[发明专利]一种双腔耦合赫姆霍兹消声器及控制方法

说明书

本发明公开了一种双腔耦合赫姆霍兹消声器及控制方法，包括主管道以及与主管道连通的共振腔，共振腔内设有将其分割成第一腔体和第二腔体的挡板，挡板一侧设有伸缩延伸管组件；主管道上设有控制系统，控制系统的一侧设有齿轮传动系统，齿轮传动系统的一端与控制系统信号连接，齿轮传动系统的另一端与伸缩延伸管组件连接，该系统可以测量出主管道中的气流速度，并转化为相应的电信号，通过相应的信号带动齿轮传动系统转动，进而带动共振腔内的伸缩管移动。本发明通过改变共振腔内的伸缩管的长度，进而改变挡板开孔处气流的喷射轨迹和强度，使传递损失进一步增大，提高消声效果，进而提高驻涡燃烧室内火焰稳定性，同时拓宽消声频带。

技术领域

本发明涉及一种常用被动抗性消声器，尤其涉及一种用于驻涡燃烧室的双腔耦合的赫姆霍兹消声器。

背景技术

驻涡燃烧室具有结构简单、质量轻、燃烧效率高、NOx排放低以及总压损失低等优点，但驻涡燃烧室内的噪声会降低其内的火焰稳定性，因此需要采用一种消音器来降低噪音，提高火焰稳定性，而赫姆霍兹消声器结构比较的简单，吸声性能优异，在航空发动机和船用燃气轮机中有广泛的应用，因此采用赫姆霍兹消声器来提高驻涡燃烧室火焰稳定性。传统单个赫姆霍兹消声器为了拓宽消声频带，需要将两个赫姆霍兹消声器组合在一起使用，作为一种被动式消声器，赫姆霍兹消声器主要用于中、低频消声，为了进一步优化消声效果，拓宽消声频带，提高驻涡燃烧室内火焰稳定性，需要对双腔耦合的赫姆霍兹消声器进行结构优化。

申请号为201910966633.0的专利公开了一种主动变频的赫姆霍兹共振器及其调频降噪方法。该共振器克服了单个赫姆霍兹共振器工作频率较窄的问题，但是该共振器的消声效果相对传统的赫姆霍兹共振器并没有很大的提升，因此该共振器的降噪效果有待于进一步的提高。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种用于提高驻涡燃烧室内火焰稳定性并拓宽消声频带的双腔耦合赫姆霍兹消声器；本发明的第二目的在于提供上述双腔耦合赫姆霍兹消声器的控制方法。

技术方案：本发明的一种双腔耦合赫姆霍兹消声器，包括主管道以及与主管道连通的共振腔，所述共振腔内设有将其分割成第一腔体和第二腔体的挡板，所述挡板一侧设有用于拓宽共振腔消声频带的伸缩延伸管组件；所述主管道上设有用于检测主管道内气流速度并转化为相应电信号的控制系统，所述控制系统的一侧设有用于控制伸缩延伸管组件移动的齿轮传动系统，所述齿轮传动系统的一端与控制系统信号连接，齿轮传动系统的另一端与伸缩延伸管组件连接，控制系统通过速度信号带动齿轮传动系统转动，进而带动伸缩延伸管组件在共振腔内移动。

进一步的，所述伸缩延伸管组件包括伸缩管、第一导向杆和第二导向杆；伸缩管的底部与挡板固定，伸缩管的伸缩方向与挡板垂直，伸缩管的顶部通过圆环与第二导向杆连接，第一导向杆的一端与齿轮传动系统连接；所述第一导向杆和第二导向杆分别延伸至共振腔的外壁和内壁，第一导向杆和第二导向杆与共振腔的接触端设有相互吸引的第一磁铁和第二磁铁。第一磁铁和第二磁铁之间的强吸引力可以带动伸缩管实现长度的变化，伸缩管上具有伸缩节，在横向力的作用下，伸缩节可以实现收缩或伸长。

进一步的，所述共振腔的外壁设有用于第一磁铁移动的第一卡槽，所述共振腔的内壁设有用于第二磁铁移动的第二卡槽；第一卡槽和第二卡槽的设置可以方便磁铁的移动，同时也保证了共振腔的密封性。

进一步的，所述挡板上设有沿竖直方向开设的长孔，所述长孔的中心与挡板的中心重合，伸缩管的底部固定在长孔的中心，伸缩管与共振腔两侧内壁之间的距离相等。这里保证伸缩管的位置设置在共振腔的中心部位，可以有利于后续气流喷射的测试，保证消声频带的准确判断，长孔的设置有利于伸缩管底部位置的固定，而且根据不同大小的共振腔，可以通过调节伸缩管底部的位置，满足伸缩管距离共振腔两侧的长度相等。

进一步的，所述圆环的内径和伸缩管的直径相同。圆环有利于第二导向管与伸缩管的连接，方便第二导向管控制伸缩管进行移动。