CN109505808B - 风机消声器和风机消声系统 - Google Patents

风机消声器和风机消声系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风机消声器和风机消声系统，用于风机降噪领域，风机消声器具有弯折的消声风道，消声风道具有进气口和出气口，消声风道的至少部分壁面设有至少一层穿孔板，风机消声器于穿孔板背离所述消声风道的一侧设有穿孔板空腔，穿孔板上设有连通所述穿孔板空腔和所述消声风道的微孔。风机消声系统包括风机和所述的风机消声器，风机与消声风道连接。风机消声器通过设置弯折的消声风道，形成迷宫式消声结构，通过设置穿孔板、穿孔板空腔以及微孔形成微穿孔板消声结构，两种类型的消声结构相互结合，改善不同消声结构的自身不足，在降低气流流动损失的前提下，能够实现风机降噪，而且降噪效果明显。

Description

风机消声器和风机消声系统
技术领域
本发明用于风机降噪领域，特别是涉及一种风机消声器和风机消声系统。
背景技术
风机在大量依靠风力做功的器具中均有用到，当前风机的发展方向是小型化和高速化，高速带来大功率和高输出的同时也会产生大的噪声，如何降低风机的噪声成了一个必须解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种风机消声器和风机消声系统，其能够实现风机降噪，降噪效果明显。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风机消声器，风机消声器具有弯折的消声风道，消声风道具有进气口和出气口，消声风道的至少部分壁面设有至少一层穿孔板，风机消声器于穿孔板背离消声风道的一侧设有穿孔板空腔，穿孔板上设有连通穿孔板空腔和消声风道的微孔。
消声风道能够通过进气口和/或出气口与风机连接，风机产生的气流流经风机消声器的消声风道，通过消声风道进行降噪。其中，风机消声器通过设置弯折的消声风道，弯折方向不限，可以在二维平面上弯折或者在三维空间中弯折，形成迷宫式消声结构，通过设置穿孔板、穿孔板空腔以及微孔形成微穿孔板消声结构，由于单独采用迷宫式消声结构会造成风机气流的流动损失，本技术方案将迷宫式消声结构与微穿孔板消声结构结合后会降低气流的流动损失，同时改善降噪效果，两种类型的消声结构相互结合，改善不同消声结构的自身不足，在降低气流流动损失的前提下，能够实现风机降噪，而且降噪效果明显。
同时，本消声器不再采用软性的吸声材料，体积小，质量轻，结构更加可靠。
而且，本消声器可以通过调整穿孔板板厚、微孔孔径、穿孔板空腔腔深等手段来针对不同频段的噪声进行降噪，降噪作用频段更宽，降噪效果更好。
再者，穿孔板设置一层或多层，多层穿孔板之间形成空气层，当采用多层穿孔板时，可以使吸声频带加宽，降噪效果更佳。
优选的，穿孔板的板厚h≤1mm，微孔的直径d≤1mm，穿孔板的穿孔率为1％～5％。
优选的，穿孔板空腔密闭，穿孔板空腔仅通过微孔与消声风道连通，噪声波进入密闭的穿孔板空腔后会进行多次反射衰减，从而降低分贝，若不密封噪声波会向外传出，大大降低消声效果。
优选的，消声风道具有至少两处弯折，消声风道通过至少两处弯折形成迷宫式消声结构，气流在流过弯折位置时，噪声声压得到降低。
优选的，消声风道弯折角度为80～120°。
优选的，消声风道弯折角度为90°。
优选的，消声风道的截面呈圆形、半圆形、椭圆形或多边形。
优选的，为了降低风机消声器的成型难度和成本，风机消声器包括多个消声器组件，多个所述消声器组件彼此连接的位置形成连接面，所述连接面将所述消声风道和所述穿孔板空腔剖开，多个消声器组件配合连接后形成完整的消声风道和穿孔板空腔。
优选的，消声风道在进气口内侧设有截面呈矩形的一阶风道，一阶风道向前延伸，一阶风道的部分前壁上设有第一穿孔板，第一穿孔板背侧设有第一穿孔板空腔，一阶风道的上壁上设有第二穿孔板，第二穿孔板背侧设有第二穿孔板空腔，第一穿孔板空腔向上延伸至第二穿孔板空腔外侧，并与第二穿孔板空腔接通，一阶风道前端向上弯折形成截面呈矩形的二阶风道，二阶风道上端向前弯折形成截面呈矩形的三阶风道，三阶风道的下壁上设有第三穿孔板，第三穿孔板背侧设有第三穿孔板空腔，三阶风道的前端向下弯折形成截面呈圆形的四阶风道，四阶风道下端形成出气口。沿气流流动方向，灵活运用弯折、穿孔板、穿孔板空腔以及微孔等结构设计，经过试验对比，风机消声器能够实现风机降噪，而且降噪效果明显。
优选的，风机消声器上设有定位结构，用于将风机消声器固定安装，例如与风机连接、与风机的风道连接等。
同时，本发明技术方案还提供一种风机消声系统，包括风机和以上任一技术方案所述的风机消声器，风机与消声风道连接。
风机产生的气流流经风机消声器的消声风道，通过消声风道进行降噪。其中，风机消声器通过设置弯折的消声风道，弯折方向不限，可以在二维平面上弯折或者在三维空间中弯折，形成迷宫式消声结构，通过设置穿孔板、穿孔板空腔以及微孔形成微穿孔板消声结构，由于单独采用迷宫式消声结构会造成风机气流的流动损失，本技术方案将迷宫式消声结构与微穿孔板消声结构结合后会降低气流的流动损失，同时改善降噪效果，两种类型的消声结构相互结合，改善不同消声结构的自身不足，在降低气流流动损失的前提下，能够实现风机降噪，而且降噪效果明显。
优选的，风机消声器设在风机的进风口，风机的进风口与消声风道的出气口连接。
优选的，风机消声器设在风机的出风口，风机的出风口与消声风道的进气口连接。
优选的，风机消声器设在风机的风道上，消声风道接入风机的风道。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明一个实施例轴测图；
图2是图1所示的本发明的一个实施例的俯视图；
图3是图2中A-A处截面示意图；
图4是图2中B-B处截面示意图；
图5是本发明一个实施例使用前后噪声频谱对比示意图。
附图标记：
风机消声器1，进气口12，出气口13，微孔16，定位孔17，
消声风道11，一阶风道111，二阶风道112，三阶风道113，四阶风道114，
穿孔板14，第一穿孔板141，第二穿孔板142，第三穿孔板143，
穿孔板空腔15，第一穿孔板空腔151，第二穿孔板空腔152，第三穿孔板空腔153。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，是以图1所示的结构为参考描述，但其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征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。
本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”、“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明中，除非另有明确的限定，“设置”、“安装”、“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
发明人在研究中发现风机没有降噪措施，噪声很大，用户体验差，为了解决这一技术问题，通常采用的方法是通过增加风道厚度、在风道外部包裹吸声材料等方法进行降噪，但是增加厚度及吸声材料等降噪效果很小，且一般吸声材料老化速度快，降噪效果减弱。
基于此，发明人采用通过阻性或抗性消声器降噪，但是，降噪效果小，气流损失大，降噪作用频段窄，用户体验改善不大。
鉴于此，参见图1、图2、图3、图4，本发明的实施例提供了一种风机消声器，风机消声器1具有弯折的消声风道11，消声风道11具有进气口12和出气口13，消声风道11的壁面设有穿孔板14，风机消声器1于穿孔板14背离消声风道11的一侧设有穿孔板空腔15，穿孔板14上设有连通穿孔板空腔15和消声风道11的微孔16，微孔16的形状不限，可以为圆形、多边形或异形等。
消声风道11能够通过进气口12和/或出气口13与风机连接，风机产生的气流流经风机消声器1的消声风道11，通过消声风道11进行降噪。其中，风机消声器1通过设置弯折的消声风道11，弯折方向不限，可以在二维平面上弯折或者在三维空间中弯折，形成迷宫式消声结构；通过设置穿孔板14、穿孔板空腔15和微孔16形成微穿孔板14消声结构。由于单独采用迷宫式消声结构会造成风机气流的流动损失，本技术方案将迷宫式消声结构与微穿孔板14消声结构结合后会降低气流的流动损失，同时改善降噪效果，两种类型的消声结构相互结合，改善不同消声结构的自身不足，在降低气流流动损失的前提下，能够实现风机降噪，而且降噪效果明显。同时，改变微孔阵列的密集度，可以调整穿孔板14的穿孔率，可以通过调整穿孔板14板厚、微孔16孔径、穿孔板空腔15腔深、穿孔板14的穿孔率等手段来改变微微穿孔板14消声结构的共振吸声频率和相对声阻抗，以针对不同频段的噪声进行降噪，降噪作用频段更宽，降噪效果更好。而且，本消声器不再采用软性的吸声材料，体积小，质量轻，结构更加可靠。
参见图3、图4，在某些实施例中，消声风道11的部分壁面或全部壁面设有穿孔板14，但穿孔板14的后侧必定设有穿孔板空腔15，消声风道11的未设有穿孔板14的壁面，后侧则不需要设置穿孔板空腔15，由此可以减小整个消声器的体积。风机消声器的体积可以根据实际的空间位置，对是否设置穿孔板14及穿孔板空腔15进行调节。
在某些实施例中，针对不同频段的噪声，可以通过调整穿孔板14板厚、微孔16孔径、穿孔板空腔15腔深、穿孔板14的穿孔率等手段来改变微微穿孔板14消声结构的共振吸声频率和相对声阻抗，作为优选，穿孔板14的板厚h≤1mm，微孔16的直径d≤1mm，穿孔板14的穿孔率为1％～5％，气流在流过穿孔板14位置时，噪声声压得到降低。
在某些实施例中，穿孔板空腔15密闭，穿孔板空腔15仅通过微孔16与消声风道11连通，噪声波进入密闭的穿孔板空腔15后会进行多次反射衰减，从而降低分贝，若不密封噪声波会向外传出，大大降低消声效果。穿孔板空腔15内部形成空气层，空气层的厚度即为穿孔板空腔15腔深，穿孔板空腔15腔深可以根据实际需要进行调节。
在某些实施例中，消声风道11具有至少两处弯折，弯折方向不限，可以在二维平面上弯折或者在三维空间中弯折，形成一种迷宫式消声结构，消声风道11弯折角度为80～120°，作为优选，消声风道11弯折角度为90°，气流在流过弯折位置时，噪声声压得到降低。
在某些实施例中，穿孔板14设置一层或多层，多层穿孔板14之间形成空气层，当采用多层穿孔板14时，可以使吸声频带加宽，降噪效果更佳。
参见图3、图4，在某些实施例中，消声风道11的截面呈圆形、半圆形、椭圆形或多边形。
在某些实施例中，风机消声器1一体成型或通过多个组件连接成型，作为优选，风机消声器1包括多个消声器组件，每个消声器组件作为风机消声器1的组成单元，多个消声器组件连接形成风机消声器1，多个所述消声器组件彼此连接的位置形成连接面，而且多个消声器组件的连接面将消声风道11和穿孔板空腔15剖开。风机消声器1制造时，先分别成型多个消声器组件，然后将多个消声器组件连接形成风机消声器1，连接方式包括但不限于粘接、卡扣连接、紧固件连接等。由于多个消声器组件的连接面已经将消声风道11和穿孔板空腔15剖开，所以可以大大降低风机消声器1的成型难度。
参见图3、图4，消声风道11在进气口12内侧设有截面呈矩形的一阶风道111，一阶风道111向前延伸，一阶风道111的部分前壁上设有第一穿孔板141，第一穿孔板141背侧设有第一穿孔板空腔151，一阶风道111的上壁上设有第二穿孔板142，第二穿孔板142背侧设有第二穿孔板空腔152，第一穿孔板空腔151向上延伸至第二穿孔板空腔152外侧，并与第二穿孔板空腔152接通，一阶风道111前端向上弯折形成截面呈矩形的二阶风道112，二阶风道112上端向前弯折形成截面呈矩形的三阶风道113，三阶风道113的下壁上设有第三穿孔板143，第三穿孔板143背侧设有第三穿孔板空腔153，三阶风道113的前端向下弯折形成截面呈圆形的四阶风道114，四阶风道114下端形成出气口13。参见图5，其为图3、图4所示实施例使用前后噪声频谱对比示意图，图5中，横轴为噪声频率(单位：Hz),纵轴为噪声声压(单位：Pa)，浅色柱状区域显示未使用实施例消声器状态下，风机各频段的噪声声压；深色柱状区域显示使用实施例消声器状态下，风机各频段的噪声声压，该实施例中，穿孔板14的板厚h＝0.5mm，微孔16的直径d＝0.5mm，穿孔板14的穿孔率为1％，穿孔板空腔15腔深为30mm。风机原始噪声声压由64.5Pa下降至59.52Pa，降噪效果十分明显。
在某些实施例中，风机消声器1上设有定位结构，定位结构可采用定位孔17、定位卡扣等，用于将风机消声器1固定安装，例如与风机连接、与风机的风道连接等。
本发明的实施例提供了一种风机消声系统，包括风机和以上任一项所述的风机消声器，风机与消声风道11连接。
在某些实施例中，风机消声器设在风机的进风口，风机的进风口与消声风道11的出气口13连接。
在某些实施例中，风机消声器设在风机的出风口，风机的出风口与消声风道11的进气口12连接。
在某些实施例中，风机消声器设在风机的风道上，消声风道11接入风机的风道。
风机消声器能够安装在风机的进风口和/或出风口和/或风道上，风机产生的气流流经风机消声器1的消声风道11，通过消声风道11进行降噪。降噪效果明显。同时，风机消声器不再采用软性的吸声材料，体积小，质量轻，结构更加可靠。而且可以通过调整穿孔板14板厚、微孔16孔径、穿孔板空腔15腔深、穿孔板14穿孔率等手段来针对不同频段的噪声进行降噪，降噪作用频段更宽，降噪效果更好。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种风机消声器，其特征在于：所述风机消声器具有弯折的消声风道，所述消声风道具有进气口和出气口，所述消声风道的至少部分壁面设有至少一层穿孔板，所述风机消声器于所述穿孔板背离所述消声风道的一侧设有穿孔板空腔，所述穿孔板上设有连通所述穿孔板空腔和所述消声风道的微孔，穿孔板空腔密闭，穿孔板空腔仅通过微孔与消声风道连通，消声风道具有至少两处弯折，形成迷宫式消声结构，所述消声风道在进气口内侧设有截面呈矩形的一阶风道，所述一阶风道向前延伸，所述一阶风道的部分侧壁上设有第一穿孔板，所述第一穿孔板背侧设有第一穿孔板空腔，所述一阶风道的上壁上设有第二穿孔板，所述第二穿孔板背侧设有第二穿孔板空腔，所述第一穿孔板空腔向上延伸至所述第二穿孔板空腔外侧，并与所述第二穿孔板空腔接通，所述一阶风道前端向上弯折形成截面呈矩形的二阶风道，所述二阶风道上端向前弯折形成截面呈矩形的三阶风道，所述三阶风道的下壁上设有第三穿孔板，所述第三穿孔板背侧设有第三穿孔板空腔，所述三阶风道的前端向下弯折形成截面呈圆形的四阶风道，所述四阶风道下端形成出气口，所述风机消声器上设有定位结构。
2.根据权利要求1所述的风机消声器，其特征在于：所述穿孔板的板厚h≤1mm，所述微孔的直径d≤1mm，所述穿孔板的穿孔率为1％～5％。
3.根据权利要求1所述的风机消声器，其特征在于：所述消声风道弯折角度为80～120°。
4.根据权利要求3所述的风机消声器，其特征在于：所述消声风道弯折角度为90°。
5.根据权利要求1所述的风机消声器，其特征在于：所述风机消声器包括多个消声器组件，多个所述消声器组件彼此连接的位置形成连接面，所述连接面将所述消声风道和所述穿孔板空腔剖开。
6.一种风机消声系统，其特征在于：包括风机和权利要求1～5中任一项所述的风机消声器，所述风机与所述消声风道连接。
7.根据权利要求6所述的风机消声系统，其特征在于：所述风机消声器设在所述风机的进风口，所述风机的进风口与所述消声风道的出气口连接。
8.根据权利要求6所述的风机消声系统，其特征在于：所述风机消声器设在所述风机的出风口，所述风机的出风口与所述消声风道的进气口连接。
9.根据权利要求6所述的风机消声系统，其特征在于：所述风机消声器设在所述风机的风道上，所述消声风道接入风机的风道。
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