微穿孔管道
阅读：950发布：2020-05-11
专利汇可以提供微穿孔管道专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了能够降低噪音的用于气流的管道和相关方法。本发明所提供的管道包括第一节段和第二节段，该第一节段为管状并且为基本上非穿孔的，该第二节段的至少一部分具有多个微穿孔，该多个微穿孔提供穿过其的50MKS Ray I至8000MKS Ray I的平均 流动阻 力 。该第二节段：(a)为管状并且与第一节段 串联 连接，其中第二节段的外表面与管道的外表面 流体 连通，或(b)设置在第一节段内。，下面是微穿孔管道专利的具体信息内容。
1.一种用于气流的管道，包括：
第一节段，所述第一节段为管状并且为基本上非穿孔的；和
第二节段，所述第二节段的至少一部分具有多个微穿孔，所述多个微穿孔提供穿过其的50MKS Rayl至8000MKS Rayl的平均流动阻力，其中所述第二节段：(a)为管状并且与所述第一节段串联连接，其中所述第二节段的外表面与所述管道的外表面流体连通，或(b)设置在所述第一节段内。
2.根据权利要求1所述的管道，其中，所述第二节段为管状并且与所述第一节段串联连接，所述第二节段还包括外壁和嵌套在所述外壁内的内壁，其中微穿孔延伸穿过至少所述内壁。
3.根据权利要求2所述的管道，其中，所述内壁的至少部分和所述外壁的至少部分彼此间隔开一间隙，并且微穿孔延伸穿过所述内壁和所述外壁两者。
4.根据权利要求3所述的管道，还包括设置在所述间隙内的声学活性颗粒和/或纤维材料。
5.根据权利要求2所述的管道，其中，所述外壁包含纤维材料层、泡沫层和颗粒层中的一者或更多者。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的管道，其中，所述第二节段为管状并且与所述第一节段串联连接，并且所述管道还包括第三节段，所述第三节段为管状并且与所述第二节段串联连接。
7.根据权利要求1所述的管道，其中，所述第二节段设置在所述第一节段内。
8.根据权利要求7所述的管道，其中，所述第二节段大体为平坦的并且近似平行于气流方向对齐。
9.根据权利要求7所述的管道，其中，所述第二节段为管状。
10.根据权利要求9所述的管道，其中，所述第二节段的至少一部分的直径相对于沿所述管道的所述气流方向减小。
11.根据权利要求1和权利要求7至10中任一项所述的管道，其中，所述第二节段设置在所述第一节段内，并且所述第一节段和所述第二节段间隔开一间隙。
12.根据权利要求11所述的管道，还包括设置在所述间隙内的隔音材料，所述隔音材料包括纤维材料层、泡沫层和颗粒层中的一者或更多者。
13.根据权利要求1和权利要求7至12中任一项所述的管道，其中，所述第二节段设置在所述第一节段内，并且所述第二节段沿所述第一节段的仅一部分延伸。
14.一种暖通空调(HVAC)系统，所述暖通空调系统包括根据权利要求1至13中任一项所述的管道。
15.一种降低现有管道中的噪声的方法，包括：
从所述现有管道中去除管道的第一节段以形成所述管道的剩余部分，其中所述第一节段为基本上非穿孔的；和
插入管道的第二节段来取代所述第一节段，其中所述第二节段的至少一部分具有与所述管道的所述剩余部分流体连通的多个微穿孔。
微穿孔管道
技术领域
背景技术
[0002] 暖通空调(HVAC)系统表示许多住所(包括家庭住房、办公楼、大型制造设施、汽车和飞机)的必不可少的部分。HVAC系统由大型风扇或鼓风机提供动力，可在建筑物和车辆驾驶室的整个居住区域提供迫切需要的气流和温度调节。
[0003] 流经HVAC管道系统或管道的空气是背景噪声的主要来源。在高水平的气流下，此类背景噪声可令居民感到不适，由此被视作噪声污染。这类噪声，部分是由气流在缓慢穿过复杂且通常迂回曲折的管道系统时直接产生的。另一部分是由这些结构内的空气运动所造
成的管道及其支撑件的机械振动而间接产生的噪声。由于HVAC系统的延伸性为声音在整个
建筑物或车辆中的传播提供了途径，因此降噪问题可尤其具有挑战性。降低此类噪声仍然
是一个重大的技术问题。
成的管道及其支撑件的机械振动而间接产生的噪声。由于HVAC系统的延伸性为声音在整个
建筑物或车辆中的传播提供了途径，因此降噪问题可尤其具有挑战性。降低此类噪声仍然
是一个重大的技术问题。
发明内容
[0004] 有各种方法可减轻气流通过管道时产生的噪声。如果无法从源头降低噪声水平，则可通过隔离或阻尼来降噪。隔离的工作原理是将振动限制在屏障内。阻尼基于通过将声
能转换为另一种形式的能量诸如热量来耗散振动。有时会结合采用隔离和阻尼两种方式，
以使整体降噪解决方案的效果最大化。
能转换为另一种形式的能量诸如热量来耗散振动。有时会结合采用隔离和阻尼两种方式，
以使整体降噪解决方案的效果最大化。
[0005] 解决由气流产生的噪声问题时几乎总是会涉及各种折衷。例如，从源头降低噪声水平是有限度的。虽然可用隔音材料将管道封装起来以阻挡或抑制噪声，但是空间限制通
常会导致无法引入大体积的隔音材料。某些吸声材料是有问题的，因为它们易燃或者以其
他方式对人体健康造成吸入或接触危害。最后，在一些情况下，加入消声材料可破坏优选的气流模式，从而损害HVAC系统的性能。
常会导致无法引入大体积的隔音材料。某些吸声材料是有问题的，因为它们易燃或者以其
他方式对人体健康造成吸入或接触危害。最后，在一些情况下，加入消声材料可破坏优选的气流模式，从而损害HVAC系统的性能。
[0006] 本发明所提供的管道可通过使用微穿孔降低HVAC和其他流体流动应用的噪声来解决上述问题。通过使用微穿孔管壁来补充或替换非穿孔管壁，可实现降噪目的。在一些实施方案中，微穿孔管道节段与非穿孔管道节段可连续地或串联地定位。在其他实施方案中，微穿孔管道节段与非穿孔管道节段可并联地定位。
[0008] 本发明所提供的管道构造是有利的，因为它们可显著地降低由气流和振动引起的噪声，却基本上不在包围管道的空间内占据更大的空间。在一些实施方案中，这些构造使现有管道能够改装成具有改进的管道构造，实现在不损害压降和系统性能的情况下显著降
噪。
噪。
[0009] 在一个方面，提供了用于气流的管道。该管道包括：第一节段，该第一节段为管状并且为基本上非穿孔的；以及第二节段，该第二节段的至少一部分具有多个微穿孔，这些微穿孔提供穿过其的50MKS Rayl至8000MKS Rayl的平均流动阻力，其中第二节段：(a)为管状并且与第一节段串联连接，其中第二节段的外表面与管道的外表面流体连通，或(b)设置在第一节段内。
[0010] 在第二方面，提供了包括前述管道的HVAC系统。
[0011] 在第三方面，提供了一种降低现有管道中的噪声的方法，该方法包括：从现有管道中去除管道的第一节段以形成管道的剩余部分，其中第一节段为基本上非穿孔的；以及插入管道的第二节段来取代第一节段，该第二节段的至少一部分具有与管道的剩余部分流体
连通的多个微穿孔。
附图说明
连通的多个微穿孔。
附图说明
[0012] 图1是根据第一示例性实施方案的管道的正视图；
[0013] 图2是图1的管道的侧视剖视图；
[0014] 图3至图11是根据其他示例性实施方案的管道的侧视剖视图；
[0015] 图12是部署在风扇组件中的管道的透视图；并且
[0017] 在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征或元件。应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公
开原理的实质的其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。
开原理的实质的其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。
[0018] 定义
[0019] 如本文所用：
[0020] “环境条件”指的是在25℃和101.3kPa(或1atm)的压力下；
[0021] “直径”是指给定对象的最长横向尺寸；
[0022] “微穿孔”是指延伸穿过给定材料的直径小于500微米的孔；
[0023] “基本上”指的是至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少97％、至少98％或至少99％。
具体实施方式
[0024] 在下文中，通过例证和示例的方式描述了管道、管道组件和相关方法。本发明所提供的管道通常是更大并且更复杂的系统(诸如HVAC系统或排气系统)的一部分。在一些实施方案中，可将这些管道设置为用于替换管道的现有节段。例示的管道节段可为管道系统的
中间或末端节段。可对本发明所提供的管道的组合进行有利地部署。
中间或末端节段。可对本发明所提供的管道的组合进行有利地部署。
[0025] 虽然本发明所提供的管道和组件旨在指引气流，但是这些设备不必受限于此。例如，一般来讲，当输送多种气体或流体物质中的任何一种时，这些管道和组件可用于降噪。
[0026] 如本文所用，术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本文所述的实施方案。然而，在相同的情况或其它情况下，其它实施方案也可以是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其它实施方案是不可用的，且并非旨在将其它实施方案排除在本发明范围之外。
[0027] 如本文和所附权利要求中所用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个/一种(a/an)”和“该/所述”包括复数对象。因此，举例来说，提及“一个/一种”或“该/所述”部件可包括本领域技术人员已知的一个或多个部件或其等价物。另外，术语“和/或”意指所列元件中的一个或全部或者所列元件中的任何两个或更多个的组合。
[0028] 值得注意的是，术语“包括”及其变型在出现在所附说明书中时不具有限制性含义。此外，“一个”、“一种”、“该”、“至少一个”及“一个或多个”在本文中可互换使用。本文可使用相对术语诸如左、右、向前、向后、顶部、底部、侧面、上部、下部、水平，垂直等，并且如果是这样，则它们来自在具体附图中所观察的视角。然而，这些术语仅用于简化描述，而并非以任何方式限制本发明的范围。
[0029] 贯穿本说明书的对“一个实施例”、“某些实施例”、“一个或多个实施例”或“实施例”的引用，意味着结合实施例描述的具体特征、结构、材料或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的多处出现的短语，如“在一个或多个实施例中”、“在某些实施例中”、“在一个实施例中”或“在实施例中”，不是必须指本发明的相同实施例。附图未必按比例绘制。
[0030] 图1至图2中示出了根据一个示例性实施方案的用于气流的管道，并且在下文中以数字100表示。如图所示，管道100包括彼此串联联接的非穿孔节段102和微穿孔节段104。可选地并且如图所示，管道100可包括第三非穿孔节段106，该第三非穿孔节段串联联接到非
穿孔节段102和微穿孔节段104。在图1至图2和后续的附图中，除非另有说明，否则空气按照惯例从左到右流动通过管道。
穿孔节段102和微穿孔节段104。在图1至图2和后续的附图中，除非另有说明，否则空气按照惯例从左到右流动通过管道。
[0031] 如图2的剖视图所示，所有三个节段102、104、106均为管状，并且这三个节段内部空气空间彼此流体连通。此外，微穿孔节段104的外表面表示管道100的外表面。因此，内部空气空间可与管道100外部的空气空间连通。如后文所述，即使当多孔隔音材料沿微穿孔节段104的外表面设置时，也依然保持这种状态。
[0032] 在该实施方案中，节段102、104、106各自具有围绕管道100的纵向轴线同心的圆柱形状。然而，应当理解，术语管状被广泛使用，并且节段102、104、106不必为圆柱形。例如，节段102、104、106可具有正方形、矩形或包括不规则形状的任何其他形状的横截面形状，或者可在不损害管道100的功能的情况下改变横截面积。虽然在本文中为了简单起见将管道100描述为线型节段，但是在实施过程中，该管道也可包含给定应用中可能需要的一个或多个
逐渐弯曲或突然弯曲。
逐渐弯曲或突然弯曲。
[0033] 微穿孔节段104由管状壁110和延伸穿过其的多个穿孔112(即通孔)构成。穿孔112允许空气在位于管状壁110的相对侧上的空气空间之间流动。相邻节段102、106由不含穿孔的管状壁114a、114b构成。在一些实施方案中，管状壁114a、114b不必完全是非穿孔的。例如，管状壁114a、144b中的一者或两者可为略微穿孔的，其孔隙率可最多至管状壁110的孔隙率的50％、最多至40％、最多至30％、最多至20％、最多至10％、最多至5％、最多至4％、最多至3％、最多至2％或最多至1％。
[0034] 再次参见图2，管状壁110的内径和外径基本上与管状壁114a、144b的内径和外径匹配。在一些实施方案中，管状壁110的内径基本上与相邻管状壁114a、144b的内径匹配，而外径不匹配。在其他实施方案中，内径和外径都不匹配。尽管有上述规定，通常优选的是壁
110、114a、114b的内径通常为恒定的，以提供通过管道100的有序空气流型并且避免可增加摩擦效应的湍流。
110、114a、114b的内径通常为恒定的，以提供通过管道100的有序空气流型并且避免可增加摩擦效应的湍流。
[0035] 在图2和其他所选择的附图中，某些尺寸被标记出来-例如D、D1、D2和l。在用于对声学响应进行建模的某些实施例中提及了这些被标记的尺寸。当在这些声学模型中使用时，这些尺寸是基于薄型管壁的，因此内径和外径之间的差异可忽略不计。
[0036] 管道100的节段102、104、106不需要具有恒定的横截面积或形状。例如，节段可具有沿气流方向增大或减小的横截面积。针对截头圆锥体，此类增大或减小可为连续且单调的。该节段的横截面形状也可沿气流方向改变或旋转。
[0037] 穿孔112限定近似圆柱形的空气塞，该圆柱形的空气塞作为共振系统内的质量组分。由于空气塞和穿孔112的壁之间的摩擦，这些质量组分在穿孔112内振动并耗散声能。由于从相对方向反射回穿孔112的声波在穿孔112的入口处产生相消干扰，因此也可发生声能
耗散。
耗散。
[0038] 在管道100中，通过调整穿孔112的布置(例如数量和间距)和尺寸(例如穿孔直径、形状和长度)可有利地调谐这些穿孔，以在给定频率范围内获得期望的声学性能，同时使入口106和出口108之间的压降最小化。声学性能通常例如由通过管道100的传输损耗来测量，本文将传输损耗定义为声学压力波传播通过管道100时声学强度的累积减小。
[0039] 在附图中，穿孔112沿管状壁110的整个表面设置。另选地，管状壁110可以是仅部分微穿孔的，即在某些区域为微穿孔的，而在其他区域为非微穿孔的。在某些情况下，管状壁110的微穿孔区域可沿纵向延伸并且与一个或多个非穿孔区域相邻-例如，管状壁可具有
仅一个或两个侧面为微穿孔的矩形横截面管。
仅一个或两个侧面为微穿孔的矩形横截面管。
[0040] 穿孔112可具有各种不同的几何形状和尺寸，并且可通过多种切割或冲压操作中的任何一种来产生这些穿孔。穿孔112的横截面可为例如圆形、正方形或六边形。在一些实施方案中，穿孔112由一系列伸长的狭缝表示。虽然图2中的穿孔112具有沿它们长度一致的直径，但是可能使用具有截头圆锥体形状或者以其他方式具有沿至少一些它们长度渐缩的
侧壁的穿孔。美国专利6,617,002(Wood)中描述了多种穿孔构造及其制作方法。
侧壁的穿孔。美国专利6,617,002(Wood)中描述了多种穿孔构造及其制作方法。
[0041] 可选地并且如附图所示，穿孔112具有相对于彼此基本一致的间距。如果这样，则穿孔112可按二维框图案或交错图案布置。穿孔112也可以随机构造设置在管状壁110上，其中相邻穿孔之间的确切间距不一致，但尽管如此，穿孔112在宏观尺度上均匀地分布在管状壁110上。
[0042] 在一些实施方案中，穿孔112沿管状壁110为直径基本一致的。另选地，穿孔112可具有一些直径分布。不管怎样，在管道100的优选实施方案中，穿孔112的平均最窄直径为至少10微米、至少15微米、至少20微米、至少25微米或至少30微米。另外，穿孔112的平均最窄直径优选地为至多300微米、至多250微米、至多200微米、至多175微米或至多150微米。为了清楚起见，非圆形孔的直径在本文中被定义为在平面图中具有与该非圆形孔等效的面积的
圆的直径。
圆的直径。
[0043] 从本质上讲，微穿孔管状壁110具有声阻抗率，该声阻抗率是管状壁上的压差与接近该表面的有效速度在频率空间中的比率。在具有穿孔的刚性壁的理论模型中，速度是由
空气流入孔穴和流出孔穴产生的。如果壁是柔性的，则壁的运动可有助于计算。声阻抗率通常作为频率的函数变化并且是一个复数，这反映了压力波和速度波可具有相差的事实。
空气流入孔穴和流出孔穴产生的。如果壁是柔性的，则壁的运动可有助于计算。声阻抗率通常作为频率的函数变化并且是一个复数，这反映了压力波和速度波可具有相差的事实。
[0044] 如本文所用，以MKS Rayl为单位测量声阻抗率，其中1Rayl等于1帕斯卡秒/米(Pa·s·m-1)，或者等效地，等于1牛顿秒/立方米(N·s·m-3)，或者另选地等于1kg·s-
1m-2。管道100中的所述多个穿孔112的尺寸优选地设定成在大约250Hz至4000Hz的语音频
率范围内实现显著的声学衰减。
1m-2。管道100中的所述多个穿孔112的尺寸优选地设定成在大约250Hz至4000Hz的语音频
率范围内实现显著的声学衰减。
[0045] 管道100的微穿孔管状壁110的特征可在于其传递阻抗。对于相对薄的膜，传递阻抗是该膜的入射侧的声阻抗与在该膜不存在时会观察到的声阻抗(即仅气腔的声阻抗)之
间的差。在特定实施方案中，穿孔112的尺寸设定成提供具有至少100Rayl、至少200Rayl、至少250Rayl、至少300Rayl、至少325Rayl或至少350Rayl的真实组分的声传递阻抗。此外，多个穿孔112的尺寸可设定成提供具有至多5000Rayl、至多4000Rayl、至多3000Rayl、至多
2000Rayl、至多1500Rayl、至多1400Rayl、至多1250Rayl、至多1100Rayl或至多1000Rayl(均为MKS Rayl)的真实组分的声传递阻抗。
间的差。在特定实施方案中，穿孔112的尺寸设定成提供具有至少100Rayl、至少200Rayl、至少250Rayl、至少300Rayl、至少325Rayl或至少350Rayl的真实组分的声传递阻抗。此外，多个穿孔112的尺寸可设定成提供具有至多5000Rayl、至多4000Rayl、至多3000Rayl、至多
2000Rayl、至多1500Rayl、至多1400Rayl、至多1250Rayl、至多1100Rayl或至多1000Rayl(均为MKS Rayl)的真实组分的声传递阻抗。
[0046] 流动阻力是传递阻抗的低频限制。实验上，这可通过在微穿孔管状壁110处喷吹已知的低速空气并测量与其相关联的压降来估计。流动阻力可被确定为测量的压降除以速
度。
度。
[0047] 在各种实施方案中，通过管状壁110的流动阻力在50MKS Rayl到8000MKS Rayl之间、在100MKS Rayl到4000MKS Rayl之间，或在400MKS Rayl到3000MKS Rayl之间。在一些实施方案中，通过管状壁110的流动阻力小于、等于或大于50MKS Rayl、60MKS Rayl、70MKS Rayl、80MKS Rayl、90MKS Rayl、100MKS Rayl、120MKS Rayl、140MKS Rayl、160MKS Rayl、
180MKS Rayl、200MKS Rayl、250MKS Rayl、300MKS Rayl、350MKS Rayl、400MKS Rayl、
450MKS Rayl、500MKS Rayl、550MKS Rayl、600MKS Rayl、650MKS Rayl、700MKS Rayl、
750MKS Rayl、800MKS Rayl、850MKS Rayl、900MKS Rayl、950MKS Rayl、1000MKS Rayl、
1100MKS Rayl、1200MKS Rayl、1300MKS Rayl、1400MKS Rayl、1500MKS Rayl、1600MKS
Rayl、1700MKS Rayl、1800MKS Rayl、1900MKS Rayl、2000MKS Rayl、2500MKS Rayl、3000MKS Rayl、3500MKS Rayl、4000MKS Rayl、4500MKS Rayl、5000MKS Rayl、5500MKS Rayl、6000MKS Rayl、6500MKS Rayl、7000MKS Rayl、7500MKS Rayl或8000MKS Rayl。
180MKS Rayl、200MKS Rayl、250MKS Rayl、300MKS Rayl、350MKS Rayl、400MKS Rayl、
450MKS Rayl、500MKS Rayl、550MKS Rayl、600MKS Rayl、650MKS Rayl、700MKS Rayl、
750MKS Rayl、800MKS Rayl、850MKS Rayl、900MKS Rayl、950MKS Rayl、1000MKS Rayl、
1100MKS Rayl、1200MKS Rayl、1300MKS Rayl、1400MKS Rayl、1500MKS Rayl、1600MKS
Rayl、1700MKS Rayl、1800MKS Rayl、1900MKS Rayl、2000MKS Rayl、2500MKS Rayl、3000MKS Rayl、3500MKS Rayl、4000MKS Rayl、4500MKS Rayl、5000MKS Rayl、5500MKS Rayl、6000MKS Rayl、6500MKS Rayl、7000MKS Rayl、7500MKS Rayl或8000MKS Rayl。
[0048] 管状壁110的孔隙率是无量纲量，表示给定体积中不被固体结构占据的部分。在图1至图2中示出的简化表示中，穿孔112可假设为圆柱形，在这种情况下，孔隙率相当近似于在平面图中由穿孔112置换的管状壁110的表面积的百分比。在示例性实施方案中，管状壁
110可具有0.1％至10％、0.5％至10％或0.5％至5％的孔隙率。在一些实施方案中，管状壁
110具有小于、等于或大于0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.7％、1％、2％、3％、4％、
5％、6％、7％、8％、9％或10％的孔隙率。
110可具有0.1％至10％、0.5％至10％或0.5％至5％的孔隙率。在一些实施方案中，管状壁
110具有小于、等于或大于0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.7％、1％、2％、3％、4％、
5％、6％、7％、8％、9％或10％的孔隙率。
[0049] 管状壁110优选地由具有响应于具有相关频率的入射声波而被适当地调谐以振动的模量(即拉伸模量)的材料制成。与穿孔112内的空气塞的振动一起，管状壁110本身的局
部振动可耗散声能并且增加通过管道100的传输损耗。反映管状壁110的刚度的模量也直接
影响其声传递阻抗。
部振动可耗散声能并且增加通过管道100的传输损耗。反映管状壁110的刚度的模量也直接
影响其声传递阻抗。
[0050] 在一些实施方案中，管状壁包括具有从0.2GPa至10GPa、0.2GPa至7GPa、0.2GPa至4GPa的模量的材料，或者在一些实施方案中，管状壁包括具有小于、等于或大于0.2GPa、
0.3GPa、0.4GPa、0.5GPa、0.7GPa、1GPa、2GPa、3GPa、4GPa、5GPa、6GPa、7GPa、8GPa、9GPa、
10GPa、12GPa、15GPa、17GPa、20GPa、25GPa、30GPa、35GPa、40GPa、50GPa、60GPa、70GPa、
80GPa、90GPa、100GPa、120GPa、140GPa、160GPa、180GPa、200GPa或210GPa的模量的材料。
0.3GPa、0.4GPa、0.5GPa、0.7GPa、1GPa、2GPa、3GPa、4GPa、5GPa、6GPa、7GPa、8GPa、9GPa、
10GPa、12GPa、15GPa、17GPa、20GPa、25GPa、30GPa、35GPa、40GPa、50GPa、60GPa、70GPa、
80GPa、90GPa、100GPa、120GPa、140GPa、160GPa、180GPa、200GPa或210GPa的模量的材料。
[0051] 合适的热塑性聚合物通常具有在0.2GPa至5GPa范围内的模量。在一些实施方案中，添加纤维或其他填料可将这些材料的模量增大至20GPa。热固性聚合物通常具有在5GPa至40GPa范围内的模量。可用的聚合物包括聚烯烃、聚酯、含氟聚合物、聚乳酸、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯、PVC、聚碳酸酯、聚氨酯及它们的混合物。
[0052] 一般来讲，可归因于设置在柔性膜中的多个穿孔的吸声特性在例如美国专利6,617,002(Wood)、6,977,109(Wood)和7,731,878(Wood)中进行了描述。
[0053] 图3示出了根据另一示例性实施方案的管道200。类似于管道100，管道200具有包括管状壁210的中心微穿孔节段204，其中穿孔212延伸穿过该管状壁。如图所示，微穿孔节段204设置在两个非穿孔节段202、206之间。
[0054] 管状壁210被封装有沿管状壁210的向外表面延伸的纤维层216。如图所示，纤维层216可为环形层，或者可仅部分地围绕管状壁210延伸。可选地并且如图所示，纤维层216和管状壁210直接接触彼此。如果纤维层216和管状壁210不直接接触彼此，则管道200可包括
插入结构(诸如粘合剂)以使纤维层216和管状壁210以固定取向彼此联接。
插入结构(诸如粘合剂)以使纤维层216和管状壁210以固定取向彼此联接。
[0055] 使用图2中示出的构造的优点源自纤维层216减少了通过穿孔212的流渗漏，所述流渗漏通常会由于空气流动穿过管道时产生的背压而发生。作为另一益处，纤维层216本身可提供声学衰减。
[0056] 可在纤维层216中使用的纤维材料包括玻璃纤维、由聚酯和聚丙烯纤维构成的非织造吸声体(诸如明尼苏达州圣保罗的3M公司生产的ThinsulateTM隔音材料(ThinsulateTM Acoustic Insulation by 3M Company，St.Paul，MN))、熔融吹塑微纤维、棉纤维、开孔泡沫以及它们的组合。在一些实施方案中，纤维材料的流动阻力在100MKS Rayl至10,000MKS
Rayl的范围内。
Rayl的范围内。
[0057] 纤维层216的厚度不受特别限制。在一个优选的实施方案中，该厚度适于在不显著增大管道的整体尺寸的情况下显著衰减噪声并减少气流渗漏。纤维层216的厚度(或平均厚
度)可为管状壁210的内径的0.5％至200％、5％至100％、10％至50％，或者在一些实施方案中，该厚度小于、等于或大于该管状壁的内径的0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、
8％、9％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、60％、
70％、80％、90％、100％、150％或200％。
度)可为管状壁210的内径的0.5％至200％、5％至100％、10％至50％，或者在一些实施方案中，该厚度小于、等于或大于该管状壁的内径的0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、
8％、9％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、60％、
70％、80％、90％、100％、150％或200％。
[0058] 图4示出了管道300，该管道与管道100具有一些结构相似性，除了管道300包括围绕内微穿孔层延伸的外微穿孔层。
[0059] 总体上，管道300具有设置在两个非穿孔节段202、206之间的微穿孔节段304，如图所示。微穿孔节段304包括内管状壁310、外管状壁320以及使内管状壁310和外管状壁320彼此连接的壁324。本文中，壁324为平面状的并且大体上垂直于内管状壁310和外管状壁320的纵向轴线。例如，壁324为锥形和/或圆形的其他变型也是可能的。
[0060] 再次参见图4，第一管状壁310和第二管状壁320中的每一者都被穿孔有延伸穿过其的相应穿孔312、322。第一管状壁310和第二管状壁320以及平面壁324共同限定间隙326。
间隙326表示具有围绕第一管状壁310延伸的圆柱形外壳形状的外围腔室。在该示例性实施
方案中，间隙326未被填充，即基本上没有固体或液体结构占据间隙326内的空间。
间隙326表示具有围绕第一管状壁310延伸的圆柱形外壳形状的外围腔室。在该示例性实施
方案中，间隙326未被填充，即基本上没有固体或液体结构占据间隙326内的空间。
[0061] 内管状壁310和外管状壁320可具有任何合适的直径，并且它们的相对直径同样不受限制。内管状壁310可具有例如为外管状壁320内径的30％至95％、40％至90％、50％至
85％的内径，或者在一些实施方案中，该内管状壁可具有例如为小于、等于或大于该外管状壁内径的30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或
95％的内径。
85％的内径，或者在一些实施方案中，该内管状壁可具有例如为小于、等于或大于该外管状壁内径的30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或
95％的内径。
[0062] 相对于先前的实施方案，微穿孔节段304在微穿孔的管道300内提供了附加表面积。外管状壁320还可减少流渗漏。另外，在一些实施方案中，存在附加的微穿孔壁可通过以下两种机制来降噪：形成Helmholtz谐振器和提供弯曲路径以耗散声波。有利地，内管状壁
310和外管状壁320可被构造为具有不同机械性能(例如，模量、密度)并且/或者包括不同尺寸或形状的微穿孔，以衰减感兴趣的特定频率下的噪声。
310和外管状壁320可被构造为具有不同机械性能(例如，模量、密度)并且/或者包括不同尺寸或形状的微穿孔，以衰减感兴趣的特定频率下的噪声。
[0063] 图5示出了根据另一实施方案的管道400，该管道具有在许多方面类似于管道300的那些节段的节段402、404、406。类似于管道300，管道400具有其中有间隙426的微穿孔节段404。然而，管道400中的间隙426填充有声学粒子430，以进一步增强气流和声学特性。
[0064] 图6示出了根据又一个实施方案的管道500，该管道具有类似于图4至图5中示出的那些节段的管状微穿孔和非微穿孔的节段502、504、506。在该实施方案中，管道500具有填充有纤维材料516的间隙526。
[0065] 图5和图6中的声学粒子430和纤维材料516表示示例性隔音材料。可用的材料可包括例如纤维材料、泡沫、颗粒层或它们的组合。纤维材料包括织造材料和非织造材料。在具有颗粒层的实施方案中，颗粒层可包括声学活性粒子，这些声学活性粒子为多孔的以提供
高表面积。多孔粒子包括例如活性炭和沸石粒子。在一些实施方案中，这些粒子的表面积为至少100m2/g、至少200m2/g、至少300m2/g、至少400m2/g或至少600m2/g。
高表面积。多孔粒子包括例如活性炭和沸石粒子。在一些实施方案中，这些粒子的表面积为至少100m2/g、至少200m2/g、至少300m2/g、至少400m2/g或至少600m2/g。
[0067] 可选择管道的整体尺寸，以在给定壳体的限制内提供可接受的降噪、气流特性和结构完整性。
[0068] 在示例性实施方案中，微穿孔节段和非穿孔节段中的任一者或两者的平均内径可在1cm至150cm、1cm至100cm、1cm至50cm的范围内，或者在一些实施方案中，这些平均内径可小于、等于或大于1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、12cm、15cm、17cm、20cm、
25cm、30cm、35cm、40cm、45cm、50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、75cm、80cm、85cm、90cm、95cm或
100cm。
25cm、30cm、35cm、40cm、45cm、50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、75cm、80cm、85cm、90cm、95cm或
100cm。
[0069] 另外，微穿孔节段和非穿孔节段中的任一者或两者的总体长度可在1cm至300cm、1cm至200cm、1cm至100cm的范围内，或者在一些实施方案中，这些总体长度可小于、等于或大于1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、12cm、15cm、17cm、20cm、25cm、30cm、
35cm、40cm、45cm、50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、75cm、80cm、85cm、90cm、95cm、100cm、110cm、
120cm、130cm、140cm、150cm、160cm、170cm、180cm、190cm、200cm、220cm、240cm、260cm、280cm或300cm。
35cm、40cm、45cm、50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、75cm、80cm、85cm、90cm、95cm、100cm、110cm、
120cm、130cm、140cm、150cm、160cm、170cm、180cm、190cm、200cm、220cm、240cm、260cm、280cm或300cm。
[0070] 有利地，设置在两个非穿孔管道节段之间的微穿孔管道节段可充分改变声腔以在噪声传播通过管道时减小管道共振、产生宽带噪声。令人惊讶地发现，相对较短长度的微穿孔管道节段仍然可有效地降低由管道共振产生的噪声。
[0071] 微穿孔或非穿孔节段的总体长度与其平均内径的比率可为0.01∶1至3∶1、0.5∶1至2∶1、1∶1至2∶1或在一些实施方案中，该比率小于、等于或大于0.01∶1、0.02∶1、0.03∶1、0.04∶1、0.05∶1、0.07∶1、0.1∶1、0.2∶1、0.3∶1、0.4∶1、0.5∶1、0.6∶1、0.7∶1、0.8∶1、0.9∶1、1∶1、
1.2∶1、1.4∶1、1∶5∶1、1∶6∶1、1.8∶1、2∶1、2.2∶1、2.4∶1、2.5∶1、2.6∶1、2.8∶1或3∶1。
1.2∶1、1.4∶1、1∶5∶1、1∶6∶1、1.8∶1、2∶1、2.2∶1、2.4∶1、2.5∶1、2.6∶1、2.8∶1或3∶1。
[0072] 应当理解，出现在图3至图6的管道中的微穿孔壁的特性类似于已相对于管道100描述的那些特性，因此不需要重复。
[0073] 图7至图10示出了根据另选实施方案的管道，这些管道中的每个管道包含设置在未穿孔或以其他方式基本上非穿孔的管状节段内的至少一个微穿孔节段。如图所示，微穿
孔节段可能为管状或不为管状。在这些构造中，微穿孔节段与非穿孔或基本上非穿孔节段
平行放置。
孔节段可能为管状或不为管状。在这些构造中，微穿孔节段与非穿孔或基本上非穿孔节段
平行放置。
[0074] 图7举例说明了由非穿孔节段650和更小的微穿孔节段652构成的管道600。可选地并且如本文所示，节段650、652是同心圆柱体。微穿孔节段652不沿非穿孔节段650的整个长度延伸，而是仅沿中间区段延伸。虽然本文未示出，但是微穿孔节段652可为延伸到非穿孔节段650的最末端的终点区段(例如，可省略图7右侧的管道600的三分之一)。
[0075] 如图所示，微穿孔节段652包括管状壁610，该管状壁具有延伸穿过其的穿孔612。管状壁610通过壁654机械地联接到非穿孔节段650的壁上，壁654包封设置在微穿孔节段
652和非穿孔节段650之间的外围腔室。本文中，壁654为环形并且在两端完全封闭该外围腔室，从而防止气流直接进入该空间。
652和非穿孔节段650之间的外围腔室。本文中，壁654为环形并且在两端完全封闭该外围腔室，从而防止气流直接进入该空间。
[0076] 另选地，壁654只能部分地封闭微穿孔节段652和非穿孔节段650之间的空间-例如，壁654可不围绕微穿孔节段652完全延伸。另选地，壁654本身可为微穿孔的，如微穿孔节段652。在需要改善气流(例如，背压降低)的情况下，这些另选的实施方案中的一些可为优选的。
[0077] 壁654用于将微穿孔节段652刚性地固定至管道600的剩余部件，其可采取用于此目的的任何合适形状。如果需要，可在沿微穿孔节段652的长度的中间位置处包括附加的
壁，以增加稳定性。另外，如前所述，壁654可为不连续的或者以其他方式设置有开口或穿孔，以允许气流自由地通过微穿孔节段652和非穿孔节段650之间的间隙。
壁，以增加稳定性。另外，如前所述，壁654可为不连续的或者以其他方式设置有开口或穿孔，以允许气流自由地通过微穿孔节段652和非穿孔节段650之间的间隙。
[0078] 图8示出了具有圆柱形的非穿孔节段750和平面状的微穿孔节段752的管道700。如本文所示，微穿孔节段752沿将圆柱形管道纵向二等分的假想平面延伸。如图所示，微穿孔节段752沿管道700的长度的仅一部分延伸。
[0079] 在这种情况下，半圆形的壁754从微穿孔节段752的端部成直角朝非穿孔节段750的一例延伸。如图所示，壁754抵靠非穿孔节段750形成密封，并且与微穿孔节段752一起封闭半圆柱形腔室726。在另选的实施方案中，微穿孔节段752可在管道700内采取其他构造-
例如，微穿孔节段752可具有其他形状诸如非平面形状和其他取向。壁754也可具有先前描
述的另选构造中的任何构造。
例如，微穿孔节段752可具有其他形状诸如非平面形状和其他取向。壁754也可具有先前描
述的另选构造中的任何构造。
[0080] 图9示出了具有非穿孔节段850的管道800。非穿孔节段850包括彼此串联连接的三个非穿孔区段850a、850b、850c。在所描绘的实施方案中，端部区段850a、850c均为圆柱形的，后者的横截面直径小于前者的横截面直径。中间区段850b为截头圆锥体形，从而在图9示出的端部区段850a、850c之间提供了锥形过渡区域。
[0081] 微穿孔节段852在区段850a的中点位置和区段850c的入口之间延伸。如图所示，微穿孔节段852为截头圆锥体形，该截头圆锥体形类似于中间区段850b但是具有渐缩的锥度。
因为微穿孔节段852的锥度比中间区段850b的锥度小，所以在非穿孔节段850和微穿孔节段
852之间形成环形间隙826。
因为微穿孔节段852的锥度比中间区段850b的锥度小，所以在非穿孔节段850和微穿孔节段
852之间形成环形间隙826。
[0082] 管道800的微穿孔节段852通过引导气流通过区段850a、850b的变窄部分而有利地减少了压降。微穿孔节段852(具有被正确地调谐到管道内产生的噪声的穿孔)也可通过在
空气流动通过穿孔时引起穿孔共振以及可形成的粘性能量耗散来衰减声能。间隙826也表
示外围腔室，该外围腔室使得声波能够反射并且破坏性地妨碍沿微穿孔节段852的入射声
波。
空气流动通过穿孔时引起穿孔共振以及可形成的粘性能量耗散来衰减声能。间隙826也表
示外围腔室，该外围腔室使得声波能够反射并且破坏性地妨碍沿微穿孔节段852的入射声
波。
[0084] 在管道900中，锥形微穿孔节段952驻留在圆柱形的非穿孔节段950内。微穿孔节段952的入口抵靠非穿孔节段950的内壁形成密封。直径小得多的微穿孔节段952的出口抵靠
缩口960形成密封。缩口960为环形，并且驻留在垂直于管道900的纵向轴线的平面中。缩口
960被非穿孔节段950外接，并且具有与微穿孔节段952的出口对准的圆形开口962。
缩口960形成密封。缩口960为环形，并且驻留在垂直于管道900的纵向轴线的平面中。缩口
960被非穿孔节段950外接，并且具有与微穿孔节段952的出口对准的圆形开口962。
[0085] 管道900提供了先前相对于管道800描述的相同益处中的许多益处，但是这样做的同时保持了均匀的横截面。
[0086] 在一些实施方案中，通过这些管道800、900的气流被反向；也就是说，在图9和图10中可引导空气从右到左通过管道，由此管道直径不断增大而不是减小。两种布置都是可能的，因为图9的构造在衰减高频噪声组分方面特别有效(诸如在低通滤波器中)，而反向构造在衰减低频噪声组分方面特别有效(诸如在高通滤波器中)。
[0087] 图11示出了另一个管道1000，该管道具有内管状壁1002和沿内管状壁1002的一部分延伸的外管状壁1004，其中内管状壁1002和外管状壁1004为同心圆柱体形。环形壁1006、
1008阻塞气流直接进入定位在内管状壁1002和外管状壁1004之间的外围腔室以及直接从
该外围腔室出来。内管状壁1002是微穿孔的，而外管状壁1004不是微穿孔的。该管道1000与其他管道的不同之处在于：两个管状壁1002、1004相对于管道1000的入口和出口是收缩的。
1008阻塞气流直接进入定位在内管状壁1002和外管状壁1004之间的外围腔室以及直接从
该外围腔室出来。内管状壁1002是微穿孔的，而外管状壁1004不是微穿孔的。该管道1000与其他管道的不同之处在于：两个管状壁1002、1004相对于管道1000的入口和出口是收缩的。
[0088] 虽然没有详尽地示出或描述，但是应当理解，前述管道特征的任何合理组合可用于获得进一步降噪。例如，图7至图11中示出的微穿孔壁中的任一个可衬有隔音材料。又如，示例性实施方案中描绘的某些非穿孔壁可被微穿孔壁替换，而不对本发明所提供的管道的
功能和操作产生不利影响。
功能和操作产生不利影响。
[0089] 在一些应用中，对现有管道进行改装以进行降噪可为有利的。此类解决方案可需要替换现有管道中的一些或全部以获得本文所述的管道构造。
[0090] 例如，可通过从现有管道中去除管道的第一节段来实现降噪，其中第一节段为基本上非穿孔的。然后，插入管道的第二节段来取代第一节段。第二节段的至少一部分具有与管道的剩余部分流体连通的多个微穿孔。
[0091] 作为另一个选择，可用微穿孔的附加管道节段来增加管道的现有部分。附加节段可相对于管道的现有部分驻留在内部或外部。
[0092] 在一些情况下，本发明所提供的微穿孔管道的潜在应用可与上文那些很不同。例如，本发明所提供的管道可用于在噪声源定位在管道本身内的应用中降噪。
[0093] 图12示出了其中噪声源驻留在管道-直列式风扇组件1100内的应用的一个简单示例。风扇组件1100由管状壁1102和设置在管状壁1102内的多个旋转风扇叶片1105构成。如
先前所述，管状壁1102包括微穿孔壁或层，以帮助降低风扇产生的噪声。
先前所述，管状壁1102包括微穿孔壁或层，以帮助降低风扇产生的噪声。
[0094] 图12中的管状壁1102还可包括一个或多个纤维层，所述一个或多个纤维层延伸穿过微穿孔壁或层并且可选地与微穿孔壁或层接触，从而使得管道能够在较宽的声频范围内
提供吸声。如先前所述，这种双层构造可帮助减少通过微穿孔的流渗漏。
提供吸声。如先前所述，这种双层构造可帮助减少通过微穿孔的流渗漏。
[0095] 在另一个应用中，图13示出了使用多个旋转转子叶片1201进行推进的无人飞行器1200(例如，无人机)。转子叶片1201定位在管状壁内，如先前所述，这些管状壁为微穿孔的以形成定位在相应的整流罩1202内的微穿孔管道。如图所示，管状壁可部分或完全包围转
子叶片1201，以降低转子叶片1201在整流罩内旋转所产生的噪声。有利地，与传统吸声体相比，微穿孔管状壁为薄的，这使得它们在此处描述的空间有限的情况下特别有用。
子叶片1201，以降低转子叶片1201在整流罩内旋转所产生的噪声。有利地，与传统吸声体相比，微穿孔管状壁为薄的，这使得它们在此处描述的空间有限的情况下特别有用。
[0096] 微穿孔壁的这种用途尤其有利，因为当转子叶片的远端接近整流罩的内表面时，转子的效率增加。遗憾的是，噪声也随这些表面之间距离减小而增加，这导致制造商放弃使用此类构造。本发明所提供的微穿孔管道可通过以下方式来解决这一困境：使得转子叶片
与整流罩之间的间隙减小，以及提高推力效率同时也减轻从其产生的噪声。
与整流罩之间的间隙减小，以及提高推力效率同时也减轻从其产生的噪声。
[0097] 附加的非限制性实施方案列举如下：
[0098] 1.一种用于气流的管道，该管道包括：第一节段，该第一节段为管状并且为基本上非穿孔的；以及第二节段，该第二节段的至少一部分具有多个微穿孔，这些微穿孔提供穿过其的50MKS Rayl至8000MKS Rayl的平均流动阻力，其中第二节段：(a)为管状并且与第一节段串联连接，其中第二节段的外表面与管道的外表面流体连通，或(b)设置在第一节段内。
[0099] 2.根据实施方案1所述的管道，其中第二节段为管状并且与第一节段串联连接，并且第一节段和第二节段的内径近似相同。
[0100] 3.根据实施方案1或2所述的管道，其中第二节段为管状并且与第一节段串联连接，并且第一节段和第二节段的外径近似相同。
[0101] 4.根据实施方案1至3中任一项所述的管道，其中第二节段为管状并且与第一节段串联连接，第二节段还包括外壁和嵌套在该外壁内的内壁，其中微穿孔延伸穿过至少该内
壁。
壁。
[0102] 5.根据实施方案4所述的管道，其中内壁和外壁为管状壁。
[0103] 6.根据实施方案4或5所述的管道，其中第二节段为管状并且与第一节段串联连接，内壁和外壁的至少一部分彼此间隔开一定间隙，并且微穿孔延伸穿过内壁和外壁两者。
[0104] 7.根据实施方案6所述的管道，还包括设置在间隙内的声学活性粒子。
[0105] 8.根据实施方案6或7所述的管道，还包括设置在间隙内的纤维材料。
[0106] 9.根据实施方案6所述的管道，其中间隙基本上未被填充。
[0107] 10.根据实施方案4至9中任一项所述的管道，其中内壁的内径为外壁的内径的30％至95％。
[0108] 11.根据实施方案10所述的管道，其中内壁的内径为外壁的内径的40％至90％。
[0109] 12.根据实施方案11所述的管道，其中内壁的内径为外壁的内径的50％至85％。
[0110] 13.根据实施方案4或5所述的管道，其中外壁包含纤维材料、泡沫和颗粒层中的一者或多者。
[0111] 14.根据实施方案1至13中任一项所述的管道，其中第二节段为管状并且与第一节段串联连接，并且所述管道还包括第三节段，该第三节段为管状并且与第二节段串联连接。
[0112] 15.根据实施方案1所述的管道，其中第二节段设置在第一节段内。
[0113] 16.根据实施方案15所述的管道，其中第二节段大体为平面。
[0114] 17.根据实施方案16所述的管道，其中大体为平面的第二节段近似平行于气流方向被对齐。
[0115] 18.根据实施方案15所述的管道，其中第二节段为管状。
[0116] 19.根据实施方案18所述的管道，其中第二节段具有固定直径。
[0117] 20.根据实施方案18所述的管道，其中第二节段具有可变直径。
[0118] 21.根据实施方案20所述的管道，其中第二节段的至少一部分的直径沿管道相对于气流方向减小。
[0119] 22.根据实施方案21所述的管道，其中第二节段的至少一部分为锥形。
[0120] 23.根据实施方案1和实施方案15至22中任一项所述的管道，其中第二节段设置在第一节段内，并且第一节段和第二节段间隔开一定间隙。
[0121] 24.根据实施方案23所述的管道，还包括设置在间隙内的隔音材料。
[0122] 25.根据实施方案24所述的管道，其中隔音材料包括纤维材料、泡沫和颗粒层中的一者或多者。
[0123] 26.根据实施方案23所述的管道，其中间隙基本上未被填充。
[0124] 27.根据实施方案23至26中任一项所述的管道，其中间隙沿横截面直径减小的第一节段的一部分延伸。
[0125] 28.根据实施方案1和实施方案15至27中任一项所述的管道，其中第二节段设置在第一节段内，并且第二节段沿第一节段的仅一部分延伸。
[0126] 29.根据实施方案1至28中任一项所述的管道，其中第二节段的微穿孔部分具有0.1％至10％的孔隙率。
[0127] 30.根据实施方案29所述的管道，其中第二节段的微穿孔部分具有0.5％至10％的孔隙率。
[0128] 31.根据实施方案30所述的管道，其中第二节段的微穿孔部分具有0.5％至5％的孔隙率。
[0129] 32.根据实施方案1至31中任一项所述的管道，其中第二节段具有1cm至150cm的平均内径以及1cm至300cm的总体长度。
[0130] 33.根据实施方案32所述的管道，其中第二节段具有1cm至100cm的平均内径以及1cm至200cm的总体长度。
[0131] 34.根据实施方案33所述的管道，其中第二节段具有1cm至50cm的平均内径以及1cm至100cm的总体长度。
[0132] 35.根据实施方案1至34中任一项所述的管道，其中第二节段的总体长度和其平均内径之间的比率为0.01∶1至3∶1。
[0133] 36.根据实施方案35所述的管道，其中第二节段的总体长度和其平均内径之间的比率为0.5∶1至2∶1。
[0134] 37.根据实施方案36所述的管道，其中第二节段的总体长度和其平均内径之间的比率为1∶1至2∶1。
[0135] 38.根据实施方案1至37中任一项所述的管道，其中第二节段的微穿孔部分包括具有在0.2GPa至210GPa变动的模量的材料。
[0136] 39.根据实施方案38所述的管道，其中第二节段的微穿孔部分包括具有在5GPa至210GPa变动的模量的材料。
[0137] 40.根据实施方案39所述的管道，其中第二节段的微穿孔部分包括具有在5GPa至50GPa变动的模量的材料。
[0138] 41.根据实施方案1至40中任一项所述的管道，其中第一节段和第二节段均为管状并且同心。
[0139] 42.一种HVAC系统，该HVAC系统包括根据实施方案1至41中任一项所述的管道。
[0140] 43.一种降低现有管道中的噪声的方法，该方法包括：从现有管道中去除管道的第一节段以形成管道的剩余部分，其中第一节段为基本上非穿孔的；以及插入管道的第二节
段来取代第一节段，该第二节段的至少一部分具有与管道的剩余部分流体连通的多个微穿
孔。
段来取代第一节段，该第二节段的至少一部分具有与管道的剩余部分流体连通的多个微穿
孔。
[0141] 44.根据实施方案43所述的方法，其中第二节段的微穿孔部分具有穿过其的100MKS Rayl至8000MKS Rayl的平均流动阻力。
[0142] 45.根据实施方案44所述的方法，其中第二节段的微穿孔部分具有穿过其的100MKS Rayl至4000MKS Rayl的平均流动阻力。
[0143] 46.根据实施方案45所述的方法，其中第二节段的微穿孔部分具有穿过其的400MKS Rayl至3000MKS Rayl的平均流动阻力。
[0144] 47.一种用于降噪的管道，该管道包括：管状节段，该管状节段的至少一部分具有多个微穿孔，这些微穿孔提供穿过其在50MKS Rayl至8000MKS Rayl的平均流动阻力，该管
状节段包括外壁和嵌套在该外壁内的内壁，其中微穿孔延伸穿过这些壁中的一者，并且其
中这些壁中的另一者包含纤维材料、泡沫和颗粒层中的一者或多者，其中噪声源定位在管
道内。
状节段包括外壁和嵌套在该外壁内的内壁，其中微穿孔延伸穿过这些壁中的一者，并且其
中这些壁中的另一者包含纤维材料、泡沫和颗粒层中的一者或多者，其中噪声源定位在管
道内。
[0145] 48.一种用于无人飞行器的转子组件，该转子组件包括：设置在管道内的多个转子叶片和由管状壁构成的管道，该管状壁的至少一部分具有多个微穿孔，所述多个微穿孔提
供穿过其在50MKS Rayl至8000MKS Rayl的平均流动阻力。
供穿过其在50MKS Rayl至8000MKS Rayl的平均流动阻力。
[0146] 实施例
[0147] 测试方法
[0148] 声学测试1-传输损耗
[0149] 通过以下ASTM E2611-09(“基于传递矩阵法测量声学材料垂直入射声传输的标准测试方法”(Standard Test Method for Measurement of Normal lncidence Sound
Transmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method))概
述的过程测量微穿孔膜或微穿孔板的声学特性。从该过程中收集的数据用于获得声传输损
耗。
Transmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method))概
述的过程测量微穿孔膜或微穿孔板的声学特性。从该过程中收集的数据用于获得声传输损
耗。
[0150] 该数据用于获得膜的传递阻抗。该过程的输出中的一个输出是2×2传递矩阵，该传递矩阵使微穿孔膜两侧的压力和声学粒子速度相关联。通过遵循以下概述的过程，传递
矩阵的元素用于计算膜的传递阻抗。
矩阵的元素用于计算膜的传递阻抗。
[0151] 可使用传递矩阵描述膜前后表面的压力和速度之间的关系：即，
[0152]
[0153] 为了计算传递阻抗，首先假设前速度v1和后速度v2相同(基于穿过膜的流动是不可压缩的假设)；然后膜的传递阻抗可如下描述：
[0154]
[0155] 根据公式(1)，p1和v1可写成以下形式：
[0156] p1＝T11p2+T12v2 (3)
[0157] v1＝T21p2+T22v2 (4)
[0158] 然后可对公式(3)和公式(4)进行处理以获得如下结果：
[0159] p1-p2＝(T11-1)p2+T12v2 (5)
[0160] T21p2＝(1-T22)v1
[0161]
[0162] 将公式(6)代入公式(5)后得到，
[0163]
[0164] 然后，通过将公式(7)代入公式(2)得到传递阻抗：即，
[0165]
[0166] 声学测试2-声音强度级
[0167] 通过使用两个或多个麦克风测量从管道排气区域产生的声音的声音强度/，并根据以下公式进行计算：
[0168] /＝pv[W/m2] (1)
[0169] 其中，p表示声压[Pa]，v表示声学粒子速度[m/s]。通过使用麦克风测量强度的声压场，并且声学粒子速度由以下公式得出：
[0170] v＝1/ρ0∫Δp/Δr dt (2)
[0171] 其中，分别地，ρ0表示气体的密度，t表示时间，Δp表示两个麦克风之间的压差，并且Δr表示两个麦克风之间的距离。
[0172] 声音强度级Ll根据以下公式进行计算：
[0173] Ll＝10 log10(l/l0)[dB] (3)
[0174] 其中，l0为10-12W/m2。
[0175] 声学建模计算
[0176] 使用COMSOL软件包计算微穿孔膜或微穿孔板的声学特性以进行建模。使用有限元分析将微穿孔管状壁建模为刚性结构。微穿孔管状壁的物理参数诸如孔径、孔隙率、气流电阻率用于计算管状壁的声学特性，并在模型中实现以计算处理节段的传输损耗。
[0177] 根据模型使用以下数学关系式来计算传输损耗：
[0178] TL＝10 log10(Wi/Wo)
[0179] 其中，Wi为输入声功率，Wo为输出声功率。就所述构造而言，其中将管状壁(或纤维层)暴露于空气中，在距离暴露的管状壁一定距离的边界处应用消声边界条件进行建模。
[0180] 实施例1(图1至图2)和实施例2(图3)
[0181] 使用以下过程和材料组装如图1至图2和图3所示的微穿孔管。如美国专利6，617，002(Wood)中所述制备微穿孔膜。将膜级聚丙烯树脂用于薄膜挤塑，然后将膜压花并进行热处理，使得压花形成孔。所得膜(微穿孔板(“MPP”))具有0.35mm的厚度、约400克/米2的基重和111孔/cm2的孔/穿孔密度，其中每个单独的孔大致为圆形，直径(“D”)为约100微米。用于展示的膜的两个流动阻力为约751MKS Rayl和1200MKS Rayl。
[0182] 如表1和表2中列出的，将膜制成直径为6.4cm并且长度“l”为5cm和10cm的末端开放的圆柱形管。在实施例1中(参见图1至图2)，微穿孔管的外面保持开放，并用从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company，St Paul，MN)获得的THINSULATETM产品TC1803覆盖实施例2(参见图3)。
[0183] 表1中汇总了实施例1的声学设备的建模和测量的声学传输损耗数据。
[0184] 表1
[0185]
[0186]
[0187] 表1中，“NT”＝未测试
[0188] 表2中汇总了实施例2的声学设备的声学传输损耗数据(建模和测量的)。
[0189] 表2
[0190]
[0191]
[0192] 表2中，NT＝未测试
[0193] 表3示出了在图1至图2和图3的情况下以dB为单位的测量的声学强度级Llo在管道的排气端测量两个示例的强度级，并在远离排气50cm的区域处测量声学强度级。
[0194] 表3
[0195]
[0196]
[0197] 实施例3(图4)
[0198] 表4中提供了根据图4的声学设备的建模和测量的声学传输损耗数据，所述声学设备具有直径“D”和长度“l”。
[0199] 表4
[0200]
[0201]
[0202] 实施例4(图7)
[0203] 根据图7在存在具有表5中列出的流动阻力(“FR”)值的微穿孔板(MPP)和不存在此类微穿孔板的情况下对若干声学设备执行声学测试1测量。长度“l”的值设置为100mm，直径D1的值设置为6.4cm，内径D2设置为。表5中也包括基于无MPP的声学设备的模型以供比较。
表5中汇总了测量的传输损耗值。
表5中汇总了测量的传输损耗值。
[0204] 表5
[0205]
[0206]
[0207] 实施例5(图8)
[0208] 根据图8在存在具有表6中列出的不同流动阻力(“FR”)值的微穿孔板(MPP)和不存在此类微穿孔板的情况下对若干声学设备执行声学建模计算。长度“l”的值设置为100mm，直径“D”的值设置为3cm。表6中也包括基于无MPP的声学设备的模型以供比较。表6中汇总了计算的传输损耗值。
[0209] 表6
[0210]
[0211]
[0212] 实施例6(图9.具有沿“收缩”方向的气流)
[0213] 根据图9对具有表7中列出的直径“D1”、“D2”和长度“l”值的声学设备执行声学建模计算。在该建模中，气流的方向为从D1至D2的方向(“收缩”方向)。表7中汇总了计算的传输损耗值。
[0214] 表7
[0215]
[0216] 实施例7(图9，具有沿“伸展”方向的气流)
[0217] 根据图9对具有表7中列出的直径“D1”、“D2”和长度“l”值的声学设备再次执行声学建模计算。在该建模中，气流方向与实施例5中的气流方向相反，该建模具有沿从D2至D1的方向(“伸展”方向)的气流。表8中汇总了计算的传输损耗值。
[0218] 表8
[0219]
[0220] 实施例8(图10)
[0221] 表9中汇总了实施例8的声学设备的声学传输损耗数据(建模和测量的)。
[0222] 声学设备具有表8中列出的直径“D1”、“D2”和长度“l”值。在该建模中，气流的方向是从D1至D2，其中D1＞D2(“收缩”方向)。表9中汇总了建模和测量的传输损耗值。
[0223] 表9
[0224]
[0225]
[0226] 实施例9(图11)
[0227] 根据图11对具有表10中列出的直径D1＝6.4cm、D2＝1.5cm、D3＝2cm和长度l＝10cm的声学设备执行声学测试1。在这些测量中，微穿孔管道的横截面形状为圆形。表10中汇总了测量的传输损耗值。
[0228] 表10
[0229]
[0230] 以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情
况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书
保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制，本公开的范围由权利
要求书及其所有等同形式限定。
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10 暖通空調系統及其控制方法
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