Brevet FR2857431A1 — publié le 20050114

Atténuateur de bruit pour sortie de gaz sous pression La présente invention concerne un atténuateur de bruit destiné à être installé sur un organe de sortie de gaz sous pression en vue de son évacuation dans l'atmosphère. Lorsqu'on évacue dans l'atmosphère un gaz sous pression retenu par exemple dans un réservoir, en particulier via un conduit de relativement faible section et à un débit relativement important, notamment dans le but de réduire la pression dans un tel réservoir, cette évacuation est génératrice d'un bruit souvent insupportable à proximité, qu'il convient d'atténuer. Dans ce but, il est proposé aujourd'hui d'installer sur l'extrémité de ladite conduite une boîte ouverte renfermant un matériau poreux d'absorption sonore au travers duquel s'écoule le gaz, ce matériau pouvant comprendre par exemple de la laine, de la fibre naturelle, synthétique ou métallique, éventuellement mélangées. La disposition ci-dessus présente deux inconvénients principaux. Un premier inconvénient résulte du fait que le matériau absorbant se colmate du fait qu'il retient les particules en suspension dans le gaz. Un autre inconvénient résulte du fait que la traversée du matériau absorbant, plus ou moins dense, engendre des pertes de charge s'opposant à l'obtention d'un débit important. La présente invention a en particulier pour but de réduire les inconvénients ci-dessus. L'atténuateur de bruit selon la présente invention, destiné à être installé sur un organe de sortie de gaz sous pression en vue de son évacuation dans l'atmosphère, comprend un corps présentant une enveloppe tubulaire longitudinale et une paroi radiale arrière à une extrémité arrière de cette enveloppe et muni de moyens d'accouplement audit organe de sortie, au moins une couche annulaire ou un bloc 2857431 2 annulaire en au moins un matériau d'absorption sonore tapissant au moins la face intérieure de l'enveloppe tubulaire dudit corps, et un diffuseur disposé dans ledit corps et délimitant une chambre de diffusion communiquant avec ladite sortie de gaz par au moins un canal d'entrée ménagé au travers de ladite paroi arrière, ce diffuseur présentant une paroi tubulaire longitudinale située à distance de ladite couche d'absorption de façon à laisser entre elles un espace annulaire et dans laquelle est ménagée une multiplicité d'orifices traversants d'évacuation du gaz. Selon la présente invention, le diffuseur présente de préférence une paroi tubulaire dont une extrémité arrière est fixée sur ladite paroi radiale dudit corps et une paroi radiale avant à l'extrémité avant de cette paroi tubulaire, ladite paroi radiale arrière dudit corps présentant un passage traversant pour mettre en communication ladite sortie de gaz et la chambre ainsi délimitée. Selon la présente invention, ladite paroi arrière dudit corps porte de préférence un embout tubulaire arrière d'accouplement sur ledit organe et de communication entre ladite sortie et ladite chambre de diffusion. Selon la présente invention, la longueur de la paroi tubulaire longitudinale du diffuseur est de préférence inférieure à la moitié de la longueur de l'enveloppe tubulaire longitudinale dudit corps. Selon la présente invention, l'atténuateur peut avantageusement comprendre un noyau d'absorption sonore complémentaire s'étendant erg avant du diffuseur et présentant un paroi périphérique située à distance de ladite couche de façon à laisser entre elles un espace annulaire. Selon la présente invention, ledit noyau d'absorption sonore complémentaire s'étend de préférence depuis la partie avant du diffuseur jusquà approximativement la partie avant de l'enveloppe tubulaire longitudinale dudit corps. Selon la présente invention, ledit noyau d'absorption sonore complémentaire comprend au moins une tige longitudinale fixée sur le diffuseur et autour de laquelle est disposé au moins une couche ou un bloc en au moins un matériau d'absorption sonore. 2857431 3 Selon la présente invention, ledit noyau d'absorption sonore complémentaire peut avantageusement comprendre une paroi tubulaire longitudinale fixée sur le diffuseur et dans laquelle est ménagée une multiplicité d'orifices traversants et au moins une couche ou un bloc en au moins un matériau d'absorption sonore. Selon la présente invention, la fréquence sonore maximum que le diffuseur génère est comprise entre 0,5 et 1,8 fois la fréquence d'absorption maximum dudit matériau d'absorption. Selon la présente invention, la fréquence maximum d'absorption dudit matériau absorbant est sensiblement égale à la fréquence sonore à la sortie desdits orifices traversants. Selon la présente invention, la surface totale des orifices traversants de ladite paroi tubulaire longitudinale du diffuseur est comprise entre 0, 7 et 2 fois la section du canal d'entrée dans la chambre de diffusion. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'atténuateurs de bruit, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel: - la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un atténuateur de bruit selon la présente invention; - la figure 2 représente une coupe transversale selon II-II de l'atténuateur de la figure 1; - la figure 3 représente une coupe longitudinale d'un autre atténuateur de bruit selon la présente invention; - et la figure 4 représente une coupe longitudinale d'un autre atténuateur de bruit selon la présente invention. En se reportant aux figures 1 et 2, on peut voir qu'on a représenté un atténuateur de bruit 1 qui comprend un corps 2 constitué par une enveloppe tubulaire longitudinale cylindrique 3 et une paroi radiale arrière 4 qui ferme l'extrémité arrière de l'enveloppe 3 et qui porte, au travers d'un passage central 5, une bague longitudinale 6 dont la partie arrière extérieure 7 constitue un embout d'accouplement par vissage sur un conduit 8 de sortie d'un gaz sous pression, la bague 6 présentant un épaulement annulaire 9 situé en avant de la paroi radiale arrière 4. 2857431 4 L'atténuateur 1 comprend en outre un diffuseur 10 qui est disposé à l'intérieur du corps 1 et qui délimite une chambre de diffusion 11 communiquant avec la conduite 8 via le passage traversant 12 de la bague 6 qui constitue un canal d'entrée. Ce diffuseur comprend une paroi tubulaire longitudinale cylindrique 13 dont la partie d'extrémité arrière est engagée et maintenue sur l'épaulement 9 de la bague 6 et une paroi radiale avant 14 qui ferme l'extrémité avant de la paroi longitudinale 13. La paroi longitudinale 13 du diffuseur 10 présente une multiplicité d'orifices traversants de sortie 15 qui sont répartis sur sa longueur et sa périphérie. L'atténuateur 1 comprend en outre une couche annulaire ou un bloc annulaire 16a qui tapisse la face intérieure avant de la paroi radiale arrière 4, entre l'enveloppe longitudinale 3 et la périphérie de l'épaulement 9 de la bague 6, et une couche annulaire cylindrique ou un bloc annulaire cylindrique 16b qui tapisse la paroi intérieure de l'enveloppe longitudinale 3, cette couche ou ce bloc étant maintenu à l'avant par une bague 17 introduite dans la partie avant de l'enveloppe 3 et fixée par des vis radiales 18, l'épaisseur de cette bague correspondant sensiblement à l'épaisseur de la couche ou du bloc 16b. Les couches ou blocs 16a et 16b sont constitués en un matériau d'absorption sonore, par exemple en laine, en fibres naturelles, synthétiques ou métalliques ou un mélange. L'atténuateur 1 est dimensionné de telle sorte qu'il subsiste un espace annulaire cylindrique 19a entre la paroi longitudinale 13 du diffuseur 10 et la paroi intérieure de la couche ou du bloc 16b recouvrant l'enveloppe 3, cet espace 19 étant ouvert vers l'avant. La longueur de la paroi longitudinale 13 du diffuseur 10 est inférieure à la longueur de l'enveloppe longitudinale 3 du corps 2 de telle sorte qu'il subsiste, dans le corps 1 et en avant de la paroi radiale avant 14 du diffuseur 10, un espace 19b complètement libre ouvert vers l'avant. Ainsi, le gaz sous pression arrivant par la conduite 8, pénètre dans la chambre 11 du diffuseur 10 via le passage d'entrée 12 formé dans 2857431 5 la bague 6 et sort radialement de la chambre 11 au travers des orifices traversants 15 sous la forme de jets orientés vers la couche ou le bloc d'absorption 16b recouvrant l'enveloppe 3. Le flux de gaz circule alors vers l'avant dans l'espace annulaire 19a puis passe en avant du diffuseur 10, circule vers l'avant dans l'espace 19b et est évacué dans l'atmosphère à l'avant du corps 2. L'onde sonore créée est alors absorbée partiellement notamment par la couche ou le bloc 16b lors de ses impacts et de ses réflexions sur ce dernier, jusqu'à l'extrémité avant du corps 2. Dans un exemple de réalisation, l'atténuateur peut être adapté de la manière suivante. Le diamètre extérieur du diffuseur 10 peut être compris entre 0,7 et 0,9 fois le diamètre intérieur de la couche ou du bloc annulaire 16b et la longueur de la paroi longitudinale 13 du diffuseur 10 peut être comprise entre 0,2 et 0,5 fois la longueur de la couche ou du bloc annuleire 16b. La surface totale additionnée des orifices traversants de sortie 15 de la paroi longitudinale 13 du diffuseur 10 peut être comprise entre 0,7 et 2 fois la section du passage 15 d'entrée dans la chambre de diffusion 11. La fréquence maximum d'absorption dudit matériau absorbant constituant les couches ou blocs 16a et 16b est sensiblement égale à la fréquence sonore à la sortie desdits orifices traversants. La fréquence sonore maximum que le diffuseur 10 génère à une distance d'environ un mètre peut être comprise entre 0,5 et 1,8 fois la fréquence d'absorption maximum dudit matériau d'absorption. En se reportant à la figure 3, on peut voir qu'on a représenté un atténuateur de bruit 20 qui ne se différencie de l'atténuateur de bruit 1 qui vient d'être décrit qu'uniquement par le fait que la paroi radiale avant 14 de son diffuseur 10 porte une tige longitudinale 21 qui s'étend jusqu'à proximité de la partie avant du corps 2 et autour de laquelle est disposé un noyau intérieur d'absorption 22 cylindrique constitué par une multiplicité de rondelles 23 empilées en un matériau d'absorption sonore tel que celui constituant les couches ou blocs 16a et 16b, cet empilage 2857431 6 étant maintenu par une rondelle avant 21a retenue sur l'extrémité de la tige 21. Ainsi, un espace annulaire cylindrique 24 est formé entre le noyau 22 et la couche ou bloc d'absorption 16a, dans le prolongement de l'espace annulaire 19. Le flux de gaz sortant du diffuseur 10 par les orifices traversants de sortie 15 s'écoule ainsi vers l'avant dans l'espace annulaire 19a et dans l'espace annulaire 24 pour être évacué dans l'atmosphère à l'avant du corps 2. L'onde sonore créée est alors partiellement absorbée notamment non seulement par la couche ou le bloc 16b mais aussi par le noyau d'absorption 22 lors de ses impacts et de ses réflexions sur ces derniers, jusqu'à l'extrémité avant de sortie dans l'atmosphère de l'espace annulaire 24. En se reportant à la figure 4, on peut voir qu'on a représenté un atténuateur de bruit 25 qui se différencie de l'atténuateur de bruit 20 décrit en référence à la figure 3 uniquement par le fait que son noyau intérieur 26 d'absorption comprend une boîte cylindrique fixée sur la partie avant du diffuseur 10, dont la paroi périphérique 27 cylindrique présente une multiplicité d'orifices traversants 28, cette boîte étant remplie d'un bloc en un matériau d'absorption sonore 29 tel que par exemple celui constituant les couches ou blocs 16a et 16b. Ce noyau 26 produit, dans l'espace 24, les mêmes effets que le noyau 22 de l'exemple précédent. Les atténuateurs de bruit qui viennent d'être décrits présentent les avantages d'être incolmatables et de produire peu de pertes de charge entre la sortie 8 de gaz sous pression et la sortie avant du corps 2. Ils peuvent en particulier être installés sur une sortie d'un réservoir de gaz sous pression, pour supporter un débit de 150 litres par seconde de façon à faire passer la pression dans ce réservoir d'environ 6 à environ 4,5 bars. La présente invention ne se limite pas aux exemples ci-dessus décrits. Bien des variantes sont possibles sans sortir du cadre des revendications annexées. 2857431 7 REVENDICATIONS 1. Atténuateur de bruit destiné à être installé sur un organe de sortie de gaz sous pression en vue de son évacuation dans l'atmosphère, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps (2) présentant une enveloppe tubulaire longitudinale (3) et une paroi radiale arrière (4) à une extrémité arrière de cette enveloppe et muni de moyens d'accouplement (7) audit organe de sortie, au moins une couche annulaire ou un bloc annulaire (16b) en au moins un matériau d'absorption sonore tapissant au moins la face intérieure de l'enveloppe tubulaire (3) dudit corps, et un diffuseur (10) disposé dans ledit corps (2) et délimitant une chambre de diffusion (11) communiquant avec ladite sortie de gaz (8) par au moins un canal d'entrée (12) ménagé au travers de ladite paroi arrière, ce diffuseur présentant une paroi tubulaire longitudinale (13) située à distance de ladite couche ou ledit bloc d'absorption de façon à laisser entre elles un espace annulaire (19a) et dans laquelle est ménagée une multiplicité d'orifices traversants (15) de sortie du gaz. 2. Atténuateur de bruit selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le diffuseur (10) présente une paroi tubulaire (13) dont une extrémité arrière est fixée sur ladite paroi radiale dudit corps et une paroi radiale avant (14) à l'extrémité avant de cette paroi tubulaire, ladite paroi radiale arrière dudit corps présentant un passage traversant (12) pour mettre en communication ladite sortie de gaz et la chambre ainsi délimitée. 3. Atténuateur de bruit selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ladite paroi arrière dudit corps porte un embout tubulaire arrière (7) d'accouplement sur ledit organe et de communication entre ladite sortie et ladite chambre de diffusion. 4. Atténuateur de bruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la longueur de la paroi tubulaire longitudinale (13) du diffuseur est inférieure à la moitié de la longueur de l'enveloppe tubulaire longitudinale (2) dudit corps. 6. Atténuateur de bruits selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un 2857431 8 noyau (22, 26) d'absorption sonore complémentaire s'étendant en avant du diffuseur et présentant un paroi périphérique située à distance de ladite couche de façon à laisser entre elles un espace annulaire. 7. Atténuateur de bruit selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit noyau d'absorption sonore complémentaire s'étend depuis la partie avant du diffuseur (10) jusquà approximativement la partie avant de l'enveloppe tubulaire longitudinale (3) dudit corps. 8. Atténuateur de bruit selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que ledit noyau d'absorption (22) sonore comprend au moins une tige longitudinale (21) fixée sur le diffuseur (10) et autour de laquelle est dispoée au moins une couche ou un bloc (23) en au moins un matériau d'absorption sonore. 8. Atténuateur de bruit selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que ledit noyau d'absorption sonore (26) comprend une paroi tubulaire longitudinale (27) fixée sur le diffuseur et dans laquelle est ménagée une multiplicité d'orifices traversants (28) et au moins une couche ou un bloc (29) en au moins un matériau d'absorption sonore. 9. Atténuateur de bruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la fréquence sonore maximum que le diffuseur génère est comprise entre 0,5 et 1,8 fois la fréquence d'absorption maximum dudit matériau d'absorption. 10. Atténuateur de bruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la fréquence maximum d'absorption dudit matériau absorbant est sensiblement égale à la fréquence sonore à la sortie desdits orifices traversants. 11. Atténuateur de bruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la surface totale des orifices traversants (15) de ladite paroi tubulaire longitudinale du diffuseur est comprise entre 0,7 et 2 fois la section du canal d'entrée (12) dans la chambre de diffusion (11).