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用于径流式流体机械特别是用于径流式压缩机的谐振消音器制造技术

技术编号:9360163 阅读:182 留言:0更新日期:2013-11-21 05:08
本发明专利技术涉及一种用于径向的流体机械,如径流式压缩机(100)或者径流式涡轮机,特别是用于这样的径流式压缩机(100)的扩压器(20)。这个扩压器(20)具有基本上环形的空腔(30),所述空腔至少由第一径向侧面(21,23)限界。根据本发明专利技术,该侧面(21,23)构成至少一个基本上环形环绕的槽(50)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于径流式压缩机的谐振消音器
本专利技术涉及一种用于径流式压缩机的扩压器,所述扩压器具有基本上环形的空腔,所述空腔至少由第一径向侧面限界。
技术介绍
径流式压缩机例如从EP1356168B1或者EP1602810A1中是已知的。这样的径流式压缩机由形成压缩机级的、围绕旋转轴旋转的、具有——关于叶轮的旋转轴的——轴向的入口和径向的出口的叶轮或者叶片轮形成。待压缩的气体轴向地流入压缩机级的叶轮中并且随后向外(径向地,径向方向)偏转,其中它以高的速度离开叶轮。以高的速度离开的并且待压缩的气体的动能随后在扩压器中转化为压力形式的势能。这样的扩压器通常通过两个不旋转的构成环形的空腔或者环形腔的环形成,所述环形腔径向地连接在叶轮出口上或者所述环或者环形的壁/侧面径向地连接在所述叶轮出口上并且垂直于旋转轴或者与所述旋转轴成钝角(径向的环形腔壁/或径向侧面)。从叶轮中离开的气体在这两个环形的壁之间的这个环形腔中被径向地向外引导并且到达收集器。通常扩压器具有翼,也就是说叶片组,用于指挥和更好地控制气流的放慢。此外已知的是,这样的径流式压缩机导致相对高的声音排放或噪声级,所述声音排放或噪声级描述了径流式压缩机周围环境的(噪音)干扰。声音排放除此之外也能够触发振动和与结构相关的故障。例如径流式压缩机中主要的声音源典型地在叶片轮的和扩压器入口的位置上或者在任何扩压器叶片的位置上由流经这个区域的流体的高的速度以及通过转子部件和定子部件的互相作用而产生。在这里特别已知的是,径流式压缩机在离开所述径流式压缩机的出口上(压力侧),例如在该处的压力接头上,产生复杂的、短暂的、三维的、旋转的和/或脉动的压力场或者声音场,所述压力场或者声音场的声波不受干扰地传播到在连接在压力接头上的管道中。在这里——除了所提到的噪声负荷、振动和与结构相关的故障——也导致管道振动,所述管道振动能够导致管道的损伤直至导致径流式压缩机或者上一级的具有所述径流式压缩机的系统发生故障。这样复杂的、短暂的、三维的、旋转的和/或脉动的压力场或者声音场的衰减在技术上是困难的。由此为前提,对于这样的产生声音排放的径流式压缩机而言有效的消音措施是必要的。不同的限制声音排放的、“外部的”措施,如壳体或者包装是已知的。这种降噪技术能够是相对昂贵的,特别是如果它作为“后续的”附加产品被提供。此外用于限制径流式压缩机中的声音排放的“内部的”消音器是已知的。消音器一般是用于减少声音排放的装置。可以区分消音器的不同的构型,所述不同的构型根据不同的作用机制降低所产生的声功率。例如区分吸收消音器和反射消音器/谐振器消音器。例如从EP1602810A1中已知用于径流式压缩机的吸收消音器,该吸收消音器包含多孔的(吸收)材料,通常是岩棉、玻璃棉或者玻璃纤维,所述多孔的(吸收)材料部分地吸收声能,也就是说,转化为热能。通过吸收,在消音器中主要衰减了声音介质的高频。相应的空腔的同一种填充物也在DE60310663T2、DE60120769T2和US2009/229280A1中被提出。DE60114484T2公开了一种周向槽,所述周向槽的深度被扩大到大于压缩机-轮的凹陷部段的轴向宽度的1.5倍。吸收消音器具有如下缺陷,即它们通常不适合于高压,因为——与高压结合的——高的能量投入可作用在吸收材料上或者高的热量投入可被吸收材料吸收,这会导致多孔的材料的损伤,如吸收材料的分解。使用声反射的原理的谐振器消音器或者反射消音器为此通常包含多个空腔或者室,声音介质途径所述空腔或者室,其中它导致反射。在被声音介质多次途径的室的内腔时,这导致不同频率的声压峰值的降低。这种反射——在结构方面——通过冲击壁、横截面加宽和变窄来产生。通过反射,声音介质的任意频率能够在消音器中被衰减。这样的基于赫姆霍兹-谐振器原理的用于径流式压缩机的谐振器消音器从EP1356168B1或者EP1443217A2中已知。在该径流式压缩机中,此处的扩压器具有呈场的形式的声学衬板,所述衬板具有大量的孔,所述孔作用为赫姆霍兹-谐振器。除了这样的径流式压缩机,作为径流式流体机械的其它形式,已知了径流式涡轮机。这样的径流式涡轮机,例如从DE4438611C1中已知的,以径流式压缩机的物理原理的反推为基础,并且与此相应地——如在径流式压缩机中相应的部件情况下——在与径流式压缩机相反的流动方向上被流经。在径流式涡轮机中所描述的排放问题也以相应的方式出现。例如径流式涡轮机中的主要的声音源典型地在叶片轮或者涡轮(这两者在下文中也简写为叶轮)的位置上和在位于涡轮上游的涡轮导向环的位置上或者在可能的导向环叶片的位置上产生。在这里在抽吸侧上,也就是说在径流式涡轮机中的入口上,例如在此处的抽吸接头上,也能够产生复杂的、短暂的、三维的、旋转的和/或脉动的压力场或者声音场,所述压力场或者声音场的声波不受干扰地传播到位于抽吸接头上游的管道中。由此为前提,在这里有效的消音措施对于这样的产生声音排放的径流式涡轮机而言也是必要的。
技术实现思路
本专利技术基于如下目的,即提出一种消音器,所述消音器改善了现有技术中的缺陷,能简单地实现并且也能简单地安装在排放噪声的设备或者装置中如径流式流体机械中以及所述消音器特别是适合于在径流式压缩机或者径流式涡轮机中衰减噪声排放。所述目的通过根据本专利技术的用于径流式流体机械特别是径流式压缩机的扩压器来实现,所述扩压器具有基本上环形的空腔,所述空腔至少由第一径向侧面限界,其中至少一个所述第一径向侧面具有至少一个基本上环形环绕的、空的周向槽,所述周向槽构成声学的谐振器,其中所述至少一个基本上环形环绕的、空的周向槽的尺寸确定所述基本上环形环绕的、空的周向槽的固有频率和/或本征模式并且所述至少一个基本上环形环绕的、空的周向槽的固有频率和/或本征模式匹配于待反射的频率和/或待反射的声波。这种扩压器具有基本上环形的空腔即环形腔,所述环形腔至少通过第一径向侧面来限界。根据本专利技术,在这个侧面中构成至少一个基本上环形环绕的槽。至少一个基本上环形环绕的朝向环形腔经由槽出口开启的(槽出口开口)所述槽由此作用为声学的谐振器,特别是λ/4谐振器,——在下文中也简写为仅是谐振器——,以至于途径槽的具有与这个槽的(声学的)固有频率或者谐振频率相同的频率的声波在槽出口的区域中被反射并且因此声音传播通过槽或者谐振器被降低。因此声音传播在环形腔中能够被降低并且能够实现在扩压器——和径流式流体机械或者径流式压缩机——中有效地消音。通过基本上环形环绕的槽的所选择的几何结构或者尺寸,特别是通过槽的深度,通过槽的或者槽出口的宽度/高度,通过槽在径向侧面中的径向的位置,确定槽的本征模式(Eigenmode)或波节直径和固有频率或谐振频率。周向槽的设计方案或者(三维的)几何结构——自身——只要不设置任何限界,那么腔体或者空腔通过环绕的槽构成,所述腔体或者空腔作用为声学的谐振器。因此例如能够实现具有任意的槽形状的周向槽如具有矩形的、V形的或者梯形的横截面的周向槽,具有向外倾斜的壁的周向槽和/或作为燕尾槽的周向槽和/或具有部分地或者完全地光滑的和/或弯曲的壁的周向槽和/或具有底切和/或室的周向槽。波浪状的周向槽或者具有阶梯状的槽底的周向槽也是可能的。如果途径槽的声波因此具有与谐振器或者槽中的声学的本本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.03 DE 102011005025.61.一种用于径流式压缩机(100)的扩压器(20),所述扩压器(20)具有基本上环形的空腔(30),所述空腔至少由第一径向侧面(21)限界,其特征在于,至少一个所述第一径向侧面(21)具有至少一个基本上环形环绕的、空的周向槽(50),所述周向槽构成声学的谐振器,其中所述至少一个基本上环形环绕的、空的周向槽(50)的尺寸确定所述基本上环形环绕的、空的周向槽(50)的固有频率和本征模式(60)并且所述至少一个基本上环形环绕的、空的周向槽(50)的固有频率和本征模式(60)匹配于待反射的频率和/或待反射的声波。2.一种用于径流式涡轮机的扩压器(20),所述扩压器(20)具有基本上环形的空腔(30),所述空腔至少由第一径向侧面(21)限界,其中涡轮导向环设置在径流式涡轮机的涡轮机叶轮的上游,其特征在于,至少一个所述第一径向侧面(21)具有至少一个基本上环形环绕的、空的周向槽(50),所述周向槽构成声学的谐振器,其中所述至少一个基本上环形环绕的、空的周向槽(50)的尺寸确定所述基本上环形环绕的、空的周向槽(50)的固有频率和本征模式(60)并且所述至少一个基本上环形环绕的、空的周向槽(50)的固有频率和本征模式(60)匹配于待反射的频率和/或待反射的声波。3.根据权利要求1或2所述的扩压器(20),其特征在于,至少一个所述第一径向侧面(21)具有多个基本上环形环绕的、彼此同心的、空的周向槽(50),所述多个基本上环形环绕的、彼此同心的、空的周向槽分别具有不同的尺寸。4.根据权利要求3所述的扩压器(20),其特征在于,所述环形的空腔(30)由在轴向上与所述第一径向侧面(21)相对置的第二径向侧面(23)来限界,所述第二径向侧面(23)具有一个基本上环形环绕的、空的周向槽(50)或者多个基本上环形环绕的、彼此...

【专利技术属性】
技术研发人员:斯文·柯尼希
申请(专利权)人:西门子公司
类型:
国别省市:

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