RU71144U1 - NOISE MUFFLER - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к глушителям газовых потоков и предназначено для глушения шума, преимущественно в газотурбинных установках. Глушитель содержит корпус, облицованный изнутри многослойным пакетом Z-гофра, через который прокачивается теплоноситель, с входными и выходными отверстиями и расположенные в корпусе соосно, вдоль проточного тракта, цилиндрические звукопоглощающие элементы. При этом звукопоглощающие элементы выполнены в виде полых цилиндров, с перфорированными оболочками. Пространство между оболочками заполнено складчатым материалом типа Z-гофр. Кроме того, звукопоглощающие элементы имеют на наружных цилиндрических поверхностях неподвижные лопатки для закрутки потока. Звукопоглощающие элементы закреплены вершинами на диафрагмах, которые размещены во входном и выходном отверстиях корпуса.The utility model relates to silencers of gas flows and is intended for damping noise, mainly in gas turbine plants. The silencer comprises a housing, internally lined with a Z-corrugated multilayer package, through which the coolant is pumped, with inlet and outlet openings and cylindrical sound-absorbing elements located coaxially along the flow path in the housing. At the same time, sound-absorbing elements are made in the form of hollow cylinders with perforated shells. The space between the shells is filled with Z-corrugated pleated material. In addition, the sound-absorbing elements have fixed vanes on the outer cylindrical surfaces for swirling the flow. Sound-absorbing elements are fixed with vertices on the diaphragms, which are placed in the inlet and outlet openings of the housing.

Технический результат: повышение акустической эффективности и технологичности.Effect: increase acoustic efficiency and manufacturability.

2 илл.2 ill.

Description

Полезная модель относится к конструкции турбомашин, в частности к конструкции устройств снижения шума в выхлопном тракте газотурбинной установки.The utility model relates to the design of turbomachines, in particular to the design of noise reduction devices in the exhaust tract of a gas turbine installation.

Известен глушитель шума (RU 2187682 С2), содержащий корпус с впускными и выпускными окнами, расположенные в корпусе звукопоглощающие элементы в виде цилиндров с коническими крышками, имеющие гофрированные оболочки и заполненные звукопоглощающим материалом.Known silencer (RU 2187682 C2), comprising a housing with inlet and outlet windows located in the housing sound-absorbing elements in the form of cylinders with conical caps having corrugated shells and filled with sound-absorbing material.

Недостатком известного глушителя является недостаточно полное использование внутреннего объема глушителя. При одних и тех же габаритных размерах и площади проходного сечения глушитель с несоосным расположением цилиндрических звукопоглощающих элементов имеет меньшую площадь звукопоглощающей поверхности, чем глушителя с соосным расположением полых цилиндрических звукопоглощающих элементов. Кроме того, несоосное расположение цилиндров приводит непостоянству расстояния между цилиндрическими поверхностями звукопоглощения, что расширяет диапазон звукопоглощения, но лишает возможности настраивать глушитель на требуемую частоту эффективного звукопоглощения.A disadvantage of the known silencer is the insufficient full use of the internal volume of the silencer. With the same overall dimensions and passage area, a silencer with an misaligned arrangement of cylindrical sound-absorbing elements has a smaller area of sound-absorbing surface than a silencer with an coaxial arrangement of hollow cylindrical sound-absorbing elements. In addition, the misaligned arrangement of the cylinders leads to inconsistencies in the distance between the cylindrical surfaces of sound absorption, which extends the range of sound absorption, but makes it impossible to tune the muffler to the desired frequency of effective sound absorption.

Технической задачей полезной модели является повышение эффективности шумоглушения и технологичности конструкции.The technical task of the utility model is to increase the efficiency of sound attenuation and the manufacturability of the design.

Технический результат достигается тем, что корпус глушителя изнутри облицовывается многослойным пакетом Z-гофра, через который прокачивается теплоноситель, а звукопоглощающие элементы выполнены в виде полых обтекаемых цилиндров с перфорированными оболочками, пространство между которыми заполнено криволинейным, складчатым The technical result is achieved by the fact that the silencer body is internally lined with a Z-corrugated multilayer package through which the coolant is pumped, and the sound-absorbing elements are made in the form of hollow streamlined cylinders with perforated shells, the space between which is filled with a curved, folded

заполнителем Z-гофр и на наружных поверхностях которых установлены лопатки для закрутки потока вокруг оси цилиндра. Цилиндрические звукопоглощающие элементы закреплены на диафрагмах, установленных во входном и выходном сечениях глушителя.filler Z-corrugation and on the outer surfaces of which blades are installed for swirling the flow around the axis of the cylinder. Cylindrical sound-absorbing elements are mounted on the diaphragms installed in the inlet and outlet sections of the silencer.

Диафрагмы выполнены в виде решеток из стержней обтекаемого сечения, которые имеют отверстия для крепления цилиндрических звукопоглощающих элементов. Корпус глушителя представляет из себя силовой каркас в виде пространственной конструкции из поперечного набора кольцевых элементов двутаврового сечения, снаружи облицованный листами из прочного материала, а с внутренней стороны - перфорированными листами. Объем между внутренней и наружной стенками обеспечивает дополнительную звукоизоляцию. Изнутри корпус глушителя облицован многослойным пакетом складчатого заполнителя Z-гофр, между слоями которого проложены листы, из прочного материала, а последний слой Z-гофра закрыт перфорированными листами, которые образуют проточную часть глушителя.The diaphragms are made in the form of gratings from streamlined cross-section rods, which have holes for attaching cylindrical sound-absorbing elements. The silencer body is a power frame in the form of a spatial structure of a transverse set of ring elements of I-section, lined with sheets of durable material from the outside, and perforated sheets from the inside. The volume between the inner and outer walls provides additional sound insulation. From the inside, the silencer body is lined with a multilayer package of Z-corrugated pleated aggregate, sheets of which are laid between the layers of durable material, and the last Z-corrugation layer is covered with perforated sheets that form the flow part of the silencer.

Входные и выходные торцы полых цилиндрических звукопоглощающих элементов имеют обтекатели специальной формы. На входных участках установлены кольцевые обтекатели полукруглого сечения, а на выходных - конического сечения. Это позволяет снизить гидравлическое сопротивление газового тракта. При течении горячих газов цилиндрические элементы расширяются, но за счет того, что отверстия в диафрагмах для крепления имеют радиальные проточки, происходит компенсация теплового расширения звукопоглощающих элементов в радиальном направлении. Глушитель представляет из себя модуль, эффективный диапазон частот звукопоглощения которого зависит от геометрических параметров применяемого Z-гофра и радиальным расстоянием между поверхностями цилиндрических звукопоглощающих элементов. Таким образом, при последовательном соединении модулей, настроенных на звукопоглощение в The inlet and outlet ends of the hollow cylindrical sound-absorbing elements have fairings of a special shape. Semicircular annular fairings are installed at the inlet sections, and conical sections at the weekend. This allows you to reduce the hydraulic resistance of the gas path. During the flow of hot gases, the cylindrical elements expand, but due to the fact that the holes in the diaphragms for fastening have radial grooves, the thermal expansion of the sound-absorbing elements in the radial direction is compensated. The silencer is a module, the effective frequency range of sound absorption of which depends on the geometric parameters of the Z-corrugation used and the radial distance between the surfaces of the cylindrical sound-absorbing elements. Thus, in series connection of modules configured for sound absorption in

разных диапазонах частот, можно получить систему эффективного шумоглушения в широком диапазоне частот.different frequency ranges, you can get a system of effective noise attenuation in a wide range of frequencies.

На фиг.1 показан предлагаемый глушитель.Figure 1 shows the proposed muffler.

На фиг.2 показан криволинейный складчатый заполнитель Z-гофр.Figure 2 shows the curved folded filler Z-corrugation.

Предлагаемый глушитель включает в себя корпус 1 и размещенные в нем цилиндрические звукопоглощающие элементы 2. Изнутри корпус 1 облицован многослойным пакетом Z-гофра 3, представляющим собой несколько слоев криволинейного Z-гофра, между которыми проложены листы прочного материала, а последний слой Z-гофра закрыт перфорированным листом, поверхность которого образует проточную часть глушителя. Каждый звукопоглощающий элемент 2 представляет собой полый цилиндр с оболочками из перфорированного листа, пространство между которыми заполнено криволинейным Z-гофром. На входной и выходной кромках полых цилиндров установлены обтекатели 4 и 5 полукруглого и конического сечения соответственно. На входных участках наружных оболочек звукопоглощающих элементов установлены лопатки 6, для закрутки потока. Звукопоглощающие цилиндрические элементы 2 устанавливаются с помощью осей 7 в пазы 8 диафрагм, которые в свою очередь крепятся к корпусу глушителя 1. Корпус глушителя представляет из себя силовой каркас в виде пространственной конструкции из поперечного набора кольцевых элементов 9 двутаврового сечения, снаружи облицованный листами 10 из прочного материала, а с внутренней стороны - перфорированными листами 11. Объем между внутренней и наружной стенками обеспечивает дополнительную звукоизоляцию. На выходном участке глушителя установлен трубопровод 12, для подвода теплоносителя в пространство между впадинам Z-гофра и стальным листом, а на входном участке глушителя установлен трубопровод 13, для отвода теплоносителя.The proposed silencer includes a housing 1 and cylindrical sound-absorbing elements 2 located therein. Inside, the housing 1 is lined with a multilayer Z-corrugation package 3, which consists of several layers of curved Z-corrugation, between which sheets of durable material are laid, and the last layer of Z-corrugation is closed perforated sheet, the surface of which forms the flow part of the muffler. Each sound-absorbing element 2 is a hollow cylinder with shells of perforated sheet, the space between which is filled with a curved Z-corrugation. On the inlet and outlet edges of the hollow cylinders, fairings 4 and 5 of semicircular and conical sections, respectively, are installed. At the inlet sections of the outer shells of the sound-absorbing elements, blades 6 are installed for swirling the flow. Sound-absorbing cylindrical elements 2 are installed using axes 7 in the grooves 8 of the diaphragms, which in turn are attached to the silencer body 1. The silencer body is a power frame in the form of a spatial structure of a transverse set of ring elements 9 of I-section, lined with sheets 10 of durable material, and on the inside - perforated sheets 11. The volume between the inner and outer walls provides additional sound insulation. A pipe 12 is installed at the outlet section of the muffler, for supplying a coolant into the space between the Z-corrugation troughs and a steel sheet, and a pipe 13 is installed at the inlet section of the muffler, to remove the coolant.

Глушитель работает следующим образом. Звуковые волны распространяются от источника шума по выхлопному тракту и попадают на вход в глушитель. При прохождении газового потока через лопатки завихрителя ему придается вращательное движение. Таким образом увеличивается время пребывания газового потока в глушителе, а также создаются границы разностей плотностей потока и увеличивается степень перемешивания потока, что способствует переводу низкочастотных составляющих шума в область средних частот, в которой эффективнее работают звукопоглощающие элементы. При прохождении газового потока через глушитель звуковые волны взаимодействуют с резонансными камерами, образованными Z-гофром и перфорированными листами и вызывают резонансные колебания, приводящие к диссипации энергии звуковых волн. Прокачка теплоносителя через Z-гофр позволяет эффективно отбирать тепло на другие нужды и, кроме того, приводит к снижению температуры потока, а следовательно, к снижению шума струи газов.The muffler works as follows. Sound waves propagate from the noise source through the exhaust tract and enter the silencer inlet. When the gas stream passes through the blades of the swirl, it is given a rotational movement. Thus, the residence time of the gas flow in the silencer is increased, and the boundaries of the differences in the flux densities are created and the degree of mixing of the flow is increased, which contributes to the transfer of low-frequency noise components to the medium frequency region in which sound absorbing elements work more efficiently. When a gas stream passes through a silencer, sound waves interact with resonant chambers formed by Z-corrugation and perforated sheets and cause resonant vibrations leading to dissipation of the energy of sound waves. Pumping the coolant through the Z-corrugation allows you to effectively remove heat for other needs and, in addition, reduces the temperature of the stream, and therefore, reduces the noise of the gas stream.

За счет применения цилиндрических соосных звукопоглощающих элементов достигается более эффективная их работа и более полное использование внутреннего объема глушителя, а применение криволинейного Z-гофра позволяет расширить диапазон частот эффективного звукопоглощения и улучшить технологические параметры глушителя. Кроме того, применение Z-гофра позволяет организовать в глушителе шума теплообменник с достаточно развитой площадью теплообмена без загромождения проточной части глушителя. Применение предварительной закрутки потока газа на входе в глушитель приводит к дополнительному повышению его акустической эффективности за счет увеличения времени пребывания газа в глушителе и перевода низкочастотных составляющих шума в диапазон средних частот из-за увеличения степени перемешивания и турбулезации потока. Установка обтекателей на входных и выходных участках звукопоглощающих элементов и применение хорошо обтекаемого профиля для Through the use of cylindrical coaxial sound-absorbing elements, their more efficient operation and more complete use of the internal volume of the muffler is achieved, and the use of a curved Z-corrugation allows you to expand the frequency range of effective sound absorption and improve the technological parameters of the muffler. In addition, the use of Z-corrugation allows you to organize a heat exchanger in the noise muffler with a sufficiently developed heat transfer area without cluttering the flow part of the muffler. The use of preliminary swirling the gas flow at the inlet to the muffler leads to an additional increase in its acoustic efficiency by increasing the residence time of the gas in the muffler and transferring the low-frequency noise components to the mid-frequency range due to an increase in the degree of mixing and turbulence of the flow. Installation of fairings at the input and output sections of sound-absorbing elements and the use of a well streamlined profile for

диафрагм позволяет снизить гидравлические потери на прокачку потока газа через глушитель. Формирование радиальных проточек в диафрагмах позволяет компенсировать радиальное тепловое расширение звукопоглощающих элементов и снизить нагрузки на конструкцию.diaphragms can reduce hydraulic losses due to pumping gas flow through the muffler. The formation of radial grooves in the diaphragms allows you to compensate for the radial thermal expansion of sound-absorbing elements and reduce the load on the structure.

Claims (1)

Глушитель шума преимущественно газотурбинной установки, содержащий корпус с входными и выходными отверстиями и расположенные в корпусе вдоль проточного тракта звукопоглощающие элементы, имеющие перфорированные оболочки, корпус глушителя облицован изнутри многослойным пакетом Z-гофра, звукопоглощающие элементы выполнены в виде полых соосных цилиндров с перфорированными оболочками, пространство между которыми заполнено складчатым материалом типа Z-гофр, в глушителе применен аппарат предварительной закрутки потока в виде лопаток на наружных цилиндрических поверхностях звукопоглощающих элементов, звукопоглощающие элементы имеют на входных и выходных участках кольцевые обтекатели полукруглого и конического сечения соответственно, звукопоглощающие элементы закреплены осями на диафрагмах, которые размещены во входном и выходном отверстиях корпуса, при этом узлы крепления диафрагмы со звукопоглощающими элементами имеют радиальные проточки.

A silencer of a predominantly gas turbine installation, comprising a housing with inlet and outlet openings and sound absorbing elements having perforated shells located in the housing along the flow path, the silencer housing is internally lined with a Z-corrugated multilayer package, the sound absorbing elements are made in the form of hollow coaxial cylinders with perforated shells, space between which it is filled with Z-corrugated pleated material, a pre-swirling apparatus in the form of vanes is used in the muffler aruzhnyh cylindrical surfaces of sound absorbing members absorbing elements are at the input and output portions ducted semi-circular and conic section, respectively, sound-absorbing elements are fixed axes on the diaphragms, which are arranged in the inlet and outlet openings of the housing, the diaphragm fastening units with sound-absorbing elements have radial grooves.