DD292561A5 - Tyfon-schallsender - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Tyfon-Schallsender mit vom Erregersystem beaufschlagten Resonator und einem Schalltrichter, wobei der Resonator innerhalb des Schalltrichters angeordnet und als einseitig geschlossener Rohrresonator ausgebildet ist.{Schallsender; Tyfon; Erregersystem; Schalltrichter; Rohr; Resonator}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Tyfon-Schallsender mit einem resonatorgesteuerten Erregersystem.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Für viele Anwendungsfälle von Schallsendorn ist gefordort, daß ein wesentlicher Teil der Schallenergie im tiefen Frequenzbereich abgestrahlt wird.

Schallsender nach dem Tyfon-Prinzip werden dazu mit Resonatoren gekoppelt, welche die Funktion eines Verstärkers übernehmen und die Schallwellen fortleiten (EP-PS 81/00064). Bei Tyfonon bewirken die mit den Erregersystemen gekoppelten Resonatoren bei einer hinreichenden Reflexion am Resonatoraustritt die Eigensteuerung der Systeme. Läuft der Resonator als Trichter aus, erfolgt eine bessere Anpassung des Schallfeldes an den Strahler, womit bei Verringerung der Reflexion zugunsten der Transmission höhere Schalleistungen erreicht werden (DD-PS 56744, DD-PS 2G2913).

Die erzeugte Grundfrequenz hängt bei funktionierender Eigensteuerung maßgeblich von der Länge des angekoppelten Resonators ab. Dabei sind beim Übergang zu tieferen Frequenzen immer größere Resonatorlängen erforderlich. Für Frequenzen unter 100Hz ergeben sich Trichterlängen von größer einem Meter.

Zur Erzielung spezieller Effekte ist bekannt, zusätzliche Resonatoren anzuordnen.

Die Erhöhung der abgestrahlten Schalleistung in bestimmten Frequenzbereichen wird durch die Anordnung eines Resonators hinter der Membran erreicht, welcher auf das im Schallsender schwingende Medium direkt einwirkt. (DD-PS 252913) Die angestrebte Einstellung verschiedener Schallsenderfrequenzen durch Anordnung eines Helmholtz-Resonators hinter der Membran (DD-PS 56744) bleibt aus zwei Gründen wirkungslos.

Zum einen ist die schwingende Masse des Mediums in der Kammer hinter der Membran sehr klein gegenüber der Membranmasse und zum anderen überwiegt die Biegesteifigkeit der Membran wesentlich die Luftsteifigkeit des Kammervolumens. Damit ist die Beeinflussung der Membranschwingungen durch diesen Helmholtzresonator nicht möglich.

Wählt man die Membran größer als den Trichtereintrittsquerschnitt und verbindet beide durch ein kurzes Rohrstück, so entsteht eine Druckkammer (DD-PS 239484, DE-OS 2401132). Durch die Druckkammer wird die Strahlungsimpedanz der Membran gegenüber der des Trichterhalses um das Quadrat des Flächenverhältnisses herauftransformiert, womit die von der schwingenden Membran abgestrahlte Schalleistung erhöht wird. Voraussetzung dabei ist, daß sowohl die Abmessungen der Membran als auch der Druckkammer klein gegenüber der Wellenlänge erzeugter Schallfrequenzen sind.

Soll der tief frequente Tyfonschallsender nur eine kurze Baulänge aufw3isen, so Ist es möglich, den Abstrahltrichter abzuwinkein oder spiralförmig auszubilden (DD-PS 138378, DE-OS 3723693). Damit sind entsprechende Fertigungsaufwendungen notwendig. Wird der Schalltrichter zum Zwecke der Schallreinigung in Dampfkesseln aus hitzebeständigem Stahlguß ausgeführt, so verkomplizieren sich solche Lösungen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, einen kompakten tieffrequenten Tyfonschallsender auszubilden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Resonator auf der schallabstrahlenden Seite des Erregersystems anzuordnen. Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß der Resonator innerhalb des Schalltrichters angeordnet und als einseitig geschlossener Rohrresonator ausgebildet ist. Die Rohröffnung liegt unmittelbar an der Membran des Erregersystems. Das Resonatorrohr ist abgewinkelt durch die Trichterwand geführt, wobei die Krümmung klein gegenüber der Wellenlänge der sich einstellenden Grundfrequenz ist. Durch den schallharten Abscntuß kann kein Luftschall aus dem Resonator austreten. Die Resonatorlänge bestimmt die Grundfrequenz der erzeugten Schallwellen.

-Ί- 292 5G1

DIo Schallabstrniilung orfolgt übor olnon Schalltrichter, bol dom dor Tranemlsslonsgtad sowohl In dor dor Trlchtorlttngo ontsprochondon Grundfroquenz ale auch In dor durch don Rohrreeonotor bestimmten Grundfroquonz eohr groß Ist. Damit wird dlo Elgonetouorung dos Systems In dor Trlchtorgrundfroquonz vormlodon und dlo durch don Rohrrosonator bostlmmto Grundfroquonz lolstungswlrksam abgostrohlt.

Auafuhrungsbolsplol

DIo Erfindung wird on olnom Ausführungsboisptol orlftutort. DIo Zolchnung zoigt

Flg. 1: dio Anordnung olnos Tyfon-Schollsondors mit olnom abgowlnkolton Resonator on olnor Dompfkossolwond zum Zwocko

dorSchallrolnigung, Fig.2: dlo Stouorung dos abgowlnkolton Resonators.

In das Errogorsystom 1 ist der Schalltrichter 2 mit Membran 6 eingebunden, woboi oln Toll des Schalltrichters 2 innerhalb dor Kossolwand 4 angeordnet ist (Fig. 1). In dos Errogorsystom 11st das ols Resonator 3 ausgebildete einseitig abgewinkelte Rohr 5 mit dem vorschlossonon Ende 7 eingebunden.

In das vorschlossono Ende 7 des Rohres 5 (Fig.2) ist die Eintrittslolulng 8 und die Austrittsloitung 9 eingebunden, die mit don Steuerventilen 10; 11 verschon sind. Dio Antriebe der Steuerventile 10; 11 sind mit der Stouoreinhoit 12 verbunden. Innerhalb dos verschlossenen Rohrondos 7 ist dio Flüssigkeit mit dom oinstollbaron Flüssigkeitsspiegel 13 angoordnot. Die Wirkungsweise ist folgondormaßon:

Beim Anschwingen der Membran 6 wird ein seitlich veränderlicher Massenstrom an Druckluft vom Erregorsystom 1 in den Schalltrichter 2 geleitet, was mit einer Druckstörung verbunden ist, die sich sowohl im Schalltrichter 2 als auch im Resonator 3 fortpflanzt (Fig. 1). Im Resonator 3 eilt die Druckwelle mit Schallgeschwindigkeit bis an das Rohrende 7 und wird dort schallhart reflektiert. Beim Austritt der reflektierten Welle an der Öffnung des Resonators 3 erfolgt eino Kraftwirkung auf die Membran 6 dos Erregersystems 1, so daß die Membran 6 erneut abhebt. Die Zeit, in welcher sich dio Welle im Resonator 3 fortpflanzt, bestimmt dio Schwingfrequenz der Membran 6 im eingeschwungenen Zustand.

Mit der dadurch bestimmton Grundfrequenz dos Tyfon-Schallsonders breiton sich die Schallwellen vom Erregersystem 1 über den Trichter 2 in den Raum aus. Der Trichter 2 ist so ausgelegt, daß dor Reflexionsfaktor bei dessen erster Eigenfrequenz als auch bei der erzeugten Grundfrequenz minimal ist, so daß die Eigensteuorung durch den Trichter unterbunden und eine maximale Leistung abgegeben wird. Die Magnetventil 10; 11 werden über die Steuereinheit 12 geschaltet und so die erzeugte Grundfrequenz desTyfon-Schallsonders gesteuert (Fig. 2). Beim Anschwingen der Membran 6 ist der Resonator 3 ausschließlich mit Luft gefüllt. Nach Öffnung des Einlaß-Magnetventils 10 strömt eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, über das verschlossene Rohrende 7 in den Resonator 3, welchor sich damit allmählich füllt. Da die Flüssigkeitsoberfläche 13 praktisch eine schallharte Wandung für auftreffende Schallwellen darstellt, erfolgt bereits hier die Reflexion der einfallenden Druckwellen. Damit verringert sich die Laufzeit der Schallwelle im Resonator 3, womit sich die erzeugte Grundfrequonz erhöht. Das Abschwellen der Frequenz wird erreicht, indem nach Schließung dos Magnetventils 10 und Öffnung des Magnetventils 11 die Flüssigkeit wieder aus dem Resonator 3 ausfließt. Mit dem absinkenden Wasserstand 13 vergrößert sich die Laufzeit der Schallwellen im Resonator 3 und damit entsprechend die erzeugte Grundfrequenz bis die tiefste Frequenz des Ausgangszustandes erreicht ist. Die Steuereinheit 12 schaltet die Magnetventile 10; 11 derartig, daß eine kontinuierlich auf- und abschwollende Frequenzerzeugung realisiert wird.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

1. Vereinfachung der konstruktiven Ausführung zur Erzeugung tieffrequenter und/oder frequenzvariabler leistungsstarker Schallwellen.

2. Verringerung des Energieverbrauches gegenüber herkömmlichen tieffrequenten Strömungsschallsendern.

3. Erzeugung energiereicher frequenzvariabler Schallwellen und damit bessere Reinigungswirkung für inhomogene Ansätze.

4. Einsparung von umbautem Raum, Gerüsten, Halterungen und Bühnen.

5. Verbesserter Dampfkesselwirkungsgrad.

Claims (6)

1. Tyfon-Schallsender mit vom Erregersystem beaufschlagten Resonator und olnom Schalltrichter, gekennzeichnet dadurch, daß der Resonator innerhalb dos Schalltrichters angeordnet und als einseitig geschlossener Rohrresonator ausgebildet Ist.

2. Tyfon-Schallsender nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Öffnung des Resonators an der Membran anliegt.

3. Tyfon-Schallsendor nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Reeonator abgewinkelt durch die Wand dos Schalltrichters geführt ist.

4. Tyfon-Schallsender nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das verschlossene Ende des Rohrresonators vorstellbar ausgebildet ist.

5. Tyfon-Schallsender nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß das verschlossene Ende des Rohrresonators steuerbar verstellbar ist.

6. Tyfon-Schallsender nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß das verschlossene Ende dos Rohrresonators mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. ^N