一种用于冷却塔的折弯型、阶梯型以及波纹型降噪装置的制作方法

本发明涉及一种冷却塔噪声治理的装置，特别是一种用于冷却塔的折弯型降噪装置、一种用于冷却塔的阶梯型降噪装置和一种用于冷却塔的波纹型降噪装置。

背景技术：

机械通风冷却塔是火电厂应用广泛的冷端设备，其噪声源强、分布广、频带宽。从平面布置上看，机械通风冷却塔一般布置在电厂厂界附近，往往引起厂界及附近居民等环境敏感点噪声超标，是影响火电厂厂界噪声达标的主要因素。因此，有必要对此进行噪声防治。

机械通风冷却塔的噪声主要来自冷却塔底部的进风口噪声辐射以及顶部排风口噪声辐射。针对噪声的发生机理、传播方式，可以把冷却塔噪声治理归结为塔内、塔外两条基本途径。塔内以声源降噪治理为主，具体主要有添加落水吸能装置和高位收水法；塔外则包含传声途径上的声波阻隔(隔声)、声波吸收(含沿程吸收衰减)以及距离衰减(声能扩散)等三种方式，具体主要有声屏障法和消声导流片法，其中以声波阻隔辅以声波吸收作为噪声治理的主要手段。目前，国内应用较多的是塔外降噪方法，也就是声屏障法和消声导流片。

中国专利200720190473.8公开了一种机力通风冷却塔消声装置,其特征在于:它包括进风消声装置,进风导流装置,排风导流装置和排风消声装置,所述进风消声装置设置在冷却塔进风口外侧,由垂向设置的阻性消声单元和水平设置的抗性消声单元组成,所述阻性消声单元面向进风方向分上下几排设置,所述抗性单元设置在各相邻的两排阻性消声单元之间；所述进风导流装置由从所述进风消声装置向所述冷却塔进风口逐渐收缩的光滑导流板构成；所述排风导流装置由从所述冷却塔出风口向所述出风消声装置逐渐扩张的光滑导流板构成,所述排风消声装置设置在所述冷却塔排风口上方,由若干水平排列的阻抗复合消声单元组成。该装置对排风消声的效果有待进一步加强，同时实际应用过程中无法满足需求，对能耗需求依然很大。

目前现有的消声导流片大多采用直板型。现有的直板型消声导流片一般为一块矩形形状，长宽高不等，片与片平行布置，形成格栅。显然，该装置片距越小，片厚越大，对噪声的隔离作用就越好，但是这样会增大空气流动阻力，减少风量，造成冷却塔性能下降。目前，对于现有的直板型消声导流片，为了获得较好的降噪效果，通常片距都会比较小，甚至小于片厚。这样不仅增加了制造成本，还会导致通风阻力增大。为了达到较好的降噪效果，消声导流片厚度较大，间距较小，厚度和间距一般为50-100mm左右。与安装降噪装置之前相比，可降低噪声20-30db，但同时，冷却塔进风口通风面积比安装前减少50％左右，通风阻力增加50pa以上，通风量减少20％以上，冷却能力降低15％以上，出塔水温升高1.5℃左右。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，更加节能高效、静音能力更强的用于冷却塔的折弯型降噪装置、用于冷却塔的阶梯型降噪装置和用于冷却塔的波纹型降噪装置。装置由一种特定型式的消声导流片组成。本装置技术方案为将若干数量的消声导流片均匀布置在冷却塔进风口和出风口处，既允许气流顺利通过，又能让塔内声波在传递过程中反复反射衰减，形成降噪整流的格栅装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于冷却塔的折弯型降噪装置,包括多个消声导流片组，每个消声导流片组包含多块消声导流片，冷却塔底部的进风口处有多个消声导流片组，冷却塔顶部的排风口处安装有多个消声导流片组，同一个消声导流片组内的所有消声导流片均相互平行且水平安装，任意相邻的两块消声导流片之间的距离均相等，进风口处的消声导流片组沿竖直方向排布，出风口处的消声导流片组均水平安装，同一消声导流片组内的消声导流片均相互平行，其特征在于：所述消声导流片形状呈折弯型，消声导流片的中心线为左右对称结构；消声导流片的中心线函数为y-1＝cosh(na0x)，其中x为消声导流片中心线上任意一点与消声导流片中心线的对称轴之间的垂直距离，y为消声导流片中心线上任意一点与消声导流片中心线顶点的切线之间的垂直距离，a0为风进入消声导流片端点时的压强，n为大于1的自然数；消声导流片中心线上任意一点对应的厚度为l，其中ρ为该点处对应的空气密度，v为该点处对应风速，p为该点处对应压强；相邻两块消声导流片之间的距离为d，其中υ0为风进入消声导流片时的速率，g为重力加速度，k为常数；其中消声导流片为层状结构，消声导流片的上表面和下表面均为导流层，消声导流片的上表面和下表面之间为吸音层。y-1＝cosh(na0x)中，若y的单位为m，则该式中1的单位为m；若y的单位为cm，则该式中1的单位为0.01m。n的取值根据实际需求定制，更加具体的冷却任务、冷却塔规格等因素具体考量。本发明的设计充分考虑到风量损失率与初始风量的关系为非线性，通过该条件下设计了该节能降噪性能更为优异的消声导流片设计。消声导流片中心线上任意一点作消声导流片中心线对称轴的平行线，该平行线与消声导流片的边缘相交，交点处的空气密度为消声导流片中心线上该点对应的空气密度，交点处的风速为消声导流片中心线上该点对应的风速，交点处的压强为消声导流片中心线上该点对应的压强。k的取值同样参考具体情况，根据具体的冷却任务、冷却塔规格等因素具体考量。与直板型消声导流片相比，折弯型消声导流片使得噪声在传播过程中进行多次折返，提高了消声降噪能力。因此，在同等降噪要求前提下，采用折弯型消声板时，可以适当减小片厚，增加片距，降低折弯对流阻的影响，有效提高通风量，改善冷却塔的冷却效果。

本发明所述消声导流片的左端和右端均为弧形，消声导流片中心线左端对应的厚度为l1，消声导流片中心线右端对应的厚度为l2，消声导流片的左端的曲率半径数值为消声导流片的右端的曲率半径数值为相比现有技术中采用冒尖的设计，弧形的设计有效减少空气流对消声导流片边缘的长期磨损，同时进一步降低风力的减少量，同时保证一定的降噪能力。

本发明所述排风口的下方安装有导流装置，导流装置下方安装有水池消声垫。该设备能够进一步提高风在冷却塔内部的冷却效率。

本发明所述冷却塔底部共有两个进风口，两个进风口分别为前进风口和后进风口，前进风口安装有多个竖直方向排布的消声导流片组，后进风口安装有多个竖直方向排布的消声导流片组。

本发明进风口处相邻的消声导流片组之间设置有多块水平方向安装的减震板，减震板的一端固定在冷却塔上，减震板形状为矩形板，上下相邻的两块消声导流片之间通过减震板相连，水平方向上相邻的减震板之间存在空隙。减震板一方面保证形状规则性不强的消声导流片的物理支撑，同时减震板之间的空隙避免了风力的无端减弱，保证了冷却塔的基础冷却效率。

一种用于冷却塔的阶梯型降噪装置，包括多个消声导流片组，每个消声导流片组包含多块消声导流片，冷却塔底部的进风口处有多个消声导流片组，冷却塔顶部的排风口处安装有多个消声导流片组，同一个消声导流片组内的所有消声导流片均相互平行且水平安装，任意相邻的两块消声导流片之间的距离均相等，进风口处的消声导流片组沿竖直方向排布，出风口处的消声导流片组均水平安装，同一消声导流片组内的消声导流片均相互平行，其特征在于：所述消声导流片的中心线左右对称，消声导流片包括消声导流片左部和消声导流片右部，消声导流片左部和消声导流片右部均由消声导流块组成，消声导流片左部包含的消声导流块数量和消声导流片右部包含的消声导流块数量相同，所有消声导流块均为立方体；水平方向上，组成消声导流片左部的消声导流块从左向右依次排列，组成消声导流片左部的消声导流块从左到右依次向前排列；水平方向上，组成消声导流片右部的消声导流块从左向右依次排列，组成消声导流片左部的消声导流块从左到右依次向后排列。将所有消声导流块对齐排列，当消声导流块的数量足够大，则其外轮廓与用于冷却塔的折弯型降噪装置的外轮廓相同。采用用于冷却塔的阶梯型降噪装置，可以进一步增加灵活安装的特性，另一方面，相邻的消声导流块可以形成一定的反射区域，相比折弯型具有更加牢靠的反射区域，类似于陷光效应。同时由于与折弯型形状相似，避免了风量的急剧减小，保证了冷却塔基础的冷却能力，同时增强了降噪节能的效果。相比折弯型具有更高的降噪效果。

一种用于冷却塔的波纹型降噪装置，包括多个消声导流片组，每个消声导流片组包含多块消声导流片，冷却塔底部的进风口处有多个消声导流片组，冷却塔顶部的排风口处安装有多个消声导流片组，同一个消声导流片组内的所有消声导流片均相互平行且水平安装，任意相邻的两块消声导流片之间的距离均相等，进风口处的消声导流片组沿竖直方向排布，出风口处的消声导流片组均水平安装，同一消声导流片组内的消声导流片均相互平行，其特征在于：所述消声导流片的中心线形状为正弦波形，消声导流片的中心线形状的波形函数为其中α为波形函数的振幅，a0为风进入消声导流片端点时的压强，n为大于1的自然数，消声导流片的水平宽度为2x0，-x0≤x≤x0，消声导流片的中心线上任意一点对应的消声导流片厚度为l，l＝ma0ln²x，其中m为常数，x为消声导流片中心线的中心与消声导流片中心线上任意一点之间的垂直距离。α和n的取值依据具体的冷却任务、冷却塔规格等因素具体考量。2x0的具体取值依据冷却塔的规格选择。该设计主要考虑冷却塔的实际冷却能力与能耗之间的关系，避免了无效的浪费。

与现有技术相比，本发明提出的消声导流片的厚度减薄为30-50mm，间距增加为100-150mm，通风面积增加30％以上，通风阻力减小为30pa左右，通风量增加10％以上，冷却能力提高5-10％，出塔水温降低0.5-1℃。综上所述，本发明提出的三种新型消声导流片可作为机械通风冷却塔的降噪装置，有效增加声波在装置中的反射次数，对噪声进行多次吸收，提高降噪效率，并能增加消声导流片片距，减小片厚，有效降低通风阻力，提高通风量，进而提高冷却塔的冷却能力，达到节能降噪的目的。

附图说明

图1是本发明实施例1的折弯型消声导流片中心线俯视结构示意图。

图2是本发明实施例2的阶梯型消声导流片中心线俯视结构示意图。

图3是本发明实施例3的波纹型消声导流片中心线俯视结构示意图。

图4是本发明对比组和实施例1-3冷却塔主视结构示意图。

图5是本发明对比组和实施例1-3冷却塔左视结构示意图。

图6是本发明对比组和实施例1-3冷却塔俯视结构示意图。

图7是本发明对比组主视结构示意图。

图8是本发明对比组俯视结构示意图。

图9是本发明对比组左视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

对比组。

参见图4至图9。

降噪装置采用多个消声导流片组1，每个消声导流片组1包含多块消声导流片11，冷却塔底部的进风口处有多个消声导流片组1。冷却塔底部共有两个进风口，两个进风口分别为前进风口和后进风口，前进风口安装有多个竖直方向排布的消声导流片组1，后进风口安装有多个竖直方向排布的消声导流片组1。

冷却塔顶部的排风口处安装有多个消声导流片组1，同一个消声导流片组1内的所有消声导流片11均相互平行且水平安装，任意相邻的两块消声导流片11之间的距离均相等，进风口处的消声导流片组1沿竖直方向排布，出风口处的消声导流片组1均水平安装，同一消声导流片组1内的消声导流片11均相互平行。

排风口的下方安装有导流装置2，导流装置下方安装有水池消声垫3。冷却塔的四周均为隔声墙4。冷却塔的两侧均安装有楼梯5。楼梯5顶部旁安装有检修门6。

对比组中消声导流片11为直板型消声导流片。直板型消声导流片一般为一块矩形形状，长宽高不等，片与片平行布置，形成格栅。显然，该装置片距越小，片厚越大，对噪声的隔离作用就越好，但是这样会增大空气流动阻力，减少风量，造成冷却塔性能下降。目前，对于现有的直板型消声导流片，为了获得较好的降噪效果，通常片距都会比较小，甚至小于片厚。这样不仅增加了制造成本，还会导致通风阻力增大。为了达到较好的降噪效果，消声导流片厚度较大，间距较小，厚度和间距一般为50-100mm左右。与安装降噪装置之前相比，可降低噪声20-30db，但同时，冷却塔进风口通风面积比安装前减少50％左右，通风阻力增加50pa以上，通风量减少20％以上，冷却能力降低15％以上，出塔水温升高1.5℃左右。

实施例1。

参见图1和图4-6。

降噪装置采用多个消声导流片组1，每个消声导流片组1包含多块消声导流片11，冷却塔底部的进风口处有多个消声导流片组1。冷却塔底部共有两个进风口，两个进风口分别为前进风口和后进风口，前进风口安装有多个竖直方向排布的消声导流片组1，后进风口安装有多个竖直方向排布的消声导流片组1。

冷却塔顶部的排风口处安装有多个消声导流片组1，同一个消声导流片组1内的所有消声导流片11均相互平行且水平安装，任意相邻的两块消声导流片11之间的距离均相等，进风口处的消声导流片组1沿竖直方向排布，出风口处的消声导流片组1均水平安装，同一消声导流片组1内的消声导流片11均相互平行。

排风口的下方安装有导流装置2，导流装置下方安装有水池消声垫3。冷却塔的四周均为隔声墙4。冷却塔的两侧均安装有楼梯5。楼梯5顶部旁安装有检修门6。

本实施例中消声导流片11为折弯型消声导流片。折弯型消声导流片的中心线为左右对称结构；折弯型消声导流片的中心线函数为y-1＝cosh(na0x)，其中x为折弯型消声导流片中心线上任意一点与折弯型消声导流片中心线的对称轴之间的垂直距离，y为折弯型消声导流片中心线上任意一点与折弯型消声导流片中心线顶点的切线之间的垂直距离，a0为风进入折弯型消声导流片端点时的压强，n为大于1的自然数；折弯型消声导流片中心线上任意一点对应的厚度为l，其中ρ为该点处对应的空气密度，v为该点处对应风速，p为该点处对应压强；相邻两块折弯型消声导流片之间的距离为d，其中υ0为风进入折弯型消声导流片时的速率，g为重力加速度，k为常数；其中折弯型消声导流片为层状结构，折弯型消声导流片的上表面和下表面均为导流层，折弯型消声导流片的上表面和下表面之间为吸音层。y-1＝cosh(na0x)中，若y的单位为m，则该式中1的单位为m；若y的单位为cm，则该式中1的单位为0.01m。n的取值根据实际需求定制，更加具体的冷却任务、冷却塔规格等因素具体考量。本发明的设计充分考虑到风量损失率与初始风量的关系为非线性，通过该条件下设计了该节能降噪性能更为优异的折弯型消声导流片设计。折弯型消声导流片中心线上任意一点作折弯型消声导流片中心线对称轴的平行线，该平行线与折弯型消声导流片的边缘相交，交点处的空气密度为折弯型消声导流片中心线上该点对应的空气密度，交点处的风速为折弯型消声导流片中心线上该点对应的风速，交点处的压强为折弯型消声导流片中心线上该点对应的压强。k的取值同样参考具体情况，根据具体的冷却任务、冷却塔规格等因素具体考量。与直板型消声导流片相比，折弯型消声导流片使得噪声在传播过程中进行多次折返，提高了消声降噪能力。因此，在同等降噪要求前提下，采用折弯型消声板时，可以适当减小片厚，增加片距，降低折弯对流阻的影响，有效提高通风量，改善冷却塔的冷却效果。

折弯型消声导流片的左端和右端均为弧形，折弯型消声导流片中心线左端对应的厚度为l1，折弯型消声导流片中心线右端对应的厚度为l2，折弯型消声导流片的左端的曲率半径数值为折弯型消声导流片的右端的曲率半径数值为

进风口处相邻的消声导流片组1之间设置有多块水平方向安装的减震板，减震板的一端固定在冷却塔上，减震板形状为矩形板，上下相邻的两块折弯型消声导流片之间通过减震板相连，水平方向上相邻的减震板之间存在空隙。

本实施例提出的折弯型消声导流片的厚度减薄为30-50mm，间距增加为100-150mm，通风面积增加30％以上，通风阻力减小为30pa左右，通风量增加10％以上，冷却能力提高5-10％，出塔水温降低0.5-1℃。综上所述，本发明提出的三种新型消声导流片可作为机械通风冷却塔的降噪装置，有效增加声波在装置中的反射次数，对噪声进行多次吸收，提高降噪效率，并能增加消声导流片片距，减小片厚，有效降低通风阻力，提高通风量，进而提高冷却塔的冷却能力，达到节能降噪的目的。

实施例2。

参见图2和图4-6。

降噪装置采用多个消声导流片组1，每个消声导流片组1包含多块消声导流片11，冷却塔底部的进风口处有多个消声导流片组1。冷却塔底部共有两个进风口，两个进风口分别为前进风口和后进风口，前进风口安装有多个竖直方向排布的消声导流片组1，后进风口安装有多个竖直方向排布的消声导流片组1。

冷却塔顶部的排风口处安装有多个消声导流片组1，同一个消声导流片组1内的所有消声导流片11均相互平行且水平安装，任意相邻的两块消声导流片11之间的距离均相等，进风口处的消声导流片组1沿竖直方向排布，出风口处的消声导流片组1均水平安装，同一消声导流片组1内的消声导流片11均相互平行。

排风口的下方安装有导流装置2，导流装置下方安装有水池消声垫3。冷却塔的四周均为隔声墙4。冷却塔的两侧均安装有楼梯5。楼梯5顶部旁安装有检修门6。

本实施例中消声导流片11为阶梯型消声导流片。阶梯型消声导流片的中心线左右对称，阶梯型消声导流片包括消声导流片左部和消声导流片右部，消声导流片左部和消声导流片右部均由消声导流块组成，消声导流片左部包含的消声导流块数量和消声导流片右部包含的消声导流块数量相同，所有消声导流块均为立方体；水平方向上，组成消声导流片左部的消声导流块从左向右依次排列，组成消声导流片左部的消声导流块从左到右依次向前排列；水平方向上，组成消声导流片右部的消声导流块从左向右依次排列，组成消声导流片左部的消声导流块从左到右依次向后排列。将所有消声导流块对齐排列，当消声导流块的数量足够大，则其外轮廓与用于冷却塔的折弯型降噪装置的外轮廓相同。采用用于冷却塔的阶梯型降噪装置，可以进一步增加灵活安装的特性，另一方面，相邻的消声导流块可以形成一定的反射区域，相比折弯型具有更加牢靠的反射区域，类似于陷光效应。同时由于与折弯型形状相似，避免了风量的急剧减小，保证了冷却塔基础的冷却能力，同时增强了降噪节能的效果。相比折弯型具有更高的降噪效果。

本实施例提出的阶梯型消声导流片的厚度减薄为30-50mm，间距增加为100-150mm，通风面积增加30％以上，通风阻力减小为30pa左右，通风量增加10％以上，冷却能力提高5-10％，出塔水温降低0.5-1℃。综上所述，本发明提出的三种新型消声导流片可作为机械通风冷却塔的降噪装置，有效增加声波在装置中的反射次数，对噪声进行多次吸收，提高降噪效率，并能增加消声导流片片距，减小片厚，有效降低通风阻力，提高通风量，进而提高冷却塔的冷却能力，达到节能降噪的目的。

实施例3。

参见图3和图4-6。

降噪装置采用多个消声导流片组1，每个消声导流片组1包含多块消声导流片11，冷却塔底部的进风口处有多个消声导流片组1。冷却塔底部共有两个进风口，两个进风口分别为前进风口和后进风口，前进风口安装有多个竖直方向排布的消声导流片组1，后进风口安装有多个竖直方向排布的消声导流片组1。

冷却塔顶部的排风口处安装有多个消声导流片组1，同一个消声导流片组1内的所有消声导流片11均相互平行且水平安装，任意相邻的两块消声导流片11之间的距离均相等，进风口处的消声导流片组1沿竖直方向排布，出风口处的消声导流片组1均水平安装，同一消声导流片组1内的消声导流片11均相互平行。

排风口的下方安装有导流装置2，导流装置下方安装有水池消声垫3。冷却塔的四周均为隔声墙4。冷却塔的两侧均安装有楼梯5。楼梯5顶部旁安装有检修门6。

本实施例消声导流片11为波纹型消声导流片。波纹型消声导流片的中心线形状为正弦波形，波纹型消声导流片的中心线形状的波形函数为其中α为波形函数的振幅，a0为风进入波纹型消声导流片端点时的压强，n为大于1的自然数，波纹型消声导流片的水平宽度为2x0，-x0≤x≤x0，波纹型消声导流片的中心线上任意一点对应的波纹型消声导流片厚度为l，l＝ma0ln²x，其中m为常数，x为波纹型消声导流片中心线的中心与波纹型消声导流片中心线上任意一点之间的垂直距离。α和n的取值依据具体的冷却任务、冷却塔规格等因素具体考量。2x0的具体取值依据冷却塔的规格选择。该设计主要考虑冷却塔的实际冷却能力与能耗之间的关系，避免了无效的浪费。

本实施例提出的波纹型消声导流片的厚度减薄为30-50mm，间距增加为100-150mm，通风面积增加30％以上，通风阻力减小为30pa左右，通风量增加10％以上，冷却能力提高5-10％，出塔水温降低0.5-1℃。综上所述，本发明提出的三种新型消声导流片可作为机械通风冷却塔的降噪装置，有效增加声波在装置中的反射次数，对噪声进行多次吸收，提高降噪效率，并能增加消声导流片片距，减小片厚，有效降低通风阻力，提高通风量，进而提高冷却塔的冷却能力，达到节能降噪的目的。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。