CN211695345U - 一种应用于中央空调的主动降噪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种应用于中央空调的主动降噪装置，包括吸声管道、采集装置、发射装置和主动降噪控制器；所述吸声管道内设有至少一个隔板，至少一个隔板将吸声管道分隔成至少两个子管道，每个子管道的内壁均固定设有吸声材料层；每个子管道的内部和侧壁均分别安装有采集装置和发射装置，每个子管道内的采集装置和发射装置均分别与主动降噪控制器电连接，主动降噪控制器用于同时接收和处理每个采集装置获取的噪音信号然后控制每个发射装置同时向各个对应的子管道内发射适配的降噪声波。本实用新型的主动降噪装置通过吸声材料和主动降噪技术能实现宽频带降噪，通过将吸声管道分成多个独立的子管道的方式，能提高吸声管道的整体降噪效果。

Description

一种应用于中央空调的主动降噪装置

技术领域

本实用新型属于噪音控制技术领域，具体涉及一种应用于中央空调的主动降噪装置。

背景技术

中央空调在给人们生活带来方便的同时也不可避免的带来了一定的噪音，降低了用户的舒适度。室内中央空调噪音主要来源有设备固有噪音、空气在风道中流动产生的风噪、因振动而产生的机械噪声。

中央空调常规的噪音控制方法包括：选择低噪音的空调设备，在风管外侧包裹吸、隔声材料，在风管内部弯头处添加导流片，用消声百叶替代普通百叶，安装消声器等措施。

中央空调常规的噪音控制方法存在以下缺陷：

（1）选用噪音更低的空调设备，可以从根本上降低噪音，但需要付出高昂的成本，性价比较低；

（2）风管外侧包裹吸、隔声材料，在风管内部弯头处添加导流片等方式均可以降低噪音，但降噪量较小；

（3）安装消声器可以大幅度降低噪音，但因为流阻较大，导致设备效率较低，因此实际应用中极少使用。

主动降噪技术是通过扬声器发射一个和噪音频率相同、相位相反的降噪声波，降噪声波和原噪音叠加后，形成相消性干涉，从而达到消声降噪的目的，该技术已成功应用在汽车、航天、家电等多个领域。将主动降噪技术应用于中央空调降噪，但是主动降噪技术高频效果较差，同时对单一扬声器而言，如果噪声控制区越大，那么平均降噪量就越小；因此，如果风管尺寸较大，为了获得比较满意的降噪效果，必须使用多个扬声器，但多个扬声器声场叠加之后，声场分布畸形，导致控制区内某些局部区域降噪效果较差。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在降低室内中央空调噪音，弥补传统降噪方法的不足、解决主动降噪技术应用于中央空调时可能出现的局部区域降噪效果差的问题，提出一种应用于中央空调的主动降噪装置。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种应用于中央空调的主动降噪装置，包括吸声管道、采集装置和发射装置；

所述吸声管道内设有至少一个隔板，至少一个隔板将吸声管道分隔成至少两个子管道，每个所述子管道的内壁均固定设有吸声材料层；吸声管道的长度和外形（例如方管）可根据实际应用中的空间要求、降噪量的需求以及噪音频谱特征进行调整，可将壳体制成圆筒形、方形等，引用时吸声管道可均分成多个子管道，子管道数量可根据实际中央空调风管的尺寸进行调整；吸音材料层能吸收绝大部分高频噪音，吸音材料层的厚度及种类可根据实际噪音的频谱特点及环保要求选择和调整；

每个所述子管道的内部均分别安装有采集装置，每个所述子管道的侧壁均分别安装有发射装置，且采集装置和发射装置分别靠近子管道的两端管口，采集装置用于获取子管道内的噪音信号，发射装置用于向子管道内发射降噪声波；在此需要说明的是，采集装置需要具有一定的防风能力，采集装置和发射装置的安装位置可根据流场特征及噪音分布特征进行调整；

还包括主动降噪控制器，每个子管道内的采集装置和发射装置均分别与主动降噪控制器电连接，所述电连接可以为有线电连接或无线电连接，主动降噪控制器用于同时接收和处理每个采集装置获取的噪音信号然后控制每个发射装置同时向各个对应的子管道内发射适配的降噪声波；主动降噪控制器能同时接收和处理各个采集装置获取的噪音信号，并同时将多个优化的降噪信号一一对应发送至各个发射装置，主动降噪控制器根据每个采集装置接收到的噪音信号，分别向对应的发射装置发送能匹配抵消噪音信号的降噪信号，能避免各个子管道内的声场相互干扰；

该主动降噪装置通过吸声材料吸收高频噪音、主动降噪技术降低中低频噪音的方式，在全频带都能取得非常优越的降噪效果；该主动降噪装置改善了吸声管道的整体降噪效果，通过将吸声管道分成多个独立的子管道的方式，避免了同一吸声管道中多个发射装置声场叠加引起的声场畸变，从而使得每个子管道都可以获得最佳的噪音控制效果。

进一步限定，所述吸声材料层为吸音棉层，吸音棉层能吸收绝大部分高频噪音。

进一步限定，所述采集装置包括固定支架和麦克风，固定支架的顶端固定安装在子管道的内壁，麦克风固定安装在固定支架的底端，且麦克风位于子管道的中心轴线上，能提高噪音信号采集效率和稳定性，可以获得更加优越的主动降噪性能。

进一步限定，所述吸声管道的外壁固定设有箱体，所述箱体的内部分隔为多个子腔室，所述主动降噪控制器和各个子管道的发射装置一一对应安装于箱体的多个子腔室内，具体地，箱体由箱体底座、箱体上盖和多个箱体隔板组成，多个箱体隔板将箱体的内部分隔成多个独立的子腔室，便于对应安装各个发射装置和主动降噪控制器。

进一步限定，所述发射装置包括扬声器，所述子管道的侧壁开设有穿音孔，扬声器固定安装于箱体的子腔室内且扬声器的纸盆正对穿音孔，扬声器用于发射与噪音信号相位相反、频率相同的声波。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种应用于中央空调的主动降噪装置，有益效果在于：

①该主动降噪装置通过吸声材料吸收高频噪音、主动降噪技术降低中低频噪音的方式，在全频带都能取得非常优越的降噪效果；

②该主动降噪装置改善了吸声管道的整体降噪效果，通过将吸声管道分成多个独立的子管道的方式，避免了同一吸声管道中多个发射装置声场叠加引起的声场畸变，从而使得每个子管道都可以获得最佳的噪音控制效果；

③该主动降噪装置的吸声管道的两端能分别连接中央空调和风管或室内百叶和风管，通过在中央空调的进、出风口安装该主动降噪装置可以使整个房间都具有优异的降噪效果，而不只是在局部区域有降噪效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的左视图。

图3为图2中A-A方向剖视图。

图4为图3中B-B方向剖视图。

附图中：1-发射装置，11-扬声器，2-吸声管道，21-子管道，22-穿音孔，3-采集装置，31-麦克风，32-固定支架，4-主动降噪控制器，5-隔板，6-吸声材料层，7-箱体，71-箱体底座，72-箱体上盖，73-箱体隔板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如图1至图4所示，一种应用于中央空调的主动降噪装置，包括吸声管道2、采集装置3、发射装置1和主动降噪控制器4；

所述吸声管道2内设有一个隔板5，一个隔板5将吸声管道2分隔成两个子管道21，在此需要说明的是，本实施例的吸声管道2截面呈长方形，但并不局限于此结构，也并不局限于隔板5将吸声管道2分隔成左右两个子管道21，也可是上下两个子管道21；每个所述子管道21的内壁均固定设有吸声材料层6；吸音材料层能吸收绝大部分高频噪音，吸音材料层的厚度及种类可根据实际噪音的频谱特点及环保要求选择和调整；

每个所述子管道21的内部均分别安装有采集装置3，每个所述子管道21的侧壁均分别安装有发射装置1，且采集装置3和发射装置1分别靠近子管道21的两端管口，采集装置3用于获取子管道21内的噪音信号，发射装置1用于向子管道21内发射降噪声波；在此需要说明的是，采集装置3需要具有一定的防风能力，采集装置3和发射装置1的安装位置可根据流场特征及噪音分布特征进行调整；

还包括主动降噪控制器4，每个子管道21内的采集装置3和发射装置1均分别与主动降噪控制器4电连接，所述电连接可以为有线电连接或无线电连接，主动降噪控制器4用于同时接收和处理每个采集装置3获取的噪音信号然后控制每个发射装置1同时向两个对应的子管道21内发射适配的降噪声波；主动降噪控制器4能同时接收和处理两个采集装置3获取的噪音信号，并同时将两个优化的降噪信号一一对应发送至两个发射装置1，主动降噪控制器4根据每个采集装置3接收到的噪音信号，分别向对应的发射装置1发送能匹配抵消噪音信号的降噪信号，能避免两个子管道21内的声场相互干扰；在此需要说明的是，所述主动降噪控制器4为现有技术设备或可通过现有技术生产制造，如CN201820956799.5公开的中央处理器、CN105025419B公开的主动降噪系统及方法、CN203840513U公开的主动降噪控制器4和其高科技研发生产的主动降噪系统等；

该主动降噪装置通过吸声材料吸收高频噪音、主动降噪技术降低中低频噪音的方式，在全频带都能取得非常优越的降噪效果；该主动降噪装置改善了吸声管道2的整体降噪效果，通过将吸声管道2分成两个独立的子管道21的方式，避免了同一吸声管道2中两个发射装置1声场叠加引起的声场畸变，从而使得每个子管道21都可以获得最佳的噪音控制效果。

本实施例中，所述吸声材料层6为吸音棉层，吸音棉层能吸收绝大部分高频噪音，吸声管道2通过钣金或保温板等加工而成，然后在管道内壁粘贴吸音棉。

本实施例中，所述采集装置3包括固定支架32和麦克风31，固定支架32的顶端固定安装在子管道21的内壁，麦克风31固定安装在固定支架32的底端，且麦克风31位于子管道21的中心轴线上，能提高噪音信号采集效率和稳定性，可以获得更加优越的主动降噪性能；在此需要说明的是，固定支架32的顶端可以与子管道21的侧壁螺纹连接，若麦克风31和主动降噪控制器4采用有线电连接，则固定支架32内部留有穿插电路线所需的通道。

本实施例中，所述吸声管道2的外壁固定设有箱体7，所述箱体7的内部分隔为三个子腔室，所述主动降噪控制器4和两个子管道21的发射装置1一一对应安装于箱体7的三个子腔室内，具体地，箱体7由箱体底座71、箱体上盖72和两个箱体隔板73组成，两个箱体隔板73将箱体7的内部分隔成三个独立的子腔室，便于对应安装两个发射装置1和主动降噪控制器4。

本实施例中，所述发射装置1包括扬声器11，所述子管道21的侧壁开设有穿音孔22，扬声器11固定安装于箱体7的子腔室内且扬声器11的纸盆正对穿音孔22，扬声器11用于发射与噪音信号相位相反、频率相同的声波；在此需要说明的是，若扬声器11和主动降噪控制器4采用有线电连接，则箱体隔板73上留有穿插电路线所需的穿线孔，此外，主动降噪控制器4所在的子腔室对应的箱体上盖72也设有对外的接线孔。

本实施例的工作原理：该主动降噪装置中两个子管道21和对应安装的两个扬声器11、两个麦克风31，以及主动降噪控制器4，组成了一个典型的多通道主动降噪系统；两个子管道21和管壁粘贴的吸音棉层组成了一个基本的阻性消声器；安装时，该主动降噪装置安装在中央空调和风管之间，中央空调连接风管而该主动降噪装置安装在风管和室内百叶之间，且始终确保麦克风31在靠近中央空调的一端（图4中箭头方向为噪音传播方向）；打开空调设备时，在没有安装主动降噪装置时候，噪音沿着风管从中央空调向室内传播，直接对室内带来噪音干扰；当安装该主动降噪装置后，噪音在传播的时候，会同时进入左右两个子管道21；两个子管道21内的噪音会同时被两个采集装置3中的麦克风31拾取；两个麦克风31同时将该声压信号转化成电信号传递给主动降噪控制器4，主动降噪控制器4接收来自左、右两个子管道21中的麦克风31的信号后，经过分析、计算之后将两个降噪信号分别发送至两个扬声器11；扬声器11接收到主动降噪控制器4发出的驱动信号之后，进行电、声转换，最终发出降噪声波，降噪声波从穿音孔22进入子管道21内；噪音从吸声管道2的入口向出口传播的时候，首先高频能量会被吸声管道2内壁面的吸音棉吸收，转化成热能耗散掉；然后残余噪声在扬声器11下游（扬声器11以下靠近吸声管道2出口一侧）会和扬声器11发射的降噪声波相遇，因两者频率相同、相位相反，从而产生相消性干涉，进而低频噪音得以吸收；因此当噪声流过该主动降噪装置的吸引管道之后，高、中、低频能量都会得到大幅度的吸收，从而实现宽频带降噪。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种应用于中央空调的主动降噪装置，其特征在于：包括吸声管道(2)、采集装置(3)和发射装置(1)；所述吸声管道(2)内设有至少一个隔板(5)，至少一个隔板(5)将吸声管道(2)分隔成至少两个子管道(21)，每个所述子管道(21)的内壁均固定设有吸声材料层(6)；每个所述子管道(21)的内部均分别安装有采集装置(3)，每个所述子管道(21)的侧壁均分别安装有发射装置(1)，且采集装置(3)和发射装置(1)分别靠近子管道(21)的两端管口，采集装置(3)用于获取子管道(21)内的噪音信号，发射装置(1)用于向子管道(21)内发射降噪声波；

还包括主动降噪控制器(4)，每个子管道(21)内的采集装置(3)和发射装置(1)均分别与主动降噪控制器(4)电连接，主动降噪控制器(4)用于同时接收和处理每个采集装置(3)获取的噪音信号然后控制每个发射装置(1)同时向各个对应的子管道(21)内发射适配的降噪声波。

2.根据权利要求1所述的一种应用于中央空调的主动降噪装置，其特征在于：所述吸声材料层(6)为吸音棉层。

3.根据权利要求1所述的一种应用于中央空调的主动降噪装置，其特征在于：所述采集装置(3)包括固定支架(32)和麦克风(31)，固定支架(32)的顶端固定安装在子管道(21)的内壁，麦克风(31)固定安装在固定支架(32)的底端，且麦克风(31)位于子管道(21)的中心轴线上。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种应用于中央空调的主动降噪装置，其特征在于：所述吸声管道(2)的外壁固定设有箱体(7)，所述箱体(7)的内部分隔为多个子腔室，所述主动降噪控制器(4)和各个子管道(21)的发射装置(1)一一对应安装于箱体(7)的多个子腔室内。

5.根据权利要求4所述的一种应用于中央空调的主动降噪装置，其特征在于：所述发射装置(1)包括扬声器(11)，所述子管道(21)的侧壁开设有穿音孔(22)，扬声器(11)固定安装于箱体(7)的子腔室内且扬声器(11)的纸盆正对穿音孔(22)，扬声器(11)用于发射与噪音信号相位相反、频率相同的声波。

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