FR3098280A1 - Dispositif atténuateur de bruit pour un conduit d’évacuation de fumée équipant un appareil producteur de fumée - Google Patents

Dispositif atténuateur de bruit pour un conduit d’évacuation de fumée équipant un appareil producteur de fumée Download PDF

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Abstract

Le dispositif atténuateur de bruit (1) conforme à l’invention comprend un tube central (5) qui est ceinturé par un tube extérieur (10) pour définir entre eux une chambre d’absorption acoustique (11), entre une paroi d’extrémité amont (12) et une paroi d’extrémité aval (13). Le tube central (5) comporte un tronçon amont (5a) plein, dépourvu ou pratiquement dépourvu de perforations, qui s’étend jusqu’à une zone intermédiaire (19), prolongé par un tronçon aval (5b) muni de perforations (20). La chambre d’absorption acoustique (11) est partiellement comblée par un matériau absorptif acoustique (14) dont la bordure d’extrémité amont (14a) est située en aval de ladite zone intermédiaire (19) précitée. L’espace de ladite chambre d’absorption acoustique (11) entre la paroi d’extrémité amont (12) et la bordure d’extrémité amont (14a) du matériau absorptif acoustique (14), consiste en une cavité (11a) dont la partie amont (11a’) ceinture ledit tronçon amont (5a) plein du tube central (5), et dont la partie aval (11a’’) ceinture une partie amont perforée (5b1) dudit tube central (5). Figure pour l’abrégé : Figure 4

Description

Dispositif atténuateur de bruit pour un conduit d’évacuation de fumée équipant un appareil producteur de fumée
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne le domaine technique des dispositifs atténuateurs de bruit (encore appelés « silencieux ») pour les conduits d’évacuation de fumée équipant un appareil producteur de fumée, tel qu’un moteur de groupe électrogène, une chaudière, ou autre.
Etat de la technique
En fonctionnement, certains appareils qui produisent des fumées (gaz de combustion, gaz d’échappement...), genre moteurs de groupe électrogène, chaudière ou autres, peuvent générer du bruit, en particulier du fait de la motorisation, du brûleur et/ou du ventilateur qui les équipe, ce bruit se propageant dans les conduits ou tubages associés, notamment dans les conduits d’évacuation des fumées.
Le niveau sonore de ce bruit est parfois important ; il est propre à chaque installation et se caractérise par une amplitude et une gamme de fréquence (entre quelques dizaines et quelques milliers de Hertz).
Ce bruit occasionne des nuisances dans l’environnement, que l’on cherche à réduire au moyen de dispositifs atténuateurs de bruit, encore appelés silencieux, placés sur le conduit d’évacuation de fumée, entre un tronçon amont et un tronçon aval de ce dernier.
Il existe des dispositifs atténuateurs de bruit (ou silencieux) qui fonctionnent selon un principe dit « réactif », consistant à faire pénétrer les ondes sonores dans une cavité, de manière adaptée pour en changer la fréquence.
Ces dispositifs ont une bonne efficacité sur les basses fréquences, de quelques dizaines à quelques centaines de Hertz (l’atténuation sonore peut aller de 5dB à 40dB jusqu’à 1000 Hertz), mais elle est relativement réduite pour ce qui concerne les fréquences supérieures à 1000 - 1500 Hertz (l’atténuation sonore est inférieure à 5dB au-delà de 2000 Hertz).
On connait également des silencieux de type dit « absorptif » dans lesquels on utilise un matériau absorptif (en particulier des fibres minérales haute densité) pour chercher à absorber les ondes sonores.
En particulier, ces dispositifs de type « absorptif » comportent :
- un tube central perforé, muni de prolongements amont et aval pour son raccordement à des tronçons amont et aval de conduit d’évacuation de fumée,
- un tube extérieur qui ceinture le tube central perforé, pour définir entre eux une chambre d’absorption acoustique, et qui est raccordé à ce dernier par une paroi d’extrémité amont et par une paroi d’extrémité aval, et,
- un matériau absorptif acoustique, placé dans la chambre d’absorption acoustique.
De tels dispositifs ont généralement une bonne efficacité pour l’absorption des ondes dans les hautes fréquences (jusqu’à 40dB d’absorption entre 1000 et 3000 Hertz), cette efficacité étant néanmoins réduite dans le domaine des basses fréquences (de l’ordre de quelques dB jusqu’à 400 - 500 Hertz).
Le document EP 2 857 748 décrit de son côté un dispositif atténuateur de bruit utilisant à la fois le principe « réactif » et le principe « absorptif », de manière à chercher à bénéficier de leurs avantages respectifs.
Le dispositif atténuateur de bruit correspondant comprend un tube central qui est muni, tenant compte de la direction de déplacement des fumées, d’un prolongement amont adapté pour son raccordement à un tronçon de conduit de fumée amont, et d’un prolongement aval adapté pour son raccordement à un tronçon de conduit de fumée aval. Ce tube central comporte des perforations sur une partie de sa longueur et il est ceinturé par un tube extérieur pour définir entre eux une chambre d’absorption acoustique, lequel tube extérieur est raccordé audit tube central, toujours tenant compte de la direction de déplacement des fumées, par une paroi d’extrémité amont et par une paroi d’extrémité aval, qui délimitent la longueur de ladite chambre d’absorption acoustique. Cette chambre d’absorption acoustique est partiellement comblée, ici dans sa partie amont, par un matériau absorptif acoustique qui remplit son épaisseur entre le tube central et le tube extérieur.
Les perforations du tube central sont prévues sur un tronçon amont ménagé en regard du matériau absorptif acoustique et aussi en regard d’une partie de la chambre d’absorption acoustique dépourvue dudit matériau absorptif acoustique.
On obtient ainsi un dispositif atténuateur de bruit dont la partie absorptive est située en amont, suivie de la partie réactive située en aval.
Cependant, certaines applications génèrent des vitesses d’écoulement élevées dans le silencieux, et le bruit régénéré dans la partie réactive par cet écoulement rapide peut devenir non négligeable, limitant ainsi l’efficacité du dispositif.
Présentation de l'invention
Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, la présente invention propose un dispositif atténuateur de bruit pour un conduit d’évacuation de fumée équipant un appareil producteur de fumée (tel qu’un moteur de groupe électrogène, une chaudière ou autre), lequel dispositif atténuateur de bruit comprend un tube central muni, tenant compte de la direction de déplacement des fumées, d’un prolongement amont adapté pour son raccordement à un tronçon de conduit de fumée amont, et d’un prolongement aval adapté pour son raccordement à un tronçon de conduit de fumée aval, lequel tube central comporte des perforations et est ceinturé par un tube extérieur pour définir entre eux une chambre d’absorption acoustique, lequel tube extérieur est raccordé audit tube central, toujours tenant compte de la direction de déplacement des fumées, par une paroi d’extrémité amont et par une paroi d’extrémité aval, qui délimitent la longueur de ladite chambre d’absorption acoustique, ladite chambre d’absorption acoustique étant partiellement comblée par un matériau absorptif acoustique qui remplit son épaisseur entre le tube central et le tube extérieur, sur une partie de sa longueur,
ce dispositif atténuateur de bruit étant caractérisé par le fait que ledit tube central comporte (a) un tronçon amont plein, dépourvu ou pratiquement dépourvu de perforations, s’étendant depuis ladite paroi d’extrémité amont, jusqu’à une zone intermédiaire située entre lesdites parois d’extrémité amont et aval, lequel tronçon amont plein se prolonge par (b) un tronçon aval muni de perforations, qui s’étend depuis ladite zone intermédiaire jusqu’à ladite paroi d’extrémité aval ou approximativement jusqu’à ladite paroi d’extrémité aval,
et par le fait que ledit matériau absorptif acoustique est délimité (i) par une bordure d’extrémité amont, disposée en aval de ladite zone intermédiaire, et (ii) par une bordure d’extrémité aval, disposée dans ladite chambre d’absorption acoustique à proximité de ladite paroi d’extrémité aval, ou en appui contre cette dernière,
l’espace de ladite chambre d’absorption acoustique entre ladite paroi d’extrémité amont et ladite bordure d’extrémité amont dudit matériau absorptif acoustique, consistant en une cavité dont une partie amont ceinture ledit tronçon amont plein dudit tube central, et dont une partie aval ceinture une partie amont perforée dudit tube central.
La partie amont de ce dispositif atténuateur de bruit comporte une cavité ayant pour effet, notamment, de modifier la fréquence des ondes, et la partie aval a une action d’absorption des ondes, grâce au matériau absorptif acoustique, pour en atténuer le niveau sonore.
La partie absorptive se situe ainsi en sortie du dispositif atténuateur de bruit, en aval de la partie réactive, et elle vient atténuer le bruit régénéré et par conséquent augmenter la performance du silencieux.
La cavité amont de la chambre d’absorption acoustique est délimitée, d’un côté, par la tranche du matériau absorptif acoustique, qui assure aussi à ce niveau une fonction d’absorption des ondes sonores, contribuant à améliorer l’efficacité du dispositif.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du dispositif atténuateur de bruit conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- le tube central est de section circulaire et il comporte un axe longitudinal sur lequel sont centrés lesdits prolongements amont et aval ; ladite chambre d’absorption acoustique est de section générale annulaire cylindrique, d’épaisseur constante, centrée sur l’axe longitudinal dudit tube central.
- le matériau absorptif acoustique consiste en de la laine de roche dont la densité est comprise entre 30 et 140 kg/m3de préférence comprise entre 60 et 120 kg/m3.
- le diamètre du tube central est compris entre 130 et 600 mm, l’épaisseur de la chambre d’absorption acoustique est comprise entre 100 et 150 mm, et la longueur de cette chambre d’absorption acoustique est comprise entre 700 et 1000 mm.
- le matériau absorptif acoustique s’étend entre le 1/3 et les 2/3 de la longueur de la chambre d’absorption acoustique ; en outre, la partie amont perforée du tube central qui est ceinturée par la partie aval de cavité, s’étend entre le 1/6ème et la 1/2 de la longueur de ladite cavité.
- les perforations du tronçon aval du tube central ont un diamètre compris entre 5 et 20 mm, et elles occupent 15 à 70 % de la surface de paroi dudit tronçon aval de tube central.
- le tube extérieur est solidarisé de manière amovible avec des couronnes cylindriques qui prolongent lesdites parois d’extrémité amont et aval, au moyen de colliers de serrage.
- le dispositif atténuateur de bruit comporte un noyau d’absorption intérieur de forme générale cylindrique, monté coaxialement au tube central, à l’intérieur de ce dernier, lequel noyau (i) a un diamètre inférieur au diamètre dudit tube central, (ii) comporte une extrémité amont, orientée vers ledit prolongement amont, en forme d’ogive, et (iii) comporte une enveloppe externe munie de perforations et remplie d’un matériau absorptif acoustique. De préférence, la majeure partie de la longueur de ce noyau d’absorption s’étend à l’intérieur du tronçon aval perforé du tube central.
- le dispositif atténuateur de bruit comporte une trappe de visite ménagée dans le tube extérieur, associée à un bouchon amovible.
- la cavité de ladite chambre d’absorption acoustique est délimitée, d’un côté, par la bordure d’extrémité amont du matériau absorptif.
- le prolongement amont du tube central est en forme d’embout mâle adapté pour coopérer avec un embout femelle d’un tronçon de conduit de fumée amont, et le prolongement aval du tube central est en forme d’embout femelle adapté pour coopérer avec un embout mâle d’un tronçon de conduit de fumée aval.
- le prolongement aval du tube central comporte un tronçon de tube intérieur, qui s’étend vers l’intérieur, et qui reçoit l’extrémité aval dudit tube central par emmanchement, lequel tronçon de tube intérieur est muni de perforations.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
Description détaillée de l'invention
De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où :
est une vue en perspective d’un premier mode de réalisation d’un dispositif atténuateur de bruit conforme à l’invention ;
est une vue en perspective éclatée du dispositif atténuateur de bruit illustré sur la figure 1 ;
est une vue de face de l’extrémité amont du dispositif atténuateur de bruit illustré sur les figures 1 et 2 ;
est une vue en coupe longitudinale du dispositif atténuateur de bruit, selon le plan de coupe 4-4 de la figure 3 ;
est une vue de face de l’extrémité aval d’un second mode de réalisation d’un dispositif atténuateur de bruit conforme à l’invention ;
est une vue en coupe longitudinale du dispositif atténuateur de bruit illustré sur la figure 5, selon le plan de coupe 6-6 de cette figure 5 ;
est une vue en coupe longitudinale d’une variante de réalisation d’un dispositif atténuateur de bruit selon l’invention.
Il est à noter que, sur ces figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.
Les figures 1 à 4 illustrent un premier mode de réalisation d’un dispositif atténuateur de bruit 1 selon l’invention, destiné à être intégré au conduit 2 d’évacuation de fumée équipant un appareil producteur de fumées 3, par exemple un moteur ou une chaudière.
Ce dispositif atténuateur de bruit 1 est en particulier ici agencé pour venir s’intégrer entre un tronçon amont 2a et un tronçon aval 2b du conduit de fumée 2 (figure 4) pour constituer une partie de ce conduit 2 et également pour remplir sa fonction de réduction du bruit provenant de l’appareil 3.
Sur la figure 4, l’appareil 3 est simplement schématisée en pointillés à l’extrémité amont du tronçon de conduit amont 2a.
Toujours sur la figure 4, on a illustré par la flèche d’orientation 4 le sens amont/aval de déplacement des fumées et des ondes sonores dans le conduit 2 (et donc également dans le dispositif atténuateur de bruit 1).
Ce sens amont/aval est utilisé dans la suite de la description pour définir certaines parties structurelles du dispositif atténuateur de bruit 1.
Le dispositif atténuateur de bruit 1 se présente sous une forme générale cylindrique comprenant :
- un tube central 5 de section circulaire, d’axe longitudinal A (disposé ici horizontalement), dont l’extrémité amont 6 comporte un prolongement 7 pour son raccordement au tronçon de conduit amont 2a, et dont l’extrémité aval 8 comporte un prolongement 9 pour son raccordement au tronçon de conduit aval 2b ;
- un tube extérieur 10, de section circulaire, qui ceinture le tube central 5 de manière concentrique et à distance de ce dernier pour définir, entre eux, une chambre annulaire 11, dite « chambre d’absorption acoustique » ; ce tube extérieur 10 est raccordé au tube central 5 par une paroi d’extrémité amont 12 et par une paroi d’extrémité aval 13 ; et
- un matériau absorptif acoustique 14 destiné à combler une partie du volume de la chambre d’absorption acoustique 11.
Les parois d’extrémité amont 12 et aval 13 s’étendent parallèlement l’une à l’autre. Elles ont chacune une forme annulaire plane centrée sur l’axe longitudinal A, et elles définissent entre elles la longueur L de la chambre d’absorption acoustique 11.
Des couronnes cylindriques, respectivement 15 et 16, prolongent la bordure périphérique circulaire des parois d’extrémité amont 12 et aval 13, solidarisées avec ces dernières par soudage. Ces couronnes cylindriques 15 et 16 s’étendent vers l’intérieur, c’est-à-dire qu’elles sont orientées en regard l’une de l’autre.
D’autre part, les prolongements amont 7 et aval 9 consistent en des structures cylindriques comportant une paroi isolée, formée de deux tubes concentriques qui prennent en sandwich un matériau isolant.
Ces prolongements amont 7 et aval 9 s’étendent principalement vers l’extérieur à partir des parois d’extrémité 12 et 13, leur tube intérieur 7a, 9a étant solidarisé par soudage avec la bordure de l’orifice central desdites parois d’extrémité 12, 13, et leur tube extérieur 7b, 9b étant solidarisé par soudage contre la face externe desdites parois d’extrémité 12, 13.
Un tronçon intérieur 7a1, 9a1 des tubes intérieurs 7a, 9a des prolongements amont 7 et aval 9 s’étend vers l’intérieur de la chambre d’absorption acoustique 11. Ces deux tronçon intérieurs 7a1, 9a1 s’étendent en regard l’un de l’autre, et ils reçoivent par simple emmanchement les extrémités amont 6 et aval 8 du tube central 5.
Le tube extérieur 10 est constitué par une virole cylindrique obtenue à partir d’une plaque cintrée, dont les deux bordures longitudinales en regard, suite au cintrage, sont assemblées entre elles par soudage, et dont les extrémités amont et aval sont solidarisées par emboitement amovible avec les couronnes cylindriques 15 et 16 précitées qui prolongent la bordure périphérique circulaire des parois d’extrémité amont 12 et aval 13. Cette solidarisation par emboitement est verrouillée au moyen de colliers d’assemblage 17 et 18.
Le tube central 5, le tube extérieur 10, les parois d’extrémité 12 et 13 et les deux tubes concentriques des prolongements 7 et 9 sont réalisés en matériau métallique, de préférence en acier inoxydable (par exemple du type 316L) pour résister convenablement à la corrosion et à la condensation. On peut pour cela utiliser une tôle métallique dont l’épaisseur est de l’ordre de 0,4 à 2 mm.
Comme on peut le voir sur les figures 2 et 4, le tube central 5 comporte :
- un tronçon amont 5a, non perforé, qui s’étend depuis la paroi d’extrémité amont 12 jusqu’à une zone intermédiaire 19 située entre lesdites parois amont 12 et aval 13, cette zone intermédiaire 19 correspondant ici à un plan B perpendiculaire à l’axe longitudinal A, et
- un tronçon aval 5b, muni de perforations 20, qui s’étend depuis ladite zone intermédiaire 19 jusqu’à la paroi d’extrémité aval 13.
Le tronçon amont 5a et le tronçon aval 5b du tube central 5 sont juxtaposés et ils s’étendent ensemble sur toute la longueur L de la chambre d’absorption acoustique 11.
La longueur C du tronçon amont 5a du tube central 5 est de préférence comprise entre la moitié et les 3/4 de la longueur L, la longueur D du tronçon aval 5b occupant le reste de cette longueur L.
Les perforations 20 sont adaptées en dimensions et nombre pour laisser pénétrer au maximum les ondes sonores dans la chambre d’absorption acoustique 11, tout en permettant au tube central 5 de maintenir correctement le matériau absorptif acoustique 14.
Pour cela, les perforations 20 du tronçon aval 5b du tube central 5 sont réalisées de manière homogène sur toute la surface de paroi concernée, et elles ont un diamètre qui est de préférence compris entre 5 et 20 mm (encore de préférence compris entre 10 et 15 mm). Ces perforations occupent 15 à 70 % de la surface de paroi du tronçon de tube 5b (de préférence 45 à 60 % de cette surface de paroi).
Sur la figure 4 en particulier, on remarque que le tronçon intérieur 9a1 du tube intérieur 9a, dans lequel vient s’emmancher l’extrémité aval 8 du tube central 5, comporte des ouvertures ou perforations 9a2.
Ces perforations 9a2 du tronçon intérieur 9a1 sont adaptées pour limiter (ou éviter) l’obturation des perforations 20 de l’extrémité aval du tube central 5 et assurer ainsi que la zone perforée correspondante s’étende bien jusqu’à la paroi d’extrémité aval 13.
La chambre d’absorption acoustique 11 est de forme générale annulaire de section constante, et elle est délimitée par le tube central 5, le tube extérieur 10, la paroi d’extrémité amont 12 et la paroi d’extrémité aval 13.
Cette chambre d’absorption acoustique 11 comporte ici une partie amont 11a vide, dépourvue de matériau de comblement, formant une cavité annulaire cylindrique, suivie d’une partie aval 11b qui est comblée par le matériau absorptif acoustique 14. La partie amont 11a de la chambre d’absorption acoustique 11, de longueur E, s’étend depuis la paroi d’extrémité amont 12 jusqu’à un plan F perpendiculaire à l’axe longitudinal A, situé en aval de la zone intermédiaire 19 précitée, séparant la zone non perforée 5a de la zone perforée 5b du tube central 5, et correspondant à la bordure d’extrémité amont 14a du matériau d’absorption acoustique 14.
La partie amont 11a en forme de cavité de la chambre d’absorption acoustique 11, de longueur E, comporte donc - une partie amont 11a’, de longueur C, qui ceinture le tronçon amont plein 5a du tube central 5, et - une partie aval 11a’’, de longueur G, qui ceinture une partie amont 5b1 du tronçon aval perforé 5b du tube central 5.
Cette cavité 11a de la chambre d’absorption acoustique 11 est délimitée a/ par la partie amont du tube extérieur 10, b/ par la bordure d’extrémité amont 14a du matériau d’absorption acoustique 14, c/ par la paroi d’extrémité amont 12, et d/ par une partie du tube central 5 (comprenant la partie amont non perforée 5a suivie de la partie amont perforée 5b1 du tronçon aval perforé 5b du tube central 5).
La longueur G de cette partie amont perforée 5b1 ceinturée par la partie aval de cavité 11a’’, entre les plans B et F précités, correspond entre le 1/6ème et la 1/2 de la longueur E de la cavité 11a.
Le matériau absorptif acoustique 14 se présente sous la forme d’un cylindre annulaire délimité a/ par la bordure d’extrémité amont 14a, s’étendant dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal A et correspondant au plan précité F situé en aval de la zone intermédiaire 19, b/ par une bordure d’extrémité amont 14b, s’étendant dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal A, disposée à proximité de la paroi d’extrémité aval 13 ou en appui contre cette dernière, c/ par une surface cylindrique extérieure 14c, en contact avec la face interne du tube extérieur 10, et, d/ par une surface cylindrique intérieure 14d, en contact avec la face externe du tube central 5.
La longueur du cylindre en matériau absorptif acoustique 14, entre ses bordures d’extrémité amont 14a et aval 14b correspond à la longueur H de la partie aval 11b de la chambre d’absorption acoustique 11, et l’intégralité de cette longueur est en regard d’une partie perforée du tube central 5.
Le matériau absorptif acoustique 14 consiste ici en des fibres minérales à haute densité, par exemple de la laine de roche dont la densité est comprise entre 30 et 140 kg/m3, de préférence comprise entre 60 et 120 kg/m3.
La longueur H de la partie aval 11b de la chambre d’absorption acoustique 11, comblée par le matériau absorptif acoustique 14, correspond entre le 1/3 et les 2/3 de la longueur L de ladite chambre 11.
D’une manière générale, la longueur L de la chambre d’absorption acoustique 11 peut être comprise entre 700 et 1000 mm, et son épaisseur comprise entre 100 et 150 mm ; le diamètre du tube central 5 peut, de son côté, être compris entre 130 et 600 mm.
Le cylindre de matériau absorptif acoustique 14 est de préférence réalisé au moyen de deux demi-coques complémentaires 141, 142, chacune demi-cylindrique, tel qu’illustré sur la figure 2. Cette particularité permet de faciliter le montage et le remplacement du matériau absorptif acoustique, en cas de dégradation ou d’encrassement. Ce cylindre 14 en matériau absorptif acoustique peut être protégé par un tissu de fibre de verre prévu sur la face interne du matériau absorptif acoustique 14, plaqué contre le tube central 5.
Sur les figures 2 et 4 on remarque que le matériau absorptif acoustique 14 est maintenu en position au niveau de sa bordure d’extrémité amont 14a par des petites pattes de maintien 22 qui s’étendent dans le plan F, perpendiculairement à l’axe longitudinal A. Ces pattes de maintien 22 sont avantageusement obtenues dans la matière du tube central 5 par découpe adaptée et pliage à l’équerre.
Elles peuvent aussi être rapportées et fixées par soudage.
On notera également que le dispositif atténuateur de bruit 1 comporte un orifice de purge associé à un bouchon obturateur amovible 23, aménagé sur le tube extérieur 10, pour assurer l’évacuation des condensats, lors de la pose sur les raccordements horizontaux et verticaux.
Dans le cas d’une pose à la verticale du dispositif atténuateur de bruit, ce système de purge 23 peut être positionné sur la paroi d’extrémité amont 12.
L’évacuation des condensats peut aussi être réalisée au moyen d’un orifice adapté (non représenté), traversant l’extrémité amont 6 du tube central 5, ainsi que le tronçon intérieur 7a1 du tube intérieur 7a.
Une telle structure de dispositif atténuateur de bruit permet d’absorber efficacement les ondes sonores émises par l’appareil 3, et qui se propagent dans le conduit d’évacuation de fumée 2.
Un tel dispositif permet de piéger les ondes sonores par le matériau absorptif acoustique 14, et également par la cavité 11a, cela de manière efficace sur une large plage de fréquences d’ondes.
Le positionnement du matériau absorptif acoustique 14 en aval de la cavité 11a permet également d’atténuer le bruit régénéré dans le dispositif absorbeur 1, en particulier dans le cas d’écoulement rapide des flux gazeux.
Les figures 5 et 6 illustrent un autre mode de réalisation d’un dispositif atténuateur de bruit conforme à l’invention.
Ce dispositif atténuateur de bruit 1’ a une structure très proche de celle du mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 4. Il comporte en plus un noyau d’absorption aménagé à l’intérieur du tube central, permettant en particulier de limiter la voie d’air dans le cas de grands diamètres de tube central.
Dans la description qui suit, les parties structurelles communes au mode de réalisation des figures 1 à 4 conservent les mêmes repères, par mesure de simplification.
Le dispositif atténuateur de bruit 1’ comporte donc un tube central 5 muni des deux prolongements d’extrémité 7 et 9 et ceinturé par un tube extérieur 10.
Ce tube extérieur 10 est assemblé avec le tube central 5 par la paroi d’extrémité amont 12 et par la paroi d’extrémité aval 13 pour définir la chambre annulaire d’absorption acoustique 11.
Ici encore, le tronçon amont 5a du tube central 5 est plein (non perforé) et il s’étend jusqu’à la zone intermédiaire 19. Ce tronçon plein 5a se prolonge par un tronçon aval 5b perforé.
D’autre part, une couronne de matériau absorptif acoustique 14 comble la partie aval 11b de la chambre d’absorption acoustique 11, à partir du plan F situé en aval de la zone intermédiaire 19 précitée.
Dans ce mode de réalisation, un noyau d’absorption complémentaire 24 est monté à l’intérieur du tube central 5, sur l’axe longitudinal A de ce dernier.
Ce noyau d’absorption intérieur 24 se présente sous la forme générale d’un cylindre dont le diamètre est inférieur au diamètre du tube central 5, assemblé avec la face intérieure de ce dernier au moyen de pattes entretoises 25.
Ce noyau d’absorption 24 comporte une enveloppe externe cylindrique 26 qui est munie de perforations 27 ; cette enveloppe 26 est remplie par un matériau absorptif acoustique 28.
L’enveloppe externe 26 du noyau d’absorption 24 est réalisée en acier inoxydable, par exemple de type 316L. Les perforations 27 sont réparties de manière homogène sur toute la surface de l’enveloppe externe 26 et elles occupent entre 40 et 60 % de la surface de cette enveloppe.
Le matériau absorptif acoustique 28 consiste de préférence en de la laine de roche dont la densité est comprise entre 30 et 140 kg/m3, de préférence comprise entre 60 et 80 kg/m3.
Au moins l’extrémité amont 29 du noyau d’absorption 24 est en forme d’ogive (ou de dôme) pour limiter les perturbations du flux de fumée.
Dans le mode de réalisation illustré, l’extrémité aval 30 du noyau d’absorption 24 se présente également sous la forme d’une ogive.
Ce noyau d’absorption 24 s’étend sur une partie de la longueur du tube central 5 ; de préférence il s’étend à l’intérieur du tronçon aval perforé 5b dudit tube central 5. En l’occurrence, le noyau d’absorption 24 s’étend ici sur toute ou pratiquement toute la longueur de ce tronçon aval perforé 5b, et sur toute la longueur occupée par le cylindre de noyau absorptif acoustique 14.
Ce noyau d’absorption 24 a pour fonction et pour intérêt de rajouter du matériau absorptif pour compenser le diamètre intérieur important du dispositif d’absorption acoustique, en particulier dans le cas de tubes intérieurs ayant un diamètre supérieur ou égal à 350 mm.
La figure 7 illustre encore un autre mode de réalisation d’un dispositif atténuateur de bruit 1’’ conforme à l’invention.
Ici encore, les parties structurelles communes aux modes de réalisation des figures 1 à 6 conservent les mêmes repères par mesure de simplification.
Ce dispositif atténuateur de bruit 1’’ comporte donc un tube central 5 muni de deux prolongements d’extrémité 7 et 9 et ceinturé par un tube extérieur 10.
Ce tube extérieur 10 est assemblé avec le tube central 5 par la paroi d’extrémité amont 12 et par la paroi d’extrémité aval 13 pour définir la chambre annulaire 11.
Le tube central 5 comporte un tronçon amont 5a non perforé jusqu’à la zone intermédiaire 19, suivi d’un tronçon aval perforé 5b.
D’autre part, une couronne de matériau absorptif acoustique 14 comble la partie aval 11b de la chambre d’absorption 11.
Ici une trappe de visite 31 est prévue dans le tube extérieur 10, débouchant dans la partie amont 11a en forme de cavité.
Cette trappe de visite 31 est formée d’une virole cylindrique 32 fixée sur le tube extérieur 10 (selon un axe perpendiculaire à l’axe de ce tube extérieur 10), associée à un bouchon amovible isolé 33.
Une découpe/ouverture 34 est aménagée dans la partie centrale du tube central 5 en regard de la trappe de visite 31, pour permettre l’accès à l’intérieur de ce tube central 5.
Une telle trappe de visite 31 permet l’entretien du dispositif, notamment lorsqu’il est placé sur des conduits desservant des chaudières à combustible solide comme le bois.
Ce genre de trappe de visite peut bien entendu être aménagée également dans des dispositifs atténuateurs avec noyau d’absorption, tel qu’illustré sur les figures 5 et 6.
D’une manière générale, le tronçon amont 5a du tube central 5 est de préférence dépourvu de perforations ou d’ouvertures. Cependant, une ou quelques perforations/ouvertures peuvent y être aménagées, en fonction des besoins, (comme dans le mode de réalisation de la figure 7), sans qu’elles occupent une surface de paroi importante. Cette surface de paroi perforée/ouverte du tronçon amont 5a sera en tout état de cause moins importante que celle du tronçon aval 5b.

Claims (12)

  1. Dispositif atténuateur de bruit pour un conduit d’évacuation de fumée (2) équipant un appareil producteur de fumée (3), tel qu’un moteur de groupe électrogène, une chaudière ou autre, lequel dispositif atténuateur de bruit (1, 1’, 1’’) comprend un tube central (5) muni, tenant compte de la direction de déplacement des fumées, d’un prolongement amont (7) adapté pour son raccordement à un tronçon de conduit de fumée amont (2a), et d’un prolongement aval (9) adapté pour son raccordement à un tronçon de conduit de fumée aval (2b), lequel tube central (5) comporte des perforations (20) et est ceinturé par un tube extérieur (10) pour définir entre eux une chambre d’absorption acoustique (11), lequel tube extérieur (10) est raccordé audit tube central (5), toujours tenant compte de la direction de déplacement des fumées, par une paroi d’extrémité amont (12) et par une paroi d’extrémité aval (13), qui délimitent la longueur (L) de ladite chambre d’absorption acoustique (11), ladite chambre d’absorption acoustique étant partiellement comblée par un matériau absorptif acoustique (14) qui remplit son épaisseur entre le tube central (5) et le tube extérieur (10), sur une partie de sa longueur (L),
    caractérisé en ce que ledit tube central (5) comporte (a) un tronçon amont (5a) plein, dépourvu ou pratiquement dépourvu de perforations, s’étendant depuis ladite paroi d’extrémité amont (12), jusqu’à une zone intermédiaire (19) située entre lesdites parois d’extrémité amont (12) et aval (13), lequel tronçon amont (5a) plein se prolonge par (b) un tronçon aval (5b) muni de perforations (20), qui s’étend depuis ladite zone intermédiaire (19) jusqu’à ladite paroi d’extrémité aval (13) ou approximativement jusqu’à ladite paroi d’extrémité aval (13),
    et en ce que ledit matériau absorptif acoustique (14) est délimité (i) par une bordure d’extrémité amont (14a), disposée en aval de ladite zone intermédiaire (19), et (ii) par une bordure d’extrémité aval (14b), disposée dans ladite chambre d’absorption acoustique (11) à proximité de ladite paroi d’extrémité aval (13), ou en appui contre cette dernière,
    l’espace de ladite chambre d’absorption acoustique (11) entre ladite paroi d’extrémité amont (12) et ladite bordure d’extrémité amont (14a) dudit matériau absorptif acoustique (14), consistant en une cavité (11a) dont une partie amont (11a’) ceinture ledit tronçon amont (5a) plein dudit tube central (5), et dont une partie aval (11a’’) ceinture une partie amont perforée (5b1) dudit tube central (5).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tube central (5) est de section circulaire et comporte un axe longitudinal (A) sur lequel sont centrés lesdits prolongements amont (7) et aval (9), ladite chambre d’absorption acoustique (11) étant de section générale annulaire cylindrique, d’épaisseur constante, centrée sur l’axe longitudinal (A) dudit tube central (5).
  3. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau absorptif acoustique(14) consiste en de la laine de roche dont la densité est comprise entre 30 et 140 kg/m3, de préférence comprise entre 60 et 120 kg/m3.
  4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le diamètre du tube central (5) est compris entre 130 et 600 mm, en ce que l’épaisseur de la chambre d’absorption acoustique (11) est comprise entre 100 et 150 mm, et en ce que la longueur de ladite chambre d’absorption acoustique (11) est comprise entre 700 et 1000 mm.
  5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit matériau absorptif acoustique (14) s’étend entre le 1/3 et les 2/3 de la longueur (L) de la chambre d’absorption acoustique (11), et en ce que la partie amont perforée (5b1) dudit tube central (5) qui est ceinturée par ladite partie aval de cavité (11a’’), s’étend entre le 1/6ème et la 1/2 de la longueur de ladite cavité (11a).
  6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les perforations (20) du tronçon aval (5b) du tube central (5) ont un diamètre compris entre 5 et 20 mm, et occupent 15 à 70 % de la surface de paroi dudit tronçon aval de tube central (5b).
  7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tube extérieur (10) est solidarisé de manière amovible avec des couronnes cylindriques (15, 16) qui prolongent lesdites parois d’extrémité amont (12) et aval (13), au moyen de colliers de serrage (17, 18).
  8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte un noyau d’absorption intérieur (24) de forme générale cylindrique, monté coaxialement audit tube central (5), à l’intérieur de ce dernier, lequel noyau (24) a un diamètre inférieur au diamètre dudit tube central (5), comporte une extrémité amont, orientée vers ledit prolongement amont (7), en forme d’ogive (29), et comporte une enveloppe externe (26) munie de perforations (27) et remplie d’un matériau absorptif acoustique (28).
  9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comporte une trappe de visite (31) ménagée dans le tube extérieur (10), associée à un bouchon amovible (33).
  10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite cavité (11a) de ladite chambre d’absorption acoustique (11) est délimitée, d’un côté, par la bordure d’extrémité amont (14a) du matériau absorptif acoustique (14).
  11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit prolongement amont (7) du tube central (5) est en forme d’embout mâle adapté pour coopérer avec un embout femelle d’un tronçon de conduit de fumée amont (2a), et en ce que ledit prolongement aval (9) du tube central (5) est en forme d’embout femelle adapté pour coopérer avec un embout mâle d’un tronçon de conduit de fumée aval (2b).
  12. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit prolongement aval (9) du tube central (5) comporte un tronçon de tube intérieur (9a1), qui s’étend vers l’intérieur, et qui reçoit l’extrémité aval (8) dudit tube central (5) par emmanchement, lequel tronçon de tube intérieur (9a1) est muni de perforations (9a2).
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