DE102006035755A1

DE102006035755A1 - Device for sound damping in a pipe duct

Info

Publication number: DE102006035755A1
Application number: DE102006035755A
Authority: DE
Inventors: Peter Marschall
Original assignee: ContiTech Kuehner GmbH and Cie KG
Current assignee: ContiTech Kuehner GmbH and Cie KG
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2008-02-07
Also published as: EP2049776A1; WO2008015046A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schalldämpfung eines durch einen Rohrkanal strömenden, pulsierende Druckdichteunterschiede aufweisenden und mindestens abschnittsweise einen um die Längsachse des Rohrkanals rotierenden Anteil aufweisenden Mediums, wobei die Rotationsgeschwindigkeit des Mediums vom Zentrum der Rotation radial nach außen zum radialen Abstand vom Rotationszentrum proportional ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkanal mindestens zwei Rohrkanalabschnitte (1, 2) aufweist, wobei der erste Rohrkanalabschnitt (1) in Strömungsrichtung vor dem zweiten Rohrkanalabschnitt (2) angeordnet ist und der erste Rohrkanalabschnitt (1) eine vorbestimmte Strömungsquerschnittsfläche (8) aufweist, die größer als die Strömungsquerschnittsfläche (11) des zweiten Rohrkanalabschnitts (2) ist, und das Verhältnis aus Strömungsquerschnittsfläche (8) des ersten Rohrkanalabschnitts (1) und Strömungsquerschnittsfläche (11) des zweiten Rohrkanalabschnitts (2) so gewählt ist, dass das rotierende Medium beim Übergang vom ersten Rohrkanalabschnitt (1) in den zweiten Rohrkanalabschnitt (2) in Rotationsrichtung proportional zur Rotationsgeschwindigkeit beschleunigbar ist und dabei die axiale Geschwindigkeit des rotierenden Mediums proportional zur rotatorischen Beschleunigung des Mediums reduzierbar ist.The invention relates to a device for sound attenuation of a flowing through a pipe channel, pulsating pressure density differences and at least partially having a portion rotating about the longitudinal axis of the pipe channel having medium, the rotational speed of the medium from the center of the rotation radially outward to the radial distance from the center of rotation is proportional characterized in that the tube channel has at least two tube channel sections (1, 2), wherein the first tube channel section (1) is arranged upstream of the second tube channel section (2) and the first tube channel section (1) has a predetermined flow cross-sectional area (8) is greater than the flow cross-sectional area (11) of the second tube channel section (2), and the ratio of flow cross-sectional area (8) of the first tube channel section (1) and flow cross-sectional area (11) of the second tube channel section (2) is selected is that the rotating medium during the transition from the first tube channel section (1) in the second tube channel section (2) in the direction of rotation can be accelerated in proportion to the rotational speed and while the axial velocity of the rotating medium is reduced in proportion to the rotational acceleration of the medium.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schalldämpfung eines durch einen Rohrkanal strömenden, pulsierende Druckdichteunterschiede aufweisenden und mindestens abschnittsweise einen um die Langsachse des Rohrkanals rotierenden Anteil aufweisenden Mediums, wobei die Rotationsgeschwindigkeit des Mediums vom Zentrum der Rotation radial nach Außen zum radialen Abstand vom Rotationszentrum proportional ist.The The invention relates to a device for soundproofing a through a pipe channel flowing, having pulsating pressure density differences and at least in sections one rotating about the longitudinal axis of the pipe channel Proportioning medium, wherein the rotational speed the medium from the center of rotation radially outward to Radial distance from the center of rotation is proportional.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in Abgasrohrleitungen von Verbrennungsmotoren oder Klimaleitungen von Kfz-Klimaanlagen eingesetzt. Durch pulsierende Druckerzeugung entstehen in derartigen Systemen Schwingungen im Medium, die Druckdichteunterschiede hervorrufen und sich als unerwünschte Schallemissionen bemerkbar machen. Durch Verwirbelungselemente, beispielsweise Leitschaufeln oder gewendelte Rohre wird dabei mindestens ein Teil des Mediums gezwungen, einen längeren Weg im Rohrkanal zurückzulegen als der übrige, nicht oder mit geringerer Rotationsgeschwindigkeit rotierende Teil des Mediums. Dadurch werden beim Zusammenwirken der Teile des Mediums Wellentäler und Wellenberge der Druckdichteunterschiede gegeneinander verschoben. Die dadurch entstehende Überlagerungsschwingung ist gegenüber der ursprünglichen Schwingung geglättet, die Schallemission reduziert.such Devices become, for example, in exhaust pipes of internal combustion engines or air conditioning lines used by car air conditioners. By pulsating Pressure generation occurs in such systems oscillations in the Medium, which cause pressure density differences and as unwanted noise emissions to make noticable. By turbulators, such as vanes or coiled tubes is at least a part of the medium forced a longer one Way to travel in the pipe channel as the rest, no or slower rotating part of the medium. As a result, the interaction of the parts of the medium troughs and peaks of pressure density differences shifted from each other. The resulting overlay vibration is opposite the original one Smoothed the vibration, the Noise emission reduced.

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 103 281 44 A1 oder der DE 101 63 812 A1 bekannt. Nachteilig bei diesen Lösungen ist jedoch, dass die Auswirkungen der Vorrichtungen nur sehr schwer im Vorfeld berechenbar und auslegbar sind und daher in der Praxis für jedes System durch Versuche ermittelt werden müssen.Such devices are for example from the DE 103 281 44 A1 or the DE 101 63 812 A1 known. A disadvantage of these solutions, however, is that the effects of the devices are very difficult to predict and interpret in advance and therefore must be determined in practice for each system by experiments.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die bei unterschiedlichen Schwingungsverhältnissen auch ohne aufwendige individuelle Anpassungen die Schallemissionen wirksam dämpft.Of the Invention is the object of a device of the initially to create the kind described in different vibration conditions Even without complex individual adjustments the sound emissions effectively dampens.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Rohrkanal mindestens zwei Rohrkanalabschnitte aufweist, wobei der erste Rohrkanalabschnitt in Strömungsrichtung vor dem zweiten Rohrkanalabschnitt angeordnet ist und der erste Rohrkanalabschnitt eine vorbestimmte Strömungsquerschnittsfläche aufweist, die größer als die Strömungsquerschnittsfläche des zweiten Rohrkanalabschnitts ist und das Verhältnis aus Strömungsquerschnittsfläche des ersten Rohrkanalabschnitts und Strömungsquerschnittsfläche des zweiten Rohrkanalabschnitts so gewählt ist, dass das rotierende Medium beim Übergang vom ersten Rohrkanalabschnitt in den zweiten Rohrkanalabschnitt in Rotationsrichtung proportional zur Rotationsgeschwindigkeit beschleunigbar ist und dabei die axiale Geschwindigkeit des rotierenden Mediums proportional zur rotatorischen Beschleunigung des Mediums reduzierbar ist.These Task is solved by that the pipe channel has at least two pipe channel sections, wherein the first tube channel section in the flow direction before the second Pipe duct section is arranged and the first pipe duct section has a predetermined flow cross-sectional area, the bigger than the flow cross-sectional area of second pipe channel section and the ratio of flow cross-sectional area of first pipe channel section and flow cross-sectional area of second tube channel section is selected so that the rotating Medium at the transition from the first pipe channel section into the second pipe channel section accelerated in the direction of rotation proportional to the rotational speed is proportional to the axial velocity of the rotating medium is reducible to the rotational acceleration of the medium.

Tritt das rotierende Medium aus dem ersten Rohrkanalabschnitt aus, weist es einen bestimmten Drehungsimpuls auf. Abgesehen von geringen Reibungsverlusten, die an der Wandung des Rohrkanals auftreten, bleibt nach dem Drallsatz der Mechanik der Drehimpuls auch beim Übergang des Mediums in die kleinere Strömungsquerschnittsfläche erhalten. Das hat zur Folge, dass sich die Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Mediums erhöht, das Medium also in Drehrichtung beschleunigt wird.kick the rotating medium from the first tube channel section, has it has a certain rotation momentum. Apart from low friction losses, which occur on the wall of the pipe channel, remains after the spin pack the mechanics of the angular momentum also at the transition of the medium into the smaller one Obtained flow cross-sectional area. As a result, the angular velocity of the rotating Medium increases, the medium is thus accelerated in the direction of rotation.

Das Medium wird während dieser Änderung der Rotationsgeschwindigkeit von der Coriolis-Beschleunigung in axialer Richtung abgebremst, da die Coriolis-Beschleunigung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Mediums wirkt. Die Coriolis-Beschleunigung erzeugt also eine auch in axialer Richtung wirksame Kraft, wobei der Energiebetrag, der durch diese Kraft längs des Weges des Mediums beim Übergang in die kleinere Strömungsquerschnittsfläche benötigt wird, der axialen kinetischen Energie des Mediums entzogen, das Medium also in axialer Richtung verlangsamt wird.The Medium will be during this change of Rotational speed of the Coriolis acceleration in axial Slowed down direction as the Coriolis acceleration perpendicular to Direction of movement of the medium acts. The Coriolis acceleration thus generates an effective also in the axial direction force, wherein the amount of energy transmitted by this force along the path of the medium at the transition into the smaller flow cross-sectional area is needed, deprived of the axial kinetic energy of the medium, the medium so slowed down in the axial direction.

Die Coriolis-Beschleunigung ist außerdem von der Rotationsgeschwindigkeit des Mediums abhängig, so dass die Bremswirkung auf die Bereiche des Mediums am größten ist, die während des Übergangs von der ersten Strömungsquerschnittsfläche in die zweite Strömungsquerschnittsfläche am stärksten rotatorisch beschleunigt werden.The Coriolis acceleration is also from the rotational speed of the medium dependent, so that the braking effect on the areas of the medium that is greatest during the transition from the first flow cross-sectional area in the second flow cross-sectional area most rotationally be accelerated.

Die axiale Geschwindigkeit des Mediums nimmt also vom Zentrum des Rohrkanals bis in die am stärksten rotierenden Bereiche an der Innenwandung des Rohrkanals kontinuierlich ab.The axial velocity of the medium thus decreases from the center of the pipe channel to the strongest rotating areas on the inner wall of the pipe channel continuously from.

Der eingangs geschilderte Effekt, dass durch die Verschiebung der Druckdichteunterschiede über den Strömungsquerschnitt Amplitudenmaxima und Amplitudenminima gegeneinander ausgeglichen und dadurch die Schallemissionen reduziert werden, ist also durch die erfindungsgemäße Vorrichtung noch zu verbessern, wobei eine besondere Berechnung nicht erforderlich ist.Of the the effect described above, that by the shift of the pressure density differences over the Flow area Amplitude maxima and amplitude minima balanced against each other and thereby the sound emissions are reduced, so by the device according to the invention still to improve, with a special calculation not required is.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind im ersten Rohrkanalabschnitt Verwirbelungskörper mit einem Anströmende und einem Abströmende angeordnet, durch die die Rotation des Mediums beeinflussbar ist.In a development of the invention are in the first tube channel section swirler with a streaming end and a downstream end arranged, through which the rotation of the medium can be influenced.

Reicht beispielsweise die Rotation des durch den ersten Rohrkanalabschnitt strömenden Mediums beim Übergang in den zweiten Rohrkanalabschnitt zur Erzielung des gewünschten Effektes nicht aus, lässt sich mit den genannten Verwirbelungskörpern die Rotation des Mediums erhöhen.By way of example, the rotation of the medium flowing through the first tube channel section is sufficient for the transition into the second tube channel section not to achieve the desired effect, can be with the said swirling bodies increase the rotation of the medium.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Abströmenden der Verwirbelungskörper von dem Übergang vom ersten Rohrkanalabschnitt zum zweiten Rohrkanalabschnitt um ein vorbestimmtes Maß beabstandet.In a development of the invention, the outflow of the Verwirbelungskörper of the transition from the first tube channel section to the second tube channel section spaced a predetermined amount.

Über einen derartigen Abstand sind die rotatorische Beschleunigung und damit verbundene axiale Verzögerung des Mediums beeinflussbar. Bei großem Abstand sind die Beschleu nigungen kleiner, bei kleinem Abstand größer. Damit ist auch eine einfache Feinabstimmung der Vorrichtung möglich.About one such a distance are the rotational acceleration and thus connected axial delay of the medium influenced. At a large distance are the accruals smaller, larger at a small distance. In order to is also a simple fine tuning of the device possible.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Verwirbelungskörper gewendelte Leitschaufeln, die um die Mittelachse des Rohrkanalabschnittes verdreht angeordnet sind und die auf einer zu den Leitschaufeln koaxialen Röhre fest und unlösbar angebracht sind und mit der Röhre einen Verwirbelungseinsatz bilden, der innerhalb des ersten Rohrkanalabschnittes koaxial zum Rohrkanal angeordnet ist.In a further embodiment invention, the swirl bodies are coiled vanes, which is arranged rotated about the center axis of the pipe channel section are solid and on a tube coaxial with the vanes and unsolvable are attached and with the tube forming a swirling insert, which within the first tube channel section Is arranged coaxially with the pipe channel.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Verwirbelungseinsatz ein im Strangpressverfahren hergestellter Profilabschnitt.In a development of the invention is the Verwirbelungseinsatz a extruded profile section.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Verwirbelungseinsatz ein Kunststoffspritzgussteil.In a development of the invention is the Verwirbelungseinsatz a Plastic injection molded part.

Die erfindungsgemäße Geometrie des Verwirbelungseinsatzes ermöglicht eine einfache und sichere Montage im Rohrkanal. Außerdem ist ein derart gestalteter Verwirbelungseinsatz auf die genannten Arten kostengünstig herstellbar.The inventive geometry of the swirling insert allows a simple and safe installation in the pipe channel. Besides that is Such a designed Verwirbelseinsatz on the species mentioned economical produced.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Verwirbelungskörper durch radial nach innen weisende in axialer Richtung gewendelte Vorsprünge der Wandung des ersten Rohrkanalabschnittes gebildet, die eine vorbestimmte, mit dem ersten Rohrkanalabschnitt und dem Übergangsbereich abgestimmte Länge und Steigung aufweisen.In a further embodiment The invention relates to the turbulence bodies by radially inward pointing in the axial direction coiled projections of the wall of the first Pipe duct section formed a predetermined, with the first Pipe duct section and the transition area tuned length and slope.

Derartige Vorsprünge lassen sich beispielsweise durch plastische Verformung der Rohrkanalwandung erzeugen. Dadurch ist kein separater Einsatz notwendig.such projections can be, for example, by plastic deformation of the pipe channel wall produce. As a result, no separate use is necessary.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Strömungsquerschnittsfläche im ersten Rohrkanalabschnitt größer als die Strömungsquerschnittsfläche eines dritten, an den ersten Rohrkanalabschnitt in Strömungsrichtung des Mediums vor dem ersten Rohrkanalabschnitt angeordneten Rohrkanalabschnitts, wobei der Übergang von der Strö mungsquerschnittsfläche des dritten Rohrkanalabschnitts in die Strömungsquerschnittsfläche des ersten Rohrkanalabschnitts von dem dem dritten Rohrkanalabschnitt zugeordneten Ende der Verwirbelungskörper um ein vorbestimmtes Maß beabstandet ist.In a further embodiment the invention is the first flow cross-sectional area in the first Pipe duct section larger than the flow cross-sectional area of a third, to the first pipe channel section in the flow direction of the medium the first pipe channel section arranged pipe channel section, the transition from the flow cross-sectional area of the flow third pipe channel section in the flow cross-sectional area of the first Pipe duct section of the third pipe duct section associated End of the swirl body spaced by a predetermined amount is.

Die Verwirbelungskörper reduzieren die freie Strömungsquerschnittsfläche um das Maß ihrer Stirnflächen, so dass es beim Auftreffen des Mediums auf die Verwirbelungskörper zu einem Staudruck und damit zu einer unerwünschten Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit kommen kann. Das durch die erfindungsgemäße Anordnung vor den Verwirbelungskörpern gebildete Entspannungsvolumen erlaubt dem Medium, den Staudruck auf die Stirnflächen der Verwirbelungskörper zu verteilen. Dadurch wird der Strömungswiderstand im ersten Rohrkanalabschnitt wieder reduziert.The swirler reduce the free flow cross-sectional area around the Measure of their faces, so that upon impact of the medium on the Verwirbelungskörper too a back pressure and thus to an undesirable reduction in flow velocity can come. The formed by the inventive arrangement before the swirling bodies Relaxation volume allows the medium to withstand the dynamic pressure on the end faces swirler to distribute. As a result, the flow resistance in the first tube channel section again reduced.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der erste Rohrkanalabschnitt durch einen Aufweitvorgang aus dem Rohrkanal gebildet.In a further embodiment the invention is the first pipe channel section by a flaring process formed from the pipe channel.

Das Aufweiten, beispielsweise durch Innenhochdruckumformung oder Aufdornen, hat den Vorteil, dass kein zusätzliches Material für den vergrößerten Durchmesser erforderlich ist.The Expansion, for example by hydroforming or thorns, has the advantage that no extra Material for the enlarged diameter is required.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Durchmesser des zweiten Rohrkanalabschnitts durch Einziehen gegenüber dem Durchmesser des ersten Rohrkanalabschnittes verringert.In a development of the invention is the diameter of the second Pipe duct section by pulling against the diameter of the first Pipe duct section reduced.

Das Einziehen hat den Vorteil, dass keine thermischen Fügeverfahren verwendet werden müssen.The Feeding has the advantage that no thermal joining process must be used.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Verwirbelungseinsatz durch eine Presspassung im ersten Rohrkanalabschnitt festgelegt.In a development of the invention is the Verwirbelungseinsatz by fixed a press fit in the first tube channel section.

Durch Einpressen des Verwirbelungseinsatzes ist eine thermische Verbindung oder ein Einkleben des Einsatzes nicht erforderlich. Das anschließende Einziehen des zweiten Rohrkanalabschnittes sichert den Verwirbelungseinsatz zusätzlich.By Pressing in the swirling insert is a thermal connection or gluing the insert is not required. The subsequent feeding the second pipe channel section secures the swirling insert additionally.

Die erfindungsgemäße Lösung schafft eine kostengünstige, einfach zu montierende und effektive Vorrichtung zur Schalldämpfung in Rohrkanälen, mit der die Schallemission beliebiger gepulster Strömungen reduzierbar ist. Vorherige Versuchsphasen oder aufwendige Berechnungen können reduziert werden oder ganz entfallen.The creates solution according to the invention a cost effective, easy to install and effective sound deadening device Pipe channels, with the noise emission of any pulsed currents can be reduced. Previous Test phases or complex calculations can be reduced or completely omitted.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:Based In the drawings, an example of the invention will be explained in more detail below. It shows:

1 einen Längsschnitt durch einen Rohrkanalabschnitt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 a longitudinal section through a pipe channel section with the device according to the invention,

2 ein symbolisches Diagramm der Geschwindigkeitsverteilung des durch die erfindungsgemäße Vorrichtung strömenden Mediums und 2 a symbolic diagram of the velocity distribution of the medium flowing through the device according to the invention and

3 die durch die Geschwindigkeitsverteilung erreichbare Reduktion von Schwingungsamplituden des strömenden Mediums anhand von Amplitudenhüllkurven 3 the achievable by the velocity distribution reduction of vibration amplitudes of the flowing medium based on amplitude envelopes

Die 1 zeigt einen Teil eines Rohrkanals mit einem ersten Rohrkanalabschnitt 1, einem zweiten Rohrkanalabschnitt 2 und einem dritten Rohrkanalabschnitt 3 im Längsschnitt. Ein nicht gezeigtes Medium durchströmt die drei Rohrkanalabschnitte 1, 2, 3 zunächst durch den Rohrkanalabschnitt 3, dann durch den Rohrkanalabschnitt 1 und dann durch den Rohrkanalabschnitt 2.The 1 shows a part of a pipe channel with a first pipe channel portion 1 , a second pipe channel section 2 and a third pipe channel section 3 in longitudinal section. A medium, not shown, flows through the three tube channel sections 1 . 2 . 3 first through the pipe channel section 3 , then through the pipe channel section 1 and then through the pipe channel section 2 ,

Im Inneren des Rohrkanalabschnittes 1 ist ein Verwirbelungseinsatz 4 koaxial zum Rohrkanalabschnitt 1 angeordnet. Der Verwirbelungseinsatz 4 weist ein rohrförmiges Zentralelement 5 auf, auf dessen Außenflächen auf dem Umfang des Zentralelementes 5 gleichmäßig verteilt drei Leitschaufeln 6 angeordnet sind. Die Leitschaufeln 6 sind schraubenförmig gewendelt und mit dem Zentralelement 5 unlösbar und fest verbunden. Der Verwirbelungseinsatz weist eine axiale Stirnfläche 7 auf.Inside the pipe duct section 1 is a swirling use 4 coaxial with the pipe channel section 1 arranged. The swirling insert 4 has a tubular central element 5 on, on its outer surfaces on the circumference of the central element 5 evenly distributed three vanes 6 are arranged. The vanes 6 are helically coiled and with the central element 5 insoluble and firmly connected. The turbulence insert has an axial end face 7 on.

Der Außendurchmesser des Verwirbelungseinsatzes 4 ist so bemessen, dass er mit einer Presspassung in den inneren Durchmesser des Rohrkanalabschnittes 1 einpressbar ist. Die Presspassung sorgt für einen festen Sitz des Verwirbelungskörpers 4 im Rohrkanal 1. Ein Teil des nicht gezeigten Mediums durchströmt den Verwirbelungseinsatz 4 durch das Rohr 5 und der übrige Teil des nicht gezeigten Mediums strömt außen um das Rohr 5 herum und wird von den Leitschaufeln 6 in Rotation versetzt. Der Rohrkanalabschnitt 1 weist eine Strömungsquerschnittsfläche 8 auf, wobei in der Figur der besseren Übersichtlichkeit wegen als Äquivalent zu den Strömungsquerschnittsflächen die korrespondierenden Durchmesser gezeigt sind. Der Rohrkanalabschnitt 3 weist eine Strömungsquerschnittsfläche 9 auf, wobei die Strömungsquerschnittsfläche 9 etwa so groß ist wie die Strömungsquerschnittsfläche 7, vermindert um die Stirnfläche 7 des Verwirbelungskörpers 4. Die für das Medium wirksame Strömungsquerschnittsfläche ist also im Rohrkanalabschnitt 1 etwa so groß wie im Rohrkanalabschnitt 3.The outer diameter of the swirl insert 4 is sized so that it fits with a press fit in the inner diameter of the pipe channel section 1 is einpressbar. The interference fit ensures a tight fit of the swirl body 4 in the pipe channel 1 , A portion of the medium, not shown, flows through the Verwirbelungseinsatz 4 through the pipe 5 and the remaining part of the medium not shown flows around the outside of the tube 5 around and gets off the vanes 6 set in rotation. The pipe duct section 1 has a flow cross-sectional area 8th on, in the figure, for better clarity, as the equivalent to the flow cross-sectional areas, the corresponding diameters are shown. The pipe duct section 3 has a flow cross-sectional area 9 on, wherein the flow cross-sectional area 9 is about as large as the flow cross-sectional area 7 , diminished around the face 7 of the swirling body 4 , The effective for the medium flow cross-sectional area is thus in the pipe channel section 1 about as big as in the pipe channel section 3 ,

In einem vorbestimmten Abstand von dem dem Rohrkanalabschnitt 2 zugeordneten Ende des Verwirbelungselementes 4 weist der Rohrkanal einen Übergangsbereich 10 auf, in dem der Rohrkanalabschnitt 1 mit der Strömungsquerschnittsfläche 8 in den Rohrkanalabschnitt 2 mit einer Strömungsquerschnittsfläche 11 übergeht. Der rotierende Teil des nicht gezeigten Mediums erfährt im Übergangsbereich 10 aufgrund des Drallsatzes der Mechanik eine Erhöhung seiner Drehwinkelgeschwindigkeit bei gleichzeitiger, durch den Corioliseffekt bewirkter Reduktion seiner axialen Geschwindigkeit.At a predetermined distance from the pipe channel section 2 associated end of the swirling element 4 the pipe channel has a transition area 10 on, in which the pipe channel section 1 with the flow cross-sectional area 8th in the pipe channel section 2 with a flow cross-sectional area 11 passes. The rotating part of the medium, not shown, experiences in the transition region 10 due to the spin set of the mechanism an increase in its rotational angular velocity with simultaneous, caused by the Coriolis effect reduction of its axial velocity.

Der nicht rotierende Teil erfährt diese Beschleunigung dagegen nicht.Of the non-rotating part experiences this acceleration is not.

In der 2 sind die Auswirkungen der genannten Beschleunigungen symbolisch durch ausgewählte Schwingungsamplituden 12 bis 16 und Geschwindigkeitspfeile 17 dargestellt. Die Schwingungsamplituden 12 bis 16 repräsentieren jeweils eine ausgewählte momentane axiale Position des strömenden Mediums, wobei die Schwingungsamplitude 12 den Zustand des Mediums in Strömungsrichtung vor Eintreten in den Bereich des Verwirbelungskörper 4 darstellt. Die Schwingungsamplitude 13 repräsentiert den Zustand nach dem Eintreten des Mediums in den Bereich des Rohrkanalabschnitts 1 mit dem Durchmesser 7, die Schwingungsamplitude 14 nach dem Auftreffen des Mediums auf den Verwirbelungskörper 4, die Schwingungsamplitude 15 unmittelbar beim Verlassen des Bereichs des Verwir belungskörpers 4 und die Schwingungsamplitude 16 nach dem Durchströmen des Übergangsbereichs 10.In the 2 the effects of the mentioned accelerations are symbolic by selected oscillation amplitudes 12 to 16 and speed arrows 17 shown. The vibration amplitudes 12 to 16 each represent a selected instantaneous axial position of the flowing medium, the oscillation amplitude 12 the state of the medium in the flow direction before entering the region of the swirling body 4 represents. The oscillation amplitude 13 represents the state after the medium has entered the region of the pipe channel section 1 with the diameter 7 , the vibration amplitude 14 after the impact of the medium on the vortex body 4 , the vibration amplitude 15 Immediately upon leaving the area of the Verwir belungskörpers 4 and the vibration amplitude 16 after flowing through the transition region 10 ,

Der in jeder Schwingungsamplitude 12 bis 16 am weitesten unten gezeichnete Pfeil repräsentiert die axiale Geschwindigkeit im Zentrum der Strömung, der jeweils obere die axiale Geschwindigkeit des Mediums im Randbereich des Rohrkanalabschnitts 1. Bei der Schwingungsamplitude 12 strömen alle Bereiche des Mediums mit annähernd gleicher axialer Geschwindigkeit. Bei der Schwingungsamplitude 13 strömen ebenfalls alle Bereiche des Mediums mit annähernd gleicher axialer Geschwindigkeit. Die Schwingungsamplitude 13 ist jedoch wegen des größeren Durchmessers 7 an dieser Stelle des Rohrkanalabschnittes 1 etwas gedämpft. Bei der Schwingungsamplitude 14 beginnt nach dem Auftreffen des Mediums auf den Verwirbelungskörper 4 das Medium von innen nach außen zunehmend zu rotieren. Dadurch nimmt die axiale Geschwindigkeit vom Zentrum der Strömung zu Rand der Strömung kontinuierlich ab, was durch die versetzte Lage der Pfeil 17 zueinander deutlich wird. Der unterste Pfeil repräsentiert dabei die Geschwindigkeit des nicht rotierenden Mediums im Zentrum der Strömung. Durch zunehmende Rotationsgeschwindigkeit des Mediums längs der Umströmung des Verwirbelungskörpers 4 nimmt die axiale Geschwindigkeit des Mediums nach außen hin weiter ab, was bei der Schwingungsamplitude 15 deutlich wird. Bei der Schwingungsamplitude 16 kommt zusätzlich der Corioliseffekt zum Tragen, der die axiale Geschwindigkeit des Mediums nach dem Durchströmen des Übergangsbereichs 10 des Rohrkanalabschnitts 1 noch weiter abbremst.The one in each oscillation amplitude 12 to 16 Arrow drawn at the lowest point represents the axial velocity in the center of the flow, the upper one the axial velocity of the medium in the edge region of the tube channel section 1 , At the vibration amplitude 12 all areas of the medium flow at approximately the same axial velocity. At the vibration amplitude 13 also all areas of the medium flow at approximately the same axial velocity. The oscillation amplitude 13 is because of the larger diameter 7 at this point of the pipe channel section 1 a bit subdued. At the vibration amplitude 14 begins after the impact of the medium on the vortex body 4 to increasingly rotate the medium from the inside out. As a result, the axial velocity continuously decreases from the center of the flow to the edge of the flow, which is due to the offset position of the arrow 17 becomes clear to each other. The lowest arrow represents the velocity of the non-rotating medium in the center of the flow. By increasing the rotational speed of the medium along the flow around the Verwirbelungskörpers 4 decreases the axial velocity of the medium to the outside further, which in the oscillation amplitude 15 becomes clear. At the vibration amplitude 16 In addition, the Coriolis effect comes into play, the axial velocity of the medium after flowing through the transition region 10 of Pipe duct section 1 slowing down even further.

In 3 sind die Effekte der Geschwindigkeitsveränderungen aus 2 auf die Amplituden der Schwingungen anhand von fünf Amplitudenhüllkurven 18 bis 22 dargestellt, wobei die Hüllkurve 18 der Schwingungsamplitude 12 aus 2 zugeordnet ist und fortlaufend die Hüllkurven 19 bis 22 den Schwingungsamplituden 13 bis 17 aus 2 zugeordnet sind. Die durch die sinkende Axialgeschwindigkeit des rotierenden Mediums über dem Strömungsweg längs des Verwirbelungskörpers 4 und durch den Übergangsbereich 10 ergibt sich eine Verschiebung der jeweiligen Amplitudenmaxima, so dass sich mit der Hüllkurve 22 am Ende des genannten Strömungsweges eine besonders gut geglättete Schwin gungskurve ergibt. Dies führt zu einem deutlichen Absenken des Schallpegels im Rohrkanalabschnitt 1.In 3 are the effects of the speed changes off 2 on the amplitudes of the oscillations on the basis of five amplitude envelopes 18 to 22 shown, where the envelope 18 the oscillation amplitude 12 out 2 is assigned and continuously the envelopes 19 to 22 the vibration amplitudes 13 to 17 out 2 assigned. By the decreasing axial velocity of the rotating medium over the flow path along the swirl body 4 and through the transition area 10 results in a shift of the respective amplitude maxima, so that with the envelope 22 at the end of said flow path results in a particularly well-smoothed vibra tion curve. This leads to a significant lowering of the sound level in the pipe channel section 1 ,

11: erster Rohrkanalabschnittfirst Pipe duct section
22: zweiter Rohrkanalabschnittsecond Pipe duct section
33: dritter Rohrkanalabschnittthird Pipe duct section
44: VerwirbelungseinsatzVerwirbelungseinsatz
55: Zentralelementcentral element
66: Leitschaufelnvanes
77: Stirnfläche des Verwirbelungseinsatzes 4 Face of Verwirbelungseinsatzes 4
88th: Strömungsquerschnittsfläche des ersten Rohrkanalabschnittes 1 Flow cross-sectional area of the first tube channel section 1
99: Strömungsquerschnittsfläche des dritten Rohrkanalabschnittes 3 Flow cross-sectional area of the third tube channel section 3
1010: ÜbergangsbereichThe transition area
1111: Strömungsquerschnittsfläche des zweiten Rohrkanalabschnittes 2 Flow cross-sectional area of the second tube channel section 2
12-1612-16: Schwingungsamplitudenvibration amplitudes
1717: Geschwindigkeitspfeilespeed arrows
18-2218-22: Amplitudenhüllkurvenamplitude envelopes

Claims

A device for sound attenuation of a flowing through a pipe channel, pulsating pressure density differences and having at least partially a portion rotating about the longitudinal axis of the pipe channel portion, wherein the rotational speed of the medium from the center of rotation radially outward to the radial distance from the center of rotation is proportional, characterized in that the tube channel at least two tube channel sections ( 1 . 2 ), wherein the first tube channel section ( 1 ) in the flow direction before the second tube channel section ( 2 ) is arranged and the first tube channel section ( 1 ) a predetermined flow cross-sectional area ( 8th ), which is larger than the flow cross-sectional area ( 11 ) of the second tube channel section ( 2 ), and the ratio of flow cross-sectional area ( 8th ) of the first tube channel section ( 1 ) and flow area ( 11 ) of the second tube channel section ( 2 ) is selected so that the rotating medium at the transition from the first tube channel section ( 1 ) in the second tube channel section ( 2 ) can be accelerated in the direction of rotation proportional to the rotational speed and while the axial velocity of the rotating medium is reduced proportional to the rotational acceleration of the medium.

Apparatus according to claim 1, characterized in that in the first tube channel section ( 1 ) Swirl body ( 6 ) are arranged, through which the rotation of the medium can be influenced.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the outflow ends of the swirling body ( 6 ) of the transition ( 10 ) from the first tube channel section ( 1 ) to the second tube channel section ( 2 ) are spaced by a predetermined amount.

Device according to claim 2 or 3, characterized in that the turbulence bodies ( 6 ) are coiled guide vanes which are arranged around the central axis of the tube channel section ( 1 ) are arranged twisted and the one on the vanes ( 6 ) coaxial tube ( 5 ) are firmly and permanently attached and with the tube ( 5 ) a swirling insert ( 4 ), which within the first tube channel section ( 1 ) is arranged coaxially with the pipe channel.

Device according to claim 4, characterized in that the turbulence insert ( 4 ) is a profile section produced in the extrusion process.

Device according to claim 4, characterized in that the turbulence insert ( 4 ) is a plastic injection molded part.

Device according to claim 2 or 3, characterized in that the turbulence bodies ( 6 ) by radially inwardly pointing, coiled in the axial direction projections of the wall of the first tube channel portion ( 1 ) are formed, which have a predetermined length and pitch.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first flow cross-sectional area ( 8th ) in the first tube channel section ( 1 ) is greater than the flow cross-sectional area ( 9 ) of a third tube channel section ( 3 ), wherein the transition from the flow cross-sectional area ( 9 ) of the third tube channel section ( 3 ) in the flow cross-sectional area ( 8th ) of the first tube channel section ( 1 ) of the third tube channel section ( 3 ) associated end of the swirl body ( 6 ) is spaced by a predetermined amount.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first tube channel section ( 1 ) is formed by an expansion process from the pipe channel.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flow cross-sectional area ( 11 ) of the second tube channel section ( 2 ) by retracting the first tube channel section ( 1 ) with respect to the flow cross-sectional area ( 8th ) of the first tube channel section ( 1 ) is reduced.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the Verwirbelungseinsatz ( 4 ) by a press fit in the first tube channel section ( 1 ).