[发明专利]一种宽频通风隔声窗单元结构及其应用

权利要求书

1.一种宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，包括内部螺旋叶片(1)、空心管(2)和薄壁外壳(3)，所述空心管(2)的外壁固定连接内部螺旋叶片(1)，所述内部螺旋叶片(1)的外缘罩设薄壁外壳(3)，所述内部螺旋叶片(1)包括设于空心管(2)的外壁中央四周的固定螺旋层(5)以及固定螺旋层(5)两侧的号筒型螺旋层(4)，所述固定螺旋层(5)的螺旋叶片为固定螺距的叶片，所述号筒型螺旋层(4)的螺旋叶片为螺距梯度变化的螺旋叶片。

2.根据权利要求1所述的宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，所述空心管(2)为刚性圆柱中空管。

3.根据权利要求1所述的宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，所述号筒型螺旋层(4)的螺旋结构由空心管(2)的中心开孔与号筒状的螺旋板围绕组成，所述号筒型螺旋层(4)的螺旋叶片的螺距从靠近中间固定螺旋层(5)的螺旋叶片的螺距向外侧边缘位置的螺旋叶片的螺距梯度增大。

4.根据权利要求1所述的宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，所述薄壁外壳(3)为环形外壳。

5.根据权利要求1所述的宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，所述固定螺旋层(5)的螺旋叶片的螺旋路径为：

式中，x_fix、y_fix、z_fix分别为所述固定螺旋层(5)的螺旋叶片在x、y、z轴上的旋转长度变化，ωs_fix为螺旋叶片转过的角度，ω为螺旋叶片转过1mm的角度，s_fix为转过角度螺旋的长度，单位为mm，s₀和-s₀分别为s_fix所能取到的最大值和最小值；z_fix＝a·s_fix代表在固定螺距变化的z方向上s_fix以a为系数呈线性变化，a为固定螺距层叶片在z轴线性变化的系数，d为空心管(2)的内径，D为薄壁外壳(3)的外径，r_fix为螺旋叶片在旋转时叶片的宽度变化，其变化范围为[d/2，D/2]。

6.根据权利要求3所述的宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，所述号筒型螺旋层(4)的螺旋叶片的螺旋路径为：

式中，x_horn、y_horn、z_horn分别为所述号筒型螺旋层(4)的螺旋叶片在x、y、z轴上的旋转长度变化，s_horn为转过角度螺旋的长度，单位为mm，s₁和s₂分别为s_horn所能取到的最大值和最小值；为用以保证固定螺距叶片和号筒型螺旋叶片连接的初始相位，d为空心管(2)的内径，D为薄壁外壳(3)的外径，r_horn为螺旋叶片在旋转时叶片的宽度变化，其变化范围为[d/2，D/2]。

7.根据权利要求1所述的宽频通风隔声窗单元结构，其特征在于，所述固定螺旋层(5)的螺距为P_fix＝2πa/ω，所述号筒型螺旋层(4)的螺距为a为固定螺距层叶片在z轴线性变化的系数，s_horn为号筒型螺旋层(4)的叶片转过角度螺旋的长度。

8.一种应用如权利要求1所述的宽频通风隔声窗单元结构的宽频声屏障，其特征在于，包括以基础方式均匀拼接的多个所述宽频通风隔声窗单元结构。

9.根据权利要求8所述的宽频声屏障，其特征在于，该宽频声屏障包括多个以基础方式均匀拼接的正方形框，每一个正方形框中嵌有所述宽频通风隔声窗单元结构，所述宽频通风隔声窗单元结构与正方形框过渡配合。

10.根据权利要求8所述的宽频声屏障，其特征在于，该宽频声屏障包括多个以基础方式均匀拼接的四角切除相同尺寸1/4圆柱的实心正方体，每一个实心正方体中嵌有所述宽频通风隔声窗单元结构，所述宽频通风隔声窗单元结构与实心正方体过渡配合。