DE1173683B - Acoustic filter for fan ducts - Google Patents

Acoustic filter for fan ducts

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DE1173683B DEP20596A DEP0020596A DE1173683B DE 1173683 B DE1173683 B DE 1173683B DE P20596 A DEP20596 A DE P20596A DE P0020596 A DEP0020596 A DE P0020596A DE 1173683 B DE1173683 B DE 1173683B
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Pittsburgh Corning LLC
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    • E04B2001/848—Solid slabs or blocks with acoustical cavities, with or without acoustical filling the cavities opening onto the face of the element

Description

Akustisches Filter für Lüfterkanäle Die Erfindung betrifft ein akustisches Filter für Luftkanäle, bestehend aus einem diese ausfüllenden Körper, der einen diesen durchziehenden sinusartigen Durchgang aufweist. Dies ist eine der üblicherweise verwendeten Einrichtungen zum Dämpfen von Lärm. Die durch diese Auskleidung hervorgerufene Störschallverminderung zeigt die Tabelle. Frequenz Dämpfung in Phon pro 0,305 m Leitung Hertz 0,3 - 0,3-m-Leitung 0,61 - 0,61-m-Leitung 125 0,5 ( 0,3 250 1,5 0,8 500 2,5 I 1,5 1000 3,0 2,0 2000 3,0 2,0 Die allgemein erforderliche Mindestdämpfung ist 20 bis 30 Phon, und es gibt Fälle,. in denen 50 bis 60 Phon Dämpfung nötig sind. So ist es leicht einzusehen, daß sehr lange Stücke von ausgekleideten Leitungen notwendig sind, um die geforderte Schalldämpfung zu erhalten. Dies ist recht kostspielig. Außerdem können örtliche Verhältnisse längere Leitungsstücke nicht erlauben. Ein Beispiel dafür ist die Lärmübertragung durch Belüftungsleitungen zwischen benachbarten Büroräumen. Es ist ein Ziel der Erfindung, ein akustisches Filter zu schaffen, das ein freies Fließen von Luft durch die Leitung erlaubt, aber eine Lärmverminderung von 20 bis 60 Phon auf einer Gesamtlänge von 0,61 bis 3,05 m ergibt, wobei ein großer Teil dieser Dämpfung im Niederfrequenzbereich (50 bis 500 Hz) erfolgt.Acoustic filter for fan ducts The invention relates to an acoustic filter for air ducts, consisting of a body which fills the duct and has a sinusoidal passage running through it. This is one of the commonly used devices for attenuating noise. The table shows the noise reduction caused by this lining. Frequency attenuation in Phon per 0.305 m line Hertz 0.3 - 0.3 m line 0.61 - 0.61 m line 125 0.5 (0.3 250 1.5 0.8 500 2.5 I 1.5 1000 3.0 2.0 2000 3.0 2.0 The minimum attenuation generally required is 20 to 30 phon, and there are cases. in which 50 to 60 phon attenuation are required. So it is easy to see that very long pieces of lined pipes are necessary to obtain the required sound insulation. This is quite costly. In addition, local conditions cannot allow longer pipe lengths. An example of this is the transmission of noise through ventilation ducts between neighboring offices. It is an object of the invention to provide an acoustic filter which allows air to flow freely through the duct but gives a noise reduction of 20 to 60 phon over a total length of 0.61 to 3.05 m, a large part this damping takes place in the low frequency range (50 to 500 Hz).

Erfindungsgemäß besteht der Körper des sinusartigen Durchlasses aus offenzelligem Zellglas oder einem ähnlichen offenzelligen Material, in welches längliche Resonanzräume unterschiedlicher Dämpfung eingeschnitten sind.According to the invention, the body of the sinusoidal passage consists of open-cell cell glass or a similar open-cell material in which elongated Resonance chambers of different damping are cut.

Es ist bereits ein Filterkörper mit sinusförmigem Durchgang bekannt, bei dem der Filterkörper mit Glaswolle, Filz od. dgl. gefüllt ist, doch ergeben diese Füllungen nicht die erwünschte Dämpfung, da keinerlei Resonanzräume in diesen Filterkörper hineingreifen und den Schall ohne Umweg in ein Labyrinth von Zellen führen.A filter body with a sinusoidal passage is already known, in which the filter body with glass wool, felt or the like is filled, but result these fillings do not have the desired damping because there are no resonance spaces in them Reach into the filter body and direct the sound into a labyrinth of cells to lead.

Es ist ferner ein Schallschluckkörper bekannt, der zwar auch Resonanzhohlräume aufweist, bei dem diese aber nicht mit einem Labyrinth von schalldämpfenden Zellen verbunden sind.Furthermore, a sound absorbing body is known which, although it also has resonance cavities has, but not with a labyrinth of sound-absorbing cells are connected.

Im Gegensatz zu diesen Körpern erhält man mit Hilfe des akustischen Filters nach der Erfindung eine überraschend gute Dämpfung je Längeneinheit der Resonanzräume. Außerdem erreicht man mit ihm bei verhältnismäßig geringem Aufwand an Material und Kosten ein freies Fließen von Luft durch Leitungen, bei welchem eine Lärmverringerung von 20 bis 60 Phon auf einer Länge von etwa 0,6 bis 3,05 m erzielt wird.In contrast to these bodies, one obtains with the help of the acoustic Filters according to the invention surprisingly good attenuation per unit length of the Resonance spaces. You can also achieve it with relatively little effort in terms of material and cost, a free flow of air through ducts, in which a noise reduction of 20 to 60 phon over a length of about 0.6 to 3.05 m is achieved.

Ein wesentlicher Anteil der Dämpfung, erfolgt dabei im Niederfrequenzbereich, also etwa im Bereich von 50 bis 500 Hertz.A significant part of the damping takes place in the low frequency range, i.e. in the range from 50 to 500 Hertz.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. In der Zeichnung ist F i g. 1 ein schematischer Schnitt durch einen Lüfterkanal mit einem in die Luftleitung eingesetzten akustischen Filter, F i g. 2 der Grundriß eines Blocks von offenzelligem Zellglas, der entlang einer Sinuslinie in zwei Körper zerschnitten ist, F i g. 3 eine schaubildliche Darstellung des akustischen Filters, bei welchem die Deckplatte weggebrochen ist, und F i g. 4 ein waagerechter Längsschnitt nach Linie IV-IV in F i g. 3.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown. In the drawing, F i g. 1 is a schematic section through a Fan duct with an acoustic filter inserted into the air line, FIG. Figure 2 is the plan of a block of open-cell cell glass running along a sine line is cut into two bodies, FIG. 3 shows a diagrammatic representation of the acoustic Filter in which the cover plate has broken away, and FIG. 4 a horizontal one Longitudinal section along line IV-IV in F i g. 3.

In der Zeichnung ist ein Gebläse 2 mit einem Lüfterkanal 4 verbunden. Ein akustisches Filter 6 ist in die Leitung eingesetzt und mit ihr durch flexible Kupplungen 8 verbunden. Beim Durchfließen des Filters 6 strömt die Luft durch einen sinusförmigen Durchgang 10, der teilweise von den zwei Körpern 12 und 14 aus offenzelligem Zellglas gebildet wird. Offenzelliges Zellglas, aus dem die Körper 12 und 14 hergestellt sind, kann nach jedem geeigneten Verfahren hergestellt werden. Es soll besonders betont werden, daß die beiden Körper 12 und 14 aus offenzelligem Zellglas bestehen. Die Wichtigkeit dieser Tatsache wird deutlich, wenn man sich daran erinnert, daß die meisten starren Dämpfungsmaterialien von dem Schall in Schwingungen versetzt werden und daß diese Schwingungen leicht übertragen werden. Nun ist es nicht möglich, ein wirksames akustisches Filter von kurzer Länge aus irgendeinem starren Material anzufertigen, das den Schall nicht weiterleitet. Obwohl die Gründe nicht völlig erkennbar sind, leitet offenzelliges Zellglas den Schall nicht in wahrnehmbaren Ausmaß.In the drawing, a fan 2 is connected to a fan duct 4. An acoustic filter 6 is inserted into the line and connected to it by flexible couplings 8. When flowing through the filter 6, the air flows through a sinusoidal passage 10, which is partially formed by the two bodies 12 and 14 made of open-cell cell glass. Open cell cellulose from which bodies 12 and 14 are made can be made by any suitable method. It should be particularly emphasized that the two bodies 12 and 14 are made of open-cell cell glass. The importance of this fact becomes clear when it is remembered that most rigid damping materials are vibrated by sound and that these vibrations are easily transmitted. Now it is not possible to make an effective acoustic filter of short length from any rigid material that does not transmit sound. Although the reasons cannot be fully identified, open-cell cell glass does not conduct sound to any perceptible extent.

In F i g. 2 sind die beiden Körper 12 und 14 aus offenzelligem Zellglas geformt worden, in dem ein Block 16 des Materials längs der sinusartigen Linie 18 ausgeschnitten wurde. In den F i g. 3 und 4 ist jeder der Blöcke 12 und 14 aus offenzelligem Zellglas mit Vertiefungen 20 versehen, die sich in den Durchgang 10 hinein öffnen. Der Körper 12 weist Berge 12a und Täler 12b auf, und der Körper 14 weist Berge 14a und Täler 14b auf. Beide Körper 12 und 14 sind auf eine Grundplatte 22 gestellt und auf ihr zementiert; die Körper 12 und 14 sind so im Abstand voneinander angeordnet, daß sie zwischen sich den Durchgang 10 bilden. Es kann heißer Asphalt, Neopren-Zement oder jeder andere geeignete Zement verwendet werden, um die Körper 12 und 14 mit der Platte 22 zu verbinden. Dann wird eine Deckplatte 24 mit den Körpern 12 und 14 verbunden. Die Platten 22 und 24 bestehen aus offenzelligem Zellglas, sie können aber auch aus jedem arideren geeigneten Material hergestellt werden, das den gleichen Zellenaufbau wie Zellglas hat; es ist dabei nicht wichtig, daß das Material schallschluckende Eigenschaften hat.In Fig. 2, the two bodies 12 and 14 have been formed from open-cell cellulose glass, in which a block 16 of the material has been cut out along the sinusoidal line 18. In the F i g. 3 and 4, each of the blocks 12 and 14 made of open-cell cellulose glass is provided with depressions 20 which open into the passage 10. The body 12 comprises hills 12 and valleys 12b, and the body 14 has hills and valleys 14 a 14 b on. Both bodies 12 and 14 are placed on a base plate 22 and cemented on it; the bodies 12 and 14 are spaced from one another so that they form the passage 10 between them. Hot asphalt, neoprene cement, or any other suitable cement can be used to bond the bodies 12 and 14 to the panel 22 . A cover plate 24 is then connected to the bodies 12 and 14 . The plates 22 and 24 consist of open-cell cell glass, but they can also be made of any other suitable material that has the same cell structure as cell glass; it is not important that the material has sound-absorbing properties.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 wirken die Vertiefungen 20 als resonanzdämpfende Hohlräume zum Schallschlucken. Die Frequenz, auf die eine Vertiefung abgestimmt wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter der Tiefe des Loches, dem Durchmesser der Mündung des Loches, dem Abstand zwischen den Löchern, den akustischen Eigenschaften des Materials, in dem die Vertiefungen ausgebildet sind, und der Form der Vertiefungen, d. h., ob sie gerade oder verjüngt sind.In the embodiment according to FIG. 4, the depressions 20 act as resonance-damping cavities for sound absorption. The frequency to which a pit is tuned depends on several factors including the depth of the hole, the diameter of the mouth of the hole, the spacing between the holes, the acoustic properties of the material in which the pits are formed, and the Shape of the pits, that is, whether they are straight or tapered.

In den akustischen Filtern sind einige der Vertiefungen 20 in der Fläche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bergen auf andere Frequenzen abgestimmt als andere der Vertiefungen in dieser Fläche. Die Löcher 20 a, die in den dicken Teilen der Körper 12 und 14 liegen, d. h. den an die Berge 12 a und 14 a grenzenden Teilen, sind tiefer und haben einen größeren Mündungsdurchmesser als die restlichen Vertiefungen 20 b. So liegen bei der in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform vier Löcher 20 a angrenzend an jeden der Berge 12a, wobei diese Löcher 20a jeweils einen Mündungsdurchmesser von 7,94 mm haben, und ihre Längsachsen sind um 19,05 mm voneinander entfernt. Alle restlichen Vertiefungen 20b haben Mündungsdurchmesser von 6,35 mm und sind um je 12,7 mm voneinander entfernt. Die tiefen Löcher 20 a mit großem Durchmesser eignen sich am besten für niederfrequente Schallabsorption, und die kleineren flacheren Löcher 20 b eignen sich am besten für die mittleren Frequenzen. In der abgebildeten Ausführungsform sind alle Vertiefungen verjüngt, sie können aber, wenn gewünscht, auch gerade ausgeführt sein, oder es können einige von ihnen gerade und einige verjüngt sein. Die Höhe der Berge 12 a und 14 a über den Tälern 12 b bzw. 14 b beträgt wenigstens 76,2 mm, sie wird in F i g. 4 durch den Buchstaben h bezeichnet. In der bevorzugten Ausführungsform liegen die Berge 14 a des Körpers 14 und 12 a des Körpers 12 etwa auf einer Geraden L, die sich längs durch den Filter erstreckt, wie es aus den F i g. 1 und 3 ersichtlich ist. Es ist in jedem Falle wünschenswert, daß der seitliche Abstand zwischen der Geraden, welche die Berge des Körpers 12 miteinander verbindet, und der Geraden, welche die Berge des Körpers 14 miteinander verbindet, nicht größer als ein Fünftel der Höhe h der Berge über den Tälern ist.In the acoustic filters, some of the depressions 20 in the area between two successive mountains are tuned to different frequencies than others of the depressions in this area. The holes 20 a, which are in the thick parts of the body 12 and 14 , ie the parts bordering the mountains 12 a and 14 a, are deeper and have a larger mouth diameter than the remaining wells 20 b. Thus, in the case of FIG. 4 shown embodiment four holes 20 a adjacent to each of the hills 12, said holes 20a each having a orifice diameter of 7.94 mm have, and their longitudinal axes are to 19.05 mm apart. All of the remaining wells 20 b have a mouth diameter of 6.35 mm and are each 12.7 mm apart. The deep holes 20 a large diameter are best suited for low-frequency sound absorption, and the smaller shallower holes 20 b are best suited for the medium frequencies. In the embodiment shown, all of the depressions are tapered, but they can also be straight if desired, or some of them can be straight and some of them can be tapered. The height of the mountains 12 a and 14 a above the valleys 12 b and 14 b is at least 76.2 mm; it is shown in FIG. 4 denoted by the letter h. In the preferred embodiment, the mountains 14 a of the body 14 and 12 a of the body 12 lie approximately on a straight line L which extends longitudinally through the filter, as shown in FIGS. 1 and 3 can be seen. In any case, it is desirable that the lateral distance between the straight line connecting the mountains of the body 12 and the straight line connecting the mountains of the body 14 should not be greater than one fifth of the height h of the mountains above the valleys is.

In der abgebildeten Ausführungsform ist ein einziges akustisches Filter 6 in die Luftleitung 4 eingesetzt. Wo es jedoch nötig ist, die Luftdurchsatzkapazität darüber hinaus zu steigern, kann man eine Mehrzahl von parallel angeordneten akustischen Filtern verwenden und eine Mehrzahl von parallel angeordneten Durchlässen 10 vorsehen, die mit der Luftleitung verbunden sind.In the embodiment shown, a single acoustic filter 6 is inserted into the air line 4. However, where it is necessary to further increase the air flow capacity, a plurality of acoustic filters arranged in parallel can be used and a plurality of passages 10 arranged in parallel can be provided which are connected to the air duct.

Claims (6)

Patentansprüche: 1. Akustisches Filter für Luftkanäle, bestehend aus einem diese ausfüllenden Körper, der einen diesen durchziehenden sinusartigen Durchgang aufweist, in dessen Seitenwände Resonanzhohlräume eingebettet sind, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß der Körper des sinusartigen Durchganges (10) aus offenzelligem Zellglas oder einem ähnlichen offenzelligen Material besteht, in welchem längliche Resonanzräume (20) unterschiedlicher Dämpfung geformt sind. Claims: 1. Acoustic filter for air ducts consisting are embedded from a this filling body having a this by withdrawing sinusoidal passage in the side walls of the resonant cavities, dadurc hgekenn -zeichnet that the body of the sine-like passage (10) of open-cell cellular glass or a Similar open-cell material consists in which elongated resonance chambers (20) of different damping are formed. 2. Akustisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen des sinusartigen Durchgangs (10) in dem Körper (12 oder 14) annähernd auf einer einzigen Linie liegen, die sich in der Längsrichtung durch das ganze Filter hindurch erstreckt. 2. Acoustic filter according to claim 1, characterized in that the turns of the sinusoidal passage (10) in the body (12 or 14) lie approximately on a single line which extends in the longitudinal direction through the entire filter. 3. Akustisches Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand in der Querrichtung zwischen der Linie, welche die Berge (12a oder 14a) auf der einen Seite des sinusartigen Durchganges (10) von der Linie, welche die Berge (14a oder 12a) auf der anderen Seite des Durchgangs miteinander verbindet, nicht mehr als ein Fünftel des Abstandes der Berge von den Talsohlen (12 b, 14 b) in den Windungen des Durchgangs beträgt. 3. Acoustic filter according to claim 2, characterized in that the distance in the transverse direction between the line which the mountains (12a or 14a) on one side of the sinusoidal passage (10) from the line which the mountains (14 a or 12 a) connects with each other on the other side of the passage, is no more than a fifth of the distance between the mountains and the valley floors (12 b, 14 b) in the turns of the passage. 4. Akustisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzräume (20) in jeder Fläche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tälern auf unterschiedlichen Frequenzen abgestimmt sind. 4. Acoustic filter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the resonance chambers (20) are tuned to different frequencies in each area between two successive valleys. 5. Akustisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe und der Durchmesser bzw. der Ouerschnittsbereich eines jeden Resonanzraumes oder einer jeden Vertiefung (20) so bemessen sind, daß die Impedanz der Kombination aus diesen Hohlräumen und dem offenzelligen Zellglas, in welches die Hohlräume eingelassen sind, nach negativen Reaktanzwerten hin verschoben ist und sich dem optimalen Wert für die Schallabsorption in einem gewünschten Frequenzbereich nähert. 5. Acoustic filter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the depth and the diameter or the cross-sectional area of each resonance chamber or each recess (20) are dimensioned so that the impedance of the combination of these cavities and the open-cell Cell glass, in which the cavities are embedded, is shifted towards negative reactance values and approaches the optimal value for sound absorption in a desired frequency range. 6. Akustisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzhohlräume (20a) in der Nähe eines jeden Berges (12a und 14a) tiefer sind und einen größeren Durchmesser an der Mündung oder einen größeren Mündungsbereich haben als die übrigen Hohlräume oder Ausnehmungen (20 b). In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 759 554. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1064 247.6. Acoustic filter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the resonance cavities ( 20a) in the vicinity of each mountain (12a and 14a) are deeper and have a larger diameter at the mouth or a larger mouth area than the rest Cavities or recesses (20 b). Contemplated publications: USA. Patent No. 2 759 554. Contemplated older patents: German patent no. 1,064,247..
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2814717A1 (en) * 1977-04-08 1978-10-26 Fuetoeber Epueletgep Termekek SOUND ATTENUATION DEVICE, IN PARTICULAR TO ATTENUATE THE NOISE PROPAGATING IN AIR DUCTS

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US2759554A (en) * 1952-08-04 1956-08-21 Bolt Beranek & Newman Acoustic absorber

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