CN219017235U - 一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，其技术特点是：包括吸声降噪主体和设置在吸声降噪主体上的多个螺旋状吸声器，多个螺旋状吸声器之间设有声波入口，该声波入口与多个螺旋状吸声器相互连通。本实用新型设计合理，其采用螺旋状吸声器并构建螺旋吸声通道，在有效的几何空间中，有效地延长声波的传播路径，并通过调整不同参数的共振腔结构，实现在较低频率的宽频噪声的有效吸声功能，并且在共振时由于空气粘滞的影响会形成显著的声能量损耗，从而达到高效吸声的效果。

Description

一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置

技术领域

本实用新型属于噪声控制技术领域，尤其是一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置。

背景技术

吸声降噪技术是主要的噪声控制方法之一。吸声降噪的本质是如何将弹性能高效地转化为热能或其他形式能量，从而更高效地吸声。

传统的吸声材料有多孔吸声材料和共振吸声材料等。多孔材料具有较高的吸声系数，其对高频声波的吸收性能要明显优于低频，因此多孔材料的吸声频率特性曲线并非是平直的，一般呈现低频段有较大下降趋势的特点。共振吸声材料(结构)主要依靠共振吸收低频声能，能够在一定程度上弥补单一多孔吸声材料在吸声特性上的不均衡性。穿孔板共振吸声材料是一种常用的共振吸声材料，又称穿孔板共振吸声结构，其将钢板、铝板或者其他非金属的胶合板、塑料板、草纸板、石膏板等，以一定的孔径和穿孔率打上孔，背后留有一定厚度的空腔所形成的结构。穿孔板共振吸声结构依靠系统的共振而吸声，在穿孔板上每个孔口的背后都包含了相应的空腔，该空腔实际上是无数个连续的单个亥姆霍兹共振器的并联组合。上述共振吸声材料在共振频率处时吸声量最大，而共振频率附近的吸声量则下降较多，在工程应用时，为拓展吸声频带的宽度，则需使用多种不同共振频率的共振吸声器，在安装时每个共振器之间需要保持一定的距离，不利于工程实施。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、可有效拓展吸声频带宽度且易于施工的基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置。

本实用新型解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，包括吸声降噪主体和设置在吸声降噪主体上的多个螺旋状吸声器，多个螺旋状吸声器之间设有声波入口，该声波入口与多个螺旋状吸声器相互连通。

进一步，所述吸声降噪主体为正方体或圆柱体，所述螺旋状吸声器为螺旋状吸声腔体。

进一步，所述吸声降噪主体采用PVC材料或金属材料制成。

进一步，所述吸声降噪主体为圆柱形外壳，多个螺旋状吸声器为并联的亥姆霍兹腔并安装在圆柱形外壳的内壁上，多个螺旋状吸声器之间通过多层隔板连接在一起，在螺旋状吸声器之间设有声波入口并与多个螺旋状吸声器相连通。

进一步，在圆柱形外壳上端和下端安装有盖板，所述盖板为漏斗形盖板、多孔盖板或狭长窄缝盖板。

进一步，所述圆柱形外壳、螺旋状吸声器、多层隔板和盖板采用PVC材料或金属材料制成。

进一步，所述多个螺旋状吸声器的大小不同。

进一步，所述螺旋状吸声器的数量为三个、四个或五个。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型采用螺旋状吸声器并构建螺旋吸声通道，在有效的几何空间中，有效地延长声波的传播路径，并通过调整不同参数的共振腔结构，实现在较低频率的宽频噪声的有效吸声功能，并且在共振时由于空气粘滞的影响会形成显著的声能量损耗，从而达到高效吸声的效果。

2、本实用新型通过搭配不同的盖板可以起到不同的吸声效果，并应用于不同的应用场景，并且可以根据不同的需要进行安装使用，便于现场施工。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是在实施例1中螺距为2mm和3mm时对不同频率声波的吸声系数；

图3是在实施例1中螺距为3mm和4mm时对不同频率声波的吸声系数；

图4是在实施例1中螺距为4mm和5mm时对不同频率声波的吸声系数；

图5是实施例2的结构示意图；

图6是实施例2的俯视图；

图7为漏斗形盖板的结构视图；

图8为多孔盖板的结构视图；

图9为窄缝盖板的结构视图；

图10为实施例2的吸声系数示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述。

实施例1

一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，如图1所示，由柱体1构成，在柱体中心制有声波入口3，在声波入口3周围均布制有四个螺旋状吸声器2，声波入口3与四个螺旋状吸声器2相连通，四个螺旋状吸声器2构成亚波长迷宫型赫姆霍兹谐振腔。当声波从柱体1顶部的声波入口3进入四个螺旋状吸声器2内部并在螺旋型通道中传播，由亚波长迷宫型赫姆霍兹谐振腔对入射声波产生共振吸声，从而对声波进行吸收和衰减。

在本实施例中，柱体1可以使用PVC材料或金属材料制成，当使用PVC材料时，可以通过3D打印制作，当使用金属材料时，可以采用金属加工方式制作。

主体1的形状可以是正方体结构，也可以采用圆柱体结构，以适应不同的应用场景。

每个螺旋状吸声腔2之间的螺距参数可以调整，通过设置不同的螺距参数可以构建不同声传播通道，从而获得不同的吸声性能。图2至图4给出了不同螺距参数时相对不同频率声波的吸声系数。

在本实施例中，螺旋状吸声器2为4个，实际上，可以根据需要设置不同个数的螺旋状吸声器，例如，3个、5个或者更多。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上，利用空间折叠以及拓扑声学理论，构建出具有宽频带多向性良好吸声性能的基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，如图5及图6所示，该吸声降噪装置包括圆柱形外壳1、四个螺旋状吸声器2、多层隔板3和声波入口4，四个螺旋状吸声器2安装在圆柱形外壳1的内壁上，四个螺旋状吸声器2之间通过多层隔板连接在一起，四个螺旋吸声器2是四个并联的亥姆霍兹腔，所述声波入口4设置在四个螺旋状吸声器2之间并与四个螺旋状吸声器2相连通。

当外部声音从四个螺旋之间的声波入口(孔洞)4进入时，可以搭配不同的盖板以起到不同的吸声效果，四个螺旋状吸声器2的共同出口为声波入口(孔洞)4。为保证声音从声波入口4进入螺旋共振吸声腔中，可以使用如图7所示的漏斗形盖板。在不同的应用场景中，也可选用如图8所示的多孔盖板和如图9所示的狭长窄缝盖板，以获得不同的吸声效果。

在本实施例中，圆柱形外壳、螺旋状吸声器、多层隔板、盖板可以使用PVC材料或金属材料制成，当使用PVC材料时，可以通过3D打印制作，当使用金属材料时，可以采用金属加工方式制作。

在本实施例中，圆柱形外壳1的高度15cm，底部直径15cm，四个吸声螺旋的外径分别为：4cm，5cm，6cm，7.5cm，四个吸声螺旋的螺距分别为：1cm，1.25cm，1.5cm，1.875cm。根据上述参数，实测的吸声系数如图10所示。

通过上图可以看出，实施例2的吸声结构弥补了传统的吸声材料应对低频噪声问题上的缺陷，表现出了良好的宽降噪性能。

在本实施例中，螺旋状吸声器2为4个，实际上，可以根据需要设置不同个数的螺旋状吸声器，例如，3个、5个或者更多。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，其特征在于：包括吸声降噪主体和设置在吸声降噪主体上的多个螺旋状吸声器，多个螺旋状吸声器之间设有声波入口，该声波入口与多个螺旋状吸声器相互连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，其特征在于：所述吸声降噪主体为正方体或圆柱体，所述螺旋状吸声器为螺旋状吸声腔体。

3.根据权利要求1所述的一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，其特征在于：所述吸声降噪主体采用PVC材料或金属材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，其特征在于：所述吸声降噪主体为圆柱形外壳，多个螺旋状吸声器为并联的亥姆霍兹腔并安装在圆柱形外壳的内壁上，多个螺旋状吸声器之间通过多层隔板连接在一起，在螺旋状吸声器之间设有声波入口并与多个螺旋状吸声器相连通。

5.根据权利要求4所述的一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，其特征在于：在圆柱形外壳上端和下端安装有盖板，所述盖板为漏斗形盖板、多孔盖板或狭长窄缝盖板。

6.根据权利要求5所述的一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，其特征在于：所述圆柱形外壳、螺旋状吸声器、多层隔板和盖板采用PVC材料或金属材料制成。

7.根据权利要求4至6任一项所述的一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，其特征在于：所述多个螺旋状吸声器的大小不同。

8.根据权利要求1至6任一项所述的一种基于螺旋状腔体的共振吸声降噪装置，其特征在于：所述螺旋状吸声器的数量为三个、四个或五个。

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