DE1102371B

DE1102371B - Device to reduce the noise from forced ventilation systems in which a nozzle is used as a discharge opening

Info

Publication number: DE1102371B
Application number: DES46502A
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1955-10-28
Filing date: 1955-11-09
Publication date: 1961-03-16

Description

Einrichtung zur Zierminderung des Geräuschaustrittes aus Zwangsbelüftungsanlagen, bei denen als Ausblaseöffnung eine Düse dient Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verminderung des Geräuschaustrittes aus Zwangsbelüftungsanlagen, bei denen als Ausblaseöffnung eine Düse dient, deren Eintrittsebene annähernd parallel zu einer Wand der Zuführungsleitung verläuft.Device to reduce the noise emission from forced ventilation systems, in which a nozzle is used as a blow-out opening. The invention relates to a Device to reduce noise from forced ventilation systems, in which a nozzle serves as the exhaust opening, the entry plane of which is approximately parallel runs to a wall of the supply line.

Die bei einer Düse als Ausblaseöffnung auftretenden Geräusche haben im wesentlichen zwei Ursachen. Bei einer ungeeigneten Gestaltung der Düse entstehen infolge von Grenzschichtablösung und Wirbelbildung in dieser selbst Geräusche. Weiterhin werden durch die Leitung dort oder schon vorher entstandene Geräusche übertragen.The noises that occur when using a nozzle as a discharge opening essentially two causes. An unsuitable design of the nozzle occurs as a result of boundary layer separation and vortex formation in this itself noises. Farther noises generated there or previously are transmitted through the line.

Aus der Strömungslehre ist es bekannt, durch eine Düsenform mit sich in Strömungsrichtung verjüngendem Querschnitt Grenzschichtablösungen und Wirbelbildungen und damit die Entstehung von Geräuschen in der Düse selbst zu vermindern. Es hat sich nun aber experimentell ergeben, daß auch sich in Strömungsrichtung verengende Düsen erhebliche Unterschiede in der Erzeugung von Geräuschen aufweisen.It is known from fluid mechanics to have a nozzle shape Cross-section tapering in the direction of flow, boundary layer detachments and vortex formation and thus to reduce the generation of noises in the nozzle itself. It has but now it is found experimentally that also narrowing in the direction of flow Nozzles have significant differences in the way they produce noises.

Weiterhin hat man schon versucht, die aus der Leitung kommenden Geräusche dadurch zu dämpfen, daß man die Öffnungen mit porösen Stoffen, wie z. B. Filz, abgeschlossen hat. In vielen Fällen; wie z. B. in Zwangsbelüftungsanlagen, benötigt man aber gerade die Düsenwirkung, um genügend Sekundärluft zu fördern. Außerdem genügt die Abblendung der Mündung einer lärmerzeugenden Leitung mittels Dämmstoffen nicht, um den Geräuschaustritt in dem notwendigen Maße zu unterdrücken.Furthermore, one has already tried to avoid the noises coming from the line to attenuate by the fact that the openings with porous materials, such as. B. felt completed Has. In many cases; such as B. in forced ventilation systems, but you just need it the nozzle effect to deliver sufficient secondary air. In addition, the dimming is sufficient the mouth of a noise-generating pipe by means of insulating materials not to prevent the noise from escaping to suppress to the extent necessary.

Um eine wirkungsvolle Verminderung des Geräuschaustrittes zu erreichen, müssen beide Ursachen des Lärmes in der Düse möglichst weitgehend unterdrückt werden. Deshalb besteht die Erfindung darin, daß der Querschnitt der Düse in Strömungsrichtung gemäß einer Funktionskurve mit stetiger Krümmung, vorzugsweise einer Exponentialkurve, abnimmt und die Düse so tief in die Leitung hineinragt, daß sie zusammen mit der ihrer Eintrittsebene benachbarten Leitungswand für das aus der Leitung kommende Geräusch eine den Schall am Austreten durch die Düse verhindernde Reflexionswirkung (Reflexionsdämpfung) ausübt.To achieve an effective reduction in noise, Both causes of the noise in the nozzle must be suppressed as far as possible. Therefore, the invention consists in that the cross section of the nozzle in the direction of flow according to a function curve with continuous curvature, preferably an exponential curve, decreases and the nozzle protrudes so deep into the line that it is together with the the pipe wall adjacent to its entry level for the pipe coming out of the pipe Noise a reflection effect preventing the sound from exiting through the nozzle (Reflection loss).

Besonders gut eignet sich eine Düse, deren Querschnittsabnahme nach ,der Exponentialgleichung y=a - e6 * x erfolgt; ebenso kommen aber auch andere Funktionskurven mit stetiger Krümmung, z. B. der Ast einer beliebigen Parabel nach der Gleichung y=a # x2 in Betracht.A nozzle whose cross-section is reduced according to the exponential equation y = a - e6 * x is particularly suitable; but also other function curves with constant curvature, z. B. consider the branch of any parabola according to the equation y = a # x2 .

Von besonderer Wichtigkeit sind hierbei diejenigen Funktionen, bei denen die relative Zunahme der Querschnitte mit der Entfernung von der Düsenöffnung abnimmt, z. B. gemäß der Formel y=a e6 . x(' -'x), denn die Gefahr einer Grenzschichtablösung wird bei Zunahme der Strömungsbeschleunigung geringer.Of particular importance here are those functions at which is the relative increase in cross-sections with distance from the nozzle opening decreases, e.g. B. according to the formula y = a e6. x ('-'x), because there is a risk of boundary layer separation becomes smaller as the flow acceleration increases.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß in einem Austrittsorgan mit einer Querschnittsabnahme nach einer stetig gekrümmten Kurve wegen der gleichförmigen Beschleunigung des hindurchtretenden Mediums die Entstehung hörbarer Schallwellen zufolge der Erregung akustischer Resonatoren im Bereich der erforderlichen Betriebsdrücke nicht mehr möglich ist. Dagegen haben die erwähnten Versuche gezeigt, daß Düsen, die zwar in Strömungsrichtung eine stetige Ouerschnittsv erminderung aufweisen, wenn diese nicht nach einer Kurve mit stetiger Krümmung verläuft, relativ leicht zu erregen sind.It has been shown that in an outlet organ with a Cross-sectional decrease after a steadily curved curve because of the uniform Acceleration of the medium passing through the formation of audible sound waves due to the excitation of acoustic resonators in the range of the required operating pressures is no longer possible. In contrast, the experiments mentioned have shown that nozzles, which have a steady reduction in cross-section in the direction of flow, if this does not follow a curve with a constant curvature, relatively easy are to be excited.

Eine Düse nach der Erfindung stellt nämlich zum Beispiel im Gegensatz zu einem geradlinigen Kegel mit kleinem Öffnungswinkel keinen Resonator mehr dar, da sie sowohl am Einlauf wie am Auslauf verschiedene akustische Widerstände aufweist und als Körper mit hoher Reflexionsdämpfung an den Enden daher schwer zu erregen ist.Namely, for example, a nozzle according to the invention is in contrast a rectilinear cone with a small opening angle no longer represents a resonator, because it has different acoustic resistances at both the inlet and the outlet and therefore difficult to excite as a body with high reflection attenuation at the ends is.

Diese Wirkung allein würde jedoch noch nicht zum gewünschten Erfolg führen. Es kommt für einen geräuschlosen Betrieb der Einrichtung vielmehr auch noch - wie bereits erwähnt - auf eine wirksame Dämpfung der durch die Leitung übertragenen Geräusche an. Deshalb ragt die Düse so weit in die Leitung hinein, daß der Raum zwischen ihrer Eintrittsöffnung und der gegenüberliegenden Wand eine schallreflektierende Wirkung ausübt. Durch diese Reflexionsdämpfung werden die aus der Leitung kommenden Geräusche weitgehend wieder in diese zurückgeworfen. Von der überraschenden Wirkung einer nach dem Erfindungsgedanken ausgeführten Düse kann man sich durch Vergleichsmessungen, z. B. mit kegelförmigen Austrittsdüsen, deren Begrenzung eine Gerade als Erzeugende hat, überzeugen. Es zeigt sich hierbei ein Unterschied in der absoluten Höhe der Geräuschpegel von 4 : 1 bis 7 : 1 und innerhalb der Frequenzskala eine Spezialverteilung, wobei ungeeignete Düsen fast den gesamten Bereich der Sprachfrequenz ausfüllen, weshalb die erzeugten Geräusche besonders störend wirken, während von Düsen nach der Erfindung erzeugte Geräusche weitgehend im höheren, subjektiv nicht so störend wirkenden und weniger laut empfundenen Frequenzbereich liegen.However, this effect alone would not be the desired success to lead. Rather, it also makes for a silent operation of the facility - as already mentioned - on an effective attenuation of the transmitted through the line Noises. Therefore the nozzle protrudes so far into the line that the space between their inlet opening and the opposite wall has a sound-reflecting effect. Due to this reflection loss the noises coming from the line are largely thrown back into it. About the surprising effect of a nozzle designed according to the concept of the invention one can look through comparative measurements, e.g. B. with conical outlet nozzles, whose delimitation has a straight line as generator, convince. It shows here a difference in the absolute amount of noise levels from 4: 1 to 7: 1 and a special distribution within the frequency scale, with unsuitable nozzles almost fill the entire range of the speech frequency, which is why the noises generated have a particularly annoying effect, while noises generated by nozzles according to the invention largely in the higher, subjectively less disturbing and less noisy Frequency range.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in vereinfachter Form dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Austrittsorgan in Form einer reinen Exponentialdüse 1 - deren Querschnittsabnahme in Strömungsrichtung dann natürlich ebenfalls nach einer Exponentialfunktion erfolgt-, welche in eine das kompressible Medium führende Leitung 2 hineinragt. Die Begrenzung des Strömungskanals dieser Düse wird von der Wand 3 gebildet und weist eine stetig verlaufende Kurve nach der ExponentialfUnktion y=a. eb ' x auf, wobei die Strömungsquerschnitte der Düse 1 vom Einlaufquerschnitt 4 bis zur Mündung 5 ständig abnehmen. Dabei ist der Abstand zwischen dem Einlaufquerschnitt 4 und der annähernd parallel dazu verlaufenden Wand 6 so gewählt, daß der Raum zwischen beiden für den überwiegenden Teil der aus -der Leitung kommenden Geräusche eine den Schall am Austreten durch die Düse verhindernde Reflexionswirkung ausübt. Fig..2 zeigt eine Einrichtung, bei der mehrere Aus -trittsdüsen 1 in einer gemeinsamen Leitung 2 angeordnet sind, welche mit ihren Einlaufquerschnitten 4 wieder so weit in die Leitung 2 hineinragen, daß dadurch zusammen mit der Wand 6 eine Reflexionsdämpfung erreicht wird:Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown in simplified form. Fig. 1 shows an outlet member in the form of a pure exponential nozzle 1 - the decrease in cross-section in the direction of flow then of course also takes place according to an exponential function, which is converted into a compressible Medium-carrying line 2 protrudes. The limitation of the flow channel of this The nozzle is formed by the wall 3 and has a steadily extending curve according to the Exponential function y = a. eb 'x, the flow cross-sections of the nozzle 1 continuously decrease from the inlet cross section 4 to the mouth 5. Where is the distance between the inlet cross-section 4 and the wall running approximately parallel to it 6 chosen so that the space between the two for the majority of the out-of-the Noise coming in conduction prevents the sound from exiting through the nozzle Has a reflective effect. Fig..2 shows a device in which several outlet nozzles 1 are arranged in a common line 2, which with their inlet cross-sections 4 again protrude so far into the line 2 that this together with the wall 6 reflection attenuation is achieved:

Claims

PATENT CLAIM: Device for reducing noise emissions from forced ventilation systems in which a nozzle is used as a discharge opening, whose The entry plane runs approximately parallel to a wall of the supply line, characterized in that the cross section of the nozzle in the direction of flow according to a function curve with constant curvature, preferably an exponential curve, decreases and .the nozzle protrudes so deep into the line that it together .with the the pipe wall adjacent to its entry level for the pipe coming out of the pipe Noise a reflection effect preventing the sound from exiting through the nozzle (Reflection loss). Publications considered: German Patent Specifications Nos. 590879, 697816; German patent applications M 16050 X / 36d (published on 29. October 1953), V 3441 VII / 8b (published on May 21, 1952); Austrian patent specification No. 109 881; U.S. Patent No.

2,644,389; Sch 1 i c h t i n g, "Boundary Layer Theory", Verlag Braun, Karlsruhe, 1951, pp. 28 to 30; Prandtl, "Guide to Fluid Mechanics", Vieweg publishing house, Braunschweig,

3rd edition, 1942, p. 223; Magazine "Heating and Ventilation", 1944, p. 11.