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DISPOSITIF D'ABSORPTION DU SON.
(ayant fait l'objet d'une demande de brevet déposée au Canada le zu juillet 1952, au non de j.j.boruch déclaration de la déposante j
La présente invention est relative à des dispositifs d'absorp- tion du son et, en particulier, à des dispositifs destinés à absorber l'énergie acpustique accompagnant l'écoulement d'un milieu fluide dans un espace fermée
Dans une demande de brevet déposée au même nom et à la même date que la présente, on examine dessystèmes? tels que des chambres d'essai d'avion? des silencieux des installations de conditionnement d'air et analogues, où il est désiré d'éliminer les sons accompagnant l'écoulement d'un milieu fluide, tel que de l'air., à travers un espace fermé.
Ce résultat peut être atteint, comme il est enseigné dans ladite demande de brevet, à l'aide de dispositifs d'absorption du son à lignes finuntes placés en espace fermé.
Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif d'absorption du son perfectionné et nouveau, répondant particulièrement bien à l'utilisation dans un teh système,, bien que d'une utilité plus générale.
Un autre objet est de fournir une construction de dispositif d'absorption du son de base qui se prête à la construction avantageuse d'ensembles de tels dispositifs d'absorption alignés ou empiléso
Un autre objet encore est de fournir un tel assemblage perfectionné et nouveau de dispositifs d'absorption du sono
D'autres objets apparaîtront dans la suite et seront soulignés de façon particulière dans les revendications qui suivront.
En résume, la présente invention., dans son aspect le plus général, a trait à un dispositif d'absorption du son comprenant une enceinte pratiquement complètement remplie d'une matière d'absorption du son. L'une
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des parois de l'enceinte laisse passer le son tandis que les autres parois ne le laissent pas passero Des conformations de paroi préférées et des détails de construction contribuant à atteindre les buts de l'invention seront décrits ci-après.
L'invention sera décrite avec référence aux dessins ci-annexés, où : la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif d'absorption du son construit suivant.un mode de réalisation préféré de la présente invention, avec la paroi supérieure enlevée et une partie des sections d'sbsorption du son du dispositif enlevée également, afin de montrer des détails de construction dudit dispositif; la figure 2 montre une vue en plan d'une chambre d'essai pour avion, le toit ayant été enlevé., illustrant une application d'un ensemble de rangées de dispositifs d'absorption du son du type représenté à la figure l ; la figure 3 montre une vue en perspective d'une pile verticale de dispositifs d'absorption du son destinés à être utilisés dans le système représenté à la figure 2;
la figure 4 montre une vue en perspective, à plus grande échelle, de l'un des ensembles empilés de la figure 3; la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4 d'un demi-ensemble de la figure 4; la figure 6 montre une coupe, à échelle fortement agrandie, suivant la ligne 6-6 de la figure 3, si l'on regarde dans le sens des flèches; la figure 7 est une coupe, à plus grande échelle encore, suivant la ligne 7-7 de la figure 3,si l'on regarde dans la direction des flèches, avec les parties représentées séparées pour illustrer des détails de l'assemblage, les figures 8, 9, 10, 11 et 12 montrent des vues en plan du dispositif représenté à la figure 1, la paroi supérieure du dispositif ayant été enlevée, illustrant divers agencements constituant variantes de la densité de la matière d'absorption du son dans le dispositif;
la figure 13 montre une vue en perspective, en partie brisée, d'une forme constituant variante , et la figure 14 est une vue fragmentaire à plus grande échelle, illustrant la construction préférée de la paroi métallique perforée du dispositif représenté à la figure 1.
Si l'on se réfère à la figure 1. on voit que le dispositif d'absorption du son est représenté sous la forme d'une unité de base égale à un quart comprenant une paire de parois 1 et 3. ne laissant pas passer le son, sensiblement planes, réunies de toute manière désirées sensiblement perpendiculairement, en 5. Les parois 1 et 3 sont reliées par une paroi 7, d'allure cylindrique, laissant passer le son, dont le tiers supérieur a été supprimé à la partie gauche de la figure 1.
Les parois 1 et 3 peuvent, par exemple, être faites de tôle et la paroi 7, laissant passer le song peut être faite de métal perforé, les perforations 9 étant représentées plus clairement à la figure l4o D'autres types de matières laissant passer le son, telles que du treillis métallique et analogues, peuvent également être utilisés, mais le métal perforé est préféré en raison de sa structure rigide.
La paroi à allure cylindrique 7 présente des incurvations opposées en ses lignes de jonction 2 et 4 avec les parois latérales respectives 1 et 3 et elle ne présente qu'une seule ligne d'inflexion entre lesdites lignes de jonction 2 et 4, pour des raisons qui seront expliquées plus loin.,
L'enceinte 11,limitée par les parois 1,3 et 7, ast pustiquesstcouale-
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tement remplie de matière absorbant le son, telle que fibre de verre, feutre aggloméré, laine minérale et analogues. Suivant la présente invention, cette matière absorbant le son forme, de préférence, des sections séparées, représentées en 12, 13, 15 et 17.
Les parois supérieure et inférieure 19 et 21 peuvent également former l'enceinte, ces parois 19 et 21 étant en retrait de telle façon que leurs bords 23 puissent être facilement fixés au moyen de rivets ou d'une autre manière, aux parois 1, 3 et 7. A la fi- gure 1, l'unité est représentée divisée en trois sections des parois laté- rales 1 et 3 et de la paroi incurvée 7, chaque section étant séparée de la section voisine par une paroi séparatrice 22, du même type que les parois
19 et 21 et les parties étant fixées ensemble de la même manière. Il n'est pas nécessaire toutefois, bien que certains caractères de rigidité soient ainsi obtenus,que les dispositifs d'absorption du son de la présente inven- tion soient composés de trois telles sections.
Une seule section, compre- nant des parois ininterrompues 1 et 3, réunies par une seule paroi incurvée ininterrompue 7, peut également être utilisée, comme il est montré à la figure 13.
Ce dispositif d'absorption du son de base est particulièrement prévu pour s'incorporer à des conformations variées de systèmes d'absorption du sono Dans le système représenté à la figure 2, par exemple, une chambre d'essai aérodynamique destinée à éprouver le fonctionnement d'un moteur 31 d'avion, actionnant une hélice 33, peut contenir des sections d'extrémité 35, comprenant un agencement de dispositifs d'absorption du son tels que celui qui est représenté à la figure 1, dans le but de réduire l'inten- sité des sons accompagnant l'écoulement de l'air de la gauche vers la droite, à travers la chambre d'essai, en direction des flèches.
Ainsi qu'il est décrit dans la demande de brevet précitée, si des trajets en zig-zag du type illustré en 24 à la figure 2 sont prévus pour l'écoulement de l'air, une certaine absorption du son se produit le long des parois de ces trajets et, si l'on prévoit de façon appropriée la dimension de l'espacement des crêtes des trajets et les dimensions transversales des dispositifs d'absorption du son, l'intensité de la gamme de fréquences perturbatrices produites dans la chambre d'essai peut être réduite de façon satisfaisante.
La présente invention a pour objet un dispositif d'absorption du son préféré, prévu pour donner ce résultato Dans le système représenté à la figure 2, deux types d'assemblages de quarts d'éléments du type illustré à la figure 1 sont représentéso On peut voir tout d'abord des assemblages de deux unités disposées le long des côtés de la chambre d'essai, visibles au sommet et à la base de la figure 2. Une vue à plus grande échelle des paires de quarts de dispositifs assemblées le long des parois de la chambre est donnée à la figure 5 Des assemblages de quatre tels quarts de dispositifs sont représentés, en second lieu, entre les côtés de la chambre d'essai. Des vues à plus grande échelle de ces assemblages de quatre unités sont données aux figures 3 et 4.
La fixation des unités ensemble dans ces assemblages est effectuée à l'aide de tiges 25, qui peuvent passer par des trous 29 (figure 1) de la matière absorbant le son des unités et par des ouvertures 27, prévues dans les parois supérieure et inférieure 19 et 21 et dans les parois séparatrices 22, si on en utilise. Une tige 25 est représentée disposée près de la jonction des parois 1 et 3, une autre, près de la jonction de la paroi 1 et de la paroi incurvée 7, et une troisième, près de la jonction de la paroi incurvée 7 et de la paroi 3.
Les parois latérales les plus courtes 1 de deux des unités peuvent être fixées ensemble au moyen de plaques de verrouillage 37 et 39 (figure 5), portant des manchons 45 (figure 6) destinés à recevpir les extrémités des tiges correspondantes 25 disposées près de la jonction des parois 1 et 7 et des parois 1 et 3 des dispositifs voisins. Les antres parois 3, des dispositifs, sont ensuite alignées sensiblement dans le même plan et la paire d'unités est pourvue d'une surface laissant passer le son, ayant des parois disposées symétriquement inclinées l'une vers l'autre et se rencontrant suivant une courbe, au plan de symétrie formé par les parois jointes 1. Les extrémités libres de cette paroi composée laissant passer le son ont une incurvation inverse.
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L'assemblage de quatre unités ou de deux ensembles comportant deux unités s'effectue à l'aide d'une plaque de verrouillage 39, disposée centralement, quelque peu plus grande (figures 3 et 4) et d'une plaque de verrouillage additionnelle 41, aux extrémités du dispositif. Les tiges 25 de chacune des quatre unités disposées près de;la jonction des parois 1 et 3 des unités sont fixées dans quatre manchons 45. disposés près des quatre coins de la plaque de verrouillage centrale 39. Les tiges 25, près de la jonction des parois 3 et 7 des dispositifs placés de façon opposée, sont, de même, reçues dans les manchons 45 des autres plaques de verrouillage 41.
Les parois co-planaires 3 de chacune des paires d'unités sont donc juxtaposées et les parois jointes 1 de chaque paire d'unités sont disposées en alignement, à angle droit par rapport au plan des parois co-planaires 3.
Dans le système représenté à la figure 2, toutefois, les dispositifs d'absorption du son doivent s'étendre du plancher de la chambre d'essai à son toit. On peut réaliser ceci en prévoyant de très grandes dimensions pour les unités de;la figure 1. 11 est préféré, toutefois, de maintenir ces unités de base d'une dimension relativement faible et d'empiler les assemblages d'unités de façon à remplir l'espace désiré.
Les plaques de verrouillage précitées 37, 39 et 41 coopèrent à la fixation d'un tel ampilage d'assemblages d'unités. Un assemblage peut être fixé à des poutres 43, montées sur le plancher de la chambre d'essai. Un deuxième assemblage d'unités peut être placé au-dessus du premier, le deuxième assemblage recevant à son tour un troisième assemblage, et ainsi de suite jusqu'à ce que l'espace désiré soit rempli. Les détails de cet empilage sont plus clairement représentés à la figure 7, en rapport avec la plaque de verrouillage 37, étant entendu que la même construction s'applique également aux autres plaques de verrouillage.
Non seulement le manchon 45 de la plaque de verrouillage 37 recevra le sommet de la tige de fixation 25 de l'unité inférieure mais encore il est de longueur suffisante pour recevoir également la base de la tige de fixation correspondante 25 de l'unité supérieure suivante. Des butées 44 peuvent être prévues pour contr8ler le degré d'introduction de la tige 25 dans le manchon 45. La distance hors tout entre la butée 44 de la tige 25 de l'unité supérieure et la butée 44 de la tige 25 de l'unité inférieure, lorsque l'assemblage est réalisé dans le manchon 45 de la plaque de verrouillage 37, est réglée de façon à correspondre à la longueur du rebord 23 de la paroi supérieure en retrait 19 de l'unité inférieure et de la paroi inférieure 21 de l'unité supérieure.
La construction reliant les unités est donc complètement cachée à l'intérieur des retraits des parois supérieure et inférieure et les bords supérieurs de la paroi 7 laissant passer le son de l'unité inférieure toucheront les bords inférieurs de la paroi 7 laissant passer le son de l'unité supérieure, assurant ainsi une paroi continue, comme il est montré à la figure 3.
Le caractère symétrique qui vient d'être décrit, à inflexion simple, suivant une courbe unie, des parois 7 laissant passer le son donnera une allure à lignes fuyantes à l'écoulement de l'air traversant la chambre d'essaio Ce modèle permettra également au son transporté par l'air de pénétrer dans les parois 7 et d'être absorbé par la matière absorbant le son qu'elles contiennento Dans la disposition illustrée à la figure 2, la dimension transversale la plus grande de chaque rangée longitudinale de dispositifs absorbant le son est placée vis-à-vis de la dimension transversale la plus petite de la ou des rangées voisines de dispositifs, pour créer des trajets en zigzag voisins, successivement convergents et divergents pour le passage de l'aira D'autres types de conformations des trajets pourraient également être employés dans d'autres buts.
Ainsi qu'il est expliqué dans la demande de brevet précitée et comme déjà mentionné, comme les fréquences élevées tendent à suivre des lignes droites, elles sont atténuées par les trajets en zigzag. Les fréquences intermédiaires et une partie des fréquences inférieures sont en outre atténuées par absorption le long des parois des dispositifs et elles sont encore atténuées par suite de la disposition convenable des crêtes des trajets en zigzag en 2 et des dimensions
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données aux parois 1 par rapport aux demi-longueurs d'onde développéeso
Comme indiqué également dans la demande de brevet précitée,
différentes répartitions de densité de la matière absorbant le son à l'in- térieur des unités peuvent produire des caractéristiques différentes d'ab- sorption des fréquences sonoreso A la figure 1, il est prévu une section d'absorption du son 12, en forme de S, de densité prédéterminée, dont l'in- curvation correspond à celle de la paroi 7, une autre section incurvée 13 de densité d'absorption du son légèrement accrue une section sensiblement trapézoïdale 15, de densité accrue encore, et une section sensiblement triangulaire 17, de densité moindre, correspondant à celle de la section
13.
Cette répartition est semblable à celle qui est représentera la fi- gure 11, la densité de la matière d'absorption du son étant plus grande dans la partie intermédiaire de l'enceinte 11, soit en 15, que dans la section
13 de l'enceinte voisine de la paroi incurvée 7 et que dans la section centrale 17 voisine des extrémités reliées en 5 des parois 1 et 3.
Ainsi qu'il a été établi dans la demande de brevet précitée, une telle réparti- tion s'est avérée apte à fournir une excellente atténuation, excédant 60 décibels, pour les audio-fréquences élevées, supérieures à environ 600 cy- cles par seconde, et une très bonne atténuation, allant d'environ 40 à environ 65 décibels, pour les fréquences intermédiaires, allant d'environ
100 cycles à environ 500 cycleso Toutefois, ainsi qu'il est expliqué également dans la demande de brevet précitée, une atténuation un peu plus forte des fréquences supérieures et une atténuation un peu moindre des fréquences intermédiaires peuvent être obtenues grâce à une densité pratiquement uniforme de la matière absorbant le son, ainsi qu'il est représenté en 49 à la figure 8.
Si l'on désire une atténuation un peu plus grande des fréquences inférieures, soit des fréquences se situant au voisinage de 60 à 100 cycles, que l'atténuation qui peut être produite avec la répartition représentée à la figure 8, avec, toutefois, sensiblement la même atténuation des fréquences intermédiaires, une répartition de densité de matière absorbant le son du caractère indiqué à la figure 10 peut être employée, la densité la plus grande apparaissant dans la section 51 voisine de la paroi incurvée 7, la densité allant en diminuant dans les sections 53 et 55.
Si,d'autre part, on désire, pour les fréquences inférieures et intermédiaires, une atténuation beaucoup plus grande que celle qui est produite par la répartition représentée à la figure 10, une répartition des densités des sections de matière absorbant le son telle que celle qui est représentée à la figure 12 peut être employée, les sections 57 et 59, respectivement voisines de la paroi incurvée 7 et de la jonction 5 des parois planes 1 et 3, ayant,une plus grande densité que la section intermédiaire 61.
Si l'on doit modifier la caractéristique d'atténuation produite par cette répartition, ceci étant donné à titre d'illustration complémentaire, en réduisant quelque peu l'atténuation des fréquences inférieures et des fréquences intermédiaires de l'ordre de 100 à 200 cycles par exemple, tout en améliorant l'atténuation des fréquences élevées excédant environ 600 cycles, on peut alors employer la répartition représentée à la figure 9, dans laquelle la densité de la matièrer absorbant le son s'accroît successivement d'une section de moindre densité 63, voisine de la paroi incurvée 7, vers une section de plus forte densité 65 et une section de plus forte densité encore 67 voisine de la jonction 5 des parois 1 et 30
Si l'on utilise ces sections de matière absorbant le son,
les gradations de densité désirées peuvent donc être facilement obtenues selon la présente invention, pour produire les différentes caractéristiques d'atténuation désirées. La construction d'unité préférée décrite réduit en outre fortement l'espace nécessaire au montage. Les problèmes de montage, comme il a été expliqué précédemment, sont tout à fait simples et des assemblages de dispositifs peuvent être réalisés facilement selon tout groupement désiréo
La structure faisant l'objet de la présente invedion ne se limite évidemment pas à l'emploi dans une chambre d'essai telle que celle qui est représentée à la figure 2, au contraire,
elle peut également s'a-
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dapter à la construction de dispositifs absorbant le son destinés à être utilisés dans des espaces fermés quelconques que peut traverser un milieu fluide,accompagné de sons dont on désire réduire l'intensité. On peut citer,par exemple, coma autre application, l'application aux silencieux susmentionnés et à des conduits tels que ceux qui appartiennent à des systèmes de conditionnement d'air. Bien que les surfaces incurvées 7 aient de préférence sensiblement la forme d'onde sinusoïdale, assurant une construction mécanique et un assemblage avantageux compatibles avec les pro' priétés convenables d'allure à lignes fuyantes et d'absorption du son, on peu également utiliser d'autres profils unis de préférence symétriques.
La présente invention, en effet, s'adapte à la création de différentes formes de dispositifs d'absorption, destinés à une grande variété d'autres usages.
D'autres variantes apparaîtront aux personnes versées dans la technique et toutes ces variantes sont considérées comme entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention, tels qu'ils sont définis dans les revendications qui suivent.
REVENDICATIONS. la Dispositif d'absorption du son comprenant une enceinte sensiblement complètement remplie de matière absorbant le son, l'une des parois de l'enceinte laissant passer le son et les autres parois ne le laissant pas passer.
2, Dispositif d'absorption du son comprenant une enceinte sensiblement complètement remplie d'une matière d'absorption du son, l'une des parois de l'enceinte étant incurvée et laissant passer le son et les autres parois ne le laissant pas passer.
3. Dispositif d'absorption du son comprenant une enceinte présentant deux parois latérales sensiblement planes, jointes perpendiculaire- ment., reliées par une paroi latérale laissant passer le son et des parois supérieure et inférieure sensiblement planes, l'enceinte étant sensiblement complètement remplie d'une matière absorbant le son.
4. Dispositif d'absorption du son comprenant une enceinte présentant deux parois latérales sensiblement planes, réunies perpendiculairement, reliées par une paroi incurvée laissant passer le son, présentant des incurvations opposées à ses lignes de jonction aux parois latérales, l'enceinte étant sensiblement complètement remplie d'une matière absorbant le son.
5. Dispositif d'absorption du son comprenant une enceinte présentant deux parois latérales sensiblement planes, réunies perpendiculairement, reliées par une paroi incurvée laissant passer le son, ayant des incurvations opposées à ses lignes de jonction aux parois latérales et n'ayant qu'une ligne d'inflexion entre lesdites lignes de jonction, l'enceinte étant sensiblement complètement remplie de matière absorbant le sono
6.
Dispositif d'absorption du son comprenant une enceinte présentant deux parois latérales sensiblement planes, réunies perpendiculaire- ment, reliées par une paroi cylindrique laissant passer le son, présentant des incurvations opposées à ses lignes de jonction aux parois latérales et n'ayant qu'une ligne d'inflexion entre lesdites lignes de jonction, et par des parois supérieure et inférieure, sensiblement planes, l'enceinte étant sensiblement complètement remplie de matière absorbant le son.
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