ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩЕЕ ОКНО Российский патент 2004 года по МПК E06B3/66 

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкции звукоизолирующего окна, используемого в различных зданиях и сооружениях.

Известно звукоизолирующее окно (см. а с.808848, МКИ Е 06 В 3/66, Бюл.7.1981), включающее коробку, внешний и внутренний переплеты, стекло, установленное посредством упругих прокладок на внешнем переплете, стеклопакет, заполненный прозрачной жидкостью и установленный посредством упругих прокладок на внутреннем переплете, звукоизолирующий материал, расположенный на внутренней поверхности коробки окна.

Недостатком технического решения является недостаточная звукоизоляция, обусловленная наличием застойных зон в местах контакта внешнего и внутреннего переплетов и внутренней поверхности коробки окна в ее верхней части с воздушной прослойкой, образованной стеклом на внешнем переплете и стеклопакетом на внутреннем переплете, что приводит к локальному звуковому давлению на поверхности звукоизолирующего окна, а это снижает изолирующую способность конструкции.

Известно звукоизолирующее окно (см. патент РФ №2149970, С1, 7 Е 06 В 5/20), включающее коробку, внешний и внутренний переплеты, стекло, установленное посредством упругих прокладок на внешнем переплете, стеклопакет, заполненный прозрачной жидкостью и установленный посредством других прокладок на внутреннем переплете, звукоизолирующий материал, расположенный на внутренней поверхности коробки окна, а на внутренней поверхности коробки в верхней части и прилегающих к ней поверхностях внешнего и внутреннего переплетов, выполнены поперечные винтообразные канавки.

Недостатком технического решения является недостаточная звукоизоляция в изменяющихся погодно-климатических условиях эксплуатации конструкции. Это обусловлено тем, что при пульсирующем воздействии ветра происходит вынужденное колебание стекла, которое способствует затуханию однонаправленного вращающегося воздушного потока между стеклом и стеклопакетом, что в конечном итоге приводит к снижению общей звукопоглощающей способности конструкции.

Предлагаемое техническое решение при невысокой конструкционной сложности выполнения звукоизолирующего окна позволяет повысить звукоизоляцию за счет образования между стеклом и стеклоблоком "стоячих волн" атмосферного воздуха, обладающих звукопоглощающей способностью, результирующий эффект которой суммируется звукопоглощением стеклопакета.

Технический результат обеспечивается путем устранения условия отрицательного воздействия вынужденных колебаний стекла на воздушный поток в прослойке конструкции путем создания в ней “стоячих волн” собственных колебаний воздуха, имеющих встречное направление пульсирующему ветровому воздействию, которое достигается тем, что звукоизолирующее окно, включающее коробку, внешний и внутренний переплеты, стекло, установленное посредством упругих прокладок на внешнем переплете, стеклопакет, заполненный прозрачной жидкостью и установленный посредством упругих прокладок на внутреннем переплете, звукоизолирующий материал, расположенный на внутренней поверхности коробки окна, имеет на внутренней поверхности коробки в верхней части и прилегающих к ней поверхностях внешнего и внутреннего переплетов поперечные винтообразные канавки с профилем в виде “ласточкиного хвоста”, при этом кривизна поперечных винтообразных канавок на внутренней поверхности в верхней части коробки выполнена с положительным направлением движения образующей, а кривизна поперечных винтообразных канавок на прилегающей к коробке внешнего и внутреннего переплетов выполнена с отрицательным направлением движения образующей.

На фиг.1 изображено звукоизолирующее окно, общий вид; на фиг.2 - выполнение винтообразных канавок кривизна которых имеет положительное и отрицательное направление движения образующей; на фиг.3 - профиль винтообразных канавок в виде "ласточкиного хвоста".

Звукоизолирующее окно включает коробку 1, внешний 2 и внутренний 3 переплеты, стекло 4, установленное посредством упругих прокладок на внешнем переплете 2 и стеклопакет 5, заполненный прозрачной жидкостью и размещенный посредством упругих прокладок на внутреннем переплете 3. На внутренней поверхности коробки 1 в верхней части окна выполнены поперечные винтообразные канавки 6 с профилем в виде “ласточкиного хвоста” и имеющие отрицательное направление движения образующей, а на поверхности внутреннего 3 и внешнего 2 переплетов выполнены поперечные винтообразные канавки 7 и 8 с профилем в виде “ласточкиного хвоста” и имеющие положительное направление движения образующей.

Звукоизолирующее окно работает следующим образом.

После заполнения стеклопакета прозрачной и незамерзающей жидкостью и закрытия обеих створок переплетов с упругими прокладками окно становится звукоизолирующим. Звуковая волна, поступающая от внешнего источника, проникая через стекло 4, частично снижается стеклом, частично отражается от стеклопакета 5. Масса воздуха, находящаяся в полости между стеклом 4 и стеклопакетом 5, в результате воздействия теплового потока, направленного с внешней и внутренней стороны звукоизолирующего окна, изменяет плотность по высоте полости, что приводит к перемещению слоев воздуха.

Наибольший прогрев воздуха в верхней части окна приводит к уменьшению его плотности, соответственно увеличивает скорость движения потока в воздушной прослойке между стеклом и стеклопакетом. Слои воздуха, прогреваемые со стороны стекла 4, контактируя в верхней части окна с внутренней поверхностью внешнего 2 переплета перемещаются по поперечным канавкам 8 с профилем в виде “ласточкиного хвоста” и имеют положительное направление движения образующей. В результате данные слои воздуха начинают вращаться в направлении против часовой стрелки и образуют вихревые шнуры в зоне каждой винтообразной канавки с положительным направлением вокруг своей микрооси (смотри, например, стр.509, М.В. Выгодский. Справочник по высшей математике, М., 1966, с.872). Одновременно слои воздуха перемещаются по поперечным канавкам 7 внутреннего переплета 3, имеющим направление движения против часовой стрелки, и образуют вихревые шнуры в зоне каждой винтообразной канавки с положительным направлением вокруг своей микрооси. Прогретые слои воздуха, контактирующие в верхней части окна с коробкой 1, перемещаются по поперечным канавкам 6 с профилем в виде “ласточкиного хвоста” с направлением движения по часовой стрелке. Данное перемещение слоев воздуха приводит к образованию вихревых шнуров с отрицательным направлением вокруг своей микрооси.

Противоположное вращательное движение вихревых шнуров (положительное и отрицательное) в местах стыка(соединения коробки 1 и боковых поверхностей 2 и 3 переплетов) приводит к образованию “стоячих волн”, (смотри, например, стр.398 А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. Курс физики, с.717) имеющих встречное направление звуковой волне, поступающей из внешней среды через стекло 4 к стеклопакету 5.

Выполнение профилей в виде "ласточкиного хвоста" приводит к тому, что поступление прогретого воздуха в полость винтообразной канавки осуществляется широкой струей с одновременным выходом через узкую щель, что приводит к образованию в объеме воздушной прослойки между стеклом 4 и стеклопакетом 5 плоскообразных шнуров. В результате, во всем объеме воздушной прослойки образуются "стоячие волны", имеющие встречное направление ветровому воздействию, что, как известно, способствует поддержанию постоянства теплоизолирующих свойств конструкции в изменяющихся погодно-климатических условиях пульсирующего ветрового воздействия.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что выполнение профиля поперечных винтообразных канавок в виде "ласточкиного хвоста" приводит в процессе закрутки движущегося по внутреннему объему канавок атмосферного воздуха с последующим выбросом его через сужение (обусловленное особенностью профиля канавок), приводящих к возникновению плоскообразных шнуров, вращающихся как в положительном, так и отрицательном направлении, возбуждающих образование "стоячих волн", которые, как известно, обладают звукопоглощающей способностью.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в конструкциях звукоизолирующих окон для различных зданий и сооружений. Изобретение позволит повысить звукоизоляцию за счет образования между стеклом и стеклоблоком "стоячих волн" атмосферного воздуха, обладающих звукопоглощающей способностью, результирующий эффект которой суммируется звукопоглощением стеклопакета. Звукоизолирующее окно включает коробку, внешний и внутренний переплеты, стекло, установленное посредством упругих прокладок на внешнем переплете, стеклопакет, заполненный прозрачной гибкостью и установленный посредством других прокладок на внутреннем переплете, звукоизолирующий материал, расположенный на внутренней поверхности коробки окна, а на внутренней поверхности коробки в верхней части и прилегающих к ней поверхностях внешнего и внутреннего переплетов выполнены поперечные винтообразные канавки. Профиль поперечных винтообразных канавок выполнен в виде "ласточкиного хвоста". Кривизна поперечных винтообразных канавок на внутренней поверхности в верхней части коробки имеет положительное направление движения образующей, а кривизна поперечных винтообразных канавок на прилегающей к коробке внешнего и внутреннего переплетов имеет отрицательное направление движения образующей. 3 ил.

Звукоизолирующее окно, включающее коробку, внешний и внутренний переплеты, стекло, установленное посредством упругих прокладок на внешнем переплете, стеклопакет, заполненный прозрачной жидкостью и установленный посредством других прокладок на внутреннем переплете, звукоизолирующий материал, расположенный на внутренней поверхности коробки окна, а на внутренней поверхности коробки в верхней части и прилегающих к ней поверхностях внешнего и внутреннего переплетов выполнены поперечные винтообразные канавки, отличающееся тем, что профиль поперечных винтообразных канавок выполнен в виде "ласточкиного хвоста", при этом кривизна поперечных винтообразных канавок на внутренней поверхности в верхней части коробки имеет положительное направление движения образующей, а кривизна поперечных винтообразных канавок на прилегающей к коробке внешнего и внутреннего переплетов имеет отрицательное направление движения образующей.