ГЛУШИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК F01N1/00 F01N5/04 

Изобретение относится к устройствам подавления шума механического и газодинамического происхождения и может найти применение в разных отраслях народного хозяйства для выброса продуктов сгорания, сжатого воздуха и газа, пара в атмосферу.

Известен глушитель, содержащий корпус, разделенный перегородками на впускную, выпускную и центральную камеры, сообщенные между собой центральной эжекционной трубкой, резонансными трубками и щелевым завихрителем, тангенциальный ввод и осевой выпуск [1]
Известный глушитель имеет невысокую эффективность шумоглушения.

Известно наиболее близкое по технической сущности и достигаемому результату устройство, содержащее вихревую камеру в виде плоского цилиндра с тангенциальным входным патрубком и осевым соплом, камеру смешения, сообщенную при помощи сопла с атмосферой, и выпускную камеру [2]
Известное устройство имеет невысокую эффективность шумоглушения.

Цель изобретения повышение эффективности шумоглушения.

Цель достигается тем, что в глушителе содержащем корпус, имеющий камеру завихрения, выполненную в виде плоского цилиндра с входным тангенциальным патрубком и сообщенную с камерой смешения, пассивное сопло, соединенное с атмосферой и расположенное в камере завихрения, и выпускную камеру, согласно изобретению в корпусе размещен ротор, охватывающий камеры завихрения и смешения, а выпускная камера выполнена в виде щелевого диффузора.

Глушитель снабжен генератором электрического тока, ротор которого кинематически связан с ротором корпуса. Кроме того, глушитель снабжен лопатками, расположенными в камере завихрения.

На фиг. 1 схематически изображен глушитель, продольный разрез; на фиг.2 глушитель с генератором электрического тока; на фиг.3 глушитель с обмоткой генеpатора на корпусе и роторе; на фиг.4 глушитель с лопатками в зоне плоской вихревой камеры; на фиг.5 глушитель с лопатками в зоне пассивного сопла; на фиг.6 щелевой диффузор глушителя с буртиком; на фиг.7 глушитель с отсосом отработавших газов из цилиндра двигателя внутреннего сгорания.

Глушитель содержит корпус 1. В корпусе посредством подшипниковых узлов 3 установлен ротор 2, выполнены тангенциальный ввод 4 отработавших газов, щелевой диффузор 5 выпускной камеры и пассивное сопло 6 ввода окружающей среды. В роторе образованы плоская камера 7 ускорения вихря и камера 8 смешения, составляющие проточную часть 9 глушителя. Камеры 7, 8, диффузор 5 и сопло 6 соосны. Сопло 6 соединяет камеру 8 смещения с окружающей средой. Стенки 10 и 11 ротора 2 жестко соединены между собой посредством дистанционных втулок 12, а высота камеры 7 соответствует высоте (диаметру) тангенциального ввода 4. Сопло 6 размещено в камере 7 и частично в камере 8 с зазором 13. Камера 8 сообщена с атмосферой посредством щелевого диффузора 5. Ввод 4 может быть выполнен в виде цилиндрического отверстия или в виде сужающегося сопла 14 во вводе 4.

Работает глушитель следующим образом.

Отработавшие газы ускоряются во вводе 4 (сопле 14), истекают в камеру 7, образуя свободный вихрь, который продолжает ускоряться в камере 7 по мере движения от периферии к центру, к стоку в камеру 8 через зазор 13. Центробежная сила вихря образует разрежение с максимальной величиной в приосевой зоне камеры 8. Разрежение засасывает окружающую среду в камеру 8 смешения через сопло 6, смешивает ее с отработавшими газами, замедляет и охлаждает их, повышая уровень разрежения в камере 8 за счет снижения температуры смеси сред. Вихрь взаимодействует с поверхностью проточной части 9 и вращает ротор 2, обуславливая снижение уровня окружной скорости относительно ротора и уменьшение потерь энергии на трение, но значительный рост абсолютной величины окружной скорости вихря. Это обеспечивает рост уровня разрежения в приосевой зоне камеры 8. Работа по всасыванию окружающей среды уменьшает уровень мощности звуковой энергии, обуславливая эффективное шумоглушение.

Возможно исполнение, когда глушитель снабжен генератором электрического тока, ротор 15 которого соединен с ротором 2 посредством вала 16 и пальца 17. Работает такой глушитель аналогично описанному за исключением того, что ротор 2 вращает ротор 15 генератора, обеспечивая выработку электроэнергии.

Возможно исполнение, когда обмотка 18 возбуждения генератора выполнена на роторе 2, а статор 19 генератора установлен в корпусе 1, что уменьшает габариты глушителя. Работает этот глушитель аналогично описанному.

Возможно исполнение, когда ротор 2 снабжен лопатками 20, расположенными на периферии камеры 7 и обуславливающими рост мощности, развиваемой ротором 2 и генератором электрического тока. Работает такой глушитель аналогично описанному за исключением того, что вихрь взаимодействует с лопаткам 20, вращая ротор 2.

Возможно исполнение, когда сопло 6 выполнено на роторе 2 и снабжено лопатками 21, торцовой стенкой 22 в зоне сопла 6. Лопатки 21 закручивают и нагнетают засасываемую окружающую среду и создают дополнительную тягу для этой среды. Работает такой глушитель аналогично описанному за исключением того, что лопатки 21 нагнетают окружающую среду, а вихрь в сопле 6 замыкается на торцовую стенку 22, уменьшая сопротивление входа и уровень шума глушителя.

Возможно исполнение, когда щелевой диффузор 5 снабжен буртиком 23, обеспечивающим отражение звуковой волны в диффузор 5 и на корпус 1, что усиливает шумоглушение. Работает такой глушитель аналогично описанному за исключением того, что звуковая волна отражается от цилиндрической поверхности буртика 23 и корпуса 1 в диффузор 5 и в полузамкнутый объем выхлопа глушителя.

Возможно исполнение, когда буртик 23 выполнен перфорированным в своей нижней части.

Работает глушитель в этом случае аналогично описанному за исключением того, что одновременно с отражением потока смеси сред он истекает в атмосферу через отверстия в буртике 23, снижая уровень шума.

Возможно исполнение, когда среда засасывается в сопло 6 через радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, охлаждая двигатель и совершая полезную работу. Работает исполнение аналогично описанному.

Возможно исполнение, когда в сопле 6 соосно ему с зазором 24 выполнено сопло 25. Сопло 25 частично расположено в камере 8 и соединено трубопроводом 26 и с помощью дополнительных клапанов с цилиндрами двигателя внутреннего сгорания. Это обеспечивает отсос остатков отработавших газов из цилиндров двигателя за счет энергии выхлопных газов. Работает такой глушитель аналогично описанному.

Аналогично описанному работает глушитель при выхлопе сжатого воздуха, газа, пара и продуктов сгорания.

Использование: в разных отраслях народного хозяйства для выброса продуктов сгорания, сжатого воздуха и газа, пара в атмосферу. Сущность изобретения: глушитель содержит корпус 1 и ротор 2, тангенциальный ввод 4 отработавших газов, щелевой диффузор 5 выпускной камеры, пассивное сопло 6, плоскую камеру 7 ускорения вихря и камеру 8 смешения в роторе 2. В корпусе размещен ротор, охватывающий камеры завихрения и смешения, а выпускная камера выполнена в виде щелевого диффузора. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. ГЛУШИТЕЛЬ, содержащий корпус, имеющий камеру завихрения, выполненную в виде плоского цилиндра с входным тангенциальным патрубком и сообщенную с камерой смешения, пассивное сопло, соединенное с атмосферой и расположенное в камере завихрения, и выпускную камеру, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности шумоглушения, в корпусе размещен ротор, охватывающий камеры завихрения и смешения, а выпускная камера выполнена в виде щелевого диффузора. 2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен генератором электрического тока, ротор которого кинематически связан с ротором корпуса. 3. Глушитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен лопатками, расположенными в камере завихрения.