一种消声节能管道的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种消声节能管道，包括管道入口，管道主体与管道出口；其中管道主体为管道入口与管道出口之间的部分，管道主体包括一个或一个以上的管道组，管道组由两个独立的分支管道组成；声波在进入管道组后沿该管道组的两个分支管道分成不同路径进行传播，最后在传出该管道组进行汇合时两个分支管道传出的声波的相位差为的奇数倍。本发明利用声波干涉抵消的原理巧妙地将消声与稳流良好地统一在一起，既起到了很好的消声效果，又起到了节能稳流的作用。
【专利说明】
-种消声节能管道
技术领域
[0001] 本发明技术设及一种消声节能管道，属于冶炼厂、炼油厂、燃煤电厂换热系统、空 调及其他领域的通风节能系统。
【背景技术】
[0002] 冶炼厂、炼油厂、燃煤电厂换热系统、空调系统及其他通风系统的风机运行时产生 的噪声除一部分通过风机及管壁透射到周边空间环境外，还有大部分噪声沿管道系统传 播，通过管道进风口福射到外界空间。同时，管道系统中气流流动所产生的二次噪声也通过 W上两种途径福射到周围空间。该两部分噪声对周边人员的工作和生活都会产生较大的不 利影响。
[0003] 高效、节能一直是通风管道系统所追求的设计目标，而管道内流场特性是运一目 标的关键影响因素。不均匀的管道内流速和压力分布将降低通风效率、增大设备运行阻力， 而运些往往是由于管道设计参数不合理引起的。在通风管道设计中，气流在管道内的流场 非常复杂，尤其在弯管处，气体的速度和压力都发生明显的变化，产生素流，是造成管道压 力损失的主要原因，同时也易引发较高的气流再生噪声和振动。
[0004] 目前对于通风管道系统的噪声治理，一般采用风机及其管道的隔声处理;管道进 风口设置进风消声器等措施。风机及其管道系统的隔声处理，可W降低风机和管道内噪声 直接向外福射的噪声量;管道系统进风口加装消声器，可降低风机及气流噪声沿管道向外 福射的噪声量。但W上两种噪声治理措施对于风机和气流流动所产生的低频噪声的治理效 果差，尤其是在大风量、高流速条件下，进风消声器的消声性能下降甚至丧失。同时，管道进 风消声器的压力损失往往是通风管道本身压力损失的几倍甚至几十倍，加装进风消声器后 很大程度上增大了管道的通气阻力，在相同风量要求下，增大了风机输入功率，又使得能耗 增加。
[0005] 在严苛的节能减排压力和环境噪声控制要求下，具有节能和自消声性能的弯管， 将成为该技术的发展方向。
[0006] 授权公告日为2014年09月30日，授权公告号为CN204164042U的中国专利中，公开 了一种用于35kV主变室的排放消声弯头，安装与35KV主变室外壁上的壁式轴流排风机的出 风口处，包括外壳和设于外壳内的通风空腔，通风空腔于所述外壳上分别设有入风口和出 风口，通风空腔入风口的中屯、线与室壁式轴流排风机的中屯、线重合，还包括设置于外壳上 且位于出风口处的不诱钢丝网和设置于通风空腔中屯、处沿其延伸方向延伸的消声片，消声 片的入风端设有锥形导流件，且该锥形导流件的顶端与入风口的所处平面之间设有间隙， 消声片的另一端与出风口所处的平面齐平。本发明技术排放消声弯头的整体消声量更高， 较现有技术可提高3地(A) W上，且在35kV变压器噪声的峰值频率处有更好的消声效果。该 消声弯头采用阻性吸声材料形成消声通道的方式达到消声的目的，但其消声频带主要针对 中高频，根据其通道的结构形式，通道的消声量较低且环境适应性较差。同时由于管道内壁 填充了吸声材料，相对增大了弯管的阻力，且体积较大。
[0007]授权公告日为2011年09月26日，授权公告号为CN202248777U的中国专利中，公开 了一种火力发电厂烟气系统的节能弯头结构，包括壁板、加固肋，其特征在于:壁板组成四 面的连续的道体，在道体内沿气流中屯、轴向且连接两侧壁板设有翼型导流装置。该节能弯 头对于降低管道压损，改善其内部流场具有较大的积极作用，但在降噪减振方面只是改善 了管道内的素流状态，降低了气流素流所产生的二次噪声和振动，弯头本身并没有消声能 力。
【发明内容】
[000引本发明技术的目的之一是提供一种新型消声节能管道，该弯管结构简单，不需要 添加任何吸声材料即可实现较好的消声效果，环境适应性强，且其可W根据特定频率进行 设计，有较高的设计频带消声特性。对于冶炼厂、炼油厂、燃煤电厂换热等管道系统，可去除 原有管道消声器，降低系统压损。
[0009] 本发明技术的目的之二是弯管各组干设消声分支管道设计时结合管道内的流场 特性，使各组分支管道在实现消声的同时具有均流、稳流作用，进而改善管道系统内部流场 特性，降低管道流动阻力，实现节能。
[0010] 本发明的目的之=是通过消声节能管道的调节作用，改善管道内气流的素流状 态，降低气流流动所引发的二次气流噪声，同时降低气流素流所诱发的振动。
[0011] 本发明的技术方案如下：
[0012] -种消声节能管道，包括管道入口，管道主体与管道出口；其中管道主体为管道入 口与管道出口之间的部分，管道主体包括一个或一个W上的管道组，管道组由两个独立的 分支管道组成；声波在进入管道组后沿该管道组的两个分支管道分成不同路径进行传播， 最后在传出该管道组进行汇合时两个分支管道传出的声波的相位差为n的奇数倍。
[0013] 所述的消声节能管道，管道组的个数与管道入口处声压频谱曲线中的声压极值个 数相同。
[0014] 所述的消声节能管道，分支管道是由多块壁板组成的连续通道。
[0015] 所述的消声节能管道，管道入口与管道出口上设置有连接部件。
[0016] 所述的消声节能管道，其特征在于，连接部件为法兰。
[0017] 本发明提供的消声节能管道，该管道结构简单，不需要添加任何吸声材料即可实 现较高的消声效果，环境适应性强。消声节能管道在实现管道消声的同时，改善管道内部流 场特性，降低通气阻力实现节能，同时降低管道内气流流动所引起的二次噪声与振动。
[0018] 本发明提供的消声节能管道基于分支管道沿气流中屯、轴向的长度根据弯管噪声 入口处的声压极值频率(抵消频率)设计，通过声波干设达到了消声的作用，同时利用分支 管道将声波与气流分流，起到了消除旋流的作用，进一步达到了稳流效果。
[0019] 本发明技术设及多个工作原理，具体如下：
[0020] 工作原理一:风机运行产生的噪声，沿管道系统传播，在各组干设消声分支管道入 口分为两列，声波在两分支管道内传播不同距离后在分支管道出口产生干设现象，若两列 声波的振幅相同，在相位差为n的奇数倍的空间区域，两列声波将相互抵消。
[0021 ]工作原理二:气流在管道内的流场非常复杂，尤其是在弯管处，气流的速度和压力 将发生明显变化，出现较大的压力梯度和速度差，产生端流脉动作用并伴随有大满流的存 在，增大了管道的通气阻力，产生较大的二次噪声并易诱发振动。消声节能管道各组分支管 道通过一定均流作用，可改善管道内流场，消除素流现象，使得管道内压力和流速分布相对 均匀，降低管道的通气阻力，实现节能。随着管道内流场的改善，气流的素流、脉动作用降 低，气流流速所诱发的二次再生和振动也随之减弱。
[0022] 工作原理管道干设消声受气流速度的影响较小，且由于不采用任何吸声材料， 因此结构相对简单，体积小，环境适应性更强，避免了传统降噪方案中因加装消声装置而使 得系统压损增大的问题，极大提高了节能性。
[0023] 本发明与现有技术相比有益效果如下：
[0024] 1、节能消声管道内壁不需要添加任何吸声材料即可达到较高的消声性能，结构简 单，体积小，环境适应能力强，且受气流的影响小。
[0025] 2、节能消声管道内各组干设消声分支管道应用干设消声原理，可根据特定频率进 行设计，具有较好的设计频带消声特性。
[0026] 3、节能消声管道的各组干设消声管道的设计，在达到消声效果的同时利用各分管 道将气流分流，改善了管道内部流场，降低了通气阻力，实现节能。
[0027] 4、各组干设消声管道组合在一起，改善管道内部流场，起到均流稳流的作用，降低 因气流素流而诱发的二次气流噪声和振动。
[0028] 5、本发明技术首次实现了管道消声降噪与节能减振的统一。
[0029] 6、本发明技术首次实现不按照传统消声器的设计方法，实现通风消声，提高了通 风管道的使用寿命。
[0030] 本发明提供的节能消声管道创造性地运用干设消声的原理设计了分支管道达到 了消声作用，同时又利用分支管道的设计在消声基础上达到了节能稳流的作用，将消声与 稳流巧妙地统一。本发明结构简单作用明显，可W完全实现消声的同时达到稳定流场的效 果。
【附图说明】
[0031 ]图1为本发明实施例1所述的消声节能管道示意图；
[0032] 图2为本发明实施例1所述的消声节能管道分支管道设计原理图；
[0033] 图3为本发明实施例2所述的消声节能管道示意图；
[0034] 图4为本发明实施例3所述的消声节能管道示意图；
[0035] W上图1、图3和图4中，1为管道入口，2为管道主体，21为第一管道组，22为第二管 道组，3为管道出口，4为连接部件。
【具体实施方式】：
[0036] W下结合附图对本发明提供的消声节能管道进行进一步说明。
[0037] 实施例1
[0038] 如图1所示，为本发明提供的消声节能管道示意图，包括管道入口 1，管道主体2与 管道出口 3;其中管道主体2为管道入口 1与管道出口 3之间的部分，管道主体2包括一个管道 组，管道组由两个独立的分支管道组成；声波在进入管道组后沿该管道组两个各分支管道 分成不同路径进行传播，最后在传出该管道组进行汇合时两个分支管道传出的声波的相位 差为n的奇数倍。本实施例的设计原理如下：
[0039] 如图2管道组中设置并联分支管道。设两分支管道的长度分别为h和12,管道截面 积均为入射声波在分支点A处分成两路，分别传播h和b后，在分支点B处汇合。如果声 传播路程之差等于半波长的奇数倍，即
[0040]
[0041] 那么两声波的相位差为31的奇数倍，因此在B处叠加后将相互抵消。记相应的频率 为fn，即
[0042]
[0043] 由此可知，对于频率为fn的声波，不能通过运种分支管道传播出去，运种频率叫抵 消频率。
[0044] 实施例2
[0045] 如图3所示，为本实施例提供的消声节能管道示意图，其为实施例1基础上的改进， 其中分支管道的转角处为弧形设计，进一步有利于稳定流场，起到节能作用;管道入口与管 道出口上设置有连接部件4,该连接部件为连接法兰，进一步方便管道与其他设备的连接应 用。
[0046] 实施例3
[0047] 利用本发明提供的节能消声管道应用于电厂通风系统，并安装在风机进风管道系 统发挥消声节能作用。经现场测量，在节能消声管道的安装处声压频响曲线中设及两个声 压峰值频率，因此所述消声节能管道(如图4所示)包括两组管道组，分别为第一管道组21和 第二管道组22，每个管道组对应于一个声压峰值频率，其中第一管道组21W 230Hz作为抵消 频率，第二管道组22W460HZ作为抵消频率。各分支管道是由多块壁板组成的连续通道，各 组分支管道带有一定弧度和倾角。
[004引节能消声管道工作时，由风机方向传播过来的噪声，从各组干设消声分支管道入 口分成两列声波，经各管道组的分支管道后在噪声出口处发生干设抵消作用，设计抵消频 率处的噪声将完全抵消，实现管道的消声降噪。气流流入各分支管道，由于各分支管道的均 流作用，避免出现满流等不利流场缺陷，使得管道内流速和压力分布均匀，降低流动阻力， 减少了气流稳流引发的二次噪声和振动，实现了节能和减振。
[0049] 本实施例中其在230和460Hz处的降噪量分别为17.8地和18地，管道传声损失约为 20地，可替代一台普通阻性消声器。节能消声管道接入管道系统中，在设计工况下，管道本 身压力损失降低一半，对比含消声器的管道系统，节能量约为15%。
【主权项】
1. 一种消声节能管道，包括管道入口，管道主体与管道出口；其中管道主体为管道入口 与管道出口之间的部分，其特征在于，管道主体包括一个或一个以上的管道组，管道组由两 个独立的分支管道组成;声波在进入管道组后沿该管道组的两个分支管道分成不同路径进 行传播，最后在传出该管道组进行汇合时两个分支管道传出的声波的相位差为的奇数倍。2. 根据权利要求1所述的消声节能管道，其特征在于，管道组的个数与管道入口处声压 频谱曲线中的声压极值个数相同。3. 根据权利要求1所述的消声节能管道，其特征在于，分支管道是由多块壁板组成的连 续通道。4. 根据权利要求1所述的消声节能管道，其特征在于，管道入口与管道出口上设置有连 接部件。5. 根据权利要求4所述的消声节能管道，其特征在于，连接部件为法兰。
【文档编号】F16L55/033GK106015818SQ201610530255
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】张荣初, 解建坤, 闻小明, 邹怡然
【申请人】南京常荣声学股份有限公司