Panal de abejas con cápsula de diafragma acústico.

Una estructura precursora (10) para su uso en la realización de una estructura acústica que está adaptada paraestar situada próxima a una fuente de ruido,

comprendiendo dicha estructura precursora:

un panel en panal de abejas (12) que comprende un primer borde (14) situado más próximo a dicha fuente deruido y un segundo borde (16), comprendiendo adicionalmente dicho panel en panal de abejas (12) unapluralidad de tabiques (18) que se extienden entre dichos primer y segundo bordes, definiendo dichos tabiques(18) una pluralidad de celdas en la que cada una de dichas celdas tiene un área de sección transversal medidaen perpendicular a dichos tabiques (18) y una profundidad definida por la distancia entre dichos primer ysegundo bordes; y

una cápsula de diafragma (22) situada dentro de al menos una de dichas celdas, comprendiendo dicha cápsulade diafragma (22) una lámina de material acústico que tiene un grosor y un perímetro, estando conformadadicha lámina de material acústico en la forma de una parte de resonador (24) que tiene un borde exterior (25)situado en dichos tabiques (18) y una parte de reborde (26) que se extiende entre dicho borde exterior (25) dedicha parte de resonador (24) y el perímetro de dicha lámina de material acústico, comprendiendo dicha partede reborde (26) una superficie de anclaje que se ajusta por fricción contra dichos tabiques (18), teniendo dichasuperficie de anclaje un ancho en el que el ancho de dicha superficie de anclaje es sustancialmente mayor queel grosor de dicha lámina de material acústico.

Panal de abejas con cápsula de diafragma acústico Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención La presente invención se refiere en general a sistemas acústicos que se usan para atenuar el ruido. Más particularmente, la presente invención implica el uso de un panel en panal de abejas para hacer barquillas y otras estructuras que son útiles para la reducción del ruido generado por un motor a reacción u otra fuente de ruido.

2. Descripción de la técnica relacionada Es ampliamente reconocido que la mejor manera de manejar el exceso de ruido generado por una fuente específica, es tratar el ruido en la fuente. Esto se lleva a cabo normalmente añadiendo unas estructuras de amortiguación acústica (tratamientos acústicos) a la estructura de la fuente de ruido. Una fuente de ruido particularmente problemática es el motor a reacción usado en la mayor parte de los aviones de pasajeros. El tratamiento acústico se incorpora normalmente en la entrada del motor, barquilla y estructuras de escape. Estos tratamientos acústicos incluyen resonadores acústicos que contienen materiales o rejillas acústicas relativamente delgadas que tienen millones de orificios que crean una impedancia acústica a la energía sonora generada por el motor. El problema básico al que se enfrentan los ingenieros es cómo añadir estos materiales acústicos delgados y flexibles en los elementos estructurales del motor a reacción y la barquilla que lo rodea para proporcionar la atenuación de ruido deseada.

El panel en panal de abejas ha sido un material popular para su uso en vehículos aéreos y aeroespaciales debido a su fortaleza y peso ligero relativos. Para aplicaciones acústicas, el objetivo ha sido en alguna forma incorporar los materiales acústicos delgados en la estructura del panel en panal de abejas de modo que las celdas del panel en panal de abejas se cierren o cubran. El cierre de las células con el material acústico crea la impedancia acústica en la que se basa el resonador.

Un enfoque para incorporar los materiales acústicos delgados en el panel en panal de abejas se conoce como el diseño en sándwich. En este enfoque, la lámina acústica delgada se coloca entre dos placas del panel en panal de abejas y se unen en su sitio para formar una única estructura. Este enfoque tiene las ventajas de que se pueden utilizar los sofisticados diseños de material acústico que se tejen, perforan o graban en las dimensiones exactas y el proceso de unión es relativamente simple. Sin embargo, un inconveniente de este diseño es que la resistencia de la estructura se limita por unión entre las dos placas del panel en panal de abejas y el material acústico. También, la superficie de unión entre las dos placas del panel en panal de abejas está limitada al área superficial a lo largo de los bordes del panel en panal de abejas. Además, hay una probabilidad de que algunos de los orificios del material acústico puedan estar cerrados por un exceso de adhesivo durante el proceso de unión. Es importante que los orificios no se cierren debido a que esto puede dar como resultado la pérdida del área acústica activa del resonador.

Un segundo enfoque usa inserciones sólidas relativamente gruesas que se unen individualmente en su sitio dentro de las células del panel en panal de abejas. Una vez en su sitio, las inserciones se taladran o se tratan en otra forma para formar los orificios que son necesarios para que las inserciones funcionen como un material acústico. Este enfoque elimina la necesidad de unir dos placas del panel en panal de abejas. El resultado es una estructura fuerte en la que las inserciones se unen de modo seguro. Sin embargo, este enfoque tiene también algunos inconvenientes. Por ejemplo, el coste y la complejidad de tener que taladrar millones de orificios en las inserciones sólidas es un inconveniente importante. Además, las inserciones sólidas relativamente gruesas hacen el panel en panal de abejas rígido y difícil de conformar en estructuras no planas, tales como las barquillas de los motores a reacción.

Sumario de la invención De acuerdo con la presente invención, se proporcionan estructuras acústicas de panel en panal de abejas en las que las láminas individuales de material acústico están formadas en cápsulas de diafragma que se insertan en las celdas del panel en panal de abejas. Las cápsulas de diafragma tienen una zona de reborde que es sustancialmente más gruesa que el material acústico y proporcionan una superficie de anclaje que se usa para fijar la cápsula de diafragma a los tabiques del panel en panal de abejas. Las cápsulas de diafragma se mantienen inicialmente en su sitio dentro de las celdas mediante la fijación por fricción entre la superficie de anclaje y los tabiques de las celdas. Esta fijación por fricción es suficiente para mantener las cápsulas del diagrama en su posición hasta que se unen permanentemente en su sitio con adhesivo.

Las estructuras acústicas de la presente invención se diseñan para estar situadas cerca de la fuente de ruido, tal como un motor a reacción u otra planta de energía. Las estructuras incluyen un panel en panal de abejas que tiene un primer borde que se ha de situar lo más próximo a la fuente de ruido y un segundo borde situado separado de la fuente. El panel en panal de abejas incluye una pluralidad de tabiques que se extienden entre el primer y el segundo borde del panel en panal de abejas. Los tabiques del panel en panal de abejas definen una pluralidad de celdas en las que cada una de las celdas tiene un área de sección transversal medida perpendicular a los tabiques del panel en panal de abejas y una profundidad definida por la distancia entre el primer y el segundo bordes.

Como una característica de la presente invención, una cápsula de diafragma se encuentra dentro de al menos una de las celdas del panel en panal de abejas y cubre el área de la sección transversal completa de la celda. La cápsula de diafragma se realiza a partir de una lámina de material acústico que tiene un grosor y un perímetro. La lámina es preferentemente de forma rectangular. La cápsula de diafragma incluye una zona de resonador que tiene un borde exterior situado adyacente a los tabiques del panel en panal de abejas y una zona de reborde que se extiende entre el borde exterior de la zona del resonador y el perímetro de la lámina de material acústico. La zona de reborde tiene una superficie de anclaje que se fija inicialmente a los tabiques de las celdas por medio de un acoplamiento por fricción para formar una estructura precursora. La superficie de anclaje tiene un ancho en el que el ancho de la superficie de anclaje es sustancialmente mayor que el grosor de la lámina de material acústico de modo que proporciona el grado requerido de fijación por fricción entre las cápsulas de diafragma y los tabiques del panel en panal de abejas. La estructura acústica final se realiza tomando la estructura precursora y aplicando un adhesivo a la superficie de anclaje y el tabique de la celda para unir permanentemente el diafragma en su sitio.

La presente invención proporciona un número de ventajas sobre las estructuras acústicas de panel en panal de abejas existentes. Por ejemplo, no hay costuras entre las dos placas del panel en panal de abejas que debiliten la estructura. Las cápsulas de diafragma se pueden colocar en niveles diferentes dentro de las celdas del panel en panal de abejas para proporcionar un ajuste fino de la atenuación del ruido en base a la bien conocida teoría de resonador de Helmholtz. Se pueden colocar múltiples cápsulas de diafragma en una única celda del panel en panal de abejas a niveles diferentes para crear múltiples cavidades y rejillas de impedancia. Se pueden usar en la misma estructura de panel en panal de abejas cápsulas de diafragma realizadas de diferentes materiales acústicos, o incluso dentro de la misma celda del panel en panal de abejas. La parte de reborde proporciona un área superficial de anclaje relativamente grande para asegurar una unión segura de la cápsula de diafragma al tabique de la célula a lo largo de la vida útil de la estructura. Además, las cápsulas de diafragma relativamente delgadas y flexibles no reducen la flexibilidad del panel en panal de abejas, lo que es una importante consideración para las barquillas y otras estructuras acústicas no planas.

Las explicadas anteriormente y muchas otras características y ventajas relacionadas con la presente invención se comprenderán mejor por referencia a la descripción detallada a continuación cuando se toma en conjunto con los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos La FIG. 1 es una vista en perspectiva de una estructura acústica a modo de ejemplo de acuerdo con la presente invención.

La FIG. 2 es una... [Seguir leyendo]

1. Una estructura precursora (10) para su uso en la realización de una estructura acústica que está adaptada para estar situada próxima a una fuente de ruido, comprendiendo dicha estructura precursora:

un panel en panal de abejas (12) que comprende un primer borde (14) situado más próximo a dicha fuente de ruido y un segundo borde (16) , comprendiendo adicionalmente dicho panel en panal de abejas (12) una pluralidad de tabiques (18) que se extienden entre dichos primer y segundo bordes, definiendo dichos tabiques (18) una pluralidad de celdas en la que cada una de dichas celdas tiene un área de sección transversal medida en perpendicular a dichos tabiques (18) y una profundidad definida por la distancia entre dichos primer y segundo bordes; y una cápsula de diafragma (22) situada dentro de al menos una de dichas celdas, comprendiendo dicha cápsula de diafragma (22) una lámina de material acústico que tiene un grosor y un perímetro, estando conformada dicha lámina de material acústico en la forma de una parte de resonador (24) que tiene un borde exterior (25) situado en dichos tabiques (18) y una parte de reborde (26) que se extiende entre dicho borde exterior (25) de dicha parte de resonador (24) y el perímetro de dicha lámina de material acústico, comprendiendo dicha parte de reborde (26) una superficie de anclaje que se ajusta por fricción contra dichos tabiques (18) , teniendo dicha superficie de anclaje un ancho en el que el ancho de dicha superficie de anclaje es sustancialmente mayor que el grosor de dicha lámina de material acústico.

2. Una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el ancho de dicha superficie de anclaje es al menos 20 veces mayor que el grosor de dicha lámina de material acústico.

3. Una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el ancho de dicha superficie de anclaje es al menos de 0, 127 cm.

4. Una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el grosor de dicha lámina de material acústico está entre 0, 00254 cm y 0, 254 cm.

5. Una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 2 en la que el grosor de dicha lámina de material acústico está entre 0, 0102 cm y 0, 0152 cm.

6. Una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el ancho de dicha parte de reborde está entre 0, 0127 cm y 0, 127 cm.

7. Una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 5 en la que el ancho de dicha parte de reborde es de al menos 0, 508 cm.

8. Una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 1 en la que dicha lámina de material acústico comprende un tejido de malla abierta.

9. Una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 8 en la que dicho tejido de malla abierta comprende fibras de polímero monofilamento.

10. Una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 1 en la que al menos dos cápsulas de diafragma se encuentran en dicha celda, estando situadas dichas cápsulas de diafragma a diferentes profundidades dentro de dicha celda.

11. Una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende múltiples cápsulas de diafragma que se encuentran en múltiples celdas en donde las cápsulas de diafragma se encuentran sustancialmente a la misma profundidad dentro de dichas celdas.

12. Una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 1 en la que dicha lámina de material acústico tiene un perímetro que define un rectángulo previamente a la conformación de dicha lámina de material acústico en dicha cápsula de diafragma.

13. Una estructura acústica que está adaptada para estar situada próxima a una fuente de ruido, comprendiendo dicha estructura:

una estructura precursora como se define en la reivindicación 1; y un adhesivo que une dicha superficie de anclaje a dicho tabique, cubriendo dicho adhesivo al menos una parte de dicha superficie de anclaje.

14. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 13, en la que el ancho de dicha superficie de anclaje es al menos 20 veces mayor que el grosor de dicha lámina de material acústico.

15. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 14 en la que el ancho de dicha superficie de anclaje es al menos de 0, 127 cm.

16. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 13 en la que el grosor de dicha lámina de material acústico está entre 0, 00254 cm y 0, 254 cm.

17. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 14 en la que el grosor de dicha lámina de material acústico es de 0, 0102 cm a 0, 0152 cm.

18. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 13 en la que el ancho de dicha parte de reborde está entre 0, 127 cm y 1, 27 cm.

19. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 17 en la que el ancho de dicha parte de reborde es de al menos 0, 508 cm.

20. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 13 en la que dicha lámina de material acústico comprende un tejido de malla abierta.

21. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 20 en la que dicho tejido de malla abierta comprende fibras de polímero monofilamento.

22. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 13 en la que al menos dos diafragmas están situados en dicha celda, estando situadas dichas cápsulas de diafragma a diferentes profundidades dentro de dicha celda.

23. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 13 que comprende múltiples cápsulas de diafragma que se encuentran en múltiples celdas en la que las cápsulas de diafragma se encuentran sustancialmente a la misma profundidad dentro de dichas celdas.

24. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 13 en la que dicha lámina de material acústico tiene un perímetro que define un rectángulo previamente a la conformación de dicha lámina de material acústico en dicha cápsula de diafragma.

25. Una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 13 que comprende adicionalmente un revestimiento perforado fijado al primer borde de dicho panel en panal de abejas y un revestimiento sólido fijado al segundo borde de dicho panel en panal de abejas.

26. Un procedimiento para la realización de una estructura precursora (10) para su uso en la realización de una estructura acústica que está adaptada para estar situada próxima a una fuente de ruido, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

proporcionar un panel en panal de abejas (12) que comprende un primer borde (14) que debe estar situado lo más próximo a dicha fuente de ruido y un segundo borde (16) , comprendiendo adicionalmente dicho panel en panal de abejas (12) una pluralidad de tabiques (18) que se extienden entre dichos primer y segundo bordes, definiendo dichos tabiques (18) una pluralidad de celdas en la que cada una de dichas celdas tiene un área de sección transversal medida en perpendicular a dichos tabiques (18) y una profundidad definida por la distancia entre dichos primer y segundo bordes; proporcionar al menos una lámina de material acústico que tenga un grosor y un perímetro; conformación de dicha lámina de material acústico en una cápsula de diafragma (22) , teniendo dicha cápsula de diafragma (22) una parte de resonador (24) que tiene un borde exterior (25) para estar situado en dichos tabiques (18) y una parte de reborde (26) que se extiende entre dicho borde exterior (25) de dicha parte de resonador (24) y el perímetro de dicha lámina de material acústico, comprendiendo dicha parte de reborde (26) una superficie de anclaje, teniendo dicha superficie de anclaje un ancho en el que el ancho de dicha superficie de anclaje es sustancialmente mayor que el grosor de dicha lámina de material acústico; y la inserción de dicha cápsula de diafragma (22) en dicha celda de modo que dicha superficie de anclaje se ajuste por fricción contra dichos tabiques (18) y en el que el ancho de dicha superficie de anclaje es suficiente para proporcionar una fuerza de fricción adecuada entre dicha superficie de anclaje y dichos tabiques (18) para retener dicha cápsula de diafragma (22) dentro de dicha celda.

27. Un procedimiento para la realización de una estructura acústica que está adaptada para estar situada próxima a una fuente de ruido, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

realización de una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 26; y unir de modo adhesivo dicha superficie de anclaje a dichos tabiques.

28. Un procedimiento para la realización de una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 27 que incluye las etapas adicionales de unir un revestimiento perforado al primer borde de dicho panel en panal de abejas y la unión de un revestimiento sólido al segundo borde de dicho panel en panal de abejas.

29. Un procedimiento para la realización de una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 27 en el que dicha lámina de material acústico que está conformada en dicha cápsula de diafragma tiene un perímetro que define un rectángulo.

30. Un procedimiento para la realización de una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 27 en el que dicha etapa de unir de modo adhesivo dicha superficie de anclaje a dichos tabiques comprende la inmersión de dicho panel en panal de abejas en un recipiente que incluye un adhesivo de modo que dicha parte de reborde, y no dicha parte de resonador, entre en contacto con dicho adhesivo.

31. Un procedimiento para la realización de una estructura acústica que comprende la etapa de aplicación de un adhesivo al menos a una parte de la superficie de anclaje de al menos una cápsula de diafragma situada en una estructura precursora de acuerdo con la reivindicación 1, para proporcionar una fijación por unión de dicha superficie de anclaje al tabique del panel en panal de abejas.

32. Un procedimiento para la realización de una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 31 que comprende las etapas adicionales de unión de un revestimiento perforado al primer borde de dicho panel en panal de abejas y la unión de un revestimiento sólido al segundo borde de dicho panel en panal de abejas.

Un procedimiento para la realización de una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 31 en el que dicha etapa de aplicación de un adhesivo a al menos una parte de dicha superficie de anclaje comprende la inmersión de dicha estructura precursora en un recipiente que incluye un adhesivo de modo que dicha parte de reborde, y no dicha parte de resonador, entre en contacto con dicho adhesivo.

34. Un sistema de una central eléctrica que comprende una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 13 que se encuentra próxima a un motor.

35. Una aeronave que comprende una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 13.

36. Una aeronave que comprende un sistema de central eléctrica de acuerdo con la reivindicación 34.

37. Un sistema de central eléctrica que comprende un motor a reacción y una barquilla para dicho motor a reacción en el que dicha barquilla comprende una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 13.

38. Un sistema de central eléctrica que comprende una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 25 que se encuentra próxima a un motor.

39. Una aeronave que comprende una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 25.

40. Una aeronave que comprende un sistema de central eléctrica de acuerdo con la reivindicación 38.

41. Un sistema de central eléctrica que comprende un motor a reacción y una barquilla para dicho motor a reacción en el que dicha barquilla comprende una estructura acústica de acuerdo con la reivindicación 25.