聲阻尼裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃燒動(dòng)態(tài)的聲阻尼，且涉及聲阻尼裝置。在本申請的語意中的燃燒動(dòng)態(tài)包括脈動(dòng)、聲振蕩、壓力和速度波動(dòng)，以及在日常用語中稱為噪聲的那些。術(shù)語“燃燒動(dòng)態(tài)”和“噪聲”有時(shí)用作同義詞。
【背景技術(shù)】
[0002]燃燒動(dòng)態(tài)例如在燃?xì)鉁u輪中在燃燒動(dòng)態(tài)發(fā)生的不同地點(diǎn)或腔室處發(fā)生。這種地點(diǎn)或腔室的示例是燃燒器腔室、混合腔室、壓室以及空氣通道。出于簡化的目的，隨后使用術(shù)語“腔室”，且其包括燃燒動(dòng)態(tài)發(fā)生的所有位置。在這些腔室中，氣體(例如燃料和空氣的混合物或排氣)以高速流動(dòng)，這導(dǎo)致燃燒動(dòng)態(tài)。在燃燒器腔室中燃燒空氣和燃料導(dǎo)致更多的燃燒動(dòng)態(tài)。
[0003]為了減少這些燃燒動(dòng)態(tài)，在本領(lǐng)域中已知安裝聲阻尼裝置，例如，亥姆霍茲共振器、半波管、四分之一波長管或其他類型的具有或不具有流過的氣體的阻尼裝置。
[0004]這些聲阻尼裝置具有一個(gè)或多個(gè)共振頻率。如果在燃?xì)鉁u輪的操作中，燃燒動(dòng)態(tài)激發(fā)聲阻尼裝置的共振頻率，則燃燒動(dòng)態(tài)被減少或被阻尼。
[0005]圖1示出了反射系數(shù)(Y-軸)及其對頻率的依賴。
[0006]線I示出了當(dāng)使用具有大約300赫茲的共振頻率的聲阻尼裝置時(shí)的理論反射系數(shù)。如可看出地，在300赫茲的頻率處，反射頻率具有大約0.5的相對最小值。在大約225赫茲和375赫茲的頻率處，反射系數(shù)具有大約0.75的局部最大值。
[0007]給出示例:我們假定，例如，燃?xì)鉁u輪的燃燒室配備有具有300赫茲的共振頻率的聲阻尼吸收器。如果我們進(jìn)一步假定，在操作中，在該燃燒室中，噪聲繼而包括300赫茲的頻率，則可預(yù)期，由于在300赫茲處反射系數(shù)的局部最小值，具有300的頻率的噪聲被有效地阻尼且因此燃燒器的噪聲排放被減少。
[0008]申請人已經(jīng)在安裝好的燃?xì)鉁u輪中進(jìn)行一些測量，并且將在50赫茲與400赫茲之間的相同頻率范圍處取得的理論反射系數(shù)(線I)與測量值進(jìn)行比較。
[0009]測量值在圖1中通過點(diǎn)3示出。通過比較測量值與理論反射系數(shù)，可以看出，在250赫茲與350赫茲之間的范圍內(nèi)，測量值3并不像應(yīng)當(dāng)預(yù)期地那樣顯示局部最小值。
[0010]換言之:聲阻尼裝置并不有效地工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種聲阻尼器，其能夠在燃?xì)鉁u輪中在操作時(shí)有效地阻尼，且因此有效地減少隨著燃?xì)鉁u輪的操作而發(fā)生的處于特定頻率的噪聲。
[0012]該目的通過使用包括頸部和阻尼體積的聲阻尼器來實(shí)現(xiàn)，其中，頸部包括與腔室流體連接的嘴部，其中，腔室被至少一個(gè)壁的內(nèi)側(cè)表面限制，且其中，頸部的嘴部通向凹部中，其定位在頸部的嘴部和壁的內(nèi)側(cè)表面之間。
[0013]通過該凹部，頸部的嘴部不直接通向腔室中，而是通向沒有或僅有低切向流的凹部。在要求保護(hù)的發(fā)明的語意中的切向流是，差不多平行于凹部所定位處的壁的內(nèi)側(cè)表面，或垂直于通過阻尼器的頸部的氣體偏流而流動(dòng)的腔室內(nèi)部的氣體流。
[0014]在燃燒器腔室中，氣體以高速流動(dòng)。該氣體流，不管是空氣還是未燃燒的燃料或燃料已燃燒后的排氣，是具有每秒高體積的切向流，從而導(dǎo)致切向流的高速度。在切向流的低速下，可發(fā)生相同的效果。
[0015]要求保護(hù)的發(fā)明的發(fā)明人注意到，該切向流擾動(dòng)聲阻尼器的頸部內(nèi)側(cè)的偏流。因此，包括頸部和阻尼體積的聲阻尼器的效果被強(qiáng)烈地減少，如已經(jīng)結(jié)合圖1的示例解釋地那樣。換言之:圖1中所測量的值3示出，聲阻尼器的阻尼效果受到切向流效果的限制。當(dāng)然，該效果還發(fā)生在具有處于其他頻率的切向流的其他腔室中。
[0016]由于要求保護(hù)的凹部產(chǎn)生沒有或僅有低切向流的區(qū)域，可能使頸部的嘴部通向凹部中且因此切向流對阻尼器的負(fù)面效果被消除或至少顯著減少。因此，聲阻尼器更有效。
[0017]已經(jīng)證明如下方式是有利的，即，如果頸部的嘴部通向凹部中，因?yàn)樵诎疾恐星邢蛄鞯男Ч钚』?br>[0018]為了進(jìn)一步減少凹部內(nèi)部的切向流的影響，建議在鄰近凹部的至少一個(gè)壁的內(nèi)側(cè)表面處安裝屏蔽件。該屏蔽件突伸進(jìn)入腔室，且進(jìn)一步減少凹部內(nèi)部的切向流，且因此允許聲阻尼器更有效地操作。
[0019]可通過如下方式實(shí)現(xiàn)相同的目的，S卩，將至少一個(gè)屏蔽件安裝成鄰近頸部的嘴部處，并且其中，屏蔽件突伸進(jìn)入腔室。如之前所述地，突伸進(jìn)入腔室的一個(gè)或多個(gè)屏蔽件使切向流遠(yuǎn)離頸部的嘴部轉(zhuǎn)向，且減少其對聲阻尼器的效率的負(fù)面效果。
[0020]可能且有利地是，提供圍繞頸部的嘴部的環(huán)狀屏蔽件。該環(huán)狀屏蔽件獨(dú)立于切向流的方向使切向流轉(zhuǎn)向，且因此，頸部的嘴部在沒有或僅有低切向流的情況下離開進(jìn)入腔室的體積內(nèi)。
[0021]作為備選項(xiàng)，可能安裝若干屏蔽件，且將這些屏蔽件配置成使得頸部的嘴部定位在屏蔽件之間。最可能將兩個(gè)屏蔽件配置成差不多彼此平行。
[0022]而且，可能將至少一個(gè)屏蔽件安裝在頸部的嘴部的上游或下游，以保持切向流遠(yuǎn)離頸部的嘴部。
[0023]在若干應(yīng)用中，如下方式是有利的，S卩，如果在至少一個(gè)屏蔽件和至少一個(gè)壁的內(nèi)側(cè)表面之間的角β是90°或更小，優(yōu)選地60°、45°、30°或20°。
[0024]這樣做的情況下，尤其是在更小的角β的情況下，屏蔽件的效果增加，且由至少一個(gè)屏蔽件所引起的對切向流的流動(dòng)阻力減少。換言之:屏蔽件變得更加有效，且屏蔽件導(dǎo)致在切向流中更小的壓降。
[0025]要求保護(hù)的發(fā)明可與具有一個(gè)或多個(gè)阻尼體積的亥姆霍茲共振器、半波管、四分之一波長管、多體積阻尼器、襯套或本領(lǐng)域中已知的任意類型的聲阻尼器一起使用。腔室可為燃?xì)鉁u輪的燃燒器腔室或混合腔室等。
[0026]要求保護(hù)的發(fā)明的更多優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)隨后結(jié)合附圖及其描述來描述。
【附圖說明】
[0027]附圖示出:
圖1示出具有在300赫茲處的共振頻率的示例性聲阻尼器的反射系數(shù)， 圖2示出具有如從現(xiàn)有技術(shù)中已知的聲阻尼器的燃燒器腔室，以及圖3至9示出要求保護(hù)的本發(fā)明的若干實(shí)施例。
[0028]附圖標(biāo)記 5腔室
7壁
9內(nèi)側(cè)表面 11聲阻尼器 13頸部 15阻尼體積 17嘴部 18頸部 19切向流 21偏流 23凹部 24壁 25基部 27穿孔板 29屏蔽件 31虛線 33阻尼體積
β在位置29與位置7之間的角。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖2 (現(xiàn)有技術(shù))示出了腔室5的示意橫截面，腔室5被包括內(nèi)側(cè)表面9的至少一個(gè)壁7限制。如從圖2中可見，腔室5配備有聲阻尼器11，其包括頸部13和阻尼體積15。頸部13連接阻尼體積15與腔室5。頸部13朝腔室5的開口稱為頸部13的“嘴部” 17。
[0030]在該示例性實(shí)施例中的阻尼裝置11可以是亥姆霍茲共振器，但是