專利名稱：用于氣冷裝置的消聲組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一個(gè)用于氣冷裝置的消聲組件，更具體地說，本發(fā)明提供的裝置將特別適用于壓力送風(fēng)、液-氣冷卻裝置中氣冷裝置的進(jìn)氣孔和排氣孔或二者之一。
壓力送風(fēng)，液-氣冷卻裝置利用空氣運(yùn)動(dòng)機(jī)械，諸如風(fēng)扇從而產(chǎn)生相當(dāng)大的噪聲，這種到達(dá)一定分貝數(shù)的噪音在商業(yè)建筑群、城區(qū)以及特定的地域和環(huán)境諸如歐洲和日本是不能接受而被禁止，故而消音器諸如隔音障和吸音件可以裝在氣流的通路上。
當(dāng)隔音障可能影響市容時(shí)它的應(yīng)用就會(huì)受到限制，此外，這些隔音障在減小噪音分貝時(shí)效果有限且經(jīng)常要求因抗風(fēng)而加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，這種附加結(jié)構(gòu)會(huì)增加成本而且加大整個(gè)冷卻裝置的尺寸。
最常用的減分貝裝置是吸音件或消音器，為了消音的目的，該吸音件既可位于液-氣冷卻系統(tǒng)的空氣入口側(cè)也可在空氣出口側(cè)，還可同時(shí)位于出入口側(cè)。一個(gè)示范的消音系統(tǒng)包括一個(gè)內(nèi)帶矩形隔音板的吸音材料制成的外罩，這種消音系統(tǒng)安插在通過外罩和隔音板網(wǎng)傳送的進(jìn)氣流的上游或排氣流的下游，一般這些隔音板為玻璃纖維材料制成的矩形形狀。然而這種隔音板及其附加結(jié)構(gòu)往往體積大且價(jià)格昂貴，另外，使用矩形隔音板也大大地增加了氣流通路沿線的靜壓損失。
裝在天花板和墻壁上的吸音裝置是眾所周知的，但是與借助隔音板和外罩的消音效果相比，上述吸音裝置還是認(rèn)為比較貴的。
一個(gè)用于壓力送風(fēng)、液-氣冷卻裝置的本發(fā)明的消音組件有一個(gè)帶氣室的外罩，一個(gè)進(jìn)氣孔和一個(gè)出氣孔。若干個(gè)細(xì)長(zhǎng)柱形件安置成至少兩排配置在穿過氣室的氣流通路上，相鄰排的柱形件都與指定排的相鄰兩柱形件間的間隙對(duì)準(zhǔn)，以擋住從一個(gè)聲源到一個(gè)聲接收器之間穿過氣室的視線，該消音組件既可裝在冷卻裝置的進(jìn)氣口處也可裝在冷卻裝置的排氣口處，還可同時(shí)裝在進(jìn)排氣口上以減小從冷卻裝置流入和排出氣流所引起的噪音分貝數(shù)。雖然細(xì)長(zhǎng)件一般為柱形，由于柱形件從頂端到底端的表面可以為不規(guī)則形狀，所以柱形件不一定是直圓柱或直圓柱表面。因此，對(duì)各個(gè)柱形件可能有多個(gè)圓柱直徑，在冷卻裝置兩位置之一處的消音組件，會(huì)有一與其相連并延伸一段距離的壓力送風(fēng)系統(tǒng)，該延伸距離至少為鄰近于連接消聲組件孔的冷卻裝置口的一排柱形件中直徑最大的細(xì)長(zhǎng)件的最小直徑的兩倍。
在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件，其中

圖1是靠近一結(jié)構(gòu)物或建筑的一個(gè)典型冷卻塔的立面?zhèn)纫晥D；圖2說明與一個(gè)液-氣冷卻裝置相連的消音室的圖示；圖3表示一個(gè)壁吸音器的立面圖；圖4表示一個(gè)水平懸掛吸音器的斜視圖；圖5說明一個(gè)垂直懸掛吸音器的斜視圖；圖6說明一個(gè)天花板置吸音器的斜頂視圖和斜底視圖；圖7是在布置成兩排的多個(gè)柱形隔音板的部分剖視圖中對(duì)本發(fā)明的消音室的圖示說明；圖8說明一個(gè)典型的直柱形隔音板的立面圖。
圖9說明一個(gè)在圖8所示的柱形隔音板的端視圖；圖10說明典型的不規(guī)則形狀但大致為柱形的隔音板。
在圖1中，一個(gè)老式的液-氣冷卻裝置10可包括冷卻塔或蒸發(fā)器或冷凝器，圖中示出它靠近一個(gè)伴隨的結(jié)構(gòu)，諸如辦公樓12這樣的商業(yè)設(shè)施，上述冷卻裝置10有一個(gè)帶有壓力送風(fēng)裝置16諸如風(fēng)扇的冷卻塔14，一個(gè)進(jìn)氣口18，一個(gè)排氣口20而隔音障22插在結(jié)構(gòu)12和排氣口20之間以消除和減小發(fā)自排氣口20氣流的噪音分貝數(shù)。圖1是一個(gè)可供選擇外形的示范說明來各自表明位于進(jìn)氣口18和排氣口20的消音組件24和26。
圖2示出一個(gè)消音組件24的放大視圖，該消音組件24是此類組件的代表，而且組件24和26在結(jié)構(gòu)和操作上很相似，所以只要對(duì)組件24加以敘述但是應(yīng)理解為這些敘述也可適用于組件26。在圖2中，消音組件24在進(jìn)氣口18處與冷卻塔14相連，圖2中的消音組件24有一個(gè)大致為矩形的殼體25，可是殼體形狀并不受限制而僅僅作為一種說明。消音組件24有帶進(jìn)氣口30，排氣口32的氣室28和按氣流方向(如圖中箭頭所示)縱向裝在氣室28內(nèi)的多個(gè)隔音板34，在任何一排的單個(gè)隔音板34由鄰近二個(gè)隔音板34之間的間隙36所分開，雖然沒有表明這種間隙36一定要等于進(jìn)氣口30的橫截面‘X’。
進(jìn)氣口30有剖面或橫截面‘X’且隔音板34大致呈矩形，典型的隔音板34占有大約55％到65％的橫截面‘X’，細(xì)長(zhǎng)的隔音板34通常是由吸音材料所構(gòu)成，諸如玻璃纖維，然而隔音板34的體積較大且價(jià)格昂貴，并在氣流流過氣室28時(shí)會(huì)引起大的壓力損失。
其它消音裝置，如圖3到圖6所示，在消音技術(shù)領(lǐng)域方面都為人們所熟知。在圖3中，吸音材料制成的細(xì)長(zhǎng)且半橢圓形材38以有序或成直線排列裝在墻壁上。在圖4中，一對(duì)半橢圓型材38以有序或成直線排列裝在墻壁上。在圖4中一對(duì)半橢圓型材38在其外緣處合在一起形成一個(gè)具有中空通道42且內(nèi)置隔音板44的管狀部件40，該管狀部件40沿水平方向懸掛以吸收聲音。圖5示出一垂直安置的吸聲部件40。在圖6中，吸聲型材38的顯著特點(diǎn)為它們的側(cè)面既可以呈凹下也可呈凸出形狀，該型材裝在天花板上來吸收聲音，雖然上述這些吸聲型材僅在空氣流動(dòng)很小的有限空間范圍內(nèi)才有效，把上述消音裝置用于壓力送風(fēng)的環(huán)境下則其自身成本以及安裝費(fèi)用將會(huì)很昂貴。
在圖7中，柱形隔音板46安置在橫跨室28的橫截面‘X’的第一排48和第二排50，在此陣列中，隔音板46在第一排48和第二排50中各有一個(gè)位于二相鄰隔音板46之間的間隙52，氣流的流向?yàn)榇┻^進(jìn)氣口30和排氣口32之間的氣室28。第二排50的隔音板46一般都對(duì)準(zhǔn)位于第一排48的相鄰隔音板46之間的間隙‘Y’。同樣第一排48的隔音板46大致對(duì)準(zhǔn)位于第二排50上的隔音板46之間的間隙Y′。上文所述的以及在圖8和圖9中所示的隔音板都是直柱形體。在圖10中，隔音板46圓柱體可供選擇的形狀說明它的形狀不一定是直柱形，柱形形狀可以為非圓形形狀其剖面形狀可與圖9所示的不同，例如，這些不同的形狀可以是橢圓形，卵形，或半環(huán)形，確切地說，在圖10中為了強(qiáng)調(diào)而跨大所示出，該柱形體可以是歪斜的或不規(guī)則的形狀，在這些歪斜或不規(guī)則型材中柱體46可以有多個(gè)不同截面的直徑。鄰近排48和50之間的隔開距離至少為在鄰近排內(nèi)隔音板件46的最小截面直徑尺寸，而該分開間隙‘Y’則約為限定間隙‘Y’的隔離板件46最小直徑的70％至90％之間的范圍內(nèi)。
圖7中剖去部分殼體25是用來說明第一排48的隔音板46和第二排50的隔音板46，然而，應(yīng)理解為可有任意排的隔音板安置在氣室28內(nèi)。既連到進(jìn)氣口18又連到冷卻塔14的排氣口20的殼體25安置成提供一個(gè)壓力通風(fēng)距離‘Z’。該分隔距離設(shè)置在隔音板46和進(jìn)氣口18之間或隔音板46和排氣口20之間以最大程度減小沿著氣流通路的氣壓損失。
在運(yùn)行中，至少二排隔音板46擋住了從聲源到聲接收器的視線，更具體地說，在圖7中，氣流穿過進(jìn)氣入口30進(jìn)入氣室28并在進(jìn)氣口18處排入冷卻塔14，然而，氣流穿過氣室28時(shí)繞過隔音板46、流過壓力通風(fēng)距離‘Z’和空氣出口32而進(jìn)入進(jìn)氣口18。在此種構(gòu)造中，氣流從空氣入口穿過氣室28到空氣出口的視線是不清楚的，更特別的是，空氣入口30有一橫跨氣室28的第一截面積且垂直氣流方向。在第一排48和第二排50的隔音板46有效地提供一種插入損耗，當(dāng)一消音件插在聲源和聲接收器之間的傳送通路中時(shí)該插入損耗會(huì)減小在接收器位置處所測(cè)得的聲能值。
在本發(fā)明中，認(rèn)為該插入損耗是由下列的二種現(xiàn)象的結(jié)合而出現(xiàn)的，1)至少二排隔音板引起的多聲障效應(yīng)2)消音器材料的吸聲效應(yīng)。多聲障效應(yīng)為隔音板作用在從聲源向著聲接收器傳播的聲波前沿的前撞擊，因此，通過隔音板的氣流撞擊表面的部分吸收且通過隔音板的反射或發(fā)散到空間26而減小了聲的能量。
吸聲是由消音器的吸聲材料提供的，這些材料自然地起到吸聲作用，在吸聲材料內(nèi)發(fā)散聲能的要素是在材料纖維或疏松礦物質(zhì)之間形成的充氣氣孔，例如，在纖維之間具有細(xì)小纖維和互連氣孔的玻璃纖維層構(gòu)成的柱形消音器。在某些場(chǎng)合已得到應(yīng)用。
與本發(fā)明消音器相關(guān)的空氣靜壓損失小于用細(xì)長(zhǎng)隔音板34的壓力損失，因?yàn)橹蜗羝鹘M件具有對(duì)氣流暴露的更大的敞開面積，在各截面處，只有在相鄰柱形件之間的Y空間處敞開面積為縮窄的，即便在窄的空間‘Y’處，最佳間隔大于帶有矩形隔音板的已知系統(tǒng)內(nèi)的間隔，因此圖2中隔音板34之間的窄空間36會(huì)阻礙經(jīng)過的高速氣流平滑地流向風(fēng)扇16的進(jìn)口，因此也就引起氣流中的附加壓力損失。在本發(fā)明中，柱形消音器對(duì)氣流具有一流線形表面。在壓力送風(fēng)系統(tǒng)下游處的氣流在靠近進(jìn)氣口18由隔音板排組成的消音器之間擴(kuò)展，結(jié)果就使氣流在進(jìn)氣口處的壓力損失減小，這樣已降低成本的柱形隔音板46就減小了氣流的壓力損失，這也就減小了送風(fēng)裝置例如風(fēng)扇16的能耗以及減小了液一氣冷卻裝置10運(yùn)行中的噪聲值。
本專業(yè)的那些普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到在對(duì)本發(fā)明唯一的一個(gè)實(shí)施例敘述的同時(shí)上述的實(shí)施例可作某些變動(dòng)，很顯然，對(duì)上述由實(shí)施例可作各種變更和修改，所以下文的權(quán)利要求書意圖包括所有這些變更和修改只要這些變動(dòng)都落在本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用于壓力送風(fēng)液-氣冷卻裝置的消聲組件有一個(gè)帶有送風(fēng)機(jī)構(gòu)的壓力送風(fēng)裝置；一個(gè)帶有進(jìn)氣口的進(jìn)氣管；傳熱裝置和一個(gè)位于傳熱裝置下游的裝置排氣口，來自上述進(jìn)氣口的氣流穿過上述裝置流到排氣口，上述消聲組件有一個(gè)帶壁的殼體；上述壁有一個(gè)內(nèi)面；一個(gè)外面且限定一個(gè)氣室，一個(gè)進(jìn)氣孔和一個(gè)出氣孔；可連到上述裝置的上述殼體用于使氣流穿過上述進(jìn)氣孔，上述出氣孔和上述氣室通到上述氣流管口之一并通向大氣；多個(gè)細(xì)長(zhǎng)柱形件，各上述柱形件是由具有外表面和縱軸線的材料構(gòu)成；至少一行第一排上述細(xì)長(zhǎng)件和一行第二排上述細(xì)長(zhǎng)件，第一排和第二排相互鄰近且被一個(gè)間隔距離所分開；在各上述第一排和第二排的上述細(xì)長(zhǎng)件大致直線對(duì)齊而且在各自第一和第二排的相鄰細(xì)長(zhǎng)件之間有一個(gè)分開的間距；裝在上述氣室內(nèi)且有上述縱向軸線的上述第一排和第二排，大致平行和橫置于穿過上述氣室的上述氣流方向；上述第一和第二細(xì)長(zhǎng)件排中之一靠近上述進(jìn)氣孔，而上述第一和第二細(xì)長(zhǎng)件排中的另一排則靠近上述出氣孔；上述的排列安置使上述第一排和第二排中之一的上述分隔間距大致與上述第一排和第二排中另一排的細(xì)長(zhǎng)件對(duì)齊以擋住從一聲源穿過上述氣室到一聲接收器之間的視線；上述細(xì)長(zhǎng)件的安裝提供了對(duì)來自從聲源傳播出穿過上述消聲組件達(dá)到上述聲接收器的聲前沿與上述柱形件的外表面產(chǎn)生一個(gè)前撞擊的多聲障效應(yīng)和與上述聲障效應(yīng)相結(jié)合的上述細(xì)長(zhǎng)材料吸聲效應(yīng)。上述消聲組件可裝在上述冷卻塔的進(jìn)氣口和上述冷卻塔的排氣口中之一以接納和排出上述氣流中的空氣并且在運(yùn)行中減小流入冷卻塔和從冷卻塔排出的空氣相關(guān)的噪音分貝數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個(gè)用于壓力送風(fēng)、液-氣冷卻裝置的消聲組件，其特征在于各上述大體為柱形的細(xì)長(zhǎng)件有至少一個(gè)截面直徑，各上述細(xì)長(zhǎng)件排內(nèi)相鄰的細(xì)長(zhǎng)件之間的上述分隔間距在約是在上述細(xì)長(zhǎng)件的最小直徑的70％到95％的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個(gè)用于壓力送風(fēng)、液-氣冷卻裝置的消聲組件，其特征在于各上述大體為柱形的細(xì)長(zhǎng)件(以下簡(jiǎn)稱細(xì)長(zhǎng)柱形件或柱形件)有至少一個(gè)截面直徑，上述相鄰排之間的上述間距至少是上述相鄰排中的上述柱形件中的最小截面直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個(gè)用于冷卻塔的消聲組件，其特征在于上述細(xì)長(zhǎng)柱形件是由吸聲材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個(gè)用于壓力送風(fēng)、液-氣冷卻裝置的消聲組件，其特征在于它還有一個(gè)第一消聲組件和一個(gè)第二消聲組件；上述第一和第二消聲組件之一與上述冷卻裝置的空氣入口處相連，而上述第一和第二消聲組件中的另一個(gè)與上述冷卻裝置的空氣排氣口處相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個(gè)的消聲組件，其特征在于還有多排上述細(xì)長(zhǎng)柱形件裝在上述氣室內(nèi)，各上述排的細(xì)長(zhǎng)件大致與其相鄰排的分隔間距對(duì)齊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個(gè)消聲組件，上述消聲組件的排氣孔連到上述消聲組件的進(jìn)氣孔，其特征在于，上述消聲組件還有一個(gè)位于上述排氣孔和上述進(jìn)氣口之間的相連的壓力送風(fēng)通路，該相連的壓力送風(fēng)通路在上述排氣孔和進(jìn)氣口之間的延伸距離至少二倍于靠近排氣孔的上述排中的最大直徑細(xì)長(zhǎng)件的最小外徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個(gè)消聲組件，其特征在于上述細(xì)長(zhǎng)件是一個(gè)柱形件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個(gè)的消聲組件，上述消聲組件的排氣孔連到上述冷卻裝置的進(jìn)氣口，其特征在于上述消聲組件還有一個(gè)位于上述排氣孔和上述進(jìn)氣口之間的相連的壓力通風(fēng)通路，該壓力通風(fēng)通路在靠近上述排氣孔和在上述組件殼體內(nèi)的上述送風(fēng)裝置的上述細(xì)長(zhǎng)件排和上述冷卻裝置的入口之間延伸一段距離，該壓力通風(fēng)通路至少二倍于靠近上述排氣孔的上述細(xì)長(zhǎng)件排中最大直徑細(xì)長(zhǎng)柱形件的最小外徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一個(gè)消聲組件，其特征在于上述細(xì)長(zhǎng)柱形件是由固化的玻璃纖維材料制成。
全文摘要
一個(gè)用于壓力送風(fēng)、液-氣冷卻裝置的消聲組件，它有至少二排細(xì)長(zhǎng)柱形件安置在橫跨消聲組件的空氣入口處，以擋住氣流穿過消聲組件的視線，從而提供了一個(gè)流過消聲組件傳播的聲波前沿產(chǎn)生一前撞擊的多聲障效應(yīng)并提供由吸聲材料制成的細(xì)長(zhǎng)件，該細(xì)長(zhǎng)件提供與壓力送風(fēng)的冷卻裝置相關(guān)的消聲效果改進(jìn)的同時(shí)也減小了氣流內(nèi)的背壓損失。
文檔編號(hào)G10K11/16GK1151504SQ9611337
公開日1997年6月11日 申請(qǐng)日期1996年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月10日
發(fā)明者弗拉迪米爾·卡普蘭 申請(qǐng)人:巴爾的摩汽圈公司