BRPI0601716B1

BRPI0601716B1 - arranjo de ressonadores em filtro acústico para compressor de refrigeração

Info

Publication number: BRPI0601716B1
Application number: BRPI0601716A
Authority: BR
Inventors: Baars Edmar; Correa Miguel Edson
Original assignee: Empresa Brasileira De Compressores S A Embraco; Multibras Eletrodomesticos Sa; Whirlpool Sa
Priority date: 2006-05-03
Filing date: 2006-05-03
Publication date: 2018-09-25
Also published as: WO2007124552A1; CN101466949B; JP5404387B2; US7770694B2; JP2009535558A; CN101466949A; US20090178881A1; ES2440490T3; EP2013480A1; BRPI0601716A; EP2013480B1

Abstract

arranjo de ressonadores em filtro acústico para compressor de refrigeração a invenção refere-se a um arranjo de ressonadores em filtro acústico para compressor de refrigeração tendo uma carcaça (1), no interior da qual é montado um filtro acústico compreendendo um corpo oco (10) definindo pelo menos uma câmara abafadora (13), que carrega um conduto de entrada de gás (20) e um conduto de saída de gás (30), cada um apresentando um respectivo comprimento e tendo uma respectiva espessura de parede, sendo que pelo menos um dos condutos de entrada de gás e de saída de gás (20,30) carrega, estendendo-se ao longo de pelo menos parte de seu comprimento, uma respectiva pluralidade de condutos ressonadores (40), tipo tubo, cada conduto ressonador (40) apresentando um primeiro extremo (41) aberto para o interior do respectivo conduto de gás (20, 30) e um segundo extremo (42), oposto e afastado do primeiro extremo (41), cada dito conduto ressonador (40) sendo dimensionado para apresentar um determinado comprimento e um determinado diâmetro, calculados de modo a definirem uma certa impedância reativa e uma certa impedância dissipativa ao filtro acústico, para uma determinada faixa de freqüências.

Description

(54) Título: ARRANJO DE RESSONADORES EM FILTRO ACÚSTICO PARA COMPRESSOR DE REFRIGERAÇÃO (51) Int.CI.: G10K 11/16; F25B 1/00 (73) Titular(es): WHIRLPOOL S.A.

(72) Inventor(es): EDMAR BAARS; EDSON CORRÊA MIGUEL (85) Data do Início da Fase Nacional: 03/05/2006

PARA

ARRANJO OF RERFONAPORFF FM COMPRESSOR DE REFRIGERAÇÃO”.

Campo da Invenção

Refere-se a presente invenção a um arranj o de ressonadores a ser provido em um filtro ou abafador acústico, por exemplo, montado em linha de sucção e/ou descarga de gãs em compressor de refrigeração, particularmente do tipo utilizado em pequenos sistemas de refrigeração.

Histórico da Invenção

Os filtros acústicos são largamente utilizados para atenuar ruído transmitido em linhas de gãs, sendo particularmente empregados em compressores, para atenuar os transientes de pressão gerados pela abertura das válvulas de sucção e de descarga de dito compressor. No sistema de refrigeração estes transientes de pressão geram ruído de formas diferentes: radiação sonora do compressor devido às excitações das ressonâncias da carcaça, geralmente entre 2,5kHz a 10kHz; radiação sonora devido às excitações de cavidade, geralmente entre 300Hz a 1kHz; e radiação sonora do aparelho refrigerador do sistema de refrigeração ao qual o compressor estã acoplado, devido às excitações dos componentes deste sistema de refrigeração, em decorrência, principalmente, das pulsações de baixa freqüência até 2kHz.

O filtro acústico de sucção desempenha várias funções importantes ao bom funcionamento do compressor, tais como: o direcionamento do gãs, a atenuação de ruído

FTTiTRO ACNFTTOO proveniente da pulsação isolamento térmico do gãs decorrente da sucção, o refrigerante aspirado para dentro do cilindro, e o controle da dinâmica da válvula de sucção. Os filtros acústicos de sucção têm também forte papel na eficiência energética do compressor, através do isolamento da temperatura do gãs, perda de carga e acoplamento com as válvulas.

Além dos filtros acústicos de sucção, os compressores de sistemas de refrigeração podem ser também dotados, em sua • · · · · · · · · · · * · • ♦·♦♦*♦*·· · · · • «««««· · · · · * • · · · · · · · · · · · * · ύιττ^Οο-ί-Οα. , dfc li.l. óÍJlcTã dl 3 Τ Τ' *= 3^VF t ή nn geralmente na forma de um filtro acústico provido na linha de descarga de gás do compressor e que conduz o gãs proveniente da compressão no interior do cilindro, até um sistema de refrigeração ao qual geralmente o compressor está associado.

Os filtros acústicos utilizados são basicamente uma combinação dos tipos: resistivo e reativo, constituído por uma seqüência de volumes (geralmente de um, dois ou de três volumes em série, chamados também de câmaras de expansão), interligados por condutos de gãs que conduzem o gãs refrigerante proveniente da linha de sucção, diretamente para a válvula de sucção, tais condutos de gãs sendo, geralmente, abertos nas duas extremidades, para a passagem do gãs refrigerante. Os filtros acústicos são formados por condutos de gãs e volumes (figuras 2, 3 e 13) geralmente confeccionados em material sólido (plástico ou metálico) .

deslocamento de gãs produz pulsações, gerando ruídos, que são propagados em sentido oposto ao do deslocamento do gãs em direção à válvula de sucção (figura 2) . Tais pulsações são menores quanto mais eficiente for o filtro acústico de sucção em sua saída acústica, por onde o gãs é admitido no interior do filtro acústico.

Sua influência sobre o desempenho do compressor é de elevada importância e o dimensionamento dos volumes internos e do comprimento dos condutos de gãs do filtro de sucção determina, em grande parte, a eficiência deste último.

A literatura é rica em exemplos e aplicações de filtros acústicos. (Hansen, H. Engineering Noise Control, 2003, Spon Press; Lyon, R, H., Machinery Noise and Diagnostics, 198 7, Butterworth Publíshers; Munj al, M. L.

Acoustics of Ducts and Mufflers, 1987, New York Wiley35 Interscience; Hamilton, J. F. Measurement and Control of Compressor Noise, 1988, Office of Publications, Purdue University, West Lafayette).

comportamento acústicos de

ΛρCE3r de lartfamerh'^ ¹.?f ί 1 i :⁷aées . os ^fmhpni rjos eí i t- ’^os acústicos de sucção do tipo volume tubo apresentam a desvantagem de picos de ruído nos modos acústicos próprios destes cubos e volumes.

Estes filtros acústicos apresentam uma grande atenuação nas baixas freqüências (400Hz a 800Hz). Contudo, nas altas freqüências, perdem performance devido às ressonâncias acústicas dos elementos tipo tubos e volumes, gerando maior ruído nos compressores. Este í bem mai s pronunciado nos filtros L volume. Geralmente os aumentos na performance acústica são obtidos através do aumento de volume ou redução dos diâmetros dos tubos, o que nem sempre é possível.

São encontradas aplicações de ressonadores de Helmholtz, constituídos de um tubo e um volume que, apesar de também atenuarem as freqüências nas quais são sintonizados, apresentam dimensões maiores e aumentam a complexidade de fabricação dos filtros acústicos. Devido ao maior tamanho, a utilização de vários ressonadores de Helmholtz em arranjo é inviável, ficando sua aplicação restrita à atenuação de poucas freqüências.

Uma das técnicas conhecidas para fazer atenuação do ruído provocado pela passagem de gás em filtros acústicos é a técnica dissipativa, a qual é obtida pela utilização material fibroso na construção do filtro acústico, para dissipar energia. Outra técnica conhecida é a reativa, na qual durante a propagação da onda é gerada uma diferença de impedância em uma dada frequência.

Entretanto, as construções conhecidas de filtro acústico com atenuação reativa ressonante apresentam a desvantagem de atuarem somente em uma frequência ou em uma faixa estreita de freqüências em torno da frequência principal. Além disso, em função de diferenças construtivas do compressor e do filtro acústico, nem sempre a atuação deste último na frequência esperada é a mesma, podendo ocorrer uma variação em cerca de 100Hz para cima e para

I

I baixo do valor d^ f requêi^uia desej ada a ser atenuada.

São conhecidas soluções de filtros acústicos do tipo reativo compreendendo uma pluralidade de ressonadores dispostos ao longo da extensão de porções de tubo de abafadores acústicos (JP11093637A2) , partícularmente em um arranj o de ressonadores radialmente proj etantes da respectiva porção de tubo.

Na figura 4 ê ilustrada uma construção de arranjo de ressonadores da técnica anterior e na qual um conduto de gãs de um filtro acústico, não ilustrado, compreende uma pluralidade de condutos ressonadores, distribuídos ao longo da extensão longitudinal do respectivo conduto de gãs, radialmente projetante deste.

Apesar desta solução minimizar o ruído produzido pela 15 passagem de gãs pelo respectivo filtro acústico, dita solução não é aplicável em filtros acústicos de compressores de refrigeração de pequeno porte, devido às grandes dimensões de ditos ressonadores e ao grande volume ocupado por estes no interior das câmaras abafadoras de ditos filtros acústicos.

Objetivos da Invenção

E um objetivo da presente invenção prover um arranjo de ressonadores em filtro acústico para compressor de refrigeração que permita sua aplicação em compressores de pequeno porte, com uma eficiente atenuação de uma banda larga de frequências no respectivo filtro acústico.

E um objetivo adicional prover um arranjo de ressonadores do tipo tubo e tal como acima citado e que não requeira uma modificação no dimensionamento do filtro de sucção.

Um outro objetivo da presente invenção é prover um arranjo tal como acima citado e que permita uma diminuição das dimensões dos ressonadores, permitindo uma maior utilização destes por tubo ressonador.

Um outro objetivo da presente invenção é prover um arranjo tal como acima citado e que minimize as perdas de carga do compressor, produzindo uma melhor atenuação de ruído de pulsações decorrentes da sucção ou da compressão

0 0 0 q á 3 U·^. l.ll 0 3 3 3 3 d ί Ί ί C d i- f o r-iso ba ί YA.S forno ms altas freqüências.

Um objetivo mais específico da presente invenção é prover um arranjo de ressonadores tal como acima citado e que permita uma melhor eficiência e aumento de potência de motores elétricos dos compressores aos quais ditos filtros estão associados.

Sumário da Invenção

Os acima citados e ainda outros obj etivos da presente são alcançados a partir da provisão de um invenção arranj o de ressonadores em filtro acústico para compressor de refrigeração, montado no interior de uma carcaça, hermética, dito filtro acústico compreendendo um corpo oco definindo pelo menos uma câmara abafadora que carrega um conduto de entrada de gás tendo uma abertura de entrada externa à câmara abafadora e uma abertura de saída no interior da câmara abafadora e um conduto de saída de gás apresentando uma abertura de entrada no interior da câmara abafadora e uma abertura de saída externa à referida câmara abafadora, cada dito conduto de gás apresentando um respectivo comprimento e tendo uma respectiva espessura de parede, sendo que pelo menos um dos condutos de entrada de gás e de saída de gás carrega, estendendo-se ao longo de pelo menos parte de seu uma respectiva pluralidade de condutos cada conduto ressonador apresentando um primeiro extremo, aberto para o interior do respectivo conduto de gás e um segundo extremo, oposto e afastado do primeiro extremo, cada dito conduto ressonador sendo dimensionado para apresentar um determinado comprimento e um determinado diâmetro, calculados de modo a definirem uma certa impedância reativa e uma certa impedância dissipativa ao filtro acústico, para uma determinada faixa de freqüências.

Breve Descrição dos Desenhos

A seguir, a invenção será descrita com base nos desenhos em anexo, dados a título de exemplo de uma concretização comprimento, ressonadores, • ft • ft ft ft * ft ft ft ft ft · · · ft · · ft ft * ft · ft* ft * ft * ft ft ft ft · ft ft ft · · ft · · · ft ♦ ft ft • · • ft ft da ί nver.çãc e noa qua i s ·

A figura 1 representa, esquemática e parcialmente, uma vista em corte longitudinal de um compressor carregando um filtro acústico, particularmente provido na linha de sucção de dito compressor de refrigeração;

A figura 2 representa, esquematicamente, uma linha de sucção de um compressor, indicando, em linha cheia, a direção de escoamento do gás e, em 1inha tracejada, a direção de propagação de ruído.

A figura 3 representa, esquematicamente, uma vista em perspectiva explodida de uma construção de filtro acústico ilustrado na figura 1;

A figura 4 representa, esquematicamente, uma vista em perspectiva, de uma construção de tubo condutor de gás de um filtro acústico, apresentando um arranjo convencional de ressonadores;

As figuras 5, 5a representam, esquemática e respectivamente, uma vista em perspectiva de uma construção de tubo condutor de gás apresentando um

0 arranj o de ressonadores da presente invenção, estando este em uma condição de montagem a uma luva tubular e afastado desta última;

A figura 5b representa, esquematicamente, uma vista em corte longitudinal do tubo condutor de gás ilustrado na figura 5a;

As figuras 6, 6a e 6b representam, esquematicamente e tal como ilustrado nas figuras 5, 5a e 5b, vistas em perspectiva e em corte longitudinal de uma variante de construção de tubo condutor de gás apresentando um

0 arranj o de ressonadores da presente invenção;

As figuras 7, 7a e 7b representam, esquematicamente e tal como ilustrado nas figuras 5, 5a e 5b, vistas em perspectiva e em corte longitudinal de uma outra variante de construção de tubo condutor de gás apresentando um 3 5 arranj o de ressonadores da presente invenção;

As figuras 8, 8a e 8b representam, esquematicamente e tal como ilustrado nas figuras 5, 5a e 5b, vistas em »

* ·	• · ·	V	• ·		•	• * ·
♦ »		«	•	• ·		•	* ·
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perspectiva e em ccrte longe de urna m.Pra construção de tuto condutor de gãs apresentando um arranjo de ressonadores da presente invenção;

As figuras 9, 9a e 9b representam, esquemática e 5 respectivamente, uma vista em perspectiva, uma vista em corte longitudinal e uma vista em corte transversal, segundo a linha IX-IX da figura 9a, de uma outra forma construtiva de tubo condutor de gás apresentando um arranj o de ressonadores da presente invenção;

As figuras 10, 10a e 10b representam, esquematicamente e tal como ilustrado nas figuras 9, 9a e 9b, vistas em perspectiva, em corte longitudinal e em corte transversal, segundo a linha X-X da figura 10a, de uma variante da forma construtiva de tubo condutor de gãs apresentando um arranj o de ressonadores da presente invenção;

A figura 11 representa, esquematicamente, uma vista em corte de um filtro acústico provido de diferentes ressonadores construídos de acordo com a presente invenção;

A figura 12 representa, esquematicamente, um gráfico ilustrando a curva de atenuação obtida com uma construção de filtro acústico da técnica anterior (linha tracejada) e com quatro diferentes arranjos de ressonadores da presente invenção, cada dito arranjo contendo uma determinada quantidade de ressonadores (linhas contínuas); e

A figura 13 representa, esquematicamente, o gráfico da figura 12, mas ilustrando a curva de atenuação obtida com a construção de filtro acústico da técnica anterior (linha tracejada) e com o arranj o de ressonadores da presente invenção contendo quatro ressonadores (linha contínua).

Descrição das Configurações Ilustradas

A presente invenção será descrita para filtros acústicos montados em um compressor de refrigeração do tipo utilizado em sistemas de refrigeração de pequeno porte e

Φ 9	···	•	• 9	• 9	• ·· 9
Φ 9	Φ	9	•	• ·	φ Φ	Φ	Φ 9
* Φ	9	9 Φ	Φ9	• ·	Φ	Φ
99	•	• Φ	Φ	* «	•	•
	Φ	φ Φ	φ Φ	* ·	Φ	Φ
	9 9 9	9	•	«	Φ 9 Φ	Φ	9 Φ

φ φ qut uoü.piecüdL·, η^ intcricr 5c cca ^Ί hermética, um conjunto motor-compressor tendo um bloco de cilindro 2 onde é definido um cilindro 3 alojando, por um extremo, um pistão 4 e tendo um extremo oposto fechado por uma tampa de cilindro 5 que define, em seu interior, uma câmara de descarga (não ilustrada) em comunicação fluida seletiva com uma câmara de compressão 6, definida no interior do cilindro 3, entre uma porção de topo do pistão 4 e uma placa de válvulas 7 provida entre o extremo oposto do cilindro 3 e a tampa de cilindro 5, através de orifícios de sucção 7a e de descarga 7b, providos em dita placa de válvulas 7 e selet iva e respectivamente fechados por válvulas de sucção 8a e de descarga 8b.

Conforme ilustrado nos desenhos anexos, o gás succionado pelo compressor e proveniente de uma linha de sucção 9 do sistema de refrigeração ao qual o compressor é acoplado, chega ao interior da carcaça 1, através de um filtro de sucção, geralmente provido no interior de dita carcaça 1 e mantido em comunicação fluida com o orifício de sucção 7a da placa de válvulas 7.

filtro acústico para o qual se aplicada a solução da presente invenção será aqui descrito como um filtro acústico de sucção, tal como aquele ilustrado na figura

3, compreendendo um corpo oco 10, obtido geralmente em material de baixa condutibilidade térmica, tal como plástico, apresentando uma porção de base 11 hermeticamente fechada por uma tampa 12 e retida a esta por meios apropriados, tal como cola, grampos, ressaltos, interferência ou por uma cinta periférica, não ilustrada. De acordo com o ilustrado, o corpo oco 10 apresenta uma determinada espessura de parede para cada uma das partes de porção de base 11 e de tampa 12 geralmente concordante entre si, dito corpo oco 10 definindo, internamente, pelo menos uma câmara abafadora 13 (figura 2 e figura 11) e que carrega um conduto de entrada de gãs 2 0 tendo uma abertura de entrada 21 externa à câmara abafadora 13 e • · · a · • · · · • * · ♦ • · · · • · · • · · · abet'turd dc c a 5 d ?. 2? π d câ ma re 3baf sdorfl e um conduto de saída de gás 30 apresentando uma abertura de entrada 31 no interior da câmara abafadora 13 tf/ e uma abertura de saída 32 externa a referida câmara ' abafadora 13.

Na construção ilustrada na figura 1, o filtro acústico de sucção apresenta um conduto de entrada de gás 2 0 tendo sua abertura de entrada 21 em comunicação fluida com a alimentação de gás ao compressor, conectada à linha de sucção do sistema de refrigeração ao qual o compressor é acoplado e sua abertura de saída 22, em comunicação fluida com um lado de sucção do compressor, por exemplo, diretamente conectada ao orifício de sucção 7a da placa de válvulas 7 do compressor. Cada conduto de gás 20, 30, apresenta um respectivo comprimento e uma respectiva espessura de parede.

Na figura 4 é representada uma construção de arranjo de ressonadores da técnica anterior e na qual um conduto de gás 20, 30 compreende uma pluralidade de condutos ressonadores 25, 35 distribuídos ao longo do comprimento do respectivo conduto de gás 20, 30, radialmente projetante deste, cada dito conduto ressonador 25, 35 apresentando um comprimento e uma espessura de parede, previamente determinados. Nesta construção, cada conduto ressonador 25, 35 apresenta um primeiro extremo 25a, 35a aberto para o interior do respectivo conduto de gás 20,

30, e um segundo extremo 25b, 35b oposto e radialmente afastado do primeiro extremo 25a, 35a. Esta construção apresenta as deficiências já descritas.

0 De acordo com a presente invenção, pelo menos um dos condutos de entrada de gás 2 0 e de saída de gás 3 0 carrega, estendendo-se ao longo de pelo menos parte de seu comprimento, uma respectiva pluralidade de condutos ressonadores 40, por exemplo, do tipo tubo, cada dito

5 conduto ressonador 40 apresentando um primeiro extremo 41 aberto para o interior do respectivo conduto de gás 20,

30, e um segundo extremo 42 oposto e afastado do primeiro

ixb f CUT.C - 1 — 3.2.1'. d 2 T-pçonrarlor 40 APPdo dimensionado para apresentar um determinado comprimento, um determinado diâmetro, calculados de modo a definirem uma certa impedância reativa e uma certa ímpedância dissipativa ao filtro acústico, para uma determinada faixa de freqüências.

Em uma forma de realização da presente invenção, os condutos ressonadores 4 0 apresentam pelo menos um dos parâmetros de diâmetro e de comprimento com um mesmo valor.

As dimensões dos condutos ressonadores 4 0 podem ser iguais ou distintas, dependendo do resultado pretendido de atenuação. Assim, se for para alargar a banda de freqüências a ser atenuada, tais dimensões não são iguais, são dimensões distintas, mesmo que somente um pouco diferentes. Se a atenuação deve ser maior em uma determinada faixa de freqüências mais estreita, os condutos ressonadores 40 devem ter mesmas dimensões.

Na solução da presente invenção, os condutos ressonadores

40 são posicionados em uma região do respectivo conduto de gãs 20, 30, sujeita a uma pressão acústica que produza ruído a ser atenuado. Em uma forma de realização da presente invenção, os condutos ressonadores 40 são posicionados segundo um mesmo plano transversal ao respectivo conduto de gãs 2 0, 30, dito plano transversal seccionando uma região de máxima pressão acústica no referido conduto de gãs 20, 30.

A presente invenção consiste em utilizar um conjunto de ressonadores acústicos, por exemplo, de 1/4 e 1/2 do

0 comprimento de onda nos elementos constituintes dos filtros acústicos (tais como condutos de gãs, divisórias ou volumes do corpo oco 10 do filtro acústico mostrados na figura 3) . Os condutos ressonadores 4 0 são posicionados nas paredes dos condutos de gãs e/ou nos volumes do interior do corpo oco 10 do filtro acústico, de forma a impedir ou a atenuar a propagação das ondas sonoras, refletindo ou dissipando-as por efeito viscoso,

Ξ Cl. 333(3 ^L 3i 3 p C d ~ d. ' - ν-'γ-’. s ^aqc^qpm 5 f I ι ιχη /o O Á ^σDe acordo com uma forma de realização da presente invenção, o conduto de gãs 20, 30, que carrega a pluralidade de condutos ressenadores 40, tem pe 1 o me no s parte destes últimos apresentando seus primeiros extremos 41 estando longitudinalmente afastados entre si ao longo da extensão do respectivo conduto de gãs 2 0, 30, por uma distância sendo definida em função da banda de frequência a ser atenuada, dito afastamento sendo, por exemplo, constante ao longo da extensão do respectivo conduto de gãs 20, 30.

De acordo com a presente invenção, o segundo extremo 4 2, quando interno ao corpo oco 10, pode ser aberto ou fechado, em função do espaço disponível no interior do volume do corpo oco 10, sendo aberto quando dito espaço for maior, já que para o referido segundo extremo 42 ser aberto é necessário um espaço maior. Nas construções nas quais o segundo extremo 42 de um conduto ressonador 40 é provido em uma porção de conduto de gãs externa ao corpo oco 10, dito segundo extremo 42 deve ser fechado.

Em uma forma de realização da presente invenção, o segundo extremo 42 de pelo menos parte dos condutos ressonadores 40 é fechado.

Quando aplicados aos condutos de gãs 20, 30, os condutos ressonadores 4 0 alteram localmente a impedância, refletindo parte da energia acústica. Quando aplicados nas regiões de máxima pressão modal, tais condutos ressonadores 40 operam retirando energia (dissípação) do sistema principal, reduzindo os efeitos das ressonâncias. De forma geral, os condutos ressonadores 40 aumentam a atenuação acústica dos filtros acústicos nas frequências em que estão sintonizados.

Em uma forma de realização da presente invenção, os condutos ressonadores 4 0 podem ser inj etados j untamente com a parte do filtro acústico na qual serão aplicados, ou confeccionado em duas peças, conforme a seguir descrito e ilustrado nas figuras 5 a 9.

Quando apliçado? no corpo do f iltxo acústico, ditos condutos ressonadores 4 0 podem ser ret ilíneos ou não, todos paralelos entre si ou ainda paralelos entre si por conjunto de condutos ressonadores 40, sendo, por exemplo, na forma de pequenas placas com ranhuras, fixadas por encaixe, cola ou outra forma de fixação apropriada, ou ainda carregados, parcial ou integralmente, na espessura • da parede do corpo oco 10, por exemplo, na espessura de parede da porção de base 11 de dito corpo oco 10, tal como ilustrado na figura 11. Na variante construtiva na qual os condutos ressonadores 40 são definidos parcialmente na espessura de parede da porção de base 11 do corpo oco 10, tais condutos ressonadores 40 tem pelo menos parte de seu comprimento formado ao longo da superfície interna de dita porção de base 11 do corpo oco 10, sendo a seção transversal de cada conduto ressonador 4 0 completada pela disposição de um elemento de fechamento junto à superfície interna da porção de base 11 do corpo oco 10, tal como uma placa. No caso de condutos ressonadores 40 formados totalmente na espessura de parede do corpo oco 10, por exemplo, na espessura de parede da porção de base 11 do corpo oco 10, cada conduto ressonador 40 apresenta pelo menos seu respectivo primeiro extremo 41 aberto para o interior de um dos

5 volumes do corpo oco 10, através da provisão de, por exemplo, furos não ilustrados e providos em dito corpo oco 10.

' 0 comprimento dos condutos ressonadores 40 é calculado levando-se em conta as frequências ou faixa de freqüência ** 3 0 que se deseja atenuar, ditos condutos ressonadores 4 0 sendo distribuídos ao longo de dita faixa de frequências usando as relações abaixo, sendo que a diferença entre os comprimentos dos condutos ressonadores 40 depende da largura da banda e da atenuação requerida.

Li = (C / 4 . fi ) + (8/3Tr)a (conduto ressonador 40 com um de seus extremos (primeiro extremo) aberto e o outro fechado)

i. 3 • ·

Li = (C / 2 . fi > -r í:6/3n;_a (conduto ressonador 40 com seus extremos abertos)

Onde : Li - comprimento do i-ésimo conduto ressonador 4 0 fi - i-ésima freqüência que se deseja atenuar C - velocidade do som no gás a - raio do conduto ressonador 40

O arranjo de ressonadores da presente invenção utiliza um conj unto de condutos ressonadores 4 0 cada um deles estando sintonizado em uma freqüência diferente, mas muito próxima daquela de um outro conduto ressonador 40, de modo a resultar em uma faixa de freqüências ampla com ditos condutos ressonadores 40.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, os condutos ressonadores 4 0 são pelo menos parcialmente carregados por uma adjacente porção de superfície do respectivo conduto de gás 20, 30, por exemplo, sendo fixado a dita adjacente porção de superfície ou sendo formado ao longo desta, tal como um rebaixo 23, 33 produzidos em uma porção de parede alargada 24, 34 do respectivo conduto de gás 20, 30 no qual ditos condutos ressonadores 40 são providos. Em uma forma construtiva não ilustrada, os condutos ressonadores 40 são fixados, por meios apropriados, no adjacente conduto de gás 20, 30.

Conforme pode ser observado nas formas construtivas ilustradas nas figuras 5b, 7b, 9a e 10a, os condutos ressonadores 4 0 apresentam pelo menos parte de seu comprimento formado diretamente na espessura de parede do respectivo conduto de gás 20, 30, de modo que o primeiro extremo 41 de cada dito conduto ressonador 40 seja aberto para o interior do respectivo conduto de gás 20, 30, através de um furo passante 26, 36 produzido em dito conduto de gás 20, 30.

Nestas formas de realização da presente invenção, os condutos ressonadores 40 apresentam pelo menos parte de seu comprimento definido a partir da complementação de

Juao tes . icca dc^£ ’ ηί ?. d^ <- rl· U <-> de oãs 20,

0 e a outra por uma luva tubular 50, carregada pelo conduto de gás 20, 30, interna ou externa a este e definindo parte do conduto ressonante 40, dita luva tubular 5 0 apresentando uma espessura de parede e uma superfície confrontante com uma adjacente superfície do conduto de gás 20, 30, sendo a seção transversal dos condutos ressonadores 40 parciaimente definida em cada uma das adjacentes superfícies confrontantes de luva tubular 50 e de conduto de gás 20, 30.

Em uma variante construtiva na qual o conduto de gás 20, 30, carrega uma luva tubular 50, pelo menos parte do comprimento dos condutos ressonadores 40 definida entre as superfícies confrontantes das partes de luva tubular

50 e do conduto de gás 40, por exemplo, distanciando ditas partes. Nas variantes construtivas ilustradas nas figuras 5 a 8 e 10, pelo menos um conduto de gás 20, 30, carrega uma luva tubular 50 apresentando, em sua espessura de parede, pelo menos parte dos condutos ressonadores 40, sendo a parte complementar de ditos condutos ressonadores 40 e que define o restante da seção transversal destes é formada pela outra das partes de conduto de gás 20, 30 e de luva tubular 50.

Nestas variantes construtivas ilustradas, a luva tubular

50 envolve pelo menos parte da extensão longitudinal do conduto de gás 20, 30, onde o conduto ressonador 40 é provido, conforme descrito adiante, sendo que cada conduto ressonador 40 tem parte de sua seção transversal definida em uma das superfícies adjacentes e confrontantes do conduto de gás 20, 30 e luva tubular 50. Em uma destas construções, cada dito conduto ressonador 40 é estendido ao longo da respectiva parte de conduto de entrada de gás 20, de conduto de saída de gás 30 e de luva tubular 50, provido em arranjo helicoidal, tal como ilustrado nas figuras 5 e 6 ou ainda provido em arranjo retilíneo e paralelo ao eixo geométrico da respectiva parte de luva tubular 50 e de conduto de gás 20, 30, tal * ♦ «

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Para estas construções, cada conduto ressonador 4C compreende um rebaixo 23, 33, 53, produzido em pelo menos uma das partes de extensão de conduto de gãs 20, 30 e de luva tubular 5 0, carregando pelo menos parte de dito conduto ressonador 40.

As figuras 5 a 7 e 9 ilustram uma forma construtiva da presente invenção na qual cada conduto ressonador 4 0 compreende um rebaixo 23, 3 3 provido estendido ao longo da superfície lateral externa do respectivo conduto de gás 20, 30, enquanto que na figura 8 cada conduto ressonador 40 é definido por um rebaixo 53 provido ao longo da superfície interna da luva tubular 50, voltada à superfície lateral externa de um conduto de gãs 20, 30, quando da montagem de dita luva tubular 5 0 neste, para definir uma pluralidade de condutos ressonadores 40. Conforme pode ser observado, na construção das figuras 9 a 9b cada uma das partes de conduto de gãs 2 0, 30 e de luva tubular 50 é provida de um respectivo rebaixo 23,

0 33, 53, definindo parte do contorno de seção transversal dos condutos ressonadores 40.

De acordo com o ilustrado nas figuras anexas, cada conduto ressonador 40 apresenta seu segundo extremo 42 fechado e sendo seu primeiro extremo 41 aberto para o interior do conduto de gãs 20, 30, no qual é definido dito rebaixo 23, 43, através de um respectivo furo radial 26, 3 6, passante, comunicando o interior de dito conduto de gãs 20, 30, com o interior de um respectivo conduto ressonador 40. Cada furo radial 26, 36 é provido alinhado com um respectivo primeiro extremo 41, de modo a manter uma comunicação fluida direta com este. Entretanto, embora não ilustrado, deve ser entendido que o conceito da presente invenção considera também as construções nas quais o segundo extremo 42 dos condutos ressonadores 40 é definido aberto.

Em uma outra construção, ilustrada na figura 6, o primeiro extremo 41 de cada conduto ressonador 40 é • · *·

voltado para o interior do corpo do filtro acústico.

de cás 20, 30

Em uma outra forma de realização da presente invenção, os condutos ressonadores 40 são providos totalmente ao longo da espessura de parede do conduto de gãs 20, 30 no qual são providos. Na solução ilustrada, os condutos ressonadores 40 são produzidos na espessura de parede de uma porção alargada 24, 34, do respectivo conduto de gãs onde tais condutos ressonadores 40 são produzidos.

Apesar de terem sido ilustradas apenas construções nas quais os condutos ressonadores 40 ocupam parte da extensão longitudinal de respectivo conduto de gãs 20, 30, deve ser entendido que o conceito aqui apresentado não é limitativo ao ilustrado, podendo cada conduto ressonador 4 0 ocupar toda a extensão longitudinal do respectivo conduto de gãs 20, 30, sendo esta extensão definida em função da frequência a ser atenuada e a partir das equações acima apresentadas.

A presente invenção tem, como uma das vantagens, propiciar o aumento na atenuação dos filtros acústicos em frequências discretas ou em bandas de frequências nas quais hã a verificação de alguma deficiência, quer devido à forma construtiva, diâmetro elevado dos condutos de gãs 20, 30 e volume insuficiente, ou pela presença de ressonâncias indesejadas.

Pelo fato de os condutos ressonadores 40 terem o formato tubular e serem definidos estendendo-se ao longo da extensão da respectiva parte de conduto de gãs 20, 30 e de luva tubular 50 (tendo seus extremos nas condições totalmente abertos ou ainda o primeiro extremo aberto e o segundo extremo fechado), tais condutos ressonadores 40 ocupam menor espaço, o que permite que sejam utilizados em maior número para cada respectivo conduto de gãs 20, 30. Esta característica permite a utilização de uma

5 pluralidade de condutos ressonadores 4 0 de comprimentos diferentes em cada conduto de gãs 20, 30, possibilitando a atenuação de várias frequências, ou de uma banda mais « 4

7

¹ vv _i τν rã á pnqqí ve * mm a n*^-1 1 ι zacão de um ressonador de Helmholtz do tipo convencional.

A forma em espiral dos condutos ressonadores 40 permite atenuar baixas freqüências em condutos de gás 20, 30, curtos, o que não é obtido com as construções de atenuadores conhecidos da técnica.

Outra grande vantagem é a baixa sensibilidade às tolerâncias de fabricação e às variações de temperatura de operação. Com o arranj o de condutos ressonadores 4 0 da presente invenção, não existe exigência por uma sintonia perfeita, visto que os condutos ressonadores 40 podem ser de diferentes comprimentos, o que causa uma superposição das freqüências de atuação. 0 fator de superposição, depende das diferenças de comprimento e do diâmetro entre os condutos ressonadores 40.

A técnica descrita acima permite aumentar a atenuação dos filtros acústicos em qualquer faixa de freqüências, possibilitando a simplificação da geometria de ditos filtros, aumento da eficiência destes através do aumento dos diâmetros dos condutos ressonadores, e a viabilização de filtros acústicos de um único volume ou câmara abafadora.

diâmetro de cada conduto ressonador 40 e o formato da respectiva seção transversal pode ser escolhido de acordo com o processo de fabricação e das necessidades de atenuação e dimensões requeridos. A definição por diâmetros até 2mm ou maiores define o comportamento de atenuação do conduto ressonador entre totalmente dissipativo (diâmetros maiores) a até totalmente reativos (diâmetros até 2mm).

De acordo como ilustrado nas figuras 12 e 13, as reduções de ruído obtidas podem atingir da ordem de 5 a 20 dB na resposta dos filtros acústicos com o arranjo de ressonadores da presente invenção. A figura 12 mostra curvas de redução de ruído obtidas com filtros acústicos apresentando arranj os de 1 a 4 ressonadores, enquanto que a figura 13 ilustra apenas o resultado apresentado no • · · ·

8 g dí 1 v... O Ua 1 _l m ulX ei ressonadores, relativamente à curva de redução de ruído da técnica anterior, sem a utilização de ressonadores. Outras vantagens são: simplificação filtros; baixa sensibilidade às fabricação; aumento da eficiência compressores; e redução no tamanho do filtro. Aspectos específicos da geometiíca tolerâncias energética dos de dos invenção são mostrados nas figuras dos desenhos anexos apenas por questão de 10 conveniência, pois cada aspecto pode ser combinado com outros aspectos de acordo com a invenção. Configurações alternativas serão entendidas como possíveis pelos técnicos no assunto, devendo ser incluídas no escopo das reivindicações. Deste modo, a descrição acima deve ser 15 entendida como ilustrativa, e não lim.itativa do escopo de proteção da invenção. Todas as alterações e modificações óbvias estão no escopo de proteção definido pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Arranjo de ressonadores em filtro acústico para compressor de refrigeração, montado no interior de uma carcaça (1), hermética, dito filtro acústico compreendendo um corpo oco (10) definindo pelo menos uma câmara abafadora (13) que carrega um conduto de entrada de gás (20) tendo uma abertura de entrada (21) externa à câmara abafadora (13, 14) e uma abertura de saída (22) no interior da câmara abafadora (13) e um conduto de saída de gás (30) apresentando uma abertura de entrada (31) no interior da câmara abafadora (13) e uma abertura de saída

32) externa à referida câmara abafadora (13) cada dito conduto de gás (20, 30) apresentando um respectivo comprimento e tendo uma respectiva espessura de parede, caracterizado pelo fato de pelo menos um dos condutos de entrada de gás e de saída de gás (20, 30) carregar, ao longo de pelo menos parte de seu uma respectiva pluralidade de condutos (40), cada conduto ressonador (40) estendendo-se comprimento, ressonadores apresentando interior do segundo extremo um primeiro extremo

41) aberto para o respectivo conduto de gás (20, 30) e um

42), oposto e afastado do primeiro extremo (41), em que pelo menos parte do comprimento de cada conduto ressonador (40) é formada na espessura de parede do respectivo conduto de gás (20, 30).
2. Arranjo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada conduto ressonador (40) ser pelo menos parcialmente carregado por uma adjacente porção de superfície do respectivo conduto de gás (20, 30).
3. Arranjo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o conduto de gás (20, 30) carregar, ao longo de pelo menos parte de sua extensão, uma luva tubular (50) apresentando uma espessura de parede, sendo pelo menos parte dos condutos ressonadores (40) formada na espessura de parede da luva tubular (50).

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4. Arranjo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o conduto de gás (20, 30) carregar, ao longo de pelo menos parte de sua extensão, uma luva tubular (50) apresentando uma espessura de
5 parede e uma superfície confrontante com uma adjacente superfície do conduto de gás (20, 30), sendo pelo menos parte do comprimento dos condutos ressonadores (40) definida entre as superfícies confrontantes da luva tubular (50) e do conduto de gás (20, 30).

10 5. Arranjo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de a seção transversal dos condutos ressonadores (40) ser parcialmente definida em cada uma das adjacentes superfícies confrontantes de luva tubular (50) e de conduto de gás (20, 30).

15 6. Arranjo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de pelo menos parte dos condutos ressonadores (40) apresentar seu respectivo primeiro extremo (41) posicionado em uma região do respectivo conduto de gás (20, 30) sujeita a uma pressão acústica

20 que produza ruído a ser atenuado. 7. Arranjo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o primeiro extremo (41) dos condutos ressonadores ( 40) ser posicionado segundo um

mesmo plano transversal ao respectivo conduto de gás (20,

25 30), dito plano transversal seccionando uma região de máxima pressão acústica no referido conduto de gás (20, 30).
8. Arranjo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os primeiros extremos (41) de

30 pelo menos parte dos condutos ressonadores (40), serem longitudinalmente afastados entre si por uma distância definida em função da banda de freqüência a ser atenuada.
9. Arranjo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o corpo oco (10) do filtro

35 acústico apresentar uma espessura de parede e carregar, internamente, pelo menos um conduto ressonador (40) apresentando um primeiro extremo (41), aberto para o

Petição 870180019397, de 09/03/2018, pág. 15/16 interior do respectivo conduto de gás (20, 30) e um segundo extremo (42), oposto e afastado do primeiro extremo (41).

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