[发明专利]一种球形-半球形多腔室消声器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种消声器，特别涉及一种球形-半球形多腔室消声器。它适用于进气、排气等形式的噪声治理，尤其适用于大功率柴油机等内燃机的进气、排气噪声的治理，属于环保设备技术领域。 

背景技术：

消声器主要分为阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器三大类。 

阻性消声器是利用气流管道内不同结构形式的多孔吸声材料等形式吸收声能来降低噪声的消声器，这类消声器的消声量主要取决于所用吸声层的吸声系数和吸声表面积及消声器的长度等参数，它对中、高频声音能取得较好的消声效果，其主要缺点是怕高温、水气、油雾、油灰等，因为油灰等杂质会堵塞吸声材料的微孔而减少吸声系数，降低消声效果。 

抗性消声器是通过管道内声学特性的突变将部分声波反射回声源方向，以达到消声目的的消声器，主要适用于降低中低频段的噪声，具有耐高温、构造简单等特点。 

阻抗复合式消声器是将阻性及抗性消声原理组合设计构成的复合式消声器。因为阻性消声器在高频具有优良的消声性能，而抗性消声器在中低频有较好的消声性能，将两者组合就可以在较宽的频带内都能得到满意的消声效果，但是对排气介质有一定的要求。 

常见的抗性消声器为圆柱形结构，并且设计过程中没有特定的噪声频率进行设计，消声效率不高。 

发明内容：

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种球形-半球形多腔室消声器，能够有效降低排气进气等形式的噪声。 

本发明为实现上述目的采用半球形-球形多腔室结构，它由气流入口管道、多个半球形或球形腔室、连接管道以及气流出口管道依次联接而成，该气流入口管道进气端与噪声源设备排气口连接，气流入口管道出气端与球半径最大的半球形或球形腔室中心部位连通，多个半球形或球形腔室通过连接管道在中心部位连接，气流出口管道的进气端与球半径最小的半球形或球形腔室中心部位连通，气流出口管道的排气端通往大气；该气流入口管道、气流出口管道和连接管道等径，并与噪声源设备排气口直径相同。该半球形或球形腔室是中部开有通孔(孔径与连接管道等径)的封闭性半球或球。多个半球形或球形腔室的球半径为ri，比如为三个半球或球，其半径依次为r1，r2，r3，且ri的尺寸由噪声源噪声主频fi及噪声源气流温 度C等参数而定，即每个半球形或球形腔室的不同结构大小对应不同的消声频率段，计算公式为： 

ri=331.3+0.606C4fi]]>

其中，f_i表示噪声源噪声主频率，C表示腔室内工作状态下温度，r_i表示第i个腔室的球半径。腔室的数目根据具体情况，由于现场工况的限制以及消声性能的要求，可选取2～5个。各个腔室一般沿同一轴线连接，也可以成一定角度串联连接；根据具体情况，各个腔室之间可以串联连接、并联连接、混合式连接和包络式连接四种形式，以达到最佳的消声效果。 

如图2和图3所示为串联式连接结构，由气流入口管道、多个半球形或球形腔室、连接管道以及气流出口管道依次串联而成。采用串联的半球形-球形多腔室消声器的结构尺寸参数按以下方法确定，设Φ₁、Φ₂为消声器的气流入口、出口直径，D₁，D₂为消声器的入口端、出口端管道长度，l₁，l₂为连接管道的长度，r₁，r₂，r₃为第1，2，3级腔室的半径。每一个腔室并不一定正好是半球形，在对称中心面上的圆心角分别为α₁，α₂，α₃，它们的理论取值范围为大于0°小于等于360°。当α小于360°时腔室为球形的一部分，当α等于360°时即为球形腔室。各个腔室一般沿同一轴线连接，根据实际情况，也可以成角度串联连接，其中β₁，β₂为相邻球形或半球形腔室之间中轴线的夹角，见图3所示。