Тональный термоакустический излучатель Советский патент 1981 года по МПК G10K9/06 

(54) ТОНАЛЬНЫЙ ТЕРМОАКУСТИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к области акустических устройств, предназначенных для излучения звука высокой интенсивности. Известен газоструйный излучатель, в котором струя сжатого воздуха направляется в две камеры, одна из которых расположена под мембраной, а другая - над ней. Последняя камера имеет отверстие, сообщающееся с внеш ним пространством. Поскольку давление в одной камере увеличивается быстрее, чем в другой, то мембрана прогибается и через образовавшуюся щель воздух выходит наружу в результате чего давление воздуха в камере падает и мембрана вновь занимает исходное положение. При быстром повторении описанных циклов возникает звуковой сигнал, аку стические характеристики которого определяются размерами и механическими свойствами подвижной системы, а также формой и объемом резонатора П Недостатком известного излучателя является сложность конструкции, недостаточная акустическая эффективность, а также отсутствие возможности оперативного управления частотой излучаемого сигнала. Известен также тональный термоакустический излучатель, содержащий резонатор с подогревателем, модулятор газового потока и соединенные последовательно контрольный приемник звукового давления, дифференциальную цепочку и регулятор частоты колебаний 23. Недостатком этого излучателя являются больщие габариты и недостаточная акустическая эффективность. Целью изобретения является повышение акустического КПД и уменьшение габаритов устройства. Поставленная цель достигается тем, что в т.ональном термоакустическом излучателе, включающем резонатор с подогревателем, подогреватель выполнен

в виде двух соосных, направленных настречу друг другу и закрепленных на общем валу с возможностью перемещени щелевых форсунок, установленных с воможностью образования резонансной полости между их внутренними поверхностями, причем диаметр кольцевой щели форсунки горючего превьшает аналогичный диаметр форсунки окислителя на 1/4 - 1/2 ширины щели форсунки окислителя, а ширина щели форсунки грючего меньше аналогичного размера форсунки окислителя в 1,5-3 раза

На чертеже схематично изображен излучатель.

Он состоит из двух щелевых кольцевых форсунок: форсунки для окислителя 1 с шириной щели о и диаметром d и форсунки для горючего 2 с шириной щели (ff. и диаметром d2, регулятора частоты, выполненного в виде серводвигателя с валом 4, и резонатора 5.

Излучатель работает следуюш;им образом.

Газовые окислитель и горючее подают в щелевые кольцевые форсунки 1 и 2, вытекающие из них струи сталкиваются и после зажигания образуют

кольцевое пламя. Благодаря чувствительности пламени и струи к малым

возмущениям самопроизвольно возникают поперечные колебания кольцевых струй. При этом кольцевая струя окислителя , диаметр которой dx| меньше кольцевой струи горючего d с, отклонившись внутрь резонатора 5, создает импульс сжатия. Последний усиливается резонатором и отбрасывает струю окислителя до столкновения со струей горючего. В результате столкновения и сгорания порции горючей смеси в кольцевом пламени возникает импульс сжатия, которьй возвращает струю окислителя внутрь резонатора. Затем процесс повторяется. Частота колебаний управляется регулятором чатоты, выполненным в виде серводвигателя 3 с валом 4. Роль модулятора потока выполняют поперечно колеблюш 1еся кольцевые струи окислителя и горючего, горение их обеспечивает работы подогревателя.

Частота колебаний CTpj определяется временами пробега возмущений от среза форсунок до места столкно- вения. Чем больше это время, тем ниже частота колебаний струи. На это свойстзе колебляющихся струй основа64

но действие регулятора частоты, который, раздвигая форсунки с помощью серводвигателя с прикрепленным к нему валом, понижает частоты колебаний, а сдвигая,повьшает частоту.

Указанные соотношения диаметров кольцевых форсунок окислителя и горючего, а также размеров щелей форсунок окислителя и горючего установлены экспериментальным путем и являются оптимальными. Благодаря такой конструкции подогревателя, а также выполнению резонатора в виде цилиндра, образованного внутренними поверхностями кольцевых форсунок, обеспечивается комплектность устройства при одновременном повьшгении его акустической эффективности.

Изобретение найдет применение как сигнализатор, так и имитатор воздействия мощного тонального акустического излучения от различных промьш1ленных установок, создаюпщх акустические шумы. Оно может использоваться в научно-исследовательских институтах и КБ, занимаюш51хся вопросами изучения влияния акустического сигнала на различные объекты.

Формула изобретения

Тональный термоакустический излучатель, включающий резонатор с подогревателем, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения акустической эффективности, подогреватель выполнен в виде двух соосных, направленных навстречу друг другу и закрепленных на общем валу с возможностью перемещения щелевых форсунок, установленных с возможностью образования резонансной полости между их внутренними поверхностями, причем диаметр кольцевой щели форсунки горючего превьш1ает аналогичный диаметр форсунки окислителя на 1/4-1/2 ширины щели форсунки окислителя, а ширина щели форсунки горючего меньше аналогичного размера форсунки окислителя в 1,5-3 раза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 613365, кл. G 10 К 10/00, 24.10.77 (прототип).