ITMC20090032A1 - Modulo silenziatore per cappa di aspirazione fumi. - Google Patents

Modulo silenziatore per cappa di aspirazione fumi.

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ITMC20090032A1
ITMC20090032A1 IT000032A ITMC20090032A ITMC20090032A1 IT MC20090032 A1 ITMC20090032 A1 IT MC20090032A1 IT 000032 A IT000032 A IT 000032A IT MC20090032 A ITMC20090032 A IT MC20090032A IT MC20090032 A1 ITMC20090032 A1 IT MC20090032A1
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duct
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hood according
loudspeaker
silencer module
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Massimiliano Caimmi
Pietro Massini
Francesco Violi
Marco Vizzaccaro
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Ask Ind Societa Per Azioni
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Description

“MODULO SILENZIATORE PER CAPPA DI ASPIRAZIONE FUMIâ€
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un modulo silenziatore per cappa di aspirazione fumi ed una cappa di aspirazione fumi ottenuta con tale modulo silenziatore.
Anche se in seguito si farà specifico riferimento ad una cappa per cucina, l'invenzione si estende anche ad una cappa industriale.
Come à ̈ noto una cappa di aspirazione comprende una ventola disposta in un condotto di aspirazione provvisto di un filtro d'ingresso. La ventola viene messa in rotazione da un motore in modo da aspirare i fumi attraverso il condotto di aspirazione.
Tali tipi di cappe presentano l'inconveniente di essere molto rumorose, sia per il rumore prodotto dal motore, dalla ventola e dagli altri organi meccanici in movimento, sia per il rumore prodotto dal flusso vorticoso e turbolento d'aria che viene aspirata nel condotto della cappa, sia per il rumore dell'aria che attraversa il filtro d'ingresso.
Per risolvere almeno in parte tale inconveniente sono note soluzioni meccaniche quali:
- utilizzo di motori con giranti che producono basso rumore aerodinamico;
- disaccoppiamento meccanico tra il motore e il condotto d'aspirazione tramite l'utilizzo di molle e/o smorzatori;
- utilizzo di materiali fonoassorbenti nell'alloggiamento del motore o nel condotto d'aspirazione;
- utilizzo di barriere acustiche lungo il condotto (soluzioni passive tipo marmitta); e
- ottimizzazione aerodinamica dei filtri per diminuire il rumore aerodinamico prodotto dai filtri stessi.
Tuttavia tali soluzioni meccaniche non risultano essere efficienti e le cappe secondo la tecnica nota continuano ad essere particolarmente rumorose.
La domanda di brevetto EP 0 596 846 descrive una cappa per cucina provvista di un sistema attivo di soppressione del rumore. Vale a dire nella cappa sono integrati dei sensori che rilevano il rumore, un altoparlante che emette un suono atto a sopprimere il rumore ed un'unità di controllo che in base al rumore rilevato dai microfoni controlla l'altoparlante.
Anche tale sistema attivo di soppressione del rumore risulta essere poco efficiente a causa della struttura fisica e della disposizione dei componenti.
Inoltre il sistema attivo di soppressione del rumore di EP 0 596 846 Ã ̈ integrato nella cappa rendendolo poco versatile e non applicabile ad altre cappe come un modulo separato.
Scopo della presente invenzione à ̈ di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota, fornendo un sistema silenziatore per cappa di aspirazione fumi che sia versatile ed atto ad essere applicato a diversi tipi di cappa senza dover modificare pesantemente la struttura e l'estetica della cappa.
Altro scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un tale sistema silenziatore per cappa che sia efficiente, efficace, ed atto a garantire elevati livelli di soppressione del rumore.
Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione, con le caratteristiche elencate nell’annessa rivendicazione indipendente 1.
Realizzazioni vantaggiose appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.
Il modulo silenziatore per cappa di aspirazione fumi secondo l'invenzione comprende:
- un sistema di soppressione di rumore attivo comprendente almeno un altoparlante, e almeno due microfoni collegati ad un'unità di controllo, e
- un sistema di soppressione di rumore passivo comprendente un materiale fonoassorbente disposto tra detti microfoni.
Il modulo silenziatore comprende un condotto che presenta mezzi di fissaggio superiori ed mezzi di fissaggio inferiori atti ad essere fissati in modo amovibile rispettivamente a un gruppo motore e a una piastra convogliatrice di una cappa.
Appaiono evidenti i vantaggi del modulo silenziatore secondo l'invenzione che può essere agevolmente montato e smontato anche su una cappa preesistente.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a sue forme di realizzazione puramente esemplificative e quindi non limitative, illustrate nei disegni annessi, in cui:
la Fig. 1 Ã ̈ una vista in prospettiva, illustrante in esploso una prima forma di realizzazione di una cappa con un modulo silenziatore secondo l'invenzione;
la Fig. 1A Ã ̈ una vista in prospettiva illustrante la cappa di Fig. 1 assemblata;
la Fig. 2 Ã ̈ una vista in pianta dall'alto del modulo silenziatore della cappa di Fig. 1;
la Fig. 3 Ã ̈ una vista in sezione assiale del modulo silenziatore, presa lungo il piano di sezione III-III di Fig. 2 la Fig. 4 Ã ̈ una vista in pianta dall'alto di una prima variante del modulo silenziatore di Fig. 3;
la Fig. 5 Ã ̈ una vista in sezione assiale del modulo silenziatore, presa lungo il piano di sezione V-V di Fig. 4; la Fig. 6 Ã ̈ una vista in pianta dall'alto di una seconda variante del modulo silenziatore di Fig. 3;
la Fig. 7 Ã ̈ una vista in sezione assiale del modulo silenziatore, presa lungo il piano di sezione VII-VII di Fig. 6;
la Fig. 8 Ã ̈ una vista in pianta dall'alto di una terza variante del modulo silenziatore di Fig. 3;
la Fig. 9 Ã ̈ una vista in sezione assiale del modulo silenziatore, presa lungo il piano di sezione IX-IX di Fig. 8; la Fig. 10 Ã ̈ una vista in prospettiva, illustrante in esploso una seconda forma di realizzazione di una cappa (cappa filtrante) con due moduli silenziatori secondo l'invenzione; la Fig. 11 Ã ̈ una vista in pianta dall'alto del modulo silenziatore di Fig. 10;
la Fig. 12 Ã ̈ una vista in sezione assiale del modulo silenziatore, presa lungo il piano di sezione XII-XII di Fig. 11.
Per ora con riferimento alle Figg. 1 e 1A, viene illustrata una cappa indicata complessivamente con il numero di riferimento (1).
La cappa (1) comprende:
- un gruppo motore (2) provvisto di un adattatore (20) per fissare il gruppo motore (2) ad un condotto di scarico, - una piastra convogliatrice (3) contenente una grata o deflettore (30) e destinata ad essere disposta al di sopra del piano di cottura per convogliare i fumi verso l'interno della cappa, ed
- un modulo silenziatore (4) interposto tra il gruppo motore (2) e la piastra convogliatrice (3).
Il gruppo motore (2) comprende un condotto (21) entro il quale viene disposto un motore elettrico che aziona una ventola avente un asse ortogonale rispetto all'asse del condotto (21).
L'adattatore (20) comprende una flangia atta ad essere fissata al bordo superiore del condotto (21) del gruppo motore ed un condotto atto a collegarsi ad un condotto di scarico dei fumi.
La piastra convogliatrice (3) può essere opportunamente sagomata in conformità al design della cappa. In ogni caso la piastra convogliatrice (3) presenta un alloggiamento (31) per contenere una grata o deflettore (30) e un'apertura (32) per consentire il passaggio dell'aria aspirata.
Il modulo silenziatore (4) comprende un condotto (40) provvisto di una flangia superiore (41) atta ad essere fissata al bordo inferiore del condotto (21) del gruppo motore e una flangia inferiore (42) atta ad essere fissata alla piastra convogliatrice (3) in corrispondenza dell'apertura (32) della piastra convogliatrice.
Il modulo silenziatore (4) viene fissato al condotto del gruppo motore ed alla piastra convogliatrice in modo amovibile, per potere essere agevolmente smontato e sostituito.
Come mostrato in Fig. 3, il condotto (4) del modulo silenziatore comprende una porzione centrale (43) che si raccorda, tramite una parete di raccordo rastremata (44) ad una porzione inferiore (45) di maggiore ampiezza. La porzione centrale (43) si raccorda, tramite una parete di raccordo rastremata (46) ad una porzione superiore (47) di maggiore ampiezza.
Nella porzione inferiore (45) del condotto del modulo silenziatore à ̈ disposta una calotta (5) a forma di ogiva con centro coincidente con l'asse del condotto (40). La calotta (5) à ̈ supportata da una pluralità di staffe radiali (50) che si fissano alla parete di raccordo (44). Tra la calotta (5) e la parte inferiore (45) del condotto à ̈ lasciata un'intercapedine anulare sufficiente a consentire il passaggio dell'aria aspirata. La forma della calotta (5) à ̈ stata studiata per agevolare l'ingresso dell'aria entro il condotto (40) del modulo silenziatore.
Nella parte superiore della calotta (5) à ̈ ricavata una sede incassata (51) entro la quale à ̈ disposto un attuatore acustico o altoparlante (6) con la superficie di emissione del suono rivolta verso l'alto. L'asse dell'altoparlante (6) à ̈ coincidente con l'asse del condotto (40) del modulo silenziatore.
La funzione acustica della calotta (5) à ̈ di evitare il corto circuito acustico tra il suono emesso dalla parte anteriore della membrana dell'altoparlante (6) e quello, in controfase, emesso dalla parte posteriore della membrana stessa. In questo caso (come anche mostrato nelle Figg. 3, 5, 7, 9, e 12) l'altoparlante si dice "montato in cassa chiusa" essendo il volume d'aria posteriore confinato ermeticamente. Può essere utilizzato in alternativa anche il "montaggio in cassa reflex" nel quale il volume d'aria della "cassa acustica" à ̈ messo in comunicazione con l'esterno, tramite un condotto opportunamente dimensionato.
Un cavo elettrico (60) collega l'altoparlante (6) ad un'unità di controllo (7) disposta all'esterno del condotto (40) del modulo silenziatore. A tale scopo il cavo elettrico (60) attraversa la calotta (5), viene guidato da una staffa (50) e attraversa il condotto (40) per collegarsi alla unità di controllo (7). L'unità di controllo (7) preferibilmente utilizza un DSP (Digital Signal Processor). L'unità di controllo (7) può anche essere disposta entro la calotta (5).
Sensori acustici o microfoni (M1, M2) sono disposti entro il condotto (40) del modulo silenziatore. Esattamente sono previsti almeno un microfono di riferimento (M1) ed almeno un microfono di errore (M2). Preferibilmente i due microfoni (M1, M2) sono disposti nella porzione centrale (43) del condotto; esattamente il microfono di errore (M2) à ̈ disposto più vicino all'altoparlante (6) rispetto al microfono di riferimento (M1).
Il gruppo altoparlante (6), unità di controllo (7) e microfoni (M1, M2) generano un sistema attivo di soppressione del rumore.
Un materiale fonoassorbente (8) Ã ̈ disposto entro il condotto (40), preferibilmente nella porzione centrale (43) del condotto (40), in modo da interporsi tra i microfoni (M1, M2) e l'altoparlante (6). Il materiale fonoassorbente (8) riveste le pareti della porzione centrale del condotto (40) in modo da coprire i microfoni (M1, M2) e costituisce un sistema passivo di soppressione del rumore.
Il materiale fonoassorbente (8) preferibilmente à ̈ una schiuma a celle aperte ed in particolare una schiuma di melammina.
È da notare che c'à ̈ un effetto sinergico tra il sistema di soppressione di rumore attivo e quello passivo. Infatti con la configurazione illustrata si genera molto meno rumore aerodinamico sulle pareti del condotto (40) tra microfono di riferimento (M1) e altoparlante (6). Il rumore generato in questa zona, infatti, non può essere cancellato dal sistema di controllo attivo.
Il materiale fonoassorbente (8) Ã ̈ sfruttato anche come filtro antivento ottimale per i microfoni (M1, M2).
Come mostrato in Fig. 2, la sezione del condotto (40) ed in particolare la sezione della parte centrale (43), Ã ̈ di forma poligonale con numero dispari di lati (ad esempio pentagonale). Tale configurazione del condotto (40) comporta due grossi vantaggi.
Infatti si ottiene una maggiore uniformità del campo acustico per frequenze superiori alla frequenza di taglio del condotto (40) fc= c / (2L), dove c à ̈ la velocità del suono nel condotto e L à ̈ la dimensione trasversale maggiore. Tale effetto à ̈ dovuto al fatto che in un poligono con numero dispari di lati, i lati stessi non sono mai paralleli, infatti ogni lato à ̈ "affacciato" su uno spigolo e non su un altro lato parallelo. Le pareti a due a due parallele di un involucro sono responsabili di risonanze acustiche difficili da smorzare.
Inoltre le pareti interne del condotto (40) possono essere facilmente ricoperte con pannelli di materiale fonoassorbente (8) di forma semplice (parallelepipedi), senza la necessità di curvare tali pannelli.
Vantaggiosamente l'altoparlante (6) à ̈ posizionato coassiale, al centro della sezione trasversale del condotto (40) per generare un antirumore con distribuzione spaziale più coerente possibile con il rumore primario.
Il modulo silenziatore (4) secondo l'invenzione garantisce una cancellazione di rumore al microfono d'errore (M2) di circa 9.0 dBA rispetto al microfono di riferimento (M1). Il livello sonoro in ambiente a 0.5 metri della cappa aspirante (1) con modulo silenziatore (4) Ã ̈ di circa 17 dBA inferiore rispetto a quello prodotto dalla cappa senza silenziatore.
In seguito elementi uguali o corrispondenti a quelli già descritti sono indicati con gli stessi numeri di riferimento e viene omessa la loro descrizione dettagliata.
Nelle Figg. 4 e 5 viene illustrata una prima variante del modulo silenziatore (4), in cui la superficie di emissione del suono dell'altoparlante (6) à ̈ rivolta verso il basso. Cioà ̈ l'emissione del suono ha lo stesso verso del rumore primario proveniente dal gruppo ventola e motore.
Nelle Figg. 6 e 7 viene illustrata una seconda variante del modulo silenziatore (4), in cui la superficie di emissione del suono dell'altoparlante à ̈ rivolta verso il basso e sopra la calotta (5) viene disposto un elemento (8'), realizzato in materiale fono assorbente, disposto coassiale rispetto al condotto (40). L'elemento fonoassorbente (8') preferibilmente ha una forma troncoconica, ma può avere una qualsiasi forma, quale cilindrica o a sezione costante triangolare, quadrata, pentagonale, etc.
L'elemento troncoconico (8') à ̈ ed assolve ad una doppia funzione poiché conferisce una maggiore aerodinamica al flusso d'aria aspirata (meno vortici dietro la calotta (5)) e aumenta la parte passiva di soppressione rumore (maggiore smorzamento delle onde stazionarie e aumento della frequenza di taglio del condotto (40)).
Un microfono d'errore (M2') può essere disposto sotto l'altoparlante (6), ad esempio sulla griglia (66) dell'altoparlante, preferibilmente coassiale con l'asse dell'altoparlante (6).
Gli accorgimenti illustrati nelle Figg. 6 e 7 possono essere utilizzati nelle altre varianti e nelle altre forme di realizzazione dell'invenzione.
Nelle Figg. 8 e 9 viene illustrata una terza variante del modulo silenziatore (4), in cui la calotta (5) che supporta l'altoparlante (6) non ha una forma ad ogiva, bensì una forma troncoconica ed à ̈ montata al di sotto della parte inferiore (45) del condotto (4), mediante delle staffe (50).
In questo caso, la calotta (5) verrà incassata nella piastra convogliatrice (3) della cappa.
Nella presente forma di realizzazione à ̈ stata descritta una cappa aspirante, vale a dire una cappa atta ad essere collegata ad un condotto di scarico generalmente ricavato nella parete di un edificio per scaricare l'aria aspirata fuori dall'edificio.
Tuttavia bisogna considerare che molti edifici sono sprovvisti di condotto di scarico, oppure semplicemente si decide di non realizzare il condotto di scarico per questioni economiche o estetiche, quando la cappa deve essere collocata lontano dalle pareti esterne. Per questi motivi sono molto diffuse le cappe filtranti cioà ̈ quelle cappe che scaricano l'aria aspirata direttamente nell'ambiente in cui si trova la cappa. In questo caso, parte della rumorosità della cappa à ̈ dovuta allo scarico dell'aria nell'ambiente interno.
Come mostrato in Fig. 10, per risolvere tale inconveniente, una cappa filtrante (100) può essere corredata con un secondo modulo silenziatore (4'), sostanzialmente simile al primo modulo silenziatore (4) precedentemente descritto.
Mentre il primo modulo silenziatore (4) à ̈ posizionato a monte del gruppo motore (2), il secondo modulo silenziatore (4') viene posizionato a valle del gruppo motore (2), cioà ̈ tra il gruppo motore (2) e lo scarico.
La cappa (100) Ã ̈ provvista di un filtro a carbone attivo (38), di tipo sostituibile, disposto nella piastra convogliatrice (3).
Come mostrato nelle Figg. 11 e 12, il secondo modulo silenziatore (4') Ã ̈ ruotato di 180° rispetto al primo modulo silenziatore (4).
Nel primo modulo silenziatore (4) tra piastra convogliatrice (3) e gruppo motore (2) il rumore primario si propaga in direzione opposta al flusso dell'aria, mentre nel secondo silenziatore (4') tra motore e scarico il rumore primario si propaga nella stessa direzione del flusso dell'aria.
Al modulo 4' possono essere applicate, vantaggiosamente, varianti analoghe a quelle descritte per il modulo 4.
Alle presenti forme di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio, alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Cappa di aspirazione fumi comprendente: - un gruppo motore (2) comprendente un condotto (21) entro il quale à ̈ disposto un motore azionante una ventola atta ad aspirare aria, - una piastra convogliatrice (3) comprendente un filtro (30) destinata ad essere disposta al di sopra di un ambiente in cui bisogna aspirare i fumi, e - un modulo silenziatore (4) comprendente: - un sistema di soppressione di rumore attivo comprendente almeno un altoparlante (6), e almeno due microfoni (MI, M2) collegati ad un'unità di controllo (7), e - un sistema di soppressione di rumore passivo comprendente un materiale fonoassorbente (8) disposto tra detti microfoni (MI, M2), caratterizzato dal fatto che detto modulo silenziatore (4) comprende un condotto (40) che presenta mezzi di fissaggio superiori (41) e mezzi di fissaggio inferiori (42) atti ad essere fissati in modo amovibile rispettivamente a detto gruppo motore (2) e a detta piastra convogliatrice (3) di una cappa (1).
  2. 2) Cappa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto condotto (40) del modulo silenziatore (4) ha una sezione trasversale poligonale con numero dispari di lati.
  3. 3) Cappa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto altoparlante (6) Ã ̈ disposto in una parte inferiore di detto condotto (40), in posizione coassiale con il condotto, con la superficie che emette 0 suono rivolta verso l'alto.
  4. 4) Cappa secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto altoparlante (6) Ã ̈ disposto in una parte inferiore di detto condotto (40), in posizione coassiale con il condotto, con la superficie che emette il suono rivolta verso il basso.
  5. 5) Cappa secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che detto altoparlante (6) à ̈ supportato da ima calotta (5) disposta nella parte inferiore di detto condotto (40) e supportata da staffe radiali (50) collegate al condotto (40) in modo da formare un'intercapedine anulare tra calotta (5) e condotto (40) attraverso la quale può passare l'aria aspirata.
  6. 6) Cappa secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta calotta (5) ha una forma troncoconica e si trova al di sotto della parte inferiore di detto condotto (40) del modulo silenziatore.
  7. 7) Cappa secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta calotta (5) ha una forma ad ogiva e si trova entro detto condotto (40) del modulo silenziatore.
  8. 8) Cappa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7 caraterizzato dal fato di comprendere un elemento fonoassorbente (8') disposto sopra deta calota (5), coassiale rispeto a deto condoto (40) del modulo silenziatore.
  9. 9) Cappa secondo ima qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caraterizzato dal fato che deto materiale fonoassorbente (8, 8') Ã ̈ un materiale a celle aperte.
  10. 10) Cappa secondo la rivendicazione 9, caraterizzato dal fatto che detto materiale fonoassorbente (8, 8') Ã ̈ schiuma di melammina.
  11. 11) Cappa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caraterizzato dal fato che deto condoto (40) comprende una porzione centrale (43) che si raccorda mediante una parete di raccordo rastremata (44) ad una porzione inferiore (45) entro la quale à ̈ disposto coassialmente deto altoparlante (6).
  12. 12) Cappa secondo la rivendicazione 11, caraterizzato dal fato di comprendere almeno un microfono di riferimento (MI) disposto in deta porzione centrale (43) del condoto, ed almeno un microfono d'errore (M2, M2'), in cui il microfono d'errore (M2, M2') à ̈ più vicino all'altoparlante (6) rispeto al microfono di riferimento (MI).
  13. 13) Cappa secondo la rivendicazione 12, caraterizzato dal fato che detto microfono d'errore (M2') Ã ̈ disposto al di sotto di deto altoparlante (6).
  14. 14) Cappa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo (7) à ̈ disposta al di fuori di detto condotto (40) o entro detta calotta (5).
  15. 15) Cappa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un secondo modulo silenziatore (4') montato tra detto gruppo motore (2) ed un condotto di scarico fumi della cappa
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