CN102867506A - 吸声结构及消音通道 - Google Patents

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耿亚彬
郭涛
李学远
董伟力
贾红艳
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Abstract

本发明公开一种吸声结构及消声通道，该吸声结构由多个吸声单元拼组形成，所述吸声单元由底座层和多个吸声尖劈构成，该吸声尖劈由基部和尖端两部分一体构成，尖端的横截面积小于基部的横截面积，所有基部均间隔固定在所述底座层上，所述尖端均悬置并向远离该底座层的方向延伸。将底座层没有固定吸声尖劈的一面挂设于风道内壁上，并距离风道有0-0.2m的空气间隔，吸声尖劈利用阻抗的逐渐变化，从吸声尖劈的尖端到基部，声阻抗从空气的阻抗逐步过渡到底座层材料的阻抗，因而实现了很好的阻抗匹配，使各个方向、很宽频段的入射声均能得到高效的吸收，从而起到高效降噪效果。

Description

吸声结构及消音通道
技术领域
本发明涉及消音技术，尤其涉及一种吸声结构及消音通道。
背景技术
铁路客车的风道体结构如图1-4所示，风道体10内部通过隔板1分割成多个断面较小的风道2，风道2内部风速接近8m/s，空气在风道2内流动时噪声较大，目前客车上采用多孔消音体3挂设在风道2内壁形成多孔消音风道，，多孔消音体3由多孔吸声材料构成，通过多孔吸声材料吸收风道内的噪音以减少风道内噪声。
风道内风速较小(风度小于4m/s)时多孔消音风道的降噪效果较为明显，但风道内风速接近8m/s时，多孔消音风道内的噪音仍然较大，风速大，风道内噪声偏大，因此客车的舒适性受到影响。
发明内容
本发明提供一种吸声结构及消音通道，用于克服现有技术中的缺陷，对风速较大的小截面风道的降噪效果显著。
本发明提供一种吸声结构，该吸声结构由多个吸声单元拼组形成，所述吸声单元由底座层和多个吸声尖劈构成，该吸声尖劈由基部和尖端两部分一体构成，尖端的横截面积小于基部的横截面积，所有基部均间隔固定在所述底座层上，所述尖端均悬置并向远离该底座层的方向延伸。
本发明提供的吸声结构，将底座层没有固定吸声尖劈的一面挂设于风道内壁上，并距离风道有0-0.2m的空气间隔，吸声尖劈利用阻抗的逐渐变化，从吸声尖劈的尖端到基部，声阻抗从空气的阻抗逐步过渡到底座层材料的阻抗，因而实现了很好的阻抗匹配，使各个方向、很宽频段的入射声均能得到高效的吸收，从而起到高效降噪效果。
本发明还提供一种消音通道，该消音通道至少包括风道，所述风道内壁至少有局部挂设有吸声结构，所述吸声结构为上述的吸声结构，所述吸声结构的底座层背离吸声尖劈的一面挂设在所述风道内壁上。
本发明提供的消音通道，通过利用带有吸声尖劈的吸声结构，能够对小截面、高风速通道内的全频段噪声进行有效吸收。
附图说明
图1为现有技术中铁路客车风道的主视图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的左视图；
图4为图2中沿A-A向剖视图；
图5为本发明提供的吸声结构实施例一的俯视图；
图6为图5沿B-B向剖视图；
图7为本发明提供的吸声结构实施例二的剖视图；
图8为本发明提供的消声通道的结构示意图；
图9为本发明提供的吸声结构实施例三的主视图；
图10为图9中沿C-C向剖视图。
具体实施方式
如图5、图6所示，本发明实施例提供一种吸声结构，该吸声结构由多个吸声单元拼组形成，吸声单元由底座层4和多个吸声尖劈5构成，该吸声尖劈5由基部51和尖端52两部分一体构成，尖端52的横截面积小于基部51的横截面积，所有基部51均间隔固定在底座层4上，尖端52均悬置并向远离该底座层4的方向延伸。吸声尖劈5可以呈针状，如图5-7所示，也可以呈条状，如图9、图10所示。
本发明提供的吸声结构，将底座层没有固定吸声尖劈的一面挂设于风道内壁上，吸声尖劈利用阻抗的逐渐变化，从吸声尖劈的尖端到基部，声阻抗从空气的阻抗逐步过渡到底座层材料的阻抗，因而实现了很好的阻抗匹配，使入射声能得到高效的吸收，从而起到高效降噪效果。其平均吸声系数可达到1.0。吸声尖劈5长度无固定值，越长越好，吸声尖劈低频吸声性能好，尖端宽度一般取0.3～0.4m，底座层4厚度为0.1m。一般两个或三个吸声尖劈5间隔排成一排与底座层4组成一个单元，根据现场设计要求，可采用多个单元。图5中为四个单元。
作为本实施例的优选实施方式，吸声尖劈5由多孔材料构成。可以进一步增加降噪效果。根据风道流速，为了提高吸声结构的低频特性，设计吸声尖劈的弹性模量；另外，为了提高吸声尖劈的低频吸声的特性，在其内部增加了空腔，利用其共振吸声，提高低频作用。
如图6所示，吸声尖劈5为圆台形。
如图7所示，吸声尖劈5由多个圆柱体50沿轴线方向排列构成阶梯状，且自基部51至尖端52圆柱体50的直径依次变小。
如图9、10所示，吸声尖劈5呈条状，且其横截面为三角形。彼此相邻的两吸声单元的吸声尖劈纵横交错排列，如图8所示，图8中每个吸声单元有两个横截面呈三角形的吸声尖劈排列构成，并且吸声尖劈的两侧面为由多个多边形连接形成的曲面。
本发明实施例还提供一种消音通道，如图8所示，该消音通道至少包括风道，风道内壁至少在局部挂设有吸声结构，包括在局部风道内壁和全部风道内壁挂设吸声结构，图8所示在全部风道内壁挂设吸声结构，包括风道体内壁和隔板内壁，也可以仅仅在隔板内壁上挂设吸声结构，吸声结构为任意实施例的吸声结构，吸声结构的底座层4背离吸声尖劈5的一面挂设在风道内壁上。本发明提供的消音通道，通过利用带有吸声尖劈的吸声结构，对小截面、高风速通道内的噪声进行有效吸收。
为了提高吸声性能，在挂设底座层时使底座层4与风道内壁之间形成一空气层6。具体可在通道内壁固定螺栓一端，再在螺栓上穿设间隔套，最后再将底座层穿设于螺栓上通过螺母固定，可根据所需空气层的厚度设定间隔套的长度，如图8所示，空气层的厚度小于等于0.2米。当空气层厚度为1/4波长时，吸声系数最大。同时，入射声波可穿透吸声尖劈或通过四周绕射到吸声尖劈背后，通过与风道内壁的折射和反射使吸声尖劈多次吸声。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种吸声结构，其特征在于，该吸声结构由多个吸声单元拼组形成，所述吸声单元由底座层和多个吸声尖劈构成，该吸声尖劈由基部和尖端两部分一体构成，尖端的横截面积小于基部的横截面积，所有基部均间隔固定在所述底座层上，所述尖端均悬置并向远离该底座层的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的吸声结构，其特征在于，所述吸声尖劈为圆台形。
3.根据权利要求1所述的吸声结构，其特征在于，所述吸声尖劈由多个圆柱体沿轴线方向排列构成阶梯状，且自基部至尖端圆柱体的直径依次变小。
4.根据权利要求1所述的吸声结构，其特征在于，所述吸声尖劈呈条状且其横截面为三角形。
5.根据权利要求1-4任一所述的吸声结构，其特征在于，所述吸声尖劈由多孔材料构成。
6.一种消音通道，该消音通道至少包括风道，所述风道内壁至少在局部挂设有吸声结构，该其特征在于，所述吸声结构为权利要求1-5任一所述的吸声结构，所述吸声结构的底座层背离吸声尖劈的一面挂设在所述风道内壁上。
7.根据权利要求6所述的消音风道，其特征在于，所述底座层与风道内壁之间具有一空气层。
8.根据权利要求7所述的消声风道，其特征在于，所述空气层的厚度小于等于0.2米。
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