DE1240703B

DE1240703B - Silencer for flowing gases

Info

Publication number: DE1240703B
Application number: DE1960L0035759
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Karl Leistritz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-03-28
Filing date: 1960-03-28
Publication date: 1967-05-18

Description

Schalldämpfer für strömende Gase Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer für strömende Gase, insbesondere Abgase von Brennkraftmaschinen, wobei der Schalldämpfer mindestens einen Ringkanal aufweist, dessen Wand Gasdurchtrittsöffnungen besitzt.Muffler for flowing gases The invention relates to a Silencers for flowing gases, in particular exhaust gases from internal combustion engines, whereby the silencer has at least one annular channel, the wall of which has gas passage openings owns.

Ein derartiger Ringkanal wirkt innerhalb eines Schalldämpfers als Entspannungsraum, der von Nachbarräumen durch die Gasdurchtrittsöffnungen, also Drosselstellen, getrennt ist. Durch diese Anordnung erhält man die schalldämpfende Wirkung eines Helmholtzschen Resonators. Es werden hauptsächlich die hohen Frequenzen gedämpft, so daß die mittlere Frequenz des Gemisches von Schallwellen gesenkt wird.Such an annular channel acts as a muffler inside a muffler Relaxation space, that of neighboring rooms through the gas passage openings, that is Throttling points, is separated. This arrangement gives the sound-absorbing Effect of a Helmholtz resonator. It will mainly be the high frequencies attenuated so that the mean frequency of the mixture of sound waves is lowered.

Eine zusätzliche schalldämpfende Wirkung tritt durch Interferenzerscheinungen ein. Schallwellen, die durch eine bestimmte Gaseintrittsöffnung in den Ringkanal eingetreten sind, können diesen durch eine größere Anzahl verschiedener Durchtrittsöffnungen wieder verlassen. Die im Ringkanal zurückgelegten Wege sind unterschiedlich lang. Die sich außerhalb des Ringkanals wieder vereinigenden Schallwellen löschen sich daher teilweise aus.An additional sound-absorbing effect occurs through interference phenomena a. Sound waves that pass through a certain gas inlet opening into the ring channel have occurred, this can be done through a larger number of different passage openings leave again. The distances covered in the ring canal are of different lengths. The sound waves that reunite outside the ring canal are extinguished therefore partially off.

Durch die USA.-Patentschrift 2 839 151 wurde ein derartiger Schalldämpfer bekannt, bei dem der Ringkanal als Hohlzylinder ausgebildet ist und außen und innen von je einem zylindrischen Blechmantel begrenzt ist. Der äußere Mantel ist bis auf eine rohrartige Eintrittsöffnung geschlossen, und der innere weist Gasdurchtrittsöffnungen auf. Bei dieser Anordnung können die zylindrischen Blechwände verhältnismäßig leicht in Schwingungen versetzt werden, so daß die schalldämpfende Wirkung zum Teil dadurch zunichte gemacht wird, daß diese Blechwände Schwingungen abstrahlen.Such a muffler was disclosed in U.S. Patent 2,839,151 known, in which the annular channel is designed as a hollow cylinder and outside and inside is limited by a cylindrical sheet metal jacket. The outer coat is up on a tubular inlet opening is closed, and the inner one has gas passage openings on. With this arrangement, the cylindrical sheet metal walls can be relatively easy are set in vibrations, so that the sound-absorbing effect is partly thereby is destroyed that these sheet metal walls radiate vibrations.

Nach der USA.-Patentschrift 1087 468 ist ein Ringkanal vorgesehen, der innen von einer zylindrischen Wandung und außen von einer Kugelfläche begrenzt ist. Auch hier neigen beide Wandungen dazu, Schwingungen zu übertragen. Will man bei den beiden bekannten Schalldämpfern die Schwingungsabgabe vermindern, so muß man den Blechwandungen eine verhältnismäßig große Stärke geben, wodurch der Schalldämpfer teuer und schwer wird.According to the USA patent specification 1087 468, an annular channel is provided, bounded inside by a cylindrical wall and outside by a spherical surface is. Here, too, both walls tend to transmit vibrations. Do you want reduce the vibration output in the two known silencers, so must you give the sheet metal walls a relatively large thickness, whereby the muffler becomes expensive and heavy.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ringkanal der eingangs genannten Art besonders steif zu bauen. Man kann ihn dann aus verhältnismäßig dünnem Blech fertigen und erhält einen leichten Schalldämpfer.The object of the present invention is to provide an annular channel of the initially named type to build particularly stiff. You can then make it from relatively thin Manufacture sheet metal and receive a light silencer.

Die erfindungsgemäße Lösung liegt darin, daß die ; Wand den Ringkanalquerschnitt mit stetiger Krümmung rohrartig umschließt. Ein derartiges Ringrohr ist ein in sich außerordentlich steifes, festes Gebilde, das auch durch erhebliche Schallenergien nicht in nennenswerte Eigenschwingungen versetzt wird. Ein Ringrohr ist auch mit geringem technischem Aufwand herzustellen, so daß Schalldämpfer unter seiner Verwendung nicht nur leicht, sondern auch billig hergestellt werden können.The solution according to the invention is that the; Wall the ring channel cross-section encloses tube-like with constant curvature. Such an annular tube is an inherent one extraordinarily stiff, solid structure, also due to considerable sound energies is not caused to vibrate significantly. A ring tube is also included produce little technical effort, so that silencer under its use can be manufactured not only easily but also cheaply.

Aus der USA: Patentschrift 1087 468 ist es schon bekannt, den Ringkanal innerhalb eines Gehäuses anzuordnen und ihn mit seinem Außenumfang am Gehäusemantel anliegen zu lassen, so daß die Gasdurchtrittsöffnungen des Ringkanals in den Gehäuseinnenraum münden. In der gleichen Weise kann nun auch ein Ringkanal nach der vorliegenden Erfindung im Gehäuse angeordnet werden. Es ergibt sich dann eine wesentlich verbesserte Wirkung dadurch, daß der Ringkanal in sich steifer ist als die Kugelschalen nach der USA.-Patentschrift. Er steift daher den Gehäusemantel von innen aus, so daß dieser weniger zu Schwingungen neigt, als wenn er in weniger fester Weise durch Kugelschalen ausgesteift wird.From the USA: Patent specification 1087 468 it is already known, the ring channel to be arranged within a housing and it with its outer circumference on the housing jacket to be applied so that the gas passage openings of the annular channel into the housing interior flow out. In the same way, an annular channel according to the present invention can now also be used Invention can be arranged in the housing. A significantly improved result then results The effect is that the ring channel is inherently more rigid than the spherical shells of the USA patent. It therefore stiffens the casing from the inside so that this is less prone to vibrations than when it passes through in a less firm manner Spherical shells is stiffened.

Die Bezeichnung »Außenumfang« wird durch die Bezugszeichen 1 in F i g.1 und 2, die später benutzte Bezeichnung »Innenumfang« durch die Bezugszeichen 3 in F i g. 1 und 2 erläutert. Es sollen jedoch nicht nur streng geometrisch die Umfangslinien verstanden werden, die in eine gedachte Mittelebene 5 fallen würden, sondern auch ein Bereich beiderseits einer solchen Ebene, da z. B. der Gehäusemantel auch konisch sein könnte.The designation "outer circumference" is denoted by the reference number 1 in F i g.1 and 2, the designation "inner circumference" used later with the reference numerals 3 in FIG. 1 and 2 explained. However, it should not only be strictly geometrical Circumferential lines are understood that would fall in an imaginary center plane 5, but also an area on both sides of such a plane, since z. B. the housing jacket could also be conical.

Aus der USA.-Patentschrift 1087 468 ist es weiter bekannt, ein Gasführungsrohr durch die Mittelöffnung des Ringkanals, also dort durch Löcher in der Kugelschale, hindurchzuführen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Gasführungsrohr nun durch die Mittelöffnung wenigstens eines Ringkanals nach der Erfindung hindurchgeführt werden. Auf diese Weise dient im Gegensatz zu der USA: Patentschrift nicht das Gasführungsrohr selbst als innere Begrenzung des Ringkanals. Vielmehr begrenzt der Ringkanal sich auch in der Gegend seines Innenumfanges selbst. Das Gasführungsrohr kann schon aus diesem Grund sehr dünn ausgeführt werden. Darüber hinaus wird es durch den Innenumfang des Ringkanals noch von außen her versteift.From the USA. patent 1087 468 there is further known a gas guide tube through the central opening of the annular channel, so there placed through holes in the spherical shell. In a further embodiment of the invention, the gas guide tube can now be passed through the central opening of at least one annular channel according to the invention. In this way, in contrast to the USA: Patent specification, the gas guide tube itself does not serve as the inner boundary of the annular channel. Rather, the annular channel also limits itself in the area of its inner circumference. For this reason alone, the gas guide tube can be made very thin. In addition, it is stiffened from the outside by the inner circumference of the ring channel.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Innenraum des Ringkanals in Schallfortpflanzungsrichtung zwischen die Schallquelle und den Gehäuseinnenraum geschaltet werden. Hierdurch wird der Schall zunächst in dem sehr steifen Ringkanal gedämpft und trifft dann erst nach einer ersten Dämpfung auf die Innenwand des Gehäusemantels, die ihrer Ausbildung nach im allgemeinen weniger steif ist als der Ringkanal. Die Schallabstrahlung des Gehäusemantels wird also in zweifacher Weise verringert, nämlich erstens dadurch, daß der Mantel durch den Ringkanal ausgesteift wird, und zweitens dadurch, daß nur geschwächte Schallwellen auf den Mantel auftreffen können.In a further embodiment of the invention, the interior of the ring channel in the direction of sound propagation between the sound source and the interior of the housing be switched. As a result, the sound is initially in the very stiff ring channel damped and then hits the inner wall of the housing shell only after initial damping, which is generally less stiff than the annular channel according to its training. the Sound radiation of the housing jacket is thus reduced in two ways, namely firstly by the fact that the jacket is stiffened by the annular channel, and secondly in that only weakened sound waves can hit the mantle.

Nach der USA.-Patentschrift 1087 468 treten zwar die Abgase auch zunächst durch einen Ringkanal hindurch. Dieser läßt aber noch ein Stück des Gehäusemantels ungeschützt frei und besitzt außerdem eine zylindrische, also wenig steife Außenwand.According to the USA patent specification 1087 468, the exhaust gases also occur initially through an annular channel. But this still leaves a piece of the housing jacket unprotected free and also has a cylindrical, i.e. not very rigid outer wall.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert.Embodiments of the invention are described below with reference to the Drawing explained.

F i g.1 und 2 zeigen einen Ringkanal nach der Erfindung in Ansicht bzw. im Längsschnitt; F i g. 3 zeigt im Längsschnitt einen in einem Gehäusemantel angeordneten Ringkanal nach F i g.1 und 2; F i g. 4 zeigt im Längsschnitt zwei Ringkanäle nach der Erfindung in einem Gehäuse und mit einem mittigen Gasführungsrohr.F i g.1 and 2 show an annular channel according to the invention in view or in longitudinal section; F i g. 3 shows a longitudinal section in a housing jacket arranged ring channel according to F i g.1 and 2; F i g. 4 shows two ring channels in longitudinal section according to the invention in a housing and with a central gas guide tube.

Der Ringkanal 7 nach F i g. 1 und 2 besteht aus Blech und weist in seiner Wand die Gasdurchtrittsöffnungen 9 auf. Diese erstrecken sich im allgemeinen über die ganze Wandung des Ringkanals. Sie können aber auch nur in einem oder einigen Bereichen der Wand vorgesehen sein, z. B. nur einseitig von der gedachten Mittelebene 5. Der Ringkanal ist mit einem Gaseintrittsstutzen 11 versehen.The ring channel 7 according to FIG. 1 and 2 is made of sheet metal and has in the gas passage openings 9 on its wall. These generally extend over the entire wall of the ring channel. But you can also choose just one or a few Areas of the wall may be provided, e.g. B. only on one side of the imaginary center plane 5. The ring channel is provided with a gas inlet nozzle 11.

F i g. 3 zeigt die Anordnung eines derartigen Ringkanals innerhalb eines zylindrischen Mantels 13 eines Schalldämpfers. Der Außenumfang 1 des Ringkanals berührt die Innenwand des Mantels 13. F i g. 3 shows the arrangement of such an annular channel within a cylindrical casing 13 of a silencer. The outer circumference 1 of the annular channel touches the inner wall of the jacket 13.

Die schalltragenden Gase treten durch den Eintrittsstutzen 11 in den Ringkanal 7 ein und verlassen diesen durch die Öffnungen 9. Interferenzerscheinungen treten sowohl dadurch auf, daß die Schallwellen innerhalb des Ringkanals einen kürzeren oder längeren Weg zurücklegen, als auch dadurch, daß ein 'Feil der Schallwellen aus der in F i g. 3 linken Hälfte des Ringkanals, ein anderer Teil aber aus der rechten Hälfte austritt. Der links austretende Teil der Schallwellen wird an einer Stirnwand 15 des Gehäuses reflektiert und tritt dann durch die Mittelöffnung 17 des Ringkanals hindurch. Die sich rechts vom Ringkanal 7 im Innenraum des Mantels 13 wieder vereinigenden Schallwellen haben demnach unterschiedliche Wege zurückgelegt, so daß sie sich gegenseitig teilweise auslöschen.The sound-carrying gases pass through the inlet nozzle 11 into the Ring channel 7 and leave it through the openings 9. Interference phenomena occur both because the sound waves within the ring channel are shorter or cover a longer distance, as well as by the fact that a 'file of the sound waves from the in F i g. 3 left half of the ring canal, but another part from the right half exits. The part of the sound waves exiting on the left is transmitted to a End wall 15 of the housing reflects and then passes through the central opening 17 of the ring channel through. Which is to the right of the annular channel 7 in the interior of the jacket 13 reuniting sound waves have traveled different ways, so that they partially cancel each other out.

F i g. 4 zeigt die Anordnung von zwei Ringkanälen 7 innerhalb eines Mantels 13. Durch die Mittelöffnungen beider Ringkanäle führt das Gasführungsrohr 19 hindurch. Es trägt zwischen beiden Ringkanälen eine Eintrittsöffnung 21. Beide Ringkanäle sind mit je einem von außen durch den Mantel 13 hindurchführenden Eintrittsstutzen 11 und im übrigen nur an ihren gegeneinander gekehrten Hälften mit Gasdurchtrittsöffnungen innerhalb des Mantels 13 versehen. Die Gase treten durch die Stutzen 11 in die Ringkanäle ein, durch deren Wandungen in den Raum 23 zwischen beiden Ringkanälen, aus diesem durch die Öffnung 21 in das Gasführungsrohr 19 und verlassen dieses beiderseits der Ringkanäle, wo sich weitere schalldämpfende Vorrichtungen anschließen können.F i g. 4 shows the arrangement of two ring channels 7 within a jacket 13. The gas guide tube 19 leads through the central openings of both ring channels. It carries an inlet opening 21 between the two ring channels. Both ring channels are each provided with an inlet nozzle 11 passing through the jacket 13 from the outside and with gas passage openings within the jacket 13 only on their opposing halves. The gases enter the ring channels through the nozzle 11, through their walls into the space 23 between the two ring channels, from there through the opening 21 into the gas duct 19 and leave this on both sides of the ring channels, where further sound-absorbing devices can connect.

Bei den in F i g. 3 und 4 beschriebenen Anordnungen treten die schalltragenden Gasströme immer zuerst in einen Ringkanal ein und dann aus diesem in einen vom Mantel 13 umschlossenen Raum. Die Schallwellen treffen auf die Mantelwandung also erst in einem schon gedämpften Zustand auf.With the in F i g. In the arrangements described in FIGS. 3 and 4, the sound-bearing gas streams always first enter an annular channel and then out of this into a space enclosed by the jacket 13. The sound waves only hit the shell wall in an already damped state.

Claims

Claims: 1. Silencer for flowing gases, in particular Exhaust gases from internal combustion engines, with at least one annular channel, the wall of which has gas passage openings has, d a d u r c h g e - indicates that the wall has the ring channel cross-section encloses tube-like with constant curvature.

2. Silencer according to claim 1, characterized characterized in that in a manner known per se, at least one annular channel within a housing is arranged and with its outer circumference (1) on the housing jacket (13) is applied so that the gas passage openings (9) into the housing interior (18, 23) flow out.

3. A silencer according to claim 1 or 2, characterized in that a gas guide tube (19) through the central opening (17) at least of an annular channel (7) passes, which is known per se, and that the gas guide tube at the inner periphery (3) of the annular channel is applied.

4. Silencer according to claim 2 or 3, characterized in that the interior of the annular channel is connected in the direction of sound propagation between the sound source and the housing interior (18, 23). Documents considered: German Auslegeschrift No. 1010 785; USA. Patent Nos. 1067 200, 1087 468, 2 241729, 2774439, 2 839 151, 2 851,123th