BRPI0608620A2

BRPI0608620A2 - dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som

Info

Publication number: BRPI0608620A2
Application number: BRPI0608620-9A
Authority: BR
Inventors: Ralf Corin
Original assignee: Tumane Entpr Ltd
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2010-01-19
Also published as: US8061476B2; JP5189972B2; EP1878008A4; RU2007134064A; NO335598B1; PL1878008T3; ES2439222T3; NO20074803L; KR20070118125A; EP1878008B1; CA2601235C; AU2006223685A1; JP2008533539A; CA2601235A1; KR101297855B1; EP1878008A1; CN101164101A; US20090050404A1; RU2425989C2; WO2006098694A1

Abstract

DISPOSITIVO CANAL DE ESCOAMENTO PARA AMORTECIMENTO DE SOM. A presente invenção apresenta um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som que define no mínimo um canal de escoamento (2) que tem uma abertura de entrada (3) uma abertura de saída (4), o canal de escoamento (2) sendo no mínimo parcialmente delimitado por no mínimo uma parede dissipadora de energia acústica (5, 6). A abertura de saída (4) do canal de escoamento (2) não pode ser vista a partir da abertura de entrada (3) e vice-versa. Preferivelmente a parede dissipadora de energia acústica (5, 6) apresenta em relação ao interior do canal de escoamento (2) uma curvatura suave.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO CANAL DE ESCOAMENTO PARA AMORTECIMENTO DE SOM".

Antecedentes Técnico

A presente invenção é relativa a um dispositivo canal de escoa-5 mento para amortecimento de som, que define no mínimo um canal de escoamento

Fundamento da invenção

Tradicionalmente, atenuadores de som ou silenciadores são utilizados para reduzir sons indesejáveis em dutos com ar em escoamento. Um 10 tal atenuador de som ou silenciador é usualmente projetado como um componente adicionado inserido de alguma forma ao longo de todo o duto. Entre atenuadores de som existem tipos resistivos e reativos.

Um tipo puramente reativo reduz o som apenas por meio de uma diferença com relação à dimensão geométrica em relação ao duto, e pode 15 ser encarado como um refletor e não um silenciador de energia dissipativo.

Um silenciador resistivo muitas vezes contém materiais resisti-vos como vidro comprimido ou lãs de fibra mineral, espumas plásticas, ou fibras de poliéster, como o material absorvedor de energia. Com isto, colocar o material absorvente na forma de chicanas ou revestimentos de paredes 20 laterais na corrente em escoamento, é a maneira mais efetiva de reduzir som, uma vez que o som está presente na corrente. Contudo, isto irá provocar inevitavelmente efeitos não desejados, como uma queda de pressão, ruído gerado por turbulência, e escoamento em volume reduzido.

Para evitar ou reduzir uma perda de pressão no duto de um si-25 lenciador resistivo, revestimentos de parede podem ser colocados fora do duto original, pelo que, o duto deve ser parcialmente perfurado para deixar o som dissipar para o interior do material poroso, e úma parede estanque a ar deve ser fornecida através do material absorvente para evitar perda de pressão ou vazamento. Contudo, uma desvantagem com uma tal solução é que 30 ela requer espaço fora do duto de escoamento da corrente, e tal espaço pode ser limitado, ou não existente em diversas aplicações.

Outras soluções incluem uma chicana em um material absorvedor

PI0608620-9de som inserido no duto de escoamento de corrente ou uma veneziana inserida no duto de escoamento de corrente para reduzir turbulência. As venezianas são muitas vezes fornecidas em dobras (cotovelos) de dutos.

A WO 02/089110 descreve um projeto de silenciador que utiliza revestimentos microperfurados sobre paredes e chicanas em uma ou diversas camadas, utilizando ou não utilizando materiais absorventes fibrosos. O escoamento de ar passa paralelo à superfície utilizando o ar que não se movimenta dentro do revestimento ou chicana como um absorvedor que não reage localmente. Uma desvantagem com esta solução é que o volume atrás dos revestimentos ou chicanas não participa como um indutor de escoamento, mas ao invés disto reduz a área de seção transversal de escoamento.

A GB 1536164 descreve um atenuador acústico que utiliza venezianas inclinadas em um duto reto para guiar o escoamento de are o campo de som. As venezianas formam uma pluralidade de canais de esco- amento distribuídos ao mesmo tempo na direção transversal e longitudinal do duto. O campo de som é guiado de modo que as ondas de som se chocam contra diversas venezianas que são cobertas com material poroso, de modo que as ondas perdem energia em cada impacto. Acusticamente as venezianas são principalmente refletoras. Contudo, devido ao ângulo das venezianas e a grande espessura das venezianas e as camadas de absorção, as venezianas irão provocar uma redução da seção transversal de escoamento. Além disto, o dobramento do escoamento para a forma em zig-zag irá provocar uma queda de pressão. Sumário

Um objetivo da invenção é fornecer um dispositivo canal de es-

coamento para amortecimento de som que permite o amortecimento efetivo de som ao mesmo tempo que minimiza a queda de pressão de um escoamento de fluido através do dispositivo.

Um outro objetivo é fornecer um dispositivo canal de escoamen-

to para amortecimento de som que permite um amortecimento de som efetivo ao mesmo tempo que minimiza a queda de pressão de um escoamento de fluido através do dispositivo, pelo que, as dimensões do dispositivo sãomantidas baixas.

Um outro objetivo é fornecer um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som que permite um amortecimento de som efetivo mesmo tempo que minimiza a queda de pressão de um escoamento de 5 fluido através do dispositivo, pelo que, uma redução da seção transversal do escoamento é evitada ou minimizada.

Estes objetivos são alcançados com um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som que define, no mínimo, um canal de escoamento que compreende uma abertura de entrada, uma abertura desaída, o canal de escoamento estando no mínimo parcialmente delimitado por, no mínimo, uma parede dissipadora de energia acústica, pelo que, a abertura de saída do canal de escoamento não pode ser vista a partir da abertura de entrada, e vice-versa.

Este dispositivo irá amortecer ondas de som em um fluido em escoamento com uma interferência mínima do próprio escoamento de fluido, isto é, uma queda de pressão mínima. A razão é que uma vez que a abertura de saída do canal de escoamento não pode ser vista a partir da abertura de entrada e vice-versa, as ondas de som são forçadas a se chocarem contra a no mínimo uma parede dissipadora de energia acústica, enquanto o próprio escoamento de fluido é deixado passar. Assim, a invenção irá fornecer deflexão do som de modo que ele é forçado a "ricochetear" no canal de escoamento e perder energia a cada impacto. Uma maneira de expressar a invenção em termos acústicos é que a parede dissipadora de energia acústica tem uma impedância acústica que corresponde a cerca de 0,1 até 10,preferivelmente 0,5 até 5 e mais preferivelmente 1 a 3 vezes a impedância da onda do fluido em escoamento. A invenção utiliza as diferenças inerentes entre propriedades que interagem do material da parede, com relação ao campo de escoamento e o campo acústico.

Deveria ser observado que a invenção é aplicável a diversos tipos de escoamento de fluido, ambos gasosos tal como ar e líquido tal como água, em tubos de água e líquidos hidráulicos.

Outros tipos específicos de escoamentos de fluido aos quais ainvenção é aplicável são escoamentos de vapor e escoamentos de gás de combustão. Os exemplos específicos de aplicações são canais de ventilação, canais de ar pressurizado, tubos de descarga, tubulação hidráulica, e condutos de água.Preferivelmente a parede dissipadora de energia acústica, apre-

senta em relação ao interior do canal de escoamento, uma curvatura suave. A curvatura suave irá impedir separação do escoamento de fluido da parede ,cuja prevenção irá reduzir ainda a queda de pressão.

Preferivelmente, como pode ser visto, por exemplo, nas figuras 1, 2, 2a e 3 além de descrito abaixo, o dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som compreende duas paredes dissipadoras de energia acústica formadas por uma primeira e uma segunda folhas que definem entre elas o canal de escoamento, as ditas primeira e segunda folhas sendo, cada uma, dotada de no mínimo uma saliência e/ou denteamento. Com isto dita saliência e/ou denteamento pode ser disposto de tal modo que a abertura de saída do canal de escoamento não pode ser vista da abertura de entrada, e vice-versa. Isto significa que as ondas de som irão se chocar contra a saliência e/ou denteamento, pelo que, as folhas irão absorver as ondas de som, mas permitir que o escoamento de fluido passe.

Deveria ser observado que os exemplos mostrados nas figuras

anexas não limitam o escopo da invenção, o qual, ao invés disto, é definido pelas reivindicações.

Preferivelmente, dita saliência e/ou denteamento, é disposta de tal modo que a área de seção transversal do canal de escoamento é subs- tancialmente constante. Com isto, a queda de pressão é reduzida ainda mais. Uma maneira de realizar isto é arranjar uma saliência em uma das folhas que se estende parcialmente até um denteamento em uma folha paralela, e dotar as superfícies da saliência e do denteamento de formas similares. Em um caso especial de uma forma de seção transversal estendida do canal de escoamento, a largura deste último é preferivelmente constante.

Preferivelmente, como pode ser visto por exemplo na figura 20, mais descrito abaixo, o dispositivo canal de escoamento para amortecimentode som compreende uma parede dissipadora de energia acústica adicional, formada por uma terceira folha, que define junto com dita segunda folha um segundo canal de escoamento, dita terceira folha sendo dotada de no mínimo uma saliência e/ou denteamento. Com isto, dita saliência e/ou dentea-5 mento podem ser dispostos de tal modo que a abertura de saída do segundo canal de escoamento não pode ser vista da abertura de entrada do segundo canal de escoamento, e vice-versa. Como resultado, o escoamento de fluido em um duto pode ser dividido em uma pluralidade de escoamentos de fluido separados, e a dimensão da saliência e/ou denteamento pode ser mantida relativamente pequena, embora ainda realizando os aspectos que a abertura de saída dos canais de escoamento não podem ser vistos a partir da abertura de entrada dos canais de escoamento, e vice-versa.

Preferivelmente dita saliência e/ou denteamento é disposta de tal modo que a área de seção transversal do segundo canal'de escoamento é substancialmente constante.

Preferivelmente, como pode ser visto por exemplo nas figuras 1, 2 e 2a mais descritas abaixo, dita saliência compreende uma crista e dito denteamento compreende um vale, e dita crista e vale sendo dispostos de tal modo que a área de seção transversal do canal de escoamento é subs- tancialmente constante.

Em uma modalidade, exemplificada na figura 1 ainda descrita abaixo, a crista e o vale são essencialmente retos e se estendem essencialmente na direção transversal em relação à direção do canal de escoamento. Alternativamente, como exemplificado na figura 3, ainda mais descrito abai-xo, a crista e o vale formam, cada um, um alça fechada. Com isto a crista e o vale poderiam ser circulares. Como uma outra alternativa exemplificada na figura 2 mais descrita abaixo, a crista e o vale podem apresentar, cada um, uma forma de espiral.

Em uma outra modalidade exemplificada na figura 4, ainda des-crita abaixo, dita saliência compreende uma protuberância e dito denteamento compreende um poço, ditos protuberância e poço sendo dispostos de tal modo que a área de seção transversal do canal de escoamento é substanci-almente constante.

Preferivelmente como exemplificado nas figuras 5 e 6, ainda mais descrito abaixo, o dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som compreende no mínimo uma parede guia orientada em um ângulo com a orientação das primeira e segunda folhas, para guiar um escoamento de fluido em um plano que é paralelo às primeira e segunda folhas. Com isto, a no mínimo uma parede guia pode ser orientada perpendicularmente às primeira e segunda folhas, ou em um outro ângulo com estas últimas.

Preferivelmente como exemplificado na figura 7, mais descritoabaixo, no mínimo duas das folhas são dotadas cada uma com no mínimo uma abertura, pelo que aberturas em folhas adjacentes são deslocadas em uma direção paralela às folhas, de modo que um escoamento de fluido é forçado paralelo às folhas quando passando de uma abertura em uma das folhas para uma abertura em uma folha adjacente.

Em outras modalidades exemplificadas nas figuras 8, 9 e 10, e

mais descritas abaixo, o dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som compreende um tubo, pelo que, a no mínimo uma das paredes dissipadoras de energia acústica forma no mínimo uma divisória que fornece uma pluralidade de canais de escoamento no tubo, no mínimo uma das pa-

redes dissipadoras de energia acústica sendo torcida. Também uma parede externa não torcida, ou paredes do tubo, podem ser dotadas de paredes dissipadoras de energia acústica.

Em ainda outras modalidades exemplificadas nas figuras 11 e 12, ainda descritas abaixo, a parede dissipadora de energia acústica é enro-lada, pelo que no mínimo um canal de escoamento é formado entre envoltó-rias consecutivas da parede dissipadora de energia acústica.

Em outras modalidades exemplificadas na figura 15, mais descritas abaixo, o dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som compreende um tubo dobrado formado no mínimo parcialmente com no mí-nimo uma parede dissipadora de energia acústica.

Como também será explicado ainda na descrição detalhada a-baixo, a parede dissipadora de energia acústica pode ser fornecida em inú-meras maneiras. A no mínimo uma das paredes dissipadoras de energia acústica poderia ser fornecida como uma parede porosa, em um material poroso com uma resistência a escoamento elevada, por exemplo, em um material filtro ou um material fibra de vidro, ou um papel filtro, ou com uma pluralidade de microperfurações. Alternativamente, ou em combinação, no mínimo uma das paredes dissipadoras de energia acústica poderia compreender uma folha com uma camada amortecedora.

Ao invés de ser dotada com uma camada amortecedora, no mínimo uma das paredes dissipadoras de energia acústica poderia ser feita de um material que tem um fator de perda de vibração inerentemente elevado, tal como materiais plásticos, em particular EVA, acrílico ou silicone. Tal parede deveria ser dotada de microperfurações. Esta última tem, além de fornecer absorção por meio de resistência acústica, o efeito de aumentar o fator de perda de vibração da parede. Descrição dos Desenhos

Abaixo, modalidades da invenção serão descritas em detalhe com a ajuda dos desenhos, nos quais

A figura 1 é uma vista em seção transversal em perspectiva de uma parte de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma modalidade da invenção,

A figura 2 é uma vista em seção transversal em perspectiva de uma parte de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma outra modalidade da invenção,

A figura 3 mostra uma vista em seção transversal em perspecti- va de uma parte de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma outra modalidade da invenção,

A figura 4 é uma vista em seção transversal em perspectiva de uma parte de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com ainda outra modalidade da invenção, A figura 5 mostra uma vista em perspectiva de um dispositivo

canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma outra modalidade da invenção,A figura 6 mostra uma vista em planta de partes do dispositivo

na figura 5,

A figura 7 mostra uma vista esquemática em seção transversal de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de a-cordo com ainda uma outra modalidade da invenção,

A figura 8 é uma vista em perspectiva de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com ainda uma outra modalidade da invenção,

A figura 9 apresenta uma vista extrema de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com ainda outra modalidade da invenção,

A figura 10 é uma vista lateral de uma parte do dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som na figura 9,

A figura 11 é uma vista em perspectiva de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma outra modalidade da invenção,

A figura 12 é uma vista em seção transversal com a seção sendo orientada como indicado pelas linhas VI-VI na figura 11,

As figuras 13 e 14 mostram seções transversais de dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com ainda outra modalidade da invenção,

A figura 15 é uma vista em perspectiva de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma modalidade alternativa da invenção,

A figura 16 é uma vista em perspectiva de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma outra alternativa da invenção,

A figura 17 é uma vista em planta de um detalhe de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma modalidade da invenção,

A figura 18 é uma vista em seção transversal de um detalhe de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordocom uma outra modalidade da invenção,

A figura 19 mostra de maneira esquemática os canais de esco-amento na modalidade na figura 11 e 12, e

A figura 20 mostra de maneira esquemática canais de escoa- mento em uma outra modalidade da invenção.Descrição Detalhada

A figura 1 mostra uma vista em seção transversal em perspecti-va de uma parte de um dispositivo canal de escoamento para amortecimentode som 1 de acordo com uma modalidade da invenção. O dispositivo 1 defi- ne um canal de escoamento 2 que tem uma abertura de entrada 3 e umaabertura de saída 4. A direção de um escoamento de fluido está indicadacom setas A. O canal de escoamento 2 é parcialmente delimitado por duasparedes dissipadoras de energia acústica 5, 6. O canal de escoamento podeainda ser delimitado por duas paredes não mostradas na figura 1, orientadas perpendiculares às paredes dissipadoras de energia acústica 5, 6.

As duas paredes dissipadoras de energia acústica 5, 6 são for-madas por uma primeira folha 5 e uma segunda folha 6 que definem entreelas o canal de escoamento 2. As primeira e segunda folhas 5, 6 são dota-das, cada uma, de uma pluralidade de saliências 7 e denteamentos 8. As saliências 7 e denteamentos 8 são dispostos de tal modo que a abertura desaída 4 do canal da escoamento 2 não pode ser vista a partir da abertura deentrada 3, e vice-versa.

Cada saliência 7 forma uma crista 7, cada denteamento 8 formaum vale 8. As cristas 7 e os vales 8 são essencialmente retos e se estendem essencialmente na direção transversal em relação à direção do canal de es-coamento 2.

Além disto, as cristas e vales 7, 8 são dispostos de tal modo quea área de seção transversal do canal de escoamento 2 é substancialmenteconstante. Com isto uma crista 7 em uma das folhas 5 se estende parcial- mente para o interior de um vale 8 na folha paralela 6, o vale 8 sendo locali-zado oposto à crista 7 e as superfícies da crista 7 e as do vale 8 têm formassimilares. Neste exemplo as cristas e vales fornecem uma forma senoidal àsfolhas 5, 6, pelo que, o deslocamento de fase das curvas seno é o mesmopara as duas folhas 5, 6. Em outras palavras, as folhas 5, 6 são dispostaspara ajustar uma na outra por meio da distância entre as folhas 5, 6 ser me-nor do que a amplitude das ondas seno. Com isto a abertura de saída 4 docanal de escoamento 2 não pode ser vista a partir da abertura de entrada 3,e vice-versa. Ondas de som do canal de escoamento 2 irão se chocar contraas superfícies das cristas/vales 7, 8 e serão com isto absorvidas. Além disto,as onda seno fornecem às paredes dissipadoras de energia acústica 5, 6uma curvatura suave que minimiza o risco de separação do escoamento defluido das superfícies do canal, e portanto a queda de pressão é mantida emum mínimo.

As folhas 5, 6 podem ser inseridas como amortecedores de somem um duto de escoamento de fluido ou, alternativamente, formarem elasmesmas paredes de tal duto. No caso anterior as folhas 5, 6 são preferivel-mente finas. Preferivelmente a espessura está dentro da faixa de 0,001 a 3mm, preferivelmente 0,01 mm a 1 mm. As folhas podem ser formadas pormetal microperfurado, ou folhas de plástico, folha de cobre ou de latão, teci-do de fibra polimérica, fibras metálicas, fibras têxteis, fibras de vidro, ou fi-bras de lã mineral, pano não tecido em polímero, por exemplo poliéster oupolipropileno, poliamida, polietileno, celulose/papel ou em um plano tecidoou em metal. Onde adequados, estes materiais são utilizados com um agen-te de ligação apropriado. De maneira vantajosa, metal, folha plástica, ou pa-pel com um fator de amortecimento elevado é utilizado. Métodos de produ-ção adequados podem ser termoconformação, prensagem, conformaçãocom um suplemento de um agente de ligação e endurecimento, sinterização,ou métodos que utilizam tecidos secadores. A qualidade de dissipação deenergia acústica das folhas 5, 6 será fornecida como descrito mais próximoabaixo. A espessura baixa irá minimizar a redução da seção transversal deescoamento.

Na figura 1 somente duas folhas 5, 6 estão mostradas, porémalternativamente três ou mais folhas podem ser fornecidas na maneira des-crita acima. Mais particularmente uma parede dissipadora de energia acústi-ca adicional pode ser fornecida, formada por uma terceira folha que definejuntamente com dita segunda folha 6 um segundo canal de escoamento (nãomostrado) paralelo ao canal de escoamento 2. A dita terceira folha pode serformada de maneira similar às folhas 5, 6 mostradas na figura 1 e localizadaem relação à segunda folha 6 de maneira similar à localização da segundafolha 6 em relação à primeira folha 5.

A figura 2 mostra uma vista em perspectiva em seção transver-sal de uma parte de um dispositivo canal de escoamento para amortecimen-to de som 1 de acordo com uma outra modalidade da invenção. Ela é similarà modalidade descrita com referência à figura 1. Assim, o dispositivo 1 defi-ne um canal de escoamento 2 que tem uma abertura de entrada 3 e umaabertura de saída 4. A direção de escoamento de fluido está indicada comsetas A. O canal de escoamento 2 é parcialmente delimitado por duas pare-des dissipadoras de energia acústica 5,6.

As duas paredes dissipadoras de energia acústica 5, 6 são for-madas por uma primeira folha 5 e uma segunda folha 6 que definem entreelas o canal de escoamento 2. As primeira e segunda folhas 5, 6 são, cadauma, dotadas de uma saliência 7 e um denteamento 8. A saliência 7 formauma crista 7 e o denteamento 8 forma um vale 8, cada um apresentandouma forma espiral.

Similar à modalidade descrita acima, as cristas e vales 7, 8 sãodispostas de tal modo que a área de seção transversal do canal de escoa-mento 2 é substancialmente constante. Com isto a crista 7 na primeira folha5 se estende parcialmente para o interior do vale 8 da segunda folha 6, ovale 8 sendo localizado oposto à crista 7 e as superfícies da crista 7 e as dovale 8 tendo formas similares. Neste exemplo, como visto em uma seçãotransversal orientada através do centro da espiral, as cristas e vales forne-cem uma forma senoidal às folhas 5, 6, pelo que, o deslocamento de fasedas curvas seno é o mesmo para as duas folhas 5, 6. Em outras palavras, asfolhas 5, 6 são dispostas para se ajustarem uma na outra por meio da dis-tância entre as folhas 5, 6 ser menor do que a amplitude das ondas seno.Com isto a abertura de saída 4 do canal de escoamento 2 não pode ser vistaa partir da abertura de entrada 3, e vice-versa.

Como uma alternativa à forma espiral mostrada na figura 2, cris-tas e vales podem ser fornecidos de modo a cada um formar uma alça fe-chada. Com isto elas podem ser circulares, elípticas, ou terem alguma outraforma de uma alça fechada.

A figura 3 mostra uma modalidade com tais alças fechadas. Emparticular a figura 3 mostra uma vista em seção transversal em perspectivade uma parte de um dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com uma outra modalidade da invenção. Ela é similar à mo-dalidade descrita com referência à figura 2 e partes correspondentes têm omesmo numerai respectivo de referência.

Na figura 3 duas paredes dissipadoras de energia acústica 5, 6são formadas por uma primeira folha 5 e uma segunda folha 6 que definementre elas o canal de escoamento 2. As primeira e segunda folhas 5, 6 são,cada uma, dotadas de uma pluralidade de saliências 7 e denteamento 8. Assaliências 7 formam cristas 7 e os denteamentos 8 formam vales 8, cada umapresentando uma forma circular.

Similar às modalidades descritas acima, as cristas e vales 7, 8são dispostas de tal modo que a área de seção transversal do canal de es-coamento 2 é substancialmente constante. Com isto, cristas 7 na primeirafolha 5 se estendem parcialmente para vales correspondentes 8 da segundafolha 6, os vales 8 sendo localizados opostos às respectivas cristas 7, e assuperfícies das cristas 7 e de vales 8 têm formas similares. Como visto emuma seção transversal orientada através do centro dos círculos, as cristas evales fornecem uma forma senoidal às folhas 5, 6, pelo que, o deslocamentode fase das curvas seno é o mesmo para as duas folhas 5, 6. Em outras pa-lavras, as folhas 5, 6 são dispostas para se ajustarem uma na outra por meioda distância entre as folhas 5, 6 ser menor do que a amplitude das ondasseno.

A modalidade na figura 3 tem a vantagem de ser muito fácil defabricar a partir de folhas facilmente disponíveis.

A figura 4 mostra uma vista em perspectiva em seção transver-sal de uma parte de um dispositivo canal de escoamento para amortecimen-to de som de acordo com ainda uma outra modalidade da invenção. Ela ésimilar à modalidade descrita com referência às figuras 1 e 2. Assim, o dis-positivo 1 define um canal de escoamento 2 que tem uma abertura de entra-da 3 e uma abertura de saída 4. A direção de um escoamento de fluido estáindicada com setas A. O canal de escoamento 2 é delimitado parcialmentepor duas paredes dissipadoras de energia acústica 5, 6.

As duas paredes dissipadoras de energia acústica 5, 6 são for-madas por uma primeira folha 5 e uma segunda folha 6, que definem entreelas o canal de escoamento 2. As primeira e segunda folhas 5, 6 são, cadauma, dotadas de uma pluralidade de saliências 7 e denteamentos 8 comovisto a partir do interior do canal de escoamento 2. Cada saliência 7 com-preende uma protuberância 7 e dito denteamento 8 compreende um poço 8,dita protuberância 7 e poço 8 sendo dispostos de tal modo que a área deseção transversal do canal de escoamento 2 é substancialmente constante.

Similar à modalidade descrita acima, as protuberancias 7 e po-ços 8 são dispostos de tal modo que a área de seção transversal do canalde escoamento 2 é substancialmente constante. Com isto uma protuberân-cia 7 na primeira folha 5 se estende parcialmente para o interior de um poço8 da segunda folha 6, o poço 8 sendo localizado oposto à protuberância 7 eas superfícies da protuberância 7 e do poço 8 tendo formas similares. Nesteexemplo, como visto em uma seção transversal, as protuberancias 7 e ospoços 8 fornecem uma forma senoidal às folhas 5, 6, pelo que os desloca-mentos de fase das curvas senos são o mesmo para as duas folhas 5, 6. Emoutras palavras, as folhas 5, 6 são dispostas para se ajustarem uma na outrapor meio da distância entre as folhas 5, 6 ser menor do que a amplitude dasondas seno. Com isto a abertura de saída 4 do canal de escoamento 2 nãopode ser vista a partir da abertura de entrada 3, e vice-versa.

Na figura 4 as protuberancias são dispostos uma em relação àoutra em uma maneira retangular, porém, alternativamente, elas poderiamformar formas hexagonais. Se dotada de protuberancias dispostas em umamaneira retangular ou hexagonal, tal modalidade tem a vantagem de sermuito fácil de fabricar a partir de folhas facilmente disponíveis.

A figura 5 mostra uma vista em perspectiva de um dispositivocanal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma outramodalidade da invenção. O dispositivo 1 define dois canais de escoamentoque têm uma abertura de entrada 3 e uma abertura de saída 4. Cada canalde escoamento é parcialmente delimitado por duas paredes dissipadoras deenergia acústica 5.

Assim, o dispositivo na figura 5 compreende três paredes dissi-padoras de energia acústica 5 formadas por folhas 5 que definem entre elasos canais de escoamento. Como na modalidade na figura 4, as folhas 5 são,cada uma, dotadas de uma pluralidade de saliências 7 e denteamentos 8como visto a partir do interior dos canais de escoamento, pelo que, cada sa-liência 7 compreende uma protuberância 7 e dito denteamento 8 compreen-de um poço 8. Com isto, uma protuberância 7 em uma das folhas 5 se es-tende parcialmente para o interior de um poço 8 de uma outra folha 5, o po-ço 8 sendo localizado oposto à protuberância 7, e as superfícies da protube-rância 7 e do poço 8 tendo formas similares.

O dispositivo canal de escoamento para amortecimento de somcompreende paredes guia 51 orientadas em um ângulo com a orientaçãogenérica das folhas dotadas de poço e protuberância 5, neste caso perpen-dicular à orientação desta última. As paredes guia 51 se estendem atravésde toda a pilha de folhas dotadas de poço e protuberância 5. Na figura 6 po-de ser visto como as paredes guia 51 forçam o escoamento em um trajetoatravés do dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som.Pode ser dito que a modalidade nas figuras 5 e 6 fornece uma segunda di-mensão ao escoamento de fluido.

As paredes guia 51 também podem ser utilizadas em conjuntocom folhas com formas como mostrado nas figuras 1, 2 ou 2a. Contudo, asfolhas 5 mostradas na figura 5 são especialmente vantajosas para seremutilizadas juntamente com tais paredes guia 51, uma vez que elas forçam ofluido em escoamento em um movimento para cima e para baixo, indepen-dentemente da direção horizontal do escoamento.Como pode ser visto na figura 5, algumas paredes guia 51 sãofornecidas em arestas do dispositivo, enquanto uma se estende através dapilha de folhas 5 a uma distância a partir das arestas do dispositivo. Emqualquer caso, na fabricação das paredes guia 51 pode ser integrada com apilha de folhas 5 em uma maneira fácil. Uma parede guia 51 projetada parase estender através da pilha de folhas 5 a uma distância das arestas do dis-positivo, pode ser incorporada simplesmente fresando rasgos nas folhas 5,inserindo a parede de guia 51 nos rasgos e prendendo as folhas 5, por e-xemplo, por meio de soldagem.

A figura 7 mostra uma vista esquemática em seção transversalde um dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de a-cordo com ainda uma outra modalidade da invenção. O dispositivo defineuma pluralidade de canais de escoamento que compreendem uma pluralida-de de aberturas de entrada 3 e aberturas de saída 4. Os canais de escoa-mento são parcialmente delimitados por três paredes dissipadoras de ener-gia acústica 5 formadas por folhas 5 que definem entre elas os canais deescoamento. As folhas 5 dotadas de saliências 7 e denteamentos 8 podem,por exemplo, ser dos tipos mostrados nas figuras 1, 2, 2a e 3.

As folhas 5 podem ser dotadas de aberturas 52, pelo que abertu-ras em folhas adjacentes são deslocadas em uma direção paralela às folhas5. Com isto, um escoamento de fluido é forçado paralelo às folhas entrepassagem de aberturas sucessivas 52 na pilha de folhas. Pode ser dito quea modalidade na figura 7 fornece uma terceira dimensão ao escoamento defluido. Opcionalmente ela pode ser utilizada em conjunto com paredes guia51 como mostrado na figura 5.

A figura 8 mostra uma vista em perspectiva de um dispositivocanal de escoamento para amortecimento de som de acordo com ainda umaoutra modalidade da invenção. Um dispositivo canal de escoamento paraamortecimento de som 1 compreende um tubo 101 e quatro paredes dissi-padoras de energia acústica 5, que formam divisórias que fornecem quatrocanais de escoamento 2 no tubo 101. Cada canal de escoamento 2 tem umaabertura de entrada 3 e uma abertura de saída 4. Como pode ser visto nafigura 8, o tubo 101 é torcido e também as paredes dissipadoras de energiaacústica 5 são torcidas. Com isto, a abertura de saída 4 do canal de escoa-mento 2 não pode ser vista a partir da abertura de entrada 3, e vice-versa.Ondas de som dos canais de escoamento 2 irão se chocar contra as super-fícies das paredes dissipadoras de energia acústica 5 e serão com isto ab-sorvidas. Além disto, a torção dota as paredes dissipadoras de energia 5com uma curvatura suave que minimiza o risco de separação do escoamen-to de fluido das superfícies do canal 1 e, portanto, a queda de pressão émantida em um mínimo.

A figura 9 mostra uma vista extrema de um dispositivo canal deescoamento para amortecimento de som de acordo com ainda uma outramodalidade da invenção. Um dispositivo canal de escoamento para amorte-cimento de som 1 compreende um tubo redondo 101 e uma parede dissipa-dora de energia acústica 5 forma uma divisória que fornece dois de canaisde escoamento 2 no tubo 101. A figura 10 mostra uma vista lateral da pare-de 5 e pode ser visto que ela é torcida. Com isto, uma abertura de saída dequalquer dos dois canais de escoamento não pode ser vista de uma aberturade entrada dela. Ondas de som serão com isto absorvidas e a queda depressão será mantida em um mínimo pela mesma razão como apontado a-cima em conexão com a figura 8.

Alternativamente, a parede 5 na modalidade mostrada nas figu-ras 9 e 10 é corrugada, muito como uma espiral que é comumente utilizadapara decorar árvores de Natal. Isto irá proporcionar uma produção simplesdo dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som.

As figuras 11 e 12 mostram um dispositivo canal de escoamentopara amortecimento de som de acordo com uma outra modalidade da inven-ção. O dispositivo 1 compreende uma parede dissipadora de energia acústi-ca 5 que é enrolada, pelo que, um canal de escoamento 2 é formado entreenvoltórias consecutivas da parede dissipadora de energia acústica 5.

Paredes extremas 102, 103 são fornecidas em cada extremida-de da parede dissipadora de energia acústica enrolada 5. O canal de esco-amento 2 tem duas aberturas de entrada 3 em cada uma das paredes ex-tremas. Alternativamente poderia ter mais do que uma abertura de entradaem cada parede extrema. Como uma outra alternativa, o canal de escoa-mento 2 tem uma ou mais aberturas de entrada 3 em somente uma das pa-redes extremas. Uma abertura de saída 4 do canal de escoamento é forne-cida por uma aresta externa da parede dissipadora de energia acústica enro-lada 5. A configuração enrolada da parede dissipadora de energia acústica 5fornece como resultado que a abertura de saída 4 do canal de escoamento 2não pode ser vista a partir das aberturas de entrada 3, e vice-versa. Portan-to, ondas de som dos canais de escoamento 2 irão se chocar contra as su-perfícies das paredes dissipadoras de energia acústica 5, e com isto serãoabsorvidas. Além disto, o enrolamento fornece à parede dissipadora de e-nergia acústica 5 uma curvatura suave que minimiza o risco de separaçãodo escoamento de fluido das superfícies do canal, e portanto a queda depressão é mantida em um mínimo.

A figura 13 mostra uma seção transversal de um dispositivo ca-nal de escoamento para amortecimento de som de acordo com ainda umaoutra modalidade da invenção. O dispositivo 1 compreende duas paredesdissipadoras de energia acústica 5 que são enroladas e posicionadas demodo que os rolos formados são intercalados. Com isto um canal de escoa-mento 2 é formado entre envoltórias consecutivas das paredes dissipadorasde energia acústica intercaladas 5.

A figura 14 mostra uma seção transversal de um dispositivo ca-nal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma outramodalidade da invenção. O dispositivo é similar àquele mostrado na figura13, diferindo no fato de que ele tem uma forma mais chata que o torna ade-quado para aplicações onde espaço é limitado.

A figura 15 mostra uma vista em perspectiva de um dispositivocanal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma mo-dalidade alternativa da invenção. O dispositivo 1 compreende um tubo do-brado 101 formado por uma parede dissipadora de energia acústica 5. Otubo 101 forma um canal de escoamento 2 que tem uma abertura de entrada3 e uma abertura de saída 4. Uma vez que o tubo é dobrado, a abertura desaída 4 do canal de escoamento 2 não pode ser vista a partir da abertura deentrada 3, e vice-versa. Portanto, ondas de som no canal de escoamento 2irão se chocar contra a superfície interna da parede dissipadora de energiaacústica 5 e serão com isto absorvidas. Além disto, a dobra fornece à parededissipadora de energia acústica 5 uma curvatura suave que minimiza o riscode separação do escoamento de fluido das superfícies do canal, e portanto aqueda de.pressão é mantida em um mínimo. Deveria ser observado que aparede 5 do tubo 101 se estende essencialmente sempre para o interior docentro C da hélice formada pelo tubo. Com isto é fornecido um dispositivoefetivo em espaço.

A figura 16 mostra uma vista em perspectiva de um dispositivocanal de escoamento para amortecimento de som de acordo com uma outraalternativa da invenção. O dispositivo 1 é disposto de modo a apresentar umcanal de escoamento que tem uma abertura de entrada 3 e uma abertura desaída 4, o canal de escoamento 2 sendo delimitado pelas paredes dissipado-ras de energia acústica 5. Com isto, o canal de escoamento é dotado deuma forma espiral e helicoidal de modo que se eleva enquanto seu raio estádiminuindo.

Como mencionado acima, a parede dissipadora de energia a-cústica pode ser dotada de uma pluralidade de microperfurações. Estas po-dem ser de qualquer forma adequada, por exemplo na forma de microfuroscilíndricos ou microfendas como descrito na EP 0876539B1 e mostrado nafigura 17. Microfuros ou microfendas podem ser obtidas por qualquer pro-cesso adequado, tal como corte a laser, corte com ferramenta cortante ouperfurante. Alternativamente, a parede dissipadora de energia acústica podecompreender uma folha produzida como discutido acima com referência àfigura 1, pelo que, a folha é dotada de uma camada amortecedora, a qualterá um efeito de amortecimento de vibração sobre as folhas finas. Comouma outra alternativa, fazendo referência à figura 18, a parede dissipadorade energia acústica pode também compreender, uma camada amortecedora104 entre duas folhas 105, algumas vezes referida como uma folha MPM(metal-plástico-metal). A parede dissipadora de energia acústica, ao invésdisto, pode ser fornecida como uma assim chamada folha RPR (borracha-plástico-borracha).

Preferivelmente o dispositivo canal de escoamento para amorte-cimento de som de acordo com a invenção é disposto de modo a proporcio-nar uma dissipação de energia de som máxima através de uma pluralidadede processos de dissipação que resultam em perdas térmicas, tais como

a) absorção pela resistência acústica,

b) absorção por membrana (excitação relacionada à massa comperdas de vibração),

c) absorção por coincidência (perdas de vibração), e

d) perdas por deformação elástica.

Absorção por resistência acústica pode ser fornecida com mate-riais porosos tais como materiais hão tecidos, ou folhas dotadas de microfu-ros como descrito acima, ou uma parede microperfurada como descrito aci-ma com referência à Figura 17.

Absorção por membrana é dobrando ondas que dependem darigidez da extremidade da massa da parede. Em qualquer modalidade dainvenção, onde canais de escoamento adjacentes são separados por umaparede dissipadora de energia acústica, ver por exemplo Figuras 8, 9, 10, 11e 12, tal parede 5 é preferivelmente fina, mais preferivelmente dentro da fai-xa de 0,01 mm a 1 mm. Isto irá aprimorar o amortecimento de som por meiode absorção com membrana. A figura 19 mostra de maneira esquemática aforma do canal de escoamento apresentada pela modalidade nas figuras 11e 12. A figura 20 ilustra o escoamento através de canais de escoamentoformados por paredes da forma mostrada na figura 1 acima. Nas figuras 19 e20 a direção de escoamento está indicada com setas. Linhas 111, perpendi-culares à direção de escoamento delineiam regiões de alta pressão das on-das de som que se propagam e regiões de baixa pressão estão indicadaspelo numerai de referencia 112. Pode ser visto que certas regiões de altapressão 111 irão ocorrer adjacentes a regiões de baixa pressão 112 em umcanal de escoamento adjacente. Uma vez que a parede que divide 5 é fina,ela irá deformar devido a essas diferenças de pressão, e isto irá removerenergia das ondas de som.

A absorção por coincidência é um fenômeno de ressonância quedepende do comprimento de onda natural da parede. Materiais plásticos sãovantajosos em que eles têm um fator elevado de perda de vibração, e com isto fornecem uma absorção por coincidência elevada da energia de som.Preferivelmente o fator de perda de vibração para o material da parede 5 éno mínimo 0,1.

Em adição a fornecer absorção por membrana, a parede fina 5tem a vantagem que ela ocupa muito pouco espaço e não reduz a área de

seção transversal de escoamento de maneira significativa. A parede fina 5pode ser feita de folhas de metal ou plástico, alumínio, cobre ou de folha delatão, tecido de fibra polimérica, fibras metálicas, fibras têxteis, fibras de vi-dro, ou fibras de lã mineral, pano não tecido em polímero, celulose/papel oupano tecido em metal.

Perdas por deformação elástica dependem do nível de deforma-

ções que ocorrem no plano da parede. Para aprimorar este tipo de perda,preferivelmente a parede é fina como descrito acima, e um material elásticoé utilizado tal como borracha, ou um material plástico macio.

Claims

1. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento de somque define no mínimo um canal de escoamento (2) que compreende umaabertura de entrada (3) e uma abertura de saída (4), o canal de escoamento(2) sendo no mínimo parcialmente delimitado por no mínimo uma parededissipadora de energia acústica (5, 6), caracterizado pelo fato de a aberturade saída (4) do canal de escoamento (2) não poder ser vista a partir da aber-tura de entrada (3), e vice-versa.

2. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento de somde acordo com a reivindicação 1, no qual a parede dissipadora de energiaacústica (5, 6) apresenta em relação ao interior do canal de escoamento (2)uma curvatura suave.

3. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento de somde acordo com a reivindicação 1 ou 2 que compreende duas paredes dissi-padoras de energia acústica (5, 6), formadas por uma primeira e uma se-gunda folhas (5, 6) que definem entre elas o canal de escoamento (2), ditasprimeira e segunda folhas (5, 6) cada uma sendo dotada de no mínimo umasaliência (7) e/ou denteamento (8).

4. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento de somde acordo com a reivindicação 3, no qual dita saliência (7) e/ou denteamento(8) é disposto de tal modo que a área de seção transversal do canal de es-coamento (2) é substancialmente constante.

5. Dispositivo canaíde escoamento para amortecimento de somde acordo com a reivindicação 3 ou 4, que compreende uma parede dissipa-dora de energia acústica adicional formada por uma terceira folha que definejuntamente com a referida segunda folha (6) um segundo canal de escoa-mento (2), a referida terceira folha sendo dotada de no mínimo uma saliência(7) e/ou denteamento (8).

6. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento de somde acordo com a reivindicação 5, no qual dita saliência (7) e/ou denteamento(8) é disposto de tal modo que a área de seção transversal do segundo ca-nal de escoamento (2) é substancialmente constante.

7. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento de somde acordo com qualquer uma das reivindicações 3-6, no qual a referida sali-ência (7) compreende uma crista e o referido denteamento (8) compreendeum vale, a referida crista e o vale sendo dispostos de tal modo que a área de seção transversal do canal de escoamento (2) é substancialmente constan-te.

8. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento de somde acordo com a reivindicação 7, no qual a crista e o vale são essencialmen-te retos e se estendem essencialmente na direção transversal em relação à direção do canal de escoamento (2).

9. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento de somde acordo com a reivindicação 7, no qual a crista e o vale formam cada umuma alça fechada.

10. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento de som de acordo com a reivindicação 9, no qual a crista e o vale são circula-res.

11. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com a reivindicação 7, no qual a crista e o vale apresentamcada um uma forma de espiral.

12. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com qualquer uma das reivindicações 3-6, no qual a referidasaliência (7) compreende uma protuberância e referido denteamento 8 com-preende um poço, referidos protuberância e poço sendo dispostos de talmodo que a área de seção transversal do canal de escoamento (2) é subs- tancialmente constante.

13. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com qualquer uma das reivindicações 3-12, que compreendeno mínimo uma parede guia (51) orientada em um ângulo com a orientaçãodas primeira e segunda folhas (5, 6) para guiar um escoamento de fluido em um plano que é paralelo às primeira e segunda folhas (5, 6).

14. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com qualquer uma das reivindicações 3-13, pelo que no mí-nimo duas das folhas (5) são cada uma dotadas de no mínimo uma abertura(52) e pelo que aberturas em folhas adjacentes são deslocadas em uma di-reção paralela às folhas (5), de modo que um escoamento de fluido é força-do paralelo às folhas ao passar de uma abertura em uma das folhas para uma abertura em uma folha adjacente.

15. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com a reivindicação 1 ou 2, que compreende um tubo (101)pelo que no mínimo uma das paredes dissipadoras de energia acústica (5)forma no mínimo uma divisória que fornece uma pluralidade de canais de escoamento (2) no tubo, no mínimo uma das paredes dissipadoras de ener-gia acústica (5) sendo torcida.

16. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual a parede dissipadora deenergia acústica (5) é enrolada, pelo que o no mínimo um canal de escoa- mento (2) é formado entre envoltórias consecutivas da parede dissipadorade energia acústica (5).

17. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com a reivindicação 1 ou 2, que compreende um tubo dobra-do (101) formado no mínimo parcialmente por uma parede dissipadora de energia acústica (5).

18. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, pelo queno mínimo uma das paredes dissipadoras de energia acústica (5, 6) é dota-da de uma pluralidade de microperfuraçoes.

19. Dispositivo cana! de escoamento para amortecimento desom de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-17, pelo que no mí-nimo uma das paredes dissipadoras de energia acústica (5, 6) compreendeuma folha com uma camada amortecedora.

20. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-17, pelo que no mí-nimo uma das paredes dissipadoras de energia acústica (5, 6) compreendeuma camada amortecedora entre duas folhas.

21. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, pelo que aespessura de no mínimo uma das paredes dissipadoras de energia acústica (5,6) está dentro da faixa de 0,001 a 3 mm, preférivelmente 0,01 mm - 1 mm.

22. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, pelo queno mínimo uma das paredes dissipadoras de energia acústica tem uma im-pedância acústica que corresponde a cerca de 0,1 até 10, preférivelmente0,5 até 5 e mais preférivelmente 1 até 3 vezes a impedância de onda do flui- do em escoamento.

23. Dispositivo canal de escoamento para amortecimento desom de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, pelo queo fator de perda de vibração para o material da no mínimo uma das paredesdissipadoras de energia acústica (5, 6) ser no mínimo 0,1.