CN117672170A - 共振吸声结构及其变电站 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变电站噪音消除技术领域，公开了一种共振吸声结构及变电站，其中共振吸声结构包括：外壳；第一吸声区，所述第一吸声区设置于所述外壳的内部，所述第一吸声区包括多个第一吸声组，所述第一吸声区设置为圆形，多个所述第一吸声组环绕所述第一吸声区的圆心设置；第二吸声区，所述第二吸声区也设置于所述外壳的内部，所述第二吸声区包括多个第二吸声组，多个所述第二吸声组分散设置于所述第一吸声区的外侧。通过设置多个第一吸声部环绕的第一吸声区，联动外部分散的第二吸声区，形成并联的吸声区域，可获得多个吸声峰值，实现较单个共振结构更为宽阔的吸声带，有利于吸收宽频噪声，对整体噪音处理效果较为理想。
Description
技术领域
本发明涉及变电站噪音消除技术领域，特别是涉及一种共振吸声结构及其变电站。
背景技术
目前，随着城市化推进的逐步提速，居民和工业对用电需求增长迅速，电力负荷持续攀升。因此作为输变电的主要设施的变电站，其新建或扩建的数量不断增加，越来越多的变电站布点深入到城市中心。但是随着社会的进步、环境法律法规不断完善和人们环境意识的高涨，变电站噪声扰民及投诉事件急剧增加。变电站噪声污染治理已成为电网环境保护的核心问题之一。
传统的吸声材料主要分为两类：多孔材料(吸音棉等)及共振结构(亥姆霍兹共振器、微穿孔板等)，其中多孔材料对低频声波耗散效率较低，要实现低频声波控制，其结构较为庞大；而共振结构虽然可以在一定程度上实现低频吸声，但是其频带较窄，对于宽频噪声处理效果不理想。
发明内容
本发明的目的是：提供一种共振吸声结构及其变电站，形成并联的吸声区域，可获得多个吸声峰值，实现较单个共振结构更为宽阔的吸声带，有利于吸收宽频噪声，对整体噪音处理效果较为理想。
为了实现上述目的，本发明提供了一种共振吸声结构，包括：
外壳；
第一吸声区，所述第一吸声区设置于所述外壳的内部，所述第一吸声区包括多个第一吸声组，所述第一吸声区设置为圆形，多个所述第一吸声组环绕所述第一吸声区的圆心设置；
第二吸声区，所述第二吸声区也设置于所述外壳的内部，所述第二吸声区包括多个第二吸声组，多个所述第二吸声组分散设置于所述第一吸声区的外侧。
本发明实施例一种共振吸声结构与现有技术相比，其有益效果在于：第一吸声区位于外壳内侧靠近中心的位置，其包括多个环绕设置第一吸声组，多个第一吸声组组成圆形的第一吸声区，第二吸声区位于外壳的内侧且位于第一吸声区的外侧，包括多个分散设置的第二吸声组；通过设置多个第一吸声部环绕的第一吸声区，联动外部分散的第二吸声区，形成并联的吸声区域，可获得多个吸声峰值，实现较单个共振结构更为宽阔的吸声带，有利于吸收宽频噪声，对整体噪音处理效果较为理想。
本发明实施例的共振吸声结构，多个所述第一吸声组的体积呈比例由大至小沿所述圆形的圆心环绕排列。
本发明实施例的共振吸声结构，多个所述第一吸声组的厚度相同，多个所述第一吸声组的垂直于其厚度方向的截面面积呈比例由大至小沿所述圆形的圆心环绕排列。
本发明实施例的共振吸声结构，所述第一吸声组包括至少三个第一空腔区，所述第一空腔区之间通过隔板分隔，所述隔板上开设有第一孔洞。
本发明实施例的共振吸声结构，所述外壳朝向所述第一空腔区开设有第二孔洞。
本发明实施例的共振吸声结构，所述第一孔洞远离所述第二孔洞设置。
本发明实施例的共振吸声结构，所述第一孔洞和所述第二孔洞均设置有多个，多个所述第一孔洞在所述隔板上均匀呈线状排列，多个所述第二孔洞在所述外壳上均匀呈线状排列。
本发明实施例的共振吸声结构，所述第二吸声区包括第二空腔区，所述外壳朝向所述第二空腔区开设有第三孔洞。
本发明实施例的共振吸声结构，所述第三孔洞设置为多个，多个所述第三孔洞在所述外壳上均匀呈线状排列。
本发明还提供了一种变电站，包括多个上述实施例任一项所述的共振吸声结构。
本发明实施例一种变电站与现有技术相比，其有益效果在于：变电站设置有多个共振吸声结构，共振吸声结构包括外壳、第一吸声区和第二吸声区，第一吸声区位于外壳内侧靠近中心的位置，其包括多个环绕设置第一吸声组，多个第一吸声组组成圆形的第一吸声区，第二吸声区位于外壳的内侧且位于第一吸声区的外侧，包括多个分散设置的第二吸声组；通过设置多个第一吸声部环绕的第一吸声区，形成并联的吸声区域，可获得多个吸声峰值，实现较单个共振结构更为宽阔的吸声带，有利于吸收变电站的宽频噪声，对变电站整体噪音处理效果较为理想，优化了变电站周边的噪音环境。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明实施例的共振吸声结构的外部结构示意图；
图2是本发明实施例的共振吸声结构的空腔部分的结构示意图；
图3是本发明实施例的共振吸声结构的隔板部分的结构示意图；
图4是本发明实施例的共振吸声结构的吸声系数图；
图中，1、外壳；11、第二孔洞；12、第二孔洞；2、第一吸声区；21、第一吸声部；211、第一空腔区；212、隔板；213、第一孔洞；3、第二吸声区；31、第二吸声部。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，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。如果有描述到第一、第二只是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。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，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。
如图1和图2所示，本发明优选实施例的一种共振吸声结构，包括外壳1，外壳1可设置局圆柱体或长方体，外壳1包括顶板、底板和侧板，外壳1内部形成有容纳第一吸声区2和第二吸声区3的容纳腔。第一吸声区2设置于外壳1的内部靠近中心的位置，第一吸声区2包括多个第一吸声组21，第一吸声组21设置为扇形，第一吸声区2设置为圆形，多个扇形的第一吸声组21环绕第一吸声区2的圆心设置；第二吸声区3也设置于外壳1的内部，第二吸声区3补充了外壳1中第一吸声区2未占据的空间，第二吸声区3包括多个第二吸声组31，第二吸声组31朝向第一吸声区2的一侧设置为弧形边，与圆形的第一吸声区2的边沿相配合，多个第二吸声组31分散设置于第一吸声区2的外侧。通过设置多个第一吸声部环绕的第一吸声区2，联动外部分散的第二吸声区3，形成并联的吸声区域，可获得多个吸声峰值，实现较单个共振结构更为宽阔的吸声带，有利于吸收宽频噪声，对整体噪音处理效果较为理想。
在本发明的一些实施例中，多个第一吸声组21的体积呈比例由大至小沿圆形的圆心环绕排列，大小不同的第一吸声组21保证各单元的峰值可以均布分布；第一吸声组21的每一个峰值频率主要与其总面积以及内部结构占比有关系，通过调节第一吸声组21的总体积，可以实现峰值的灵活调整。
在本发明的一些实施例中，多个第一吸声组21的厚度相同，厚度相同使多个第一吸声组21组成的圆形的第一吸声区2的厚度均匀，便于固定于固定大小的外壳1中；多个第一吸声组21的垂直于其厚度方向的截面面积呈比例由大至小沿圆形的圆心环绕排列，即多个扇形的第一吸声组21的圆心角从大到小排列，使其截面面积也由大到小排列，进而其体积也设置为由大到小排列，大小不同的第一吸声组21保证各单元的峰值可以均布分布，通过调节第一吸声组21的总体积，可以实现峰值的灵活调整。
如图1、图2和图3所示，在本发明的一些实施例中，第一吸声组21包括至少三个第一空腔区211，第一空腔区211之间通过隔板212分隔，隔板212上开设有第一孔洞213，第一空腔区211和带有第一孔洞213的隔板212组成亥姆霍兹共振器，对进入第一空腔区211的噪音进行共振吸收。第一吸声组21包括至少三个亥姆霍兹共振器，构成多个次级共振器串联，进而实现多个优异吸声峰值，有利于吸收宽频噪声，对整体噪音处理效果较为理想。进一步地，第一空腔区211所占据的结构面积是按比例进行布置的，以保证峰值可以交叉分布，而且每个第一空腔区211的体积可以自由调整，以方便多个吸声峰值的灵活调节。具体地，第一空腔区211包括靠近第一吸声区2圆形的扇形第一空腔区211和上下边为向外凸圆弧的变形梯形第一空腔区211，扇形第一空腔区211和变形梯形第一空腔区211组成一个扇形的第一吸声组21。
在本发明的一些实施例中，外壳1朝向第一空腔区211开设有第二孔洞11，外部的噪音波通过第二孔洞11进入吸声装置内部的第一个第一空腔区211，在其空腔中与空气共振消除振动，再通过第一孔洞213进入下一个第一空腔区211进行不同频次的振动消除。
在本发明的一些实施例中，第一孔洞213远离第二孔洞11设置，这样使进入第一空腔区211的声音振动移动的行程更长，可以充分发挥第一空腔区211内部空间的共振作用，使得吸声峰值到达第二孔洞11时尽量向低频移动，有利于后续的多级吸声。
在本发明的一些实施例中，第一孔洞213和第二孔洞11均设置有多个，多个第一孔洞213在隔板212上均匀呈线状排列，多个第二孔洞11在外壳1上均匀呈线状排列，优选地，第一孔洞213和第二孔洞11直径不小于1mm-5mm；每一隔板212上的小孔数量为2-20，隔板212的穿孔率可以为1％-15％；而为保证结构强度，隔板212的板厚应不小于1mm。
如图1、图2和图3所示，在本发明的一些实施例中，第二吸声组31包括第二空腔区311，外壳1朝向第二空腔区311开设有第三孔洞12，第二空腔区311和围绕第二空腔区311的板体组成亥姆霍兹共振器，外部的噪音波通过第三孔洞12进入外壳1内部的第二空腔区311，在其空腔中与空气共振消除振动，以对未进入第一空腔区211的噪声进行吸收，补充了第一吸声区2未覆盖的区域，充分利用了外壳1内的空间，提高了装置整体的噪音吸取率。进一步地，每个第二空腔区311的体积可以自由调整，以方便多个吸声峰值的灵活调节。
在本发明的一些实施例中，第三孔洞12设置为多个，多个第三孔洞12在外壳1上均匀呈线状排列，使噪声振动可均匀地进入第二空腔区311中，有利于噪音的振动吸收。优选地，第三孔洞12直径不小于1mm-5mm。
在本发明的一些实施例中，为了实现更低频的吸声峰值，每个第一空腔区211和第二空腔区311的内部空腔可以缩小振动传播路径截面以延长传播路径。
作为本申请的一种实施例，吸声结构由外壳1内的四个第一吸声组21和四个第二吸声组31构成。外壳1的厚度为22mm，第一吸声组21和第二吸声组31厚度为18mm，外壳1的顶板和底板的厚度为2mm，第一吸声组21中隔板212厚度为2mm。多个第一吸声部的容积成比例布置，在厚度相同的情况下，其所占面积角度分别为：120°，95°，80°和65°。每一个第一吸声部由三个第一空腔区211串联，具体由外壳1、隔板212及三个空腔组成，第一孔洞213设置有三个，相邻的第一空腔区211之间的隔板212上面也布置三个第二孔洞11，三个第二孔洞11直径分别为：4.2mm，2mm和2.6mm。第二空腔区311的大小相等，峰值频率由第三孔洞12的直径决定，外壳1的顶板上均匀布置三个第三孔洞12，直径分别为2.4mm，2.1mm，1.8mm和1.5mm。
如图4所示，为本发明该优选实例中的吸声系数。可以看出该结构在频率范围500Hz～1200Hz获得了70％以上的连续吸声宽带。该吸声频带由8个吸声峰值组成，其中有前4个峰值为第一吸声区2的1阶峰值，后四个峰值为第二吸声区3的峰值。另外，该结构还在中高频1600Hz～3000Hz范围内具有8个高达90％以上的吸声峰值。如果继续增加第一吸声组21的数量，可以引入更多的峰值，继而宽带的范围会加宽，可以覆盖更多的高阶吸声峰值
本发明优选实施例还提供了一种变电站，包括多个上述实施例任一项的共振吸声结构。变电站设置有多个共振吸声结构，共振吸声结构包括外壳1、第一吸声区2和第二吸声区3，第一吸声区2位于外壳1内侧靠近中心的位置，其包括多个环绕设置第一吸声组21，多个第一吸声组21组成圆形的第一吸声区2，第二吸声区3位于外壳1的内侧且位于第一吸声区2的外侧，包括多个分散设置的第二吸声组31；通过设置多个第一吸声部环绕的第一吸声区2，形成并联的吸声区域，可获得多个吸声峰值，实现较单个共振结构更为宽阔的吸声带，有利于吸收变电站的宽频噪声，对变电站整体噪音处理效果较为理想，优化了变电站周边的噪音环境
本发明的工作过程为：第一吸声区2位于外壳1内侧靠近中心的位置，其包括多个环绕设置第一吸声组21，多个第一吸声组21组成圆形的第一吸声区2，第二吸声区3位于外壳1的内侧且位于第一吸声区2的外侧，包括多个分散设置的第二吸声组31，通过设置多个第一吸声部环绕的第一吸声区2，联动外部分散的第二吸声区3，形成并联的吸声区域。
综上，本发明实施例提供一种共振吸声结构及其变电站，其形成并联的吸声区域，可获得多个吸声峰值，实现较单个共振结构更为宽阔的吸声带，有利于吸收宽频噪声，对整体噪音处理效果较为理想。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种共振吸声结构，其特征在于，包括：
外壳；
第一吸声区，所述第一吸声区设置于所述外壳的内部，所述第一吸声区包括多个第一吸声组，所述第一吸声区设置为圆形，多个所述第一吸声组环绕所述第一吸声区的圆心设置；
第二吸声区，所述第二吸声区也设置于所述外壳的内部，所述第二吸声区包括多个第二吸声组，多个所述第二吸声组分散设置于所述第一吸声区的外侧。
2.根据权利要求1所述的共振吸声结构，其特征在于：多个所述第一吸声组的体积呈比例由大至小沿所述圆形的圆心环绕排列。
3.根据权利要求2所述的共振吸声结构，其特征在于：多个所述第一吸声组的厚度相同，多个所述第一吸声组的垂直于其厚度方向的截面面积呈比例由大至小沿所述圆形的圆心环绕排列。
4.根据权利要求1所述的共振吸声结构，其特征在于：所述第一吸声组包括至少三个第一空腔区，所述第一空腔区之间通过隔板分隔，所述隔板上开设有第一孔洞。
5.根据权利要求5所述的共振吸声结构，其特征在于：所述外壳朝向所述第一空腔区开设有第二孔洞。
6.根据权利要求6所述的共振吸声结构，其特征在于：所述第一孔洞远离所述第二孔洞设置。
7.根据权利要求5所述的共振吸声结构，其特征在于：所述第一孔洞和所述第二孔洞均设置有多个，多个所述第一孔洞在所述隔板上均匀呈线状排列，多个所述第二孔洞在所述外壳上均匀呈线状排列。
8.根据权利要求1所述的共振吸声结构，其特征在于：所述第二吸声区包括第二空腔区，所述外壳朝向所述第二空腔区开设有第三孔洞。
9.根据权利要求8所述的共振吸声结构，其特征在于：所述第三孔洞设置为多个，多个所述第三孔洞在所述外壳上均匀呈线状排列。
10.一种变电站，其特征在于：包括多个权利要求1-9任一项所述的共振吸声结构。
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