燃气轮机进气系统的消音装置

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机进气系统的消音装置。

背景技术

随着社会的发展，人们对生活质地与工作环境的要求越来越高，在燃气轮机进气系统里，不单单要求要有平稳的性能来为燃气轮机提供源源不断的干燥洁净的空气，也要求在进气的过程中不能有过高的噪声，过高的噪声会影响人们的身心健康，也会降低工作人员的工作效率，所以需要一系列的降低进气系统噪声影响的解决方案，如设计特定的消声结构、使用新型消音材料或者隔音材料等。

消音装置是指一种既能允许气流通过也能起到消音作用的装置，燃气轮机进气系统的噪声主要是机械振动噪声和空气动力噪声，现有技术中使用最多的技术为在进气管道内加入阻性消音器以及用隔音箱将整个系统隔离出来。但随着技术的发展，燃气轮机进气的噪音声频越来越宽泛，且强度也越来越强，仅仅依靠增加阻性消音片来消音已经不能满足现状，消音片的增加也会影响进气气流的流动特性，增加进气阻力，影响燃气轮机运行效率。使用隔音箱则会大大的增加设备的体积和占地面积，增大成本消耗且未能在源头解决噪音问题。所以传统的消音装置渐渐不能满足燃气轮机进气的消音需求。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种燃气轮机进气系统的消音装置，能够提高消声量，且消音频带更宽泛。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种燃气轮机进气系统的消音装置，包括由内至外依次套设的内部管道、中部管道和外部管道，内部管道内部沿轴向贯通形成进气通道，内部管道内设有将进气通道分隔成多个通气通道的消音板；内部管道与中部管道之间设有吸音层，吸音层设有多个内外两侧腔体小、中间腔体大的消音空腔；中部管道与外部管道之间设有隔音层，隔音层设有多个隔音空腔；外部管道的外侧设有支撑外部管道的减振结构。

优选地，消音板为流线型板或褶皱型直板，褶皱型直板的两侧表面交替下沉形成有S形褶皱。

优选地，消音板上设有多个孔隙。

优选地，吸音层包括多个沿内部管道的周向分布的吸音件，相邻吸音件之间间隔形成消音空腔，吸音件的材质为吸音材料。

优选地，吸音层包括吸音材料层，吸音材料层填充于消音空腔的内侧与内部管道之间和/或消音空腔的外侧与中部管道之间。

优选地，隔音层包括设于中部管道外侧面上的内层隔音板、设于外部管道内侧面上的外层隔音板以及多个设于内层隔音板与外层隔音板之间并沿中部管道的周向分布的支撑件，相邻支撑件之间间隔形成隔音空腔。

优选地，内层隔音板和外层隔音板均采用隔音板材。

优选地，隔音空腔内填充有隔音材料。

优选地，外部管道的外侧面上包裹有减振层。

优选地，减振结构包括底座，底座上设有支撑柱，支撑柱上套设有弹簧、垫片和支架，弹簧弹性顶压于底座与垫片之间，支架的一端可活动地套设于支撑柱上并位于垫片远离弹簧的一侧，支架的另一端支撑外部管道。

与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

本发明的燃气轮机进气系统的消音装置通过消音板、吸音层、隔音层和减振结构实现了连续的四层消音，多级消音能够有效拓宽消音频带，更大范围地消除噪音，同时多级消音也可以逐级削弱噪声的强度，能够消除高强度的噪声，并有效提高消声量。因此本发明的燃气轮机进气系统的消音装置能够显著提高整体降噪效果，大大减小燃气轮机进气系统的噪音，从而确保燃气轮机安静平稳的工作环境，维护相关工作人员的身心健康。

附图说明

图1是本发明实施例的燃气轮机进气系统的消音装置的一种实施方式的结构示意图，该实施方式中，消音板为流线型板。

图2是本发明实施例的燃气轮机进气系统的消音装置的另一种实施方式的结构示意图，该实施方式中，消音板为褶皱型直板。

图3是图2示出的燃气轮机进气系统的消音装置中，消音板的结构示意图。

图4是本发明实施例的燃气轮机进气系统的消音装置中，减振结构的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 内部管道

10 进气通道

2 中部管道

3 外部管道

4 消音板

4a 流线型板

4b 褶皱型直板

4b-1 S形褶皱

40，40a，40b 孔隙

5 吸音层

50 消音空腔

51 吸音件

6 隔音层

60 隔音空腔

61 内层隔音板

62 外层隔音板

63 支撑件

7 减振结构

71 底座

72 支撑柱

73 弹簧

74 垫片

75 支架

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图4所示，本发明的燃气轮机进气系统的消音装置的一种实施例。本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置用于燃气轮机进气系统的各种噪音的消除和隔离。燃气轮机进气系统的主要噪音为空气动力性噪音和振动噪音，使燃气轮机进气系统进入的空气流经本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置，噪音随着空气在本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置传播时能够被本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置消除和隔离。

参见图1和图2，本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置包括由内至外依次套设的内部管道1、中部管道2和外部管道3。

内部管道1内部沿轴向贯通形成进气通道10，进气通道10供燃气轮机进气系统进入的空气通过。内部管道1内设有将进气通道10分隔成多个通气通道的消音板4，消音板4具有消音性能。空气进入内部管道1的进气通道10时，消音板4将进入的空气分隔为多股气流，并通过自身的消音性能对噪音进行消音，此为本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置的第一层消音。

中部管道2同轴外套在内部管道1外侧并与内部管道1之间形成有间隔空间，在内部管道1与中部管道2之间设有吸音层5，吸音层5设有多个内外两侧腔体小、中间腔体大的消音空腔50，即消音空腔50靠近内部管道1的内侧腔体和靠近中部管道2的外侧腔体均为截面积相对较小的窄腔体，消音空腔50位于其内侧腔体和外侧腔体之间的中间腔体则为截面积相对较大的宽腔体。第一层消音未消除的噪音进入吸音层5，在吸音层5，声阻抗将因为消音空腔50截面积的变化而发生变化，声波从窄腔体到达宽腔体时，一部分能量会被反射回进气口，达到消耗声能的目的，此为本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置的第二层消音。

外部管道3同轴外套在中部管道2外侧并与中部管道2之间形成有间隔空间，在中部管道2与外部管道3之间设有隔音层6，隔音层6设有多个隔音空腔60，隔音空腔60起到隔音的效果。第二层消音未消耗掉的声能进入隔音层6，通过隔音空腔60消耗掉，此为本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置的第三层消音。

外部管道3的外侧设有支撑外部管道3的减振结构7，当空气进入本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置后，消音装置会产生振动，该振动可以通过减振结构7来减轻振动幅度，进而削减振动噪音，此为本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置的第四层消音。

由此，本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置通过消音板4、吸音层5、隔音层6和减振结构7实现了连续的四层消音，多级消音能够有效拓宽消音频带，更大范围地消除噪音，同时多级消音也可以逐级削弱噪声的强度，能够消除高强度的噪声，并有效提高消声量。因此本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置能够显著提高整体降噪效果，大大减小燃气轮机进气系统的噪音，从而确保燃气轮机安静平稳的工作环境，维护相关工作人员的身心健康。

本实施例中，内部管道1内设有多个消音板4，每个消音板4均沿内部管道1的径向布置，且多个消音板4以内部管道1的中心为中心呈圆周阵列分布。消音板4的数量并不局限，可以根据实际应用需要进行数量增减设计。

优选地，消音板4上设有多个孔隙40，孔隙40可以增加消音板4与噪音的接触面积，从而增大消音量，同时也可以降低空气的通行阻力，从而较好的保持空气的流通，使消音板4较小的影响空气地流动。本实施例中，孔隙40的形状并不局限，可以是四边形或六边形或圆形或其它形状。

参见图1，在一种优选的实施方式中，消音板4为流线型板4a，流线型板4a可以保证空气气流在经过进气通道10时的阻力不会太大，也能降低气流冲击到消音板4上时产生的噪音。流线型板4a上开设有多个孔隙40a，增强吸音效果，并进一步降低空气通行阻力。

参见图2和图3，在另一种优选的实施方式中，消音板4为褶皱型直板4b，褶皱型直板4b的两侧表面交替下沉形成有S形褶皱4b-1，S形褶皱4b-1使褶皱型直板4b具有较大的吸音接触面积，噪声声波在与褶皱型直板4b接触后可在S形褶皱4b-1内部反复反射消耗能量，达到很好的消音效果。较佳地，褶皱型直板4b可以设有多层S形褶皱4b-1，以增强消音效果。褶皱型直板4b上开设有多个孔隙40b，增强吸音效果，并降低空气通行阻力。

本实施例中，参见图1和图2，优选地，吸音层5包括多个沿内部管道1的周向分布的吸音件51，相邻吸音件51之间间隔形成消音空腔50，吸音件51的材质为吸音材料，吸音材料可以采用现有常规的吸音材料。吸音件51能够对消音空腔50腔体中反射和折射的噪音进行吸收，则进入吸音层5后未被消音空腔50消耗掉的声能可由吸音件51吸音处理。由此，吸音层5通过消音空腔50和吸音件51对噪音进行混合消耗吸音作用，能起到很好的吸音效果。

进一步，吸音层5还可以包括吸音材料层，吸音材料层的材质为多孔吸音材料，吸音材料层填充于消音空腔50的内侧与内部管道1之间和/或消音空腔50的外侧与中部管道2之间，能够进一步对未能消耗掉的声能进行消耗，拓宽吸音频率的同时提高吸音量。

本实施例中，参见图1和图2，优选地，隔音层6包括设于中部管道2外侧面上的内层隔音板61、设于外部管道3内侧面上的外层隔音板62以及多个设于内层隔音板61与外层隔音板62之间并沿中部管道2的周向分布的支撑件63，相邻支撑件63之间间隔形成隔音空腔60。进入隔音层6的噪音透过内层隔音板61后进入隔音空腔60，内层隔音板61先起到隔音的效果，未隔掉的噪音进入到隔音空腔60中，通过外层隔音板62的反射和共振削减噪音振动幅度，从而使外层隔音板62隔音效果更好。较佳地，内层隔音板61和外层隔音板62均采用隔音板材，如隔音钢板。较佳地，支撑件63采用支撑钢架。

进一步，隔音空腔60内填充有隔音材料，如玻璃棉等，可以进一步提高隔音效果。

本实施例中，优选地，在外部管道3的外侧面上包裹有减振层，减振层采用减振材料，如橡胶材料等。用减振材料包裹住外部管道3，有助于削减振动噪音。

本实施例中，参见图1、图2和图4，优选地，减振结构7包括底座71，底座71上设有支撑柱72，支撑柱72上套设有弹簧73、垫片74和支架75，弹簧73弹性顶压于底座71与垫片74之间，支架75的一端可活动地套设于支撑柱72上并位于垫片74远离弹簧73的一侧，支架75的另一端支撑外部管道3。空气进入本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置后引起的消音装置振动先传播到减振结构7的支架75，后接触垫片74和弹簧73，通过弹簧73的弹性来卸力，可以有效减轻消音装置的振动幅度，进而使振动的噪声减小。较佳地，减振结构7的支架75采用减振材料制成，如橡胶材料等，可进一步减轻机械振动。

本实施例中，减振结构7可以设有多个，如图1和图2中示出的三个，由多个减振结构7共同支撑外部管道3，可以保证支撑稳定，并增强减振降噪效果。

综上所述，本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置的工作原理为：燃气轮机进气系统进入的空气流经本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置时，噪音随空气在消音装置上传播，当空气进入消音装置的内部管道1的进气通道10时，消音板4将进入的空气分隔为多股气流，使声波呈发散性传播，通过消音板4自身的消音性能对噪音进行消音，消音板4上的孔隙40能够大幅增加吸收声波的接触面积，并且流线型板4a或褶皱型直板4b都可以使气流顺畅通过，有效降低空气阻力，此为第一层消音；第一层消音未消除的噪音进入吸音层5，噪声声波经过吸音层5内外两侧腔体小、中间腔体大的消音空腔50时，一部分能量被反射回进气口而被消耗掉，未能消耗掉的声能由吸音层5的吸音件51和吸音材料层吸收消耗掉，此为第二层消音；第二层消音未消耗掉的声能进入隔音层6，通过内层隔音板61、隔音空腔60和外层隔音板62消耗掉，此为第三层消音；消音装置的振动噪音则由外部管道3外侧面上包裹的减振层和减振结构7的弹簧73来减弱，此为第四层消音。本实施例的燃气轮机进气系统的消音装置通过连续的四层消音，逐级减弱噪音的能量，消音频带更宽泛、消声量更大，且能够较低的影响气流的流动，降低进气气流阻力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。