一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的复合消声器

本发明涉及噪声控制。

背景技术：

1、随着现代工业迅速发展，噪声已成为污染环境的危害之一。噪声对环境的污染与其他污染不同，对人的干扰是局部性的，在声源停止发声后，噪声就会立即消失，因此有效的噪声控制需要从声源、传播途径及接收者三个方面考虑解决办法。在声源及接收者本身实现有效的噪声控制可以考虑操作的空间十分有限，所以考虑到实际可行性，常用的噪声控制方法，是在传播途径中采用吸声或隔声的方法达到一定的噪声控制效果，根据实际应用对吸声隔声结构提出了新的要求，就是在保证有效的噪声控制的同时添加一定的通风效果。根据现有技术可知在结构中保证一定的通风空间会使整体结构的吸声效果大打折扣，给结构设计带来一定难度，并且在实际应用中存在尺寸限制的问题，为保证在通风条件下结构具有一定的吸声隔声效果，需对结构进行相应的设计改进。

2、传统的吸声结构设计依赖的基础原理结构包括：亥姆霍兹谐振器，微穿孔板和折曲通道。而对于传统吸声结构亥姆霍兹共振器来说，单腔单颈的共振器在通风环境下的吸声效果即使在峰值处也相当有限，为提升吸声效果选择单一扩大颈部截面积超过一定限度则会导致颈部消耗的声能急剧减少，而不同的颈部截面积、颈部长度以及背腔体积都会影响最终吸收峰值处对应的频率。

3、综上所述，传统的吸声结构亥姆霍兹共振器，在保证一定通风空间的情况下，无论是采用单腔单颈还是选择单一扩大颈部截面积，都会带来吸声效果有限，且会影响最终吸收峰值处对应的频率。

技术实现思路

1、本发明解决传统的吸声结构亥姆霍兹共振器，无论是采用单腔单颈还是选择单一扩大颈部截面积，都会带来的吸声效果有限，且会影响最终吸收峰值处对应频率的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种狭缝式颈管亥姆霍兹谐振器组合单元，所述组合单元包括中空直通风通道和四个消声单元；

4、所述四个消声单元环绕在所述中空直通风通道的周围；

5、所述每个消声单元包括七个l型狭缝和一个长方体空腔；

6、所述七个l型狭缝的横向端按长度从小到大依次连接在所述长方体空腔的侧面上。

7、进一步，还有一种优选实施例，上述中空直通风通道为长方体，所述长方体的横截面为正方形，所述正方形的边长为28mm。

8、进一步，还有一种优选实施例，上述中空直通风通道的壁厚为1.5mm。

9、进一步，还有一种优选实施例，上述四个消声单元中的第一个消声单元中的长方体空腔的长为7mm，宽为8.5mm，高为20mm；

10、第二个消声单元中的长方体空腔的长为9mm，宽为8.5mm，高为20mm；

11、第三个消声单元中的长方体空腔的长为11mm，宽为8.5mm，高为20mm；

12、第四个消声单元中的长方体空腔的长为13mm，宽为8.5mm，高为20mm。

13、进一步，还有一种优选实施例，上述七个l型狭缝的纵向狭缝与边缘距离均为2mm，所述七个l型狭缝的横向狭缝与边缘距离为均为2mm；

14、所述七个l型狭缝之间的狭缝宽度均为1.5mm。

15、进一步，还有一种优选实施例，上述每个l型狭缝包括纵向狭缝和横向狭缝；

16、所述第一个l型狭缝的纵向狭缝长度为72mm，横向狭缝长度19.5mm；

17、所述第二个l型狭缝的纵向狭缝长度为69mm，横向狭缝长度16.5mm；

18、所述第三个l型狭缝的纵向狭缝长度为66mm，横向狭缝长度13.5mm；

19、所述第四个l型狭缝的纵向狭缝长度为63mm，横向狭缝长度10.5mm；

20、所述第五个l型狭缝的纵向狭缝长度为60mm，横向狭缝长度7.5mm；

21、所述第六个l型狭缝的纵向狭缝长度为57mm，横向狭缝长度4.5mm；

22、所述第七个l型狭缝的纵向狭缝长度为54mm，横向狭缝长度1.5mm。

23、本发明还提供一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的复合消声器，所述复合消声器由上述任意一项所述的一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的组合单元组成，所述复合消声器包括四组组合单元。

24、进一步，还有一种优选实施例，上述四组组合单元中的第二组组合单元的第一个消声单元中的长方体空腔的长为8mm，宽为8.5mm，高为34mm；

25、第二个消声单元中的长方体空腔的长为9.2mm，宽为8.5mm，高为34mm；

26、第三个消声单元中的长方体空腔的长为10.4mm，宽为8.5mm，高为34mm；

27、第四个消声单元中的长方体空腔的长为11.6mm，宽为8.5mm，高为34mm。

28、进一步，还有一种优选实施例，上述四组组合单元中的第三组组合单元的第一个消声单元中的长方体空腔的长为9mm，宽8.5mm，高50mm；

29、第二个消声单元中的长方体空腔的长为10.2mm，宽为8.5mm，高为50mm；

30、第三个消声单元中的长方体空腔的长为11.4mm，宽为8.5mm，高为50mm；

31、第四个消声单元中的长方体空腔的长为12.6mm，宽为8.5mm，高为50mm。

32、进一步，还有一种优选实施例，上述四组组合单元中的第四组组合单元的第一个消声单元中的长方体空腔的长10mm，宽8.5mm，高68mm；

33、第二个消声单元中的长方体空腔的长11mm，宽8.5mm，高68mm；

34、第三个消声单元中的长方体空腔的长12mm，宽8.5mm，高68mm；

35、第四个消声单元中的长方体空腔的长13mm，宽8.5mm，高68mm。

36、本发明的有益效果为：

37、1、本发明提供一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的复合消声器，将普通亥姆霍兹共振腔的颈部改为梯度l型狭缝拓宽了亥姆霍兹共振腔吸收峰单峰宽度，并利用亥姆霍兹共振腔的腔体体积对吸收峰频率的影响得到不同频率的吸收效果，通过以上结构设计解决了传统结构在通风状态下吸声效果大打折扣的问题，并实现在通风状态下形成在528hz-850hz的频率范围内，即322hz的范围内吸声系数均在0.65以上的吸声频带的良好效果，并且4组组合单元共计16个单元形成的16组峰中的11组峰值在0.85以上，更有2组吸声系数在0.9以上。

38、2、本发明提供一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的复合消声器，仅需通过调节每个小单元中腔体体积即可得到不同频率的吸声效果。

39、3、本发明提供一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的复合消声器，对材料材质没有具体要求，只需固体刚性结构即可实现。

40、本发明适用于噪声控制。

技术特征：

1.一种狭缝式颈管亥姆霍兹谐振器组合单元，其特征在于，所述组合单元包括中空直通风通道和四个消声单元；

2.根据权利要求1所述的一种狭缝式颈管亥姆霍兹谐振器组合单元，其特征在于，所述中空直通风通道为长方体，所述长方体的横截面为正方形，所述正方形的边长为28mm。

3.根据权利要求1所述的一种狭缝式颈管亥姆霍兹谐振器组合单元，其特征在于，所述中空直通风通道的壁厚为1.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种狭缝式颈管亥姆霍兹谐振器组合单元，其特征在于，所述四个消声单元中的第一个消声单元中的长方体空腔的长为7mm，宽为8.5mm，高为20mm；

5.根据权利要求1所述的一种狭缝式颈管亥姆霍兹谐振器组合单元，其特征在于，所述七个l型狭缝的纵向狭缝与边缘距离均为2mm，所述七个l型狭缝的横向狭缝与边缘距离为均为2mm；

6.根据权利要求1所述的一种狭缝式颈管亥姆霍兹谐振器组合单元，其特征在于，所述每个l型狭缝包括纵向狭缝和横向狭缝；

7.一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的复合消声器，其特征在于，所述复合消声器由权利要求1-6任意一项所述的一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的组合单元组成，所述复合消声器包括四组组合单元。

8.根据权利要求7所述的一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的复合消声器，其特征在于，所述四组组合单元中的第二组组合单元的第一个消声单元中的长方体空腔的长为8mm，宽为8.5mm，高为34mm；

9.根据权利要求7所述的一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的复合消声器，其特征在于，所述四组组合单元中的第三组组合单元的第一个消声单元中的长方体空腔的长为9mm，宽8.5mm，高50mm；

10.根据权利要求7所述的一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的复合消声器，其特征在于，所述四组组合单元中的第四组组合单元的第一个消声单元中的长方体空腔的长10mm，宽8.5mm，高68mm；

技术总结
一种多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的复合消声器，涉及噪声控制技术领域。解决传统的吸声结构亥姆霍兹共振器，无论是采用单腔单颈还是选择单一扩大颈部截面积，都会带来的吸声效果有限，且会影响最终吸收峰值处对应频率的问题。一种狭缝式颈管亥姆霍兹谐振器组合单元，所述组合单元包括中空直通风通道和四个消声单元；所述四个消声单元环绕在所述中空直通风通道的周围；所述每个消声单元包括七个L型狭缝和一个长方体空腔；所述七个L型狭缝的横向端按长度从小到大依次连接在所述长方体空腔的侧面上。多层狭缝连通亥姆霍兹共振腔的复合消声器包括四组仅长方体空腔不同的组合单元。本发明适用于噪声控制。

技术研发人员：吴丰民,李婷,王军军,杨彬
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14