一種帶主動降噪的通風管道裝置及降噪方法
【專利摘要】一種帶主動降噪的通風管道裝置，包括噪聲空間側(cè)通風管道和降噪空間側(cè)通風管道，噪聲空間側(cè)通風管道和降噪空間側(cè)通風管道相互連通，降噪空間側(cè)通風管道采用雙層管道，分別為相互套裝的內(nèi)層管道和外層管道為，在內(nèi)層管道和外層管道為之間形成通風夾層，噪聲空間側(cè)通風管道的邊緣或內(nèi)部安裝至少一個噪聲傳感器，內(nèi)層管道內(nèi)部安裝有電動揚聲器，噪聲傳感器和電動揚聲器分別連接在降噪控制電路上，降噪控制電路接收從噪聲傳感器送來的噪聲信號，降噪控制電路驅(qū)動電動揚聲器。由于次級聲源發(fā)出的聲波平面與噪聲的聲波平面平行，因此能得到良好的寬頻噪聲抑制效果，氣流流通口開在噪聲抵消截面附近，使得保證通風量的同時又能取得明顯的噪聲抑制效果。
【專利說明】
一種帶主動降噪的通風管道裝置及降噪方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開一種通風管道裝置，特別是一種帶主動降噪的通風管道裝置及降噪方法，屬于聲學技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]通風管道是現(xiàn)代建筑常用的通風裝置。為了能讓建筑物內(nèi)部獲取到新鮮空氣，通風管道的一端開口通常需要開設于建筑物外部的噪聲空間。如何在保證獲得足夠的通風量的同時，又能夠有效地降低或消除從噪聲空間沿著通風管道傳入建筑物內(nèi)部的噪聲，成為一個需要迫切解決的問題。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，適用于通風管道的降噪技術(shù)主要分為被動降噪和主動降噪技術(shù)。被動降噪技術(shù)主要的方法是把通風管道設計成復雜、狹小且具有多個彎曲的管道，并在管道內(nèi)敷設吸聲材料，或在管道內(nèi)設置吸聲障板或吸聲腔體，以達到降低噪聲的目的。被動降噪的缺點是降噪裝置體積比較大，管道彎曲和復雜造成通風阻力比較大。
[0004]主動降噪技術(shù)的原理是用利用聲音干涉原理，設置一個次級聲源，并使得次級聲源發(fā)出的聲波與初始噪聲信號聲壓相同而相位相反，聲波疊加后相干涉抵消，從而達到降低噪聲的目的。主動降噪裝置的優(yōu)點是體積比較小，降噪頻帶比較寬，在低頻段也能有較好的降噪效果。另外由于主動降噪引入了電路控制模塊，使得次級聲源的控制可以更加精準，降噪效果也可以較被動降噪明顯提高。
[0005]目前已知的管道主動降噪系統(tǒng)多見于發(fā)動機的排氣系統(tǒng)，例如公開號為CN94192686，發(fā)明名稱為“有源消聲器”的專利；申請?zhí)枮镃N201310036995，發(fā)明名稱為“有源消聲器”等的中國專利。專用于通風管道的，如公開號為CN201310184657，發(fā)明名稱為“一種用于通風管路系統(tǒng)的有源消聲器”等的中國專利。
[0006]在對管道主動降噪系統(tǒng)的研究和實踐過程中發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有的管道主動降噪裝置因為次級聲源發(fā)出的聲波跟管道噪聲聲波不是在同一平面上，不能剛好使得次級聲源發(fā)出的聲波跟管道噪聲聲壓和頻率相同而相位相反，噪聲的抵消效果比較有限，且大部分只能對10Hz至500Hz的低頻噪音有較好的抑制作用，而對日常生活中的寬頻噪聲效果較差甚至完全不能抑制。城市生活環(huán)境中的常見的噪音場景，如繁忙和馬路、人員集中的市場等，都是以寬頻噪聲呈現(xiàn)的。公開號為CN94192686的專利則由于次級生源發(fā)出的聲波輻射到一個開闊的聲場里面，次級聲源本身不可避免的也會成為一個噪聲源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中的主動降噪效果不好的缺點，本發(fā)明提供一種帶主動降噪的通風管道裝置及降噪方法，在基本不增加通風阻力的同時，能夠在10Hz到8000Hz的較寬范圍內(nèi)得到8?15dB的噪聲衰減量。
[0008]本發(fā)明條件計軸系統(tǒng)的技術(shù)方案是:一種帶主動降噪的通風管道裝置，所述的通風管道裝置包括噪聲空間側(cè)通風管道和降噪空間側(cè)通風管道，噪聲空間側(cè)通風管道和降噪空間側(cè)通風管道相互連通，降噪空間側(cè)通風管道采用雙層管道，分別為相互套裝的內(nèi)層管道和外層管道，在內(nèi)層管道和外層管道為之間形成通風夾層，噪聲空間側(cè)通風管道的邊緣或內(nèi)部安裝至少一個噪聲傳感器，內(nèi)層管道內(nèi)部安裝有電動揚聲器，噪聲傳感器和電動揚聲器分別連接在降噪控制電路上，降噪控制電路接收從噪聲傳感器送來的噪聲信號，降噪控制電路驅(qū)動電動揚聲器。
[0009]—種帶主動降噪的通風管道的降噪方法，降噪方法為采用如上述的帶主動降噪的通風管道裝置，噪音傳感器拾取從噪聲空間側(cè)通風管道的噪音并轉(zhuǎn)變電信號，電信號通過降噪控制電路處理后，驅(qū)動電動揚聲器發(fā)出次級聲波，次級聲波與噪聲空間側(cè)通風管道的噪聲信號在降噪截面處頻率相同聲壓相同但相位相反，使得降噪截面處的聲壓最小。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案進一步還包括:
所述的內(nèi)層管道在降噪空間一側(cè)為密閉空間，或者經(jīng)過填充足夠的吸音材料吸收揚聲器背面輻射的聲音后開口于降噪空間，或者把開口延長并反向繞回后開口于噪聲空間。
[0011 ]所述的噪聲空間側(cè)通風管道、內(nèi)層管道和外層管道同軸設置。
[0012]所述的噪聲空間側(cè)通風管道在與內(nèi)層管道連接處沿管道周向留有缺口，通過缺口使得噪聲空間側(cè)通風管道內(nèi)部空間與通風夾層連通。
[0013]所述的噪聲空間側(cè)通風管道、內(nèi)層管道和外層管道的橫截面分布為圓形或橢圓形、方形或其他異形。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:由于本發(fā)明中，次級聲源發(fā)出的聲波平面與噪聲的聲波平面平行，因此能得到良好的寬頻噪聲抑制效果，又通過把氣流流通口開在噪聲抵消截面附近的一個小范圍內(nèi)，使得保證通風量的同時又能取得明顯的噪聲抑制效果。
[0015]下面將結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明種帶主動降噪的通風管道裝置的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明種帶主動降噪的通風管道裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明種帶主動降噪的通風管道裝置的背面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019 ]圖中，1-噪聲空間側(cè)管道開口，2-噪聲傳感器，3-降噪截面，4-噪聲空間側(cè)通風管道，5-隔板，6-降噪截面開口，7_電動揚聲器，8-降噪空間通風口，9_揚聲器后腔封閉板，10-揚聲器后腔，11-內(nèi)層管道，12-外層管道，13-降噪控制電路。
【具體實施方式】
[0020]本實施例為本發(fā)明優(yōu)選實施方式，其他凡其原理和基本結(jié)構(gòu)與本實施例相同或近似的，均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
[0021]本發(fā)明為一種帶主動降噪的通風管道裝置，其在基本不增加通風阻力的同時，能夠在10Hz到8000hz的較寬范圍內(nèi)得到8?15dB的噪聲衰減量。
[0022]請參考圖1和圖2，本發(fā)明中的一種帶主動降噪的通風管道裝置，主要包括:噪聲空間側(cè)通風管道4和降噪空間側(cè)通風管道，噪聲空間側(cè)通風管道4和降噪空間側(cè)通風管道相互連通，本實施例中，降噪空間側(cè)通風管道采用雙層管道，別為內(nèi)層管道11和外層管道12，在內(nèi)層管道11和外層管道12之間形成通風夾層，降噪空間側(cè)通風管道開口處設有降噪空間通風口8。本實施例中，在噪聲空間側(cè)通風管道4的邊緣或內(nèi)部安裝至少一個噪聲傳感器2，噪聲傳感器2為I個或多個能將噪聲轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕膫鞲衅?如:麥克風等)，傳感器安裝在管道的管道邊緣或管道內(nèi)，內(nèi)層管道11內(nèi)部安裝有電動揚聲器7，噪聲傳感器2和電動揚聲器7分別連接在降噪控制電路13上，降噪控制電路13接收從噪聲傳感器2送來的噪聲信號，做相位、幅度、延時等處理后送出電信號驅(qū)動電動揚聲器7發(fā)聲，從而達到主動降噪的效果。本實施例中，內(nèi)層管道11在降噪空間一側(cè)，位于電動揚聲器7和揚聲器后腔封閉板9之間的空間可以是密閉的，為揚聲器后腔10，或者經(jīng)過填充足夠的吸音材料吸收揚聲器背面輻射的聲音后開口于降噪空間，也可以把開口延長并反向繞回并開口于噪聲空間。電動揚聲器7受降噪控制電路13的驅(qū)動，發(fā)出次級聲波，與沿著噪聲空間側(cè)通風管道4進來的噪聲在降噪截面3(降噪截面3為噪聲空間側(cè)通風管道4和內(nèi)層管道11的缺口處的中間位置所在的截面)處剛好頻率和聲壓相同但相位相反，使得在降噪截面3處附近的區(qū)域聲壓最小。
[0023]本實施例中，噪聲空間側(cè)通風管道4、內(nèi)層管道11和外層管道12的橫截面為圓形或橢圓形、方形等其他異形的管道，并同軸設置，噪聲空間側(cè)通風管道4的開口朝向噪聲空間，內(nèi)層管道11和外層管道12之間的夾層開口朝向降噪空間。
[0024]本實施例中，噪聲空間側(cè)通風管道4和內(nèi)層管道11不直接相連，而是在噪聲截面3為中心處有一開口，使得噪聲空間側(cè)通風管道4內(nèi)部空間與降噪空間通風口 8連通。本實施例中，噪聲空間側(cè)通風管道4和內(nèi)層管道11在降噪截面3附近沿管道周向留有缺口，為降噪截面開口 6，通過降噪截面開口 6使得噪聲空間側(cè)通風管道4內(nèi)部空間與降噪空間通風口 8連通。
[0025]下面將以具體實例對本發(fā)明作進一步說明。
[0026]在本實施例中，所述隔板5為建筑物墻壁，噪聲空間側(cè)通風管道4開口朝向室外，夕卜層管道12開口朝向室內(nèi)。噪聲空間側(cè)通風管道4的形狀和截面積與降噪空間側(cè)的內(nèi)層管道11的形狀和截面積相等，采用直徑為4cm的圓形管道，降噪空間側(cè)的內(nèi)層管道11直徑也是4cm。本發(fā)明涉及的裝置各節(jié)點通風面積相同時，降噪空間側(cè)的外層管道12直徑是內(nèi)層管道4直徑的(1 + )倍，約為1.414倍;降噪截面開口 6和降噪空間通風口 8之間的寬度為內(nèi)層管道11直徑的1/4，即lcm。在噪聲空間側(cè)通風管道4的截面積足夠大的情況下，降噪截面開口寬度增大，通風量增大，但降噪效果越差;降噪截面開口寬度減小，降噪效果變好，但通風量變小。實踐證明，降噪截面開口為0.5?1.0cm左右時，降噪效果較好。以圓形管道且降噪截面開口寬度為Icm為例，可以算出噪聲空間側(cè)通風管道4和內(nèi)層管道11的直徑為4cm，外層管道12直徑5.656cm。電動揚聲器7采用市場上常見的4cm 口徑的全頻段扁平揚聲器。此時單個管道的直徑較小，通風量有限，可以采用多個管道并排設置的方法加大通風量，或者把管道尺寸和揚聲器尺寸加大。
[0027]噪聲空間和降噪空間由能夠隔音的隔板5隔離開，在噪音空間和降噪空間之間用圓形或其他異形管道連接。管道4在噪音空間一端的開口 I為無阻隔的敞開口。電動揚聲器7后腔封閉腔，以隔離次級噪聲。揚聲器后腔也可經(jīng)過填充足夠的吸音材料吸收揚聲器背面輻射的聲音后開口于降噪空間，或通過反向彎曲管道通到噪聲空間作為次級噪聲的出口。在管道內(nèi)靠近噪聲空間的一端管裝有噪聲傳感器2，管道靠近降噪空間的一端設置有電動揚聲器7。噪音傳感器2拾取從噪聲空間傳入管道的噪音并轉(zhuǎn)變電信號，電信號通過降噪控制電路13做相位、幅度、延時等處理后，驅(qū)動電動揚聲器7發(fā)出次級聲波，次級聲波與傳入管道的噪聲信號在降噪截面3處頻率相同聲壓相同但相位相反，使得降噪截面3處的聲壓最小。在降噪截面3處對應的管道壁上設有降噪截面開口 6，降噪截面開口 6形成的旁支通道的另一端降噪空間通風口 8開設于降噪空間，用于提供通風通路。
[0028]本發(fā)明技術(shù)方案由于使用了電動揚聲器7發(fā)出次級聲波并在降噪截面3處形成聲壓最小的截面，并在此截面上設置降噪截面開口 6，使得在噪聲空間和降噪空間之間既可以保持通風又可以大大降低從噪聲空間通過通風管道傳遞到降噪空間的噪聲。對比使用迂回管道的降噪裝置，本裝置管道結(jié)構(gòu)風道比較簡單，通風阻力小。對比使用抽氣、吸氣式降噪裝置，本裝置在無電源時只影響降噪，不影響通風，還可以雙向通風。
[0029]由于本發(fā)明中，次級聲源發(fā)出的聲波平面與噪聲的聲波平面平行，因此能得到良好的寬頻噪聲抑制效果，又通過把氣流流通口開在噪聲抵消截面附近的一個小范圍內(nèi)，使得保證通風量的同時又能取得明顯的噪聲抑制效果。
【主權(quán)項】
1.一種帶主動降噪的通風管道裝置，其特征是:所述的通風管道裝置包括噪聲空間側(cè)通風管道(4)和降噪空間側(cè)通風管道，噪聲空間側(cè)通風管道(4)和降噪空間側(cè)通風管道相互連通，降噪空間側(cè)通風管道采用雙層管道，分別為相互套裝的內(nèi)層管道(11)和外層管道(12)，在內(nèi)層管道(11)和外層管道(12)為之間形成通風夾層，噪聲空間側(cè)通風管道(4)的邊緣或內(nèi)部安裝至少一個噪聲傳感器(2)，內(nèi)層管道(11)內(nèi)部安裝有電動揚聲器(7)，噪聲傳感器(2)和電動揚聲器(7)分別連接在降噪控制電路(13)上，降噪控制電路(13)接收從噪聲傳感器(2)送來的噪聲信號，降噪控制電路(13)驅(qū)動電動揚聲器(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶主動降噪的通風管道裝置，其特征是:所述的內(nèi)層管道(11)在降噪空間一側(cè)為密閉空間，或者經(jīng)過填充足夠的吸音材料吸收揚聲器背面輻射的聲音后開口于降噪空間，或者把開口延長并反向繞回后開口于噪聲空間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶主動降噪的通風管道裝置，其特征是:所述的噪聲空間側(cè)通風管道(4)、內(nèi)層管道(11)和外層管道(12)同軸設置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶主動降噪的通風管道裝置，其特征是:所述的噪聲空間側(cè)通風管道(4)在與內(nèi)層管道(11)連接處沿管道周向留有缺口，通過缺口使得噪聲空間側(cè)通風管道(4)內(nèi)部空間與通風夾層連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶主動降噪的通風管道裝置，其特征是:所述的噪聲空間側(cè)通風管道(4)、內(nèi)層管道(11)和外層管道(12)的橫截面分布為圓形或橢圓形、方形或其他異形。6.—種帶主動降噪的通風管道的降噪方法，其特征是:所述的降噪方法為采用如權(quán)利要求I所述的帶主動降噪的通風管道裝置，噪音傳感器(2)拾取從噪聲空間側(cè)通風管道(4)的噪音并轉(zhuǎn)變電信號，電信號通過降噪控制電路(13)處理后，驅(qū)動電動揚聲器(7)發(fā)出次級聲波，次級聲波與噪聲空間側(cè)通風管道(4)的噪聲信號在降噪截面(3)處頻率相同聲壓相同但相位相反，使得降噪截面(3)處的聲壓最小。
【文檔編號】F16L55/033GK105927816SQ201610357737
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】徐敏鋒
【申請人】徐敏鋒