Schaufelsirene. Zur Erzeugung akustischer Ruf- oder Warnsignale werden mit Vorteil umlaufende Schallerzeuger, @sogenannte :Sirenen, benützt, welche gegenüber andern Schallgeräten den Vorteil haben, dass sie durch einen Elektro motor beliebiger Stromart angetrieben wer den können und nicht an die Erzeugung eines tonfrequenten Stromes gebunden sind. Die Wirkungsweise der bekannten Sirenen be steht darin, dass nach Art einer Luftpumpe ein Überdruck erzeugt und aus dem Druck raum ein intermittierender Luftstrom ent nommen wird. Die bekannten Geräte dieser Art weisen einen ziemlich schlechten Wir kungsgrad auf.
Dies kommt daher, dass die Erzeugung des Überdruckes mit grossen Ver lusten verbunden ist und ausserdem der Ener gieinhalt der Druckluft nur zum Teil in Schallenergie umgewandelt werden kann, während ein grosser Teil als Strömungs- und Wirbelungsverlust in Wärme umgewandelt wird. Die Erfindung betrifft eine Sirene, bei welcher die Erzeugung eines statischen Über druckes und einer intermittierenden Strö mung grundsätzlich vermieden ist und bei welcher die Luft durch ein umlaufendes, mit Schaufeln besetztes Laufrad unmittelbar in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt wird.
Die Erfindung besteht aus einer in meh rere Zellen unterteilten Leitvorrichtung, an welcher die Schaufeln des Laufrades bei des sen Rotation vorbeibewegt werden, das Ganze derart, dass die einzelnen Zellen der Leitvor- richtung abwechselnd unter Über- und Un terdruck gesetzt werden.
Die Zeichnung zeigt einige Ausführungs beispiele der Erfindung. In Fig. 1 und 2 ist eine Sirene für Schallausbreitung in einer waagrechten Ebene in Längs- und Quer schnitt dargestellt. Das Schaufelrad D trägt Schaufeln<B>8</B>, bei welchen der Anstell- winkel so wechselt, dass die Luft durch die Hälfte der Schaufeln von aussen nach innen und die andere Hälfte der Schau feln von innen nach aussen gefördert wird. Der das Schaufelrad D umgebende Leit- apparat L besitzt lotrechte Trennwände 1P, welche ihn in Zellen Z, und Z-. unter teilen.
Die Zahl der Zellen ist bei diesem Beispiel gleich gross wie die Zahl der Schau feln des Laufrades. Sämtliche Zellen Z, sind nach aussen offen, so dass die in diesen Zel len erzeugten Schallwellen-ins Freie treten können. Die Zellen 4, bei welchen die er zeugten Schallwellen in Gegenphase stehen, sind durch Reflexionswände B abgeschlos sen. Der Abstand zwischen dem Schaufel- Teilkreis und den Reflexionswänden beträgt hierbei 1/.4 der Wellenlänge des erzeugten Tones. In den Zellen ZZ bilden sich daher stehende Wellen aus, was eine Verminderung des Bewegungswiderstandes der vorbeige führten Schaufeln zur Folge hat.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Sirene mit waagrechter Welle für Schallsendung nach einer einzigen Richtung. Das Schaufelrad D hat eine Gestalt, welche dem Laufrad eines Achsialgebläses ähnlich ist. Zu beiden Sei ten des Laufrades D befindet sich je eine Leitvorrichtung L, und L2. Auf einer Seite sind die durch die Trennwände ZV gebildeten Zellen durch eine Reflexionswand R abge schlossen.
Auf der andern Seite des Schau felrades D haben die Zellen des Leitappara- tes L1 die Form von Rohren, wobei die Zel len Z, gerade, die Zellen ZZ (punktiert) da gegen gekrümmt sind. Die mittlere Rohr länge der Zellen Z. ist daher grösser als die jenige der Zellen Z1, und zwar ist der Län genunterschied gleich der halben Wellenlänge des erzeugten Tones. Die Schallwellen, wel che in den Zellen Z1 und Z2 durch die Schau feln S erzeugt werden, stehen an ihrer Er zeugungsstelle in Gegenphase.
Infolge der verschiedenen Weglängen, welche die beiden Schallwellen beim Durchlaufen der Zellen Z, und Z, durchlaufen müssen, treffen sie am andern Ende der Leitvorrichtung phasen gleich ein und werden auch gleichphasig ab gestrahlt. Zur Erzeugung der Luftschwin gung müssen hier nicht Schaufeln verschie- dener Anstellwinkel verwendet werden, son dern man kann von der in Fig. 1 dargestell ten Beschaufelung jede zweite Schaufel weg lassen. Die Schwingung der Luft muss also nur in einem Sinne angeregt werden, wäh rend die Gegenbewegung durch die Reflexion an der Wand B zustande kommt.
Die in Fig. <B>3</B> und 4 dargestellte Ausfüh rungsform mitLeitzellen verschiedenerLänge kann selbstverständlich auch bei einer Bau art der Sirene gemäss Fig. 1 und 2 benützt werden. Ebenso ist auch bei einer Konstruk tion gemäss Fig. 3 und 4 ein Abschluss der Zellen Z2, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, möglich.
Die Zahl der Zellen ist unabhängig von der Zahl der Schaufeln des Lauf=,e.des und es ist mit Rücksicht auf den Wirk@zags- grad zweckmässiger, die Zahl der Leitzellen beträchtlich grösser zu wählen als die Schau felzahl.
Um eine Alarmwirkung zu erzielen, be nützt man ferner häufig Doppeltonsirenen, welche bei der bisherigen Bauart mit zwei getrennten Laufrädern verschiedener Schau felteilung ausgeführt werden müssen. Da sich die beiden erzeugten Tonfrequenzen etwa wie 8:9 verhalten sollen, also nahe beiein ander liegen, kann ein und dieselbe Leitvor- richtung ohne wesentliche Beeinträchtigung der Wirkung für die Erzeugung beider Töne benützt werden. Das Laufrad kann dann zum Beispiel gemäss Fig. 5 ausgeführt wer den. Zu diesem Zweck ist der Umfang des Rades in vier Segmente geteilt, wobei etwa die gegenüberliegenden Segmente A je acht Schaufeln, die beiden andern Segmente B aber je neun Schaufeln tragen.
Schliesslich sei noch erwähnt, dass die Sirene nicht nur für Schallerzeugung in Luft, sondern auch in andern Medien, z. B. Wasser, benützt und hierbei in gleicher Art ausgeführt werden kann.
Paddle siren. Circulating sound generators, @ so-called: sirens, are advantageously used to generate acoustic call or warning signals, which have the advantage over other sound devices that they can be driven by an electric motor of any type of current and are not tied to the generation of an audio-frequency current . The way the well-known sirens work is that an overpressure is generated like an air pump and an intermittent flow of air is taken from the pressure chamber. The known devices of this type have a rather poor degree of efficiency.
This is due to the fact that the generation of the overpressure is associated with large losses and, moreover, the energy content of the compressed air can only be partially converted into sound energy, while a large part is converted into heat as flow and vortex losses. The invention relates to a siren in which the generation of a static overpressure and an intermittent Strö flow is generally avoided and in which the air is immediately set in a reciprocating motion by a rotating impeller equipped with blades.
The invention consists of a guide device subdivided into several cells, past which the blades of the impeller are moved during its rotation, the whole thing in such a way that the individual cells of the guide device are alternately placed under overpressure and underpressure.
The drawing shows some execution examples of the invention. In Fig. 1 and 2, a siren for sound propagation in a horizontal plane is shown in longitudinal and cross-section. The paddle wheel D carries blades <B> 8 </B>, in which the angle of attack changes so that the air is conveyed through half of the blades from the outside to the inside and the other half of the blades from the inside to the outside. The guide apparatus L surrounding the impeller D has vertical partitions 1P which divide it into cells Z and Z-. under share.
In this example, the number of cells is the same as the number of blades on the impeller. All cells Z are open to the outside, so that the sound waves generated in these cells can enter the open air. The cells 4, in which the sound waves he generated are in phase opposition, are completed by reflection walls B. The distance between the pitch circle and the reflection walls is 1 / .4 of the wavelength of the generated tone. Standing waves are therefore formed in cells ZZ, which results in a reduction in the resistance to movement of the blades passing by.
Figures 3 and 4 show a siren with a horizontal shaft for sound transmission in a single direction. The impeller D has a shape which is similar to the impeller of an axial fan. On both sides of the impeller D there is a guide device L and L2. On one side, the cells formed by the dividing walls ZV are closed by a reflection wall R.
On the other side of the paddle wheel D, the cells of the guide apparatus L1 have the shape of tubes, with the cells Z being straight and the cells ZZ (dotted) being curved against them. The mean tube length of the cells Z. is therefore greater than that of the cells Z1, and the length difference is equal to half the wavelength of the tone generated. The sound waves which are generated in cells Z1 and Z2 by the blades S are in opposite phase at their point of generation.
As a result of the different path lengths that the two sound waves have to traverse when passing through cells Z and Z, they arrive at the other end of the guide device in phases and are also emitted in phase. In order to generate the air oscillation, it is not necessary here to use blades with different angles of attack, but one can omit every second blade from the blading shown in FIG. The oscillation of the air therefore only needs to be stimulated in one sense, while the countermovement comes about through the reflection on wall B.
The embodiment shown in FIGS. 3 and 4 with guide cells of different lengths can of course also be used in a construction of the siren according to FIGS. 1 and 2. Likewise, in a construction according to FIGS. 3 and 4, the cells Z2 can also be terminated, as shown in FIGS. 1 and 2.
The number of cells is independent of the number of blades of the Lauf =, e.des and it is more expedient, with regard to the degree of effectiveness, to choose the number of guide cells considerably larger than the number of blades.
In order to achieve an alarm effect, double-tone sirens are also often used, which must be carried out in the previous design with two separate wheels of different blade division. Since the two tone frequencies generated should behave roughly like 8: 9, i.e. are close to one another, one and the same guide device can be used to generate both tones without significantly impairing the effect. The impeller can then be carried out, for example, as shown in FIG. For this purpose, the circumference of the wheel is divided into four segments, the opposite segments A each carrying eight blades, but the other two segments B each carrying nine blades.
Finally, it should be mentioned that the siren is not only used for generating sound in air, but also in other media, e.g. B. water, used and can be carried out in the same way.