DK142467B - Lyddæmper. - Google Patents

Description

V P Bl / OD FREMLÆGGELSESSKRIFT 1 k2kSl VL-/ DANMARK (51) lnt'3 ^ ^ ^ 1^06 //eo4b 1/82 «(21) Ansøgning nr. 2512/75 (22) Indleveret den 4. Jun. 1975 (24) Løbedag 4. jun. 1975 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlæggelsesskriftet offentliggjort den 5 · nOV · 1 9o0

Dl REKTORATET FOR .

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Priontet begæret fra den

5. jun. 1974. 7407^68, SE 17· dec. 1974, 7415822, SE

(71) GLASS CONTROL AB, Kamrergatan 19, S-211 56 Malmoe, SE.

(72) Opfinder: Bjoern Ingvar Nystroem, Grevie 1, S-245 00 Staffanstorp, SE.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Boutard._ (54) Lyddaemper.

Opfindelsen angår en lyddæmpende anordning af den i krav l’s indledning angivne art.

Lyddæmpende konstruktioner af forskellig slags er tidligere kendt.

Blandt andet er det kendt at udforme lyddæmpere således, at den ønskede lyddæmpning opnås ved interferensvirkning. Dette er herved sket således, at både gas og lyd er ført langs to eller flere veje med forskellige vejlængder for derefter at føres sammen, hvorved forskellen i vejlængde mellem et par af veje er et ulige helt multiplum af den halve bølgelængde af den lyd, som skal dæmpes. Herved opnås udslukning eller dæmpning af lyden ved interferensvirkning.

2 142467

Ved dæmpning af lavfrekvent lyd, som har en bølgelængde på ca.

1-10 m, bliver bølgelængdeforskellen imidlertid væsentlig, og følgelig optager den lyddæmpende anordning meget plads, og er klodset.

Opfindelsen har til formål at undgå denne ulempe og tilvejebringe en lyddæmpende anordning, som er enkel i sin konstruktion, mindre i omfang end tidligere kendte anordninger af tilsvarende slags, og som er egnet til lyddæmpning af eksempelvis køretøjer, kompressorer, byggeelementer og lignende. Et særskilt aspekt af opfindelsen drejer sig om en sådan anordning til lyddæmpning ved et byggeelement, såsom et lyddæmpende udluftningselement ved boligejendomme, hvilket element tillader indlukning af frisk luft i boligrummet, men udelukker støj, og da især lavfrekvensstøj, såsom trafikstøj.

Formålet med opfindelsen opnås ved en anordning af den indledningsvis angivne slags, hvilken anordning er ejendommelig ved det i krav l’s kendetegnende del angivne.

Herved bør skillevæggens transmissionsegenskaber for maksimal dæmpning være sådanne, at lydintensiteten af den lyd, som har passeret den første vej, i hovedsagen er lig med intensiteten af den lyd, som har passeret den anden vej, inden interferensen sker.

Ved opfindelsen er længden af den ene af vejene med forskellig længde således nedbragt til næsten nul ved at den er erstattet med skillevæggen. Herved opnås en kompaktere konstruktion.

Det er muligt, at udføre anordningen ifølge opfindelsen med flere indgangsåbninger, men af bekvemmelighedsgrunde foretrækkes det kun at have én indgangsåbning, hvis tværsnitsdimension fortrinsvis går op til højst 1/4 af den laveste bølgelængde af den lyd, som skal dæmpes. Ved frekvensområdet op til 400 Hz indebærer dette en tvær-snitsdimension af ca. 2 - 3 dm. Ved denne dimensionering bliver den lyddæmpende anordnings funktion uafhængig af lydens indfaldsvinkel mod anordningen.

I sin enkleste udformning består den første vej ved anordningen 3 142467 ifølge opfindelsen af en enkelt kanal, som i forening med den skillevægsforsynede anden vej kun medfører dæmpning eller udsluk-ning af en enkelt frekvens. For udslukning eller dæmpning med flere forskellige frekvenser foretrækkes det derfor at udforme den første vej som flere, af hinanden uafhængige og fortrinsvis parallelle kanaler, som har forskellige, for de respektive frekvenser tilpassede længder. Tilsvarende resultat kan i hovedsagen også opnås på en enklere måde ved at udforme den første vej som to delspalter, som er forbundet med hinanden ved den ene ende ved hjælp af en skråtstillet, spalteformet åbning, hvorved den totale vejlængde langs den ene kant af spalterne er længere end langs den anden kant. Disse forskelle i den totale vejlængde er, ligesom i det første tilfælde, tilpasset således, at de medfører udslukning eller dæmpning af ikke ønskelig lyd med forskellige frekvenser i sammenhæng med lyd, som transmitteres via den anden, membranforsynede vej.

For også at begrænse transmissionen af lyd med højere frekvenser er det hensigtsmæssigt indvendigt at forsyne anordningen med lydabsorberende materiale, såsom mineraluld, glasuld, skumgummi eller lignende. Det lydabsorberende materiale anbringes derved på væggene til den første og den anden vej, hvorhos det også er hensigtsmæssigt at anbringe lydabsorberende materiale på selve skillevæggen for at tilpasse lydtransmissionen via den første vej til den lydtransmission, som sker via den anden vej.

Fortrinsvis er skillevæggen eller membranen uigennemtrængelig for gas, men meget god lyddæmpning kan opnås også i det tilfælde, hvor membranen ikke alene tillader passage af lyd men også tillader en vis passage af gas. Membranen eller skillevæggen kan således have en vis gennemtrængelighed for gas, f.eks. i form af perforeringer, således at man opnår en vis forbedring af gasgennemstrømningen, uden at dette medfører nogen nævneværdig skadelig indvirkning på de lyddæmpede egenskaber.

Det indses, at skillevæggens gennemtrængelighed givetvis ikke må være så stor, at den skadelig indvirker på anordningens lyddæmpende evne, og ifølge det ovenfor nævnte skal gennemtrængeligheden være sådant, at lydintensiteten for lyd, som er ført over den første respektivt den anden vej i hovedsagen er ens. I denne sammenhæng 4 142467 skal det noteres, at skillevæggens gennemtrængelighed ikke alene afhænger af størrelsen og antallet af skillevæggens perforationer, men også af det eventuelle isoleringsmateriale, som skillevæggen er beklædt med. Alment kan det siges, at den totale indvirkning af isoleringsmateriale og perforationer på skillevæggens gasgennem-trængelighed må være sådan, at den gasmængde, som passerer den anden vej, er højst halvdelen, fortrinsvis højst 1/10 af den gasmængde, som passerer den første vej.

Lydtransmissionen gennem skillevæggen tilpasses ved passende valg af materiale og tykkelse. Fortrinsvis udgøres skillevæggen af en membran af gummi eller plast, men også andre materialer, såsom metal, omfattes af opfindelsen.

Det i krav 11 angivne hul i den væg, som indeholder udgangsåbningen, understøtter den ifølge krav 1 opnåede virkning, fordi dette hul medfører en forbedret gascirkulation langs den første gennemstrømningsvej.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvorpå fig. 1 viser et lodret endesnit af anordningen ifølge opfindelsen, hvilket snit er taget langs A-A i fig. 2 respektivt B-B i fig. 3, fig. 2 viser et lodret sidesnit af anordningen ifølge fig. 1, fig. 3 viser et lodret sidesnit af en anden udførelsesform af anordningen i fig. 1, ved hvilken udførelsesform den første vej er forsynet med en skråtstillet, spalteformet åbning, og fig. 4 viser et lodret endesnit af en alternativ udførelsesform af anordningen ifølge opfindelsen, ved hvilken den første vej er opdelt i flere kanaler.

Den i fig. 1 og 2 viste, pricipielle udførelsesform af anordningen ifølge opfindelsen har form af en kasse 1, som er forsynet med en indgangsåbning 2 for gas og lyd samt en udgangsåbning 3 for gas og dæmpet lyd. Kassen 1 er indvendigt forsynet med en mellemvæg 4, som 5 142467 har en åbning 5 i sin ene ende. Herigennem dames den første vej, som således strækker sig fra indgangsåbningen 2 op til åbningen 5, hvor strømmen af gas og lyd vendes 180° for siden at strømme ned til udgangsåbningen 3. Som vist i fig. 2 kan åbningen 5 ifølge en udførelsesform for opfindelsen være udformet som en vandret, lige spalte. Herved opnås kun udslukning eller dæmpning af lyd med én bølgelængde eller frekvens. For at dæmpning af flere forskellige bølgelængder eller frekvenser skal kunne opnås, kan den spalteformede åbning 5 skråtstilles, som vist i fig. 3, hvorved den totale bølgelængde for den første vej 2-5-3 bliver længere langs den ene side (den højre i fig. 3) end langs den anden (den venstre i fig.

3).

gom vist i fig. 1 er mellemvæggen 4 også forsynet med en åbning 6 i sin anden ende, dvs. den ende som er modsat den med åbningen 5 forsynede ende. Åbningen 6 er forsynet med en membran 7, som helt dækker åbningen. Herigennem dannes den anden vej 2-7-3, som spærres af membranen 7, som er i det væsentlige uigennemtrængelig for gas, d.v.s. den kan enten være helt uigennemtrængelig for gas eller kan udvise en vis gennemtrængelighed for gas, f.eks. på grund af at den er perforeret, som vist i fig. 1 og 4, Ved at dimensionere den første vej 2-5-3 og den anden vej 2-7-3 således, at de har en forskel i vejlængde, som udgør et ulige helt multiplum af den halve bølgelængde af den lyd, som ønskes dæmpet, opnås ved udgangen af udgangsåbningen 3 udslukning eller dæmpning af lyden.

Den ovenfor beskrevne konstruktion er i første række indrettet til dæmpning af lavfrekvent lyd med en frekvens på op til 400 Hz, såsom trafikstøj, hvilken lyd er svær at dæmpe på anden måde, f.eks. med lydabsorberende materiale. For imidlertid også at begrænse anordningens transmission af lyd med højere frekvenser, er det hensigtsmæssigt indvendigt at beklæde kassen 1 med lydabsorberende materiale 8, såsom mineraluld eller glasuld.

Som vist i fig. 1 og 2 er anordningen ifølge opfindelsen ved brug for boligformål fortrinsvis forsynet med et hul 16 lige oven over åbningen 5 i den væg, som indeholder udgangsåbningen 3. Dette hul er til far at forhindre, at cirkulationen af luft langs den første 6 142467 vej 2-5-3 stoppes af stillestående varm rumluft, som har en tendens til at samles i den øverste del af spalten 2-5-3 ved åbningen 5, og i stedet ved skorstenseffekt sikre, at luften cirkulerer på ønsket måde. Hullet 16 behøver ikke have nogen omfattende dimensioner, for at den ønskede effekt kan opnås, men en diameter af størrelsesordenen 2 cm er tilstrækkelig. Hindret luftcirkulation på grund af en stillestående prop af varm luft har tidligere udgjort et væsentligt problem, som ved den ovenfor beskrevne foranstaltning nu har fundet sin løsning. Det kan tilføjes, at hullet 16 ikke har nogen mærkbar indvirkning på anordningens lyddæmpende egenskaber.

I fig. 4 er vist en yderligere, foretrukken udførelsesform af anordningen ifølge opfindelsen. Af tydelighedsgrunde viser anordningen i denne figur ikke noget lydabsorberende materiale, men det indses, at det givetvis også er muligt at forsyne denne anordning med et sådant, på samme måde som ved anordningen ifølge fig. 1.

Med samme henvisningsbetegnelser som i de tidligere figurer for tilsvarende dele består anordningen i fig. 4 således af en kasse 1 med en indgangsåbning 2, en udgangsåbning 3, en mellemvæg 4 samt en membran 7. For imidlertid at udslukke eller dæmpe lyd med flere forskellige frekvenser er den første vej ved anordningen ifølge fig. 4 opdelt i to stykker kanaler 9» 10 og 11, 12 ved at en yderligere mellemvæg 13 er anbragt mellem mellemvæggen 4 og kassens 1 ydervægge. Åbningen 5 i fig. 1 opdeles herved i to åbninger 14 og 15, d.v.s. én for hver af kanalerne 9> 10 respektivt 11, 12.

Det indses, at det er muligt, og i mange tilfælde endog hensigtsmæssigt, gennem indføring af yderligere mellemvægge at opdele den første vej i flere end to kanaler. For enkelheds skyld vises imidlertid kun en opdeling i to kanaler i fig. 4.

For yderligere at belyse opfindelsen anføres herunder nogle udførelseseksempler.

7 142467 EKSEMPEL 1

En anordning svarende til anordningen i fig. 1 og 3 fremstilledes. Herved konstrueredes kassens 1 vægge af 22 mm spånplade, som gen-nemsavedes til 16 mm's dybde i 0,5 dm flader for sænkning af ko-incidensfrekvensen. Kassens 1 bredde og højde var respektivt 400 mm og 800 mm. Tykkelsen var 2 dm og indgangs- respektivt udgangsåbningerne havde hver en størrelse på ca. 2x3 dm. Mellemvæggen 4 udgjordes af 22 mm spånplade. I åbningen 6 monteredes en membran af ni-trilgummi med en tykkelse på 0,5 mm. Revnerne ved den således fremstillede anordning tætnedes med fugemasse og lydabsorberende materiale (glasuld) med en tykkelse på 20-25 mm anbragtes på inder-væggene for at begrænse transmission af højfrekvent lyd. På membranen anbragtes et lag af 50-55 mm tykt, lydabsorberende materiale (glasuld).

Den ovenfor beskrevne lyddæmpende anordning blev indbygget i en væg i et lydlaboratorium, således at indgangsåbningen 2 og udgangsåbningen 3 befandt sig på hver sin side af væggen, og de lyddaanrpende egenskaber opmåltes. Ved målingerne opnåedes et middelreduktions-tal (Rjjj) for anordningen på 33 dB og et reduktionstal (Rl 100-500 Hz) på 26 dB. Også væggen, hvori anordningen var indbygget, havde en RL-værdi på 26 dB.

EKSEMPEL 2

Ved dette eksempel udnyttedes en lyddæmpende anordning tilsvarende den i fig. 1 og 3 viste forsynet med en gasgennemtrængelig 0,5 mm tyk membran af nitrilgummi med målene 20 cm x 10 cm. Herved udgjordes kassens ene ydervæg af 0,9 mm tykt, galvaniseret plade, som var forsynet med isoleringsmåtte af affaldspap af typen Dempison fra leopal, Malmb. Kassens øvrige vægge udgjordes af 19 mm spånplade. Kassens indervægge var beklædt med 30 mm tyk glasuldisolering af typen Gullfiber Akutex (vægtfylde ca. 55 kg/rn^). Membranen var kun belagt med isolering (ca. 75 mm tyk) på "rumsiden". Arealet af den spalte, som danner den første vej, var 40 cm og tværsnits- 142467 8 bredden var 40 mm. Anordningen havde en totalhøjde på 1,2 m og en total bredde på 0,3 m. Indgangsåbningen 2 og udgangsåbningen 3 2 havde hvert et areal på ca. 200 cm . Anordningen var foran udgangsåbningen (rumsiden) forsynet med en lem, som kunne åbnes og lukkes.

Den ovenfor beskrevne lyddæmpende anordning blev indbygget i en væg i et lydlaboratorium således, at indgangsåbningen 2 og udgangsåbningen 3 befandt sig på hver sin side af væggen, og de lyddæmpende egenskaber opmåltes, dels ved åben lem, dels ved lukket lera.

Ved målingerne opnåedes et middelreduktionstal (Rm) på 35,5 dB

ved åben lem, samt 37,5 dB ved lukket lem. Endvidere opnåedes et luftlydisoleringsindex (I& lab) på 37 dB såvel ved åben som lukket lem. De særlige måleresultater fremgår af tabel 1.

9 142467

Tabel 1 Reduktion (dB)

Frekvens Åben lem Lukket lem —(Hz) _ _ 100 9,7 10,3 125 17,0 19,0 160 24,9 26,0 200 25,7 27,8 250 26,8 31,7 315 30,8 38,6 400 35,7 41,7 500 39,8 45,5 630 42,5 44,9 800 45,8 47,8 1000 45,0 46,6 1250 45,3 46,0 1600 43,9 44,1 2000 44,9 44,7 2500 42,1 42,0 3150 44,5 44,2 EKSEMPEL 3

Ved dette eksempel udnyttedes en anordning tilsvarende den i eks.

2 viste med den forskel, at membranen var perforeret med fem styk huller med en diameter på 10 mm, hvilket gav et "åbent areal" af membranen på ca. 2 procent. Ved måling i lydlaboratorium opnåedes et middelreduktionstal (R^) på 35,6 dB ved åben lem samt 37,1 dB ved lukket lem. Luftlydisoleringsindexet (I& lab) gik op til 38 dB og 36 dB ved åben respektivt lukket lem. De særlige måleresultater fremgår af tabel 2, 10 142467

Tabel 2

Reduktion (db)

Frekvens Åben lem Lukket lem (Hz) ___ _ 100 10,6 8,9 125 17,6 18,1 160 25,3 26,7 200 25,7 30,1 250 26,6 31,7 315 29,9 38,3 400 34,5 41,3 500 37 42,9 630 43,1 44,8 800 43,7 46,1 1000 44,2 46,1 1250 43,7 44,9 1600 42,1 43,3 2000 43,9 44,4 2500 42,1 41,7 3150 44,3 44,2

Af forsøgsresultaterne fremgår, at anordningen gav meget god lydreduktion også i det tilfælde, hvor membranen var perforeret.

Også hvis skillevæggen i eksemplet ovenfor udgjordes af en gummimembran, indses det, at skillevæggen kan udgøres af forskellige andre materialer, såsom plast, plade, m.m., med samme eller tilsvarende lydgennemtrængelige egenskaber.

Det er tydeligt, at anordningen ifølge opfindelsen har en meget god lyddæmpende evne, og, f.eks. ved indbygning i boligejendomme, såsom udluftningselement, tillades indlukning af frisk luft i boligrummet, uden at lydniveauet deri forhøjes sammenlignet med det, som foreligger uden udluftningselementet og med lukket vindue.

At dette indebærer en stor fordel indses let med hensyn til det betydelige støjproblem, som nu findes i storbyerne.

Claims (7)

11 142467

1. Lyddæmpende anordning, især til dæmpning af lyd med lav frekvens, hvilken anordning tillader gennemstrømning af gas samtidig med, at lyddæmpning sker ved interferensvirkning, ved at lyd ledes to forskellige veje, hvorved forskellen i bølgelængde mellem den første og den anden vej er et ulige helt multiplum af halve bølgelængder af den dæmpede lyd, kendetegnet ved, at anordningen har en indgangsåbning (2) til indføring af gas og lyd, en udgangsåbning (3) til udlukning af gas og dæmpet lyd, og derimellem den første vej (2-5-3, 2-9-10-3, 2-11-12-3), som tillader passage af gas og lyd, og den anden vej (2-7-3), som er spærret ved hjælp af en lydgennemtrængelig og fortrinsvis i det væsentlige gasuigennemtrængelig skillevæg (7).

2. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at indgangsåbningens (2) tværsnitsdimension højst er 1/4 af den mindste bølgelængde af den lyd, som skal dampes,

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den første vej (2-9-10-3, 2-11-12-3) er opdelt i flere, af hinanden uafhængige kanaler (9, 10 respektive 11, 12) med forskellige længder, hvorved dæmpning af lyd med flere frekvenser opnås.

4. Anordning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den første vej (2-5-3) udgøres af to stykker delspalter, som er forbundet ved hjælp af en skråtstillet, spalteformet åbning (5) således, at den totale vejlængde langs den ene kant af spalterne er længere end langs den anden kant.

5. Anordning ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at væggene til den første vej (2-5-3, 2-9-10-3, 2-11- 12-3) er forsynet med lydabsorberende materiale (8).

6. Anordning ifølge ethvert af kravene 1-5, kendetegnet ved, at væggene til den anden vej (2-7-3) er forsynet med lydabsorberende materiale (8).

7. Anordning ifølge ethvert af kravene 1-6, kendetegnet