一种宽频通风隔声窗单元结构及宽频声屏障制造技术

本实用新型专利技术涉及一种宽频通风隔声窗单元结构及宽频声屏障，宽频通风隔声窗单元结构包括内部谐振腔(1)、空心管(2)和薄壁外壳(3)，所述空心管(2)的外壁固定连接内部谐振腔(1)，所述内部谐振腔(1)的外缘套设有薄壁外壳(3)，所述内部谐振腔(1)包括设于空心管(2)外壁上的多层呈上、下堆叠的相同结构、尺寸的空心圆柱体，各层空心圆柱体的底部外缘分别设有环向结构的水平分隔板(11)，各层水平分隔板(11)上设有用以将各层谐振腔划分为多个谐振空间的周向分隔隔板(4)和径向分隔隔板(5)。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有提高隔声效果、工作频带宽、在实现高效隔声同时可以提高有效吸声、适用范围广等优点。用范围广等优点。用范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种宽频通风隔声窗单元结构及宽频声屏障


[0001]本技术涉及噪声治理设备
，尤其是涉及一种宽频通风隔声窗单元结构及宽频声屏障。

技术介绍

[0002]在声学工程中，同时实现隔音和气体的自由流动仍然是一项重大挑战。声屏障会阻碍气流的传输，而传统的通风屏障一般会设计成曲折蜿蜒的路径，但在保证足够降噪量的同时也会带来较大的压强差，进一步降低了通风效果。声学超表面作为一个越来越受到关注的研究领域，展示了其在调整声波相互作用方面无与伦比的能力，并在深亚波长水平上的声场操纵方面为科研人员前所未有的机会，例如亚波长聚焦/成像，单向声音传输，异常折射和反射和紧凑型吸声器。由于在亚波长操控声场的优越性，声学超表面提供了一种设计透气声屏障的有效方法，产生了由周期排布的空心单元组成的镂空设计，以确保足够的空气流通。通过利用局部共振单元 (亥姆霍兹共振器，膜，四分之一波长管等)或类法诺共振，突破了在亚波长范围内调节大型波的局限性并实现声音阻碍。尽管如此，潜在的工作机制使它们只能在共振或破坏性干涉频率附近提供狭窄的工作频带。最近的研究表明，通过耦合多个有损谐振器使通气屏障可以实现低频下的宽带吸收。此外，由空心螺旋单元制成的屏障可提供在特定频段下的类法诺干涉，从而在中高频范围内实现宽带隔声。尽管这些设计在处理宽带问题方面取得了显着进展，但是带宽仍然有限，如果通过阻止超过90％的入射能量的范围来评估，则其隔声带宽通常小于一个倍频程。

技术实现思路

[0003]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种宽频通风隔声窗单元结构及宽频声屏障。
[0004]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种宽频通风隔声窗单元结构，包括内部谐振腔、空心管和薄壁外壳，所述空心管的外壁固定连接内部谐振腔，所述内部谐振腔的外缘套设有薄壁外壳，所述内部谐振腔包括设于空心管外壁上的多层呈上、下堆叠的相同结构、尺寸的空心圆柱体，各层空心圆柱体的底部外缘分别设有环向结构的水平分隔板，各层水平分隔板上设有用以将各层谐振腔划分为多个谐振空间的周向分隔隔板和径向分隔隔板。
[0006]优选地，所述内部谐振腔包括设于空心管外壁上的八个呈上、下堆叠的空心圆柱体，各层空心圆柱体的底部外缘分别设有环向结构的水平分隔板，各层水平分隔板的尺寸及结构相同。
[0007]优选地，每层所述水平分隔板上分别设有四个长度不同的环向非闭合结构的周向分隔隔板，各周向分隔隔板以空心管的圆心为中心等间隔设置。
[0008]优选地，每层所述水平分隔板上设置的周向分隔隔板的非闭合开口处的开口面积及开口位置相同。
[0009]优选地，每层所述水平分隔板上的相邻周向分隔隔板之间分别设有径向分隔隔板，位于最外侧的周向分隔隔板的外壁设有径向分隔隔板，各径向分隔隔板位于同一水平线上。
[0010]优选地，每层所述水平分隔板上位于周向分隔隔板的非闭合开口处设有一个径向分隔隔板，该径向分隔隔板将周向分隔隔板的非闭合开口处均分为两个相同开口面积的腔体开口。
[0011]优选地，所述空心管为刚性圆柱中空管，所述薄壁外壳为环形外壳。
[0012]本技术的第二个目的，提出了一种宽频声屏障，该宽频声屏障包括以基础方式均匀拼接的多个所述宽频通风隔声窗单元结构。
[0013]进一步地，该宽频声屏障包括多个以基础方式均匀拼接的正方形框，每一个正方形框中嵌有所述宽频通风隔声窗单元结构，所述宽频通风隔声窗单元结构与正方形框过渡配合。
[0014]进一步地，该宽频声屏障包括多个以基础方式均匀拼接的四角切除相同尺寸 1/4圆柱的实心正方体，每一个实心正方体中嵌有所述宽频通风隔声窗单元结构，所述宽频通风隔声窗单元结构与实心正方体过渡配合。
[0015]本技术提供的宽频通风隔声窗单元结构及其应用，相较于现有技术至少包括如下有益效果：
[0016]1)本技术基于损耗与干涉协同作用的宽频通风隔声窗单元结构设有中空的通风孔径，空心管的设计目的是留出空气直接流通的路径，传统的通风隔声窗通常由曲折的通风管道中铺设吸声材料或吸声结构来组成，这增加了流阻，远不如直接通风的路径通风效果好，本技术的设计通过对结构能量损耗和干涉进行分析后可证明其可以突破窄幅工作频率范围的局限，对于不同角度的斜入射声波同样适用，大大提高了基于损耗与干涉协同作用的宽频通风隔声窗单元结构的使用范围；
[0017]2)通过利用每层的周向分隔板和每层角度渐变的径向分隔板将整体结构分割成64个精心设计的谐振腔体，通过利用腔体的相干耦合，基于结构的损耗和干涉协同作用能够实现高效率的声音隔绝，同时实现了有效的声音吸收；
[0018]3)本技术结构简单，可通过调节径向分隔板分隔的角度，来实现结构在对应频带实现能量的高效损耗和干涉以达到特定频段的宽频隔声效果，可以证实厚度为5.3cm(～λ/10)的样件在650Hz
‑
2000Hz的频段范围内能有效隔绝90％的各方向入射声波能量；
[0019]4)本技术在每层所述水平分隔板上位于周向分隔隔板的非闭合开口处设有一个径向分隔隔板，该径向分隔隔板将周向分隔隔板的非闭合开口处均分为两个相同开口面积的腔体开口，设置腔体开口能够联通通风通道与内部腔体，使声波进入腔体以产生共振，而各层开口相邻可以使每个腔体开口对应的腔体进行相互作用。
附图说明
[0020]图1为实施例中宽频通风隔声窗单元结构的外部结构示意图；
[0021]图2为实施例中宽频通风隔声窗单元结构的内部结构示意图；
[0022]图3为实施例中宽频通风隔声窗单元结构的损耗与干涉原理曲线图；
[0023]图4为实施例中宽频通风隔声窗单元结构的能量透射曲线示意图；
[0024]图5为实施例中宽频通风隔声窗单元结构的实验测试能量透射曲线图；
[0025]图6为实施例中声波斜入射的角度为0
°
，30
°
和60
°
的宽频通风隔声窗单元结构的能量透射系数曲线图；
[0026]图7为实施例中以宽频通风隔声窗单元结构为基本单元设计的组合型声屏障的结构示意图；
[0027]图8为实施例中利用本技术宽频通风隔声窗单元结构组成的另一种结构的组合型声屏障的结构示意图；
[0028]图中标号所示：
[0029]1、内部谐振腔，2、空心管，3、薄壁外壳，4、周向分隔隔板，5、径向分隔隔板，6、腔体开口，7、宽频通风隔声窗单元结构，8、正方形框，9、通风处，10、实心墙体，11、水平分隔板。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本技术保护的范围。
[0031]实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，包括内部谐振腔(1)、空心管(2)和薄壁外壳(3)，所述空心管(2)的外壁固定连接内部谐振腔(1)，所述内部谐振腔(1)的外缘套设有薄壁外壳(3)，所述内部谐振腔(1)包括设于空心管(2)外壁上的多层呈上、下堆叠的相同结构、尺寸的空心圆柱体，各层空心圆柱体的底部外缘分别设有环向结构的水平分隔板(11)，各层水平分隔板(11)上设有用以将各层谐振腔划分为多个谐振空间的周向分隔隔板(4)和径向分隔隔板(5)。2.根据权利要求1所述的宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，所述内部谐振腔(1)包括设于空心管(2)外壁上的八个呈上、下堆叠的空心圆柱体，各层空心圆柱体的底部外缘分别设有环向结构的水平分隔板(11)，各层水平分隔板(11)的尺寸及结构相同。3.根据权利要求2所述的宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，每层所述水平分隔板(11)上分别设有四个长度不同的环向非闭合结构的周向分隔隔板(4)，各周向分隔隔板(4)以空心管(2)的圆心为中心等间隔设置。4.根据权利要求3所述的宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，每层所述水平分隔板(11)上设置的周向分隔隔板(4)的非闭合开口处的开口面积及开口位置相同。5.根据权利要求4所述的宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，每层所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，王旭，毛东兴，董睿智，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：