專利名稱：一種門窗的消噪機構的制作方法
技術領域：
本發明屬于建筑門窗類，特別是門窗型材上的消除噪音的裝置。
傳統的門窗除了密封間隙大而使隔音效果差外，更主要的原因是其截面形狀為“H”形，這屬于一種雙音叉結構，常規的門窗型材的“音叉”懸臂長度一般在40～60mm，與城市噪音波長的整數倍容易相等，因此，門窗在噪音作用下極易產生共振。這種共振傳入室內的噪聲，遠比通過縫隙傳入的噪聲振幅大，這就是常見的汽車開過后，室內門窗振動余音未盡的原因。
本發明的目的是提供一種門窗的物理消噪機構，其結構簡單，設計合理，不但可消除音叉諧振效應，而且能將噪音倒相后的聲波，在物理消噪腔內進行異相同幅疊加相互抵消。
本發明的實施技術方案是改變現有門窗的型材的“音叉”截面形狀，將其制造成矩形管狀結構，在管腔中設置一對對稱且開口相對的倒相環，倒相環的內曲率半徑為城市噪音的平均中心波長系數1.67～2.775mm，外曲率半徑設計為常見城市最小噪音的二次諧波移相后中心波長系數2.28～6.24mm，倒相環的開口寬度為城市常見最大噪音的濾波波長系數2.45～4.5mm，相對的兩倒相環中心距為8.5mm～48.7mm，為城市常見噪音二次反射倒相后的中心波長衰減振幅系數。
本門窗型材的管狀結構，取消了音叉結構諧振的可能；根據城市主要噪音的波長而設計開環倒相的曲率半徑、噪音濾波器開口寬度和對稱倒相環中心距，很好地實現了使噪聲波濾波、倒相、異相同幅疊加，最終相互抵消。
下面，依照本發明說明書附圖提供的一個具體結構作進一步描述。
圖1為本發明的結構示意圖。
參見圖1，本門窗的型材的截面為矩形管狀結構，兩端只留下較淺安裝槽和配合槽，消除了形成音叉的因素，在管腔1中設置一對對稱的開口相對的倒相環2，倒相環2的內曲率半徑為1.67～2.775mm，外曲率半徑設計為2.28～6.24mm，開口3的寬度為2.45～4.5mm，兩倒相環2之間的中心間距為18.5mm～48.7mm。噪音的聲波碰到門窗后，引起型材做與振幅同方向的振動，當聲波的原波形遇到開口倒相環后，反射倒相為反相波形，與下一個原波形相遇，該原波形與反相波形振幅相等、相位相反，相互疊加后抵消，最終消除了噪聲。
常見的城市噪音主要有工業噪音、建筑噪音、娛樂噪音、交通噪音等，下面是我們實測的各類城市噪音的頻率、場強、波長表1各類城市噪音的頻率、場強、波長表 當噪音的作用在傳統門窗的音叉臂時，音叉臂就會隨著噪音的振動而振動，當噪音的振幅與此音叉臂的厚度相等或厚度的整數倍相等時，其音叉臂將隨噪音的振動而產生共振，特別是振動幅度在音叉臂的厚度介質中傳遞時，音叉臂中的振動幅度傳到音叉懸臂的介質中的振動幅度，將按照音叉臂的厚度與音叉懸臂長度的比率進行放大。這就是我們常說的音叉諧振放大的物理原理。此時，就會產生噪音源雖然已經離開了建筑門窗，但是，建筑門窗仍會有振動噪音在嗡嗡作響。對于傳統門窗隨著噪音的振動，而諧振放大的基本情況，我們進行了初步測試，情況如下表表2傳統門窗的各種音叉臂固有諧振頻率與城市噪音頻率實測對照表 由于傳統門窗在功能上存在著嚴重的噪音振動幅度諧振放大的的缺陷，本發明為了消除上述功能性缺陷，在設計上將傳統建筑門窗的所有音叉結構全部改進為矩形管狀結構的同時，又在門窗型材的管腔中設計了兩個對稱的開環倒相環，巧妙地利用了聲學的倒相及疊加原理，使噪音的振動波倒相后相互抵消，從而，實現了建筑門窗消除噪音的功能性改進。據實際測量，關閉本門窗，本發明可以消除城市噪音45～50分貝。本發明在設計完成后，根據設計圖紙，制出樣品門窗，經在各種環境下實驗，消除城市噪音結果，如以下實施例。
表3本發明消除城市噪音測試與傳統門窗比較一覽表 (說明本實驗門窗采用的玻璃為中空玻璃)經實驗，傳統建筑門窗隔噪音平均值在21分貝，本發明消除城市噪音平均值為49分貝。通過實驗證明，本發明與傳統建筑門窗比，在消除城市噪音方面，提高了28分貝。
實現本發明上述結果的倒相環技術參數見表4(單位毫米) 從發明的上述技術方案看，本門窗結構簡單，設計合理，型材采用管狀結構，避免了形成音叉的可能性，同時叉增加了型材的整體剛性，可消除音叉的諧振效應；在管腔中對稱設置倒相環，巧妙地利用了聲學的倒相及疊加原理，使噪音的聲波倒相互抵消，據實際測量，關閉本門窗，可以消除城市噪音強度45～50分貝。此外，倒相環還可在型材中起到加強筋和連接點的作用。
權利要求
1.一種門窗的消噪機構，其特征是門窗的型材的截面為矩形管狀結構，在管腔中有一對對稱的開口相對的倒相環。倒相環的內曲率半徑為城市噪音的平均中心波長系數，外曲率半徑設計為常見城市最小噪音的二次諧波移相后中心波長系數，倒相環的開口寬度為城市常見最大噪音的濾波波長系數，相對的兩倒相環中心距為城市常見噪音二次反射倒相后的中心波長衰減振幅系數。
2.按權利要求1所述的門窗的消噪機構，其特征為倒相環的內曲率半徑為1.67～2.775mm，外曲率半徑2.28～6.24mm，開口寬度為2.45～4.5mm，相對的倒相環中心距為18.5mm～48.7mm。
全文摘要
一種門窗的消噪機構。本發明屬于建筑門窗類,特別是門窗型材上的消除噪音的裝置。本發明所述門窗的型材的截面為矩形管狀結構,在管腔中有一對對稱的開口相對的倒相環,倒相環的內曲率半徑為1.67～2.775mm,外曲率半徑2.28～6.24mm,開口寬度為2.45～4.5mm,相對的倒相環中心距為18.5mm～48.7mm。本發明結構簡單,設計合理,可消除音叉諧振效應,能將聲波反射倒相為波形相位相反的聲波,最終異相同幅疊加相互抵消,達到消噪之目的。
文檔編號G10K11/16GK1333413SQ0010990
公開日2002年1月30日 申請日期2000年7月7日 優先權日2000年7月7日
發明者李庚武, 易湘萍 申請人:李庚武, 易湘萍