DE1245216B - Resonator-Schalldaempfer - Google Patents

Resonator-Schalldaempfer

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Publication number
DE1245216B
DE1245216B DES95279A DES0095279A DE1245216B DE 1245216 B DE1245216 B DE 1245216B DE S95279 A DES95279 A DE S95279A DE S0095279 A DES0095279 A DE S0095279A DE 1245216 B DE1245216 B DE 1245216B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
silencer according
pipe
outlet pipe
flow
Prior art date
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Pending
Application number
DES95279A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Dr Yian-Nian Chen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sulzer AG
Original Assignee
Sulzer AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Sulzer AG filed Critical Sulzer AG
Publication of DE1245216B publication Critical patent/DE1245216B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Description

  • Resonator-Schalldämpfer Die Erfindung betrifft einen Resonator-Schalldämpfer mit einem im eine Dämpfungskammer hineinragenden Eintrittsrohr und einem in der Verlängerung dessen Achse eingeordneten, ebenfalls in die Kammer ragenden Austrittsrohr, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß das Austrittsrohr an der Außenseite seines Eintrittsendes mit einer Einrichtung zur Absaugung der Grenzschicht der Gasströmung versehen ist.
  • Es sind Resonator-Schalldämpfer bekannt, bei welchen jeweils eine Kammer mit zwei in einer Achsrichtung verlaufenden Rohren versehen ist, von denen durch ein Rohr die Auspuffgase einer Kolbenbrennkraftmaschine oder z. B. die Druckgase eines Kolbenkompressors eingeführt und durch das andere wieder abgeleitet werden. Im Inneren der Kammer entsteht ein Schwingungszustand des darin enthaltenen Gases, welcher das Austreten von Schallwellen in die Ausgangsleitung schwächt und schalldämpfend wirkt. Durch besondere Maßnahmen, wie eine bestimmte Wahl oder Abstimmung der Längen von in das Gefäß hineinragenden Rohrteilen, kann auch ein Durchgang von Resonanzfrequenzen der Gassäule der Kammer verhindert werden.
  • Derartige Schalldämpfer funktionieren theoretisch einwandfrei, solange die durch sie führende Gasströmung gering ist. Bei größeren Geschwindigkeiten des Gases wird jedoch die Funktion der Schalldämpfer dieser Art unbefriedigend. Es entsteht nämlich durch die Gasströmung in der Dämpfungskammer eine starke Wirbelung des darin enthaltenen Gases, wodurch die Ausbildung von Schwingungszuständen und Schallfeldern, wie sie im Ruhestand entstehen, gestört wird.
  • Die Erfindung hat zum Ziel, diesen Nachteil der bekannten Schalldämpfer zu beseitigen oder wenigstens zu vermindern und einen Schalldämpfer zu schaffen, der auch bei größerem Gasdurchsatz seine Wirksamkeit behält.
  • Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers, F i g. 2 und 3 Längsschnitte abgeänderter Ausführungsformen in gegenüber der F i g. 1 verkleinertem Maßstab.
  • In F i g.1 ist eine Dämpfungskammer 1 mit einem Eintrittsrohr 2 und einem Austrittsrohr 3 versehen. Die Rohre 2 und 3 liegen in einer Achse. In an sich bekannter Weise mündet beispielsweise das Eingangsrohr in ungefähr einem Viertel der Länge der Dämpfungskammer - in Strömungsrichtung des Gases betrachtet - und der Anfang des Austrittsrohrs befindet sich ungefähr in der Mitte der Dämpfungskammer. Das Austrittsrohr 3 ist erfindungsgemäß mit einem düsenartig verengten und dann diffusorartig erweiterten Teil 4 versehen, dessen Eintrittsende von einem Ring 5 mit gewölbter Außenfläche umschlossen ist. Zwischen dem Ring 5 und dem Teil 4 des Rohrs befindet sich ein Hohlraum 6, der durch einen ringförmigen Spalt 7 mit dem übrigen Innenraum der Dämpfungskammer 1 verbunden ist. Öffnungen 8 verbinden den Hohlraum 6 mit dem Inneren des Teils 4 an dessen engstem Querschnitt. Der Ring 5 hat zusammen mit dem Eintrittsende des Rohrs 4 den Umriß eines Strömungskörpers. In axialer Richtung ist die Kammer durch Endwände 10, 11 begrenzt.
  • Bei einer Strömung des Gases, z. B. des Auspuffgases einer Kolbenbrennkraftmaschine in Pfeilrichtung in F i g. 1 entsteht anschließend an das Mündungsende des Eintrittsrohrs 2 eine Mischzone, die ungefähr durch die in F i g. 1 dargestellten konischen Flächen 12 und 13 begrenzt ist. In dieser Zone reißt das einströmende Gas das in der Dämpfungskammer 1 befindliche Gas mit (Pfeil 14). Der durch das Rohr 2 eintretende Strahl strömt dabei nicht vollständig durch das Rohr 3 ab. Ein Teil davon strömt an der äußeren Wand des Rings 5 vorbei in das hintere Ende der Kammer hinein. Er kehrt dann infolge der durch die Strömung 12 bedingten Saugwirkung längs der äußeren Kammerwand zurück, so daß sich theoretisch eine in F i g. 1 eingezeichnete Ringströmung 15, 16, 17,14 bildet.
  • Ohne besondere Vorkehrung an der Leitung 3, wie dies bei den bekannten Schalldämpfern der Fall ist, kann sich die Strömung 15 wegen des Vorhandenseins derGrenzschicht an derAußenfläche des Rohrs3 leicht ablösen und kehrt vorzeitig ihre Richtung um, wie die gestrichelte Linie 18 dies andeutet. Hinter der abgelösten Strömungslinie 18 bildet sich ein ausgedehntes Wirbelgebiet, welches das theoretisch homogene Schallfeld in der Kammer stark zerstreut. Dadurch wird die Möglichkeit einer klaren Randbedingung für das Schallfeld am hinteren Ende der Kammer verloren, was die Funktion des Schalldämpfers verschlechtert. Es kann sich nämlich nicht das zur theoretisch richtigen Funktion des Schalldämpfers erforderliche Schallfeld in der Dämpfungskammer ausbilden.
  • Beim erfindungsgemäßen Schalldämpfer wird die Grenzschicht, welche sich an der äußeren Oberfläche des Rings 5 bildet, durch die Öffnungen 7 und 8 infolge des Unterdrucks der Strömung im düsenförmigen Teil 4 abgesaugt. Dadurch wird die Gefahr der Ablösung der Strömung an dieser Oberfläche beseitigt oder mindestens verkleinert und damit die durch das Mischen des durch das Rohr 2 zuströmenden Gases mit dem Gasinhalt des Behälters gebildete Störungsquelle unschädlich gemacht. Das in der Kammer 1 befindliche Gas wird zwar weiter zirkulieren, jedoch ohne die Bildung bedeutender Turbulenzen, welche die Funktion des Schalldämpfers verschlechtern würden.
  • Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 2 und 3 wird die Funktion des erfindungsgemäßen Schalldämpfers insofern noch verbessert, als dort weitere mögliche Quellen der Entstehung von Turbulenzen ausgeschaltet werden. Bei der Umlenkung der im Inneren der Kammer 1 zirkulierenden Gasströmung entstehen in den Ecken der seitlichen Abschlußwände 10 und 11 tote Zonen mit stagnierendem Gas, an denen die Strömung vorbeizieht. Das kann ebenfalls die Ursache einer Entstehung von Wirbeln sein, welche die Funktion des erfindungsgemäßen Schalldämpfers verschlechtern können.
  • Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 hat die Dämpfungskammer 20 eine kugelige bis ovale äußere Form, deren Enden entweder nach den voll ausgezogenen Linien 21 oder den gestrichelten Linien 22 ausgebildet sein können. Durch diese Form, bei welcher die Kammer in der Mitte den größten Querschnitt aufweist, der sich zu beiden Enden hin verkleinert, wird eine Zurkulation des Gases in der Kammer erzielt, die minimalen Störungen durch Wirbel ausgesetzt ist. Es versteht sich, daß die in F i g. 2 dargestellte optimale Form auch durch eine Form nach der F i g. 3 mit abgeschrägten Kanten ersetzt werden kann. In diesem Fall wird eine Dämpfungskammer 30 aus mindestens einem zylindrischen Teil, konischen Teilen und ebenen Abschlußteilen ausgebildet, was in vielen Fällen eine einfachere Herstellung ermöglicht.
  • Das Rohr 4 kann mit dem Ring 5 aus einem Stück hergestellt sein, es ist'jedoch auch möglich, den Ring 5 als besonderen Teil auszubilden und mit denn Rohr 4, z. B. durch Schweißen oder mittels eines Gewindes, zu verbinden. Die Ausbildung dieser Teile mit dem Querschnitt eines Strömungskörpers gibt optimale Resultate. Es ist jedoch unter Umständen möglich, diesen Körper durch ändere ähnliche For# men, die z. B. aus Kreisbögen und geraden Strecken bestehen, zu ersetzen, wenn dies z. B. aus fabrikatorischen Gründen erstrebenswert ist. Auch ist im Prinzip eine andere als die in den Figuren dargestellte Absaugung der Grenzschicht, die das ins Dämpfungsgefäß hineinragende Ende des Austrittsrohrs umgibt, möglich. So kann z. B. der Innenraum 6 durch eine Rohrleitung mit einem außerhalb des Dämpfungsgefäßes befindlichen Raum verbunden werden, der einen Unterdruck gegenüber dem Innenraum des Dämpfüngsgefäßes aufweist. In diesem Fall kann selbstverständlich der düsenartig verengte und dann diffusorartig erweiterte Teil 4 mit den Bohrungen 8 entfallen und das Rohr 3 in seinem ganzen Verlauf zylindrisch sein.

Claims (6)

  1. Patentansprüche: 1. Resonator-Schalldämpfer mit einem in eine Dämpfungskammer hineinragenden Eintrittsrohr und einem in der Verlängerung dessen Achse eingeordneten, ebenfalls in die Kammer ragenden Austrittsrohr, dadurch gekennzeichnet,. daß das Austrittsrohr (3) an der Außenseite seines Eintrittsendes mit einer Einrichtung (4 bis 8) zur Absaugung der Grenzschicht der Gasströmung versehen ist.
  2. 2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Absaugung der Grenzschicht einen Ring (5) enthält, der das Rohrende unter Bildung eines in Strömungsrichtung zur Kammer hin offenen Ringraums (6) umhüllt.
  3. 3. Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsende des Aus= trittsrohrs düsenartig verengt und dann diffusorartig erweitert und der Ringraum (6) mit dem Inneren des Rohrs durch Öffnungen (8) verbunden ist.
  4. 4, Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß des Rings (5) die Form eines Strömungskörpers aufweist.
  5. 5. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer (20) eine in bekannter Weise gewölbte Form mit einem sich in Achsenrichtung von einem in der Mitte befindlichen größten Querschnitt nach beiden Enden hin verkleinernden Querschnitt aufweist.
  6. 6. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer (30) in bekannter Weise eine durch zylindrische und konische Teile gebildete, in Achsenrichtung sich vom größten Querschnitt nach beiden Enden hin verkleinernde Form aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 554 601, 580 923
DES95279A 1965-01-27 1965-02-01 Resonator-Schalldaempfer Pending DE1245216B (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1245216X 1965-01-27

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DE1245216B true DE1245216B (de) 1967-07-20

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ID=4564791

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DES95279A Pending DE1245216B (de) 1965-01-27 1965-02-01 Resonator-Schalldaempfer

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DE (1) DE1245216B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0168365A1 (de) * 1984-06-27 1986-01-15 Donaldson Company, Inc. Schalldämpfer
US6502978B2 (en) 1997-08-05 2003-01-07 Afros S.P.A. Apparatus for the production of polyurethane material with a cleaning member having a filler feeding channel and an inclined front surface

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE554601C (de) * 1932-07-09 Max Michael Schalldaempfer fuer Brennkraftmaschinen
DE580923C (de) * 1930-11-05 1933-07-19 Gabriel Becker Schalldaempfer fuer Brennkraftmaschinen durch akustische Filter

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