TW201716663A - 射出成形減噪組件及配置系統 - Google Patents

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Abstract

由注射成型或允許每個共振器的形狀、尺寸、定向和佈置被定制的其他工藝所形成的聲共振器。定制共振器的特徵允許其共振頻率基於其意圖的部署來被調整。相較於共振器的週期性或均勻佈置，共振器的非週期性或非均勻佈置可以增加雜訊減小的水準。鏈槽包括接收鏈的凹部，該鏈支撐複數個共振器排或框架。在收藏配置中，鏈槽向著排/框架樞轉以更緊湊地收藏共振器的板。

Description

射出成形減噪組件及配置系統
本發明涉及用於水下聲音發射(比如來自航海船舶、石油和礦產鑽探操作以及海洋建設和拆除的雜訊)的減小的雜訊消減設備。
本發明要求在2015年6月18日遞交的標題為“注射成型的雜訊消減元件和部署系統”的美國臨時申請No.62/181,374的優先權，該美國臨時申請No.62/181,374通過引用被併入本文。
各種水下雜訊消減裝置已經被提出。一些通過圍繞水下雜訊的源或部署在水下雜訊的源附近的形狀因素被實現。標題為“用於抑制和分散液體中的水聲的設備”的美國專利申請公開號2011/0031062描述是於剛性水下框架的複數個上浮氣體封閉體(容置空氣的氣球)，該上浮氣體封閉體吸收由氣體封閉體的尺寸所確定的頻率範圍中的水下聲音。標題為“使用開放端共振器元件的水下雜訊減小系統和部署裝置”的美國專利申請公開號2015/0170631的專利申請公開可潛水開放端氣體共振器的系統，該系統可以被部署在水下雜訊環境中以減弱來自水下的雜訊。這些及其相關的申請和文件通過引用被併入本文。
水下雜訊減小系統意圖減輕人造雜訊，以便減小其環境影響。用於海上建設的打樁、石油和天然氣鑽探平臺以及航海船舶是不期望的並且應當被減輕的雜訊的例子。然而，水下雜訊消減系統的安裝、部署和包裝可以是挑戰性的，因為這些裝置對儲存和部署而言是典型地龐大和笨重的。
此外，當前的雜訊減小系統依靠比如橡膠、塑膠和/或金屬的材料的組合。構造由非同質系統構成的系統可以是比以單一材料加工的同質系統更昂貴的。
本發明涉及水下雜訊減小設備和系統以及儲存和部署這種設備的方法。
本文所描述的示例性實施方案具有創新的特徵，其中沒有一個是必不可少的或對其期望的屬性單獨地負責。以下的描述和附圖詳細陳述本發明的某些說明性的實踐，該實踐表徵本發明的各種原則可以實施的若干示例性方式。然而，說明性的實施例不窮盡本發明的許多可能的實施方案。現在有益特徵中的一些將被總結而不限制權利要求書的範圍。當連同附圖一起被考慮時，本發明的其他目標、益處和新穎特徵將在以下對本發明的詳細描述中被陳述，該附圖意圖圖示說明而不是限制本發明。
在一方面，本發明是針對於用於抑制來自液體中的源的聲能的共振器。該共振器包括具有第一平坦表面和第二平坦表面的基部，該第一平坦表面和該第二平坦表面彼此平行。共振器還包括中空本體，該中空本體在正交於該基部的該第二平坦表面的截面上具有第一端、第二端以及在該第一端和該第二端之間的側壁，該第二端一體地連接於該基部的該第二表面，該本體具有限定在該第一端中的孔，該孔從該第一端延伸到該第二端，該孔限定該中空本體中的體積，當該共振器被設置在該液體中而該孔與地心引力的方向對準時，該中空本體被配置來將氣體留存在該體積中。
在另一方面，本發明是針對於用於抑制來自液體中的源的聲能的裝置。該裝置包括具有第一平坦表面和第二平坦表面的基部，該第一平坦表面和該第二平坦表面彼此平行。該裝置還包括複數個中空本體，每個中空本體在正交於該第二平坦表面的截面上具有第一端、第二端以及在該第一端和該第二端之間的側壁，該第二端一體地連接於該基部的該第二表面，該本體具有限定在該第一端中的孔，該孔從該第一端延伸到該第二端，該孔限定該中空本體中的體積，當該共振器被設置在該液體中而該孔與地心引力方向對準時，該中空本體被配置來將氣體留存在該體積中。該裝置還包括限定在該基部中的複數個孔洞，該孔洞被設置在該中空本體中的至少一些之間。
在另一方面，本發明是針對於雜訊消減系統。該系統包括複數個可收縮框架。該系統還包括鏈，該鏈穿過限定在每個可收縮框架中的孔，該鏈機械地連接和支撐該可收縮框架。該系統還包括複數個細長的鏈槽，每個鏈槽鄰近於該孔被可樞轉地連接於該框架，該鏈槽具有限定沿該鏈槽的長度的凹部的本體以至少部分地接收該鏈，該鏈槽被配置來從(a)展開位置樞轉到(b)閉合位置，在該展開位置，該鏈槽的該長度正交於該各自的框架，在該閉合位置，該鏈槽的該長度平行於該各自的框架。該系統還包括設置在每個該框架上的複數個共振器，每個共振器包括中空本體，該中空本體具有開放端、封閉端以及在該開放端和該封閉端之間的側壁，該封閉端一體地連接於設置在該各自的框架上的基部的第一面。
圖1圖示說明根據實施方案的水下雜訊減小裝置100。雜訊減小裝置100可以被降低到圍繞或鄰近於雜訊生成事件或事物(比如鑽探平臺、船隻或其他機械)的水體中。設置在雜訊減小裝置100的垂直部署的板上的複數個共振器125共振，以便吸收聲能並且因此減小源自雜訊生成事件或事物的部位的輻射聲能。在一些實施方案中共振器125包括留存氣體(比如空氣、氮氣、氬氣或其組合)的腔。例如，共振器125可以是2014年9月24日遞交的標題為“水下雜訊消減板和共振器結構”的美國序號No.14/494,700中所公開的共振器類型，美國序號No.14/494,700通過引用被併入本文。在一些實施方案中，共振器125被佈置在二維或三維陣列中。共振器125可以被佈置在排110中，並且每個排可以通過多根繩120被連接於相鄰的排(一個或更複數個)。
裝置100可以被拖曳在充滿雜訊的航海船舶之後。若干這樣的裝置可以被組裝成用於減小來自船舶的水下雜訊發射的系統。像這樣的系統也可以被組裝在採礦或鑽探裝備的一個或更複數個工作面周圍。
雜訊減小裝置100可以是可延伸的和可部署的，例如如同2015年1月6日遞交的標題為“水下雜訊消減裝置和部署系統”的美國序號No.14/590,177中所描述的，美國序號No.14/590,177通過引用被併入本文。連接共振器板的每個排的一根或更多根繩可以被升高或降低，這可以引起板垂直地收縮，類似於軟百葉窗。收縮或收藏配置中的板200的實施例在圖2中被圖示說明。
圖3圖示說明可以被設置在裝置100上的聲共振器325的實施例。共振器325被應用於二流體環境，其中第一流體在附圖中由“A”代表，並且第二流體由“B”代表。僅為圖示說明的目的，二流體環境可以是液體-氣體環境。在更特別的說明性實施例中，液體330可以是水並且氣體可以是空氣。在更加特別的實施例中，液體可以是海水(或其他自然水體)並且氣體可以是大氣空氣。例如，第一流體“A”可以是海水並且第二流體“B”可以是空氣。
共振器325的實施方案具有外部本體或殼310，外部本體或殼310具有其中容置的流體B的主體積315。本體310可以是基本上球形的、圓柱形的或球莖形的。靠近一端的錐形段312將本體310的壁降低到收窄的頸部段314。頸部段314具有提供開口的嘴部316，該開口使得流體A和流體B在頸部段314中或附近以二流體介面320彼此流體連通。在操作中，共振器325外部的流體A中存在的壓力振盪(聲音雜訊)將在共振器的頸部段314中或附近被感知。如同由虛線322所圖示說明的，膨脹、收縮、壓力變化和其他水動力變數可以引起流體介面在頸部314的區域之內來回移動。
圖3的共振器因此被配置來通過赫姆霍茲共振器振盪允許共振器325附近的聲能的減小，這取決於若干因素，比如流體A和流體B的組成以及關於頸部段314中流體B和/或流體A體積的第二流體B的體積、開口216的截面面積以及其他因素。
圖4圖示說明根據實施方案的板400中的共振器425的複數個排410的立體視圖。每個排410通過第一鏈430和第二鏈440連接於相鄰的排。鏈430、440每個機械地連接於鏈槽450，鏈槽450可以從關於排410的平面的垂直或正交位置收縮和/或樞轉到關於該排的水準或平行位置。連接於排410'的鏈槽450處於部分部署(或收縮)配置。鏈槽450可以是由剛性塑膠或金屬(例如，抗腐蝕金屬)製成的細長支撐體。
圖5圖示說明以上所描述的鏈和細長支撐體的放大視圖500。如同所圖示說明的，鏈530、540機械地連接於各自的槽550。每個槽550具有平坦表面560，平坦表面560具有從平坦表面560向著各自的鏈530、540延伸的兩個側壁562、564。當槽550關於排510處於垂直定向時，側壁562、564還向著排510的鄰近邊緣515延伸。該側壁限定接收鏈330、340的凹部570。凹部570可以具有大於或等於鏈的寬度的深度，以致鏈的寬度被充分地設置在凹部570中。
當槽550處於水準/收藏位置時(即，當槽550的長度平行於由排510所限定的平面時)，排凹部或開口575被限定在排510中來接收槽550。排凹部/開口575可以部分或全程地延伸通過(例如，孔洞)排510的深度。在一些實施方案中，凹部/開口575跨越排的寬度延伸。在一些實施方案中，凹部/開口575基本上符合槽550的形狀。凹部/開口575可以具有足以在水準或收藏位置中充分接收槽550的深度。
圖6圖示說明處於部分收縮或部分收藏狀態的鏈630和鏈槽650的放大視圖600。鏈槽650被設置在鏈槽裝置660上。裝置660包括將槽650附接到其上的結構，例如在將裝置660可樞轉地連接於槽650的端部的樞轉點670處。裝置660可以具有大於或等於槽650的深度的高度665，以致裝置660中的凹部680可以將槽650充分地接收在其水準或收藏位置。如同以上所討論的，裝置660可以被設置在共振器板的排上，例如在被限定在排中以接收裝置660的孔徑或洞中。
圖7是以上所描述的鏈630和槽650的立體視圖700。如同所圖示說明的，槽650已經向下樞轉到水準或收藏位置。在水準位置，槽650被設置在裝置660的凹部680中。如同以上所討論的，如果裝置660被充分地設置在共振器板的排中的凹部中，槽650處於由排所限定的平面中。接收槽650的凹部680允許收縮/收藏狀態中更緊湊的配置，例如當槽350被部署在具有複數個排的板中時。
在一些實施方案中，鏈630被設置在槽650的內部或未暴露表面上(例如，在當槽650處於水準位置時面向凹部680的槽650的表面上)。在一些實施方案中，一條鏈被設置在槽650的暴露表面上，而另一條鏈被設置在槽650的內部/未暴露表面上。
圖8是設置在共振器820的代表性的排810中的鏈槽650的俯視視圖800。鏈630被設置在處於收縮或收藏配置的槽650的暴露表面上。
圖9是處於部署配置的複數個板900的立體視圖。每個板900包括具有如同以上所描述的鏈和鏈槽的排(兩個或更複數個)。
圖10是處於收藏配置的板1000的立體視圖。如同所圖示說明的，由於如以上所描述的可樞轉/可旋轉的槽，板1000可以非常緊湊地被收藏。
圖11是共振器1110的陣列1100的立體視圖。共振器1110被設置在平坦基部1120上。共振器1110在形狀上是一般地圓柱狀的並且從基部1120延伸。孔1130從基部1120被限定在共振器1110的遠側端部。陣列1100包括複數個行1115和列1125或共振器1110。然而，共振器1110可以以其他配置被設置，比如如同以上所描述的以不規則地間隔的和/或不規則地對準的行1115和列1125。
在操作中，共振器陣列1100被設置在海洋(或其他水體)中，而共振器1110的孔1130面向地心引力的方向(即，向著海洋底部)。這樣的部署使得空氣被捕獲在孔1130和基部1120之間以形成共振本體。
共振器1110可以通過注射成型生產，例如，使用熱塑材料。類似的生產工藝(例如，液體注射成型、反應注射成型等)被考慮並且包括在本發明中。在注射成型工藝中，共振器1110可以一體地連接於基部1120。共振器1110和基部1120可以由相同的材料形成，比如如同以上所討論的熱塑材料。通過使用注射成型(或類似/等同的工藝)生產共振器1110，共振器1110的形狀、對準、定向、間隔、尺寸等可以如所期望地變化。
例如，陣列1100可以包括具有不同尺寸和/或形狀的共振器1110來增強共振器陣列的聲抑制。例如，一些共振器可以具有一般地圓形的截面而其他可以具有一般地矩形的截面。此外或者可替換地，一些共振器可以具有第一孔尺寸(例如，窄孔)而其他共振器可以具有第二空尺寸(例如，寬孔)。此外，或者可替換地，一些共振器可以具有第一本體，該第一本體具有第一高度和/或第一壁厚度，而其他共振器可以具有第二本體，該第二本體具有第二高度和/或第二壁厚度。遍佈陣列，這樣的尺寸和/或形狀可以被規則的或不規則地分佈。此外或可替換地，相鄰共振器之間的間隔可以是規則或不規則的。此外或可替換地，給定行共振器的對準和/或列1125中共振器的對準可以是規則或不規則的，這樣的陣列1200在圖12中圖示說明。
圖13是根據實施方案的共振器1310的陣列1300的俯視視圖。如同所圖示說明的，共振器1310是不規則地間隔或偏置的，並且因此不是每個共振器1310充分地對準在行1315或列1325中。相反，共振器1310中至少一些的間隔是正向或負向地偏置的，以至於一些共振器1310相對於彼此更近地間隔在一起，而其他共振器1310被間隔得更遠離於彼此。複數個孔洞1340被限定在陣列1300的基部1320中。孔洞1340被設置在相鄰的共振器1310之間並且被佈置在平行於列1325和行1315的列和行中(不存在以上所討論的負向/正向偏置)。通過允許空氣泡穿過孔洞1625，孔洞1340可以便利陣列1300浸沒到比如水體(例如，湖泊或海洋)的液體中。隨著液體置換空氣泡，陣列1300變得浮力更小並且更容易地浸沒到海洋中。
在一些實施方案中，孔洞1340僅僅被設置在一些相鄰的共振器1310之間。在相鄰的共振器1310之間的孔洞1340可以是偏置的，其中相比第二個共振器1310，孔洞1340更靠近於第一個共振器1310。此外，或可替換地，孔洞1340可以被佈置在規則或不規則的圖案中。此外，或可替換地，孔洞1340可以具有不同的尺寸和/或形狀。如同以上所討論的，陣列1300被部署在液體(例如，海洋或其他水體)中，而孔1330面向地心引力的方向(例如，向著海洋的底部)。
圖14是陣列1300從基部1320的相對的側部觀察的視圖。由於共振器1310在基部1320的相對的側部上，只有孔洞1340從本圖中是可見的。在操作中，圖14中示出的暴露表面將面向海洋表面，而相對的側部(共振器1310從相對的側部延伸)將面向海床。如同以上所討論的，第二組孔洞1350被限定在基部1320中以接收各自的繩，該繩被設置在每個陣列之間以形成共振器的板。該繩可以被系於船隻或結構來升高或降低該板。
圖15-圖18圖示說明根據示例性實施方案的共振器的可替換的形狀的截面。例如，圖15圖示說明在截面上具有一般氣球形狀的共振器1500，共振器1500具有在第一端1510處的窄的截面寬度以及在第二端1520處的大的截面寬度。第一端1510包括在部署定向中面向海床的孔1530。如此，水可以進入孔並且將共振器1500的部分填充至吃水線1540，吃水線1540可以是孔1530的截面寬度、第一端1510的截面寬度、第二端1520的截面寬度以及共振器1500的部署深度的函數。隨著共振器1500更深地被部署到海洋中，共振器1500的外部表面上的水壓可以增加。增加的水壓可以使得更多水進入共振器1500，並且因此使得吃水線1540在共振器1500中被設置得更高(即，向著共振器1500的第二端1520)。
隨著共振器1500填充以水，共振器1500的有效品質增加。因此，通過變化孔1530的尺寸、共振器1500(例如，第一端1510和第二端1520處的截面比率)的尺度(即，截面寬度)以及共振器1500在海洋中的部署深度中的一個或更複數個，共振器1500的有效品質可以被定制。通過調整有效品質，共振器1500的共振頻率可以被“調諧(tuned)”以更有效地消減給定的海下雜訊。此外，由於共振器1500相應的更高的慣性，共振器1500的更高有效品質可以具有增強的聲抑制性能。
圖16圖示說明具有一般蘑菇形的截面以及代表性的吃水線1640的共振器1600。圖17圖示說明在第一端1710處具有比圖16或圖17中更寬的截面的共振器1700。此外，第一端1710的截面寬度大於第二端1720的截面寬度，並且中間部分1730的截面寬度大於第一端1710和第二端1720的截面寬度。代表性的吃水線1740也在圖17中被圖示說明。圖18圖示說明共振器1800，其中第一端1810處的截面寬度大於第二端1820處的截面寬度。一般地，共振器1800具有類似於圓錐的形狀。第一端1810處更寬的截面寬度(以及相應更寬的孔1830)可以使得吃水線1840相較於共振器1500、1600或1700是更低的。注意的是，圖15-圖18中所圖示說明的截面形狀被提供作為實施例，並且本發明考慮任何以及所有的截面佈置和共振器的形狀。此外，在正交於圖15-圖18中所圖示說明的截面平面的第二截面上，圖15-圖18中所圖示說明的共振器可以是一般圓形或橢圓形、矩形、對稱或不對稱的。
共振器1500、1600、1700和/或1800可以集成到陣列中，例如如同圖11-圖14中所圖示說明的。這樣的陣列可以是同質的(例如，陣列包括具有相同或類似形狀的共振器)或非同質的(例如，陣列包括各種形狀，比如共振器1600和共振器1900二者)。如同以上所描述的，相鄰共振器之間的間隔、共振器在行/列中的對準或偏置和/或共振器的尺寸可以被調整或變化，例如為減小或增加陣列的聲共振。此外或可替換地，陣列的板可以包括具有第一共振器陣列和第二共振器陣列的第一板，該第一陣列具有第一形狀，該第二陣列具有第二形狀。此外或可替換地，板可以包括至少一個非同質的陣列和/或至少一個同質的陣列。複數個板可以被部署以相同或不同的共振器配置，這可以增加共振頻率的頻譜以提供增強的雜訊消減和/或增強的雜訊性能(例如，由於板之間減小的共振/回聲)。
圖19圖示說明共振器1900的簡化表徵。共振器1900包括中空腔1925和具有孔1975的頸部部分1950。中空腔1925被配置來留存一定體積的空氣Vair ，而共振器1900被部署在液體(例如，水)中並且頸部部分1950向著地心引力的方向(例如，向著海洋的底部)被定向。當共振器1900處於部署狀態時，頸部部分至少部分地填充以液體。因此，共振器1900可以用作二流體赫姆霍茲共振器。
共振器的聲學行為由氣體體積(Vair )、填充以液體的頸部部分1950的長度(Lneck )以及孔1975的表面面積(SA_aper)決定。氣體體積(Vair )和填充以液體的頸部部分1950的長度(Lneck )取決於液體施加在共振器1900上的壓力(例如，水壓)，該壓力是共振器1900的部署深度的函數。這些參數的深度依賴性可以使得共振器1900的共振頻率和聲抑制也是取決於深度的。如同將被本領域技術人員所領會的，共振頻率、部署深度、Vair 、Lneck 和SA_aper之間的關係可以被數學建模。
相對部署深度，共振頻率的數學模型相對實驗資料的比較在圖20中被圖示說明。如同在圖的右手側所圖示說明的，針對第一共振器尺寸2025和第二共振器尺寸2050，該比較被重複。實驗資料是使用由不同材料(鋼、鋁和PVC)製成的共振器在罐(具有“x”的資料點)和淡水湖泊(帶有圓圈的資料點)中取得的。
圖21圖示說明包含本文所描述的共振器的隨機化共振器組件2100A和週期性共振器元件2100B的範例。該元件是使用2 英寸乘16 英寸乘16 英寸的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)塊在自動化鏤銑機上被製造的。每個單獨共振器的內部規格是0.875英寸的直徑和1.75 英寸的高度，當被部署在第一個幾米的液體之內時，這對應於接近100Hz的共振頻率。如同以下所描述的，隨機陣列2100A中共振器的位置是通過以偽亂數發生器擾動週期性陣列位置而生成的。
為便於生產和組裝，各個共振器腔的陣列被設計成單個的單位部件。該部件可以被描述為具有離散數量的中空的、圓柱形凸起的平板，該凸起對相反於板的端部上的大氣是開放的。每個凸起形成單一共振器。共振器在板的面上的放置可以由對方格的偽隨機擾動來確定。方格中的單位長度可以被設置為共振器內直徑的兩倍。偽亂數發生器可以被用來確定格中每個節點的二維(即，在垂直於凸起的x-y平面中)擾動。擾動的量級可以被限制，以致相鄰共振器的外直徑不會變得接觸。借助這些因素，每個共振器的中心軸可以被限定為具體的擾動節點。
為便於生產和組裝，各個共振器腔的陣列被設計成單個的單位部件。該部件可以被描述為具有離散數量的中空的、圓柱形凸起的平板，該凸起對相反於板的端部上的大氣是開放的。每個凸起形成單一共振器。共振器在板的面上的放置可以由對方格的偽隨機擾動來確定。方格中的單位長度可以被設置為共振器內直徑的兩倍。偽亂數發生器可以被用來確定格中每個節點的二維(即，在垂直於凸起的x-y平面中)擾動。擾動的量級可以被限制，以致相鄰共振器的外直徑不會變得接觸。借助這些因素，每個共振器的中心軸可以被限定為具體的擾動節點。
一旦閱讀本發明，本領域技術人員將領會本文所提出的理念可以被推廣或特殊化至當下的給定應用。如此，本發明並非意圖被限定於所描述的被給出用於圖示說明目的的示例性實施方案。對這些理念的許多其他類似和等同的實施方案和擴展也可以被包含於此。
100‧‧‧雜訊減小裝置
110‧‧‧排
120‧‧‧繩
125‧‧‧共振器
200‧‧‧板
216‧‧‧開口
310‧‧‧本體或殼
312‧‧‧錐形段
314‧‧‧頸部段
315‧‧‧主體積
316‧‧‧嘴部
320‧‧‧流體介面
322‧‧‧虛線
325‧‧‧共振器
330‧‧‧液體
330、340‧‧‧鏈
400‧‧‧板
410、410’‧‧‧排
425‧‧‧共振器
430‧‧‧第一鏈
440‧‧‧第二鏈
450‧‧‧鏈槽
500‧‧‧放大視圖
510‧‧‧排
515‧‧‧邊緣
530、540‧‧‧鏈
550‧‧‧槽
560‧‧‧平坦表面
562、564‧‧‧側壁
570‧‧‧凹部
575‧‧‧凹部/開口
600‧‧‧放大視圖
630‧‧‧鏈
650‧‧‧槽
660‧‧‧鏈槽裝置
665‧‧‧高度
670‧‧‧樞轉點
680‧‧‧凹部
700‧‧‧立體視圖
800‧‧‧俯視視圖
810‧‧‧排
820‧‧‧共振器
900‧‧‧板
1000‧‧‧板
1100‧‧‧陣列
1115‧‧‧行
1120‧‧‧基部
1125‧‧‧列
1130‧‧‧孔
1110‧‧‧共振器
1200‧‧‧陣列
1300‧‧‧陣列
1310‧‧‧共振器
1315‧‧‧行
1320‧‧‧基部
1325‧‧‧列
1330‧‧‧孔
1340、1350‧‧‧孔洞
1500‧‧‧共振器
1510‧‧‧第一端
1520‧‧‧第二端
1530‧‧‧孔
1540‧‧‧吃水線
1600‧‧‧共振器
1625‧‧‧孔洞
1640‧‧‧吃水線
1700‧‧‧共振器
1710‧‧‧第一端
1720‧‧‧第二端
1730‧‧‧中間部分
1740‧‧‧吃水線
1800‧‧‧共振器
1810‧‧‧第一端
1820‧‧‧第二端
1830‧‧‧孔
1840‧‧‧吃水線
1900‧‧‧共振器
1925‧‧‧中空腔
1950‧‧‧頸部部分
1975‧‧‧孔
2025‧‧‧第一共振器尺寸
2050‧‧‧第二共振器尺寸
2100A‧‧‧隨機化共振器組件
2100B‧‧‧週期性共振器元件
A‧‧‧第一流體
B‧‧‧第二流體
圖1圖示說明根據實施方案的水下雜訊減小裝置； 圖2圖示說明根據實施方案的關於收縮或收藏配置中的共振器的板的實施例； 圖3圖示說明可以設置在圖1的裝置上的聲共振器的實施例； 圖4圖示說明根據實施方案的板中的多排共振器的立體視圖； 圖5圖示說明圖4中所圖示說明的鏈和細長支撐體的放大視圖； 圖6圖示說明部分收縮或部分收藏狀態中的鏈和鏈槽的放大視圖； 圖7是鏈和鏈槽的立體視圖； 圖8是以代表性的共振器排設置的圖7所圖示說明的鏈槽的俯視視圖； 圖9是部署配置中複數個板的立體視圖； 圖10是收藏配置中的板的立體視圖； 圖11是週期性陣列中的共振器陣列的立體視圖； 圖12是隨機或非週期陣列中的共振器陣列的立體視圖； 圖13是根據實施方案的共振器陣列的俯視視圖； 圖14是圖13中所圖示說明的陣列從基部相對側觀察的視圖； 圖15圖示說明在截面上具有一般氣球形狀的共振器； 圖16圖示說明具有一般蘑菇形狀的截面的共振器； 圖17圖示說明在其第一端具有比圖15和圖16中該圖示說明的共振器更寬的截面的共振器； 圖18圖示說明其中第一端處的截面寬度大於第二端處的截面寬度的共振器； 圖19圖示說明共振器的簡化表徵； 圖20是圖示說明針對共振器的部署深度的，共振頻率的數學模型相對實驗資料的比較的圖像； 圖21圖示說明隨機化共振器元件和週期性共振器元件的範例；以及 圖22是圖示說明測試中所測量的隨機共振器元件相對週期性共振器元件的聲音減小的比較的圖像。

Claims (27)

  1. 一種共振器，該共振器用於抑制來自一液體中的一源的聲能，該共振器包括： 一基部，該基部具有一第一平坦表面和一第二平坦表面，該第一平坦表面和該第二平坦表面彼此平行；以及 一中空本體，該中空本體在正交於該基部的該第二平坦表面的截面上具有一第一端、一第二端以及在該第一端和該第二端之間的一側壁，該第二端一體地連接於該基部的該第二表面，該本體具有限定在該第一端中的一孔，該孔從該第一端延伸到該第二端，該孔限定該中空本體中的一體積，當該共振器被設置在該液體中而該孔與地心引力的一方向對準時，該中空本體被配置來將一氣體留存在該體積中。
  2. 如申請專利範圍第1項之共振器，其中該中空本體具有一第一部分和一第二部分，該第一部分鄰近於該第一端被設置，該第二部分鄰近於該第二端被設置，其中該第一部分窄於該第二部分。
  3. 如申請專利範圍第1項之共振器，其中該基部和該中空本體是注射成型的。
  4. 如申請專利範圍第3項之共振器，其中該基部和該中空本體是由相同的材料形成的。
  5. 如申請專利範圍第3項之共振器，其中該中空本體是氣球形狀。
  6. 如申請專利範圍第3項之共振器，其中該中空本體是蘑菇形狀。
  7. 如申請專利範圍第1項之共振器，其中該第一部分的寬度的一比率和該第二部分的寬度的一比率是基於該共振器在該液體中部署的深度選擇的。
  8. 如申請專利範圍第7項之共振器，其中該比率被選擇，以至於一期望量的該液體在該深度處進入該體積。
  9. 如申請專利範圍第8項之共振器，其中該共振器具有至少部分地基於該期望量的該液體的一共振頻率。
  10. 一種裝置，該裝置用於抑制來自一液體中的一源的聲能，該裝置包括： 一基部，該基部具有一第一平坦表面和一第二平坦表面，該第一平坦表面和該第二平坦表面彼此平行； 複數個中空本體，每個中空本體在正交於該第二平坦表面的截面上具有一第一端、一第二端以及在該第一端和該第二端之間的一側壁，該第二端一體地連接於該基部的該第二表面，該本體具有限定在該第一端中的一孔，該孔從該第一端延伸到該第二端，該孔限定該中空本體中的一體積，當該共振器被設置在該液體中而該孔與地心引力的一方向對準時，該中空本體被配置來將一氣體留存在該體積中；以及 限定在該基部中的複數個孔洞，該複數個孔洞被設置在該複數個中空本體中的至少一些之間。
  11. 如申請專利範圍第10項之裝置，其中當該裝置被浸沒在該液體中時，該複數個孔洞被配置來允許一氣體泡穿過以減小該裝置的一浮力。
  12. 如申請專利範圍第10項之裝置，其中該複數個共振器被佈置在具有複數個列和行的一陣列中。
  13. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該複數個共振器中的至少一些是偏置於該列或該行的。
  14. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該共振器包括具有一第一形狀的一第一共振器和具有一第二形狀的一第二共振器，該第一形狀不同於該第二形狀。
  15. 如申請專利範圍第14項之裝置，其中該第一共振器和該第二共振器被隨機地分佈在該陣列中。
  16. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該複數個共振器包括具有一第一高度的一第一共振器和具有一第二高度的一第二共振器。
  17. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中遍佈該陣列的相鄰的該複數個共振器之間的一距離是可變的。
  18. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中遍佈該陣列的該距離被隨機分佈。
  19. 一種雜訊消減系統，該雜訊消減系統包括： 複數個可收縮框架； 一鏈，該鏈穿過限定在每個可收縮框架中的一孔，該鏈機械地連接和支撐該可收縮框架； 複數個鏈槽，每個鏈槽鄰近於該孔被可樞轉地連接於該框架，該鏈槽具有限定沿該鏈槽的一長度的一凹部的一本體以至少部分地接收該鏈，該鏈槽被配置來從一展開位置樞轉到一閉合位置，在該展開位置，該鏈槽的該長度正交於該各自的框架，在該閉合位置，該鏈槽的該長度平行於該各自的框架；以及 設置在每個該框架上的複數個共振器，每個共振器包括一中空本體，該中空本體具有一開放端、一封閉端以及在該開放端和該封閉端之間的一側壁，該封閉端一體地連接於設置在該各自的框架上的基部的第一表面。
  20. 如申請專利範圍第19項之系統，其中該本體具有限定在該開放端中並且從該開放端向該封閉端延伸的一孔，該孔限定該中空本體中的一體積，當該共振器被浸沒在一液體中而該孔與地心引力的一方向對準時，該中空本體被配置來將一氣體留存在該體積中。
  21. 如申請專利範圍第19項之系統，其中該本體具有一第一部分和一第二部分，該第一部分鄰近於該開放端被設置，該第二部分鄰近於該封閉端被設置，其中該第一部分窄於該第二部分。
  22. 如申請專利範圍第19項之系統，其中在至少一個框架上，該共振器是不規則地間隔的。
  23. 如申請專利範圍第19項之系統，其中該共振器具有多種形狀和/或尺寸。
  24. 如申請專利範圍第23項之系統，其中在至少一個框架上，該多種形狀和/或尺寸被隨機地分佈。
  25. 如申請專利範圍第19項之系統，其中該系統被配置來從部署配置收縮至收藏配置，該部署配置使得該框架處於延伸位置，以至於該框架比其被收藏時更遠地間隔分開，並且該收藏配置使得該框架處於收縮位置，以至於該複數個共振器比其被部署時更近地間隔。
  26. 如申請專利範圍第25項之系統，其中當該系統處於該部署配置時，該鏈槽處於該展開位置，並且當該系統處於該收藏配置時，該鏈槽處於該閉合位置。
  27. 如申請專利範圍第19項之系統，其中複數個孔洞被限定在該基部中，該孔洞被設置在該複數個共振器中的至少一些之間。
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