本發(fā)明涉及噪聲污染與防治領(lǐng)域，具體涉及一種通風(fēng)隔聲門。

二、

背景技術(shù)：

有許多大型機器設(shè)備(如變壓器、壓縮機和電動機)安裝于室內(nèi)，為了機器設(shè)備運輸和維護的需要，其所在房間的門均較大，如一些室內(nèi)變壓器房間的大門為8m×8m或8m×6m。這些機器設(shè)備輻射出很大的噪聲，影響周圍的居民或工作人員的身心健康，其中房間大門是一個重要的噪聲傳播途徑。另一方面，大型機器設(shè)備運行過程中將產(chǎn)生較大熱量，若房間密封，長期運行可能造成安全隱患。使室內(nèi)對流通風(fēng)是常用的散熱手段，房間大門也常常被用作進風(fēng)路徑之一。為實現(xiàn)大門的通風(fēng)隔聲功能，目前有多種方案，以室內(nèi)變壓器為例，有的大門采用沖孔不銹鋼卷簾門，通過大量小孔通風(fēng)；有的大門采用平開大鐵門，在鐵門上密布狹縫用于通風(fēng)；有的大門采用隔聲門，在隔聲門下部安裝消聲百葉，通過百葉的通道進行通風(fēng)。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：

沖孔卷簾門一般為單層結(jié)構(gòu)，隔聲量較小，特別對低頻噪聲隔聲效果很差，門上的小孔通風(fēng)面積較小，且孔洞會嚴(yán)重影響大門的隔聲性能。采用單層板的平開鐵門的隔聲量也較小，門上的狹縫通風(fēng)面積較小，狹縫也會嚴(yán)重影響大門的隔聲性能。采用多層結(jié)構(gòu)的隔聲門有較大的隔聲量，密封條件好的情況下隔聲性能良好，但沒有通風(fēng)功能。為了通風(fēng)，有的隔聲門下部不密封，安裝消聲百葉，通風(fēng)的同時也向外傳播機器設(shè)備噪聲，由于消聲百葉安裝于隔聲門上，長度有限(如50厘米)，即使對中高頻噪聲，其降噪效果也有限，對低頻噪聲降噪效果更差，因此影響了隔聲門整體隔聲性能。因此，現(xiàn)有技術(shù)不能滿足實際需求。

三、

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中大型機器設(shè)備的大門隔聲效果差、通風(fēng)量小，隔聲性能較好卻完全不通風(fēng)的問題，本發(fā)明提供一種通風(fēng)隔聲門。所述技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明，提供一種通風(fēng)隔聲門，所述通風(fēng)隔聲門包括：隔聲門主體、通風(fēng)孔、消聲管道和有源降噪系統(tǒng)；所述隔聲門主體上有若干個通風(fēng)孔，每一通風(fēng)孔連接一條消聲管道，每一消聲管道內(nèi)均安裝有源降噪系統(tǒng)。

進一步的，所述隔聲門主體為多層隔聲結(jié)構(gòu)，包括鋼板、阻尼材料、吸聲材料和穿孔飾面板。

進一步的，所述通風(fēng)孔個數(shù)根據(jù)通風(fēng)量要求靈活增減。

進一步的，所述消聲管道安裝于所述隔聲門主體內(nèi)側(cè)，平行于隔聲門主體，且緊貼隔聲門主體；所述消聲管道兩端開口均平行于隔聲門主體，一端開口連接通風(fēng)孔朝向室外，另一端開口朝向室內(nèi)。

進一步的，所述有源降噪系統(tǒng)為單通道有源控制系統(tǒng)，包括參考傳聲器、誤差傳聲器、次級聲源和控制器；所述參考傳聲器設(shè)置在所述消聲管道內(nèi)靠近朝向室內(nèi)的開口一側(cè)；所述誤差傳聲器設(shè)置在所述消聲管道內(nèi)靠近所述通風(fēng)孔一側(cè)；所述次級聲源設(shè)置在所述管道內(nèi)；所述控制器設(shè)置在所述管道內(nèi)，所述控制器分別連接所述參考傳聲器、所述誤差傳聲器和所述次級聲源。

進一步的，所述次級聲源與參考傳聲器距離為d_rc，需使d_rc/c＞t₀的不等式滿足，其中c為空氣中的聲速，t₀為有源控制系統(tǒng)存在的電路與算法時延。

進一步的，所述消聲管道的截面為長方形，所述截面長邊的長度不超過欲使用該有源降噪系統(tǒng)來有效控制的噪聲頻段的最高頻率對應(yīng)波長的一半。

進一步的，所述消聲管道內(nèi)安裝有吸聲材料。

進一步的，所述有源降噪系統(tǒng)可設(shè)置工作時間與停止時間，可根據(jù)環(huán)境噪聲變化啟動和停止工作。

本發(fā)明的有益效果是：(1)與沖孔卷簾門、單層結(jié)構(gòu)的平開鐵門相比，本發(fā)明的隔聲性能、通風(fēng)性能更好；(2)與多層結(jié)構(gòu)的密封隔聲門相比，本發(fā)明保持同樣隔聲效果的同時，提供了通風(fēng)功能；(3)與安裝消聲百葉的多層結(jié)構(gòu)隔聲門相比，本發(fā)明的隔聲性能更優(yōu)；(4)本發(fā)明的有源控制系統(tǒng)采用單通道有源控制系統(tǒng)，成本低，易實現(xiàn)；(5)本發(fā)明的通風(fēng)口在隔聲門主體上橫向等距分布，消聲管道緊貼隔聲門主體等距安裝，外形美觀；(6)本發(fā)明的消聲管道及有源降噪系統(tǒng)安裝和拆卸均很方便，利于維護。

四、附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的通風(fēng)隔聲門(一扇)的結(jié)構(gòu)示意圖(外側(cè)正視圖)；

圖2是本發(fā)明實施例提供的通風(fēng)隔聲門(一扇)的結(jié)構(gòu)示意圖(內(nèi)側(cè)正視圖)；

圖3是本發(fā)明實施例提供的通風(fēng)隔聲門(一扇)的結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視圖)；

圖4是本發(fā)明實施例提供的隔聲門主體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例提供的消聲管道的結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視圖)；

其中：1通風(fēng)隔聲門，

12隔聲門主體，

121鋼板，

122阻尼材料，

123吸聲材料，

124穿孔飾面板

13通風(fēng)孔；

14消聲管道，

141外開口，

142內(nèi)開口，

15有源降噪系統(tǒng)，

151參考傳聲器，

152誤差傳聲器，

153次級聲源，

154控制器。

五、具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細(xì)描述。

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明實施例提供一種通風(fēng)隔聲門1，所述通風(fēng)隔聲門1包括：隔聲門主體12、通風(fēng)孔13、消聲管道14和有源降噪系統(tǒng)15；所述隔聲門主體12上有若干個通風(fēng)孔13，每一通風(fēng)孔13連接一條消聲管道14，每一消聲管道14內(nèi)均安裝有源降噪系統(tǒng)15。

本發(fā)明實施例提供的通風(fēng)隔聲門1為針對室內(nèi)變壓器而設(shè)計的雙扇平開門。每扇平開門平面尺寸為：寬×高＝4m×6m，兩扇平開門結(jié)構(gòu)對稱。

如圖4所示，所述隔聲門主體12為多層隔聲結(jié)構(gòu)，包括鋼板121、阻尼材料122、吸聲材料123和穿孔飾面板124。所述鋼板121為不銹鋼復(fù)合鋼板，厚度為1.5mm；所述阻尼材料122為阻尼橡膠板，厚度為10mm；所述吸聲材料123為離心玻璃棉板，容重48kg/m3，厚度為50mm，無紡布包裹；所述穿孔飾面板124為鋁板，厚度為1mm，穿孔率為20％。所述隔聲門主體12總厚度約為62.5mm，平均隔聲量超過30dBA。

所述通風(fēng)孔13的個數(shù)根據(jù)通風(fēng)量要求靈活增減。本發(fā)明實施例的室內(nèi)變壓器所需通風(fēng)量約為30000m³/h，變壓器室通過風(fēng)機進行機械排風(fēng)，通過所述通風(fēng)隔聲門1自然進風(fēng)，進風(fēng)口風(fēng)速取為3.8m/s，所需進風(fēng)口面積為2.19m²。所述通風(fēng)孔13的個數(shù)為14個，每扇平開門7個，尺寸為：寬×高＝0.4m×0.4m，總通風(fēng)面積為2.24m²，滿足需求。所述通風(fēng)孔13的位于所述隔聲門主體12下部，在所述隔聲門主體12靠近底部水平等距分布，所述通風(fēng)口13底邊距離隔聲門主體12底邊0.2m。若還需增加通風(fēng)面積，如增加1倍通風(fēng)面積，則可以在所述隔聲門主體12中下部增加1倍數(shù)量的所述通風(fēng)孔13。

所述通風(fēng)口13若無任何消聲降噪處理，則所述隔聲門1的隔聲量大幅下降，故需安裝所述消聲管道14進行消聲。所述消聲管道14通過法蘭安裝于所述隔聲門主體12內(nèi)側(cè)，垂直于地面，平行于隔聲門主體12，緊貼隔聲門主體12。所述消聲管道14兩端開口均平行于隔聲門主體12，一端開口即外開口141連接所述通風(fēng)孔13朝向室外，另一端開口即內(nèi)開口142朝向室內(nèi)。所述消聲管道14的內(nèi)部截面(可通風(fēng)部分)與所述通風(fēng)孔13形狀相同且大小相等，即截面尺寸也為0.4m×0.4m。所述消聲管道14的內(nèi)部長度為1.4m。所述消聲管道14為3層結(jié)構(gòu)，從外至內(nèi)材料分別為：鍍鋅鋼板、阻性吸聲材料和穿孔飾面板。其中鍍鋅鋼板厚度為1mm；阻性吸聲材料為離心玻璃棉，容重48kg/m3，厚度為30mm，無紡布包裹；穿孔飾面板為鋁板，厚度為1mm，穿孔率為20％。因此所述消聲管道14截面外部輪廓尺寸約為0.46m×0.46m。所述消聲管道14可視為2個消聲彎頭和1條管道消聲器，對于500Hz、1000Hz倍頻程噪聲的消聲量超過30dBA，對于2000Hz、4000Hz倍頻程噪聲的消聲量超過30dBA，對于500Hz以下各倍頻程噪聲的消聲量約為10～15dBA。

變壓器本體噪聲主要分量在100Hz及其諧波，尤其以600Hz以下低頻為主，此外，變壓器噪聲還包括其冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇噪聲，一般在2000Hz以下頻段。由于所述消聲管道14對低頻噪聲的消聲量相對較小，故對變壓器噪聲的消聲量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足30dBA。需在每條消聲管道14中安裝一套有源降噪系統(tǒng)15來降低這些低頻噪聲。

如圖5所示，所述有源降噪系統(tǒng)15為單通道有源控制系統(tǒng)，包括參考傳聲器151、誤差傳聲器152、次級聲源153和控制器154。所述參考傳聲器151設(shè)置在所述消聲管道14內(nèi)靠近朝向室內(nèi)的開口即內(nèi)開口142一側(cè)。所述誤差傳聲器152設(shè)置在所述消聲管道14內(nèi)靠近所述通風(fēng)孔13即外開口141一側(cè)。所述次級聲源153設(shè)置在所述消聲管道14內(nèi)。所述控制器154設(shè)置在所述消聲管道14內(nèi)，所述控制器154分別連接所述參考傳聲器151、所述誤差傳聲器152和所述次級聲源153。所述有源控制系統(tǒng)15工作時，所述參考傳聲器151采集噪聲產(chǎn)生參考信號，然后傳遞給控制器154，所述誤差傳聲器152采集噪聲產(chǎn)生誤差信號，然后傳遞給控制器154，若所述有源控制系統(tǒng)15處于降噪狀態(tài)，則控制器154根據(jù)參考信號與誤差信號進行運算產(chǎn)生消聲信號，然后傳遞給次級聲源153，次級聲源153接收控制器154傳來的消聲信號發(fā)出相應(yīng)的聲音，對原有噪聲進行抵消。所述控制器154產(chǎn)生消聲信號的原則是使誤差傳聲器152處的聲壓幅值平方最小。所述有源控制系統(tǒng)15使用經(jīng)典的FxLMS算法，由于教科書中已有詳細(xì)說明，此處不贅述。

所述次級聲源153與參考傳聲器151距離d_rc需滿足不等式d_rc/c＞t₀，其中c為空氣中的聲速，t₀為有源控制系統(tǒng)存在的電路與算法時延。本發(fā)明實施例中t₀小于0.5ms，d_rc取為0.4m。

所述消聲管道14的截面為長方形，所述截面長邊的長度不超過欲使用所述有源降噪系統(tǒng)15來有效控制的噪聲頻段的最高頻率對應(yīng)波長的一半。本發(fā)明實施例中所述消聲管道截面長邊的長度為0.4m，對應(yīng)的最高頻率為425Hz，即使用所述有源降噪系統(tǒng)15降低425Hz以下頻段的噪聲。對于變壓器噪聲的線譜100Hz、200Hz、300Hz、400Hz，所述有源降噪系統(tǒng)15均可降低至環(huán)境背景噪聲級。所述消聲管道14加上所述有源降噪系統(tǒng)15(工作在降噪狀態(tài))，對變壓器噪聲的消聲量超過30dBA。此外，由于所述隔聲門主體12的隔聲量超過30dBA，故所述通風(fēng)隔聲門的隔聲量超過30dBA。

作為優(yōu)選，所述控制器154設(shè)置截止頻率為450Hz的低通濾波器，僅處理450Hz及以下頻段的噪聲。

所述有源控制系統(tǒng)15的各個組成部分，即參考傳聲器321、誤差傳聲器322、次級聲源323和控制器324安裝在一矩形盒子里，再安裝到所述消聲管道14的側(cè)壁，該矩形盒子主體用鋁板制成，盒子朝所述消聲管道14內(nèi)部一面為穿孔鋁板，穿孔率為25％，可以透聲，穿孔鋁板表面覆蓋防水透聲膜。

作為優(yōu)選，所述有源降噪系統(tǒng)15可設(shè)置工作時間與停止時間，可根據(jù)天氣變化啟動和停止工作，可根據(jù)環(huán)境噪聲變化啟動和停止工作。具體而言，所述有源降噪系統(tǒng)15的工作狀態(tài)包括降噪狀態(tài)和休息狀態(tài)，處于降噪狀態(tài)時，控制器154根據(jù)參考信號與誤差信號進行運算產(chǎn)生消聲信號，然后傳遞給次級聲源153，次級聲源153接收控制器154傳來的消聲信號發(fā)出相應(yīng)的聲音，對原有噪聲進行抵消；處于休息狀態(tài)時，控制器154不產(chǎn)生消聲信號，次級聲源153也不會發(fā)出相應(yīng)聲音。本發(fā)明實施例中，所述有源降噪系統(tǒng)15設(shè)置晝間(7:00-22:00)為工作時間，所述有源降噪系統(tǒng)15處于降噪狀態(tài)，設(shè)置夜間(22:00-7:00)為休息時間，所述有源降噪系統(tǒng)15處于休息狀態(tài)，此時晝間和夜間均滿足環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)，所述有源降噪系統(tǒng)15間斷性工作也延長了系統(tǒng)的使用壽命。所述控制器154事先存儲了變壓器正常工作情況下且所述有源降噪系統(tǒng)15不工作時的參考信號與誤差信號(多次采集平均得到)，控制器154在工作時，定時分析參考信號與誤差信號，若參考信號與存儲值比較變化較小(幅值比較，幅度頻譜特性比較)，而誤差信號與存儲值比較幅值增大較大或頻譜變化較大(100Hz及其諧波能量占全頻帶能量變小很多)，可認(rèn)為變壓器室外環(huán)境噪聲較大，所述有源降噪系統(tǒng)15可暫停工作，處于休息狀態(tài)；在休息狀態(tài)下，所述控制器154仍然定時分析參考信號與誤差信號，若誤差信號與存儲值比較恢復(fù)正常(變化較小)，則所述有源降噪系統(tǒng)15可重新啟動工作，處于降噪狀態(tài)；所述有源降噪系統(tǒng)15處于休息狀態(tài)時，定時分析的時間間隔為2s，處于降噪狀態(tài)時，定時分析的時間間隔為30s。

前面的詳細(xì)描述只提供了優(yōu)選實施例，對本發(fā)明的范圍、使用性或構(gòu)造不產(chǎn)生任何限制。前面對優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述只是為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的宗旨和范圍的前提下，可以在本發(fā)明的各組成部分的功能和布局上進行各種改變。