Brevet FR2860854A1 — publié le 20050415

DISPOSITIF ATTENUATEUR DE PERTURBATIONS ACOUSTIQUES ET CIRCUIT DE CONDITIONNEMENT INCLUANT UN TEL DISPOSITIF La présente invention concerne un dispositif atténuateur de l'intensité d'au moins une onde générant une perturbation acoustique dans un circuit de fluide. Elle concerne également un circuit de conditionnement d'air comportant un tel dispositif. Elle trouve un application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine des dispositifs limitant les bruits dans les circuits de climatisation et/ou les systèmes de direction assistée de véhicule automobile. On connaît déjà des systèmes pour filtrer les perturbations acoustiques dans les circuits de fluide tels que des circuits de climatisation automobile. Ce sont essentiellement des capacités placées en série sur les circuits à insonoriser. Les ondes à filtrer arrivant brusquement dans un plus grand volume formé par la capacité, il y a création d'une onde en opposition de phase qui en s'additionnant à l'onde perturbatrice, génère une onde résultante d'amplitude plus faible, ce qui se traduit par une atténuation du bruit. De tels dispositifs présentent cependant des inconvénients du fait de leur coût de fabrication et 30 de l'encombrement important qu'ils génèrent. La présente invention part d'une idée différente et utilise pour ce faire le principe de dérive Quinke. Le principe retenu est cette fois-ci de diviser le fluide en plusieurs parties et de lui faire parcourir des distances différentes pour obtenir un déphasage des ondes les unes par rapport aux autres et créer ce faisant les ondes d'amplitude plus faible par addition. En d'autres termes on fait parcourir au flux zo dérivé une distance différente de celle parcourue par le flux principal véhiculant l'onde perturbatrice dans la section principale de la tuyauterie. La présente invention vise donc à fournir un dispositif répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle permet une filtration optimisée des bruits pour un coût plus faible le tout avec un moindre encombrement et une plus grande facilité de fabrication et de montage. Dans ce but la présente invention propose notamment un dispositif atténuateur de l'intensité d'au moins une onde générant une perturbation acoustique dans un circuit de fluide, caractérisé en ce que le dispositif comporte un insert propre à être implanté dans une tuyauterie du circuit, ledit insert comprenant un tube percé de part en part d'un alésage de circulation du flux principal du fluide perturbé par ladite onde, et au moins une rampe hélicoïdale de guidage d'un flux secondaire en spiral, le pas de ladite rampe étant agencé pour engendrer une onde en opposition ou sensiblement en opposition de phase avec l'onde générant la perturbation. Dans des modes de réalisation avantageux on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions 5 suivantes. - le dispositif atténuateur comporte deux rampes hélicoïdales de guidage de flux secondaires de pas différents; - le dispositif atténuateur comporte trois io rampes hélicoïdales de guidage de flux secondaires de pas différents; - le tube est formé par un conduit rigide central ou sensiblement central, la ou les rampes hélicoïdales de guidage de flux secondaires étant enroulées autour de la surface périphérique dudit conduit central; - les rampes hélicoïdales débouchent à des emplacements différents de l'intérieur du tube; - les rampes hélicoïdales débouchent sensiblement au même emplacement de l'intérieur du tube; - l'alésage est de diamètre compris entre 7 mm et 10 mm et de longueur de l'insert comprise entre 50 mm et 140 mm, - le pas des rampes hélicoïdales est compris entre 5 mm et 15 mm, - le rapport des sections entre flux principal et flux secondaires est compris entre 30% et 100%, avantageusement entre 40% et 80%, par 30 exemple 50%. La présente invention concerne également un circuit de conditionnement d'air comportant au moins une portion de tuyauterie munie d'au moins un dispositif à insert du type décrit ci-avant. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui 10 l'accompagnent dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective éclatée montrant un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Les figures 2 et 3 montrent respectivement en perspective latérale et en perspective frontale de trois quart, un deuxième mode de réalisation de l'insert selon l'invention. Les figures 4 et 5 montrent en perspective latérale et en perspective frontale de trois quart, un troisième mode de réalisation d'insert selon l'invention. La figure 6 montre en perspective éclatée, un quatrième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention à l'intérieur d'une tuyauterie. La figure 7 montre trois courbes d'atténuation de perturbations acoustiques en fonction des fréquences d'une part avec l'invention, et d'autre part avec deux dispositifs amortisseurs de l'art antérieur. La figure 1 montre un dispositif 1 atténuateur de bruit inséré dans une tuyauterie 2 de circulation de fluide (flèche 3) par exemple frigorigène appartenant à un circuit de climatisation automobile (non représenté). Le dispositif comprend un insert 4 inscrit dans un cylindre dont le diamètre hors tout est sensiblement égal au diamètre interne de la tuyauterie 2 dans laquelle l'insert est introduit à frottement, et bloqué par exemple par serrage externe et/ou par collage ou par tout autre moyen à la portée de l'homme du métier. io Plus précisément l'insert 4 comprend un tube central 5 percé de part en part par l'alésage 6 et muni sur sa surface périphérique 7 d'une rampe hélicoïdale 8 de pas p. L'insert est par exemple obtenu par injection 15 plastique à l'aide d'un moule. Le fluide qui pénètre à l'entrée de l'insert 4 se divise en deux flux, à savoir un flux principal 9 qui passe directement et en ligne droite au travers de l'alésage 6 et qui parcourt une distance X et un flux secondaire 10 qui suit un parcourt hélicoïdal dérivé le long de la rampe 8 en forme d'hélice, sur une longueur L. La longueur L de la dérive, et donc le pas de l'hélice se calcule en fonction de la fréquence 25 perturbatrice principale à atténuer F, selon la formule suivante. L = C + X 2xF avec L: longueur de la dérive C: vitesse du son dans le gaz concerné (Pour le gaz frigorigène R134a, C N 170m/s) F: fréquence à atténuer X: longueur de la section principale Les figures 2 et 3 montrent un autre mode de réalisation d'un insert 11 selon l'invention muni d'un tube central 12 et de deux rampes hélicoïdales de pas différents 13 et 14, lesdites rampes débouchant à des emplacements différents 15 et 16 sur Io la longueur de la tuyauterie. A titre d'exemple on a donné ci-après les caractéristiques principales d'un insert pour tuyauterie de diamètre 18 mm pour circuit de climatisation automobile. Diamètre du tube: 18 mm Diamètre intérieur de la spirale: 8 mm (pouvant varier entre de l'ordre de 7 mm et de l'ordre de 10 mm) Nombre de rampes hélicoïdales: 2 (pouvant varier entre 1 et 3) Pas des hélices: 13 mm (pouvant varier entre de l'ordre de 5 mm et de l'ordre de 15 mm) Longueur totale: 120 mm (pouvant varier entre de l'ordre de 50mm et de l'ordre de 140 mm) Longueur de la première rampe hélicoïdale (L1) . 95 mm (dépend en fait de la fréquence à filtrer) Longueur de la seconde rampe hélicoïdale (L2) . 120 mm (dépend en fait de la fréquence à filtrer) Rapport de la section de la dérive par rapport à la section principale: 40% (pouvant varier entre 30% et 100%). Les figures 4 et 5 montrent un troisième mode de réalisation d'un insert 16 selon l'invention permettant cette fois-ci de filtrer plus particulièrement trois fréquences acoustiques s déterminées ou sensiblement déterminées en mettant en uvre trois rampes hélicoïdales 17, 18, 19 de pas différents et solidaires de la périphérie du tube central 20 de passage du flux principal sur des longueurs L1, L2, L3 débouchant à des emplacements Io différents. La figure 6 montre un quatrième mode de réalisation d'insert 21 dans une tuyauterie 22 munie de deux rampes hélicoïdales 23 et 24 débouchant au même emplacements 25 de l'intérieur du tube. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif atténuateur du bruit selon l'invention. Le fluide, par exemple un fluide de réfrigération de type connu sous la référence R134a pour circuit climatiseur de véhicule automobile, circule dans le circuit en générant des nuisances sonores à des fréquences ou sur des plages de fréquences déterminées en fonction de la configuration du circuit et des vitesses de circulation. Pour limiter le bruit du à ces perturbations acoustiques on divise le fluide en plusieurs parties ou flux de façon à faire parcourir aux flux de fluide des distances différentes qui vont, lors de la sortie de l'insert, se trouver déphasées l'une par rapport à l'autre. Du fait de ces déphasages calculés pour se 3o rapprocher autant que faire ce peu de l'opposition de phase on obtient une onde résultante d'amplitude aussi faible que possible, ce qui permet d'atténuer, voir de supprimer de façon étonnante, le bruit généré dans les tuyauteries. On a représenté sur la figure 7 des courbes d'atténuation donnant en abscisse les fréquences de sons filtrés et en ordonnée la réponse des dispositifs atténuateurs ou amortisseurs en décibel. La courbe 26 correspond à l'amortisseur selon l'invention plus particulièrement décrit ici, à deux hélices, les courbes 27 et 28 correspondant à des amortisseurs classiques à capacité de l'art antérieur. On voit que l'amortisseur à hélice permet notamment de meilleurs résultats dans le domaine des fréquences audibles, c'est à dire entre 0,2 et 1,0 KHZ. Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où elle comporte quatre rampes hélicoïdales ou plus. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) atténuateur de l'intensité d'au moins une onde générant une perturbation acoustique dans un circuit de fluide, caractérisé en ce que le dispositif comporte un insert (4, 11, 16, 21) propre à être implanté dans une tuyauterie (2, 22) du circuit, ledit insert comprenant un tube (5, 12, 20) percé de part en part d'un alésage (6) de circulation du flux principal (9) du fluide perturbé par ladite onde, et au moins une rampe hélicoïdale (8; 13, 14; 17, 18, 19; 23, 24) de guidage d'un flux secondaire (10) en spiral, le pas p de ladite rampe étant agencé pour engendrer une onde en opposition ou sensiblement en opposition de phase avec l'onde générant la perturbation. 2. Dispositif atténuateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux rampes hélicoïdales (13, 14; 23, 24) de guidage de flux 20 secondaires de pas différents. 3. Dispositif atténuateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que il comporte trois rampes hélicoïdales (17, 18, 19) de guidage de pas différents. 4. Dispositif atténuateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube (5, 12, 20) est formé par un conduit rigide central ou sensiblement central, la ou les rampes hélicoïdales (8; 13, 14; 17, 18, 19; 23, 24) de guidage de flux secondaires étant enroulées à la périphérie dudit conduit central. Io 5. Dispositif atténuateur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les rampes hélicoïdales (13, 14; 17, 18, 19) débouchent à des emplacements différents de l'intérieur du tube. 6. Dispositif atténuateur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les rampes hélicoïdales (23, 24) débouchent sensiblement au même emplacement de l'intérieur du tube. l0 7. Dispositif atténuateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alésage (6) est de diamètre compris entre 7 mm et 10 mm et de longueur comprise entre 50 mm et 140 mm. 8. Dispositif atténuateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pas des rampes hélicoïdales est compris entre 5 mm et 15 mm. 9. Dispositif atténuateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport des sections entre flux principal et flux secondaires est compris entre 30% et 100%. 10. Circuit de conditionnement d'air à faible nuisance acoustique, comprenant au moins une portion de tuyauterie comportant au moins un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.