ES2227159T3 - Silenciador para un generador de fujo de aire. - Google Patents
Silenciador para un generador de fujo de aire.Info
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Abstract
Silenciador para reducir la emisión de ruido de un generador de flujo de aire (2) que comprende un motor que acciona un ventilador, dicho silenciador que comprende un alojamiento del motor (1) que delimita un volumen (V) que se extiende al menos de manera radial alrededor del generador de flujo de aire (2), dicho alojamiento (1) con una estructura de pared (1a-1d) que se extiende en una dirección generalmente axial y está provista de al menos un paso del flujo de entrada del aire (4) y de al menos un paso del flujo de salida del aire (3), al menos uno de dichos pasos de flujo incluye al menos un canal de flujo alargado y curvado (3) que está formado íntegramente en la estructura de pared (1a, 1b, 1c) del alojamiento del motor (1) y presenta partes sucesivas del conducto (3a, 3b) variando las direcciones del flujo, y partes curvadas del flujo de aire (3c) entre dichas partes (3a, 3b) caracterizado por el hecho de que las partes curvadas del flujo de aire (3c) incluyen una pared terminal (1d)con propiedades no insonorizantes.
Description
Silenciador para un generador de flujo de
aire.
La presente invención se refiere a un silenciador
según el preámbulo de la reivindicación 1, que comprende un
alojamiento del motor que delimita un volumen que se extiende al
menos radialmente alrededor del generador de flujo de aire, dicho
alojamiento con un elemento de pared que se extiende en una
dirección generalmente axial y que está provisto de al menos un paso
del flujo de entrada de aire y al menos un paso del flujo de salida
de aire. La invención se refiere además a un método para reducir la
emisión de ruido según el preámbulo de la reivindicación 10.
WO-A-97113443
describe un silenciador para un aspirador del tipo anteriormente
dicho en que el generador de flujo de aire está incluido en un
alojamiento con una entrada de aire y una salida de aire. El
alojamiento y la salida están dotados de material de plástico
expandido insonorizante. Con esta solución es posible obtener una
reducción aceptable del ruido y un silenciador compacto
proporcionando un material de aislamiento acústico en el volumen
del alojamiento y en los pasos del flujo de salida. Aunque esta
solución ofrece una amortiguación idónea de la emisión de ruido,
este silenciador comprende muchos componentes diferentes y es por
lo tanto un poco difícil de ensamblar y en consecuencia su
fabricación es relativamente costosa.
Otra solución al problema de la reducción del
ruido es conocida a partir de
EP-A-O 099 466, donde se describe un
aspirador. Este aspirador está dotado de material expandido
insonorizante alrededor del alojamiento del motor y alrededor de
los pasos de entrada y de salida que están revestidos con
materiales insonorizantes. Los pasos de salida en este aspirador
están diseñados con algunas variaciones en las áreas de
sección transversal y con curvas para proporcionar variaciones en las propiedades acústicas que conducen a reflejos acústicos del ruido. El aspirador está además dotado de un amortiguador delante de la entrada de aire. Aunque esta solución puede proporcionar un efecto silenciador adicional, tiene dimensiones relativamente extendidas y un diseño complejo que lo vuelve voluminoso y de fabricación relativamente costosa.
sección transversal y con curvas para proporcionar variaciones en las propiedades acústicas que conducen a reflejos acústicos del ruido. El aspirador está además dotado de un amortiguador delante de la entrada de aire. Aunque esta solución puede proporcionar un efecto silenciador adicional, tiene dimensiones relativamente extendidas y un diseño complejo que lo vuelve voluminoso y de fabricación relativamente costosa.
Otros tipos de aspiradores con medios de
re-
ducción del ruido son conocidos a partir de EP-A-O 382 926, US-A4,280,245 y US-A-5,353,469.
ducción del ruido son conocidos a partir de EP-A-O 382 926, US-A4,280,245 y US-A-5,353,469.
Es el objeto de la invención el hecho de
proporcionar un silenciador para reducir la emisión de ruido desde
un generador de flujo de aire de fácil fabricación y con una
estructura compacta de tal manera que se permita un diseño compacto
del dispositivo donde se instale el generador de flujo de aire.
Este objeto se consigue con un silenciador del
tipo mencionado inicialmente, en el que al menos uno de dichos
pasos de flujo incluye al menos un canal de flujo alargado y
plegado que está íntegramente formado en el elemento de pared del
alojamiento del motor.
Con un silenciador según la invención, se
comprende que la emisión de ruido por generadores de flujo de aire
puede ser controlada creando un volumen relativamente amplio
alrededor del generador de flujo de aire, donde este volumen
comunica con el exterior a través de un canal de flujo de aire fino
y largo. Este principio de la reducción del ruido se obtiene
aplicando el principio de un resonador de Helmholz. Según este
principio, el sistema actúa como un sistema de amortiguación donde
el aire del volumen actúa como un muelle y el aire del canal como
una masa. En principio la longitud y el área en sección transversal
del canal y la dimensión del volumen del alojamiento pueden ser
elegidos conforme a los requisitos reales de reducción del
ruido.
Con la presente invención, un ruido con
frecuencias algo superiores a la frecuencia de la resonancia del
sistema es reducido sin usar el material expandido insonorizante.
Ya no es provechoso el hecho de reducir el volumen del alojamiento
del motor para obtener una insonorización más ajustada y/o
rellenarlo con materiales insonorizantes.
La frecuencia de resonancia del sistema es
reducida proporcionando un alojamiento de volumen relativamente
amplio que comprende un canal relativamente largo y estrecho. En
base a la invención se comprende que una condición de onda plana es
preferible. La condición de onda plana puede obtenerse en el canal
mediante la provisión de nervios que dividen el canal en una
pluralidad de canales con dimensiones de sección transversal más
reducidas. Además, con la invención, contrariamente a los diseños de
los silenciadores de la técnica anterior, es preferible dotar a los
canales esencialmente con la misma apertura a través del sistema
con el fin de mantener constante la velocidad del aire y así
mantener la pérdida de presión baja.
"Plegando" o doblando el canal, se
proporciona un canal relativamente largo y compacto con respecto al
volumen del alojamiento. Esto permite un diseño compacto del
silenciador mediante integración del mismo en el alojamiento del
motor. Esto a su vez significa que se puede obtener un diseño
compacto del aparato donde se debe usar el silenciador; así como
también es posible obtener un medio eficaz de re-
ducción del ruido con el mismo efecto silenciador o también un efecto superior con respecto a los silenciadores conocidos en la técnica. Además un silenciador según la invención se obtiene una estructura relativamente sencilla cuya fabricación es fácil y económica.
ducción del ruido con el mismo efecto silenciador o también un efecto superior con respecto a los silenciadores conocidos en la técnica. Además un silenciador según la invención se obtiene una estructura relativamente sencilla cuya fabricación es fácil y económica.
En la forma de realización preferida de la
invención, el canal de flujo alargado presenta sucesivas partes del
conducto variando las direcciones del flujo, y las partes curvadas
del flujo del aire entre dichas partes. Esto permite una
disposición compacta particular del canal en el elemento de pared y
un diseño compacto del alojamiento.
En una forma de realización preferida de la
invención, las partes del conducto sucesivas aumentan gradualmente
en posición radial en el alojamiento del motor. De esta forma se
crea un canal particular compacto bastante largo, disponiendo las
partes del conducto en configuraciones anulares o
semi-anulares una fuera de la otra.
En la forma de realización preferida de la
invención, las partes curvadas del flujo de aire tienen una curva
de 180º que comprende una pared terminal que es generalmente
ortogonal a las direcciones del flujo de las dos partes sucesivas
del conducto y un paso de conexión está previsto entre las dos
partes sucesivas del conducto. De esta forma se obtiene un efecto
adicional de reducción del ruido, ya que una onda de ruido dirigida
hacia la pared terminal de la curva es reflejada hacia atrás en la
parte del conducto. Esto puede producir una onda de interferencia
que disminuye el ruido transmitido a la parte del conducto
sucesiva. En particular se ha hallado que cuando la altura del paso
de la apertura en la curva es cuatro veces la longitud de onda de la
onda sonora en el conducto, este efecto de reducción del ruido
adicional es particularmente significativo. Así, contrariamente a
la teoría de la técnica anterior, en base a la invención se
comprende que las curvas acodadas en los pasos del flujo de aire no
producen necesariamente un aumento del ruido y una pérdida de
presión, siempre que la velocidad del aire se mantenga baja.
En una forma de realización preferida, el
elemento de pared del alojamiento del motor comprende un cierto
número de cubiertas concéntricas con espacios internos anulares o
semi-anulares entre dichas cubiertas que definen
los conductos. De esta forma se proporciona un diseño del
alojamiento particularmente sencillo que es de fácil y económica
producción ya que todos los componentes pueden ser fabricados con
moldeo por inyección.
En una estructura del alojamiento particularmente
sencilla en un silenciador según la invención, cada una de las
partes del conducto tienen una sección transversal de forma anular.
De esta forma el alojamiento puede ser formado por el uso de los
componentes cilíndricos concéntricos del elemento de pared que
pueden fácilmente ser producidos por ejemplo con un material
plástico mediante moldeo por in-
yección.
yección.
En la forma de realización preferida de la
invención, al menos un canal de flujo constituye el paso del flujo
de salida del aire del alojamiento. Para el uso en un aspirador es
preciso que el silenciador se halle en la salida. De cualquier modo
es evidente que la invención puede ser usada para otros objetivos
como por ejemplo un secador, un extractor para cocinas u otros
aparatos que utilizan la generación de flujo de aire.
En otra forma de realización preferida de la
invención, el paso del flujo de salida del aire está provisto de un
filtro hacia arriba del canal del flujo al principio del paso de
salida. De esta forma las partículas son eliminadas del aire antes
de que el aire sea alimentado a través de las partes del conducto
estrechas del canal de salida, de manera que se elimine el riesgo de
obstruir u obstaculizar el flujo del aire. El filtro tendrá también
un efecto insonorizante.
La invención está descrita a continuación con
mayor detalle haciendo referencia a los dibujos incluidos, en los
que
la Fig. 1 muestra una vista esquemática de
principio que explica el principio general de la reducción del
ruido en un silenciador según la invención aplicando el principio
de un resonador de Helmholz
la Fig. 2 es una representación gráfica de las
características de la reducción del ruido de este resonador,
la Fig. 3 es una representación esquemática de un
silenciador según la invención, y
la Fig. 3a es un detalle de ello y
la Fig. 4 es una vista en sección transversal de
una forma realización de un silenciador según la invención.
Con un silenciador según la invención, el
principio de un resonador de Helmholz se usa para silenciar un
generador de flujo de aire que consiste en un motor con un
ventilador en un aspirador. En la figura 1 el alojamiento I define
un volumen V alrededor del generador de flujo de aire 2. El
generador de flujo de aire comprende un motor 2a y un ventilador
2b. Una entrada de aire 4 y una salida de aire 3 están previstas en
el alojamiento. En la entrada se crea un vacío y el aire de
servicio, como por ejemplo el aire para enfriar el motor, es
aspirado en el interior a través de la entrada y a través del
generador de flujo de aire 2 y en el volumen V. Este flujo de aire
constante a una velocidad relativamente elevada provoca un ruido en
el volumen V del alojamiento. El aire sale de la cámara del
alojamiento a través de la salida 3.
El aire sale del volumen V a través de un canal
de salida 3 largo y estrecho. De esta forma, se crea un sistema de
amortiguación que presenta un efecto de reducción del ruido. En
este sistema, el aire dentro del volumen V actúa como un muelle y
el volumen del aire M en el canal 3 actúa como una masa en el
sistema de amortiguación. En otras palabras, el generador de flujo
de aire hace oscilar el aire en el canal 3 a través del volumen V.
Con frecuencias muy bajas, las oscilaciones del generador de flujo
de aire y aquellas del aire en el canal serán iguales. Por lo que
respecta a la frecuencia de resonancia, las oscilaciones del aire
en el canal serán aumentadas extensamente. Un poco por encima de la
frecuencia de resonancia, las oscilaciones del aire en el canal 3
serán muy inferiores con respecto a las del generador de flujo de
aire. Cuando el volumen V es relativamente amplio y el canal es
largo y estrecho, la frecuencia de resonancia es relativamente baja.
Esto significa que la pérdida de la transmisión es positiva y
relativamente elevada para la mayor parte de las frecuencias, como
se muestra por ejemplo gráficamente en la figura 2.
En base a la invención, este principio del
silenciador es adaptado para el uso como un silenciador en un
aspirador, como se muestra por ejemplo en una vista de principio en
la Fig. 3. El canal 3 está plegado o doblado alrededor de la pared
del alojamiento 1 donde se obtiene el mismo efecto en relación con
el canal 3 largo y estrecho. El canal o canales 3 comprenden partes
del conducto sucesivas 3a y 3b que comunican una con la otra a
través de una parte curvada 3c del canal (es) 3. En la curva 3c, la
dirección del flujo es invertida. Las partes del conducto 3a, 3b
están creadas dotando al alojamiento 1 de un elemento de pared con
una estructura de la pared múltiple con secciones de pared 1a, 1b,
1c y una sección de pared terminal 1d.
En una forma de realización preferida, la
estructura de la pared del alojamiento 1 está constituida por
cubiertas cilíndricas 1a, 1b, 1c que tienen diferentes diámetros y
están dispuestas de manera concéntrica alrededor del generador de
flujo de aire 2.
Plegando o doblando el canal del conducto 3 se
puede obtener un efecto adicional. Como se deduce de la figura 3a,
se crea una apertura con una altura h entre la extremidad del
elemento de pared "interno" 1b y la pared terminal 1d. Una
onda de entrada I (por ejemplo ruido) en el flujo de aire en la
primera parte del conducto 3a es reflejada por la pared terminal 1
hacia atrás en el conducto 3a, como se muestra por ejemplo por la
flecha R. Esto produce una interferencia con la onda de entrada I y
se obtiene una re-
ducción del ruido transmitido (la onda transmitida T) en la parte sucesiva del conducto 3b. Se comprende que este fenómeno es particularmente provechoso cuando la longitud de onda del ruido es cuatro veces la altura h.
ducción del ruido transmitido (la onda transmitida T) en la parte sucesiva del conducto 3b. Se comprende que este fenómeno es particularmente provechoso cuando la longitud de onda del ruido es cuatro veces la altura h.
En la figura 4 se muestra una instalación de un
generador de flujo de aire para un aspirador con un silenciador
según la invención. El canal 3 está formado en la estructura de
pared 1a, 1b, 1c del alojamiento 1. El canal 3 tiene en esta forma
de realización una forma tipo serpentina en una vista en sección
transversal radial. El canal 3 en esta forma de realización está
formado por tres cubiertas concéntricas 1a, 1b, 1c que definen los
pasos del conducto interno 3a y 3b. Las cubiertas
1a-1c están formadas de tal manera que se formen
pasos de comunicación del flujo a las curvas 3c. Las partes del
conducto 3a y 3b tienen en esta forma de realización una forma
anular con un aumento del diámetro para cada parte del conducto
sucesiva 3b. En la forma de realización mostrada, hay tres
cubiertas de tal manera que se crean dos partes del conducto. De
cualquier modo, si fuera apropiado, se puede usar un número
cualquiera de cubiertas, por ejemplo para proporcionar un canal más
largo.
En principio, el canal 3 debería de ser lo más
estrecho posible. De cualquier modo se comprende que la velocidad
del flujo de aire en las partes del conducto no debe ser demasiado
aumentada, ya que esto por sí mismo produciría ruido. Además la
capacidad del canal 3 debe ser suficiente para permitir que la
cantidad de aire requerida fluya completamente.
Como se ve en la figura 4, el aire es aspirado en
el generador de flujo de aire 2 a través de la toma de aire 4. El
aire fluye a través del generador de flujo de aire 2 y desde allí a
través de un filtro 6 y en otra parte del volumen V; y desde ahí
fuera a través del silenciador que comprende el canal de salida
3.
En otra forma de realización de la invención las
partes del conducto 3a, 3b no tienen forma anular, sino más bien
semicircular. De forma más general, se comprende a partir de la
invención que se pueden crear distintos diseños de la geometría del
canal de salida sin salirse del objetivo de la invención como se
define en las reivindicaciones incluidas.
Claims (9)
1. Silenciador para reducir la emisión de ruido
de un generador de flujo de aire (2) que comprende un motor que
acciona un ventilador, dicho silenciador que comprende un
alojamiento del motor (1) que delimita un volumen (V) que se
extiende al menos de manera radial alrededor del generador de flujo
de aire (2), dicho alojamiento (1) con una estructura de pared
(1a-1d) que se extiende en una dirección
generalmente axial y está provista de al menos un paso del flujo de
entrada del aire (4) y de al menos un paso del flujo de salida del
aire (3), al menos uno de dichos pasos de flujo incluye al menos un
canal de flujo alargado y curvado (3) que está formado íntegramente
en la estructura de pared (1a, 1b, 1c) del alojamiento del motor
(1) y presenta partes sucesivas del conducto (3a, 3b) variando las
direcciones del flujo, y partes curvadas del flujo de aire (3c)
entre dichas partes (3a, 3b) caracterizado por el hecho de
que las partes curvadas del flujo de aire (3c) incluyen una pared
terminal (1d) con propiedades no insonorizantes.
2. Silenciador según la reivindicación 1, donde
las partes sucesivas del conducto (3a, 3b) aumentan gradualmente en
posición radial en el alojamiento del motor (1).
3. Silenciador según las reivindicaciones 2 o 3,
donde las partes curvadas del flujo de aire tienen una curva de
180º que incluye una pared terminal (1d) que es generalmente
ortogonal a las direcciones del flujo (I,T) de las dos partes
sucesivas del conducto (3a, 3b) y donde se prevé un paso de
conexión (3c) entre las dos partes sucesivas del conducto (3a,
3b).
4. Silenciador según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde la apertura transversal del
canal de flujo longitudinal (3) es sustancialmente igual a través
del sistema para mantener constante la velocidad del aire.
5. Silenciador según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde la estructura de la pared (1a,
1b, 1c, 1d) del alojamiento del motor (1) comprende un cierto
número de cubiertas concéntricas que comprenden una pluralidad de
nervios orientados en la dirección del flujo.
6. Silenciador según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde cada parte del conducto (3a,
3b) tiene una sección transversal anular.
7. Silenciador según las reivindicaciones de 1 a
5, donde al menos algunas partes del conducto (3a, 3b) están
sucesivamente dispuestas en una configuración anular.
8. Silenciador según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde al menos un canal de flujo (3)
constituye el paso del flujo de salida del aire del alojamiento
(1).
9. Silenciador según la reivindicación 8, donde
el paso del flujo de salida del aire (3) está provisto de un filtro
(6) hacia arriba del canal de flujo (3).
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