本發(fā)明涉及通風隔聲領域，具體為一種直頸狹縫型自然通風隔聲器。

背景技術：

1、對于居住建筑，噪聲通過圍護結構的傳播方式主要有空氣傳聲和固體傳聲兩種，空氣傳聲是指噪聲源以空氣為媒介進行傳播，聲能透過圍護結構傳播到另一個空間，典型的空氣傳聲包括通過窗戶、門等薄弱環(huán)節(jié)傳遞進室內(nèi)的交通噪聲和生活噪聲，所以需要對聲波的傳播途徑即空氣傳聲上進行控制，包括隔離、衰減和吸收等。隨著科技的不斷進步和工業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品結構和性能越來越優(yōu)化，從源頭上進行噪聲的控制已經(jīng)越來越困難。這樣從傳播路徑上進行控制就成了必然的選擇。

2、居民建筑如今面對噪聲問題多數(shù)采取的措施是在室內(nèi)建筑中安裝雙層玻璃甚至三層玻璃，這樣大大緩解了空氣噪聲傳遞的問題，但是面臨著“關窗不通風、開窗不隔聲”的難題，而且從綠色建筑角度看，打開窗戶進行自然通風，但這不可避免地會給室內(nèi)帶來噪聲，封閉的窗戶等隔聲措施會阻礙空氣的流通，無法實現(xiàn)空氣室內(nèi)外交換。高品質的室內(nèi)空氣質量亦是人們對室內(nèi)環(huán)境的重要需求，其直接關系到人們的身心健康及舒適度。新風系統(tǒng)可以實現(xiàn)室內(nèi)外空氣換風和空氣質量凈化，但是自身運行時也會產(chǎn)生一定的噪聲，因而自然通風仍是最常用和方便的室內(nèi)通風換氣方式。所以在面對室內(nèi)外環(huán)境空氣交換和隔離外界噪聲的問題上設計出一種合理的自然通風聲學隔聲器是尤為重要的。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種直頸狹縫型自然通風隔聲器，主要依賴于其獨特的幾何結構排列組合，聲波在傳播到中空管道時會與兩側排列分布的諧振器發(fā)生共振耦合，從而降低聲能量傳播。

2、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、本發(fā)明提供了一種直頸狹縫型自然通風隔聲器，包括按照并聯(lián)或者旋轉規(guī)律排列的若干組亥姆霍茲諧振腔型聲學超材料單胞結構；其中，

4、所述聲學超材料單胞結構為立體結構，包括用于空氣流通的圓柱形中空管道、狹長空氣通道以及亥姆霍茲吸聲諧振器；所述空氣通道垂直于圓柱形中空管道的軸線方向設置，且所述空氣通道的前端連通所述圓柱形中空管道，所述空氣通道的末端通過一狹窄通道連通有后置腔室，且所述后置腔室為與所述圓柱形中空管道軸線相同的環(huán)狀腔室，所述亥姆霍茲吸聲諧振器包括所述狹長通道、所述后置腔室以及部分所述空氣通道；

5、相鄰的聲學超材料單胞結構之間通過連接壁相連，且相鄰的聲學超材料單胞結構具有共同的圓柱形中空管道。

6、進一步地，其結構是：將所述聲學超材料單胞結構在其軸線所在的二維平面內(nèi)并聯(lián)m個，且以垂直于其軸線方向的平面為鏡像平面，將所述聲學超材料單胞結構鏡像排列為n個，再以其軸線方向為旋轉中心旋轉360°而成的圓筒狀三維結構；

7、其中，所述m和n均為不小于1的正整數(shù)。

8、進一步地，其整體外直徑為152.4mm，用于空氣流通的圓柱形中空管道的內(nèi)直徑為100mm。

9、進一步地，所述m為3，所述n為2。

10、進一步地，并聯(lián)排列的所述亥姆霍茲吸聲諧振器根據(jù)所需要隔離噪聲值的頻率范圍設定不同尺寸參數(shù)的狹長通道、后置腔室以及空氣通道。

11、與現(xiàn)有技術相比，以上一個或多個技術方案存在以下有益效果：

12、(1)本發(fā)明能夠實現(xiàn)對不同噪聲頻譜的定量化設計，其相互不同的諧振器相并聯(lián)的特點，可以有效隔離不同頻率范圍的噪聲值，實現(xiàn)優(yōu)異的聲傳輸損失。

13、(2)本發(fā)明所設計的隔聲結構通常較為輕便且具有優(yōu)良的力學性能。在承受外部壓力或沖擊時，整體圓柱型結構能夠有效分散應力，提高整體的強度和剛性。

14、(3)本發(fā)明所設計的大口徑100mm的圓柱型空氣流通中空管道，能夠很好的解決自然通風量不足的問題，無需擔心通風量不夠，保證居民日常自然通風換氣需求。

15、(4)本發(fā)明所設計的聲學超材料單胞結構具有可設計性好的優(yōu)勢，其幾何形狀和材料可以根據(jù)需求進行一定的定制設計，根據(jù)具體需求調(diào)整其物理幾何參數(shù)，以實現(xiàn)合理優(yōu)異隔聲效果。

16、(5)本發(fā)明中聲學超材料單胞結構的后置腔室、狹長通道經(jīng)過并聯(lián)和鏡像后形成直頸狹縫型管道，且直頸狹縫型管道和空氣通道的空氣接觸能夠有效加強熱粘性損耗，從而聲傳輸損耗達到高損耗值。

17、(6)基于超材料設計技術，制造直頸狹縫型隔聲超材料的工藝相對簡單，可以適應不同的設計需求和生產(chǎn)工藝，且原材料成本較低，這使得其在商業(yè)化應用中具備良好的經(jīng)濟性。還可以結合其他功能，如防火、除濕等，滿足復雜的應用需求。

技術特征：

1.一種直頸狹縫型自然通風隔聲器，其特征在于，包括按照并聯(lián)或者旋轉規(guī)律排列的若干組亥姆霍茲諧振腔型聲學超材料單胞結構；其中，

2.根據(jù)權利要求1所述的直頸狹縫型自然通風隔聲器，其特征在于，其結構是：將所述聲學超材料單胞結構在其軸線所在的二維平面內(nèi)并聯(lián)m個，且以垂直于其軸線方向的平面為鏡像平面，將所述聲學超材料單胞結構鏡像排列為n個，再以其軸線方向為旋轉中心旋轉360°而成的圓筒狀三維結構；

3.根據(jù)權利要求1所述的直頸狹縫型自然通風隔聲器，其特征在于，其整體外直徑為152.4mm，用于空氣流通的圓柱形中空管道的內(nèi)直徑為100mm。

4.根據(jù)權利要求2所述的直頸狹縫型自然通風隔聲器，其特征在于，所述m為3，所述n為2。

5.根據(jù)權利要求4所述的直頸狹縫型自然通風隔聲器，其特征在于，并聯(lián)排列的所述亥姆霍茲吸聲諧振器根據(jù)所需要隔離噪聲值的頻率范圍設定不同尺寸參數(shù)的狹長通道、后置腔室以及空氣通道。

技術總結
本發(fā)明公開了一種直頸狹縫型自然通風隔聲器，屬于通風隔聲領域，其包括按照并聯(lián)或者旋轉規(guī)律排列的若干組亥姆霍茲諧振腔型聲學超材料單胞結構；其中，所述聲學超材料單胞結構為立體結構，包括用于空氣流通的圓柱形中空管道、狹長空氣通道以及亥姆霍茲吸聲諧振器；相鄰的聲學超材料單胞結構之間通過連接壁相連，且相鄰的聲學超材料單胞結構具有共同的圓柱形中空管道。依賴于其獨特的幾何結構排列組合，聲波在傳播到空氣通道時會與兩側排列分布的諧振器發(fā)生共振耦合，從而降低聲能量傳播；同時狹長空氣通道能使聲波與結構發(fā)生額外的熱粘性損耗，加劇聲波能量損耗；且管道直徑大的特點，能夠保證極好的自然通風量。

技術研發(fā)人員：趙愛國,于偉,張一鳴,方海,陳巖,李文軍,葉靜,高永利,成鋒,胡中平,宋波
受保護的技術使用者：南京工業(yè)大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9