J

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Pnontet begæret fra dm ,

11. dec. 1975, 16088/75, CH

(71) BBC AKTIENGESELLSCHAFT BROWN BOVERI & CIE., Baden, CH.

(72) OpfinderJ August Haeni, Jurastrasse 11, Turgi, CH: Hansulrich Hoerler, Lerchenberg 5, Zuerich, CH: Hans Ursprung, Bahnhofstråsse 52707 Turgi, CK.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Lehmann & Ree._^ (54) Lyddæmper ved en kompressors Indsugnings s ide med flere ringformede dæmpeelementer.

Opfindelsen angår en lyddæmper ved en kompressors indsugningsside med flere ringformede dæmpeelementer og af disse dannede strømningskanaler, der leder indsugningsluften i delstrømme ind i en som hovedstrømningsvej til kompressoren tjenende samletragt.

I en udstødsgasturbolader komprimeres forbrændingsluften i en af en udstødsgasturbine dreven kompressor og tilføres forbrændingsmotoren. Sædvanligvis forefindes en til kompressorhuset fastgjort lyddæmper til dæmpning af de under driften optrædende lydbølger. Luften fra omgivelserne strømmer over et langs omkredsen af 142002 2 lyddæmperen anbragt filter ind i lyddæmperens med lyddæmpeelementer forsynede indvendige rum.

Lyddæmperens indre rum består luftstrømningsteknisk o af to forskellige rum. I det set i radial retning ydre ringrum strømmer luften over et forholdsvis stort strømningstværsnit med lav hastighed radialt indad, hvorimod den i det som samletragt udformede indre rum over et lille strømningstværsnit strømmer tilnærmelsesvis aksialt med stor hastighed.

Ved en sådan lyddæmper har lyddæmpeelementerne hver en cylindrisk og en skiveformet del og er anbragte koaksialt med hinanden i lyddæmperens indre rum på en sådan måde, at den overvejende del af lyddæmpefladerne befinder sig i samletragten, i hvilken der på grund af de her herskende store hastigheder optræder betydelige tryktab. I ringrummet derimod, i hvilket tryktabene er forholdsvis små på grund af de der herskende lave hastigheder, findes kun forholdsvis små dæmpningsflader, således at de givne muligheder for fordelagtige strømningsforhold ikke er udnyttede i fuldt omfang.

Ved en anden kendt lyddæmper er ringrummet ganske vist bedre udnyttet ved anbringelsen af større dæmpningsflader i dette, foruden at dér forefindes nogle omledeelementer, der leder en del af luften i retning mod hovedstrømningen, men her optræder ved strømningskanalernes indmunding i samletragten betydelige hvirveltab som følge af de forskellige strømningsretninger og strømningshastigheder.

Begge de to nævnte lyddæmperkonstruktioner er behæftede med de yderligere ulemper, at forskellige flader i lyddæmperens indre rum til opnåelse af tilstrækkelig lyddæmpning skal være belagte med lyddæmpende materiale, hvilket komplicerer fremstillingen. Sådanne lyddæmpere,som giver store strømningstab og er omstændelige at fremstille, bliver navnlig ved de nu til dags sædvanlige høje kompressoromdrejningstal og de nye støjforskrifter, der sætter grænser for det tilladelige støjniveau, uforholdsmæssigt dyre.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en lyddæmper af den indledningsvis nævnte art, ved hvilken strømningstabene og fremstillingsomkostningerne er lavere end ved de kendte lyddæmpere, og ved hvilken lyddæmpningen også er tilfredsstillende ved høje kompressoromdrejningstal.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at hvert dæmpeelement ved dets indvendige omkreds går over i et ledeelement, at disse ledeelementer er krumme og således udformede, at de afbøjer de fra strømningskanalerne udtrædende delstrømme i. retningen mod den 142002 3 i samletragten opstående hovedstrømning, og at summen af samtlige strømningskanalers udstrømningsarealer er i det mindste tilnærmelsesvis lig med tværsnitsarealet af samletragtens udstrømningsåbning.

Lyddæmperen ifølge opfindelsen frembyder følgende fordele: Dæmpeelementerne og de lyddæmpende flader er anbragte i lyddæmperens ydre ringrum, hvor der hersker lave hastigheder, såle-‘ des at også tryktabene bliver små; hastighedsvéktoren for de gennem strømningskanalerne langsomt strømmende delstrømme tilpasses efter hovedstrømningens hastighedsvektor, hvorved hvirveltab undgås; det er muligt at anvende ens dæmpeelementer i et modulsystem og dermed at opnå en rationel og økonomisk fremstilling; lyddæmpningen er så effektiv, at ingen flader i lyddæmperens indre rum skal belægges med lyddæmpende materiale, hvilket gør fremstillingen enklere og mere økonomisk.

Dæmpeelementerne kan ifølge opfindelsen være ens i form og dimensioner og begrænse ens strømningskanaler. Herved opnås, at det er muligt at anvende ens dæmpeelementer i et modulsystem og dermed at opnå en rationel og billig fremstilling.

Da endekanalerne, d.v.s. de to strømningskanaler, som ligger yderst mod hver sin side i lyddæmperhusets ringrum, kun ved deres ene side begrænses af dæmpeelementer, idet de ved deres anden side begrænses af hver sin ringformede væg af lyddæmperhuset og derfor kun kan absorbere halvt så megen støjenergi som de indre strømnings-kanaler, der begrænses af dæmpeelementer ved begge sider, kam disse endekanaler hensigtsmæssigt have en aksial bredde, som tilnærmelsesvis er det halve af de andre strømningskanalers aksiale bredde. Herved opnås, at hver endekanal kun fører en ca. halvt så stor luftmængde som hver af de andre kanaler.

Hvert dæmpeelement kan være flere i omkredsretningen efter hinanden følgende segmenter. Også denne udførelsesform bidrager til en billiggørelse af fremstillingen og til en enkel montering.

Dæmpeelementerne kan hensigtsmæssigt have på deres ydre omkreds udformede afrundede næser. Herved opnås forbedrede indstrømningsforhold, hvilket bidrager til en indstrømning af luften i strømningskanalerne uden hvirveldannelse, således at der fås en reduktion af strømningstabene.

Ifølge en fordelagtig udførelsesform har lyddæmperen flere ved dæmpeelementernes omkreds fordelte forbindelsesstænger, der fastholder dæmpeelementerne til hinanden og til huset, og har endvidere som afstandsholdere mellem dæmpeelementerne anbragte afstandsbøs- 4 162002 ninger, hvis længde bestemmer bredden af strømningskanalerne og er dimensioneret efter et ønsket forhold mellem trykfald og lyddæmpning. Herved opnås, at bredden af kanalerne kan dimensioneres efter et ønsket forhold mellem trykfald og lyddæmpning.

I det følgende beskrives udførelsesformer for opfindelsen under henvisning til tegningen. På tegningen viser: fig. 1 et snit gennem en med skiveformede dæmpeelementer forsynet lyddæmper og gennem en udstødsgasturboladers kompressor, og fig. 2 et snit, som det i fig. 1 viste, men gennem en lyddæmper med konusformede dæmpeelementer.

I figurerne er ens dele forsynede med ens henvisningsbetegnelser .

Den i fig. 1 viste lyddæmper består af et med en udstødsgasturboladers kompressor 1 fast forbundet hus 2 og langs omkredsen af huset anbragte filtersegmenter 3 samt af i lyddæmperens indre rum anbragte i det væsentlige skiveformede dæmpeelementer 4. Disse fastholdes til hinanden og til huset 2 ved hjælp af flere ved omkredsen af dæmpeélemterne 4 fordelte forbindelsesstænger 5 og holdes i ønsket afstand fra hinanden ved hjælp af afstandsbøsninger 6, som er anbragte på forbindelsesstængerne. Dæmpeelementerne 4 er anbragte i et ringrum i lyddæmperens indvendige rum og begrænser strømningskanaler 9, som indmunder i en samletragt 8. Strømningskanalerne 9 fører delstrømme af den over filtersegmenterne 3 indstrømmende luft med forholdsvis lav hastighed radialt indad i retning mod samletrag-ten 8.

Dæmpeelementerne 4 er ved deres indvendige omkreds udformede som ledeelementer 10. Disse er krumme og således udformede, at delstrømmene fra deres radiale strømningsretning gennem dæmpeelementerne afbøjet i retning mod den i samletragten 8 opstående hovedstrømning. De af ledeelementerne 10 dannede udstrømningstværsnit af strømningskanalerne 9 er således dimensionerede, at den samlede sum af disse er i det mindste tilnærmelsesvis lig med tværsnitsarealet af samletragten 8's udstrømningsåbning. Derved opnås, at hastighedsvektoren af den fra kanalerne 9 udtrædende luft tilnærmelsesvis svarer til gennemsnitsværdien af hovedstrømningens hastighedsvektor. Derved undgås i vidt omfang strømningstab som følge af hvirveldannelse i de udtrædende delstrømninger, og trykfaldet i lyddæmperen reduceres.

142002 5 Dæmpeelementerne 4 ved den i fig. 1 viste udførelsesfonn er ens i form og dimensioner og begrænser, med undtagelse af to yderste ved hver sin ende af lyddæmperen anbragte dæmpeelementer, ens kanaler 9. Da endekanalerne 11 kun ved deres ene side begrænses af dæm-pelementer 4 og derfor kun kan absorbere halvt så megen støjenergi som de indre strømningskanaler 9, der begrænses af dæmpeelementer ved begge sider, er disse endekanaler 11 udformede med en aksial bredde, der kun er tilnærmelsesvis halvt så stor som kanalerne 9's bredde, således at endekanalerne 11 kun fører en ca. halvt så stor luftmængde som kanalerne 9. Dæmpeelementerne 4 har ved deres ydre omkreds afrundede næser 12, som forbedrer indstrømningsforholdene. Alle lyddæmpende flader er anbragte i ringrummet 7, hvor lufthastigheden og dermed trykta-bene er lave. Ingen af huset 2's indre flader er belagte med lyddæmpende materiale, idet der også uden denne foranstaltning opnås en tilfredsstillende lyddæmpning.

I stedet for skiveformede dasnpeelementer kan der også anvendes koniske dæmpeelementer, som vist i fig. 2,eller krumme dæmpeelementer med tilsvarende strømningskanaler.

Længden af de som afstandsholdere mellem dæmpeelementerne 4 anbragte afstandsbøsninger 6 bestemmer bredden af kanalerne 9 og dimensioneres efter et ønsket forhold mellem trykfald og lyddæmpning. Dette forhold kan på enkel måde varieres ved anvendelse af afstandsbøsninger af en anden længde og dermed ved ændring af kanalbredden .

Den beskrevne lyddæmper kan anvendes til alle arter kompressorer f.eks. til udstødsgasturboladere, højovnblæsere eller gasturbineanlæg.