本實(shí)用新型涉及應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)消音降噪領(lǐng)域的消聲器，具體說是一種柴油發(fā)電機(jī)組用復(fù)合型消聲器，可應(yīng)用在高性能靜音柴油發(fā)電機(jī)組消音系統(tǒng)中。

背景技術(shù)：

排煙消聲器按其原理可分為阻性消聲器、抗性消聲器、阻抗復(fù)合型消聲器等。抗性消聲器利用管道上突變的截面或旁接共振腔，使沿管道傳播的某些頻率聲波，在突變的截面處發(fā)生反射、干涉等現(xiàn)象，從而達(dá)到消聲的目的?？剐韵暺骶哂辛己玫闹小⒌皖l消聲特性。阻性消聲器可視為吸收能量型消聲器，其利用聲波在多孔吸聲材料中通過，因摩擦和粘滯阻力，引發(fā)多空材料的振動，將聲波能量轉(zhuǎn)化為動能、熱能等其他形式能量耗散掉，從而達(dá)到降低聲波能量，實(shí)現(xiàn)消聲的目的。阻性消聲器具有良好的中、高頻消聲效果。

阻抗復(fù)合式消聲器是把阻性消聲器和抗性消聲器優(yōu)勢組合使用，使其在更寬的頻率帶范圍內(nèi)取得較好的消聲效果。

隨著柴油發(fā)電機(jī)組制造技術(shù)的發(fā)展，用戶對機(jī)組的噪聲指標(biāo)要求日益嚴(yán)苛，對高性能靜音柴油發(fā)電機(jī)組要求體積小、重量輕、低噪聲，且性能可靠，傳統(tǒng)消聲器體積大，結(jié)構(gòu)簡單，降噪頻帶窄，降噪量有限，且不兼顧防腐、隔熱、降低排放煙度等功能，與高性能柴油發(fā)電機(jī)組不匹配。

二級消聲器雖然消聲量優(yōu)于一級消聲器，但其體積、長度決定所需安裝空間大于一級消聲器，對空間尺寸、安裝方式有特殊要求的發(fā)電機(jī)組不適用。因此需研制消聲頻帶寬、體積小、重量輕、低傳遞損失的高效一級排煙消聲器，兼顧防腐、降低紅外特性及排放煙度的消聲器，對提升高性能柴油發(fā)電機(jī)組的整體聲學(xué)性能具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了一種柴油發(fā)電機(jī)組用復(fù)合型消聲器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中一級消聲器消聲頻帶窄、體積偏大、不隔熱等問題，具有耐腐蝕、消聲頻帶寬、傳遞損失小、降低排放煙度及重量輕等特點(diǎn)。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案為：

一種柴油發(fā)電機(jī)組用復(fù)合型消聲器，包括進(jìn)氣管、與進(jìn)氣管串聯(lián)的阻性消聲結(jié)構(gòu)、設(shè)置在阻性消聲結(jié)構(gòu)內(nèi)部的抗性消聲結(jié)構(gòu)、以及與阻性消聲結(jié)構(gòu)串聯(lián)的出氣管，所述阻性消聲結(jié)構(gòu)由消聲器外殼、吸聲材料和共振穿孔板以由外向內(nèi)的順序組成；所述抗性消聲結(jié)構(gòu)包括一級抗性消聲結(jié)構(gòu)和二級抗性消聲結(jié)構(gòu)；所述一級抗性消聲結(jié)構(gòu)由一級抗性擋板和一級內(nèi)插管組成，一級內(nèi)插管垂直穿過一級抗性擋板焊接固定，共振穿孔板垂直于一級抗性擋板焊接固定；所述二級抗性消聲結(jié)構(gòu)由二級抗性擋板和二級內(nèi)插管組成，二級內(nèi)插管垂直穿過二級抗性擋板焊接固定，共振穿孔板垂直于二級抗性擋板焊接固定；所述一級內(nèi)插管為2個，對稱分布在一級抗性擋板的邊緣；所述二級內(nèi)插管為4個，平均分布在二級抗性擋板的邊緣；所述一級內(nèi)插管的單體橫截面積大于二級內(nèi)插管的單體橫截面積，一級內(nèi)插管的總體橫截面積小于二級內(nèi)插管的總體橫截面積；所述共振穿孔板與一級抗性擋板和二級抗性擋板共同形成三個擴(kuò)張腔室，由進(jìn)氣管至出氣管的方向順序排列為：擴(kuò)張腔室Ⅰ、擴(kuò)張腔室Ⅱ和擴(kuò)張腔室Ⅲ。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果：

1，阻性消聲與抗性消聲兩種結(jié)構(gòu)的串聯(lián)使用，使得消聲器整體獲得了更加寬廣的消音頻率帶范圍；

2，利用不同的膨脹比，提高排氣氣流通過頻率，使消聲器具有較高的消聲峰值，增大消聲量；

3，消聲器具有寬廣的消音頻率帶，體積小、結(jié)構(gòu)簡單、傳遞損失低，整體重量輕的特點(diǎn)；

4，同時利用鈦合金內(nèi)插管和不銹鋼板制成的抗性擋板實(shí)現(xiàn)了提高防腐功能的效果；

5，聲尖劈采用圓錐體結(jié)構(gòu)，使得氣流相對于聲尖劈流阻低，可對中、高頻噪聲進(jìn)行有效吸聲；

6，聲尖劈內(nèi)填充不銹鋼絲，可降低排放煙度，增強(qiáng)消聲器環(huán)保性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型第一消聲腔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型第二消聲腔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型第三消聲腔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型進(jìn)氣接口結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型排氣接口結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、進(jìn)氣管，12、進(jìn)氣法蘭，2、阻性消聲結(jié)構(gòu)，21、消聲器外殼，22、吸聲材料，23、共振穿孔板，3、抗性消聲結(jié)構(gòu)，31、一級抗性消聲結(jié)構(gòu)，311、一級抗性擋板，312、一級內(nèi)插管，32、二級抗性消聲結(jié)構(gòu)，321、二級抗性擋板，322、二級內(nèi)插管，4、出氣管，42、出氣法蘭，10、聲尖劈，91、擴(kuò)張腔室Ⅰ，92、擴(kuò)張腔室Ⅱ，93、擴(kuò)張腔室Ⅲ。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。

其中，為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，采用內(nèi)部、外部、頭部、尾部等詞匯并結(jié)合附圖加以說明，說明書附圖1中，所有的元件位于圖的左側(cè)部分為頭部，所有的元件位于圖的右側(cè)部分為尾部，穿孔管相對于消聲器外殼、吸聲材料、共振穿孔板的位置是內(nèi)部，消聲器外殼之外是外部。

實(shí)施例1：

一種柴油發(fā)電機(jī)組用復(fù)合型消聲器，包括進(jìn)氣管、與進(jìn)氣管串聯(lián)的阻性消聲結(jié)構(gòu)、設(shè)置在阻性消聲結(jié)構(gòu)內(nèi)部的抗性消聲結(jié)構(gòu)、以及與阻性消聲結(jié)構(gòu)串聯(lián)的出氣管，所述阻性消聲結(jié)構(gòu)由消聲器外殼、吸聲材料和共振穿孔板以由外向內(nèi)的順序組成。

阻性消聲結(jié)構(gòu)中，共振穿孔板不僅起到支撐作用，同時也是共振消聲結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)消聲器聲學(xué)性能；通過吸聲材料吸收能量，中、高頻的噪音通過吸聲材料進(jìn)行吸收消音。共振穿孔板上具有穿孔，噪音通過穿孔達(dá)到吸聲材料處，是穿孔率（面積比）為42%的共振穿孔板。吸聲材料（22）是長絲質(zhì)玻璃纖維，為了保證消音效果，填充體積比優(yōu)選為30%~36%的長絲質(zhì)玻璃纖維。填充材料增強(qiáng)吸聲效果的同時具備隔熱功能，可防止?fàn)C傷，提高機(jī)組紅外特性。

外殼與消聲器兩端的端蓋焊接；進(jìn)氣管穿過頭部端蓋，與端蓋焊接；出氣管穿過尾部端蓋，與端蓋焊接。

所述抗性消聲結(jié)構(gòu)包括一級抗性消聲結(jié)構(gòu)和二級抗性消聲結(jié)構(gòu)；所述一級抗性消聲結(jié)構(gòu)由一級抗性擋板和一級內(nèi)插管組成，一級內(nèi)插管垂直穿過一級抗性擋板焊接固定，共振穿孔板垂直于一級抗性擋板焊接固定；所述二級抗性消聲結(jié)構(gòu)由二級抗性擋板和二級內(nèi)插管組成，二級內(nèi)插管垂直穿過二級抗性擋板焊接固定，共振穿孔板垂直于二級抗性擋板焊接固定；一級、二級內(nèi)插管為鈦合金材料制成的內(nèi)插管。

所述一級內(nèi)插管為2個，對稱分布在一級抗性擋板的邊緣；

所述二級內(nèi)插管為4個，平均分布在二級抗性擋板的邊緣；

所述一級內(nèi)插管的單體橫截面積大于二級內(nèi)插管的單體橫截面積，一級內(nèi)插管的總體橫截面積小于二級內(nèi)插管的總體橫截面積；

所述共振穿孔板與一級抗性擋板和二級抗性擋板共同形成三個擴(kuò)張腔室，由進(jìn)氣管至出氣管的方向順序排列為：擴(kuò)張腔室Ⅰ、擴(kuò)張腔室Ⅱ和擴(kuò)張腔室Ⅲ。

為了提高防腐性，一級抗性擋板和二級抗性擋板是由4mm厚不銹鋼板制成的金屬板，面密度大，強(qiáng)度好，在振動和氣流沖擊下不易產(chǎn)生輻射噪聲，可對中、低頻噪聲進(jìn)行有效阻隔。

擴(kuò)張腔室Ⅰ、擴(kuò)張腔室Ⅱ和擴(kuò)張腔室Ⅲ的膨脹比不同；其中，擴(kuò)張腔室Ⅰ的膨脹比大于擴(kuò)張腔室Ⅱ的膨脹比，擴(kuò)張腔室Ⅱ的膨脹比大于擴(kuò)張腔室Ⅲ的膨脹比；其中一腔通過頻率為另一腔最大消聲頻率，可擴(kuò)大消聲頻率范圍，原因如下：

由于消聲器內(nèi)高溫高速氣流通過，擴(kuò)張比的增加可以提高消聲器傳遞損失的峰值，與此同時，由于高頻失效的存在會縮短有效消聲頻段，不同結(jié)構(gòu)的擴(kuò)張腔會存在一個臨界擴(kuò)張比，在臨界擴(kuò)張比處會出現(xiàn)一個壓力損失的峰值。因此，三個膨脹腔室通過前述的不同膨脹比的設(shè)計，能夠避開臨界擴(kuò)張比，三消聲腔腔長各不相同，能夠使得消聲器具有良好的聲學(xué)性能和空氣動力學(xué)性能。不同膨脹比可提高排氣氣流通過頻率，使消聲器具有較高的消聲峰值，增大消聲量。

抗性消聲結(jié)構(gòu)中，利用一級內(nèi)插管、一級抗性擋板的組合和二級內(nèi)插管、二級抗性擋板的組合，實(shí)現(xiàn)了排氣管道（本實(shí)施例中的共振穿孔板圍成的通道）的截面突變，并且擴(kuò)張腔室Ⅰ與進(jìn)氣管形成共振消聲腔，高溫高速氣流經(jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入共振消聲腔，使噪音在突變的截面處發(fā)生反射、干涉等現(xiàn)象，達(dá)到消聲的目的，實(shí)現(xiàn)中、低頻的噪音通過吸聲材料進(jìn)行吸收消音。同時，共振穿孔板、吸聲材料依然能夠保持對中、高頻噪聲的消音特性。

本實(shí)施例采用的上述技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)阻性消聲與抗性消聲兩種結(jié)構(gòu)的串聯(lián)使用，使得消聲器整體獲得了更加寬廣的消音頻率帶范圍；同時，利用不同的膨脹比，提高排氣氣流通過頻率，使消聲器具有較高的消聲峰值，增大消聲量?，F(xiàn)對于現(xiàn)有技術(shù)中的多止擋結(jié)構(gòu)、多內(nèi)插管結(jié)構(gòu)，以及過多的直角或彎角結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例提供的技術(shù)方案具有在滿足寬廣的消音頻率帶的基礎(chǔ)上，體積小（只有兩組內(nèi)插管設(shè)置在消聲器內(nèi)）、結(jié)構(gòu)簡單（直線串聯(lián)，少直角或彎角結(jié)構(gòu)）、傳遞損失低（利用兩種不同的膨脹比），整體重量輕的特點(diǎn)。同時利用金屬管（鈦合金內(nèi)插管）和金屬板（不銹鋼板制成的抗性擋板）實(shí)現(xiàn)了提高防腐功能的效果。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提出了一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。

所述一級內(nèi)插管位于擴(kuò)張腔室Ⅰ內(nèi)的長度為擴(kuò)張腔室Ⅰ的四分之一，所述一級內(nèi)插管位于擴(kuò)張腔室Ⅱ內(nèi)的長度為擴(kuò)張腔室Ⅱ的二分之一；

所述二級內(nèi)插管位于擴(kuò)張腔室Ⅱ內(nèi)的長度為擴(kuò)張腔室Ⅱ的四分之一，所述二級內(nèi)插管位于擴(kuò)張腔室Ⅲ內(nèi)的長度為擴(kuò)張腔室Ⅲ的二分之一。

相對于實(shí)施例1中的技術(shù)方案，本實(shí)施例提供的技術(shù)方案屬于實(shí)施例1中的一種優(yōu)選方案，使得擴(kuò)張腔室Ⅰ、擴(kuò)張腔室Ⅱ和擴(kuò)張腔室Ⅲ之間的膨脹比設(shè)計的更加合理，傳遞損失效果更低，吸音效果更好。

實(shí)施例3：

在前述所有實(shí)施例的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高吸音效果，本實(shí)施例提供了一種改進(jìn)的技術(shù)方案。

所述出氣管位于擴(kuò)張腔室Ⅲ內(nèi)部的管路頭部增設(shè)一個聲尖劈。聲尖劈與排氣管焊接，聲尖劈采用圓錐體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得氣流相對于聲尖劈流阻低，可對中、高頻噪聲進(jìn)行有效吸聲；聲尖劈的圓錐面上設(shè)置有多個用于排氣的通孔，通孔的開孔率根據(jù)柴油機(jī)排氣特性設(shè)計；所述聲尖劈內(nèi)填充不銹鋼絲，可降低排放煙度，增強(qiáng)消聲器環(huán)保性。

前述所有實(shí)施例中，所述進(jìn)氣管位于擴(kuò)張腔室Ⅰ內(nèi)部的管路設(shè)計為進(jìn)氣穿孔管。進(jìn)氣穿孔管具有增大出口面積，提高高溫氣體流速的效果。同時，為了便于使用中按照，進(jìn)氣管的頭部具有進(jìn)氣法蘭，所述出氣管的尾部具有出氣法蘭；進(jìn)氣法蘭與出氣法蘭分別焊接在進(jìn)氣管頭部和出氣管尾部。

本實(shí)用新型工作原理：

高溫廢氣由進(jìn)氣管進(jìn)入擴(kuò)張腔室Ⅰ（或者如前文所述稱為共振消聲腔），經(jīng)過第一次擴(kuò)張消聲，在擴(kuò)張腔室Ⅰ內(nèi)經(jīng)吸聲材料實(shí)現(xiàn)聲波能量消耗，中、高頻的噪音通過吸聲材料進(jìn)行吸收消音；高溫廢氣再經(jīng)兩組內(nèi)插管流入擴(kuò)張腔室Ⅱ及擴(kuò)張腔室Ⅲ，由于截面突變，使噪音在突變的截面處發(fā)生反射、干涉等現(xiàn)象，達(dá)到消聲的目的，實(shí)現(xiàn)中、低頻的噪音通過吸聲材料進(jìn)行吸收消音；接著經(jīng)過聲尖劈，聲尖劈采用圓錐體結(jié)構(gòu)，可對中、高頻噪聲進(jìn)行有效吸聲，最后高溫廢氣由排氣管流出，完成消聲器消聲降噪功能。

以上結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本實(shí)用新型做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。