降噪空气管道的制作方法

本申请依赖于2016年10月5日提交的名称为“noisereducingairduct(降噪空气管道)”的美国临时专利申请第62/404,660号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种空气管道，该空气管道具有减少由行进通过空气管道的空气产生的噪声的结构。可以设想的是，本发明的空气管道布置在具有加热、通风和空调(“hvac”)系统的交通工具中。更具体地，可以设想的是，本发明的空气管道设置在飞机空气再循环系统中。可以设想的是，本发明的空气管道设置成用于空气分配和空气返回。

背景技术：

如对于本领域技术人员而言很显然的，在交通工具中使用空气管道以将空气从空气处理器分配到乘客舱，并且还将空气从乘客舱返回到空气处理器。

空气管道通常包括弯曲部和转弯部，以避开一个或多个障碍物。弯曲部和转弯部可以形成从空气处理器到乘客舱的曲折路径。

空气管道通常还包括多个出口，以将空气从空气分配管道排放到乘客舱中。另外，空气管道可以具有多个入口，以将空气从乘客舱接收到空气返回管道中。

如对于本领域技术人员而言很显然的，管道中的弯曲部呈现出气流的局部变化，从而在弯曲部位置处或附近产生噪声生成的可能性。

类似地，空气管道中的入口和出口也产生气流的局部变化。这样，入口和出口也可能建立具有噪声生成可能性的区域。

关于任何空气管道系统，期望减少噪声生成，以改进乘客舒适性。

在飞机上的空气管道系统的情况下，期望减少空气管道系统的重量，使得空气管道系统对飞机的总重量的影响减少。

鉴于期望更加安静的空气管道系统，需要进行开发，以改进已知空气管道的构造。

技术实现要素：

本发明解决了现有技术中的一个或多个缺陷。

具体地，本发明提供了一种空气管道，其包括：第一腔室和第二腔室，第一腔室被限定在空气处理装置与第二腔室之间，并且第二腔室被限定在第一腔室与空气管道的外部环境之间；多个第一开口，其位于第一腔室与第二腔室之间；多个第二开口，其位于第二腔室与空气管道的外部环境之间；以及吸声材料，限定第一腔室和第二腔室中的至少一个腔室的内表面的至少一部分。

可以设想的是，吸声材料可以布置在第一腔室的内表面的至少一部分上。

此外，吸声材料可以布置在第二腔室的内表面的至少一部分上。

在一个设想的实施例中，空气管道还可包括限定空气管道的周边的主体，该主体具有限定第一腔室的至少一部分的第一部分以及限定第二腔室的至少一部分的第二部分。

还可以设想的是，空气管道可以具有将空气管道分成第一腔室和第二腔室的壁。如果这样，壁可以限定第一腔室和第二腔室的内表面的至少一部分。

在另一个实施例中，空气管道可以具有限定第一端与第二端之间的长度的主体。吸声材料可以沿着长度的一部分延伸。

可以设想的是，多个第二开口可以布置在多个第一开口之间。

在另一实施例中，主体可以是筒形的。

此外，主体可以被构造成使得第一部分可与第二部分分离。如果这样，第一部分可以通过卡扣配合连接件连接到第二部分。

在所选实施例中，可以设想的是，第一腔室的第一横截面面积大于或等于第二腔室的第二横截面面积。

本发明还提供了一种飞机，其组合了机身和安装在机身内的空气管道。空气管道包括：第一腔室和第二腔室，第一腔室被限定在空气处理装置与第二腔室之间，并且第二腔室被限定在第一腔室与空气管道的外部环境之间；多个第一开口，其位于第一腔室与第二腔室之间；多个第二开口，其位于第二腔室与空气管道的外部环境之间；以及吸声材料，其限定第一腔室和第二腔室中的至少一个腔室的内表面的至少一部分。

在飞机的一个实施例中，吸声材料布置在第一腔室的内部上。

在另一实施例中，吸声材料可以布置在第二腔室的内部上或第二腔室的内部的一部分上。

替代地，空气管道还可以包括限定空气管道的周边的主体，该主体包括限定第一腔室的至少一部分的第一部分以及限定第二腔室的至少一部分的第二部分。

在一个实施例中，多个第二开口布置在多个第一开口之间。

在另一实施例中，第一部分可与第二部分分离，并且第一部分通过卡扣配合连接件连接到第二部分。

从下面的段落中将使本发明的其他方面变得显然。

附图说明

现在将结合附图来描述本发明，附图中：

图1是通用空气处理系统的图解说明，其提供了用于讨论现有技术的缺陷和本发明的优点的架构；

图2是根据本发明的空气管道的第一实施例的横截面侧视图，该横截面是在空气管道的宽度上截取；

图3是根据本发明的空气管道的第一实施例的横截面侧视图，该横截面是沿着空气管道的长度截取；

图4是根据本发明的空气管道的第二实施例的横截面侧视图，该横截面是在空气管道的宽度上截取；

图5是根据本发明的空气管道的第二实施例的横截面侧视图，该横截面是沿着空气管道的长度截取；

图6是根据本发明的空气管道的第三实施例的横截面侧视图，该横截面是在空气管道的宽度上截取；以及

图7是根据本发明的空气管道的第三实施例的横截面侧视图，该横截面是沿着空气管道的长度截取。

具体实施方式

现在将结合一个或多个本发明实施例来描述本发明。对实施例的讨论不旨在限制本发明。相反，对实施例的任何讨论旨在举例说明本发明的广度和范围。如对本领域技术人员很显然的，在不脱离本发明的范围的情况下，可以采用本文描述的实施例的变型和等同物。这些变化和等同物旨在包含在本专利申请的范围内。

应注意的是，结合飞机描述了本发明。然而，不应将本发明理解为限于飞机。本发明的空气管道可以与其他交通工具(包括但不限于汽车、船只、船舶、火车等)一起使用。还可以设想的是，本发明的空气管道可以用于具有空气分配和/或空气再循环系统的建筑物和其他结构。

图1是空气处理系统10的图解说明。空气处理系统10作为本发明讨论的背景来提供。可以设想的是，空气处理系统10是hvac系统。总体上，空气处理系统10是通用空气处理系统。

图1中所示的空气处理系统10包括空气处理器12，该空气处理器连接到一个或多个空气分配管道14和一个或多个空气返回管道16。一个或多个出口18可以沿着空气分配管道14的长度设置。类似地，一个或多个入口20可以沿着空气返回管道16的长度设置。为清楚起见，箭头22总体上示出了来自出口18的空气流。箭头24示出了进入入口20的空气流。

如对本领域技术人员很显然的，空气处理器12通常包括一个或多个空气推进器。例如，空气推进器包括风扇。另外，空气处理器12可以包括一个或多个热交换器(或其他装置)，用以调节行进通过空气处理器12的空气的温度。此外，空气处理器12可以包括一个或多个过滤器(或其他装置)，用以调节行进通过空气处理器12用于再循环的空气。例如，空气处理器12可以包括炭过滤器，以去除一种或多种嗅觉刺激物。此外，空气处理器12可以包括颗粒过滤器和/或紫外光源，以减少空气传播的有机体的出现。如从前文应该很显然的，空气处理器12不旨在限制本发明。

如对于本领域技术人员还应很显然的，可以设想的是，一个或多个出口18沿着空气分配管道14的长度设置。类似地，可以设想的是，一个或多个入口20沿着空气返回管道16的长度布置。根据飞机的空气要求，出口18和入口20的精确位置在不同的飞机之间可以不同。

结合图2至图7，讨论了根据本发明的空气管道70、128、142的三个非限制性实施例。

在图2至图3中示出了根据本发明第一实施例的空气管道70。应注意的是，空气管道70可以用作空气分配管道14或空气返回管道16。

关于图2，空气管道70的横截面是在空气管道70的宽度上截取的。空气管道70是筒形的，并且由主体72限定。

虽然空气管道70被示出为横截面为圆形，但不应将本发明理解为仅限于所示的形状。在不脱离本发明的范围的情况下，空气管道70的横截面可以采用任何形状。在不限制本发明的情况下，根据需要或根据期望，管道70可以具有卵形、椭圆形、半圆形、三角形、正方形、矩形、多边形或无规形状的横截面。

另外，空气管道70不需要从一端到另一端具有均匀形状。相反，在不脱离本发明的范围的情况下，空气管道70的形状可以从一端到另一端变化。

主体72包括第一(或上部)部分74和第二(或下部)部分76。可以设想的是，第二部分76经由卡扣配合连接件78连接到第一部分74。每个卡扣配合连接件78包括突起80，该突起80接合主体72的壁中的互补凹槽82，以允许第一部分74和第二部分76彼此固定。

关于卡扣配合连接件78，应注意的是，并不要求该特征来实践本发明。空气管道70的第一部分74可以通过任何合适的连接件连接到第二部分76。例如，可以使用紧固件或粘合剂。

关于本文讨论的空气管道70、128、142的实施例，第一部分74和第二部分76可以彼此分开，以允许接近空气管道70的内部。这对于维护和/或维修可能是有帮助的。如对本领域技术人员很显然的，卡扣配合连接件78在空气管道70的第一部分74和第二部分76之间提供简单但有效的连接。

在替代实施例中，壳体72的第一部分74和第二部分76可以一体形成。

在另一个可设想的实施例中，空气管道70可以使得在其长度的一部分中，第一部分74与第二部分76一体形成。空气管道70的长度的另一部分可以被构造成使得第二部分76可与第一部分74分离。换句话说，在使用时，根据需要或根据期望，可以沿着空气管道70的选定区段使用卡扣配合连接件78(或替代的紧固件)。

关于图2，第一部分74被示出为空气管道70的上部部分。第二部分76被示出为空气管道70的下部部分。术语“上部”和“下部”参考图示来选择，并因此仅为方便起见而提供。这样，应注意的是，空气管道70的定向可以偏离图中所示的定向。如对本领域技术人员很显然的，空气管道70的角度定向对于本发明不是关键性的。在不脱离本发明的范围的情况下，主体72可以从所示的位置旋转任何角度量。

主体72被分成第一腔室84和第二腔室86。壁88将第一腔室84与第二腔室86分开。在壁88中限定有多个开口90，其中一个开口90在图2中可见。类似地，第二部分76限定穿过其中的多个开口92，其中以虚线形式示出了一个开口92。

壁88可以与主体72的第一部分74或主体72的第二部分76一体形成。替代地，在主体72的第一部分74和第二部分76彼此一体形成的情况下，壁88也可以与主体72一体形成。在另一替代实施例中，壁88可以由两个面对的壁(未示出)形成，其中一个壁与第一部分74一起形成，另一个壁与主体72的第二部分76一起形成。由此，壁88的厚度在第一部分74和第二部分76附接在一起时形成。

可以设想的是，第一部分74、第二部分76和壁88由相同的材料制成。具体地，可以设想的是，第一部分74、第二部分76和壁88由塑料制成。在替代方案中，可以使用其他材料。不限制本发明地，第一部分74、第二部分76和壁88可以由金属制成，诸如铁、钢、铝、铜和/或其合金。此外，第一部分74、第二部分76和壁88可以由复合材料(诸如碳纤维复合材料)制成。此外，第一部分74、第二部分76和壁88可以由开孔材料(诸如泡沫材料)制成。另外，第一部分74可以由与第二部分76和/或壁88不同的材料制成。

当空气管道70用作空气分配管道14时，来自空气处理器12的空气首先被引入第一腔室84。空气从第一腔室84经由多个开口90行进到第二腔室86。空气从第二腔室86通过多个开口92离开，进入飞机舱室c。

当空气管道70用作空气返回管道16时，空气从舱室c通过开口92被吸入第二腔室86。空气从第二腔室86通过开口90被吸入第一腔室84，在此处，空气返回到空气处理器12。

如图2所示，从空气管道70离开的空气沿箭头94的方向离开。吸入空气管道70的空气沿箭头96的方向行进，该箭头96与箭头94反向。

在空气管道70的操作中，并且特别是当空气管道70用作空气返回管道16时，可以设想的是，在第一腔室84内在多个开口90中的每个开口附近可能形成多个第一涡流98、100。可以设想的是，当在第一腔室84内流动的相对高速空气与从第二腔室86流入第一腔室84的相对较慢速度的空气相交时，在第一腔室84中形成第一涡流98、100。已知两个流的这种相交产生噪声。

类似地，在多个开口92的周边处可能形成多个第二涡流102、104。可以设想的是，这些第二涡流102、104在第二腔室86中形成。各个涡流98、100、102、104表示其中气流可能产生噪声形式的声音的位置。

出于理解本发明的目的，涡流98、100、102、104的位置不旨在限制空气管道70。如很显然的，涡流98、100、102、104可以形成在空气管道70内的任何位置处，而不仅是在所标示的位置处。此外，如对本领域技术人员很显然的，涡流98、100、102、104可以与除开口90、92之外的特征相关联地形成。

为了减少来自涡流98、100、102、104的噪声的传播或其他噪声产生现象，空气管道70包括吸声材料106，该吸声材料限定第二腔室86的内表面107的至少一部分。在所示的非限制性实施例中，吸声材料106布置在主体72的第二部分76的内表面108上和壁88的面向第二腔室的表面112上。吸声材料106在空气管道70的第二腔室86中建立吸声屏障。吸声材料106可以涂覆主体72的第二部分76的整个内表面108和壁88的整个面向第二腔室的表面112，以便限定第二腔室86的内表面107。在一些实施例中，吸声材料106在接缝114、116处接合，在接缝处，主体72的第二部分76与壁88接合(或与其紧邻)。

如从图2中提供的图示中还应很显然的，吸声材料106包括与空气管道70的第二部分76中的开口92配准的多个开口118。类似地，吸声材料106包括与壁88中的开口90配准的多个开口120。

对于空气管道70的实施例，吸声材料106可以包括泡沫材料。泡沫材料可以是开孔泡沫、闭孔泡沫，或开孔和闭孔泡沫的混合物。可以设想的是，开孔和半开孔泡沫是可以与本发明结合使用的可接受的材料。

可以设想的是，聚氨酯泡沫适用于吸声材料106。也可以使用三聚氰胺泡沫，如对本领域技术人员很显然的。替代地，吸声材料106可以由任何其他材料制成，包括但不限于塑料、橡胶、纤维材料、纤维素材料、棉、凝胶等。在不脱离本发明的范围的情况下，也可以使用毛毡或其他非织造材料。

吸声材料106可以作为涂层施加到第二腔室86的内表面108、112。吸声材料106可以覆盖第二腔室86的内表面108、112的全部或仅一部分。此外，吸声材料106可以作为经由粘合剂或其他合适的紧固件与第二腔室86的内表面108、112固定的一个或多个层(诸如层压件)施加，如对本领域技术人员很显然的。所述层可以由彼此堆叠的多个膜和/或层形成。此外，壁88和主体72的第二部分76可以由吸声材料106制成，使得不需要膜、层或涂层。

无论其组分如何，吸声材料106对可能由空气管道70内的一个或多个涡流98、100、102、104产生的声音的传播建立声音屏障。

此外，可以设想的是，吸声材料106对在除了涡流98、100、102、104的位置之外的位置处产生的噪声提供屏障。如上所述，声音可能在空气管道70中的弯曲部处产生。此外，在空气处理器12处可能通过风扇、通过过滤器、通过限制器、通过空调系统等产生噪声。可以设想的是，这些额外的噪声也可以被吸声材料106吸收、消散、消除、静音和/或消音。

可以设想的是，在从第一部分74移除第二部分76之后，壁88可从空气管道70的主体72的内部移除。壁88的移除提供了到第一腔室84的内部的通路。可以设想的是，该结构便于空气管道70的维护和/或修理。还可以设想的是，这种结构便于空气管道70的制造，这是因为吸声材料106可以在组装空气管道70之前施加到壁88和第二部分76。

图3是图2中所示的空气管道70的横截面侧视图，该横截面是沿着空气管道70的长度截取的。在该图中突出显示了开口90与开口92之间的偏移关系。可以设想的是，开口92将大致定位在相邻的开口90之间的中点处，且反之亦然。可以设想的是，这提供了从一个开口90到一个开口92的最大距离，从而呈现用于吸声材料106吸声的最大距离。

替代地，取决于空气管道70的形状、任何限制器的位置等，可根据需要或根据期望调节开口90、92之间的距离，以提供最佳声音特性。例如，限制器的存在可以意味着相邻的开口90、92根据需要或根据期望而移动得更靠近在一起或更分开。并且，如上所述，吸声材料106可以根据需要或根据期望仅布置在空气管道70的第二腔室86的一部分上，或沿着空气管道70的仅一部分长度布置。

继续参考图3，经由箭头122示出了双向空气流。如从前文很显然的，第一腔室84内的空气的行进方向取决于如何利用空气管道70。如果空气管道70用作空气分配管道14，则空气将沿方向124行进。如果空气管道用作空气返回管道16，则空气将沿相反方向126行进。空气在第二腔室86中以同样的方式流动。

图4和图5示出了根据本发明的空气管道128的第二实施例。

空气管道128与图2和图3中所示的空气管道70共用许多共同特征。因此，相同的附图标记用于表示那些类似的特征。

与空气管道70类似，空气管道128具有主体72，该主体限定第一腔室84和第二腔室86。然而，在该实施例中，吸声材料130限定第一腔室84的内表面137的至少一部分。吸声材料130可以布置在第一腔室84的内表面89上和壁88的面向第一腔室的表面134上。吸声材料130形成第一腔室84中的吸声屏障。吸声材料130的部分可以在邻近于或几乎邻近于壁88的接缝136、138处接合。

吸声材料130限定与壁88中的开口90配准的多个开口140。

吸声材料130消除至少由涡流98、100产生的噪声，从而减少空气管道128产生的噪声。

对于空气管道128的实施例，吸声材料130可以包括泡沫材料。泡沫材料可以是开孔泡沫、闭孔泡沫，或开孔和闭孔泡沫的混合物。可以设想的是，开孔和半开孔泡沫是可以与本发明结合使用的可接受的材料。

可以设想的是，聚氨酯泡沫适用于吸声材料130。也可以使用三聚氰胺泡沫，如对本领域技术人员很显然的。替代地，吸声材料130可以由任何其他材料制成，包括但不限于塑料、橡胶、纤维材料、纤维素材料、棉、凝胶等。在不脱离本发明的范围的情况下，也可以使用毛毡或其他非织造材料。

吸声材料130可以作为涂层施加到第一腔室84的内表面89、134。吸声材料106可以覆盖第一腔室84的内表面89、134的全部或仅一部分。此外，吸声材料130可以作为经由粘合剂或其他合适的紧固件与第一腔室84的内表面89、134固定的一个或多个层(诸如层压件)施加，如对本领域技术人员很显然的。所述层可以由彼此堆叠的多个膜和/或层形成。此外，壁88和主体72的第一腔室84可以由吸声材料130制成，使得不需要膜、层或涂层。

图5是图4中所示的空气管道128的横截面侧视图，该横截面是沿着空气管道128的长度截取的。空气流与关于空气管道70描述的相同。

图6和图7示出了根据本发明的空气管道142的第三实施例。

与空气管道70和128类似，空气管道142具有主体72，该主体被分成第一腔室84和第二腔室86。在该第三实施例中，吸声材料144布置在第一部分74的内表面89的仅一部分上。类似于空气管道128，吸声材料144也布置在壁88的面向第一腔室的表面134上。

吸声材料144形成吸声屏障。如所示的，如同前面的实施例，吸声材料144包括与壁88相邻的接缝148、150。如从上面的讨论中很显然的，根据需要或根据期望，吸声材料144可以布置在空气管道142的长度的仅一部分上。

吸声材料144限定与壁88中的开口90配准的多个开口140。

类似于空气管道128，吸声材料144消除至少由涡流98、100产生的噪声，从而减少由空气管道142产生的噪声。

类似于空气管道70、128，吸声材料144可以包括泡沫材料。泡沫材料可以是开孔泡沫、闭孔泡沫，或开孔和闭孔泡沫的混合物。可以设想的是，开孔和半开孔泡沫是与本发明结合使用的可接受的材料。

可以设想的是，聚氨酯泡沫适用于吸声材料144。也可以使用三聚氰胺泡沫，如对本领域技术人员很显然的。替代地，吸声材料144可以由任何其他材料制成，包括但不限于塑料、橡胶、纤维材料、纤维素材料、棉、凝胶等。在不脱离本发明的范围的情况下，也可以使用毛毡或其他非织造材料。

吸声材料144可以覆盖第一腔室84的面向第一腔室的表面134的全部或仅一部分。此外，吸声材料144可以作为经由粘合剂或其他合适的紧固件与第一腔室84的面向第一腔室的表面134固定的一个或多个层(诸如层压件)施加，如对本领域技术人员很显然的。所述层可以由彼此堆叠的多个膜和/或层形成。此外，壁88可以由吸声材料144制成，使得不需要膜、层或涂层。

图7是图6中所示的空气管道142的横截面侧视图，该横截面是沿着空气管道142的长度截取的。空气流与关于空气管道70、128描述的相同。

如对本领域技术人员很显然的，空气管道70、128、142的各方面可以组合和/或互换，以在本文描述的三个实施例上产生变化。例如，空气管道70的吸声材料106可以与空气管道128的吸声材料130组合。如果这样，所得到的空气管道将在第一腔室84中且在第二腔室86中设置有吸声材料106、130。可以设想的是，这种结构提供进一步的消声能力。

如从空气管道70、空气管道128和空气管道142的结构中很显然的，降噪考虑与吸声材料106、130、144相关的附加重量相平衡。可以设想的是，由于吸声材料106、130、144对空气管道70、128、142增加了最小的重量，所以空气管道70、128、142的结构可以应用于飞机。如本文所述的，吸声材料106、130、144的特定配置可以比其他配置更有效地消除声音。

关于上述的空气管道70、128、142，吸声材料106、130、144已被描述为从空气管道70、128、142的一端延伸到另一端。然而，本发明不旨在限于这种结构。可以设想的是，由吸声材料106、130、144产生的吸声屏障可以仅设置在最靠近舱室c中的座椅的开口92处或附近。例如，存在空气管道70、128、142的可以定位在厨房、壁橱或飞机上的噪声控制不太受关注的其他区域后面的区段，因为在这些位置附近没有乘客座位。与靠近舱室c中的座椅的位置相比，在这些区域中不太可能需要吸声屏障。

对于每个空气管道70、128、142，第一腔室84具有的横截面面积a1大于第二腔室86的横截面面积a2。可以设想的是，第一腔室84将具有较大的横截面面积a1，以便于将空气分配到舱室c或空气从舱室c返回。应注意的是，对于空气管道70、128、142的特定配置，横截面面积a1、a2的大小可根据需要或根据期望来调节。可以设想的是，a1大于或等于a2。然而，本发明还可以设想的是，a2可以大于或等于a1。

重新参考图1，可以设想的是，空气处理系统10可以布置在飞机的机身f内。如对本领域技术人员很显然的，机身f包围舱室c。因此，可以设想的是，空气管道70、128、142定位在飞机的机身f内。

在飞机内的空气管道70、128、142的一个设想布置中，空气处理系统10可以设计成使得空气进气管道16位于可在乘客头部上方的个人服务单元(“psu”)。空气分配管道14可以定位在飞机的舱室c的地板附近。在另一个设想的实施例中，空气进气管道16和空气分配管道14的位置可以颠倒，使得空气进气管道16靠近地板，而空气分配管道14位于psu中。

在另一设想的实施例中，空气分配管道14可以涵盖沿着飞机机身的各个部分延伸的多个空气分配管道14。类似地，空气进气管道16可以涵盖沿着机身的部分延伸的多个空气进气管道16。换句话说，本发明不要求任一个空气进气管道16或空气分配管道14延伸过飞机机身的整个长度。

如上所述，本文描述的实施例旨在作为本发明的广泛范围的示例。所描述的实施例的变型和等同物旨在被本发明所涵盖，如同在本文描述的那样。