ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ГАЗОВОЙ СТРУИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2009 года по МПК F01N1/14 

Изобретение относится к области глушителей шума газовой струи преимущественно газотурбинных двигателей.

Известен глушитель шума газовой струи по а.с. СССР №785532, F01N 1/14, 1979 г., содержащий облицованный звукопоглощающим материалом цилиндрический эжекторный насадок с размещенным в нем проточным элементом, выполненным в виде пучка цилиндрических трубок, расходящихся по ходу газа от центра к периферии (прототип).

Недостатком этого глушителя является его низкая акустическая эффективность, так как ввиду резкого снижения скорости потока от центра к периферии акустическая энергия струи эффективно излучается и рассеивается лишь в центральной части глушителя.

Технический результат - повышение надежности и снижение трудоемкости изготовления.

Это достигается тем, что в глушителе шума газовой струи преимущественно для газотурбинного двигателя, содержащем облицованный звукопоглощающим материалом цилиндрический эжекторный насадок с размещенным в нем проточным элементом, выполненным в виде пучка цилиндрических трубок, расходящихся по ходу газа от центра к периферии, цилиндрические трубки проточного элемента жестко связаны между собой, а проточный элемент крепится к внутренней поверхности цилиндрического эжекторного насадка с помощью, по крайней мере, трех спиц, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси эжекторного насадка, а в качестве звукопоглощающего материала, которым облицована внутренняя поверхность цилиндрического эжекторного насадка, используется минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». В качестве звукопоглощающего материала, которым облицована внутренняя поверхность цилиндрического эжекторного насадка используется материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5...10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа.

На фиг.1 изображена схема глушителя шума газовой струи; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.1.

Глушитель шума газовой струи состоит из облицованного звукопоглощающим материалом 1 цилиндрического эжекторного насадка 2 с входным и отводящим каналами 3 и 4 соответственно. Эжекторный насадок 2 расположен за соплом 5, соосно которому во входном канале 3 установлен проточный элемент 6, выполненный в виде пучка цилиндрических трубок 7, расходящихся от центра к периферии и жестко связанных между собой. Входные сечения трубок 7 сгруппированы в центральной части эжекторного насадка 2, а их выходные сечения равномерно распределены по сечению эжекторного насадка 2. Проточный элемент 6 крепится к внутренней поверхности цилиндрического эжекторного насадка 2 с помощью, по крайней мере, трех спиц, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси эжекторного насадка 2 (на чертежах не показано). Внутренняя полость проточного элемента 6 заполнена звукопоглощающим материалом 8.

В качестве звукопоглощающего материала 1 и 8 используется минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». В качестве звукопоглощающего материала 1 и 8 используется материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5...10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа. В качестве звукопоглощающего материала 1 и 8 используется материал из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30...45%. В качестве звукопоглощающего материала 1 и 8 используется материал, выполненный в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3...2,5 мм.

Глушитель шума газовой струи работает следующим образом.

Наибольшая часть газовой струи, истекающей из сопла 5, попадает в трубки 7 и вытекает из последних в виде ряда струй, равномерно распределенных по сечению эжекторного насадка 2. Воздух эжектируется из атмосферы во входной канал 3 и смешивается с отдельными струями, вытекающими из трубок 7, вследствие чего процессы звукоизлучения и рассеивания акустической энергии происходят во всем объеме насадка 2. Благодаря выполнению проточного элемента глушителя в виде пучка цилиндрических трубок, расходящихся по ходу газа от центра к периферии, повышается надежность и снижается трудоемкость изготовления глушителя. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя 1 и 8, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя.

Изобретение относится к глушителям шума газовой струи преимущественно газотурбинных двигателей. Глушитель шума содержит облицованный звукопоглощающим материалом цилиндрический эжекторный насадок с размещенным в нем проточным элементом, выполненным в виде пучка цилиндрических трубок, расходящихся по ходу газа от центра к периферии. Цилиндрические трубки проточного элемента жестко связаны между собой, а проточный элемент крепится к внутренней поверхности цилиндрического эжекторного насадка с помощью, по крайней мере, трех спиц, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси эжекторного насадка. В качестве звукопоглощающего материала, которым облицована внутренняя поверхность цилиндрического эжекторного насадка используется минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененный полимер, например полиэтилен или полипропилен, или материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5...10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 Мпа. Звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». Приведены другие варианты звукопоглощающего материала. Такое выполнение повышает акустическую эффективность глушителя. 4 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Глушитель шума газовой струи преимущественно для газотурбинного двигателя, содержащий облицованный звукопоглощающим материалом цилиндрический эжекторный насадок с размещенным в нем проточным элементом, выполненным в виде пучка цилиндрических трубок, расходящихся по ходу газа от центра к периферии, отличающийся тем, что цилиндрические трубки проточного элемента жестко связаны между собой, а проточный элемент крепится к внутренней поверхности цилиндрического эжекторного насадка с помощью, по крайней мере, трех спиц, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси эжекторного насадка, а в качестве звукопоглощающего материала, которым облицована внутренняя поверхность цилиндрического эжекторного насадка, используется минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененный полимер, например полиэтилен или полипропилен, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден».2. Глушитель шума газовой струи преимущественно для газотурбинного двигателя, содержащий облицованный звукопоглощающим материалом цилиндрический эжекторный насадок с размещенным в нем проточным элементом, выполненным в виде пучка цилиндрических трубок, расходящихся по ходу газа от центра к периферии, отличающийся тем, что цилиндрические трубки проточного элемента жестко связаны между собой, а проточный элемент крепится к внутренней поверхности цилиндрического эжекторного насадка с помощью, по крайней мере, трех спиц, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси эжекторного насадка, а в качестве звукопоглощающего материала, которым облицована внутренняя поверхность цилиндрического эжекторного насадка, используется материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5...10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа, а звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден».3. Глушитель шума газовой струи преимущественно для газотурбинного двигателя, содержащий облицованный звукопоглощающим материалом цилиндрический эжекторный насадок с размещенным в нем проточным элементом, выполненным в виде пучка цилиндрических трубок, расходящихся по ходу газа от центра к периферии, отличающийся тем, что цилиндрические трубки проточного элемента жестко связаны между собой, а проточный элемент крепится к внутренней поверхности цилиндрического эжекторного насадка с помощью, по крайней мере, трех спиц, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси эжекторного насадка, а в качестве звукопоглощающего материала, которым облицована внутренняя поверхность цилиндрического эжекторного насадка, используется материал из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия, или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30...45%, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден».4. Глушитель шума газовой струи преимущественно для газотурбинного двигателя, содержащий облицованный звукопоглощающим материалом цилиндрический эжекторный насадок с размещенным в нем проточным элементом, выполненным в виде пучка цилиндрических трубок, расходящихся по ходу газа от центра к периферии, отличающийся тем, что цилиндрические трубки проточного элемента жестко связаны между собой, а проточный элемент крепится к внутренней поверхности цилиндрического эжекторного насадка с помощью, по крайней мере, трех спиц, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси эжекторного насадка, а в качестве звукопоглощающего материала, которым облицована внутренняя поверхность цилиндрического эжекторного насадка, используется материал, выполненный в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин 0,3...2,5 мм, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден».