189984. lajstromszámú szabadalom • Eljárás áramlástechnikai zajcsökkentők méretezett kialakítására és hangtompító berendezés, különösen csővezetékekben terjedő zajok csillapítására
1 189.984 2 csolásával, párhuzamos kapcsolásával, elágazásával, valamint végtelen nagy impedanciával történő lezárásával (pl. merev fal) tetszőleges konfigurációjú hangtompító alakítható ki. A kapcsolási szabályok szerint felépített számítási eljárással tehát - gyakorlatilag - bármilyen akusztikai négypólusrendszer frekvencia szerinti hangteljesítményátviteli függvénye meghatározható. Ez azt jelenti, hogy bármely adott (esetleg ismert) szerkezeti felépítésű hangtompító csillapításspektrumát a hagyományos akusztikai-elektromos analógiákon alapuló módszerek okozta torzítások nélkül a berendezést leíró akusztikai modell felállítása után számítástechnikai úton pontosan meg tudjuk határozni. A találmány szerinti eljárás szerint figyelembe vesszük a zajforrás üzemállapotváltozásait is (fordulatszám, terhelés stb.), amelyek általában a hangnyomásszintspektrum jelentős változását okozzák. Minthogy az egy rögzített üzemállapotra tervezett hangtompítók üzemállapotváltozáskor igen kellemetlen, kiugró zajcsúcsokat produkálhatnak, a találmány szerint az adott zajforrás-berendezés valamennyi üzemállapotában mérhető hangnyomásszintspektrumok maximum burkológörbéjét tekintjük kiindulásnak és ehhez szintetizáljuk a méretezett hangtompító berendezés eredő zajcsilíapítási spektrumát. Az elemi akusztikai hullámvezetőkből felépített hangtompító rendszerek ilyen analizálási ill, szintetizálási eljárása teljesen újszerű, a kialakuló viszonyoknak a gyakorlat igényeinek megfelelő pontos leírását adja az eddigi eljárásokkal méretezett akusztikai rendszerekkel szemben. Betartva az elemi hullámvezetők keresztirányú méreteire vonatkozó, keresztmetszeti alaktól függő, ún. "cut off" frekvenciára vonatkozó feltételt, gyakorlatilag tetszőleges hossz-és keresztirányú méretekkel rendelkező hangtompító rendszerek alakíthatók ki, kiterjesztve ezzel a hagyományos méretezési eljárások súlyos mérethatárait. A találmány szerinti eljárás egyszerűbb foganatosítási módjai esetében az eredő rendszerméretek változtatását az. elemi akusztikai hullámvezeték már optimalizált hosszméreteinek változatlanul hagyása mellett a bemeneti pont és a kimeneti pont távdságának változtatására korlátozzuk. Az eljárás előnyös és célszerű foganatosítási módjainál azonban az eredő rendszerméretek változtatását a rendszert képező hullámvezetők hosszméreteinek a bemeneti pont és a kimeneti pont távolságváltoztatásával arányos egyidejű változtatásaival, tehát a rendszeihosszméretek aranyos nyújtásával ill. zsugorításával végezzük. A kitűzött komplex célt - a találmány szerinti eljárással pontosan méretezhető - olyan tárgyi hangtompító berendezésekkel étjük el, amelyeknek egy bemeneti pontot képező, a hangterjedési irányra merőleges síkban fekvő belépőélű, és egy kimeneti pontot képező, a hangterjedési irányra ugyancsak merőleges másik síkban fekvő kilépőélű folytonos szakadásmentes belső térfelosztóeleme(i) van(nak), és a térfelosztóelem(ek) által meghatározott hangterjedési ágak bemeneti pont és kimeneti pont között mért hangterjedési úthossza minden hangterjedési ágban azonos, A találmány szerinti berendezés egyes célszerű kiviteli alakjainak áramlásirányú sík lemezelem(ek)ből és/vagy zártszelvényű csőelem(ek)ből kialakított belső térfelosztóeleme(i) lehet(nek). Előnyösnek bizonyultak olyan kiviteli alakok, amelyek adott esetben zártszelvényű csőelemekből kialakított több belső térfelosztóelemmel bírnak, amelyek egymásban és/vagy egymás mellett, kötegelten és/vagy térközzel vannak elrendezve. A találmány szerinti hangtompító berendezés ugyancsak előnyös kiviteli alakjai legalább egy sík lemezelemet és legalább egy zártszelvényű csőelemet vagy az utóbbi legalább egy hosszirányú síkkal kimetszett szeletét tartalmazzák belső térfelosztóelemként, A találmány szerinti hangtompító berendezés az egyes hangterjedési ágakban áganként legalább egy elemi akusztikai hullámvezetőt előnyösen azonban ilyenek sorba és/vagy párhuzamosan kapcsolt és/vagy elágazó rendszerét tartalmazza. Áramlási veszteségek csökkentése céljából a belső térfelosztóelemek és az elemi hullámvezetők közegáramlási irányba eső belépőélei célszerűen élezett és/vagy lekerekített kialakításúak. Lényeges, hogy az egyes hangterjedési ágakban alkalmazott elemi hullámvezetők rendre kielégítik a levágási (cut-off) frekvencia kritériumot, azaz legnagyobb keresztmetszeti méretük rendre legfeljebb a korábban említett (1) vagy (2) összefüggést kielégítő értékre van megválasztva. Rezonanciák és testhangvezetés elkerülése ill. csökkentése érdekéban a találmány szerinti hangtompító berendezések palástja és/vagy a belső térfelosztóelem(ek) és/vagy az elemi hullámvezetők célszerűen kettősfalú lemezelemek, amelyeknél a falak közötti terek esetleg testhangcsillapító anyaggal, különösen azbeszttel, kőzetgyapottal, ill. egyéb nagy belső súrlódású anyaggal lehetnek kitöltve. Különösen széles, a zárótartományban áteresztő sáv nélküli csillapítási frekvenciatartomány biztosítható a találmány szerinti hangtompító berendezés olyan kiviteli alakjaira, amelyeknek bevezetőeleme a palástba mint első tágulási térrészbe benyúló, hosszirányú rekeszekre osztott hangolt csillapítású akusztikai cső tápvonal van kiképezve, ahol az egyes rekeszek a tágulási térrészbe célszerűen különböző mélységig nyúlnak be. A berendezés előnyösen kiképezhető a zajforrással és/vagy egymással és/vagy legalább egy önmagában ismert hangtompítóval előnyösen flexibilis akusztikai hulla mvezető (k) közbeiktatásával csatolt többrészes hangtompítórendszer legalább egy szerkezeti egységként is, és a zajforrás és/vagy a zajteijedési irányban előttelevő hangtompítóhoz célszerűen olyan hosszúságú méretezett akusztikai hullámvezetőn keresztül csatlakozik, amelynek bemenetén a kritikus akusztikai impedancia az első domináns frekvenciára nézve zérus. A találmány szerinti hangtompító berendezés egyik szerkezeti jellemzője, hogy a vezetékekben terjedő zaj a berendezés bemenetén kettő/több hangterjedési ágra választódik szét. Ezen terjedési ágak legfőbb jellemzői, hogy- az egyes terjedési ágakban az alkalmazott elemi hullámvezetők keresztmetszeti mérete nem haladja meg az ún. "cut off" frekvencia szerinti keresztmetszeti méretet;- valamint az egyes hangterjedési ágakban az, előző feltétel miatti síkhullámú hangterjedés miatt a hanghullámok terjedési útja szigorúan egyenlő hosszúságú. Ez azt jelenti, hogy az egyes hangtompító ágakban, melyek esetleg önmagában ismert szerkezeti kialakításúak, a hanghullámok a kilépés előtt terjedési úthosszkülönbség nélkül találkoznak, azonban a fázisuk az egyes ágakban alkalmazott eltérő kialakítású elemi hullámvezető rendszerek miatt a zajforrás domináns frekvenciáira ellentétes, ennélfogva a domináns frekvenciákon 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
