ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА Российский патент 1995 года по МПК F01N1/08 

Изобретение относится к глушителям шума перепускаемого воздуха вспомогательных газотурбинных двигателей (ВГТД).

Известен глушитель шума выхлопа двигателя внутренного сгорания, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, снабженный впускной и выпускной камерами, соединенными между собой при помощи спирального канала и полым обтекателем, установленным внутри соосно, образующими винтовой зазор, увеличивающийся по ходу движения газа [1]
Наиболее близким к изобретению является глушитель шума двигателя внутреннего сгорания, содержащий две цилиндрические камеры с торцовыми стенками, установленные с торцовым зазором относительно друг друга, связанные с выхлопной магистралью тангенциальными патрубками, подключенными к цилиндрическим камерам с противоположных сторон для образования противоположного направления движения газов в камерах, при этом выпускное отверстие в каждой камере выполнено в торцовой стенке и обращено встречно к выпускному отверстию второй камеры [2]
Недостатком прототипа является малая эффективность глушения шума, так как энергия выхлопа гасится в одном пиковом значении при выходе газов только из одного отверстия в каждой камере и при встрече с потоком противоположного направления второй камеры, т.е. нет дробления потока выходящих газов.

В предлагаемом глушителе шума перепускаемого воздуха, преимущественно вспомогательного газотурбинного двигателя (ВГТД), имеющего выхлопное сопло, содержащем цилиндрические камеры, между которыми установлена разделительная стенка, образующая встречное направление движения выпускаемого газа, объединенные общим впускным патрубком, камеры снабжены общим корпусом, выполнены кольцевыми и охватывают выхлопное сопло двигателя, а разделительная стенка выполнена перфорированной и установлена радиальной и наклонно к торцовым поверхностям камер с образованием двух сужающихся каналов. Такое выполнение камер с перфорированной стенкой обеспечивает встречу пиковых значений звуковой волны в каждом отверстии общей перфорированной стенки со сдвигом по времени, так как волна проходит разную длину пути в соседних встречных каналах от входного патрубка до одного из множества отверстий перфорированной стенки, т.е. оба встречных потока дробятся и смешиваются между собой, уменьшая энергию выходящего потока и шум.

Узкий выход каждого из двух сужающихся каналов сообщен с широким его входом. Такое выполнение каналов уменьшает действие пиковых значений давлений в потоке на стенки каналов за счет взаимодействия встречных потоков и выравнивания давления.

На фиг. 1 представлен осевой разрез выхлопного устройства ВГТД; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 развертка Б-Б на фиг. 2 каналов глушителя шума.

Вспомогательный газотурбинный двигатель имеет выхлопное сопло 1, канал 2 перепуска сжатого воздуха из компрессора (не показан), сообщенный с кольцевым концентричным соплу корпусом 3 воздухосборника, образующим кольцевой канал, который имеет на выходе перфорированный экран 4 с отверстиями 5 и выходную щель 6.

Кольцевой канал корпуса 3 разделен перфорированной стенкой 7 с отверстиями 8 на два равномерно сужающихся канала 9 и 10, причем стенка 7 образует в зоне общего впускного патрубка 11 подвода воздуха широкий вход 12, 13 и узкий выход 14, 15 каждого из каналов 9 и 10.

В процессе работы двигателя излишки сжатого воздуха от компрессора перепускаются по каналу 2 в зону выхлопного сопла 1 и через патрубок 11 попадают в два сужающихся канала 9 и 10. Сжатый воздух движется по каналах 9 и 10, и через перфорированную стенку 7 потоки в каналах акустически взаимодействуют между собой. Время движения звуковой волны потока воздуха в канале 9 от входного патрубка 11 до произвольного отверстия n не равно времени движения той же звуковой волны во встречном потоке канала 10 из-за разности пути. Поэтому в произвольном отверстии n встречаются звуковые волны канала 2, смещенные по времени, и в результате наложения волн происходит гашение колебаний и снижение уровня шума. После прохождения канала 9 ослабленная звуковая волна выходит через узкий выход 14 (а из канала 10 через узкий выход 15) и попадает в зону широкого входа 12, 13. За счет этого уменьшается поступление воздуха в сужающиеся каналы 9 и 10 и уменьшается ударное действие на стенки каналов вновь поступающих из канала 2 пиковых (ударных) волн давления потока.

Использование предложенного технического решения позволяет значительно уменьшить уровень шума струи перепускаемого воздуха, повысить надежность конструкции за счет снижения ударного действия волн давления на стенки устройства и уменьшить массу устройства за счет возможности снижения толщины стенок каналов.

Использование: для глушения шума струи перепускаемого воздуха вспомогательного газотурбинного двигателя. Сущность изобретения: глушитель содержит цилиндрические камеры, между которыми установлена разделительная стенка, образующая встречное направление движения выпускаемого газа. Камеры имеют общий впускной патрубок и общий корпус, выполнены кольцевыми и охватывают выхлопное сопло двигателя. Разделительная стенка выполнена перфорированной и установлена радиально и наклонно к торцовым поверхностям камер с образованием двух сужающихся каналов. Узкий выход каждого из двух сужающихся каналов может быть сообщен с широким его входом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА перепускаемого воздуха, преимущественно вспомогательного газотурбинного двигателя, имеющего выхлопное сопло, содержащий цилиндрические камеры, между которыми установлена разделительная стенка, образующая встречное направление движению выпускаемого газа, и которые объединены общим впускным патрубком, отличающийся тем, что камеры снабжены общим корпусом, выполнены кольцевыми и охватывают выхлопное сопло двигателя, а разделительная стенка выполнена перфорированной и установлена радиально и наклонно к торцевым поверхностям камер с образованием двух сужающихся каналов. 2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что узкий выход каждого из двух сужающихся каналов сообщен с его широким входом.