AT200121B

AT200121B - Schallreflektierende, jedoch Gas- und Flüssigkeiten durchlässige Wand

Info

Publication number: AT200121B
Authority: AT
Inventors: Rudolf Dipl Ing Jahn
Original assignee: Rudolf Dipl Ing Jahn
Priority date: 1957-04-01
Filing date: 1957-04-01
Publication date: 1958-10-25

Description

Schallreilektierende, jedoch Gas- und Flüssigkeiten durchlässige Wand
Wenn man die bekannte Eigenschaft der
Schallwellen, in den Knotentlächen Staubsamm- lungen aus Ärosolen zu bewirken, zur Entstau- bung von Gasen benützt, so ist es für die maxi- male Ausnützung der aufgewendeten Schall- energie erforderlich, dass sich in den Beschallungs- räumen ausschliesslich stehende Wellen ausbilden.

Ist dies nicht der Fall, sind also beliebige Öff- nungen im Beschallungsraum vorhanden, so fliesst die eingestrahlte Schallenergie ungenützt ab und es kommt zu keinen Staubaggregationen, weil sich dann fortschreitende und stehende
Wellen überlagern, deren staubabscheidende Wir- kung sehr gering ist.

Somit ist zur Aufgabe gestellt, einen Be- schallungsraum mit allseitig schallreflektierenden
Wänden zu begrenzen, durch die jedoch Gase oder Flüssigkeiten mit möglichst geringem Wider- stand durchfliessen können. Erfindungsgemäss gelingt dies dadurch, dass man mindestens zwei solche Begrenzungswände eines Beschallung- raumes, von denen eine für den Gaseintritt und die andere für den Gasaustritt vorgesehen ist, aus einzelnen nebeneinander und übereinander gelagerten Rohrstücken (Pfeifen, Resonatoren) aufbaut und zusammensetzt. Diese Rohrstücke (Pfeifen, Resonatoren) müssen alle gleich lang ausgeführt werden und die Ein- und Austritts- öffnungen der Rohre müssen in einer Ebene liegen. Die Rohrstücke (Pfeifen, Resonatoren) Fig. 1 können beiderseitig offen a), oder einseitig b), oder beiderseitig c) teilweise abgedeckt sein.

Die bisher bekannten Tief- und Hochpassfilter sind für diesen Zweck ungeeignet, da sie schallabsorbierend, nicht aber schallreflektierend sind. Sie besitzen Hohlräume (Luftkissen), in denen die Schallwellen zur Interferenz gebracht werden (Müller-Pouillet, 11. Aufl., 1. Teil, Mechanik und Akustik, 3. Teil, Seite 140-144). Beim Durchgang staubhältiger Gase würden diese Hohlräume auch in Kürze durch Ablagerung von Staubteilchen zugesetzt und unwirksam werden.

Als Beispiel diene die in Fig. 2 dargestellte schallreflektierende, jedoch Gas und Flüssigkeiten durchlässige Wand, die aus Rohrstücken von runden d), viereckigen e), oder sonst beliebig geformten Querschnitten aufgebaut werden kann, u. zw. so, dass die Rohrstücke (Pfeifen, Resonatoren) neben-und übereinanderliegen und alle Rohrachsen zueinander parallel sind und die eine beliebig grosse Öffnung in den Wänden eines Beschallungsraumes ausfüllen. Damit diese Wand schallreflektierend wirkt, ist jedoch erforderlich, dass die Rohrstücke (Pfeifen, Resonatoren) mindestens eine Länge besitzen, die einer halben Wellenlänge der benützten Schallfrequenz entspricht, oder einem Vielfachen der halben Wellenlänge und dass ferner die Bedingung erfüllt ist, dass der Umfang der Rohrstücke kleiner ist, als die Wellenlänge der benützten Frequenz.

Die Begründung liegt darin, dass bei Wellenlängen, die kürzer sind als der Umfang der Rohrstücke, der akustische Widerstand sich dem Wert cp (Schallwellenwiderstand = Schallgeschwindigkeit. Dichte) nähert, für Luft also dem Wert 42 dyn. Sec. cm-3, während bei langen Wellen im Vergleich zum Umfang der Rohre der akustische Widerstand sich einem Kleinstwert nähert. Ein günstiges Verhältnis ist z. B. dann gegeben, wenn der Umfang der Rohre etwa 0, 248 der Wellenlänge entspricht.

Dann wird aber nur mehr eine sehr kleine Menge Schallenergie dieses Rohrstück (Pfeifen, Resonatoren) am offenen Ende verlassen können, weil dann der akustische Widerstand einen sehr kleinen Wert annimmt, die Rohrstücke daher als Energiespeicher wirken
EMI1.1
welle von der Frequenz 2000 Hz in Luft bei 25 C = 17 cm ist, so muss jede Pfeife (Resonator) eine Länge von 8, 5 cm haben (Lambdahalbe), zuzüglich eines Korrektionsgliedes, das vom Querschnitt der Pfeife abhängt. Soll am offenen Ende die in die Pfeife eingeströmte Schallenergie reflektiert werden, so muss der Pfeifenumfang viel kleiner als die Wellenlänge sein, also U als 17 cm. Wählt man eine Pfeife von einem Querschnitt von 1 x 1 cm, so hat diese einen Umfang von 4 cm.

Die Strahlungsimpedanz einer solchen Pfeife vom Umfang 4 cm (Radius = 0, 64 cm) ist gleich vc a2 (8-iXo). Den Wert von (8-iXo) entnimmt man aus Tabellen.

In diesem Falle ist der Klammerwert gleich 0, 015. Daher ist die Strahlungsimpedanz der Pfeife a2. 42. 0, 015, das ist 1, 95. Es werden daher
EMI1.2
energie am offenen Ende reflektiert. Durch geeignete Wahl des Pfeifenquerschnittes und bei

Berücksichtigung der Korrektionsglieder kann der Reflexionsgrad, der aus Pfeifen (Resonatoren) aufgebauten Wand, beliebig geändert werden.

Als Anwendungsbeispiel ist in Fig. 3 ein Beschallungsraum zur Staubaggregation staubhältiger Gase gezeichnet, der durch zwei solcher schallreflektierender Wände abgeschlossen ist. Bei A treten die Gase in den Beschallungsraum durch die dort angebrachte schallreflektierende Wand (1) ein, werden im Beschallungsraum durch den Schallgeber B beschallt und treten durch die schallreflektierende Wand (2) bei C aus dem Beschallungsraum aus. Die im Innern des Beschallungsraumes durch den Schallgeber B eingestrahlte Schallenergie ist durch die beiden schallreflektierenden Wände am Abfliessen aus diesem Raum gehindert. Der Gasfluss durch die beiden schallreflektierenden Wände kann jedoch ungehindert und kontinuierlich erfolgen.

Die gesamte eingestrahlte Schallenergie kann daher zur Erzielung des Aggregationseffektes genützt werden.

Versuche haben ergeben, dass solche schallreflektierende Wände sehr wirksam sind und 98% der anbrandenden Schallenergie in den Beschallungsraum reflektieren. Ein Verstopfen der Rohrstücke (Pfeifen, Resonatoren) durch Staub- belag konnte auch bei hohen Staubdichten nicht beobachtet werden.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Schallreflektierende, jedoch Gas und Flüssigkeiten durchlässige Wand, dadurch gekennzeichnet, dass eine solche aus einzelnen beiderseits offenen Rohrstücken (Pfeifen, Resonatoren) von beliebiger Querschnittsform durch Neben- und Übereinanderreihen derselben gebildet wird.
EMI2.1

Claims

abgedeckt sind.

3. Schallreflektierende, jedoch Gas und Flüssigkeiten durchlässige Wand, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Rohrstücke (Pfeifen, Resonatoren) einen Umfang besitzen, der gegenüber der angewandten Schallwellenlänge als klein zu bezeichnen ist. EMI2.2 dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Rohre (Pfeifen, Resonatoren) mindestens einem Halben oder einem Vielfachen der Wellenlänge der angewandten Frequenz im Medium entspricht.