Brevet FR2796748A1 — publié le 20010126

La présente invention se rapporte à un dispositif d'atténuation du bruit dans un tube destiné à transporter un gaz, du type de ceux rencontrés dans les véhicules automobiles.5 Elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif d'atténuation du bruit des tubes d'échappement ou des conduits d'admission d'air. On a représenté aux figures la et lb, un dispositif bien connu d'atténuation du bruit communément désigné le " quart d'onde ", consistant comme visible sur la figure la à intégrer au tube à traiter 1 une dérivation sans issue 2.15 Ce type de dispositif permet de réaliser une atténuation du bruit importante mais uniquement sur un intervalle de fréquence étroit, comme visible sur la figure lb, c'est-à-dire entre 300 et 380 Hz pour une fréquence de calage par exemple de l'ordre de 340 Hz (une longueur d'onde à traiter de 1000 mm). On a représenté aux figures 2a et 2b, un autre dispositif d'atténuation du bruit communément désigné " tube à interférence ", consistant comme visible sur la figure 2a à intégrer au tube à traiter 3 une dérivation d'un second tube 4 de longueur et de diamètre définis. Un tel dispositif permet avantageusement de traiter un bruit sur un intervalle de fréquence plus large que celui traité par le quart d'onde mais l'atténuation obtenue s'avère peu importante, comme visible sur la figure 2b, pour la même fréquence de calage que ci-dessus. L'invention a pour but d'éviter notamment ce type d'inconvénient en proposant un dispositif d'atténuation du bruit qui se montre particulièrement efficace sur une large bande de fréquence et qui soit de réalisation simple. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'atténuation du bruit dans un tube destiné à transporter un gaz, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une part d'un tube de dérivation dont les deux extrémités sont débouchantes dans le tube à traiter, et d'autre part de deux tubes désignés quart10 d'onde fermés à l'une de leurs extrémités désignée extrémité libre et dont leur autre extrémité est raccordée au tube au niveau respectivement des raccords du tube de dérivation avec ledit tube formant ainsi quatre tronçons de circulation du gaz entrant dans15 ledit tube. Suivant quelques dispositions intéressantes de l'invention: - la longueur de chaque tronçon est défini comme suit: L2 = A - 0.85 D2 L3 = M X - 0.85 D3 L4 = L5 = À A - 0.425 D4 O 2 est la longueur d'onde à traiter et Dn le diamètre du tube du tronçon n. - les diamètres de chacun des tronçons sont déterminés de façon à ce qu'ils soient les plus proches possible du diamètre du tube à traiter. -. les tronçons et le tube à traiter ont tous le même diamètre. - le diamètre des tronçons est déterminé comme suit en fonction du diamètre du tube à traiter: Dl = D4 = D5 et D2 = D3 = 3 D1. - les extrémités libres de chacun des tubes désignés quart d'onde sont reliées ensemble. Un autre objet de l'invention concerne un conduit de gaz pour moteur de véhicule automobile du type conduit d'admission d'air, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'atténuation du bruit selon la présente invention. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci- dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure la représente un dispositif d'atténuation de l'art antérieur; la figure lb représente un diagramme illustrant l'atténuation du dispositif de la figure la; - la figure 2a représente un autre dispositif d'atténuation de l'art antérieur; - la figure 2b représente un diagramme illustrant l'atténuation du dispositif de la figure 2a; - la figure 3a représente le dispositif d'atténuation selon la présente invention; - la figure 3b représente un diagramme illustrant l'atténuation du dispositif de la figure 3a; - la figure 4 représente le dispositif d'atténuation appliqué à un conduit reliant un turbo compresseur de véhicule automobile; - la figure 5 représente une variante de réalisation de la forme du dispositif selon la présente invention et, - la figure 6 représente une autre variante de réalisation de la présente invention. On a représenté sur les figures 3a et 3b, un dispositif d'atténuation du bruit dans un tube 5 destiné à transporter un gaz, selon la présente5 invention, qui est constitué d'une part d'un tube de dérivation 6 dont les deux extrémités 6a et 6b sont débouchantes dans le tube 1 à traiter, et d'autre part de deux tubes 7 et 8 dont une des extrémités 7a, 8a est fermée et dont l'autre extrémité est raccordées au tube10 1 au niveau respectivement des raccords 6a et 6b du tube de dérivation 6, comme visible plus clairement sur la figure 3a, et définissant ainsi la forme générale d'un "A". On notera que le tube de dérivation est classiquement désigné "tube d'interférence" tandis que les deux tubes 7 et 8 sont désignés "quart d'onde". La longueur et le diamètre de chacun des tronçons du dispositif d'atténuation du bruit tel que décrit ci- dessus est déterminé de façon à optimiser l'atténuation sur une large bande de fréquence. Ainsi, avantageusement le dimensionnement des longueurs des tronçons L2, L3, L4 et L5 visible à la figure 3a, est défini comme suit: L2 = A - 0.85 D2 L3 = 2 - 0.85 D3 L4 = L5 = % ' - 0.425 D4 O 2 est la longueur d'onde à traiter et Dn le diamètre du tube du tronçon n. De même, le diamètre de chacun des tronçons est avantageusement déterminé de façon à ce qu'ils soient le plus proche possible les uns des autres. Une telle configuration permet d'obtenir une atténuation avec une largeur de bande importante, par exemple située entre 1000 Hz et 3000 Hz pour une fréquence de calage des tubes à 2000 Hz.5 Selon une variante, les diamètres des tronçons ont tous la même dimension. De manière avantageuse on notera que l'atténuation du bruit est obtenue sur une bande plus large lorsque le diamètre des tronçons les plus longs du dispositif sont réduits vis-à-vis des autres comme suit: Dl = D4 = D5 et D2 = D3 = 4 Dl.. On a représenté dans le tableau ci-dessous, des exemples de dimensionnement et le résultat obtenu de la largeur de bande o l'atténuation du bruit est satisfaisante: Fo Fréquence de calage (Hz) 340 680 2000 D diamètre des tronçons (mm) 60 60 36 = Vitesse du son / longeur1000 500 200 d'onde (mm) L2 (nmm) 950 140 170 L3 (mm) 450 200 70 L4 =5 -(mm) 225 100 35 Largeur de bande (Hz) 220 460 440 910 1300 2700 (Figure 3b) On a représenté à la figure 4, une application du dispositif d'atténuation selon la présente invention au bruit de sifflement du compresseur d'un véhicule automobile et notamment à un conduit 10 d'une ligne d'admission d'air d'un moteur turbo-compressé. Le compresseur auquel est relié le conduit 10 par l'une de ces extrémités 10a émet un sifflement qui se propage à l'intérieur du conduit et est rayonné par ses parois. La fréquence du sifflement change avec le régime du turbo, nécessitant donc un dispositif d'atténuation fonctionnant sur une large bande comme la présente invention. A cet effet, le conduit 10 est pourvu de trois tronçons de tube respectivement 11, 12 et 13 destiné à former le dispositif d'atténuation tel que décrit ci- dessus. Deux des tronçons de tube 11 et 13 sont fermés à leurs extrémités libres lla et 13a. 7 2796748 On notera que les deux tronçons 11 et 13 ne sont pas comme visible sur la figure 4 disposés dans le même plan. Le dispositif d'atténuation est adaptable a son environnement et peut prendre des formes très diversifiées. On a représenté à la figure 6, une forme possible du dispositif ou le tube de dérivation 20 présente une forme générale d'un "M" et dont les deux tubes sont soudées ensemble par leurs extrémités libres fermées ou obstruée. Il importe toutefois, d'éviter la réalisation de rayons de courbure trop petits.15 Une seconde forme de réalisation est représentée à la figure 5, ou il est montré qu'il est possible de combiner plusieurs dispositifs selon la présente invention permettant avantageusement de traiter une bande de fréquence plus large. On comprend à la lecture de la description ci- dessus que le dispositif d'atténuation selon la présente invention est efficace sur une bande de fréquence plus large que les différents éléments qui le constituent et est de réalisation très simple. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. A cet effet, on comprend que l'invention trouve également application dans tous les domaines o le bruit propagé par une colonne de gaz doit être réduit. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'atténuation du bruit dans un tube (5) destiné à transporter un gaz, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une part d'un tube de dérivation (6) dont les deux extrémités (6a et 6b) sont débouchantes dans le tube (5) à traiter, et d'autre part de deux tubes désignés quart d'onde(7 et 8) fermés10 à l'une de leurs extrémités (7a, 8a) désignée extrémité libre et dont leur autre extrémité est raccordée au tube (5) au niveau respectivement des raccords (6a et 6b) du tube de dérivation (6) avec ledit tube formant ainsi quatre tronçons de circulation du gaz entrant dans ledit tube. 2. Dispositif d'atténuation du bruit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur de chaque tronçon est défini comme suit:20 L2 = 0.85 D2 L3 = M A - 0.85 D3 L4 = L5 = 1' - 0.425 D4 O 2 est la longueur d'onde à traiter et Dn le diamètre du tube du tronçon n. 3. Dispositif d'atténuation du bruit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre de chacun des tronçons est déterminé de façon à ce qu'il soit le plus proche possible du diamètre du tube à traiter, et du diamètre de chacun des autres tubes. 4. Dispositif d'atténuation du bruit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tronçons et le tube à traiter ont tous le même diamètre. 5. Dispositif d'atténuation du bruit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le diamètre des tronçons est déterminé comme suit en fonction du diamètre5 du tube à traiter: Dl = D4 = D5 et D2 = D3 = 3 Dl. 6. Dispositif d'atténuation du bruit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les extrémités libres des tubes quart d'onde(7 et 8) sont reliées ensemble. 7. Conduit de gaz pour moteur de véhicule automobile du type conduit d'admission d'air, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'atténuation du bruit conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.