36
kompresory l vzduchotechnika
Ventilátory s vlastním „tlumičem
hluku” s využitím
dutinového rezonátoru
Britského vynálezce,
Sira Jamese Dysona,
není třeba fanouškům
technologií příliš dlouze
představovat.
Připomeňme snad jen, že je autorem prvního bezsáčkového vysavače na světě,
který využívá princip cyklonové separace
prachu. Jeho doposavadní dílo pod průmyslovou značkou Dyson čítá více než
1600 patentů na technologie použité ve
více než 400 vynálezů - spotřebitelé znají
především vysavače, ventilátory, či osoušeče rukou. Dyson však ve svých produktech využívá rovněž velmi staré fyzikální
principy, které takříkajíc znovuobjevuje.
Jedním z příkladem z poslední doby je využití principu helmholtzova dutinového
rezonátoru, který je zodpovědný za neobvykle nízkou hladinu hluku ventilátorů
Dyson. Ten je umístěn v základně spotřebiče, odkud se šíří zvukové vlny, které je
potřeba eliminovat. Jde o zvuky o frekvenci 1 000 Hz (blízké frekvenci zvuku,
který vydávají křídla komárů). Jak?
Helmholtzův dutinový
rezonátor
d
Když je helmholtzův dutinový rezonátor postaven do cesty zvuku, ten je do
něj nucen vstoupit a uvnitř dutiny se
zvyšuje tlak. Zvukové vlny se pak odrážejí od vnitřních stěn dutiny, což vede
k rozptýlení zvuku a vyrušení konkrétních tónů. Rezonátor tedy z vnějšku odebere akustický tlak dovnitř,
kde
se
postupně
několika
dokmity mění
v teplo. Vzhledem
k rozměrům je účinnost takového rezonátoru násobně vyšší
než u pórézního tlumení. Aby ještě více
snížili hlučnost zařízení, vytvořili inženýři firmy Dyson větší
prostor v základně
zesilovacího prstence a omezili překážky
v proudu vzduchu –
to v důsledku znamená menší turbulence
T+T T e c h n i k a a t r h 1 – 2 / 2 0 2 1
a tím také nižší hlučnost. K optimalizaci
proudu vzduchu byly použity složité 3D
modely, mapující rozložení zdrojů hluku.
Pomocí průhledného prototypu a vysokorychlostní kamery byl sledován průchod
kouřové stopy a UV detekční látky skrze
zesilovací smyčku ventilátoru. Při testování
hlučnosti zařízení umístili inženýři z oboru
akustiky 10 mikrofonů do polokulové sféry v bezdozvukové komoře.
Výsledná hlučnost ventilátoru
d
Výsledkem je pak, podle zvoleného modelu, výsledná hlučnost ventilátoru 56
až 67 dB. Spolu s takovou informací je
pak celkem uvěřitelná reklama značky
Dyson, která ukazuje ventilátory zapojené i v místnoti se spícím batoletem. Je
třeba připomenout, že tyto ventilátory
fungují na patentovaném principu zvaném Air multiplier, kdy vzduch je nasáván
energeticky účinným bezkartáčovým motorem. Poté je vzduch vháněn do prstencového kanálu a odtud do štěrbiny, která
určuje směr jeho dalšího proudění. Tím se
dosahuje mohutného a hladkého proudu
vzduchu s vysokou rychlostí. Zajímavá
jsou také čísla z vývoje, do kterého bylo investováno 40 milionů liber. Společnost zaměstnává více než 1600 vědců a inženýrů.
Bezpečné a stabilní
d
Bez rychle se otáčejících lopatek, jsou
ventilátory a teplovzdušné ventilátory Dyson bezpečné. Zároveň jsou stabilní –