涡流式消声器的制作方法

本发明涉及气流噪声的消声装置，具体是一种用于降低气流噪声的涡流式消声器。

背景技术：

公告号CN1629457A文献公开了一种“涡流式消声器”，该消声器有圆柱形筒体，筒体内腔的轴线方向并列设置若干“碗状”弧形隔板，噪声气流进入筒体内后，依次与各弧形隔板进行碰击，并沿“碗状”弧形壁圆周形成涡流而消耗声能。其不足是，一是作业中，噪声气流先后与每一个“碗状”弧形隔板发生碰击，气流阻力较大，气流压力损失大，能耗较大；二是筒体为圆柱形筒体，气流通道的轴线方向为等截面积，当气流速度较大时，消声器的出口容易产生较大的再生噪声，而且对于部分高频噪声，因波长较短，存在直接穿透消声器的可能，影响消声效果。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明提出一种可减小气流阻力和提高消声效果的涡流式消声器。

本发明技术方案，包括蜗壳体和进气管，蜗壳体内有由内向外呈渐扩式的涡流式气道，涡流式气道外端有气流出口，所述进气管内端与蜗壳体内的涡流式气道内端相通，所述蜗壳体的内壁面上设有第一吸声结构层。噪声气流由进气管进入蜗壳体内的涡流式气道内端后，沿涡流式气道流向气流出口，噪声气流在涡流式气道内流动过程中，气流中的噪声声波被吸声结构层吸收而有效降低气流噪声，提高消声效果。

与现有技术比，本发明具有以下特点与技术效果：

1、由于本发明的壳体为蜗壳体结构，气流通道为由内向外呈渐扩式的涡流式气道，涡流式气道的截面积由内向外逐渐增大，因此气流阻力小，气流压力损失小，可减少能耗。

2、由于涡流式气道的截面积由内向外逐渐增大，噪声气流在涡流式气道内的气流速度相应的逐渐降低，气流通过涡流式气道时气流再生噪声随之逐渐减小，有利于提高消声效果。

3、由于气流通道为渐扩式的涡流式气道，噪声气流在整个涡流式气道内的流向呈涡流状态，因此可避免部分高频噪声的直接穿透，有利于降低气流中的高频噪声，提高消声器的整体消声效果。

4、由于气流通道为渐扩式的涡流式气道，噪声气流随涡流式气道的涡旋方向逐渐改变流向，噪声气流流向的逐渐改变，使得气流中的噪声声波在涡流式气道内相对于吸声结构层产生多次反射而被吸声结构层多次吸收，可有效提高消声效果。

5、由于本发明的壳体为蜗壳状，蜗壳体内的气流通道为涡流式气道，在水平方向所占空间小。

本发明的其它特点与技术效果将结合具体实施方式进一步说明。

附图说明

图1为本发明方案结构示意图，展示了一种实施结构；

图2为图1的A-A结构放大图；

图3为本发明方案的一种变型结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为本发明方案基础上的进一步结构示意图；

图6为图5中的B-B结构放大图；

图7为本发明的另一种实施结构示意图；

图8为图1、图3、图5、图7中I部结构放大图，为吸声结构层的一种实施结构；

图9为吸声结构层的另一种实施结构示意图。

具体实施方式

实施结构1，参见图1、图2。包括蜗壳体1和进气管2，蜗壳体1内有由内向外呈渐扩式的涡流式气道3，即所述涡流式气道3的截面积由内向外逐渐增大，涡流式气道外端有气流出口3a，所述进气管2内端与蜗壳体内的涡流式气道3内端相通，所述蜗壳体1的内壁面上设有第一吸声结构层4。所述进气管2的内壁面上设置第二吸声结构层2a。所述蜗壳体1由蜗壳状构件1a和位于两端的端板1b构成，参见图2，图示中的两端端板1b为直板式结构，实施中，所述两端的端板1b的结构不是唯一的；所述进气管2内端由蜗壳体1中一端的端板1b上的孔1c进入涡流式气道3的内端，并与所述涡流式气道3的内端相通；具体实施中，所述进气管2内端上可设置用于气流导向的导流短管2b，导流短管2b的出口朝向噪声气流流动的方向，有利于减小气流阻力，同时因为导流短管2b对气流中声波的反射作用，可提高消声效果，而且，导流短管2b出口的截面小于涡流式气道3内端的截面积，噪声气流由进气管2内端的导流短管2b出口进入涡流式气道3内端后，因截面突然扩张，引起声波反射和干涉，产生抗性消声作用，有利于提高消声效果。实施中，首先分别制作所述的蜗壳状构件1a和两件端板1b，以及进气管2，并相应制作和连接所述吸声结构层，然后进行组装与连接，所述蜗壳状构件1a由多件拼接构成。

实施结构2，参见图3、图4。包括蜗壳体1和进气管2，蜗壳体1内有由内向外呈渐扩式的涡流式气道3，即所述涡流式气道3的截面积由内向外逐渐增大，即所述涡流式气道3的截面积由内向外逐渐增大，涡流式气道外端有气流出口3a，所述进气管2内端与蜗壳体内的涡流式气道3内端相通，所述蜗壳体1的内壁面上设有第一吸声结构层4。所述进气管2的内壁面上设置第二吸声结构层2a；所述蜗壳体1由蜗壳状构件1a和位于两端的端板1b构成，参见图4，图示中的两端端板1b为直板式结构；所述进气管2内端由所述蜗壳状构件1a上的通孔1d进入蜗壳体内与所述涡流式气道3的内端壁连接并相通，进气管2内端的出口朝向噪声气流流动的方向，有利于减小气流阻力和提高消声效果，而且，进气管2内端出口的截面小于涡流式气道3内端的截面积，噪声气流由进气管2内端的出口进入涡流式气道3内端后，因截面突然扩张，引起声波反射和干涉，产生抗性消声作用，有利于提高消声效果；实施中，分别制作蜗壳状构件1a和两端板1b，以及进气管2，包括相应吸声结构层的制作与连接，然后进行组装与连接，所述蜗壳状构件1a由多件拼接构成，在拼接过程中并考虑便于进气管2进入涡流式气道3内、以及与涡流式气道3内端的连接。

实施结构3。参见图5、图6，为本发明方案的进一步实施结构，当对气流量较大的气流噪声进行消声、需要较大气流通道截面时，在所述涡流式气道3外端的气流出口3a内设置吸声板件3b；所述吸声板件3b包括板件3c，板件3c的两端分别于与蜗壳体两端的端板1b连接，板件3c的板面上设有吸声层，参见图6，该结构对气流量较大的气流噪声进行消声、需要较大气流通道截面时，可以防止高频失效，有利于提高消声效果。

图7所示为本发明方案的另一种实施结构，相对于图1、图3、图5所示，图7中的涡流式气道3的长度大，即表明，在本发明的具体实施方式中，涡流式气道3的长度不是唯一的，涡流式气道3的长度可根据噪声气流的频谱特性、要求的消声量等来确定。

本发明中的吸声结构层4有多种实施结构。图8展示了吸声结构层4的一种实施结构，如图所示，所述吸声结构层4包括穿孔板4a，穿孔板4a通过骨架与所述蜗壳体1内壁连接，穿孔板4a与蜗壳体1内壁面之间有空腔4b，空腔4b内设有吸声材料4c。作业中，噪声气流在沿涡流式气道流动过程中，噪声气流经由穿孔板4a上的孔进入吸声材料的孔隙中，引起细小的吸声材料(如纤维丝)产生振动，由于摩擦和粘滞阻力作用，气流噪声的声能转换为热能，被吸收和耗散，从而降低噪声。实施中，所述吸声结构层4的厚度，根据气流噪声的频谱特性和所选择的吸声材料类型和密度等来确定。

图9展示了所述吸声结构层4的另一种实施结构，所述吸声结构层4包括微孔板4d，微孔板4d通过骨架与所述蜗壳体1内壁连接，微孔板4d与所述蜗壳体1内壁面之间有空隙4e，由微孔板和所述的空隙4e组成共振吸声结构，，根据微孔吸声理论，降低气流噪声。实施中，微孔板一般采用0.2～1.0mm的金属板，孔径0.2～1.0mm，穿孔率为1～5％，所述空隙4e的大小，根据气流噪声的频谱特性和要求的消声量等来确定。采用该吸声结构的消声器，可用于高温、高湿或有气流洁净要求的场所。

所述进气管2内壁面上的第二吸声结构层2a的实施结构与所述吸声结构层4的实施结构类同。

本说明书具体实施方式中所描述的实施结构并非包括本发明方案覆盖的所有实施方式，除具体实施方式中描述的各种实施结构外，在本发明方案基础上的其他任何变形实施结构均属于本发明的范围。