DE2427071B2 - Vorrichtung zur daempfung des durch einen ausstroemenden fluidstrahl erzeugten schalles - Google Patents

Description

Die Frlindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dämpfung des Schalles, der von einem aus einem Ka M-> nal austretenden Fluidstrahl erzeugt wird, mn einem Sammelraum, der das Fluid aus dem Kanal aulnimmt und der von einem Wandelement begrenzt ist. in dem sich eine Ausströmöffnung befindet.

Die Frlindung bezieht sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich auf die Dämpfung des Schalles, der von einem Strahl aus unter Druck stehendem Gas beim Austreten in die Atmosphäre entsteht, wobei dieser Strahl kontinuierlich oder intermittierend oder auch Inipulsen oder Stoßwellen unterworfen scm kann. ^(l°

Mit der Frlindung soll eine bessere Schalldämpfung als mit bekannten Vorrichtungen erreicht weiden, wo bei übermäßige Strömungsv crlusie vermieden werden und nur einfache und billige Mittel verwende! werden sollen. ^6<;

Ciemäß einer ersten Lösung dieser Aulgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Sehalldämphmg dadurch gekennzeichnet.

daß an der Außenseite des .Sammelraumes gegenüber der Ausströmöffnung eine Platte angeordnet ist, die im wesentlichen parallel zum Wandelement liegt und deren Fläche wesentlich größer ist als der Querschnitt der Ausströmöffnung, so daß die Platte die AusstromöH-nung nach allen Seilen hin weit übergreift, wobei die Platte in einer zum Wandelement senkrechten Richtung unter der Wirkung des aus dem Kanal kommenden Fluids /wischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglich ist, wobei sie sich in der ersten Stellung bei Abwesenheit von Fluiddruck und Fluidsirömung gegen das Wandelement legt und dabei die Ausströmöffnung abschließt und in der zweiten Stellung entsprechend dem momentanen Wert des Druckes und/oder der Strömungsstärke des Fluides von dem Wandelement entfernt und dabei die Ausströmöffnung freigibt und zusammen mit dem Wandelement einen divergenten Durchlaß bildet, der bei der Ausströmöffnung beginnt und an seinem Umfang in einem Raum großen Volumens, wie z. B. in die Atmosphäre, mündet.

Gemäß einer anderen Lösung der Aufgabe ist die erlindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Schalldämpfung dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des .Sammelraumes eine dünne perforierte Folie mit vielen Öffnungen angeordnet und spiralförmig um die Achse des Kanals gewickelt ist, und daß die Folienlagen durch zwischen ihnen belindliches Fluid unter Aufweitung der Spirale auseinanderdruckbar sind.

Die Frlindung ist im folgenden an Hand eier Zeichnungen erläutert. Fs zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausliihrungslorm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung /111 Sei":.:¹· dämpfung.

F ι g. 2 bis b perspektivische Ansichten \ crsch'c.lencr Varianten der Ausführungslorm nach l'iu. ! μη;

[- ι g. 7 eine teilweise geschnittene iterspekt".'scMe Ansicht einer zweiten Auslührungsform einer Sciiail· dämpfungsvorrichtung gemäß der l-.rfintiüng.

Gleiche Bezugszahlen hezeichnen in allen I :i:urcn identische oder äquivalente Organe.

Die I- 1 g. I bis b betreuen eir.e erste Aii'-iunrungslorm der Frlinduiiii.

In I 1 g. 1 ist mit 1 ein Kanal bezeichnet, der von einem lluidstrom I;/ durchströmt wird, der in einen Raum großen Volumens austreten soll, wobei nachfolgend angenommen ist. daß dieser Raum die Atmosphäre ist.

Der Kanal 1 ist von vielen Öffnungen 3 durchbrochen, die in einen Sammelraum 2 münden, der das Fluid aus dem Kanal 1 aufnimmt. Der Sammelraum 2 isi durch eine oder mehrere Wandelement 7 begrenzt. von denen wenigstens eines von wenigstens einer Austi'ittsöl'fnung 5 durchbrochen ist. Bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel sind zwei Ausirittsöffniingen 5 vorhanden.

Außerhalb des Sammelraumes 2 befindet sich gegen über der Austrittsöffnung 5 (oder jeder Austrittsöffnung 5) eine Plane b. die im wesentlichen parallel /u dem betreffenden Wandelement 7 ist. Die Flache der Platte 6 M wesentlich giößer als der Querschnitt der ihr gegenüberliegenden Aiistriitsolfnung 5. so daß die Platte die genannte Öffnung sehr breit ühergrcilt. Das Verhältnis dieser beiden I lachen bei dem dargestellten Ausführuigsbeispiel ist in der Größenordnung von I : ·)().

Die PKitie 6 ist am Wandelement 7 mit HiIIe irgend welcher Mittel befestigt, die der Platte eine Bewe-

gungsfreiheii derari lassen, daß sich diese relativ zum Wandelement 7 in einer zum Wandelement 7 senkrechten Richtung bewegen kann, dabei jedoch im wesentlichen parallel zu dem Wandelement bleibt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind dies- Mittel durch eine oder mehrere Nieten IO gebildet, die mit einem ihrer Enden am Wandelement 7 be.csiigi sind und die Platte 6 frei durchgreifen. Der Schalt jedes Nietes 10 ist wesentlich langer als die Dicke der Platte 6 und trä^i an seinem anderen Ende einen Kopf, der einen Anschlag zur Begrenzung der Bewegung der Platte 6 bildet.

Im Ruhezustand legt sich die Platte 6 entweder auf Grund ihres Eigengewichtes und/oder mit Hilfe von nicht dargestellten Rückstellmitteln gegen das Wandelement 7 und verschließt auf diese Weise die Ausströmöffnungen 5. Die Rückstellmittel können /. B. aus Gewichten oder auch einem elastischen Organ, wie z.B. einer Feder, bestehen. Die Platte hält diese Lage dann ein, wenn im Kanal I keine Fluidströmung und kein Fluiddruck herrscht.

Wenn hingegen eine aus dem Kanal I kommende Fluidströmung vorhanden ist. entfernt sich die Platte h vom Wandelement 7. um einen Beiray, der cmc Funktion des Druckes und/oder der Strömungssiärke des Fluids ist und gibt dadurch die Aussirömöflnunü 5 frei.

Die Platte 6 bildet zusammen mn dem Wandelement 7 einen engen Durchlaß 8. der bei ö^v Ölliuini: 5 beginnt und am Rand der Platte bei 8.) in die Atmosphäre mündet.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der P^;ane b. die die Öffnung 5 sehr breit übersjrcii;. \ ergoßen sich der Querschnitt des Diuvh'asscs 8. der proportional zum Umlang des Aussiromungsspalies durch ilen genannten Durchlaß ist. mn der I ntlenuing von dei Ausströmöffnung 5. Der Durchlaß 8 hat somit emc divergente Fonr. /wischen seiner FinirittsMclle. die sich im Bereich der Öllnung 5 befindet und seiner Ausiriitsstelle, die sich am Umfang 8.-/ befindet.

Es sei festgehalten, daß die Querschniiisfläche des Durchlasses 8 im Unifangsbereich 8./ sehr viel großer ist als der Querschnitt der Ausströmöflnung 5. so daß das aus dem Sammelraum 2 austretende Fluid einem konvergenien-divergenien Weg 2-S-8 lolgt. dessen engste Stelle sieh in der Nähe eier Aussirömoiiiuini; ΐ befindet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat insbesondete die folgenden Vorteile:

Der Fluidstrahl entweicht am Umfang Sn des Durchlasses 8 in Form eines dünnen Schleiers, der eine große Berührungsfläche mit der Atmosphäre hat. Die Verdünnung des Strahles in der Atmosphäre wird deshalb beschleunigt, was für eine wirksame Schalldämpfung vorteilhaft ist. Außerdem ist die Strömung des Fluids durch den genannten Durchlaß laminar, was ebenfalls günstig für die Dämpfung des von dem Strahl ausgehenden Schalles ist und was außerdem dazu beiträgt, die Strömungsverluste in Grenzen zu halten.

Der verbleibende Schallpegel, der von der Vorrichtung ausgeht, ist demgemäß niedrig; er liegt beispiels weise unterhalb von 7OdBa in einer F.nilcrniing von I m von der Vorrichtung.

Auf Grund der konvergenien-divergenien Gestalt des Weges 2-5-8 bildet sHi im übrigen ,in der ciigMen Stelle des Durchlasses eine Unterdruckzone aus. bezogen auf den Druck der umgebenden Atmosphäre. Dies bewirkt zwischen der beweglichen Platte b und dem Wandelement 7 eine Anziehungskraft, die sich zu den eventuell vorhandenen genannten Rückstellmittel addiert und die einer Entfernung der genannten Platte entgegenwirkt.

Die Plane 6 nimmt unter dem Einfluß dieser Anziehungskrafi und der entgegenwirkenden Kraft, die die Platte zwecks Durchlaß des Fluides zu entfernen versucht, eine stabile Gleichgewichtslage ein. Bei einer gegebenen geometrischen Gestalt der Vorrichtung hängt diese Gleichgewichtslage von den Strömungsbedingungen (Druck und Strömungsmenge) des Fluides ab. Die Querschniusfläche des Durchlasses 8 ist deshalb immer genau an die genannten Strömungsbedingungen angepaßt.

Die F i g. 2 bis b zeigen verschiedene Varianten der vorstehend an Hand der F i g. 1 beschriebenen Ausfühnj.ngsform.

F i g. 2 zeigt einen Sammelraum 2. der eine parallelepipedisehe Form aufweist und der an den Außenseiten jeder seiner vier Wände 7, die parallel zum Kanal 1 liegen, eine bewegliche Platte 6 von rechteckiger Form aufweist, die jeweils durch zwei Niete 10 mit Spiel gehallen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jede der vier Flächen 7 von einer ein/igen Au^strumoltiuiiig ΐ durchbrochen.

2s F 1 g. 3 ist der F i g. 2 analog, hai jedoch einen Sammelrauiii 2 in F'orm eines Prismas mit dreieckigen Querschnitt.

1 i g. 4 zeigt einen zylindrischen Saminel'Mum 2. des sen Achse rechtwinklig zum Kanal 1 liegt, leder der

v> beiden Böden 7 des Zylinders ist außen mit einer kreisförmigen beweglichen Platte β versehen, die durch drei Niete 10 mil Spiel gehalter, ist. Bei diesen¹ Ausluhriüigsbeispiel ist ieder der beiden Boden 7 '.on eine: einzigen Ausströmöffnung 5 durchbrochen.

3« I- 1 g. 5 ist im wesentlichen analog /ur I 1 g.4. von der sie sich jedoch durch folgende Merkmale unterscheide!, leder der beiden Böden 7 des Zylinders ist von d:v Ausströmöffnungen 5 durchbrochen. |cde der beulen beweglichen Platten 6 ist durch einen ein/igen Nie: H) mit Spiel gehalten. Der Kanal 1 dnngi nicht m den Sammelraum 2 ein, sondern kommuniziert mit diesem über sein mil 4 Gezeichnetes Auslaßende.

F" i g. b zeigt einen zylindrischen Samme'iaum 2. des sen Achse parallel zum Kanal 1 ist. Der K,mal 1 dringt nicht 111 die Kammer 2 ein. sondern kommuniziert lediglich mit seinem Auslaß 4 mit dem Inneren dieser Kammer.

Bei dieser Ausführungsform ist die Wand des /vlm ders außen mit drei beweglichen Platten b ausgerüstei.

so von denen jede die Form eines Zylindersegments hat. das sich über ungefähr 120 erstreckt, jede der Platten 6 ist auf der Wand 7 des Zylinders mit Spiel befestigt, und zwar mit Hilfe kreisförmig gebogener Rohre 9. Fm Ende der Rohre 9 ist jeweils frei, das andere Ende ist

5s gekrümmt und greift in die Kammer 2 ein.

I·" 1 g. 7 betrifft eine /weile Aiisfiihrungsform dc; Eriindung.

In F ι g. 7 ist der Sammelraum 2 zu erkennen, in den der an seinem Ende 4 offene Kanal I eindringt. Der

'"' Sammelraum 2 ist /vlmdnsch. wobei sich seine Achse parallel zum Kanal 1 erstreckt. Die beiden Boden des Zv linders können entweder beide geschlossen oder bei de ollen sein, oder es kann auch, wie dargestellt, ein Boden geschlossen und der andere bei 5 geöflnel sein.

(•s Im Inneren des Summclraunies 2 ist eine dünne I olic 31 angeordnet, die spiralförmig um die Achse des Roh res 1 gewickelt ist. Diese dünne Folie ist von vielen Öffnungen 32 durchbrochen und kann z. B. aus einem

iiinnen durchbrochenen Blech bestehen oder aus einer Streckmctallfolie. Die zylindrische Wand 7 begrenzt .las Abrollen der spiralig gewickelten Folie 31.

Während des Betriebes durchströmt das vom Kanal t kommende Fluid die Öffnungen 32 der spiralig aufgewickelten Folie 31 und bewirkt ein Abrollen der Folie, die eine Gleichgewichtsstellung einnimmt, die von den Strömungsbedingungen (Druck und Strömungsmenge) des Fluids abhängt. Das Ausströmen des Fluids in die Atmosphäre erfolgt durch den offenen Boden 5.

Gemäß einer Variante, bei der beide Böden des Zylinders geschlossen sind, erfolgt das Ausströmen des Fluids durch Öffnungen, die in der Seilenwand des Λ-linders vorgesehen sind und die mit beweglichen Platten zusammenwirken, die analog ausgebildet sind, wie die in F i g. b dargestellten Platten β.

Die oben beschriebenen Vorrichtungen können so wohl für Gas als auch für Flüssigkeiten verwendet wer den. Außer den bereits erwähnten Vorteilen sei noch darauf hingewiesen, daß die Vorrichtungen ihre akustischen Figensehaften auch nach einer langen Gebrauchsdauer beibehalten. Das Vorhandensein der beweglichen Organe 6 und 3t macht die Vorrichtungen selbstreinigend.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Dämpfung des Schalles, der von einem aus einem Kanal austretenden Fluidstrahl erzeugt wird, mit einem Sammelraum, der das Fluid aus dem Kanal aufnimmt und der von einem Wandelement begrenzt ist. in dem sich eine Ausströmöffnung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Sainmel- id raumes (2) gegenüber der Ausströmöffnung (5) eine Platte (6) angeordnet ist, die im wesentlichen parallel zum Wandelement (7) liegt und deren Fläche wesentlich größer ist als der Querschnitt der Ausströmöffnung (5). so daß die Platte (β) die Ausströmöffnung nach allen Seiten hin weit übergreift, und d:iß die Platte (6) in einer zum Wandelement (7) senkrechten Richtung unter der Wirkung des aus dem Kan;)! (I) kommenden Fluids /wischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglich ist. und daß sie sich in der ersten Stellung bei Abwesenheit von Fluiddruck und Fluidströmung gegen das Wandelement (7) legt und dabei die Ausströmöffnung (5) abschließt und in der /weiten Stellung entsprechend dem momentanen Wert des Druckes und/oder der .Strömungsstärke des Fluides von dem Wandelement (7) entfernt und dabei die Ausströmöffnung (5) freigibt und zusammen mit dem Wandelement (7) einen divergenten Durchlaß (8) bildet, der bei der Ausströmöffnung (5) beginnt und an seinem Umlang (Su) in einem Raum großen Volumens, w 10 /. Ii.

in die Atmosphäre, munde!.

2. Vorrichtung zur Dämpfung ties Schalles, der \on einem aus einem Kanal austretenden I luidsirahl erzeugt wird, mit einem Sammelnmm. der das ?.f> Fluid aus dem Kanal aufnimmt und der von einem Wandelement begrenzt ist. in dem sich eine Ausströmöffnung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des .Sammelraumes eine dünne perforierte Folie (31) mit vielen Öffnungen (52) angeordnet und spiralförmig um die Achse des Kanals (1) gewickelt ist. und dall die Folienlagen durch zwischen ihnen befindliches Fluid unter Aulweiiung der Spirale auseinanderdriickbar sind.

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