PL219029B1 - Hybrydowy element dźwiękochłonny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowy element dźwiękochłonny służący do pochłaniania energii fal akustycznych.

Znane ze stanu techniki elementy dźwiękochłonne można podzielić na dwie grupy: ustroje i materiały. Ustroje akustyczne zbudowane są zazwyczaj z wielu materiałów dobranych i ukształtowanych tak, aby uzyskać pożądane właściwości akustyczne. Ustroje wykorzystują zjawisko rezonansu mechanicznego. Ich pasmo pochłaniania pokrywa najczęściej małe i średnie częstotliwości. Ustroje akustyczne są kłopotliwe w projektowaniu i montażu.

Materiały dźwiękochłonne mają strukturę porowatą lub włóknistą, dlatego w literaturze nazywane są materiałami porowatymi. Mechanizm pochłaniania energii fali akustycznej przez takie materiały polega na wprowadzeniu na drodze propagacji fali oporów przepływu. W materiałach porowatych substancja stała zajmuje tylko niewielką cześć całkowitej objętości, pozostałą część zajmują komórki powietrza. Popularnymi materiałami dźwiękochłonnymi są różnego typu pianki, wełny mineralne, filce, szkło piankowe, tynki dźwiękochłonne i materiały tekstylne. Pasmo pochłaniania materiałów dźwiękochłonnych pokrywa średnie i wysokie częstotliwości. Skuteczne pochłanianie w paśmie niniejszych częstotliwości jest praktycznie niemożliwe do zrealizowania za pomocą takich materiałów.

Hybrydowy element dźwiękochłonny zawierający co najmniej jedną znaną warstwę dźwiękochłonnego materiału oraz co najmniej jeden znany rezonansowy ustrój sprzężony z tym materiałem, charakterystyczny tym według wynalazku, że składa się z warstwy dźwiękochłonnego materiału, w masie której lub na spodniej części której, są osadzone liczne rezonatory akustyczne, zwłaszcza komorowe i/lub rurowe, mające szyjki korzystnie cylindryczne, osadzone w otworach stanowiących perforacją warstwy i wyprowadzone na zewnętrzną powierzchnię warstwy korzystnie licując się z nią, przy czym rezonatory o znacznej dobroci akustycznej, są nastrojone każdy z osobna na różne, a najlepiej na co najmniej dwie częstotliwości rezonansowe.

Połączenie wykonane jest tak, aby zarówno powierzchnia materiału dźwiękochłonnego, jak i apertury rezonatorów, wystawione były na oddziaływanie powietrznej fali akustycznej. Dzięki temu wykorzystuje się dwa mechanizmy pochłaniania dźwięku: mechanizm rezonansowy (charakterystyczny dla ustrojów akustycznych) i mechanizm wykorzystujący opory przepływu (charakterystyczny dla takich materiałów dźwiękochłonnych).

Hybrydowy element dźwiękochłonny według wynalazku może funkcjonować pojedynczo, w grupach, tworzyć powierzchnie lub bryły.

Korzyścią z wynalazku jest to, że dołączenie zespołu specjalnych układów akustycznych do części bazowej wykonanej z materiału dźwiękochłonnego umożliwia, w rezultacie, poszerzenie pasma efektywnego pochłaniania fali akustycznej lub zwiększenie pochłaniania w wybranych podpasmach. Jest tak, ponieważ chłonności akustyczne obu części dodają się do siebie.

Korzystnym jest, że wynalazek umożliwia skuteczne pochłanianie niskich częstotliwości, jednocześnie zachowując prostotę montażu i niewielkie wymiary geometryczne, charakterystyczne dla materiałów dźwiękochłonnych.

Przedmiot wynalazku w przykładach realizacji jest przedstawiony na rysunku. Figura 1 przedstawia przekrój hybrydowego elementu dźwiękochłonnego przeznaczonego do adaptacji akustycznej obiektów budowlanych. Element przeznaczony jest do montażu w grupach. Element składa się z walca, wydrążonego wewnątrz wykonanego z materiału dźwiękochłonnego (wełna mineralna). Walec ma długość 1 m, średnicę 15 cm, a średnica wewnętrznego wydrążenia wynosi 5 cm. Wydrążenie walca wypełnione jest komorami rezonatorów akustycznych 2, mających szyjki 3. Komory mają kształt cylindryczny walca o zewnętrznej średnicy 5 cm. Ze względu na duże dobroci rezonatorów akustycznych komorowych element wyposażony jest w cztery rezonatory, nastrojone parami na dwie różne częstotliwości rezonansowe, przykładowo:

f1 = 200 Hz i f2 = 230 Hz

Rezonatory akustyczne wykonane są z tworzywa sztucznego. Szyjki rezonatorów 3 wyprowadzono na zewnątrz walca tak, aby licowały się z jego zewnętrzną powierzchnią. W celu wyprowadzenia szyjek rezonatorów w części bazowej (walca z wełny) konieczne jest wykonanie stosownych frezów. Szyjki mają kształt cylindryczny (walca) o wysokości 5 cm i średnicy podstawy 15 mm.

Innym przykładem elementu według wynalazku jest hybrydowy element dźwiękochłonny zrealizowany jako podwieszany sufit modułowy. Figura 2 prezentuje fragment widoku od przodu elementu.

PL 219 029 B1

Figura 3 przedstawia jego przekrój. Część bazową 1 stanowi płyta wykonana z warstwy materiału dźwiękochłonnego (sprasowana wełna mineralna) o grubości 5 cm. Zespół specjalnych układów akustycznych stanowią rezonatory akustyczne komorowe 2 mające szyjki 3. Szyjki rezonatorów 3 wyprowadzono na zewnątrz płyty tak, aby licowały się z jej zewnętrzną powierzchnią. W tym celu w płycie wykonano odpowiednie perforacje. Komory rezonatorów akustycznych 2 umieszczono po wewnętrznej stronie płyty. Parametry rezonatorów są takie same jak w poprzednim przykładzie.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Hybrydowy element dźwiękochłonny zawierający co najmniej jedną warstwę dźwiękochłonnego materiału oraz co najmniej jeden rezonansowy ustrój sprzężony z tym materiałem, znamienny tym, że składa się z warstwy dźwiękochłonnego materiału (1) w masie której lub na spodniej części której, są osadzone liczne rezonatory akustyczne (2), zwłaszcza komorowe i/lub rurowe, mające szyjki korzystnie cylindryczne, osadzone w otworach stanowiących perforację warstwy (1) i wyprowadzone na zewnętrzną powierzchnię warstwy (1) korzystnie licując się z nią, przy czym rezonatory (2) o znacznej dobroci akustycznej, są nastrojone każdy z osobna na różne, a najlepiej na co najmniej dwie częstotliwości rezonansowe.