CN111811123A - 空气管道消音器系统 - Google Patents

Abstract

公开了用于空气管道的织物消音器。示例性空气管道消音器系统包括第一柔韧性材料的内管，所述内管限定沿着内管延伸的气路。示例性空气管道消音器系统进一步包括第二柔韧性材料的外管，所述外管封罩内管以在外管和内管之间限定圆环形空间。示例性空气管道消音器系统还包括圆环形空间中的吸音材料。

Description

空气管道消音器系统

本申请是申请日为2016年05月18日、申请号为201680028419.5、发明名称为“空气管道消音器系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本专利申请总体上属于HVAC(加热、通风和空调)领域使用的空气管道，更具体地讲，属于用于空气管道的织物消音器。

背景技术

管道设施常被用于输送从吹风机排放或抽取的调节(例如，加热，冷却，过滤，加湿，除湿，等等)后的空气并将空气分配到室内或建筑物中的其它区域。管道典型地由钣金、例如钢、铝或不锈钢形成。在一些设施内，消声器或管道消音器被添加，以便减小通常与钣金管道相关的噪音。然而，其它空气管道由柔韧性材料制成，例如织物或柔性塑料片材。柔韧性管道的一些例子公开于美国专利No.6425417，其整体上以引用方式并入本申请。

附图说明

图1是根据这里公开的内容构建的空气管道消音器系统的一个例子的侧视图。

图2是沿着图3中的线2-2所作的剖视图。

图3是沿着图1中的线3-3所作的剖视图。

图4是沿着图5中的线4-4所作的剖视图，显示了根据这里公开的内容的构建的空气管道消音器系统的另一个例子。

图5是沿着图4中的线5-5所作的剖视图。

图6是图4和5中所示示例性空气管道消音器系统中使用的示例性消声器的透视图。

图7是类似于图6的透视图，但显示了根据这里公开的内容的构建的另一示例性消声器。

图8是类似于图6的透视图，但显示了根据这里公开的内容的构建的另一示例性消声器。

图9是显示产生图8所示示例性消声器中使用的示例性导流组件的方法的示意图。

图10是显示产生使用图9所示示例性导流组件的示例性双导流组件的方法的示意图。

图11是显示图10中参考的示例性双导流组件的透视图。

图12是根据这里公开的内容的构建的另一示例性空气管道消音器系统的侧向剖切透视图。

图13是图12所示示例性空气管道消音器系统的剖切侧视图。

具体实施方式

这里公开了用于钣金和织物空气管道的示例性空气管道消音器系统。一些这样的示例性空气管道消音器系统包括筒状消声器，其由柔韧性材料而非钣金制成。在一些例子中，消声器包括同心的内外柔韧性管，吸音材料容纳在内外管之间的管状间隙。在一些这样的例子中，内管与流经消声器的空气流紧密地、隔音地接触。外管与围绕消声器的外界空气紧密地、隔音地接触。在一些例子中，柔韧性材料导流件处在阻碍直视线穿过消声器的构型。在一些例子中，消声器内的构架保持内管和/或外管绷紧以向消声器提供涨鼓的外观。在一些例子中，构架与结合消声器的上游和下游空气管道相隔。在一些这样的例子中，独立悬挂的构架为消声器提供隔音质量体。

图1–3示出了示例性空气管道消音器系统10，用于吸收和/或衰减来自冲气或HVAC设备(例如，吹风机12，压缩机，等等)的噪音。在这个例子中，系统10包括筒状消声器14，其包括织物和吸音材料的空间构造。消声器14随着消声器在传统上游和下游空气管道18、20之间输送空气流16而吸收噪音。传统空气管道18、20可由任何已知材料制成，其例子包括，但不限于，钣金，织物，柔韧性聚合物片材，和它们的各种组合。在一些例子中，用于形成管22、24的柔韧性材料为沿径向透气性的。

在图1–3所示例子中，消声器14包括柔韧性材料的内管22，围绕内管22的同心的柔韧性材料的外管24，位于管22、24之间的圆环形空间中的吸音材料26，和安装在内管22和/或外管24内的内部框架28。吸音材料26的例子包括，但不限于，岩棉，玻璃纤维隔离材料，毡，泡沫，和熔融材料旋纺或拉丝形成的材料。在一些例子中，为了吸收、衰减和/或耗散噪音，内管22的柔韧性内表面的至少百分之九十与内管22的开放的气路30紧密地(即，直接)、不形成阻碍地接触，并且外管24的柔韧性外表面的至少百分之九十与围绕的外部空气32紧密地(即，直接)、不形成阻碍地接触。

术语“柔韧性”是指材料易于被折叠到自身上，并且随后被展开并且恢复到其初始形状，而不会对材料造成可觉察到的损伤。织物是柔韧性材料的一个的例子，而钣金是非柔韧性材料的一个例子。用于管22、24的柔韧性材料的例子包括，但不限于，聚合物涂覆和浸渍的布织物，无涂层织物，聚酯，乙烯基材料，其它聚合或非金属片材，天然橡胶，合成橡胶，氯磺化聚乙烯，乙烯基材质阻尼，和它们的各种组合。在一些例子中，吸音材料的密度小于用于形成管22、24的柔韧性材料。在一些例子中，吸音材料的孔隙度大于用于形成管22、24的柔韧性材料。

框架28被示意性显示为代表任何主要由金属或由另一材料制成的结构，该材料具有足够的强度和硬度以将管22保持纵向张紧和径向展开。在一些例子中，当吸音材料26足够硬质以将管22、24保持纵向绷紧和/或径向展开以向管22、24提供永久性涨鼓的外观时，框架28被省略。然而，在一些例子中，框架28包括多个径向辐条34，用以将多个箍36连接到纵向可伸长的中心轴38。在一些例子中，两端的箍36a、36b轴向固定到轴38和内管22的内表面二者，从而通过使轴38加长而施加将内管22牵拉绷紧的张力40。张力40将内管22置于沿着大体平行于内管22的纵向中心线44的方向42张紧。为了使轴38伸长，轴38的一些例子具有伸缩式可调的螺纹段46。在一些例子中，消声器14悬挂于一系列悬吊器48，悬吊器的下端连接着框架28、内管22和/或外管24，并且上端连接着过顶支撑结构50(例如，梁，天花板，缆线，等等)。悬吊器48、可调段46、框架28和其它用于支撑柔韧性空气管道或扩展轴的部件的例子公布于美国专利No.8434526和美国专利申请公开文献No.2014/0261835；二者整体上以引用方式并入本申请。

在一些例子中，紧固部件52将管22、24的轴向端部封闭到彼此上和/或封闭到相邻入口和出口空气管道18、20的轴向端部上。入口空气管道18和/或出口空气管道20可由钣金制成或由柔韧性材料制成。紧固部件52的例子包括，但不限于，拉链，缝合线，钩环紧固件，夹子，卡子，钩子，拉带，和周向收缩带或条。

在入口空气管道18由钣金制成的例子中，框架28与钣金相隔以防止管道18携带的噪音易于传输到框架28。同样，在出口空气管道20由钣金制成的例子中，框架28也与该钣金相隔以阻止框架28中的振动直接传播到出口空气管道20。术语“空气管道”是指任何用于输送空气流的空的结构。为了维持框架28和相邻空气管道18、20之间彼此分隔的关系，在一些例子中，延展的柔韧性材料54从内管22和/或外管24跨越框架28和相邻金属空气管道18、20之间的间隙。利用这种配置，框架28有效地用作独立悬挂的隔音质量体，作用于入口空气管道18和出口空气管道20之间。

为了进一步降低噪音，一些示例性消声器包括柔韧性材料的中心管56，其围绕着包围轴38的吸音材料58。在一些例子中，中心管的柔韧性材料选自用于管22、24的同一组示例性材料。在一些例子中，吸音材料58选自用于吸音材料26的同一组例子。在一些例子中，紧固部件60将管56的轴向端部封闭到轴38。紧固部件60的例子包括，但不限于，钩环紧固件，夹子，卡子，钩子，拉带，软管夹，和周向收缩的带或条。在一些例子中，箍36和轴38之间的辐条34延伸穿过中心管56中的径向开口62。

作为附加或替代，一些示例性空气管道消音器系统包括导流件系统，其阻碍和/或衰减噪音、同时允许空气通过。举例而言，图4–6示出了示例性空气管道消音器系统64，其包括框架28，悬吊器48，导流件系统66，和结构上基本与内管22相同的第一管68。带有围绕管68的吸音材料26的外管24对于系统64的实施是可选的。在图示的例子中，管68限定入口70、出口72和从入口70延伸到出口72纵向中心线74。所示例子中的管68还限定从入口70延伸到出口72的开放的气路76。与图1–3中的示例性消声器14一样，框架28附接于管68并且施加张力78，该张力作用于管68以将其沿着大体平行于中心线74的方向张紧。

在所示的例子中，导流件系统66包括第一导流件80和第二导流件82，附接于框架28且布置在开放的气路76内。在一些例子中，导流件80、82都是大致圆锥形的并且由柔韧性片材制成。在一些例子中，导流件80、82的柔韧性材料选自用于消声器14的管22、24的同一组示例性材料。如所示的例子中所展示，导流件系统66与管68结合，限定穿过开放的气路76的流动路径84。为阻止声音容易笔直穿过管68，流动路径84为充分曲折的以排除从入口70到出口72的直视线。在一些例子中，为了实现非直线流动路径84，第一导流件80在管68处的外径86和附接于框架28的环90处的内径88之间径向延伸。第一导流件80限定位于环90和轴38之间的中心开口92。第二导流件82，在一些例子中小于第一导流件80，径向延伸在轴38和外径94之间，外径94等于或略大于第一导流件的内径88。在一些例子中，导流件80、82在直径88和94之间径向重叠。也就是说，在一些例子中，环90从入口70偏离的距离远于第二导流件82的起始点。在其它例子中，第二导流件82起始点从入口70偏离的距离可以远于限定与第一导流件80相关的中心开口的环90。在其它例子中，在沿着管68的长度移动时看，第一导流件80基本上终止于与第二导流件82的起始点相同的点。

如显示于图4，在一些例子中，管68包括以交替重复的串联形式布置的第一和第二导流件80、82。因此，在一些例子中，第二导流件82后面跟着与第一导流件80相似或相同的另一导流件，该另一导流件之后又跟着与第二导流件82相似或相同的又一导流件。在一些例子中，附加的导流件80、82可串联布置在管68中。在一些例子中，第二导流件沿着管68终止于与后一导流件(例如，另一第一导流件80)起始的点基本上相同的点。在其它例子中，第二导流件82可以终止于比后一导流件起始的点略微靠前和/或略微靠后的点。作为导流件80、82交替布置的结果，沿着路径84流动的空气16交替地移动通过中心开口92和管68和第二导流件的外径94之间的管状间隙96。在一些例子中，导流件80、82的圆锥形形状指向彼此相反的纵向方向，以最小化经过气路76的流动阻力。

图7示出了另一示例性导流件系统98，其在安装于管68内时，阻止噪音、同时允许16从中流过。在这个例子中，系统98包括围绕纵向中心线102大体螺旋布置的多个导流件100。在一些例子中，大致螺旋形状产生了一或多个螺旋气路104，这些气路从管68的一个纵向端到另一纵向端完全打开。然而，在一些这样的例子中，螺旋导流件100在安装于管68中时排除了从入口70到出口72的直视线。在一些例子中，箍36彼此旋转偏离对方，使得它们各自的辐条34将导流件100保持在它们的螺旋形状。

图8示出了另一示例性导流件系统106，其在安装于管68内时，阻止噪音、同时允许16从中流过。在这个例子中，系统106包括多个导流件108，其中每个导流件108阻碍相应一个箍36的不同象限或其它扇形区或段(大于或小于一个象限)，直至每个象限或其它扇形区都被覆盖，从而排除从入口70到出口72的直视线。在一些例子中，剩下的三个象限或其它扇形区是开放的以使得16流过。在一些例子中，显示于图7和8的导流件系统98、108被组合有箍36，这些箍彼此相隔并且沿着管68通过可释放的片、环体或其它紧固件保持就位，相邻的箍之间没有中心轴延伸。在一些其它例子中，导流件系统98、108可以被组合有箍36，这些箍通过与显示于图4-6的轴38相似或相同的中心轴相连。

在一些例子中，导流件108具有显示于图8和图9右侧的形状。在其它例子中，导流件108的形状为所示形状的衍生。举例而言，在一些例子中，导流件108具有饼块形形状，其为平坦的并且垂直于中心线102(例如，位于一个箍36的平面内)。为了有助于视觉化所示例子中的导流件108的形状，图9示出了如何能够产生带有导流件108的导流组件110的流程。与所示流程不同的其它程序也可以替代性地用于实现图中所示的结构。图9中的左侧图示示出了柔韧性片材112围绕箍36c和36d的一个象限114的外径卷绕90度。从箍36c的两个辐条34之间的周向中间的外周点116开始，片材112被径向向内118拉并且锚固在靠近中心线102的中心点120，如显示于图9中的右侧图示。所形成的扭曲片材112产生了覆盖象限114的导流件108。在所示的例子中，每个导流件108从第一箍(例如，箍36d)的圆弧部分延伸到相邻箍(例如，箍36c)的两个辐条34，其中所述圆弧部分和两个辐条对应于要被从直空气流动路线封闭的象限或其它扇形区。通过将导流件108连接到处于大于或小于90度的不同角度的辐条，不同尺寸的饼块形段可以被替代性地封闭。

在一些例子中，延伸在箍36c、36d之间的片材112从箍36d处的圆柱形过渡到箍36c处的直角，从而产生不可展表面122。术语“不可展表面”是指该形状具有复曲率，使得该形状无法展平到平面上而不导致材料收缩或拉伸。例如，平的纸片可以被形成为圆锥或圆柱形状，而不需要拉伸或皱曲纸片，因此，圆锥和圆柱不被认为具有不可展表面。然而，平的纸片不能形成为球形而不六神或皱曲纸片，因此，球被认为具有不可展表面。

在一些例子中，如显示于图8，导流件108被定向为使得导流件的附接于箍36d的圆弧部分的端部位于导流件的附接于两个辐条34的端部的上游(即更靠近于入口70)。作为附加或替代，在一些例子中，两个导流组件110被安装成彼此面对(每个导流件定向在相反的方向上，使得相同饼块形段将被封闭并且彼此对正)，如显示于图10和11。更具体地讲，如显示于所示例子，一个导流组件110的点120、124、126分别连接着另一导流组件110的对应点120、124、126。在一些例子中，不是采用两个箍36c(来自两个组件110中的每个)，而是仅采用一个箍36’，其中三对点120、124、126会聚到一起。这产生了双导流组件128，具有面向上游和下游的空气动力学倾斜表面130。在一些例子中，多重双导流组件128以端对端的方式堆叠，其中每个双导流组件128相对于其它双导流组件旋转偏离，从而每个双导流组件阻挡不同的象限或其它扇形区，直到每个象限或其它扇形区都被覆盖。在一些例子中，多重双导流组件被嵌套设置，以减少箍36的数量并且减小消声器的总长度。例如，第一导流件可以附接于特定箍36的第一饼块形的圆弧部分，而第二导流件附接于同一箍36的两个辐条34但用于箍36的第二不同饼块形段。

图12和13示出了示例性空气管道消音器系统150，其包括一系列带152，用于将示例性消声器14’保持就位。图12示出了将被安装的消声器14’，图13示出了安装后的消声器14’。在这个例子中，每个带152的一个端部154紧固到硬质空气管道18’的外部。带152可以具有任何数量，例如，一个，两个，三个，四个，等等。在一些例子中，螺纹紧固件156将带端部154连接到空气管道18’。每个带152的相反端部158连接到消声器14的内部上的点160。将带端部158连接到点160可以利用任何适宜的连接部件162实现。连接部件162的例子包括，但不限于，夹子，搭扣，卡子，接触保持紧固件，棘齿，缝合到消声器14’的带段，和它们的组合。

当消声器14’如图13所示例子中展示的那样定位后，带152被系紧，以将消声器14’抵靠着逆止部164(例如，壁164a，风扇壳体，空气管道18’上的凸缘，等等)保持。在一些例子中，一旦带152被紧固和系紧，每个带152上的部分165径向位于空气管道18’和消声器14’的内部之间。在一些例子中，消声器14’的构建类似于这里描述的其它示例性消声器。如箭头166所示，任何适宜尺寸的硬质或柔韧性空气管道168可以附接于消声器14’的下游端部170。

为了进一步清楚地解释，应指出，本申请中使用的术语“开放的气路”被定义为是指空气能够经直的或曲折的路线流过气路。本申请中使用的术语“曲折的”在涉及气路时被定义为是指气路不是直的(例如，它是扭曲的、弯曲的或盘绕的)。本申请中使用的术语“内部”在涉及内部的框架和对应的管时被定义为是指框架的至少一部分位于管内。图1–13所示的一或多个系统同现有技术相比，具有若干优点和益处。例如，织物和柔韧性塑料材料导致相对于在其它情况下使用的钣金件而言的重量减小。织物和柔韧性塑料材料吸收噪音，而钣金则反射噪音。一些示例性柔韧性材料的减噪系数(NRC)为0.2(根据ASTM C423-02a测试)。一些示例性柔韧性材料被归类于Class-1(或ISO Class-3)净室应用。一些所示例子中的消声器的纵向缝隙允许柔韧性管被剖分打开并且展平，以便更紧凑地运输和/或储存。柔韧性管式消声器不需要焊接接点(金属消声器中常见的)，使得柔韧性管消声器可被拆卸以便维修或清洗。

尽管这里描述了一些示例性方法、设备和制品，但本发明的范围并不局限于此。相反，本发明覆盖落在权利要求的文字记载或等同替换限定的范围内的所有方法、设备和制品。

Claims (20)

1.一种空气管道消音器系统，包括：

第一柔韧性片材的内管，所述内管限定沿着内管延伸的气路；

第二柔韧性片材的外管，所述外管围绕着内管，以在外管和内管之间限定圆环形空间；

内部框架，其适于附接到内管或外管中的至少一个，内部框架用于向内管或外管中的所述至少一个施加张力，所述张力用于将内管或外管中的所述至少一个沿着内管或外管中的所述至少一个的长度张紧；和

布置在所述圆环形空间内的吸音材料。

2.如权利要求1所述的空气管道消音器系统，其中，第一柔韧性片材和第二柔韧性片材相同。

3.如权利要求1所述的空气管道消音器系统，其中，吸音材料的密度小于第一柔韧性片材，且密度小于第二柔韧性片材。

4.如权利要求1所述的空气管道消音器系统，其中，吸音材料的孔隙度大于第一柔韧性片材，且孔隙度大于第二柔韧性片材。

5.如权利要求1所述的空气管道消音器系统，其中，第二柔韧性片材主体为聚合物。

6.如权利要求1所述的空气管道消音器系统，进一步包括吹风机，其用于使空气流排放通过所述气路。

7.如权利要求1至5中任一项所述的空气管道消音器系统，其中，所述内管适于被连接到用于将空气流排放通过内管的吹风机，其中，一金属空气管道相对于空气流位于内管的下游。

8.如权利要求1至6中任一项所述的空气管道消音器系统，其中，所述内管包括透气性的筒状壁。

9.如权利要求1至6中任一项所述的空气管道消音器系统，其中，吸音材料提供结构支承，用以将外管保持在径向展开形状。

10.如权利要求1所述的空气管道消音器系统，其中，所述内部框架包括多个箍，用以径向接合内管或外管中的所述至少一个，所述多个箍将内管或外管中的所述至少一个保持在径向展开形状。

11.如权利要求10所述的空气管道消音器系统，进一步包括位于内管上方并且附连到所述多个箍的过顶支撑结构。

12.一种空气管道消音器系统，包括：

第一柔韧性片材的内管，所述内管限定沿着内管延伸的气路；

第二柔韧性片材的外管，所述外管围绕着内管，以在外管和内管之间限定圆环形空间；

布置在所述圆环形空间内的吸音材料；

第三柔韧性材料的中心管，所述中心管适于被布置在内管内，所述气路围绕着中心管并且径向夹在中心管和内管之间；和

第二吸音材料，其布置在中心管内。

13.如权利要求12所述的空气管道消音器系统，其中，第一柔韧性片材和第二柔韧性片材相同。

14.如权利要求12所述的空气管道消音器系统，其中，吸音材料的密度小于第一柔韧性片材，且密度小于第二柔韧性片材。

15.如权利要求12所述的空气管道消音器系统，其中，吸音材料的孔隙度大于第一柔韧性片材，且孔隙度大于第二柔韧性片材。

16.如权利要求12所述的空气管道消音器系统，其中，第二柔韧性片材主体为聚合物。

17.如权利要求12所述的空气管道消音器系统，进一步包括吹风机，其用于使空气流排放通过所述气路。

18.如权利要求12至16中任一项所述的空气管道消音器系统，其中，所述内管适于被连接到用于将空气流排放通过内管的吹风机，其中，一金属空气管道相对于空气流位于内管的下游。

19.如权利要求12至17中任一项所述的空气管道消音器系统，其中，所述内管包括透气性的筒状壁。

20.如权利要求12至17中任一项所述的空气管道消音器系统，其中，吸音材料提供结构支承，用以将外管保持在径向展开形状。

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