[發(fā)明專利]一種寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010250511.4
• 申請(qǐng)日: 2020-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111561252A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王旭;李勇;孫曼;毛東興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): E06B5/20
• 分類號(hào): E06B5/20;E06B7/02;G10K11/16
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.一種寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括內(nèi)部螺旋葉片(1)、空心管(2)和薄壁外殼(3)，所述空心管(2)的外壁固定連接內(nèi)部螺旋葉片(1)，所述內(nèi)部螺旋葉片(1)的外緣罩設(shè)薄壁外殼(3)，所述內(nèi)部螺旋葉片(1)包括設(shè)于空心管(2)的外壁中央四周的固定螺旋層(5)以及固定螺旋層(5)兩側(cè)的號(hào)筒型螺旋層(4)，所述固定螺旋層(5)的螺旋葉片為固定螺距的葉片，所述號(hào)筒型螺旋層(4)的螺旋葉片為螺距梯度變化的螺旋葉片。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述空心管(2)為剛性圓柱中空管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述號(hào)筒型螺旋層(4)的螺旋結(jié)構(gòu)由空心管(2)的中心開(kāi)孔與號(hào)筒狀的螺旋板圍繞組成，所述號(hào)筒型螺旋層(4)的螺旋葉片的螺距從靠近中間固定螺旋層(5)的螺旋葉片的螺距向外側(cè)邊緣位置的螺旋葉片的螺距梯度增大。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述薄壁外殼(3)為環(huán)形外殼。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定螺旋層(5)的螺旋葉片的螺旋路徑為：

式中，x_fix、y_fix、z_fix分別為所述固定螺旋層(5)的螺旋葉片在x、y、z軸上的旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)度變化，ωs_fix為螺旋葉片轉(zhuǎn)過(guò)的角度，ω為螺旋葉片轉(zhuǎn)過(guò)1mm的角度，s_fix為轉(zhuǎn)過(guò)角度螺旋的長(zhǎng)度，單位為mm，s₀和-s₀分別為s_fix所能取到的最大值和最小值；z_fix＝a·s_fix代表在固定螺距變化的z方向上s_fix以a為系數(shù)呈線性變化，a為固定螺距層葉片在z軸線性變化的系數(shù)，d為空心管(2)的內(nèi)徑，D為薄壁外殼(3)的外徑，r_fix為螺旋葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片的寬度變化，其變化范圍為[d/2，D/2]。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述號(hào)筒型螺旋層(4)的螺旋葉片的螺旋路徑為：

式中，x_horn、y_horn、z_horn分別為所述號(hào)筒型螺旋層(4)的螺旋葉片在x、y、z軸上的旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)度變化，s_horn為轉(zhuǎn)過(guò)角度螺旋的長(zhǎng)度，單位為mm，s₁和s₂分別為s_horn所能取到的最大值和最小值；為用以保證固定螺距葉片和號(hào)筒型螺旋葉片連接的初始相位，d為空心管(2)的內(nèi)徑，D為薄壁外殼(3)的外徑，r_horn為螺旋葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片的寬度變化，其變化范圍為[d/2，D/2]。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定螺旋層(5)的螺距為P_fix＝2πa/ω，所述號(hào)筒型螺旋層(4)的螺距為a為固定螺距層葉片在z軸線性變化的系數(shù)，s_horn為號(hào)筒型螺旋層(4)的葉片轉(zhuǎn)過(guò)角度螺旋的長(zhǎng)度。

8.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)的寬頻聲屏障，其特征在于，包括以基礎(chǔ)方式均勻拼接的多個(gè)所述寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的寬頻聲屏障，其特征在于，該寬頻聲屏障包括多個(gè)以基礎(chǔ)方式均勻拼接的正方形框，每一個(gè)正方形框中嵌有所述寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)，所述寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)與正方形框過(guò)渡配合。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的寬頻聲屏障，其特征在于，該寬頻聲屏障包括多個(gè)以基礎(chǔ)方式均勻拼接的四角切除相同尺寸1/4圓柱的實(shí)心正方體，每一個(gè)實(shí)心正方體中嵌有所述寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)，所述寬頻通風(fēng)隔聲窗單元結(jié)構(gòu)與實(shí)心正方體過(guò)渡配合。