[发明专利]迷宫型谐振器及基于其的管道消声装置

说明书

本发明公开一种迷宫型谐振器及基于其的管道消声装置。所述的迷宫型谐振器由前面板、迷宫层和刚性背板顺序固定连接组成。所述的前面板的中心位置加工有通孔；所述的迷宫层包括框架和位于框架内的多个长度不同的隔板，所述的隔板首尾相连，围成螺旋状，在隔板之间、及隔板与框架之间形成一个迷宫形的空气通道；所述的迷宫形的空气通道的入口与前面板的通孔相连。基于迷宫型谐振器的管道消声装置包括横截面为正方形的主管道和在主管道四个侧壁上对称分布的四个空气通道长度相同的迷宫型谐振器，以及沿着主管道轴线方向，在其侧壁上排布的一系列空气通道长度各不相同的迷宫型谐振器；这些迷宫型谐振器并联和串联排布达到低频宽带消声的目的。

技术领域

本发明涉及一种管道消声装置，具体地说是一种基于迷宫型谐振器的管道消声装置。

背景技术

管道消声器被广泛用于汽车、航空航天及船舶等领域。传统的阻性和抗性管道消声器存在诸多不足。例如，阻性消声器采用吸声材料可以有效控制高频噪声，但是难以实现对低频噪声的控制，并且不适用于高温和不干净的环境。抗性消声器通常采用膨胀腔结构和旁支管谐振器结构，主要用于控制低、中频噪声。旁支管谐振器结构包括赫姆霍兹共振器和四分之一波长管，其中四分之一波长管是安装在主管道上的一个封闭的管子，当管的长度为入射声波波长的1/4倍时，管道发生共振，消耗声能，起到声波滤波的作用。对于低频噪声，比如100Hz的噪声，所需波长管长度约0.8m，这通常是要占据比较大的空间。目前使用的四分之一波长管主要存在以下问题：(1)四分之一波长管通常与进气管道垂直设置，对于低频消声，所需管道长，所占空间较大；(2)因为是共振消声，共振频率越低，消声频带越窄。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明将原来与消声主管道垂直设置的四分之一波长管沿着轴线方向(声波入射方向)折叠并进行盘绕，其轴线形成一种螺旋形的平面曲线，管道形成一种迷宫型的共面管，达到了节省空间，结构紧凑的目的；同时多个不同管长的四分之一波长管沿主管道并联或者串联，可以增加消声带宽，并实现多频道消声。

本发明通过以下技术方案实现：

一种迷宫型谐振器包括前面板、迷宫层和刚性背板，所述的前面板、迷宫层和刚性背板顺序固定连接组成。所述的前面板的中心位置加工有通孔；所述的迷宫层包括框架和位于框架内的多个长度不同的隔板，所述的隔板首尾相连，围成螺旋状，在隔板之间、及隔板与框架之间形成一个迷宫形的空气通道；所述的迷宫形的空气通道的入口与前面板的通孔相连。

在所述的迷宫通道上，在与通道侧壁垂直的方向上安装一块密封板，所述的密封板与通道侧壁固结。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于迷宫型谐振器的管道消声装置。

所述的管道消声装置，包括横截面为正方形的主管道和在主管道四个侧壁上对称分布的四个管长相同的迷宫型谐振器。

所述的主管道所述的主管道四个侧壁的中心位置上加工有正方形的通孔，所述的正方形的通孔对称分布。

所述的迷宫谐振器安装在主管道侧壁上，迷宫谐振器的入口与主管道侧壁上的通孔相连。

优选地，所述的迷宫谐振器的空气通道的横截面为正方形，其面积与主管道侧壁上正方形通孔的面积相同。

优选地，所述的迷宫谐振器壁厚与主管道的壁厚相同。

基于迷宫型谐振器的管道消声装置，所述的迷宫型谐振器的空气通道长度可以通过改变密封板的位置而改变。

基于迷宫型谐振器的管道消声装置，沿主管道轴向设置不同空气通道长度的迷宫谐振器，可以进行不同频段的消声。