本發(fā)明涉及噪聲控制領(lǐng)域，特別是涉及一種螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置。

背景技術(shù)：

消聲器作為一種能阻止或衰減噪聲而允許氣流通過(guò)的裝置，是控制氣流噪聲的重要手段。消聲通道長(zhǎng)度是影響消聲器消聲量的重要因素，消聲通道越長(zhǎng)消聲效果越好。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，消聲器除需要滿(mǎn)足特定的消聲量要求外，還需要滿(mǎn)足壓力損失、安裝空間和工作環(huán)境等多項(xiàng)要求。受這些要求的限制，傳統(tǒng)消聲器消聲通道長(zhǎng)度很難超過(guò)其外觀長(zhǎng)度，因而消聲量及消聲效率均較低。

公告號(hào)分別為CN2363065Y、CN2272947Y、CN2072155U、CN204419306U和CN202228157U的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)均提出了不同結(jié)構(gòu)的螺旋式消聲器，可較好的解決消聲器外觀長(zhǎng)度與消聲通道長(zhǎng)度之間的矛盾；公告號(hào)為CN2363065Y和CN2072155U的實(shí)用新型專(zhuān)利提出可利用通道螺旋角度的不同或截面積的變化，使聲波發(fā)生干涉，進(jìn)一步提高消聲器的消聲量；公告號(hào)為CN2363065Y的實(shí)用新型專(zhuān)利還提出通過(guò)調(diào)整螺旋翼片的數(shù)量和導(dǎo)程來(lái)改變螺旋形通道的數(shù)量和長(zhǎng)度。然而，這些消聲器仍存在以下不足：其一是由于只有一條或者多條長(zhǎng)度相同的消聲通道，無(wú)法通過(guò)聲波干涉提高特定頻率噪聲的降噪效果，在實(shí)際應(yīng)用中，這些消聲器對(duì)某些頻率聲壓級(jí)較高的氣流噪聲降噪效果不理想；其二是未考慮到螺旋形通道螺旋方向與所通入氣流的旋轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系，若螺旋形通道螺旋方向與所通入氣流的旋轉(zhuǎn)方向相反，將會(huì)增大消聲器的壓力損失；其三是這些消聲器外形、結(jié)構(gòu)均較為固定，很難根據(jù)消聲量要求、壓力損失要求和使用環(huán)境等進(jìn)行調(diào)整，適用范圍有限且難以模塊化生產(chǎn)、組裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置，可使某些頻率噪聲產(chǎn)生相消干涉，提高對(duì)特定頻率噪聲的降噪效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置，包括外殼、由第一吸聲材料構(gòu)成的消聲內(nèi)筒、錐形進(jìn)氣口和錐形排氣口；所述的外殼包裹在消聲內(nèi)筒周?chē)?，且消聲?nèi)筒與外殼之間填充有第二吸聲材料；所述的消聲內(nèi)筒中設(shè)有兩條或兩條以上沿筒體軸線(xiàn)方向延伸的螺旋形消聲通道；所述的錐形進(jìn)氣口和錐形排氣口分別連接在外殼兩端。

在上述技術(shù)方案中，通過(guò)在消聲內(nèi)筒中設(shè)置多條螺旋形消聲通道可使裝置在外形長(zhǎng)度一定的前提下，大大增加消聲通道的長(zhǎng)度，提高消聲量及消聲效率，同時(shí)使某些頻率噪聲產(chǎn)生相消干涉，提高對(duì)特定頻率噪聲的降噪效果。內(nèi)筒與外殼之間填充的第二吸聲材料，根據(jù)噪聲頻率特性，選擇不同材質(zhì)的吸聲材料組合，實(shí)現(xiàn)高、中、低不同頻帶上均具有較高的消聲系數(shù)。

作為優(yōu)選，所述的消聲內(nèi)筒中兩條或兩條以上螺旋形消聲通道的螺旋方向均與通入氣流的旋轉(zhuǎn)方向一致，使降噪效果及壓力損失最優(yōu)化。

作為優(yōu)選，所述的第一吸聲材料為共振腔吸聲結(jié)構(gòu)，第二吸聲材料為多孔吸聲材料。多孔吸聲材料吸收中高頻聲波為主；共振吸聲結(jié)構(gòu)以吸收中頻為主。共振吸聲結(jié)構(gòu)與多孔吸聲材料的組合使消聲裝置在不同的頻帶上均有較好的消聲效果。

所述的消聲內(nèi)筒內(nèi)不同螺旋形消聲通道的數(shù)量、螺旋方向、節(jié)距、中徑以及通道內(nèi)徑均可根據(jù)消聲量要求、壓力損失要求和氣流噪聲頻譜特性等進(jìn)行調(diào)整。所述的螺旋形消聲通道有中徑不同和中徑相同兩種排列形式：中徑不同時(shí)，不同螺旋形通道節(jié)距可相同也可不同，內(nèi)徑可相同也可不同；中徑相同時(shí)，不同螺旋形通道節(jié)距相同，內(nèi)徑可相同也可不同。

采用不同的組合，即通過(guò)合理調(diào)整不同螺旋形通道的中徑、內(nèi)徑、節(jié)距這三個(gè)參數(shù)，可有效調(diào)控不同螺旋形通道的長(zhǎng)度(l₁>l₂)，使多個(gè)頻率噪聲(f_n＝(2n+1)c/2(l₁-l₂),n＝0,1,2...)在不同通道內(nèi)傳播的聲程差為其1/2波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，從而產(chǎn)生相消干涉，提高對(duì)特定頻率噪聲的降噪效果，這種組合方式尤其適用于噪聲在存在明顯音調(diào)(包括1個(gè)和多個(gè)音調(diào))的寬頻噪聲場(chǎng)合；中徑(R)不同但均取較小值，不同螺旋形通道(4)節(jié)距(D)可相同也可不同但均取較大值，內(nèi)徑(r)可相同也可不同，在消聲器外形尺寸不變情況下，可容納更多的氣流螺旋通道數(shù),該種組合排列方式可增大氣流有效流通面積，減小壓力損失，即此種組合方式適用于對(duì)壓力損失較敏感的場(chǎng)合；中徑(R)不同但均取較大值，不同螺旋形通道(4)節(jié)距(D)可相同也可不同但均取較小值，內(nèi)徑(r)可相同也可不同，在消聲器外形尺寸不變情況下，可容納的氣流螺旋通道數(shù)會(huì)減少,壓力損失增大，但消聲效果更好，即此種組合方式適用于對(duì)壓力損失不敏感但消聲量要求較高的場(chǎng)合。

所述的螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置在對(duì)壓力損失不敏感但消聲量要求較高、無(wú)明顯音調(diào)的寬頻噪聲場(chǎng)合中的應(yīng)用，所述的兩條或兩條以上螺旋形消聲通道的中徑相同，節(jié)距相同，內(nèi)徑相同或不同。同時(shí)，在裝置的外形尺寸一定的情況下，螺旋形消聲通道的中徑均取較大值，節(jié)距和內(nèi)徑均取較小值。

所述的螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置在針對(duì)存在明顯音調(diào)的寬頻噪聲的場(chǎng)合中的應(yīng)用，所述的兩條或兩條以上螺旋形消聲通道的中徑不同，節(jié)距相同或不同，內(nèi)徑相同或不同。

所述的螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置在通風(fēng)量小、通風(fēng)截面小、對(duì)壓力損失不甚敏感的場(chǎng)合中的應(yīng)用，所述的消聲裝置為兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí)通過(guò)串聯(lián)的方式連接。

所述的螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置在通風(fēng)量大、通風(fēng)截面大、對(duì)壓力損失較敏感的場(chǎng)合中的應(yīng)用，所述的消聲裝置為兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí)通過(guò)并聯(lián)的方式連接。

作為優(yōu)選，所述的外殼為長(zhǎng)方體或圓柱體。外殼根據(jù)使用環(huán)境設(shè)計(jì)成不同形狀，便于模塊化生產(chǎn)、組裝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明可根據(jù)消聲量要求、壓力損失要求、氣流噪聲頻譜特性和使用環(huán)境等對(duì)內(nèi)部螺旋形消聲通道數(shù)量、螺旋方向、節(jié)距、中徑、通道內(nèi)徑以及裝置外形進(jìn)行調(diào)整，便于模塊化生產(chǎn)、組裝，廣泛應(yīng)用于對(duì)各類(lèi)風(fēng)機(jī)進(jìn)、排風(fēng)口氣流噪聲的治理及無(wú)氣流管道中的靜態(tài)消聲。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置的螺旋形消聲通道中徑不同時(shí)的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中外形設(shè)計(jì)為方形時(shí)的A-A剖視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中外形設(shè)計(jì)為圓形時(shí)的A-A剖視圖；

圖4為本發(fā)明一種螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置的螺旋形消聲通道中徑相同、節(jié)距相同時(shí)的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中外形設(shè)計(jì)為方形時(shí)的A-A剖視圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2中外形設(shè)計(jì)為圓形時(shí)的A-A剖視圖；

圖7為本發(fā)明一種螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置的三種組裝方式示意簡(jiǎn)圖，其中(a)為串聯(lián)，(b)、(c)為并聯(lián)。

其中：

1、外殼；2、消聲內(nèi)筒；3、第一吸聲材料；4、第二吸聲材料；5、第二螺旋形消聲通道；6、第一螺旋形消聲通道；7、錐形進(jìn)氣口；8、錐形排氣口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種螺旋形無(wú)源干涉式消聲裝置，包括外殼1、由第二吸聲材料4構(gòu)成的消聲內(nèi)筒2、進(jìn)氣口7和排氣口8，外殼1包裹在消聲內(nèi)筒2周?chē)?，且消聲?nèi)筒2與外殼1之間填充有第一吸聲材料3；消聲內(nèi)筒2中設(shè)有兩條沿筒體軸線(xiàn)方向延伸的螺旋形消聲通道，分別為第一螺旋形消聲通道6和第二螺旋形消聲通道5；錐形進(jìn)氣口7和錐形排氣口8分別連接在外殼1兩端。

第一吸聲材料3為共振吸聲結(jié)構(gòu)，第二吸聲材料4為多孔吸聲材料。第一螺旋形消聲通道6和第二螺旋形消聲通道5的螺旋方向與通入氣流的旋轉(zhuǎn)方向一致。第一螺旋形消聲通道6和第二螺旋形消聲通道5的中徑R、內(nèi)徑r和節(jié)距D均不同。相應(yīng)的圖2、圖3分別為本實(shí)施例中外形設(shè)計(jì)為方形和圓形時(shí)的A-A剖視圖。該實(shí)施例主要應(yīng)用在存在明顯音調(diào)的寬頻噪聲場(chǎng)合。

本發(fā)明可模塊化生產(chǎn)、組裝，即先批量生產(chǎn)各種外形和消聲量的該裝置，再根據(jù)實(shí)際需求，選擇若干特定外形和消聲量的裝置進(jìn)行組裝。圖7給出了本裝置串聯(lián)(a)、并聯(lián)((b)和(c))的示意簡(jiǎn)圖。串聯(lián)時(shí)，該裝置主要應(yīng)用在風(fēng)量不大、通風(fēng)截面小、對(duì)壓力損失不甚敏感的場(chǎng)合；并聯(lián)時(shí)，該裝置主要應(yīng)用在風(fēng)量大、通風(fēng)截面大、對(duì)壓力損失較敏感的場(chǎng)合。

實(shí)施例2

如圖4所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將第一螺旋形消聲通道6和第二螺旋形消聲通道5的中徑R設(shè)置為相同且在消聲器外形尺寸一定的情況下均設(shè)置為較大值，即R₁＝R₂但取較大值。第一螺旋形消聲通道6和第二螺旋形消聲通道5的節(jié)距相同且均取較小值，內(nèi)徑均取較小值，即D₁＝D₂但均取較小值，r₁>r₂但均取較小值。相應(yīng)的，圖5、圖6分別為本實(shí)施例中外形設(shè)計(jì)為方形和圓形時(shí)的A-A剖視圖。該實(shí)施例主要應(yīng)用在對(duì)壓力損失不敏感但消聲量要求較高的降噪裝置中。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施舉例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。