[发明专利]一种螺旋型亥姆霍兹共振器

说明书

本发明提出一种螺旋型亥姆霍兹共振器，该共振器包括亥姆霍兹共振器颈管B、亥姆霍兹共振器腔结构C以及放置在腔体内部的螺旋叶片，螺旋叶片与腔体一体成型，亥姆霍兹共振器腔结构C与亥姆霍兹共振器颈管B连接，亥姆霍兹共振器颈管B与主管道A垂直连接。解决了现有技术的亥姆霍兹共振器低频范围消除噪声能力不足的技术问题，提出一种螺旋型亥姆霍兹共振器，通过改变腔体内部的方法，获得在不改变整体尺寸的前提下，保证共振频率不发生改变，并且传递损耗强的亥姆霍兹共振器。

技术领域

本发明涉及一种螺旋型亥姆霍兹共振器，属于噪声控制装置技术领域。

背景技术

管道系统在航天航空、船舶、化工、水利等领域有着非常广泛的应用背景。声波在管道中的噪声传播和噪声控制是非常重要的研究内容。通常情况下是采用亥姆霍兹共振器的声学共振特征消除噪声。通过设置传统的亥姆霍兹共振腔结构参数，当声波传播至管道与共振器颈管交界面时，由于交界面声阻抗的变化，声波进入共振器的腔体内，会引起共振器的振动产生共振，此时能有效的将声波的能量消耗在共振频率附近。

通常亥姆霍兹共振器通过改变颈管以及腔体尺寸来控制共振频率以及传递损耗的大小。而亥姆霍兹共振器具有小尺寸共振频率高，传递损耗强；大尺寸共振频率低，传递损耗弱的问题。在精密领域中管道系统布置紧凑，尺寸控制严格，噪声具有低频传播能力强的特征，小尺寸不能实现低频消声，大尺寸不能有效抑制噪声的传播。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中提到的现有技术的亥姆霍兹共振器低频范围消除噪声能力不足的技术问题，提出一种螺旋型亥姆霍兹共振器，通过改变腔体内部的方法，获得在不改变整体尺寸的前提下，保证共振频率不发生改变，并且传递损耗强的亥姆霍兹共振器。

本发明提出一种螺旋型亥姆霍兹共振器，包括亥姆霍兹共振器颈管B、亥姆霍兹共振器腔结构C以及放置在腔体内部的螺旋叶片，所述螺旋叶片与腔体一体成型，所述亥姆霍兹共振器腔结构C与亥姆霍兹共振器颈管B连接，所述亥姆霍兹共振器颈管B与主管道A垂直连接。

优选地，所述亥姆霍兹共振器颈管B和亥姆霍兹共振器腔结构C均为圆柱形，所述亥姆霍兹共振器腔结构C的直径大于亥姆霍兹共振器颈管B的直径。

优选地，所述螺旋叶片的外径与亥姆霍兹共振器腔结构C内径相同，螺旋叶片的内径大于亥姆霍兹共振器颈管B的内径。

优选地，所述螺旋叶片纵向高度与亥姆霍兹共振器腔结构C高度相同。

优选地，所述亥姆霍兹共振器腔结构C仅在与亥姆霍兹共振器颈管B连接处是开口，所述亥姆霍兹共振器腔结构C的声波入射端与亥姆霍兹共振器颈管B连通。

优选地，所述螺旋叶片设置两圈。

优选地，两圈螺旋叶片的螺距均为25mm。

优选地，所述螺旋叶片的第一匝螺旋的螺距为35mm，第二匝螺旋的螺距为15mm。

优选地，所述管道A、亥姆霍兹共振器颈管B和亥姆霍兹共振器腔结构C均采用硬边界材料制备而成。

优选地，所述管道A、亥姆霍兹共振器颈管B和亥姆霍兹共振器腔结构C均采用结构钢、树脂、木材或复合材料制备而成。

本发明所述的螺旋型亥姆霍兹共振器的有益效果为：

(1)由于本发明使用了螺旋型结构，在采用同等大小的螺旋型共振腔取代传统亥姆霍兹共振腔，当声波经过颈管进入腔体时，由于加入了螺旋结构，螺旋结构会增加声波在空腔中的传播距离，即声波在传输过程受到的阻碍增加，从而会增加腔体内部的阻抗，提高了在相同共振频率下的传递损耗，使其消声能力得到了加强，即在不改变体积的情况下可以达到大体积或者多个传统亥姆霍兹共振器工作时的消声能力。