專利名稱：節(jié)能消音器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消音器，與內(nèi)燃機、空氣動力性器械一起使用，其技術(shù)是將阻抗復(fù)合消聲原理與赫爾姆霍茨諧振原理巧妙地結(jié)合起來，并創(chuàng)新的與發(fā)電機鏈接應(yīng)用。
背景技術(shù)：
自從內(nèi)燃機誕生以來，消音器也隨之誕生。相關(guān)技術(shù)不斷地更新?lián)Q代。目前比較典型的消音技術(shù)有阻性消音技術(shù)、抗性消音技術(shù)、荷爾姆霍茨消音技術(shù)以及有源消音技術(shù)寸寸。所謂的阻性消聲器主要是用吸聲材料來消減噪聲，把吸聲材料固定在氣流流通的管道內(nèi)壁或按一定方式排列在管道中，當(dāng)聲波進入消聲器時，大部分聲能被吸收，起到消聲作用，阻性消聲器的優(yōu)點是能在較寬的中高頻范圍內(nèi)消聲，特別對高頻聲波有突出的消聲作用。缺點是在高溫水蒸氣以及對吸聲材料有侵蝕作用的氣體中使用壽命較短。通常用于家庭、辦公室空調(diào)機；大型風(fēng)洞，噴氣發(fā)動機試車間等處。抗性消聲器又稱聲學(xué)濾波器，它又分為共振式、擴張室式和干涉式等幾種。最簡單的擴張室式是在氣流通道管上接一段截面較大的粗管，但其終端是細(xì)管，調(diào)節(jié)擴張室(大管)的截面扣長度以改變聲波的反射和干涉性能，從而改變消聲量和最大消聲頻率。它與阻性消聲器不同之處在于其中沒有放置吸聲材料，抗性消聲器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，耐高溫耐氣體侵蝕，有良好的低頻消聲性能.缺點是消聲頻帶窄，主要用于汽車發(fā)動機及其它活塞發(fā)動機的進氣和排氣口。阻抗復(fù)合消聲器綜合前兩種優(yōu)點制成。在其內(nèi)部既有阻性吸聲材料，又有共振腔，擴張室等抗性濾波元件，因此在較寬頻率范圍內(nèi)有良好消聲效果。有源消音器技術(shù)是目前已經(jīng)進行了一些有源消音器的試驗，特別是對于工業(yè)發(fā)電機。這些系統(tǒng)結(jié)合了一組麥克風(fēng)和揚聲器。揚聲器位于管道內(nèi)，并環(huán)繞在排氣管周圍，以便排氣裝置的聲音從與揚聲器聲音相同的方向出來。計算機監(jiān)控位于揚聲器前后的麥克風(fēng)。 通過了解有關(guān)管道長度和形狀等相關(guān)內(nèi)容，計算機可以產(chǎn)生一個驅(qū)動揚聲器的信號。這可以抵消發(fā)電機產(chǎn)生的大部分聲音。下游麥克風(fēng)使計算機知道消音效果，以便可在必要時進行調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是以內(nèi)燃機、空氣動力機械等領(lǐng)域中對于排氣消音節(jié)能是一種很新的技術(shù)創(chuàng)新。其降噪、節(jié)能效果以及實用價值明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的消音器。本發(fā)明區(qū)別于傳統(tǒng)的各類消音器的特征在于它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)部分是靠主機本身廢氣來驅(qū)動能量做功旋轉(zhuǎn)的。并由于主機廢氣排放能量在旋轉(zhuǎn)式消音器中絕大部分轉(zhuǎn)換為機械能并轉(zhuǎn)換成電能，于是在消音器的排氣出口處的排氣流，相對平穩(wěn)了許多。又由于廢氣排放隨著旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)而運動，其廢氣排放流程也必將隨之旋轉(zhuǎn)，而在有限的消音器體內(nèi)，無限的增長。并且還不斷持續(xù)的驅(qū)動發(fā)電機做功發(fā)電。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)被排氣流作功動作旋轉(zhuǎn)在一個封閉的環(huán)境內(nèi)，而發(fā)動機廢氣排放又屬于瞬時反應(yīng)特性，廢氣流做功使得機械裝置旋轉(zhuǎn)損耗能量，而旋轉(zhuǎn)的機械裝置又迅速的將廢氣排出消音器外。在發(fā)動機廢氣排放脈沖結(jié)束工作瞬時間隙期間，由于慣性作用又形成發(fā)動機排氣門連接排氣管道腔內(nèi)處于負(fù)壓況，利于發(fā)動機汽缸掃氣，并且旋轉(zhuǎn)裝置依然在驅(qū)動發(fā)電機做功發(fā)電。實質(zhì)上起到了強化發(fā)動機功率、降低油耗、減排噪音和節(jié)能供能的顯著效果。不僅有效的解決了消音與傳輸損失這一矛盾，而且還額外 的提供了能源。實施說明


附圖1示例的是汽車用消音器。；附圖2示例的是轎車消音器位置；附圖3示例是傳統(tǒng)消音器的工作原理說明；附圖4示例是傳統(tǒng)消音器的工作原理結(jié)構(gòu)圖；附圖5示例是傳統(tǒng)消音器的工作原理結(jié)構(gòu)圖；附圖6示例是傳統(tǒng)消音器的局部構(gòu)造以及材料；附圖7示例是傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機；附圖8示例是修改后的本發(fā)明使用的風(fēng)力發(fā)電機；附圖9示例是本發(fā)明使用的帶有透孔的風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片其中9-1是帶有透孔的風(fēng)輪葉片；其中9-2是整流罩；其中9-3是包裹在葉片外的吸聲材料(黃色部分)。附圖10示例是本說明書中使用的風(fēng)力發(fā)電機其中1、5是風(fēng)輪葉片，其中2是傳動軸，其中3是發(fā)電機主機，其中4是整流罩，其中6是電源線。附圖11示例是本發(fā)明使用的具有發(fā)電功能的消音器工作原理和結(jié)構(gòu)圖。說明其中圖11-1是風(fēng)輪葉片；其中圖11-2是發(fā)電機固定支架；其中圖11-3是發(fā)電機主機和有吸聲功能的外殼；其中圖11-4發(fā)電機固定支架；其中圖11-5是傳動軸；其中圖11-6是有吸聲功能風(fēng)輪葉片；其中圖11-7是電源線；其中圖11-8是消音器外殼；其中圖11-9是發(fā)動機排出的氣體流；其中圖11-10是發(fā)動機排出的氣體流；其中圖11-11是發(fā)動機排出的廢氣經(jīng)過消音和做功以后發(fā)排出的空氣中的氣體；其中圖11-12是包裹在消音芯上的吸聲材料；其中圖11-13、14是附在消音器外殼上的吸聲材料；其中圖12是發(fā)電機設(shè)計安裝在消音器體外的發(fā)電機其中圖12-5傳動軸；
其中圖12-6是第二組風(fēng)輪葉片；其中圖12-15是第三組風(fēng)輪葉片；其中圖12-17是支架；實施方式如圖11 1、當(dāng)發(fā)動機廢氣被排出時(圖11示例中10和11所示)，直接擊打在具有一定扭曲角度的風(fēng)輪葉片上驅(qū)動風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)，直接就起到了抗消和阻消的綜合消聲的顯著效果。2、由于風(fēng)輪葉片上的一組、多組透孔持續(xù)工作時，廢氣流在這個密閉的空間內(nèi)產(chǎn)生了赫爾姆霍次諧振效應(yīng)，起到了減震降噪節(jié)能的效果。3、赫爾姆霍茨諧振原理說明赫爾姆霍茨共鳴器“諧振管”是赫爾姆霍茨共鳴器的通稱(它是因這一領(lǐng)域的權(quán)威科學(xué)家Herman von Helmholtz (1821-1894)而得名。它的設(shè)計原理很簡單，一個大箱子有一個小開口就會對某一特定頻率產(chǎn)生共鳴。多沖程引擎同樣產(chǎn)生一定頻率的聲波。當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速升高，引擎廢氣產(chǎn)生的脈沖在排氣管內(nèi)來回反射形成駐波(頻率和振幅均相同、振動方向一致、傳播方向相反的兩列波疊加后形成的波。波在介質(zhì)中傳播時其波形不斷向前推進，故稱行波；上述兩列波疊加后波形并不向前推進，故稱駐波)。這樣，高壓區(qū)和低壓區(qū)就形成了，廢氣被從低壓區(qū)外快速地吸進來。諧振管直接地在汽缸排氣口處形成了一個低壓區(qū)，廢氣很快地被吸離汽缸，這為新鮮空氣和燃料騰出了更多空間，同時，返回波幫助回推剛進入汽缸的新鮮混合氣，保持它在汽缸中更充分燃燒， 因此，主機或者車也就有了更強的動力。4、又由于風(fēng)輪葉片上的的傳動軸連接在發(fā)電機上，因此，隨著風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)做功發(fā)電。消除空氣動力性噪聲的器件。安裝在空氣動力設(shè)備的氣流通道上，可阻止噪聲傳播而允許氣流通過。聲音達到一定強度，對人體會產(chǎn)生危害，噪聲常指一切對人們生活和工作有妨礙的聲音。噪聲的危害是多方面的，人在長期強烈噪聲作用下，會產(chǎn)生感覺遲鈍、注意力分散，延遲生理反應(yīng)和易于疲勞等神經(jīng)系統(tǒng)的疾病，空氣動力噪聲是由于氣體擾動和氣體與其他物體相互作用而產(chǎn)生的噪聲，是機械性噪聲、電磁噪聲等三大噪聲源之一， 也是危害較重的一種噪聲，如汽車、拖拉機等交通運輸工具和超音速噴氣機的排氣噪聲，現(xiàn)代建筑物中通風(fēng)空調(diào)噪聲，以及工廠礦山等使用的通風(fēng)機、鼓風(fēng)機、空壓機和內(nèi)燃機等的噪聲都屬于空氣動力性噪聲。在這些設(shè)備上安裝結(jié)構(gòu)和性能不同的消聲器，可以控制和減少噪聲污染。
權(quán)利要求
1.一種減少發(fā)動機和風(fēng)動機械功率損失，并對其有降低噪音的消聲裝置。它由消聲殼體及安裝在殼體內(nèi)的消音芯組成，消音芯是由風(fēng)力發(fā)電機組成。風(fēng)力發(fā)電機的帶有孔洞風(fēng)輪葉片對殼體內(nèi)的聲、氣阻尼衰減排放裝置構(gòu)成。其特征是上述殼體的聲、氣阻尼衰減排放裝置可為一組或多組在殼體內(nèi)居中對稱布置受聲、氣浪沖擊可旋轉(zhuǎn)的葉輪，并因此可以驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機工作發(fā)電。
2.如權(quán)利要求1中所述旋轉(zhuǎn)葉輪的特征在于這些旋轉(zhuǎn)葉輪裝置在一個或一組或者多組轉(zhuǎn)軸上，葉輪上附有阻消聲音的空洞，其轉(zhuǎn)軸一端與發(fā)電機相鏈接并固定在殼體或者機體上。
3.如權(quán)利2中所述要求，風(fēng)輪葉片與轉(zhuǎn)軸相連，一端固定在殼體內(nèi)(根據(jù)內(nèi)燃機機以及其它等機械機型也可以固定在殼體外的主機傍邊)，另一端連接在風(fēng)力發(fā)電機上，當(dāng)廢氣直擊在葉輪上時，葉輪旋轉(zhuǎn)，帶動轉(zhuǎn)軸并驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機主機工作發(fā)電。
4.如權(quán)利2中所述要求，風(fēng)輪葉片與與殼體內(nèi)附有、包裹有吸收噪音的材料構(gòu)成，并與轉(zhuǎn)軸相連，當(dāng)廢氣直擊在葉輪上時，葉輪旋轉(zhuǎn)，帶動轉(zhuǎn)軸并驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機主機工作發(fā)電、 消聲。
5.如權(quán)利要求1、2、3、4所述的葉輪的特征在于葉輪可以制成各種形式，如環(huán)式、扇式、螺旋導(dǎo)流式、垂直式、對璇共振式等等。
6.如權(quán)利要求1、4中，本消音殼體內(nèi)附有的吸聲材料，可以是多種選擇的材料。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的消音器的特征在于有葉輪傳動的發(fā)電機，可以安裝設(shè)置在消音器殼體內(nèi)、也可以設(shè)置安裝在殼體外其它任何位置。
8.如權(quán)利要求1、2、3、7項中安裝在消音器內(nèi)的消音芯即驅(qū)動風(fēng)力發(fā)動機轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的軸，可以只單個、多個，其布置安裝方式也可以是橫向的、垂直豎向的。
全文摘要
本“節(jié)能消音器”發(fā)明涉及消音器技術(shù)領(lǐng)域，一種消音器，包括消音外殼和設(shè)置在消音外殼內(nèi)的消音芯，消音芯由風(fēng)力發(fā)電機組成，風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)輪葉片自然形成擾流片，擾流片穿套在風(fēng)力發(fā)電機的傳動軸上，驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電工作。消音芯即風(fēng)力發(fā)電機通過電源線可將電源直接輸送給蓄電池上。本發(fā)明所提供的消音器，消音芯由多片穿套在風(fēng)力發(fā)電機傳動軸上的開有通氣孔的長條形擾流片構(gòu)成即風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片，排放的氣體依次經(jīng)過多片擾流片的通氣孔排除，能有效的降低排氣所產(chǎn)生的噪音，消音效果顯著。其結(jié)構(gòu)小巧，制造簡單，拆卸方便，便于清潔和維修，不僅有消音降噪因功能，還同時具有發(fā)電而提供電能的作用。不但可以在機動車發(fā)動機的排氣管上使用，也可以在其它內(nèi)燃機，鍋爐，拖拉機，內(nèi)燃發(fā)電機和空氣動力型器械等的排氣管上使用。
文檔編號F01N1/08GK102213122SQ201010161359
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者李昌福 申請人:李昌福