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Università degli Studi di Genova

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Silenziatore dissipativo per condotti

Il presente trovato si riferisce ad un silenziatore dissipativo per condotti del tipo specificato nel preambolo della rivendicazione 1.

Allo scopo di ridurre le emissioni sonore prodotte e/o trasmesse da fluidi gassosi (aria e/o gas di scarico) lungo i condotti di impianti di aspirazione, di scarico o di condizionamento sia in ambito industriale sia in ambito civile, sono comunemente impiegati silenziatori dissipativi, di sezione rettangolare o circolare a seconda della forma del condotto, comprendenti solitamente uno o più pannelli di lana di roccia o di lana di vetro come materiale fonoassorbente.

I silenziatori rettangolari sono costituiti da un involucro parallelepipedo, generalmente in lamiera di acciaio zincata, in cui sono disposti nel senso della lunghezza una pluralità di setti di materiale fonoassorbente, i quali sono accolti fra elementi in lamiera e protetti dal flusso d'aria per mezzo di un tessuto di contenimento, allo scopo di impedire l'abrasione del materiale fonoassorbente da parte del flusso d'aria ed il conseguente trascinamento delle fibre di materiale fonoassorbente nell'ambiente. I silenziatori circolari sono costituiti da un involucro cilindrico in lamiera d'acciaio zincata comprendente un elemento esterno ed un elemento interno provvisto di piccoli fori, fra i quali è interposto il letto di materiale fonoassorbente.

Le attuali normative in tema di inquinamento acustico impongono limiti assai severi alle emissioni sonore negli ambienti da parte degli impianti di condizionamento e di ventilazione, particolarmente nel caso degli edifici ad uso scolastico ed ospedaliero. Anche nel caso di impianti industriali, sono previsti limiti alquanto restrittivi per le emissioni acustiche ed è prevista l'adozione obbligatoria di misure di bonifica nel caso in cui tali limiti non vengano rispettati.

D'altra parte, la lana di roccia, che, come sopra accennato, è il materiale fonoassorbente comunemente utilizzato nei silenziatori dissipativi per canali d'aria, sembra non essere priva di effetti nocivi sulla salute delle persone, per cui sono attualmente in corso studi a livello internazionale volti a valutare tali effetti. Inoltre, tale materiale presenta una bassa stabilità chimica e pertanto risulta poco adatto, ad esempio, per la realizzazione di silenziatori destinati ai condotti di scarico di turbomacchine o ai camini di caldaie, che sono attraversati da gas chimicamente aggressivi e ad alta temperatura. Anche la resistenza meccanica (in particolare, la resistenza alle vibrazioni) della lana di roccia o di vetro è bassa, con la conseguenza che nel caso di silenziatori destinati a condotti interessati da fenomeni di vibrazione (ad esempio, i condotti di scarico delle turbomacchine) od esposti a livelli sonori particolarmente elevati (con effetti di noise fatigue) possono verificarsi fenomeni di frantumazione del materiale e la sua dispersione nell'ambiente.

Il presente trovato si propone di fornire un silenziatore dissipativo per condotti in grado di ovviare agli inconvenienti della tecnica nota sopra evidenziati.

Tale scopo è pienamente raggiunto secondo il trovato attraverso un silenziatore dissipativo per condotti caratterizzato dal fatto di utilizzare materiale granulare inerte come materiale fonoassorbente.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica esplosa di un silenziatore dissipativo rettangolare secondo il presente trovato;

- la figura 2 è una vista schematica in sezione trasversale di un silenziatore dissipativo rettangolare a più setti secondo il trovato;

- le figure 3 e 4 sono viste schematiche in sezione trasversale di due rispettive forme di realizzazione di un silenziatore dissipativo circolare secondo il trovato;

- la figura 5 è un grafico che riporta in termini qualitativi l'attenuazione acustica (insertion loss) di un silenziatore dissipativo rettangolare secondo il trovato in funzione della frequenza delle emissioni sonore, per tre diversi valori di spessore dei setti di materiale fonoassorbente; e

- la figura 6 è una vista schematica dall'alto, sezionata secondo un piano assiale orizzontale, di un silenziatore dissipativo rettangolare secondo il trovato, provvisto di setti a spessore variabile.

Con riferimento alle figure dalla 1 alla 4, un silenziatore dissipativo secondo il trovato è indicato complessivamente con 10 e comprende un involucro a canale 11 di forma corrispondente a quella del condotto lungo il quale deve essere installato il silenziatore, ed almeno un setto 12 di materiale fonoassorbente accolto nell'involucro 11 in posizione tale da essere lambito dalla corrente d'aria che attraversa il silenziatore. Nel caso di silenziatore di forma rettangolare, possono essere previsti una coppia di setti 12 accolti in tasche 13 formate dalle pareti laterali del silenziatore (figura 1) o una pluralità di setti 12 disposti affiancati fra una coppia di pareti opposte del silenziatore (nel caso illustrato, le pareti laterali). Nel caso di silenziatore di forma circolare, oltre ad un setto anulare 12 adiacente alla parete cilindrica del silenziatore (figura 3), può essere previsto un nucleo cilindrico interno 12' di materiale fonoassorbente, disposto sostanzialmente coassiale con l'asse del silenziatore (figura 4).

Secondo il trovato, viene utilizzato come materiale fonoassorbente contenuto nei setti 12 materiale granulare inerte, quale ad esempio argilla espansa. Il materiale granulare inerte può essere trattenuto, dalla parte rivolta verso la corrente d'aria, da un foglio in lamiera forata 14 o da una rete metallica. In alternativa, il materiale granulare inerte può essere incollato o sinterizzato a formare un setto rigido in grado di essere sistemato nella posizione desiderata all'interno dell'involucro 11.

Rispetto alla lana di roccia, il materiale granulare inerte presenta migliori caratteristiche di salubrità, stabilità chimica, resistenza alle vibrazioni ed alla temperatura.

Inoltre, come osservabile nel grafico di figura 5, costruito sulla base di dati sperimentali, le caratteristiche di fonoassorbimento del materiale granulare disposto all'interno dei setti dipendono, oltre che dalla natura del materiale, anche dalla geometria dei setti e specificatamente dallo spessore S. In particolare, all'aumentare dello spessore diminuisce la frequenza di massima attenuazione del silenziatore. Tale peculiarità consente di realizzare silenziatori ad assorbimento acustico selettivo, cioè in grado di filtrare intervalli di frequenze variabili in funzione delle dimensioni del silenziatore (spessore S dei setti).

Come illustrato in figura 6, ove a parti ed elementi identici o corrispondenti a quelli delle figure dalla 1 alla 4 sono stati assegnati gli stessi numeri di riferimento, è inoltre possibile realizzare un silenziatore dissipativo in cui lo spessore dei setti di materiale granulare non è costante, ma varia lungo la direzione del flusso (ad esempio in modo lineare fra un valore iniziale S1 ed un valore finale S2, con S1 < S2), e di conseguenza variano anche le caratteristiche di fonoassorbimento del silenziatore. Definendo opportunamente la variazione dello spessore nella direzione del flusso, è così possibile ottenere il massimo dell'attenuazione per le diverse frequenze su porzioni differenti del silenziatore.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo.

Ad esempio, forme e/o disposizioni dei setti diverse da quelle descritte ed illustrate sono da considerarsi ricomprese nell'ambito del trovato nella misura in cui contengono, come materiale fonoassorbente, materiale granulare inerte.

Inoltre, allo scopo di ridurre la massa del silenziatore e/o di variarne le caratteristiche di fonoassorbimento, il materiale granulare può essere miscelato con altri materiali fonoassorbenti, ad esempio sughero in grani.

RIVENDICAZIONI

1.         Silenziatore dissipativo per condotti (10) comprendente un involucro (11) ed almeno un setto (12) di materiale fonoassorbente accolto nell'involucro (11) in posizione tale da essere lambito dalla corrente fluida passante attraverso il silenziatore, caratterizzato dal fatto che detto almeno un setto (12) contiene materiale granulare inerte come materiale fonoassorbente.

2.         Silenziatore dissipativo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto almeno un setto (12) contiene argilla espansa come materiale granulare inerte.

3.         Silenziatore dissipativo secondo la rivendicazione 1 o 2, del tipo in cui l'involucro (11) presenta una forma essenzialmente rettangolare, caratterizzato dal fatto che comprende almeno una coppia di setti (12) posizionati su una coppia di pareti opposte dell'involucro (11).

4.         Silenziatore dissipativo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta coppia di setti (12) sono accolti in tasche (13) formate dalle pareti laterali dell'involucro (11).

5.         Silenziatore dissipativo secondo la rivendicazione 1 o 2, del tipo in cui l'involucro (11) presenta una forma essenzialmente rettangolare, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di setti (12), disposti affiancati fra una coppia di pareti opposte dell'involucro (11).

6.         Silenziatore dissipativo secondo la rivendicazione 1 o 2, del tipo in cui l'involucro (11) presenta una forma essenzialmente tubolare, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un setto (12) adiacente alla parete cilindrica dell'involucro (11).

7.         Silenziatore dissipativo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre un nucleo cilindrico interno (12') di materiale fonoassorbente, disposto sostanzialmente coassiale con l'asse dell'involucro (11).

8.         Silenziatore dissipativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto almeno un setto (12) presenta spessore (S) variabile lungo la direzione della corrente fluida.

9.         Silenziatore dissipativo (10), sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato e per gli scopi previsti.

RIASSUNTO

Il silenziatore (10) comprende un involucro (11) ed almeno un setto (12) di materiale fonoassorbente accolto nell'involucro (11) in posizione tale da essere lambito dalla corrente fluida passante attraverso il silenziatore. Come materiale fonoassorbente viene utilizzato materiale granulare inerte, quale ad esempio argilla espansa. Tale materiale offre i vantaggi dell'assenza di effetti nocivi sulla salute e dell'elevata stabilità chimica e meccanica. Il silenziatore permette di ottenere un assorbimento acustico selettivo, cioè concentrato su un determinato intervallo di frequenze, in funzione delle dimensioni (spessore S) dei setti (12) di materiale fonoassorbente. Lo spessore dei setti (12) può essere costante oppure variare lungo la direzione della corrente fluida, in maniera tale da ottenere la massima attenuazione per le diverse frequenze su porzioni differenti del silenziatore.

FIG. 1

 

 

FIG. 2

 

FIG.3

 

 

FIG.4

 

FIG.5

 

 

FIG.6

A cura di: Servizio Supporto alla Ricerca | Last Update: 28/10/2008