CN211778244U - 一种主动降噪的通风装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种主动降噪的通风装置，包括通风管道、风扇组件、噪音采集装置、降噪发声装置和主动降噪控制器；所述风扇组件包括散热风扇和风扇固定板，散热风扇通过两块风扇固定板安装于通风管道正中位置；通风管道内壁面设有吸声材料层；所述通风管道内安装有至少一个噪音采集装置和至少一个降噪发声装置，噪音采集装置靠近散热风扇、降噪发声装置靠近通风管道的管口；每个噪音采集装置和降噪发声装置均分别与主动降噪控制器电连接。本实用新型的通风装置通过吸声材料和主动降噪技术能实现宽频带降噪，散热风扇能补偿管道风压损失、促进空气流通、提高散热效率。

Description

一种主动降噪的通风装置

技术领域

本实用新型属于噪音控制技术领域，具体涉及一种主动降噪的通风装置。

背景技术

现有通风设备内部的通风管道大部分都是直接连通到外部空间，少数设备使用了被动降噪技术，如在风口使用消声器（例如汽车尾气）；这种方式流阻较小，系统功耗较低，但设备内部的噪声会直接通过管道排放到外部空间形成噪声污染。

文献CN201620627973.2公开了一种通风管道的静音结构，该结构是在管道外部包裹一层静音板，通过这种方式可以减小因管道内部噪声穿透管壁而形成的噪声污染；这种方式可以适用于建筑的通风管道，但对于从风口直接泄漏的噪声无效。文献CN201820215888.4公开了一种家用静音立式冰箱，该发明中是通过静音螺旋管进行降噪，具体而言是在螺旋管内侧设置吸声材料，同时将管道延长来实现降噪（简易的阻性消声器）；这种方式使用了较长的细管，导致流阻较大。文献CN201520034947.4公开了一种静音型信息化机柜，该机柜采用密闭式结构，利用空调制冷的原理为机柜散热，相对于传统的侧面开网孔的机柜而言，这种机柜噪音较低；但压缩机噪声会通过尾气通风管道转播到外部。

目前常规的被动降噪处理措施，具有以下不足：

（1）管道流阻较大；消声器降噪量和管道长度成正比，要获得理想的降噪效果，需要将通风管道设计成细而长，但这种设计会使得流阻增大，降低动力设备效率；

（2）结构复杂，可移植性差；循环冷却，水冷等都可以在一定程度上降低噪声，但结构过于复杂，检修困难且成本高，不同产品之间无法移植；

（3）通风口噪声仍然比较明显，虽然设备其它噪声有所降低，但压缩机噪声仍然会通过通风口向外扩散。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在降低通风设备运行带来的噪音，弥补传统被动降噪方法的不足，提出一种主动降噪的通风装置。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种主动降噪的通风装置，包括通风管道和风扇组件，所述风扇组件包括散热风扇和风扇固定板，风扇固定板设有两块，散热风扇通过两块风扇固定板固定安装于通风管道正中位置，且保持散热风扇和通风管道中轴线重合，散热风扇能促进通风管道内空气流通，以提高散热效率；所述通风管道的内壁面设有吸声材料层，吸声材料层能吸收绝大部分高频噪音，吸声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；

还包括噪音采集装置和降噪发声装置，所述通风管道内安装有至少一个噪音采集装置和至少一个降噪发声装置，且噪音采集装置靠近散热风扇、降噪发声装置靠近通风管道的管口，噪音采集装置用于获取通风管道内的噪音信号，降噪发声装置用于向通风管道内发射降噪声波；在此需要说明的是，噪音采集装置需要具有一定的防风能力，噪音采集装置和降噪发声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，每个所述噪音采集装置和降噪发声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噪音采集装置获取的噪音信号然后控制每个降噪发声装置向通风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噪音采集装置获取的噪音信号，并同时将多个优化的降噪信号发送至各个降噪发声装置，主动降噪控制器根据每个噪音采集装置接收到的噪音信号，向降噪发声装置发送能匹配抵消噪音信号的降噪信号，能降低噪音在通风管道内散热风扇左右两侧传播；

该通风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；该通风装置内置散热风扇，无需通风设备内部提供通风动力，通过调整风扇功率及多个模块级联的方式，可满足不同流量的通风需求；该通风装置具有普遍性，可以用于多种封闭（或半封闭）式空间（具有一定密封性的设备，如隔声房、冰箱、机柜等）的通风散热，不仅能大幅度减小模块内置散热风扇本身的噪声，也能够限制密闭式空间中其它设备噪声通过通风口向外扩散。

进一步限定，所述通风管道包括下壳体、中隔板和上盖板，所述中隔板与下壳体形成气流通道，同时约束噪声传播路径，吸声材料层设置于气流通道的内侧壁，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，所述中隔板与上盖板之间设有两个背腔隔板，两个背腔隔板将下壳体、中隔板和上盖板之间围成的密闭空间分隔为检修舱和两个背腔，且检修舱位于两个背腔之间，所述检修舱内的中隔板上设有检修盖板，且检修盖板位于风扇组件的上方，通过打开检修盖板能便于安装和检修风扇组件。

进一步限定，所述主动降噪控制器安装于检修盖板上，便于安装和检修。

进一步限定，所述检修舱的侧壁设有开关组件，所述开关组件包括电源接口、电源开关和主动降噪功能开关，所述散热风扇和主动降噪控制器均与电源开关电连接，所述主动降噪控制器与主动降噪功能开关电连接，电源接口用于外接电源。

进一步限定，所述上盖板的中部设有观察窗，且观察窗位于主动降噪控制器的上方，通过观察窗便于观察检修舱内的情况。

进一步限定，所述噪音采集装置包括固定支架和麦克风，固定支架的顶端与检修盖板固定连接，便于安装和检修噪音采集装置，麦克风固定安装在固定支架的底端，且麦克风位于气流通道的中心轴线上，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，所述麦克风的外部设有防风罩，防风罩与固定支架相连，防风罩能确保麦克风的稳定性。

进一步限定，所述降噪发声装置包括扬声器，所述扬声器固定安装于背腔中，且中隔板和吸声材料层上均开设有穿音孔，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、频率相同的降噪声波，扬声器发出的降噪声波能从穿音孔进入到气流通道中，具体地，扬声器固定安装于中隔板上。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种主动降噪的通风装置，有益效果在于：

（1）该通风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）该通风装置内置散热风扇，无需通风设备内部提供通风动力，通过调整风扇功率及多个模块级联的方式，可满足不同流量的通风需求；

（3）该通风装置具有普遍性，可以用于多种封闭（或半封闭）式空间（具有一定密封性的设备，如隔声房、冰箱、机柜等）的通风散热，不仅能大幅度减小模块内置散热风扇本身的噪声，也能够限制密闭式空间中其它设备噪声通过通风口向外扩散。

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为本实用新型的侧视图。

图3为本实用新型的俯视图。

图4为图3中A-A方向剖视图。

附图中：1-通风管道，11-下壳体，12-中隔板，13-上盖板，14-背腔隔板，15-检修舱，16-背腔，17-检修盖板，18-观察窗，2-风扇组件，21-散热风扇，22-风扇固定板，3-噪音采集装置，31-固定支架，32-麦克风，33-防风罩，4-降噪发声装置，41-扬声器，42-纸盆，5-主动降噪控制器，6-开关组件，7-吸声材料层。

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”、“左”、“右”、“内”、“外”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，一种主动降噪的通风装置，包括通风管道1、风扇组件2、噪音采集装置3、降噪发声装置4和主动降噪控制器5；

所述风扇组件2包括散热风扇21和风扇固定板22，风扇固定板22设有两块，散热风扇21通过两块风扇固定板22固定安装于通风管道1正中位置，且保持散热风扇21和通风管道1中轴线重合，散热风扇21能促进通风管道1内空气流通，以提高散热效率；所述通风管道1的内壁面设有吸声材料层7，吸声材料层7能吸收绝大部分高频噪音，吸声材料层7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；

所述散热风扇21左右两侧的通风管道1内均分别安装有一个噪音采集装置3和一个降噪发声装置4，且噪音采集装置3靠近散热风扇21、降噪发声装置4靠近通风管道1的管口，噪音采集装置3用于获取通风管道1内的噪音信号，降噪发声装置4用于向通风管道1内发射降噪声波；在此需要说明的是，噪音采集装置3需要具有一定的防风能力，噪音采集装置3和降噪发声装置4的安装位置可根据流场特征及噪音分布特征进行调整；

每个所述噪音采集装置3和降噪发声装置4均分别与主动降噪控制器5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5用于同时接收和处理每个噪音采集装置3获取的噪音信号然后控制每个降噪发声装置4向通风管道1内发射适配的降噪声波；主动降噪控制器5能同时接收和处理各个噪音采集装置3获取的噪音信号，并将多个优化的降噪信号发送至各个降噪发声装置4，主动降噪控制器5根据每个噪音采集装置3接收到的噪音信号，向降噪发声装置4发送能匹配抵消噪音信号的降噪信号，能降低噪音在通风管道1内散热风扇21左右两侧传播；该通风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；该通风装置内置散热风扇21，无需通风设备内部提供通风动力，通过调整风扇功率及多个模块级联的方式，可满足不同流量的通风需求；该通风装置具有普遍性，可以用于多种封闭（或半封闭）式空间（具有一定密封性的设备，如隔声房、冰箱、机柜等）的通风散热，不仅能大幅度减小模块内置散热风扇21本身的噪声，也能够限制密闭式空间中其它设备噪声通过通风口向外扩散。

本实施例中，所述通风管道1包括下壳体11、中隔板12和上盖板13，所述中隔板12与下壳体11形成气流通道，同时约束噪声传播路径，吸声材料层7设置于气流通道的内侧壁，所述吸声材料层7为吸音棉层，吸音棉层能吸收绝大部分高频噪音。

本实施例中，所述中隔板12与上盖板13之间设有两个背腔隔板14，两个背腔隔板14将下壳体11、中隔板12和上盖板13之间围成的密闭空间分隔为检修舱15和两个背腔16，且检修舱15位于两个背腔16之间，所述检修舱15内的中隔板12上设有检修盖板17，且检修盖板17位于风扇组件2的上方，通过打开检修盖板17能便于安装和检修风扇组件2。

本实施例中，所述主动降噪控制器5安装于检修盖板17上，便于安装和检修。

本实施例中，所述检修舱15的侧壁设有开关组件6，所述开关组件6包括电源接口、电源开关和主动降噪功能开关，所述散热风扇21和主动降噪控制器5均与电源开关电连接，所述主动降噪控制器5与主动降噪功能开关电连接，电源接口用于外接电源。

本实施例中，所述上盖板13的中部设有观察窗18，且观察窗18位于主动降噪控制器5的上方，通过观察窗18便于观察检修舱15内的情况。

本实施例中，所述噪音采集装置3包括固定支架31和麦克风32，固定支架31的顶端与检修盖板17固定连接，便于安装和检修噪音采集装置3，麦克风32固定安装在固定支架31的底端，且麦克风32位于气流通道的中心轴线上，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，所述麦克风32的外部设有防风罩33，防风罩33与固定支架31相连，防风罩33能确保麦克风32的稳定性。

本实施例中，所述降噪发声装置4包括扬声器41，所述扬声器41固定安装于背腔16中，且中隔板12和吸声材料层7上均开设有穿音孔，扬声器41的纸盆42正对穿音孔，扬声器41用于发射与噪音信号相位相反、频率相同的降噪声波，扬声器41发出的降噪声波能从穿音孔进入到气流通道中，具体地，扬声器41固定安装于中隔板12上。

本实施例的工作原理：散热风扇21为唯一噪音源（实际应用中可能还存在其它沿着管道传播的噪音源，本实用新型同样适用），噪声从散热风扇21沿着通风管道1向左右管口传播，并最终扩散到通风管道1外，形成噪声污染；主动降噪功能开关打开后，噪声从散热风扇21沿着通风管道1向管口传播的时候，一部分中高频能量被管壁的吸音棉层吸收，余下的中低频能量沿着通风管道1传播到管口的过程中和降噪发声装置4发射的降噪声波相互叠加，降噪声波和管口处的噪声频率相同、相位相反，从而使得叠加之后，管口的原始噪声进一步得到衰减；具体地，噪音采集装置3实时采集原始噪声，将其转化成电信号，并传递给主动降噪控制器5；主动降噪控制器5对原始噪声信号进行分析后，计算并输出一个同频率、反相位的降噪信号给扬声器41；扬声器41将主动降噪控制器5发出的降噪信号转化成降噪声波，该降噪声波由穿音孔进入到气流通道，并沿着通风管道1向管口传播，最终在管口和原始噪声信号进行叠加；最终，通过吸声材料和主动降噪技术，原始噪声在全频带都得以大幅度衰减，从而在管道外部空间获得优异的降噪效果。

本实施例仅为阐释本实用新型的基本原理，但这并不应成为本实用新型的限制。在此需强调的是：

本实用新型中的通风管道1以及其它结构可以根据实际需要设计成任何形式，例如通风管道1可以设计成Z字形、L型、T型等，降噪发声装置4可以设计成独立的模块等，这些并非本实用新型的关键，并不作为限制条件；本实用新型的通风管道1数量可根据实际需求进行调整，可以多个通风管道1同时使用，多个通风管道1的多个降噪发声装置4及多个噪音采集装置3可以共用一个或多个主动降噪控制器5，也可以一个降噪发声装置4与一个噪音采集装置3对应一个主动降噪控制器5，也可以一个降噪发声装置4对应多个噪音采集装置3；

本实用新型中散热风扇21的安装位置、安装方式、数量等均可根据实际需要进行调整，例如散热风扇21可以位于管道进风口、出风口，或者任何管道内其它位置，例如噪声控制区为通风管道1进风口时，散热风扇21可以安装到靠近出风口的位置，且此时是仅需配置一个单通道主动降噪系统（包括一个噪音采集装置3和降噪发声装置4）即可，降噪发声装置4放置于靠近进风口位置；为增加通风和散热效果，可以多个散热风扇21并联使用等；

本实用新型中降噪发声装置4和噪音采集装置3的数量、安装位置可根据实际降噪需要以及散热风扇21的安装位置进行调整；本实用新型中同样可以用于消除从通风管道1的一个管口，沿着通风管道1向另一个管口传播的任何其它噪声（除模块中散热风扇21的噪声外）。

Claims (9)

1.一种主动降噪的通风装置，其特征在于：包括通风管道(1)和风扇组件(2)，所述风扇组件(2)包括散热风扇(21)和风扇固定板(22)，风扇固定板(22)设有两块，散热风扇(21)通过两块风扇固定板(22)固定安装于通风管道(1)正中位置，且保持散热风扇(21)和通风管道(1)中轴线重合；所述通风管道(1)的内壁面设有吸声材料层(7)；

还包括噪音采集装置(3)和降噪发声装置(4)，所述通风管道(1)内安装有至少一个噪音采集装置(3)和至少一个降噪发声装置(4)，且噪音采集装置(3)靠近散热风扇(21)、降噪发声装置(4)靠近通风管道(1)的管口，噪音采集装置(3)用于获取通风管道(1)内的噪音信号，降噪发声装置(4)用于向通风管道(1)内发射降噪声波；

还包括主动降噪控制器(5)，每个所述噪音采集装置(3)和降噪发声装置(4)均分别与主动降噪控制器(5)电连接，主动降噪控制器(5)用于同时接收和处理每个噪音采集装置(3)获取的噪音信号然后控制每个降噪发声装置(4)向通风管道(1)内发射适配的降噪声波。

2.根据权利要求1所述的一种主动降噪的通风装置，其特征在于：所述通风管道(1)包括下壳体(11)、中隔板(12)和上盖板(13)，中隔板(12)与下壳体(11)形成气流通道，吸声材料层(7)设置于气流通道的内侧壁，吸声材料层(7)为吸音棉层。

3.根据权利要求2所述的一种主动降噪的通风装置，其特征在于：所述中隔板(12)与上盖板(13)之间设有两个背腔隔板(14)，两个背腔隔板(14)将下壳体(11)、中隔板(12)和上盖板(13)之间围成的密闭空间分隔为检修舱(15)和两个背腔(16)，且检修舱(15)位于两个背腔(16)之间，检修舱(15)内的中隔板(12)上设有检修盖板(17)，且检修盖板(17)位于风扇组件(2)的上方。

4.根据权利要求3所述的一种主动降噪的通风装置，其特征在于：所述主动降噪控制器(5)安装于检修盖板(17)上。

5.根据权利要求4所述的一种主动降噪的通风装置，其特征在于：所述检修舱(15)的侧壁设有开关组件(6)，开关组件(6)包括电源接口、电源开关和主动降噪功能开关，散热风扇(21)和主动降噪控制器(5)均与电源开关电连接，主动降噪控制器(5)与主动降噪功能开关电连接。

6.根据权利要求4所述的一种主动降噪的通风装置，其特征在于：所述上盖板(13)的中部设有观察窗(18)，且观察窗(18)位于主动降噪控制器(5)的上方。

7.根据权利要求3所述的一种主动降噪的通风装置，其特征在于：所述噪音采集装置(3)包括固定支架(31)和麦克风(32)，固定支架(31)的顶端与检修盖板(17)固定连接，麦克风(32)固定安装在固定支架(31)的底端，且麦克风(32)位于气流通道的中心轴线上。

8.根据权利要求7所述的一种主动降噪的通风装置，其特征在于：所述麦克风(32)的外部设有防风罩(33)，防风罩(33)与固定支架(31)相连。

9.根据权利要求3所述的一种主动降噪的通风装置，其特征在于：所述降噪发声装置(4)包括扬声器(41)，扬声器(41)固定安装于背腔(16)中，且中隔板(12)和吸声材料层(7)上均开设有穿音孔，扬声器(41)的纸盆(42)正对穿音孔，扬声器(41)用于发射与噪音信号相位相反、频率相同的降噪声波。

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