NL1022647C2 - Inrichting voor het actief reduceren van geluidstransmissie, alsmede een paneel omvattende een dergelijke inrichting. - Google Patents

Description

P60805NL00

Titel: Inrichting voor het actief reduceren van geluidstransmissie, alsmede een paneel omvattende een dergelijke inrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het actief reduceren van geluidstransmissie, voorzien van een eerste en een tweede wand die een binnenruimte omgeven, waarbij ten minste de tweede wand is voorzien van actuatoren, bijvoorbeeld elektromagnetische actuatoren en/of 5 piëzo-elektrische elementen.

Een dergelijke inrichting is uit de praktijk bekend, in het bijzonder in de vorm van een geluidstransmissie-reducerend paneel, en wordt bijvoorbeeld beschreven in de internationale octrooiaanvrage W094/05005. De inrichting kan bijvoorbeeld worden toegepast om hinderlijke geluiden 10 van geluidsproducerende delen van machines, gebouwen, voer-, vaar-, vliegtuigen en dergelijke te beperken. De bekende inrichting kan bijvoorbeeld tussen twee ruimtes worden geplaatst om geluid, afkomstig van de ene ruimte, zodanig actief te reduceren dat zo min mogelijk van dat geluid een naastgelegen ruimte kan bereiken. Hiertoe kunnen de actuatoren 15 van de inrichting zo genaamd anti-geluid produceren.

Opgemerkt zij, dat bij de inrichting volgens de aanhef geluidsreductie in een ruimte waarin zich bijvoorbeeld een sterke geluidsbron bevindt, niet van primair belang is. Derhalve dient de inrichting volgens de aanhef te worden onderscheiden van uit de praktijk 20 bekende geluidsabsorberende inrichtingen die langs een ruimte worden opgesteld om een in die zelfde ruimte heersende geluidsdruk te absorberen.

De uit de praktijk bekende inrichting is voorzien van actuatoren, bijvoorbeeld elektromagnetische actuatoren, piëzo-elektrische elementen en dergelijke, om geluidstransmissie actief te reduceren. Dergelijke actuatoren 25 worden tijdens gebruik doorgaans aangesloten op een elektronische besturing, bijvoorbeeld een computer of dergelijke, om die actuatoren die bewegingen te laten uitvoeren waarmee geluidstransmissie-reductie wordt in??fi47 ' 2 bewerkstelligd. Het met actuatoren reduceren van géluidstransmissie is bij de vakman bekend en wordt bijvoorbeeld beschreven in de genoemde internationale aanvrage WO 94/05005, welk document in de onderhavige aanvrage door referentie wordt geacht te zijn opgenomen. Doordat althans 5 de genoemde tweede wand is voorzien van actuatoren, kan in het bijzonder een goede reductie van de transmissie van laag-frequent geluid worden bereikt.

Nadeel van de bekende inrichting is, dat deze, voor een gewenste goede geluidstransmissie-reductie, dient te zijn voorzien van relatief zware, 10 complexe en dure elektronica en actuatoren. Bovendien verbruikt de bekende inrichting relatief veel energie om een gewenste geluidsreductie te bereiken. Derhalve is toepassing van de bekende inrichting in gevallen waarbij relatief weinig energie beschikbaar is, bijvoorbeeld wanneer de energie uit een accu en/of natuurlijke energiebronnen zoals zonne- of 15 windenergie wordt onttrokken, niet mogelijk of niet interessant. Bovendien is de bekende inrichting door het hoge energieverbruik relatief duur in gebruik.

De onderhavige uitvinding beoogt een inrichting voor het actief reduceren van geluid, welke inrichting relatief goedkoop en lichtgewicht 20 uitvoerbaar is en toch een gewenste hoge geluidstransmissie-reductie kan bewerkstelligen.

Hiertoe wordt de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen van conclusie 1.

Verrassenderwijs blijkt met een inrichting waarvan de genoemde 25 binnenruimte is voorzien van ten minste één binnenwand om die ruimte in ten minste twee luchtlagen te verdelen, welke binnenwand zodanig is ingericht dat de luchtlagen in fluïdumverbinding met elkaar staan, een relatief hoge geluidstransmissie-reductie kan worden bewerkstelligd met relatief lichte, eenvoudige en goedkope elektronica en actuatoren. Bovendien 30 blijkt het energieverbruik van de inrichting volgens de uitvinding, althans 3 bij een daartoe correct ingestelde en/of gekalibreerde besturing van de actuatoren, relatief laag te zijn. Het instellen en/of kalibreren van de voor geluidstransmissie-reductie gewenste actuatoren-besturing kan de vakman met eenvoudige standaardmetingen en/of een geautomatiseerd feedback-5 systeem uitvoeren. Daarbij kan de inrichting bijvoorbeeld tussen twee testruimtes worden opgesteld, waarbij in de ene ruimte geluid wordt geproduceerd terwijl in de andere ruimte wordt gedetecteerd in hoeverre de inrichting transmissie van dat geluid heeft gereduceerd bij een bepaalde instelling van de actuatoren-besturing. Door de relatief eenvoudige 10 constructie van de inrichting volgens de uitvinding blijkt de actuatoren-besturing relatief eenvoudig uitvoerbaar te zijn, bijvoorbeeld doordat de besturing een relatief eenvoudig rekenalgoritme bevat om de actuatoren van de inrichting via stuurelektronica aan te sturen.

De door de uitvinding verschafte inrichting is op zichzelf relatief 15 eenvoudig, lichtgewicht en goedkoop uitvoerbaar, hetgeen bij diverse toepassingen voordelig en gewenst is. De inrichting volgens de uitvinding kan bovendien met voordeel worden toegepast in situaties waarbij relatief weinig energie beschikbaar is. Bovendien is gebruik van de inrichting volgens de uitvinding relatief goedkoop en milieuvriendelijk, gegeven het 20 lage energieverbruik daarvan. Verder kan de inrichting volgens de uitvinding relatief compact, duurzaam en robuust worden uitgevoerd, zodat de inrichting gemakkelijk in diverse toepassingen inzetbaar is.

De inrichting blijkt met name een goede reductie van het geluid te bewerkstelligen, wanneer de eerste wand door in hoofdzaak stijve 25 verbindingsmiddelen aan de binnenwand is verbonden, terwijl de tweede wand door flexibele verbindingsmiddelen aan de binnenwand is verbonden. Op deze manier omvat de inrichting een relatief stijf deel waarin de eerste luchtlaag is voorzien, terwijl de actuatoren en de tweede wand de gewenste bewegingen kunnen uitvoeren ter reductie van het geluid.

I Nadere uitwerkingen van de uitvinding zijn beschreven in de I volgconclusies. Thans zal de uitvinding aan de hand van een I uitvoeringsvoorbeeld en de tekening worden toegelicht. De tekening toont in I fig. 1 een vooraanzicht van een uitvoeringsvoorbeeld van de 5 uitvinding; en in I fig. 2 een doorsnede over lijn II-II van het in fig. 1 weergegeven I vooraanzicht.

I Figuren 1 en 2 tonen een uitvoering van een inrichting P voor het I actief reduceren van geluidstransmissie. De inrichting kan bijvoorbeeld I 10 worden toegepast om transmissie van uit een bronruimte A afkomstig I geluid, dat in fig. 2 met pijlen S is weergegeven, naar een aangrenzende I doelruimte B te reduceren.

I De inrichting omvat een paneel P, voorzien van een eerste en een I tweede massieve, relatief stijve wand 3, 5 die een binnenruimte omgeven.

I 15 Doordat de eerste en tweede wand 3, 5 massief zijn uitgevoerd wordt die

I binnenruimter althans aan langszijden fluïdumdicht van de omgeving A, B

I afgesloten. De. binnenruimte is door een tussen de eerste en tweede wand 3, I 5 opgestelde, relatief stijve binnenwand 4 in twee luchtlagen 1, 2 verdeeld.

I In het uitvoeringsvoorbeeld zijn de genoemde binnenwand 4, eerste wand 3, 20 tweede wand 5 en de luchtlagen 1, 2 in hoofdzaak evenwijdig. De tweede I wand 5 is bij voorkeur lichtgewicht uitgevoerd, bijvoorbeeld doordat deze I wand 5 een relatief dunne plaat of dergelijke omvat.

I De eerste wand 3 en de binnenwand 4, welke de eerste luchtlaag 1 omgeven, zijn relatief stijf aan elkaar zijn verbonden. Hiertoe kunnen deze I 25 wanden 3, 4 bijvoorbeeld via een sandwichstructuur of een dergelijke I relatief open structuur aan elkaar zijn gekoppeld. Een dergelijke structuur is in figuur 2 schematisch weergegeven in de vorm van zich tussen de eerste I wand 3 en binnenwand 4, haaks door de eerste luchtlaag 1 uitstrekkende I verstijvingswanden 8. Deze verstijvingswanden 8 verdelen de eerste I 30 luchtlaag 1 in in hoofdzaak gescheiden luchtkamers. Bij voorkeur bevat die I i ΛΛΛί / 7 5 verstijvingsstructuur honingraatkernen, hetgeen tot een goede stijve verbinding tussen die wanden 3, 4 leidt terwijl de structuur toch relatief open is uitgevoerd. De binnenwand 4 is geperforeerd uitgevoerd, zodat de tweede luchtlaag 2 met de eerste luchtlaag 1, althans met de genoemde 5 luchtkamers daarvan, in fluïdumverbinding staat. De tweede wand 5 is via flexibele middelen 9, bijvoorbeeld veermiddelen en/of elastisch materiaal, aan de binnenwand 4 verbonden. Derhalve heeft de tweede wand 5 een bepaalde bewegingsvrijheid ten opzichte van de binnenwand 4.

Ten behoeve van de geluidstransmissie-reductie is de tweede wand 10 5, welke tijdens gebruik bij voorkeur naar de genoemde doelruimte B is toegekeerd, voorzien van een aantal actuatoren 6 en sensoren 7. In het uitvoeringsvoorbeeld zijn de actuatoren en sensoren op de binnenzijde van de tweede wand 5 aangebracht, zodat deze middelen netjes in het paneel P zijn weggewerkt. De actuatoren 6 zijn in het bijzonder ingericht om die 15 tweede wand 5 de gewenste trillingen te laten uitvoeren om bijvoorbeeld afgestraald geluid te kunnen reduceren. Bij voorkeur is de tweede wand 5 minder stijf uitgevoerd dan de eerste wand 3, zodat de actuatoren tijdens gebruik relatief weinig energie nodig hebben om via die tweede wand 5 een gewenste geluidsreductie te bewerkstelligen.

20 De eerste luchtlaag 1 is dikker dan de tweede luchtlaag 2.

Daardoor heeft de tweede luchtlaag 2 een relatief klein volume ten opzichte van de eerste luchtlaag 1. De dikte van de ten minste eerste luchtlaag is bijvoorbeeld groter dan circa 1 mm, terwijl de dikte van de ten minste tweede luchtlaag bijvoorbeeld ligt in het bereik van bijvoorbeeld circa 25 0,5-50 mm. De dikte van de tweede luchtlaag is verder bij voorkeur zodanig, dat de tweede wand 5 en de daarop aangebrachte actuatoren 6 ongehinderd door de tegenoverliggende binnenwand 4, voor de geluidsreductie gewenste bewegingen kunnen uitvoeren.

Door de beschreven uitvoering blijkt het paneel P verrassend 30 efficiënt te zijn, zodat het een relatief hoge geluidsreductie kan H bewerkstelligen met relatief eenvoudige en goedkope elektronica en actuatoren 6 en bij een relatief laag energieverbruik van de actuatoren 6.

H Verder kunnen relatief eenvoudige rekenalgoritmes worden toegepast ten opzichte van uit de stand van de techniek bekende akoestische panelen om 5 een gewenst reductieniveau van het geluid te verkrijgen. Zonder aan enige theorie gebonden te willen zijn is een mogelijke verklaring, dat de inrichting relatief stijf is uitgevoerd en een relatief groot intern luchtvolume heeft, waardoor de benodigde actuator-energie om afgestraald geluid te verminderen sterk wordt gereduceerd.

10 Het spreekt vanzelf dat de uitvinding niet is beperkt tot het beschreven uitvoeringsvoorbeeld. Diverse wijzigingen zijn mogelijk binnen het raam van de uitvinding zoals is verwoord in de navolgende conclusies.

I Zo kunnen de genoemde massieve wanden op diverse manieren en I in diverse afmetingen zijn uitgevoerd.

15 Verder kan althans één van de luchtlagen op diverse manieren in kamers zijn onderverdeeld, in het bijzonder door een bepaalde structuur in I die luchtlaag aan te brengen, bijvoorbeeld een sandwichstructuur, een I honingraatstructuur, dwarswanden en/of andere middelen. Een dergelijke I structuur kan tevens dienen om althans de eerste wand 3 en de binnenwand 20 4 relatief stijf aan elkaar te verbinden. Een dergelijke stijve verbinding kan I tevens worden bewerkstelligd door toepassing van andere I verbindingsmiddelen, bijvoorbeeld moer/boutverbindingen, starre I verbindingselementen en een combinatie van de genoemde of andere I verbindingsmiddelen.

I 25 Voorts kan de inrichting bijvoorbeeld zijn voorzien van geluidsabsorberend materiaal dat althans één of een deel van de luchtlagen I 1, 2 bevat. In dat geval kan een oppervlak van dat materiaal bijvoorbeeld I dienen als de genoemde binnenwand 4 die de twee luchtlagen 1, 2 van I elkaar scheidt.

7

Verder kunnen de genoemde luchtlagen 1, 2, zich in verschillende richtingen ten opzichte van elkaar uitstrekken en bijvoorbeeld in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar zijn of bepaalde hoeken insluiten.

Bovendien kunnen de binnenwand 4 en eerste en tweede wand 3, 5 5 elk van diverse materialen zijn vervaardigd, bijvoorbeeld van een metaal, legering, glas, kunststof, een al dan niet vezelversterkt materiaal, hout of een combinatie van deze of andere materialen.

Daarnaast kan de eerste wand 3 van de inrichting eveneens van actuatoren zijn voorzien om geluidstransmissie van geluid afkomstig uit een 10 tegenovergestelde richting, te reduceren. In dat geval kan de eerste wand 3 bijvoorbeeld direct aan de tweede luchtlaag 2 grenzen, of juist door een derde luchtlaag van de tweede luchtlaag 2 zijn gescheiden terwijl een tweede binnenwand tussen die derde luchtlaag en de tweede luchtlaag is aangebracht.

15 Voorts kunnen de actuatoren 6 bijvoorbeeld vast of via flexibele verbindingen aan de tweede wand 5 zijn gekoppeld. De actuatoren kunnen bovendien via beweging van die tweede wand 5 of juist in hoofdzaak onafhankelijk van bewegingen van die tweede wand 5 geluidstransmissie-reductie bewerkstelligen.

20 Verder kan elke ten minste eerste luchtlaag een dikte hebben die groter, gelijk of kleiner is dan de dikte van de ten minste tweede luchtlaag.

Daarnaast kan de inrichting op verschillende manieren worden uitgevoerd en van een besturing zijn voorzien om transmissie van geluid van relatief lage en/of relatief hoge frequenties te beperken.

25 Voorts kunnen de genoemde sensoren op diverse posities in het paneel P zijn aangebracht, bijvoorbeeld op de eerste wand, binnenwand, tweede wand of op een andere positie.

De inrichting P is tevens bruikbaar in combinatie met sensoren die op afstand van de tweede wand 5 in de genoemde doelruimte B zijn 30 opgesteld.

H De sensoren kunnen bijvoorbeeld trillings-, rek-, versnellings- en/of geluidssensoren omvatten. Laatstgenoemde geluidssensoren kunnen bijvoorbeeld buiten het paneel P in de doelruimte B zijn gemonteerd, bijvoorbeeld doordat deze sensoren op een van de genoemde binnenruimte 5 afgekeerde buitenzijde van de tweede wand zijn opgesteld.

Claims (19)

1. Inrichting voor het actief reduceren van geluidstransmissie, voorzien van een eerste en een tweede wand (3, 5) die een binnenruimte (1, 2. omgeven, waarbij ten minste de tweede wand (5) is voorzien van actuatoren (6), bijvoorbeeld elektromagnetische actuatoren en/of piëzo- 5 elektrische elementen, met het kenmerk, dat de genoemde binnenruimte is voorzien van ten minste één binnenwand (4) om die ruimte in ten minste twee luchtlagen (1, 2) te verdelen, welke binnenwand (4) zodanig is ingericht dat de luchtlagen (1, 2) in fluïdumverbinding met elkaar staan.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de ten minste eerste 10 luchtlaag (1) een dikte (M) heeft die groter is dan de dikte (N) van de ten minste tweede luchtlaag (2)

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de tweede wand (5) zich langs de tweede luchtlaag (2) uitstrekt.

4. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de 15 actuatoren (6) op een binnenzijde van de tweede wand (5) zijn aangebracht.

5. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste wand (3) door in hoofdzaak stijve verbindingsmiddelen (8) aan de binnenwand (4) is verbonden.

6. Inrichting volgens ten minste conclusie 5, waarbij de genoemde in 20 hoofdzaak stijve verbindingsmiddelen zijn voorzien van zich tussen die eerste wand (3) en binnenwand (4) uitstrekkende verstijvingswanden (8).

7. Inrichting volgens ten minste conclusie 5, waarbij de genoemde verbindingsmiddelen een sandwichstructuur omvat.

8. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de 25 tweede wand (5) door flexibele verbindingsmiddelen (9), bijvoorbeeld veermiddelen en/of elastisch materiaal, aan de binnenwand (4) is verbonden. Η

9. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de tweede wand (5) op een zodanige afstand van de binnenwand (4) is op gesteld, dat die tweede wand (5) en de actuatoren (6) in hoofdzaak ongehinderd door de tegenoverliggende binnenwand (4), voor de 5 geluidsreductie gewenste bewegingen kunnen uitvoeren.

10 Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de dikte (M) van de ten minste eerste luchtlaag groter is dan circa 1 mm.

11. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de dikte (N) van de ten minste tweede luchtlaag ligt in het bereik van circa I 10 0,5-50 mm.

12. Inrichting volgens ten minste conclusie l, waarbij de binnenwand (4) een geperforeerde wand omvat.

13. Inrichting volgens ten minste conclusie 1, waarbij althans de eerste en/of tweede wand (3, 5) in hoofdzaak massief zijn uitgevoerd.

14. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de I eerste wand (3), tweede wand (5) en de binnenwand (4) in hoofdzaak I evenwijdig zijn.

15. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de inrichting is voorzien van sensoren (7), in het bijzonder trillings-, rek-, 20 versnellings- en/of geluidssensoren.

16. Inrichting volgens conclusie 15, waarbij de genoemde actuatoren I (6) en sensoren (7) ten minste in of nabij dezelfde luchtlaag (2) zijn I opgesteld.

17. Inrichting volgens ten minste conclusie 15, waarbij de inrichting is H 25 voorzien van geluidssensoren die op een van de genoemde binnenruimte (1, I 2) afgekeerde zijde van de tweede wand (5) zijn opgesteld.

18. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij I althans de tweede wand een lichtgewicht plaat omvat.

19. Paneel, omvattende een inrichting volgens één van de voorgaande I 30 conclusies.