CN114363781A - 声源及包括其的动力设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声源及包括其的动力设备。该声源包括：壳体，具有向外敞开的敞口，所述敞口用于与外部排气管相连通，所述外部排气管用于排出高温烟气；扬声器单元，设置于所述壳体内，具有音圈，用于通过所述敞口向所述外部排气管内输出音频信号；冷却结构，设置于所述壳体中，在所述高温烟气的排出方向上位于所述敞口的下游和所述扬声器单元的上游，且所述冷却结构用于对所述高温烟气进行降温；散热风扇，设置于所述壳体内，用于对所述音圈进行降温。本发明提供了一种能适用于高温环境的用于声音主动控制的声源及包括其的动力设备。

Description

声源及包括其的动力设备

技术领域

本发明涉及噪声控制领域，尤其涉及一种声源及包括其的动力设备。

背景技术

在声学控制领域，例如噪声治理、声景观设计等，声音主动控制技术是一项重要技术措施。声音主动控制技术是基于电声技术，通过传感-决策-执行三个步骤进行声学设计，其中执行环节主要采用扬声器单元，例如纸盆式喇叭、平面喇叭等。

在常温、常压环境下，低频响应较高的扬声器基本可以满足声音主动控制要求，但在特种环境下，如柴油机排气噪声控制领域，由于柴油机排气温度高达400℃及以上，而传统的纸盆式扬声器一般有效工作温度不宜超过80℃。高温排气环境下，纸盆扬声器受高温烟气腐蚀影响，其折环急速氧化、折环与纸盆间粘接胶脱裂，极易导致扬声器损坏，无法满足主动控制系统对次级声源发声性能的要求。

因此，有必要提出一种声源及包括其的动力设备，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能适用于高温环境的用于声音主动控制的声源及包括其的动力设备。

为实现上述目的，本发明提供一种声源，包括：壳体，具有向外敞开的敞口，所述敞口用于与外部排气管相连通，所述外部排气管用于排出高温烟气；扬声器单元，设置于所述壳体内，具有音圈，用于通过所述敞口向所述外部排气管内输出音频信号；冷却结构，设置于所述壳体中，在所述高温烟气的排出方向上位于所述敞口的下游和所述扬声器单元的上游，且所述冷却结构用于对所述高温烟气进行降温；散热风扇，设置于所述壳体内，用于对所述音圈进行降温。

作为一种优选的实施方式，所述扬声器单元具有振膜，所述声源还包括保护膜，所述保护膜在所述高温烟气的排出方向上位于所述振膜的上游，所述保护膜用于对所述振膜进行隔离防护。

作为一种优选的实施方式，所述保护膜在所述高温烟气的排出方向上位于所述冷却结构的下游。

作为一种优选的实施方式，所述壳体包括扩径段、横截面小于所述扩径段的缩径段和位于所述扩径段和所述缩径段之间的过渡段，所述过渡段的横截面积自所述扩径段至所述缩径段逐渐变小。

作为一种优选的实施方式，所述扬声器单元和所述冷却结构分别位于所述扩径段和所述缩径段内，所述敞口设置于所述缩径段远离所述扩径段的一端，所述保护膜设置于所述扩径段靠近所述缩径段的一端。

作为一种优选的实施方式，所述过渡段上设置有温度检测装置。

作为一种优选的实施方式，所述扩径段远离所述过渡段的一端设置有端盖，所述端盖、所述保护膜和所述扩径段之间围成用于容置所述扬声器单元的密封空间，所述保护膜、所述过渡段和所述缩径段之间围成用于容置所述冷却结构的密封腔。

作为一种优选的实施方式，所述扩径段靠近所述过渡段的一端连接有第一法兰，所述保护膜设置于所述第一法兰上，所述第一法兰上设置有连通所述密封空间和所述密封腔的压力平衡孔。

作为一种优选的实施方式，所述扩径段的外壁上设置有用于对所述密封空间进行降温的散热翅片。

作为一种优选的实施方式，所述壳体上设置有用于与所述扬声器单元的所述音圈电性连接的引线，所述引线用于向所述音圈内输入所述音频信号。

作为一种优选的实施方式，所述扬声器单元上设置有朝向所述音圈敞开的开孔，所述散热风扇用于产生朝向所述开孔流动的吸风或吹风气流，以使所述吸风或吹风气流能通过所述开孔流经所述音圈的表面。

作为一种优选的实施方式，所述壳体上设置有用于与所述外部排气管相连的第二法兰，所述第二法兰上设置有与所述敞口相连通的中心孔，所述敞口通过所述中心孔与所述外部排气管相连通。

作为一种优选的实施方式，所述冷却结构为冷却盘管，所述冷却盘管具有用于供冷却液输入的入口端和用于供冷却液输出的出口端；所述冷却盘管用于供所述冷却液流通，以能通过所述冷却液对所述高温烟气进行降温。

作为一种优选的实施方式，所述壳体上设置有分别用于供所述入口端和所述出口端穿过的第一开口和第二开口。

一种动力设备，包括：如上述的声源。

本发明的技术效果在于，提供一种源及包括其的动力设备，该声源源及包括其的动力设备设置冷却结构和散热风扇，该冷却结构设置于壳体中。且该冷却结构在高温烟气的排出方向上位于敞口的下游和扬声器单元的上游，且冷却结构用于对高温烟气进行降温。如此当高温烟气从外部排气管通过敞口流入壳体内后，首先通过冷却结构对高温烟气进行降温，以降低高温烟气的温度。例如经冷却结构降温后的高温烟气的温度从原来的400℃及以上降低至80℃以下。然后该降温后的高温烟气朝向扬声器单元流动。如此避免高温烟气对扬声器单元的影响。进一步地，散热风扇对音圈进行降温。如此通过散热风扇能对扬声器单元的音圈所产生的热量进行散发，进而降低扬声器单元的温度。因此，本发明提供了一种能适用于高温环境的用于声音主动控制的声源及包括其的动力设备。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本发明一实施例所提供的一种声源的结构示意图。

图2为本发明一实施例所提供的扩径段的内部结构示意图。

图3为本发明一实施例所提供的缩径段的内部结构示意图。

图4为本发明一实施例所提供的第一法兰的结构示意图。

附图标记说明：

11、壳体；13、敞口；15、扬声器单元；16、音圈；18、冷却结构；19、散热风扇；21、保护膜；23、扩径段；25、过渡段；26、缩径段；27、温度检测装置；29、密封空间；31、密封腔；33、喇叭机构；35、喇叭口；37、第一法兰；39、第二法兰；41、第三法兰；43、第四法兰；45、第五法兰；47、入口端；49、出口端；51、第一开口；53、第二开口；55、散热翅片；57、引线；59、压力平衡孔。

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，本领域技术人员在没有作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，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

具体的，如图1至图4所示，本发明的一个实施方式提供一种声源。该声源包括：壳体11，具有向外敞开的敞口13，所述敞口13用于与外部排气管相连通，所述外部排气管用于排出高温烟气；扬声器单元15，设置于所述壳体11内，具有音圈16，用于通过所述敞口13向所述外部排气管内输出音频信号；冷却结构18，设置于所述壳体11中，在所述高温烟气的排出方向上位于所述敞口13的下游和所述扬声器单元15的上游，且所述冷却结构18用于对所述高温烟气进行降温；散热风扇19，设置于所述壳体11内，用于对所述音圈16进行降温。

从以上技术方案可以看出：本发明实施方式的声源设置冷却结构18和散热风扇19，该冷却结构18设置于壳体11中。且该冷却结构18在高温烟气的排出方向上位于敞口13的下游和扬声器单元15的上游，且冷却结构18用于对高温烟气进行降温。如此当高温烟气从外部排气管通过敞口13流入壳体11内后，首先通过冷却结构18对高温烟气进行降温，以降低高温烟气的温度。例如经冷却结构18降温后的高温烟气的温度从原来的400℃及以上降低至80℃以下。然后该降温后的高温烟气朝向扬声器单元15流动。如此避免高温烟气对扬声器单元15的影响。进一步地，散热风扇19对音圈16进行降温。如此通过散热风扇19能对扬声器单元15的音圈16所产生的热量进行散发，进而降低扬声器单元15的温度。如此，本发明实施方式的声源能适用于高温环境，且能用于声音主动控制。

在本实施方式中，壳体11具有向外敞开的敞口13。具体地，壳体11包括扩径段23、横截面小于扩径段23的缩径段26和位于扩径段23和缩径段26之间的过渡段25。例如如图1所示，扩径段23位于过渡段25的左侧。缩径段26位于过渡段25的右侧。进一步地，过渡段25的横截面积自扩径段23至缩径段26逐渐变小。具体地，扩径段23整体上呈中空的柱状。缩径段26整体上呈中空的柱状。缩径段26整体上呈中空的锥状。

进一步地，扩径段23靠近过渡段25的一端连接有第一法兰37。例如如图1所示，扩径段23的右端连接有第一法兰37。该连接方式可以是螺钉连接、螺栓连接、焊接、一体成型等，对此本发明不做规定。进一步地，过渡段25靠近扩径段23的一端连接有第三法兰41。例如如图1所示，过渡段25的左端连接有第三法兰41。该第一法兰37和第三法兰41相连。该连接方式可以是螺钉连接、螺栓连接、焊接、一体成型等，对此本发明不做规定。从而使得过渡段25和扩径段23相连。

进一步地，过渡段25靠近缩径段26的一端连接有第四法兰43。例如如图1所示，过渡段25的右端连接有第四法兰43。该连接方式可以是螺钉连接、螺栓连接、焊接、一体成型等，对此本发明不做规定。进一步地，缩径段26靠近过渡段25的一端连接有第五法兰45。例如如图1所示，缩径段26的左端连接有第五法兰45。该第四法兰43和第五法兰45相连。该连接方式可以是螺钉连接、螺栓连接、焊接、一体成型等，对此本发明不做规定。从而使得过渡段25和缩径段26相连。

进一步地，扩径段23远离过渡段25的一端设置有端盖。该端盖与扩径段23之间围成密封空间29。

在本实施方式中，该敞口13用于与外部排气管相连通。该外部排气管用于排出高温烟气。如此当外部排气管与敞口13相连通时，该高温烟气能通过敞口13进入壳体11内。进一步地，壳体11上设置有用于与外部排气管相连的第二法兰39。如此通过第二法兰39能将外部排气管与壳体11相连。进一步地，如图1所示，敞口13设置于缩径段26远离扩径段23的一端。具体地，缩径段26远离过渡段25的一端连接有第二法兰39。例如如图1所示，缩径段26的右端连接有第二法兰39。该连接方式可以是螺钉连接、螺栓连接、焊接、一体成型等，对此本发明不做规定。进一步地，该第二法兰39上设置有与敞口13相连通的中心孔。该敞口13通过中心孔与外部排气管相连通。

在本实施方式中，扬声器单元15设置于壳体11内。具体地，如图2所示，扬声器单元15设置于扩径段23内。进一步地，扬声器单元15具有音圈16。该扬声器单元15用于通过敞口13向外部排气管内输出音频信号。如此使得扬声器单元15所输出的音频信号能在外部排气管内传播，进而进行声音主动控制。具体地，如图2所示，扬声器单元15还包括喇叭机构33和振膜。该振膜与音圈16相连。从而该振膜能随音圈16一起移动，进而产生音频信号。进一步地，如图2所示，喇叭机构33具有喇叭口35。该喇叭口35朝向第一法兰37。从而当第一法兰37与第三法兰41相连时，喇叭口35朝向敞口13，如此使得喇叭机构33内的振膜能朝向敞口13传播。

在本实施方式中，冷却结构18设置于壳体11中。进一步地，冷却结构18在高温烟气的排出方向上位于敞口13的下游和扬声器单元15的上游。例如如图3所示，冷却结构18设置于缩径段26内。冷却结构18用于对高温烟气进行降温。从而当高温烟气从外部排气管通过敞口13流入壳体11内后，首先通过冷却结构18对高温烟气进行降温，以降低高温烟气的温度。例如经冷却结构18降温后的高温烟气的温度从原来的400℃及以上降低至80℃以下。然后该降温后的高温烟气朝向扬声器单元15流动。如此避免高温烟气对扬声器单元15的影响。

在一个实施方式中，冷却结构18为冷却盘管。该冷却盘管具有用于供冷却液输入的入口端47和用于供冷却液输出的出口端49。例如如图3所示，该入口端47和出口端49并列设置。进一步地，壳体11上设置有分别用于供入口端47和出口端49穿过的第一开口51和第二开口53。例如如图1所示，缩径段26的侧壁上设置有第一开口51和第二开口53。如图3所示，该入口端47和出口端49分别穿设于第一开口51和第二开口53内。进一步地，冷却盘管用于供冷却液流通，以能通过冷却液对高温烟气进行降温。如此通过冷却盘管能增加与高温烟气的接触面积，从而提高对高温烟气降温的效果。具体地，当高温烟气从敞口13进入缩径段26内后，高温烟气流经冷却盘管时，该冷却盘管能对高温烟气进行降温。进一步地，该入口端47和出口端49用于与外部设备相连通，以使外部设备能通过入口端47向冷却盘管内输入冷却液，并通过出口端49使得冷却盘管内的冷却液能流入外部设备内，进而使得冷却液能在冷却盘管与外部设备之间循环流动。

在一个实施方式中，本发明实施方式所述的声源还包括保护膜21。该保护膜21在高温烟气的排出方向上位于振膜的上游。进一步地，保护膜21设置于扩径段23靠近缩径段26的一端。具体地，如图4所示，保护膜21设置于第一法兰37上。更具体地，保护膜21固定于第一法兰37上。该固定方式可以是螺钉固定、螺栓固定等，对此本发明不作规定。进一步地，保护膜21用于对振膜进行隔离防护。如此通过该保护膜21使得振膜能不受高温烟气中火星、杂质颗粒的影响，进而对振膜进行隔离防护。进一步地，第一法兰37具有第二中心孔。该保护膜21覆盖该第二中心孔。从而该保护膜21密封扩径段23的右端。如此保护膜21、端盖和扩径段23之间围成用于容置扬声器单元15的密封空间29。从此通过该密封空间29能对扬声器单元15进行密封，如此避免高温烟气进入密封空间29损坏扬声器单元15。进一步地，保护膜21、过渡段25和扩径段23之间围成用于容置冷却结构18的密封腔31。该密封腔31与敞口13相连通。从此通过该密封腔31能提高冷却结构18对高温烟气降温的效果。

进一步地，保护膜21在高温烟气的排出方向上位于冷却结构18的下游。也即保护膜21位于冷却结构18靠近扬声器单元15的一侧。如此使得保护膜21在高温烟气经过冷却结构18的降温后与高温烟气接触，从而避免保护膜21设置于冷却结构18远离扬声器单元15的一侧时在高温烟气未经过冷却结构18的降温后即与高温烟气相接触，从而容易受到高温烟气的损害。

进一步地，过渡段25上设置有温度检测装置27。该温度检测装置27可以是温度计。从而通过该温度检测装置27能检测到壳体11内的温度。进一步地，该温度检测装置27与控制器电性连接。该控制器用于获取温度检测装置27所检测的温度。

进一步地，第一法兰37上设置有连通密封空间29和密封腔31的压力平衡孔59。从而通过该压力平衡孔59能平衡密封空间29与密封腔31之间的压力。

进一步地，扩径段23的外壁上设置有用于对密封空间29进行降温的散热翅片55。从而通过该散热翅片55能进一步地对密封空间29进行降温。

在本实施方式中，散热风扇19设置于壳体11内。例如如图2所示，散热风扇19设置于扩径段23内。进一步地，散热风扇19位于扬声器单元15远离冷却结构18的一侧。进一步地，该散热风扇19用于对音圈16进行降温。具体地，扬声器单元15上设置有朝向音圈16敞开的开孔。散热风扇19用于产生朝向开孔流动的吸风或吹风气流，以使吸风或吹风气流能通过开孔流经音圈16的表面。从而扬声器单元15的音圈16所产生的热量能通过散热风扇19进行散发，进而降低扬声器单元15的温度。具体地，散热风扇19用于产生吸风气流或吹风气流。该吸风气流或吹风气流能通过开孔朝向音圈16流动，进而与音圈16表面的气流发生交互，以对音圈16进行降温。进一步地，散热风扇19与控制器电性连接。该控制器用于根据温度检测装置27所检测的温度对散热风扇19的吸风气流或吹风气流的大小进行调节。

在一个实施方式中，壳体11上设置有用于与扬声器单元15的音圈16电性连接的引线57。例如如图1所示，扩径段23上设置有引线57。该引线57用于向音圈16内输入音频信号。

进一步地，本发明实施方式还提供一种动力设备，包括：如上述的声源。该动力设备包括排气管。该排气管用于排出高温烟气。该动力设备例如可以是柴油机。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本发明实施例所提供的一种声源及包括其的动力设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；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的技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种声源，其特征在于，包括：

壳体，具有向外敞开的敞口，所述敞口用于与外部排气管相连通，所述外部排气管用于排出高温烟气；

扬声器单元，设置于所述壳体内，具有音圈，用于通过所述敞口向所述外部排气管内输出音频信号；

冷却结构，设置于所述壳体中，在所述高温烟气的排出方向上位于所述敞口的下游和所述扬声器单元的上游，且所述冷却结构用于对所述高温烟气进行降温；

散热风扇，设置于所述壳体内，用于对所述音圈进行降温。

2.根据权利要求1所述的声源，其特征在于，所述扬声器单元具有振膜，所述声源还包括保护膜，所述保护膜在所述高温烟气的排出方向上位于所述振膜的上游，所述保护膜用于对所述振膜进行隔离防护。

3.根据权利要求2所述的声源，其特征在于，所述保护膜在所述高温烟气的排出方向上位于所述冷却结构的下游。

4.根据权利要求1所述的声源，其特征在于，所述壳体包括扩径段、横截面小于所述扩径段的缩径段和位于所述扩径段和所述缩径段之间的过渡段，所述过渡段的横截面积自所述扩径段至所述缩径段逐渐变小。

5.根据权利要求4所述的声源，其特征在于，所述扬声器单元和所述冷却结构分别位于所述扩径段和所述缩径段内，所述敞口设置于所述缩径段远离所述扩径段的一端，所述保护膜设置于所述扩径段靠近所述缩径段的一端。

6.根据权利要求4所述的声源，其特征在于，所述过渡段上设置有温度检测装置。

7.根据权利要求4所述的声源，其特征在于，所述扩径段远离所述过渡段的一端设置有端盖，所述端盖、所述保护膜和所述扩径段之间围成用于容置所述扬声器单元的密封空间，所述保护膜、所述过渡段和所述缩径段之间围成用于容置所述冷却结构的密封腔。

8.根据权利要求7所述的声源，其特征在于，所述扩径段靠近所述过渡段的一端连接有第一法兰，所述保护膜设置于所述第一法兰上，所述第一法兰上设置有连通所述密封空间和所述密封腔的压力平衡孔。

9.根据权利要求7所述的声源，其特征在于，所述扩径段的外壁上设置有用于对所述密封空间进行降温的散热翅片。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的声源，其特征在于，所述壳体上设置有用于与所述扬声器单元的所述音圈电性连接的引线，所述引线用于向所述音圈内输入所述音频信号。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的声源，其特征在于，所述扬声器单元上设置有朝向所述音圈敞开的开孔，所述散热风扇用于产生朝向所述开孔流动的吸风或吹风气流，以使所述吸风或吹风气流能通过所述开孔流经所述音圈的表面。

12.根据权利要求1至9中任一项所述的声源，其特征在于，所述壳体上设置有用于与所述外部排气管相连的第二法兰，所述第二法兰上设置有与所述敞口相连通的中心孔，所述敞口通过所述中心孔与所述外部排气管相连通。

13.根据权利要求1至9中任一项所述的声源，其特征在于，所述冷却结构为冷却盘管，所述冷却盘管具有用于供冷却液输入的入口端和用于供冷却液输出的出口端；所述冷却盘管用于供所述冷却液流通，以能通过所述冷却液对所述高温烟气进行降温。

14.根据权利要求13所述的声源，其特征在于，所述壳体上设置有分别用于供所述入口端和所述出口端穿过的第一开口和第二开口。

15.一种动力设备，其特征在于，包括：如权利要求1至14中任一项所述的声源。

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