CN104859674A - 一种消音风道及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消音风道及轨道车辆，在空调机组的送风口处安装有消音风道，消音风道包括风道体，在所述风道体上设置入风口和排风口，在所述入风口和排风口之间沿气体流动方向依次设置呈放射状设置的多个导流板及相互平行设置的多个消音板，所述导流板之间及消音板之间形成气体流路。本发明整体结构简单，安装方便，对风道内气流路径进行了重新设计，通过导流板及消音板的设置有效降低了风道内的气动噪声。而且除导流板和消音板之外还在风道的两侧设置穿孔板进一步降低风道内的气动噪音，有效消除噪音达14dB(A)以上。

Description

一种消音风道及轨道车辆

技术领域

本发明涉及一种风道结构，特别涉及一种在轨道车辆上使用，与轨车辆空调机组出风口连接的消音风道及安装有该消音风道的轨道车辆，属于轨道车辆制造技术领域。

背景技术

高速动车组对列车舒适性要求较高，需要对列车内噪声的传递作出有效控制，车辆的通风空调系统产生的噪声是空调列车室内的主要噪声源之一,其主要来源于二个方面，一是空调机组产生的噪声通过空调风道入口传入风道；二是风道内气流产生的气动噪声，特别是由于空调机组的出风口风速较高，且出风口尺寸较风道小很多，使得出风口处的噪音最大，因此，需要对与空调机组出风口相连的首节风道作出有效的噪音控制。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种结构简单，可有效降低噪音的消音风道，同时还提供一种安装有该消音风道的轨道车辆。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种消音风道，包括风道体，在所述风道体上设置入风口和排风口，在所述入风口和排风口之间沿气体流动方向依次设置呈放射状设置的多个导流板及相互平行设置的多个消音板，所述导流板之间及消音板之间形成气体流路。

进一步，所述导流板的数量与消音板的数量相同并相对设置，所述导流板与相对应的消音板连接构成一联体结构。

进一步，所述导流板与消音板分开设置，且所述导流板沿气体流动方向分成多排设置。

进一步，多排所述导流板之间的多个导流板相互交错设置。

进一步，在所述风道体的两侧各设置有至少一组穿孔板，每组包括一至两个穿孔板，穿孔板与风道体的中心线平行设置，在每个所述穿孔板的背风侧具有消声空腔。

进一步，每组包括两个穿孔板，其中朝向风道体外侧的穿孔板的开孔率大于朝向风道中心一侧穿孔板的开孔率。

进一步，所述导流板和/或消音板为金属板，在金属板的两侧面粘贴第一吸音材，在所述第一吸音材的外表面上覆设一层第一罩面；或者所述导流板和/或消音版由表面冲孔的金属外壳和在外壳内填充的吸音芯材组成。

进一步，在所述风道体的内壁上粘贴一层第二吸音材，在所述第二吸音材的外表面上覆设一层第二罩面。

进一步，在所述风道体的外侧粘贴一层保温材，在所述风道体的底壁与保温材之间设置有阻尼贴片。

本发明的另一技术方案是：

一种轨道车辆，安装有空调机组，在所述空调机组的出风口处安装有所述的消音风道。

综上内容，本发明所述的一种消音风道及轨道车辆，该消音风道整体结构简单，安装方便，对风道内气流路径进行了重新设计，通过导流板及消音板的设置有效降低了风道内的气动噪声。而且除导流板和消音板之外还在风道的两侧设置穿孔板进一步降低风道内的气动噪音，有效消除噪音达14dB(A)以上。另外，本发明在风道体的底壁与保温材还设置阻尼贴片，在降低气动噪音的同时也有效降低了风道体的振动噪音。

附图说明

图1是本发明实施例一结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明实施例二结构示意图；

图4是本发明实施例三结构示意图；

图5是本发明实施例四结构示意图；

图6是图5的B-B剖视图；

图7是图5的C-C剖视图。

如图1至图7所示，风道体1，入风口2，排风口3，安装法兰4，导流板5，消音板6，铝板7，第一吸音材8，消声空腔9，消声空腔10，穿孔板11，第二吸音材12，第一罩面13，第二罩面14，保温材15，阻尼贴片16，外壳17，吸音芯材18，侧顶风道19，支风道20，支导流板21,消声空腔22，消声空腔23。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1和图2所示，本发明提供的一种消音风道，安装在车顶空调机组的出风口(图中未示出)处，该消音风道为与空调机组相连的首节风道。

实施例一：

如图1和图2所示，本实施例消音风道包括风道体1，风道体1安装在轨道车辆车顶板上方的空间内，风道体1的横断面为长方形，为了减轻重量，可采用铝板、玻璃钢等材料制成。在风道体1上设置入风口2和排风口3，入风口2和排风口3分别设置在风道体1的前后两端，在入风口2和排风口3处分别设置有安装法兰4，入风口2通过安装法兰4与空调机组的出风口连接，排风口3通过安装法兰4与下一节风道的端部连接。

通过对风道结构压力场与速度场的分析，可以发现在风道的前端存在较大的压力脉动，同时风速变化较大。所以，在进行风道改进时主要以减少风道压力脉动与降低风速的剧烈变化为主。为此，本实施例中，在风道体1的内部，入风口2和排风口3之间沿气体流动方向依次设置多个导流板5和多个消音板6。其中，多个导流板5以入风口2为起点呈放射状设置，最外侧的两个导流板5之间的距离小于入风口2的宽度，多个消音板6沿风道体1宽度方向相互平行设置，导流板5之间及消音板6之间形成气体流路。经过空调机组处理后的空气从入风口2进入风道体1内部，在多个导流板5的引导下将空气分成多个流路向消音板6的方向流动，再沿消音板6之间的气体流路向排风口3的方向流动，通过对风道内气流流场的改变来减少流场内的气动噪声，同时在流动的过程中，经过具有消音作用的导流板5和消音板6，达到大幅降低气动噪音的作用。

导流板5和消音板6的设置数量根据风道体1的宽度而设计，本实施例中，设置三个导流板5和三个消音板6，三个消音板6之间的间距为300mm，导流板5与相对应的消音板6连接构成一联体的结构，中间的导流板5与消音板6联成一体后设置在风道体1的正中间，两侧的导流板5呈对称斜置在中间导流板5的两侧，两侧的导流板5相对于中间的导流板5的倾斜角度优选为10-15°，这样可使流场中不会存在压力变化值较大的区域，也不会存在较大的速度分离与湍流动能较大的区域，消音效果最好,而且使整体结构更为简单，安装也更为方便。

本实施例中，导流板5和消音板6均为金属板，优选采用铝板7，并在铝板7的两侧面均粘贴有一层第一吸音材8，第一吸音材8的迎风面和末端均使用弧形铝板做包边的处理。第一吸音材8优选采用不吸水的聚酯纤维吸音棉，空气在流过导流板5和消音板6时，聚酯纤维吸音棉会进一步吸收空气流动过程中所产生的气动噪声。

为了避免空气流过聚酯纤维吸音棉时，将棉絮等杂物带至车厢内，影响车厢环境的空气质量，本实施例，在聚酯纤维吸音棉的外侧面再设置一层第一罩面13，第一罩面13是由与第一吸音材8同材质的材料编织而成的，第一罩面13也起到一定的消音作用，同时第一罩面13因为是编织制成，并将聚酯纤维吸音棉罩在其内，棉絮等杂物不会随气流进入风道体1的内部，同时也可以避免聚酯纤维吸音棉吸收气流中的水份。

为了更大幅度地消除风道内的气动噪音，在风道体1围成的风腔的两侧还分别设置有一组穿孔板11，穿孔板11是一种消声器，能在较宽的频带范围内消除气动噪音，由于穿孔板共振吸声结构的吸声频率选择性很强，吸声频率很窄，本实施例优选每组采用具有不同开孔率的两层穿孔板11a和11b，两层穿孔板11a和11b沿风道体1的横向平行设置，且与风道体1的中心线平行，以使吸声频带增宽，吸声频带的宽度范围可以在0-1400Hz之间，完全满足吸收空调风道气动噪声的频带需求。

其中，穿孔板11a位于风道体1的外侧，穿孔板11b位于朝向风道体1中心的一侧，两层穿孔板11a和11b之间具有一消声空腔9，位于风道体1外侧一侧的穿孔板11a的背风侧具有一消声空腔10。本实施例中，为了避免占用风道体1风腔的空间，风道体1两侧的侧壁各向外凸出，形成一凸出部，该凸出部围成的空腔即作为消声空腔10，穿孔板11a和11b安装于该凸出部与风道体1的主风腔之间。消声空腔9和消声空腔10的宽度根据穿孔板11a和11b的厚度、孔径及开孔率有关，本实施例中，消声空腔9的宽度优选为20-50mm，消声空腔10的宽度优选为20-100mm。另外，穿孔板11的开孔孔径越小，吸声效果越好，开孔率越大，高频吸声性能越好，本实施例中，优选穿孔板11a的开孔率大于穿孔板11b的开孔率，穿孔板11a使用1mm厚的铝板，开孔率为1％，孔直径为1mm，穿孔板11b使用1mm厚的铝板，开孔率为0.5％，孔直径为1mm，消声空腔9的宽度为50mm，消声空腔10的宽度为100mm，穿孔板11a和11b沿风道体1的纵向长度通长设置，为了使得客室送风道的噪声值小于65dB(A)，消音风道的长度不应小于1.785m。

气体流过该消音风道时，导流板5、消音板6及四个穿孔板11共同对气流进行消音降噪，可有效消除噪音达14dB(A)以上，而且吸声频带的宽度范围可以在0-1400Hz之间，极大地满足车辆乘坐舒适性的要求。

导流板5、消音板6和微穿孔板11的底部固定在风道体1的底壁上，顶部固定在风道体1的顶壁上，在导流消音的同时，对风道体1也起着一定的支撑作用。

为了进一步吸音降噪，在风道体1的底壁和顶壁的内侧上均粘贴一层第二吸音材12，第二吸音材12优选采用不吸水的聚酯纤维吸音棉，空气在流过时，第二吸音材12会进一步吸收空气流动过程中所产生的气动噪声。在风道体1的底壁和顶壁四周也设置向外翻的弧形包边，第二吸音材12卡固在四周的包边内。

在第二吸音材12的外表面上覆设一层第二罩面14，第二罩面14采用铝箔，在铝箔上开有若干小孔，在降低通风阻力的同时起到吸音的作用。第二罩面14也可以如第一罩面13一样，采用由与第二吸音材12同材质的材料编织而成的，第二罩面14也起到一定的消音作用，同时第二罩面14因为是编织制成，并将聚酯纤维吸音棉罩在其内，棉絮等杂物不会随气流进入风道体1的内部。

由于从空调机组的送风口送出的空气流动速度较快，气流在流过风道体1时不但会产生气动噪声，同时也会造成风道薄壁的震颤，产生较大的振动噪声。为了消除该振动噪声，以进一步提高该消音风道的消音效果，本实施例中，在风道体1底壁与保温材15之间还设置有一层阻尼贴片16，其中保温材15是为了减少经过处理后的空气在风道流动过程中产生冷量损失而粘贴在风道体1的四周外壁上的，阻尼贴片16可以避免在空气流动时与风道体1产生共振，进而消除噪声。

实施例二：

如图3所示，与实施例一不同之处在于，在风道体1围成的风腔的两侧各设置一组穿孔板11，每组只有一个穿孔板11c，穿孔板11c的外侧具有消声空腔22，穿孔板11c安装在风道体1的内部，消声空腔22由穿孔板11c和风道体1侧壁围成，消声空腔22的宽度为20-100mm，如可选择20mm、40mm、50mm等，穿孔板11c使用1mm厚的铝板，开孔率为1％，孔直径为1mm，或者穿孔板11c使用1mm厚的铝板，开孔率为0.5％，孔直径为1mm。

实施例三：

如图4所示，与实施例一和实施例二不同之处在于，在风道体1的两侧还设置有侧顶风道19，风道体1与侧顶风道19之间通过多个支风道20连通。

在风道体1的两侧各设置两组穿孔板11，每组有一个穿孔板11d，穿孔板11d的外侧具有消声空腔23，风道体1两侧的四个穿孔板11d安装在风道体1的内部，消声空腔23由穿孔板11d和风道体1侧壁围成，风道体1每侧的两个穿孔板11d分设在支风道20的两侧，让出支风道20的进风口，在支风道20的进风口处还设置一呈弧形的支导流板21，支导流板21将进入风道体1内部的气流分出两路分别经过两侧的支风道20进入两侧的侧顶风道19。支导流板21可以采用穿孔板，也可以采用铝板，并在铝板外侧粘贴一层吸音材，或者采用表面冲孔的金属外壳并在其中填加吸音芯材的结构。

为了使消音风道得到更好的降噪效果，支风道20的进风口应设置在远离风道体1入风口2的地方。

在支风道20两侧设置的每组穿孔板11也可以与实施例一相同包括两个平行的穿孔板(图中未示出)，支风道20两侧的风道体1侧壁各向外凸出分别形成一凸出的部分，凸出的部分作为消声风腔。

实施例四：

如图5和图6所示，在风道体1的内部，入风口2和排风口3之间沿气体流动方向依次设置多个导流板5和多个消音板6。其中，多个导流板5以入风口2为起点呈放射状设置，最外侧的两个导流板5之间的距离小于入风口2的宽度，多个消音板6沿风道体1宽度方向相互平行设置，导流板5之间及消音板6之间形成气体流路。

与实施例一不同之处在于，本实施例中，导流板5与消音板6分开设置，且导流板5沿气体流动方向分成多排设置，优选采用设置前后两排导流板5，每排设置四个导流板5，消音板6为三个，两侧的导流板5相对于风道体1中心线的倾斜角度为10-15°，前后两排的八个导流板5之间相互交错设置，且后排导流板5的底部与下个前排导流板5的顶部在一条水平线上，前排导流板5的底部与下一个后排导流板5的顶部在一条水平线上，这样，空气在流过前后两排导流板5时，气流会在交错的导流板5之间按曲线流动，通过扰流降风速的措施，起到消音的作用。

经过空调机组处理后的空气从入风口2进入风道体1内部，在前后两排八个导流板5的作用下将空气分成多个流路向消音板6方向流动，再经过消音板6向排风口3的方向流动，在流动的过程中，经过具有消音作用的导流板5和消音板6，达到降低噪音的作用。

本实施例中，消音板6的结构与实施例一相同，采用金属板，并优选采用铝板7，在铝板7的两侧面均粘贴有一层第一吸音材8，第一吸音材8优选采用不吸水的聚酯纤维吸音棉，空气在流过导流板5和消音板6时，聚酯纤维吸音棉会吸收空气流动过程中所产生的气动噪声。在铝板7的四周设置向外翻的弧形包边，第一吸音材8卡固在铝板7四周的包边内。

为了避免空气流过聚酯纤维吸音棉时，将棉絮等杂物带至车厢内，影响车厢环境的空气质量，本实施例，在聚酯纤维吸音棉的外侧面再设置一层第一罩面13，第一罩面13为由与第一吸音材8同材质的材料编织而成的，第一罩面13也起到一定的消音作用，同时第一罩面13因为是编织制成，并将聚酯纤维吸音棉罩在其内，棉絮等杂物不会随气流进入风道体1的内部。

如图7所示，导流板5则采用由表面冲孔的金属外壳17和在外壳内填充的吸音芯材18组成的结构。

在风道体1的底壁和侧壁的内侧上均粘贴一层第二吸音材12，第二吸音材12优选采用不吸水的聚酯纤维吸音棉，空气在流过时，第二吸音材12会进一步吸收空气流动过程中所产生的气动噪声。在风道体1的底壁和顶壁四周也设置向外翻的弧形包边，第二吸音材12卡固在四周的包边内。

在第二吸音材12的外表面上覆设一层第二罩面14，第二罩面14采用铝箔，在铝箔上开有若干小孔，在降低通风阻力的同时起到吸音的作用。第二罩面14也可以如第一罩面13一样，采用由与第二吸音材12同材质的材料编织而成的，第二罩面14也起到一定的消音作用，同时第二罩面14因为是编织制成，并将聚酯纤维吸音棉罩在其内，棉絮等杂物不会随气流进入风道体1的内部。

本实施例中，在风道体1底壁与保温材15之间也同样设置有一层阻尼贴片16，以避免在空气流动时与风道体1产生共振，进而消除噪声。在风道体1的两侧，也可以采用与实施例一至四相同的两层穿孔板和单层穿孔板的结构。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种消音风道，包括风道体，在所述风道体上设置入风口和排风口，其特征在于：在所述入风口和排风口之间沿气体流动方向依次设置呈放射状设置的多个导流板及相互平行设置的多个消音板，所述导流板之间及消音板之间形成气体流路。

2.根据权利要求1所述的一种消音风道，其特征在于：所述导流板的数量与消音板的数量相同并相对设置，所述导流板与相对应的消音板连接构成一联体结构。

3.根据权利要求1所述的一种消音风道，其特征在于：所述导流板与消音板分开设置，且所述导流板沿气体流动方向分成多排设置。

4.根据权利要求3所述的一种消音风道，其特征在于：多排所述导流板之间的多个导流板相互交错设置。

5.根据权利要求1所述的一种消音风道，其特征在于：在所述风道体的两侧各设置有至少一组穿孔板，每组包括一至两个穿孔板，穿孔板与风道体的中心线平行设置，在每个所述穿孔板的背风侧具有消声空腔。

6.根据权利要求5所述的一种消音风道，其特征在于：每组包括两个穿孔板，其中朝向风道体外侧的穿孔板的开孔率大于朝向风道中心一侧穿孔板的开孔率。

7.根据权利要求1所述的一种消音风道，其特征在于：所述导流板和/或消音板为金属板，在金属板的两侧面粘贴第一吸音材，在所述第一吸音材的外表面上覆设一层第一罩面；或者所述导流板和/或消音版由表面冲孔的金属外壳和在外壳内填充的吸音芯材组成。

8.根据权利要求1所述的一种消音风道，其特征在于：在所述风道体的内壁上粘贴一层第二吸音材，在所述第二吸音材的外表面上覆设一层第二罩面。

9.根据权利要求1所述的一种消音风道，其特征在于：在所述风道体的外侧粘贴一层保温材，在所述风道体的底壁与保温材之间设置有阻尼贴片。

10.一种轨道车辆，安装有空调机组，其特征在于：在所述空调机组的送风口处安装有如权利要求1-9任一项所述的消音风道。