Vorrichtung zur Schalldämpfung in von Gas durchströmten Kanälen mittels eines Membranschalldämpfers Die Erfindung bezieht sich auf die Schalldämpfung in von Gas durchströmten Kanälen, beispielsweise den Luftstrom im Kanal einer Lüftungsanlage, mittels eines Membranschalldämpfers. Soweit deshalb im folgenden von Gas gesprochen wird, ist darunter auch immer Luft zu verstehen, zumal das Hauptanwendungsgebiet der Er findung auf dem Gebiete der Schalldämpfung in Luft kanälen liegt.
Die Erfindung bezweckt, die Schalldämpfung zu ver vollkommnen, insbesondere hinsichtlich der tieffrequen- ten Geräusche unterhalb 500 Hertz, wobei ferner der Schalldämpfer in einer gegenüber den bekannten Schall dämpfern vergleichsweise kleinen Bauart hergestellt wer den soll, so dass er bequem innerhalb des Kanals ange bracht werden kann.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich da durch aus, dass wenigstens ein Teil der parallel zum Gas strom in den Kanal eingesetzten Membrane, eine Eigen frequenz von weniger als 500 Hertz aufweist und die Flächenabmessungen des wirksamen Teils der Mem brane in und quer zur Schallausbreitungsrichtung im Kanal ein Drittel der Länge der diese Frequenz aufwei senden Schallwellen nicht überschreitet.
Der in einem strömenden Gas auftretende Schall enthält im allgemeinen eine Mischung von Wellenbewe- gungen verschiedenster Frequenzen. Die Membrane dämpft im wesentlichen diejenigen Schallwellen, die im Oktavband liegen, die die gleiche Frequenz wie die Eigenfrequenz der Membrane bzw. eines Teils davon besitzen. Darüber hinaus dämpft die betreffende Mem brane zu einem Teil aber auch die Schallwellen, die in den Oktavbändern unmittelbar oberhalb und unterhalb dieses Bandes liegen.
Die Eigenfrequenz einer Membrane, die sich entlang der vorgenannten Kammeröffnung erstreckt, kann an genähert nach folgender Funktionsgleichung bestimmt werden:
EMI0001.0027
In dieser Gleichung bedeuten f" = die Eigenfrequenz in Hertz o = die Dichte des in der Kammer befindlichen Gases c = die Schallgeschwindigkeit des Gases innerhalb ,der Kammer g = die Erdbeschleunigung d = die Kammertiefe s = das Gewicht der Membrane pro Flächeneinheit Das System aus Membrane und Kammer kann mit ,
dem System Feder-Masse verglichen werden, bei dem sich unter Vernachlässigung der Reibung oder anderer Verluste folgende Beziehung ergibt:
EMI0001.0039
In dieser Gleichung bedeuten K = die Federkonstante W = die Masse Nimmt man an, dass dabei die Masse von einer Gas säule mit der Höhe d getragen wird, so l'ässt sich die Feder konstante K in der Gleichung (b) durch die Beziehung
EMI0001.0041
in der Formel (a) ersetzen. Die Masse W kann ausge drückt werden als das Gewicht s der Membrane pro Flächeneinheit.
Es wird hierbei unterstellt, dass die seitliche Bewe gung des Gases in der Säule durch die Anwesenheit des Absorptionsmaterials eingeschränkt wird, so dass ledig lich der senkrechte Schwingungseinfall berücksichtigt ist.
Die Eigenfrequenz einer Masse, die von einer Gas säule getragen wird, ist demzufolge
EMI0002.0001
Sofern nun die Säule aus Luft bei Normaltemperatur und Normaldruck besteht und die ungefähren Werte für die Dichte der Luft und die Schallgeschwindigkeit in Luft eingesetzt werden, ergibt sich folgende Gleichung:
EMI0002.0003
d hat dabei die Dimension cm, s die Dimension Gramm pro cm2.
Sofern also in der Kammer dies Schalldämpfers Luft unter normaler Temperatur und normalem Druck ent halten ist, kann die Eigenfrequenz der Membrane auf einen gewünschten Wert abgestimmt werden, und zwar durch geeignete Wahl des Membrangewichtes. pro Flä- chen2inheit und die Kammertiefe, so dass die vorgenannte Gleichung erfüllt wird.
Die seitlichen Abmessungen der Kammer im Ver hältnis zu der Wellenlänge des zu dämpfenden Geräu sches werden zweckmässig klein gehalten. Diese seitlichen Abmessungen sollen dabei vorzugsweise 1/.4 der zu dämp fenden Wellenlänge nicht überschreiten.
Es ist selbstverständlich möglich, in Strömungsrich tung gesehen mehrere solche mit einer Membrane ab gedeckte Kammern hintereinander anzuordnen, um den Dämpfungseffekt zu erhöhen. Innerhalb dieses Schall dämpfers bildet eine Kammer bzw. die auf ihr angeord nete Membrane eine Längeneinheit. Für die rechnerische Erfassung ist diese Längeneinheit von Interesse.
Sie kann annähernd dadurch bestimmt werden, dass für die Membrane ein Absorptionskoeffizient von 1,0 bei senkrechtem Schwingungseinfall in dem Oktavband berücksichtigt wird, das die Eigenfrequenz gemäss Glei chung (c) enthält. Die Dämpfung pro Längeneinheit kann dann in LUbereinstimmung mit der Gleichung ausgerech net werden, die üblicherweise für die Dämpfung pro Längeneinheit mit dem Absorptionskoeffizienten bei sta tistischem Schwingungseinfall in einem ausgekleideten Kanal benutzt wird,
und zwar mit einem geeigneten Übergang von dem Absorptionskoeffizienten bei senk rechtem Schwingungseinfall zu dem mit einem statisti- schen Einfall.
Für den Fall, dass die Membrane aus einer Platte aus undurchlässigem flexiblen Material gebildet ist, beispiels weise eine Kunststoffplatte, sollte die Membrane von geringer Steifigkeit sein.
Falls die Dicke der Membrane, um das gewünschte Gewicht pro Flächeneinheit zu er reichen, so gross wird, dass ein freies Schwingen der Membrane nicht mehr möglich ist, kann eine dünne Platte dieses Materials mit der erforderlichen geringen Steifigkeit mit einem oder mehreren Gewichten bzw. vor zugsweise mit einer Vielzahl von Gewichten ausgerüstet sein, die in bestimmten Abständen über die gesamte oder einen Teil der Platte auf der Vorder- und/oder Rück seite angeordnet sind, um so das Durchschnittsgewicht .in dem gewünschten Wert pro Flächeneinheit der Mem brane zu erhalten. Eine Membrane aus biegsamem Ma terial kann an den Seitenwänden der Kammer auf ihrem gesamten Umfang befestigt werden.
Dabei ist es wich tig, dass die so befestigte Membrane frei von irgendwel chen Spannungen ist, die einer freien Schwingungsbewe- gung hinderlich sind. Im übrigen wird die Membrane vorzugsweise vertikal in dem Schalldämpfer bzw. in dem Kanal angeordnet.
Das Absorptionsmaterial kann aus irgendeinem ge eigneten Material mit grosser Porosität bestehen, das der Gasströmung durch dieses Material einen Widerstand entgegensetzt. BeÄspielsweise wird man als Absorptions material Mineralwolle oder Schaumstoff aus Polyuretha- nen wählen.
Die nach aussen gerichteten Oberflächen der Mem branen können, sofern dies gewünscht wird, mit einer Schicht aus Absorptionsmaterial versehen werden, um auf diese Weisse zusätzlich höher frequenten Schall zu dämpfen.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemässen Vor richtung sind an Hand mehrerer .in der Zeichnung dar gestellter Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigt: Fig.l einen schematisch gehaltenen Horizontal schnitt durch einen Strömungskanal, der mit einem Schalldämpfer ausgerüstet ist, Fig. 2 in teilweisse im Schnitt gehaltener perspektivi scher Darstellung und @in grösserem Massstabe ebenfalls einen Strömungskanal mit einem eingesetzten Schall dämpfer gemäss Fig. 1,
während die Fig. 3 bis 9 in schematisch gehaltenen Horizontal schnitten weitere Ausführungsformen zeigen.
In den Zeichnungen sind gleiche bzw. ähnliche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Gemäss Fig. 1 und 2 hat der aus Metallblech gebil dete Strömungskanal einen rechtwinkligen Querschnitt und besitzt einen erweiterten Teil 2. In diesem erweiter ten Teil 2 ist ein Schalldämpfer 3 angeordnet, der ,sich von der Decke bis zum Boden dieses erweiterten Teiles erstreckt (Fig. 1). Der Schalldämpfer 3 besitzt ein Ge häuse mit einer vertikalen Mittelplatte 4, die sich in Längsrichtung des Kanals erstreckt. Das Gehäuse weist ferner zwei senkrechte Platten 5 auf, die an den gegen liegenden Enden der Platte 4 vorzugsweise durch Schwei- ssung befestigt sind.
Schliesslich sind zwei horizontale Platten 6 vorgesehen, die an den Ober- und Unterkanten der Platte 4 befestigt sind. Auf diese Weise bildet das Gehäuse zwei Schallkammern 7 auf sich gegenüberlie genden Seiten des Schalldämpfers.
Die Höhe des Gehäuses entsprichst wie bereits er wähnt dem Abstand zwischen Ober- und Unterwand des Kanals, so dass lediglich zwei Durchlässe 8 für das in dem Kanal strömende Gas gebildet werden.
Der Schalldämpfer kann zweckmässig durch Schrau ben in dem Kanal befestigt werden, die an den Platten 6 angebracht sind und die Ober- und Unterwand durch fassen.
Die Seitenkanten der Platten 5 und 6 sind nach innen gebogen und bilden dadurch Flansche 9, 9'. Auf den Öffnungen der Kammern 7 sind je eine undurchlässige flexible Membrane 10 angeordnet, wobei diese Mem branen entlang ihrer Aussenkanten an den Flanschen 9, 9' der Platten 5 und 6 befestigt sind. Die Membranen werden vorzugsweise so befestigt, dass sie unter keiner Spannung stehen, ausgenommen natürlich die Spannung, die durch ihr Eigengewicht hervorgerufen wird. Jede Membrane besteht aus einer Kunststoffplatte mit einer Dicke von 0,75 mm. Selbstverständlich kann die Platte auch aus irgendeinem anderen geeigneten undurchlässi gen, flexiblen Material bestehen.
Jede Kammer 7 enthält als Absorptionsmaterial eine Lage aus Polyesterschaumstoff 11, die die Oberfläche der Platte 4 abdeckt, aber im Abstand von der Membrane angeordnet ist. Es bedarf keiner näheren Erläuterung, dass an Stelle des vorbeschriebenen Absorptionsmaterials auch andere geeignete Stoffe, wie beispielsweise Glas wolle, verwendet werden können.
Beim Betrieb strömt Luft oder irgendein anderes Gas durch den Kanal entlang der aussenseitigen Oberflächen der Membranen. Durch den bei der Strömung entstehen den Schall werden die Membranen in Schwingung ver setzt, so dass sie ihrerseits den Schall dämpfen.
Das Gewicht pro Flächeneinheit der Membranen und die Tiefe der Kammern sind erfindungsgemäss so abgestimmt, dass die Eigenfrequenz oder Frequenz der Membranen gleich oder annähernd gleich zu der Fre quenz der zu dämpfenden Schallwellen in dem den Kanal durchfliessenden Luftstrom sind. Die seitlichen Abmes sungen (nicht Tiefe) jeder Kammer 7 sind kleiner als die Wellenlänge des zu dämpfenden Schalles.
In der Fig. 3 ist der Kanal mit drei Schalldämpfern 3 ausgerüstet, die über den Querschnitt verteilt in :dem erweiterten Teil 2 des Kanals angeordnet sind. Jeder Schalldämpfer ist für sich genommen in seiner Konstruk tion ähnlich mit dem in der Fig. 1 bzw. 2 und besitzt Kammern 7, die durch Membranen 10 abgedichtet sind.
Die in der Fig. 4 gezeigte Ausführungsform ist eben falls ähnlich zu denjenigen gemäss Fig. 1. Der einzige Unterschied besteht hier darin, dass auf der innenseitigen Oberfläche jeder Membrane in regelmässigen Abständen Gewichte 12 angeordnet sind. Diese Gewichte 12 er höhen das Gewicht der Membrane pro Flächeneinheit, ohne ihre Steifigkeit zu beeinflussen.
Gemäss Fig. 5 sind zwei Schalldämpfer 3 hintereinan der angeordnet, wobei jeder Schalldämpfer zwei Kam mern 7 aufweist, die .durch flexible Membranen 10 ab gedichtet sind. Die Membranen können, sofern es er wünscht ist, ein unterschiedliches Gewicht pro Flächen einheit aufweisen, damit Schall unterschiedlicher Fre quenzen gedämpft werden kann.
Gemäss Fig.6 weist der Strömungskanal 15 zwei Schalldämpfer 16 auf, die auf gegenüberliegenden Seiten in entsprechende Verbreiterungen des Kanals 15 einge setzt sind. Jeder Schalldämpfer 16 besitzt eine Grund platte 17 und vier Seitenplatten 18, die eine Schallkam mer 7 bilden und deren offene Seite zu dem Innenraum des Kanals 17 weist. In der Fig. 6 sind lediglich zwei dieser Seitenplatten 18 gezeichnet.
Eine flexible Membrane 10 ist auf den offenen Seiten jeder Kammer 7 vorgesehen, und die innenseitige Ober fläche der Grundplatte 17 trägt eine Lage 11 aus Ab sorptionsmaterial, das jedoch nicht bis zu der Mem brane reicht.
Bei dieser Ausführungsform bilden die Membranen gleichzeitig die Seitenwände des Kanals. Im übrigen müssen selbstverständlich die Membranen und die Kam mertiefe so ausgelegt sein, dass die erfindungsgemässe Schalldämpfung erzielt wird.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 7 ist ähnlich der jenigen der Fig. 1, allerdings mit dem Unterschied, dass hier der Schalldämpfer einen rechteckigen Rahmen auf weist, der aus vier Seitenplatten gebildet ist. Die Zeich nung zeigt lediglich die beiden senkrechten Seitenplatten 5. In diesem Rahmen ist eine Schaumstoffplatte aus Polyurethanen 21 mittig angeordnet und mit ihren Au ssenkanten an den entsprechenden Seitenplatten des Rah mens befestigt.
Die Platte 21 unterteilt so den Rahmen in zwei Kammern 7, und die offenen Seiten dieser Kam mern sind durch Membranen 10 abgedichtet, genauso wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1. Die innen- seitig liegenden Oberflächen der Seitenplatten können mit Flanschen 22 ausgerüstet werden, die sich in die Ränder der Platte 21 einbetten und so für diese einen Halt bieten.
Die Lage 11 aus Absorptionsmaterial muss nicht un bedingt im Abstand von der Membrane angeordnet wer den, obwohl herausgefunden worden ist, dass gerade dann bessere Resultate erhalten werden, wenn ein solcher Zwi schenraum vorhanden ist. Darüber hinaus kann seine zu sätzliche Lage von Absorptionsmaterial, das ähnlich auf gebaut ist wie die Lage 11, auf der Aussenseite der Mem brane angebracht werden. Dadurch wird es möglich, zu- sätzlich hohe Frequenzen zu dämpfen.
In der Fig. 8 ist ein Schalldämpfer dargestellt, der ähnlich aufgebaut :ist wieder Dämpfer gemäss Fig. 7, in dem sich .eine Lage 11 aus Absorptionsmaterial mnttig innerhalb eines Rahmens befindet. Bei dieser Ausfüh rungsform sind jedoch zwei Membranen 25 in Kontakt mit der Lage 11 und mit ihren Aussenkanten an dem Rahmen befestigt. Zwei weitere Lagen 26 aus Absorp tionsmaterial sind an den Aussenseiten der zwei Mem branen vorgesehen.
Bei der Bestimmung der Eigenfre quenz :der Membranen gemäss Formel (c) entspricht die Tiefe<B>d</B> der Kammer dem halben Abstand zwischen den beiden Membranen.
Die Membranen in den Schalldämpfern gemäss Fig. 1 bis 8 bestehen alle aus einer Platte aus flexiblem Mate rial. Fig. 9 zeigt eine Konstruktion, in der jede Mem brane aus einer dünnen Platte aus galvanisiertem, wei chem Stahl oder ähnlichem, nicht flexiblen Material be steht.
Der Schalldämpfer gemäss Fig. 9 enthält einen Au ssenrahmen, :der aus zwei Seitenplatten 27 sowie Ober- und Unterplatten (nicht gezeichnet) besteht. Die Platten wessen nach innen gerichtete Flansche 28 auf, die durch entsprechende Umbiegung ihrer Aussenkanten gebildet sind. Zwei Stahlmembranen 29 sind in dem Rahmen zwischen einer Mittelschicht 30 aus Absorptionsmaterial und zwei Aussenlagen 31, ebenfalls aus Absorptions material, angeordnet.
Die Membranen haben eine Grösse, die etwas kleiner ist als die lichte Weite des Rahmens, so dass sie frei zwischen den Lagen 30 und <B>31</B> schwingen können.
Die flexiblen Membranen der Schalldämpfer gemäss Fig. 1 bis 8 können, sofern gewünscht, selbstverständlich auch durch Stahlmembranen oder andere, nicht flexible Membranen ersetzt werden, die mittels dehnbarer Bänder an den Flanschen 9, 9' befestigt werden können, um .so ein freies Schwingen zu gewährleisten.
Bei dem Schalldämpfer nach der Erfindung dämpft die Membranschwingung den Schall, der die gleiche Fre quenz wie die Schwingung der Membrane hat, ferner die Frequenzen des Schalls, die etwas ober- und unterhalb der Eigenfrequenz der Membrane liegen. Wenn beispiels weise die Eigenfrequenz der Membrane 125 Hertz be trägt, wird der Schalldämpfer nicht nur den Schall inner halb des Oktavbandes mit einer Mittelfrequenz von 125 Hertz, :sondern auch zu einem geringen Teil mit den Mit telfrequenzen von 63 und 250 Hertz dämpfen.
Device for sound dampening in ducts through which gas flows by means of a membrane sound absorber. The invention relates to sound absorption in ducts through which gas flows, for example the air flow in the duct of a ventilation system, by means of a membrane sound absorber. As far as gas is spoken in the following, it is always to be understood as air, especially since the main application of the invention is in the field of soundproofing in air ducts.
The aim of the invention is to perfect the sound attenuation, especially with regard to the low-frequency noises below 500 Hertz, with the silencer also being manufactured in a relatively small design compared to the known silencers, so that it can be conveniently placed inside the duct can.
The device according to the invention is characterized in that at least part of the membrane inserted parallel to the gas flow in the channel has a natural frequency of less than 500 Hertz and the surface dimensions of the effective part of the membrane in and across the direction of sound propagation in the channel Third of the length of this frequency aufwei send sound waves does not exceed.
The sound that occurs in a flowing gas generally contains a mixture of wave movements of various frequencies. The membrane essentially dampens those sound waves which are in the octave band and which have the same frequency as the natural frequency of the membrane or part of it. In addition, the membrane in question attenuates to a part also the sound waves that are in the octave bands immediately above and below this band.
The natural frequency of a membrane that extends along the aforementioned chamber opening can be approximated using the following functional equation:
EMI0001.0027
In this equation f "= the natural frequency in Hertz o = the density of the gas in the chamber c = the speed of sound of the gas inside the chamber g = the acceleration due to gravity d = the chamber depth s = the weight of the membrane per unit area The system from The membrane and chamber can be
can be compared to the spring-mass system, which results in the following relationship, neglecting friction or other losses:
EMI0001.0039
In this equation, K = the spring constant W = the mass If one assumes that the mass is carried by a gas column with the height d, the spring constant K in equation (b) can be expressed by the relationship
EMI0001.0041
in formula (a). The mass W can be expressed as the weight s of the membrane per unit area.
It is assumed here that the lateral movement of the gas in the column is restricted by the presence of the absorption material, so that only the vertical incidence of vibrations is taken into account.
The natural frequency of a mass that is carried by a gas column is therefore
EMI0002.0001
If the column consists of air at normal temperature and normal pressure and the approximate values for the density of the air and the speed of sound in air are used, the following equation results:
EMI0002.0003
d has the dimension cm, s the dimension gram per cm2.
If air is contained in the chamber of this muffler at normal temperature and normal pressure, the natural frequency of the membrane can be adjusted to a desired value, by a suitable choice of the membrane weight. per unit area and the chamber depth, so that the above equation is fulfilled.
The lateral dimensions of the chamber in relation to the wavelength of the noise to be attenuated cal are appropriately kept small. These lateral dimensions should preferably not exceed 1 / .4 of the wavelength to be attenuated.
It is of course possible, viewed in the direction of flow direction, to arrange several such chambers covered with a membrane one behind the other in order to increase the damping effect. Within this sound absorber, a chamber or the membrane arranged on it forms a unit of length. This length unit is of interest for computational recording.
It can be approximately determined by taking into account an absorption coefficient of 1.0 for the membrane with vertical incidence of vibration in the octave band that contains the natural frequency according to equation (c). The attenuation per unit length can then be calculated in accordance with the equation that is usually used for the attenuation per unit length with the absorption coefficient for static vibration incidence in a lined duct,
namely with a suitable transition from the absorption coefficient with perpendicular vibration incidence to that with a statistical incidence.
In the event that the membrane is formed from a plate made of impermeable flexible material, for example a plastic plate, the membrane should be of low rigidity.
If the thickness of the membrane, in order to achieve the desired weight per unit area, is so great that the membrane can no longer vibrate freely, a thin plate of this material with the required low rigidity can be used with one or more weights or before preferably be equipped with a variety of weights, which are arranged at certain intervals over the entire or part of the plate on the front and / or back, so as to obtain the average weight .in the desired value per unit area of the mem brane. A membrane made of flexible material can be attached to the side walls of the chamber over its entire circumference.
It is important that the membrane fastened in this way is free of any stresses that prevent free oscillation. Otherwise, the membrane is preferably arranged vertically in the silencer or in the duct.
The absorbent material can consist of any suitable material with a large porosity which opposes the gas flow through this material with a resistance. For example, mineral wool or foam made of polyurethane will be selected as the absorption material.
The outwardly directed surfaces of the mem branes can, if so desired, be provided with a layer of absorption material in order to additionally attenuate higher-frequency sound in this way.
Further details of the device according to the invention are illustrated using several exemplary embodiments presented in the drawing. It shows: Fig.l a schematically held horizontal section through a flow channel which is equipped with a silencer, Fig. 2 in a partially cut perspective view and @ on a larger scale also a flow channel with an inserted silencer according to FIG ,
while FIGS. 3 to 9 in schematically held horizontal sections show further embodiments.
In the drawings, the same or similar parts are provided with the same reference numbers.
1 and 2 of the sheet metal gebil finished flow channel has a rectangular cross-section and has an expanded part 2. In this expanded th part 2, a muffler 3 is arranged, which extends from the ceiling to the bottom of this expanded part (Fig . 1). The muffler 3 has a Ge housing with a vertical center plate 4 which extends in the longitudinal direction of the channel. The housing also has two vertical plates 5, which are attached to the opposite ends of the plate 4, preferably by welding.
Finally, two horizontal plates 6 are provided, which are fastened to the upper and lower edges of the plate 4. In this way, the housing forms two sound chambers 7 on opposite sides of the muffler.
As already mentioned, the height of the housing corresponds to the distance between the upper and lower walls of the channel, so that only two passages 8 are formed for the gas flowing in the channel.
The muffler can be conveniently fastened ben in the channel by screws, which are attached to the plates 6 and grasp the upper and lower wall through.
The side edges of the plates 5 and 6 are bent inwards and thereby form flanges 9, 9 '. On the openings of the chambers 7 an impermeable flexible membrane 10 are arranged, these Mem branes along their outer edges on the flanges 9, 9 'of the plates 5 and 6 are attached. The membranes are preferably fastened so that they are not under any tension, except of course the tension caused by their own weight. Each membrane consists of a plastic plate with a thickness of 0.75 mm. Of course, the plate can also consist of any other suitable impermeable, flexible material.
Each chamber 7 contains, as an absorption material, a layer of polyester foam 11, which covers the surface of the plate 4 but is arranged at a distance from the membrane. It does not need to be explained in more detail that other suitable materials, such as glass wool, can also be used instead of the above-described absorption material.
In operation, air or some other gas flows through the channel along the outside surfaces of the membranes. The sound produced by the flow causes the membranes to vibrate so that they in turn dampen the sound.
The weight per unit area of the membranes and the depth of the chambers are matched according to the invention so that the natural frequency or frequency of the membranes is equal to or approximately equal to the frequency of the sound waves to be damped in the air flow flowing through the duct. The lateral dimensions (not depth) of each chamber 7 are smaller than the wavelength of the sound to be damped.
In FIG. 3, the duct is equipped with three silencers 3 which are distributed over the cross section in: the widened part 2 of the duct. Each muffler is in its own construction similar to that in FIGS. 1 and 2 and has chambers 7 which are sealed by membranes 10.
The embodiment shown in FIG. 4 is also similar to that according to FIG. 1. The only difference here is that weights 12 are arranged on the inside surface of each membrane at regular intervals. These weights 12 he increase the weight of the membrane per unit area without affecting its rigidity.
According to FIG. 5, two silencers 3 are arranged one behind the other, each silencer having two chambers 7 which are sealed by flexible membranes 10. The membranes can, if so desired, have a different weight per unit area so that sound of different frequencies can be attenuated.
According to FIG. 6, the flow channel 15 has two silencers 16 which are inserted into corresponding widenings of the channel 15 on opposite sides. Each silencer 16 has a base plate 17 and four side plates 18 which form a sound chamber 7 and the open side of which faces the interior of the channel 17. In FIG. 6, only two of these side plates 18 are drawn.
A flexible membrane 10 is provided on the open sides of each chamber 7, and the inside upper surface of the base plate 17 carries a layer 11 of from sorbent material, but not up to the mem brane.
In this embodiment, the membranes simultaneously form the side walls of the channel. In addition, the membranes and the chamber depth must of course be designed so that the sound attenuation according to the invention is achieved.
The embodiment according to FIG. 7 is similar to that of FIG. 1, but with the difference that here the silencer has a rectangular frame which is formed from four side plates. The drawing shows only the two vertical side panels 5. In this frame, a foam sheet made of polyurethane 21 is arranged in the middle and attached with its outer edges to the corresponding side panels of the frame mens.
The plate 21 thus divides the frame into two chambers 7, and the open sides of these chambers are sealed by membranes 10, just as in the embodiment according to FIG. 1. The surfaces of the side plates on the inside can be equipped with flanges 22, which embed themselves in the edges of the plate 21 and thus provide a hold for them.
The layer 11 of absorbent material does not necessarily have to be spaced from the membrane, although it has been found that better results are obtained precisely when such an intermediate space is present. In addition, its additional layer of absorbent material, which is built similarly to the layer 11, can be attached to the outside of the mem brane. This makes it possible to additionally attenuate high frequencies.
FIG. 8 shows a silencer which has a similar structure: is again a silencer according to FIG. 7, in which there is a layer 11 of absorption material inside a frame. In this embodiment, however, two membranes 25 are in contact with the layer 11 and attached to the frame with their outer edges. Two further layers 26 of Absorp tion material are provided on the outside of the two Mem branes.
When determining the eigenfrequency: of the membranes according to formula (c), the depth <B> d </B> of the chamber corresponds to half the distance between the two membranes.
The membranes in the mufflers according to FIGS. 1 to 8 all consist of a plate made of flexible mate rial. Fig. 9 shows a construction in which each mem brane is made of a thin plate of galvanized, white steel or similar, inflexible material be.
The muffler according to FIG. 9 contains an outer frame: which consists of two side plates 27 as well as upper and lower plates (not shown). The plates whose inwardly directed flanges 28 are formed by correspondingly bending their outer edges. Two steel membranes 29 are arranged in the frame between a middle layer 30 made of absorption material and two outer layers 31, also made of absorption material.
The diaphragms have a size that is somewhat smaller than the clear width of the frame, so that they can swing freely between the layers 30 and <B> 31 </B>.
The flexible membranes of the silencers according to FIGS. 1 to 8 can, of course, also be replaced by steel membranes or other non-flexible membranes that can be attached to the flanges 9, 9 'by means of stretchable straps, so as to allow free oscillation to guarantee.
In the muffler according to the invention, the membrane vibration dampens the sound that has the same frequency as the vibration of the membrane, and also the frequencies of the sound that are slightly above and below the natural frequency of the membrane. If, for example, the natural frequency of the membrane is 125 Hertz, the silencer will not only dampen the sound within the octave band with a center frequency of 125 Hertz, but also to a lesser extent with the center frequencies of 63 and 250 Hertz.