CN109914283A - 一种风能利用型减载声屏障 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风能利用型减载声屏障，包括底座，底座、顶板、支撑柱之间围成平面框架，该平面框架中部设置为声屏障，声屏障上下两侧设置为风屏障，声屏障包括吸声泡沫板以及吸声表层，吸声表层呈连续的波纹状，声屏障两端与支撑柱之间通过第一弹簧组件连接，插块两侧与插槽内壁之间通过第二弹簧组件连接；风屏障内外两侧设置有若干进风槽，声屏障和风屏障内部设置导风管，导风管向上依次穿过各进风槽，经通槽穿过上部风屏障的各进风槽，导风管上端穿过立柱与聚风腔连通，各进风槽与导风管之间通过导风通道连通，发电风叶内设置有与聚风腔连通的输风通道，输风通道向发电风叶内部延伸的一端设置有与输风通道垂直弯折相通的出风口。

Description

一种风能利用型减载声屏障

技术领域

本发明涉及铁道工程领域，具体为一种风能利用型减载声屏障。

背景技术

随着高速铁路的不断发展，列车所受的自然风荷载以及列车所产生的周边的噪声污染越来越被人们关注。风荷载是严重威胁列车行车安全的一个重要因素，在强风作用下，列车可能会产生偏载甚至车轮爬上钢轨引起脱轨的重大事故；而列车的噪声污染同样是困扰周边居民的一个重要问题，铁路系统不断接到周边受影响居民的举报。因此，这两大问题迫切需要得到改善。声屏障的降噪原理是在声源和受声者之间插入一个屏障，机车车辆运行过程中产生的噪声声波在向线路两侧传播过程中，遇到屏障时，会发生反射、透射和绕射三种现象，这样就可阻止声的传播，并使声波的传播产生一个显著的附加衰减，从而达到降噪的目的。

以往的屏障往往是针对风或声的一种，因而在常年受风荷载影响的地区并不适用。声屏障也可以起到阻风的作用，但直接承受全部的风荷载，会增大结构承受的风力，且声屏障在强风作用下本身容易发生破坏。因此，研发能有效阻止声传播又能确保风顺利通过的减载型声屏障具有重要意义

风能是一种无污染、可再生的清洁能源。风能利用则是将风运动时所具有的动能转化为其他形式的能。由于其具有无环境污染、开发利用便捷、成本低等优点，风能的开发利用受到了世界各国普遍关注。风力发电是风能利用的重要形式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风能利用型减载声屏障，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风能利用型减载声屏障，包括底座，底座上方平行设置有顶板，底座与顶板两端之间通过支撑柱支撑固定，底座、顶板、支撑柱之间围成平面框架，该平面框架中部设置为声屏障，声屏障上下两侧设置为风屏障，顶板上间隔设置有若干支撑台座，各支撑台座上分别安装一根立柱，立柱顶部安装有发电风叶；

声屏障包括内部的吸声泡沫板以及吸声泡沫板两侧分别设置的吸声表层，吸声表层呈连续的波纹状结构设置在吸声泡沫板外部，吸声表层与吸声泡沫板两侧表面之间形成若干竖向通槽，声屏障两端与支撑柱之间通过第一弹簧组件连接，声屏障上下两侧的两端部分别设置有插块，风屏障对应插块位置处设置有插槽，插块插入插槽内部，插块两侧与插槽内壁之间通过第二弹簧组件连接；

风屏障内外两侧分别由上至下设置有若干开口向外的进风槽，各进风槽与顶板平行，平面框架内于声屏障和风屏障内部对应各支撑台座位置处分别设置一个导风管，导风管由底部的风屏障最下方的进风槽位置处向上依次穿过各进风槽，经通槽穿过上部风屏障的各进风槽，再穿过支撑台座导入立柱内，发电风叶中部设置有聚风腔，导风管上端穿过立柱与聚风腔连通，各进风槽与导风管之间通过导风通道连通，导风通道呈连续弯折结构，发电风叶内设置有与聚风腔连通的输风通道，输风通道向发电风叶内部延伸的一端设置有与输风通道垂直弯折相通的出风口。

优选的，吸声表层由多孔吸声材料制成，吸声泡沫板两侧的吸声表层采用的吸声材料的吸声孔隙大小不同。

优选的，风屏障内外两侧的进风槽上下交错设置，各进风槽均不在同一水平高度上。

优选的，输风通道沿发电风叶中线方向延伸，输风通道的长度大于发电风叶长度的二分之一。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将声屏障和风屏障相结合，既能够很好的吸声降噪，又能够将风力疏通排出，并用于风力发电，环保节能；通过在声屏障表面设置波纹结构，能够增加吸声面积，增加声音的反射、透射和绕射，通过设置不同孔隙的吸声表层，尽可能多地消耗声音，吸声效果好；通过设置弹簧组件缓冲声屏障受到的风向阻力，减少声屏障的损伤；通过在风屏障上设置进风槽，并在声屏障和风屏障内部设置有与进风槽连通的导风管，将风疏通至发电风叶内，用于风力发电，既降低了风屏障的荷载，又能利用风力发电，为声屏障区域附近的用电设备供电。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的声屏障的横向切面图；

图3为本发明的声屏障的插块在插槽内的连接结构示意图；

图4为本发明的导风管和进风槽的连通结构示意图；

图5为本发明的进风槽、导风管、导风通道的连通结构示意图；

图6为本发明的各导风管与进风槽连接的俯视图；

图7为本发明的发电风叶内部的输风通道和出风口的结构示意图。

图中：1、底座；2、顶板；3、支撑柱；4、声屏障；5、风屏障；6、吸声表层；7、吸声泡沫板；8、通槽；9、第一弹簧组件；10、插块；11、插槽；12、第二弹簧组件；13、进风槽；14、支撑台座；15、立柱；16、发电风叶；17、聚风腔；18、导风管；19、导风通道；20、输风通道；21、出风口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种风能利用型减载声屏障，包括底座1，底座1上方平行设置有顶板2，底座1与顶板2两端之间通过支撑柱3支撑固定，底座1、顶板2、支撑柱3之间围成平面框架，该平面框架中部设置为声屏障4，声屏障4上下两侧设置为风屏障5，顶板2上间隔设置有若干支撑台座14，各支撑台座14上分别安装一根立柱15，立柱15顶部安装有发电风叶16；

声屏障4包括内部的吸声泡沫板7以及吸声泡沫板7两侧分别设置的吸声表层6，吸声表层6呈连续的波纹状结构设置在吸声泡沫板7外部，吸声表层6与吸声泡沫板7两侧表面之间形成若干竖向通槽8，声屏障4两端与支撑柱3之间通过第一弹簧组件9连接，声屏障4上下两侧的两端部分别设置有插块10，风屏障5对应插块10位置处设置有插槽11，插块10插入插槽11内部，插块10两侧与插槽11内壁之间通过第二弹簧组件12连接；

风屏障5内外两侧分别由上至下设置有若干开口向外的进风槽13，各进风槽13与顶板2平行，平面框架内于声屏障4和风屏障5内部对应各支撑台座14位置处分别设置一个导风管18，导风管18由底部的风屏障5最下方的进风槽13位置处向上依次穿过各进风槽13，经通槽8穿过上部风屏障5的各进风槽13，再穿过支撑台座14导入立柱15内，发电风叶16中部设置有聚风腔17，导风管18上端穿过立柱15与聚风腔17连通，各进风槽13与导风管18之间通过导风通道19连通，导风通道19呈连续弯折结构，发电风叶16内设置有与聚风腔17连通的输风通道20，输风通道20向发电风叶16内部延伸的一端设置有与输风通道20垂直弯折相通的出风口21。

优选的，吸声表层6由多孔吸声材料制成，吸声泡沫板7两侧的吸声表层6采用的吸声材料的吸声孔隙大小不同，便于对声音进行多频消耗，吸声效果好。

优选的，风屏障5内外两侧的进风槽13上下交错设置，各进风槽13均不在同一水平高度上，便于将风屏障5两侧的风各自经不同的导风通道19将进入导风管18内，减少风的流失，增加进入导风管18的风量，发电效果好。

优选的，输风通道20沿发电风叶16中线方向延伸，输风通道20的长度大于发电风叶16长度的二分之一。

工作原理：本发明将声屏障4和风屏障5相结合，既能够很好的吸声降噪，又能够将风力疏通排出，并用于风力发电，环保节能。声屏障4包括内部的吸声泡沫板7以及吸声泡沫板7两侧分别设置的吸声表层6，吸声表层6呈连续的波纹状结构设置在吸声泡沫板7外部，吸声表层6的波纹结构能够增加吸声面积，增加声音的反射、透射和绕射，吸声表层6由多孔吸声材料制成，吸声泡沫板7两侧的吸声表层6采用的吸声材料的吸声孔隙大小不同，大大增加了声音传播过程中的消耗，吸声效果好；声屏障4两端与支撑柱3之间通过第一弹簧组件9连接，声屏障4上下两侧的两端部分别设置有插块10，风屏障5对应插块10位置处设置有插槽11，插块10插入插槽11内部，插块10两侧与插槽11内壁之间通过第二弹簧组件12连接，通过设置第一弹簧组件9、第二弹簧组件12，很好地缓冲声屏障受到的横向和纵向的风向阻力，减少声屏障的损伤。

风屏障5内外两侧分别由上至下设置有若干开口向外的进风槽13，平面框架内于声屏障4和风屏障5内部对应各支撑台座14位置处分别设置一个导风管18，导风管18上端穿过立柱15与聚风腔17连通，各进风槽13与导风管18之间通过导风通道19连通，发电风叶16内设置有与聚风腔17连通的输风通道20，输风通道20向发电风叶16内部延伸的一端设置有与输风通道20垂直弯折相通的出风口21，外部的自然风从风屏障5内外两侧的进风槽13进入，经过导风通道19进入导风管18内部，经导风管18输送至聚风腔17内，再经输风通道20分散至各个发电风叶16内，各出风口21向各发电风叶16的同侧弯折，将风力形成推动发电风叶16旋转的推力，既降低了风屏障5的荷载，又能利用风力发电，为声屏障区域附近的用电设备供电。导风通道19呈连续弯折结构，即能有效反射阻挡和消耗声音，又能避免风的回传。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种风能利用型减载声屏障，其特征在于，包括底座(1)，底座(1)上方平行设置有顶板(2)，底座(1)与顶板(2)两端之间通过支撑柱(3)支撑固定，底座(1)、顶板(2)、支撑柱(3)之间围成平面框架，该平面框架中部设置为声屏障(4)，声屏障(4)上下两侧设置为风屏障(5)，顶板(2)上间隔设置有若干支撑台座(14)，各支撑台座(14)上分别安装一根立柱(15)，立柱(15)顶部安装有发电风叶(16)；

声屏障(4)包括内部的吸声泡沫板(7)以及吸声泡沫板(7)两侧分别设置的吸声表层(6)，吸声表层(6)呈连续的波纹状结构设置在吸声泡沫板(7)外部，吸声表层(6)与吸声泡沫板(7)两侧表面之间形成若干竖向通槽(8)，声屏障(4)两端与支撑柱(3)之间通过第一弹簧组件(9)连接，声屏障(4)上下两侧的两端部分别设置有插块(10)，风屏障(5)对应插块(10)位置处设置有插槽(11)，插块(10)插入插槽(11)内部，插块(10)两侧与插槽(11)内壁之间通过第二弹簧组件(12)连接；

风屏障(5)内外两侧分别由上至下设置有若干开口向外的进风槽(13)，各进风槽(13)与顶板(2)平行，平面框架内于声屏障(4)和风屏障(5)内部对应各支撑台座(14)位置处分别设置一个导风管(18)，导风管(18)由底部的风屏障(5)最下方的进风槽(13)位置处向上依次穿过各进风槽(13)，经通槽(8)穿过上部风屏障(5)的各进风槽(13)，再穿过支撑台座(14)导入立柱(15)内，发电风叶(16)中部设置有聚风腔(17)，导风管(18)上端穿过立柱(15)与聚风腔(17)连通，各进风槽(13)与导风管(18)之间通过导风通道(19)连通，导风通道(19)呈连续弯折结构，发电风叶(16)内设置有与聚风腔(17)连通的输风通道(20)，输风通道(20)向发电风叶(16)内部延伸的一端设置有与输风通道(20)垂直弯折相通的出风口(21)。

2.根据权利要求1所述的一种风能利用型减载声屏障，其特征在于：吸声表层(6)由多孔吸声材料制成，吸声泡沫板(7)两侧的吸声表层(6)采用的吸声材料的吸声孔隙大小不同。

3.根据权利要求1所述的一种风能利用型减载声屏障，其特征在于：风屏障(5)内外两侧的进风槽(13)上下交错设置，各进风槽(13)均不在同一水平高度上。

4.根据权利要求1所述的一种风能利用型减载声屏障，其特征在于：输风通道(20)沿发电风叶(16)中线方向延伸，输风通道(20)的长度大于发电风叶(16)长度的二分之一。