DE1289766B

DE1289766B - Low pressure gas siren

Info

Publication number: DE1289766B
Application number: DE1966P0040122
Authority: DE
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1966-08-04
Filing date: 1966-08-04
Publication date: 1969-02-20

Description

Es ist bekannt, Schall durch periodische Unterbrechung eines Luft- bzw. Gasstromes, z. B. mittels rotierender Lochscheiben, zu erzeugen. Der damit zustande kommende Schallwechseldruck liegt im allgemeinen unter 0,1 at. Unter sonst gleichen Bedingungen nimmt die Lautstärke einer Sirene zwar mit steigendem Betriebsdruck zu, ihr energetischer Wirkungsgrad dagegen ab. Der »freie«, d. h. verfügbare Energieinhalt eines Gases nimmt bei gegebener Masse proportional mit der absoluten Temperatur, aber nur mit der Wurzel aus dem Druckverhältnis zu. Verdopplung der Kelvin-Temperatur ergibt unter diesen Umständen Verdopplung der Leistung, während Verdopplung des Druckverhältnisses nur das 1/2 = 1,41 fache der Leistung bringt.It is known to reduce sound by periodically interrupting an air or gas flow, e.g. B. by means of rotating perforated disks to generate. The resulting alternating sound pressure is generally below 0.1 at. All other things being equal, the volume of a siren increases with increasing operating pressure, but its energetic efficiency decreases. The "free", ie available energy content of a gas increases proportionally with the absolute temperature for a given mass, but only with the square root of the pressure ratio. Under these circumstances, doubling the Kelvin temperature results in a doubling of the output, while doubling the pressure ratio only brings about 1/2 = 1.41 times the output.

Um im Sinne der vorstehenden Erkenntnisse die bisherigen Hochleistungssirenen, bei denen ein Hochdruckluftstrom durch einen rotierenden Modulator periodisch unterbrochen wird, zu vereinfachen und zu verbilligen, sieht die Erfindung eine Niederdruckgassirene vor, bei der aus einem Gaserzeuger unter niederem Druck, aber bei hoher Temperatur austretendes Gas als Schallträger dient und durch einen elektromotorisch angetriebenen Unterbrecher moduliert wird.In order to use the previous high-performance sirens, where a high pressure air flow is periodically interrupted by a rotating modulator is to simplify and cheaper, the invention provides a low pressure gas siren before, when from a gas generator under low pressure but at high temperature escaping gas serves as a sound carrier and is driven by an electric motor Interrupter is modulated.

Diese Niederdruckgassirene ist dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß der elektrisch angetriebene Modulator und der Schallstrahler unmittelbar mit dem Auspuff eines in Leerlauf arbeitenden Gasturbinentriebwerks verbunden sind.This low pressure gas siren is characterized in that according to the invention the electrically driven modulator and the sound emitter directly with the Exhaust of an idling gas turbine engine are connected.

Hierbei wird die Gasturbine in Form eines handelsüblichen Gasturbinentriebwerks verwendet, das außer der eigentlichen Turbine auch die Verbrennungskammer, den Verdichter für die Verbrenriüngsluft, die Kraftstoffpumpe und die Anlasserlichtmaschine umfaßt. Dieses Triebwerk hat in dem hier vorgesehenen Anwendungsfall im wesentlichen die Aufgabe, das Arbeitsgas für die Sirene zu liefern, während die Turbinenwelle nach außen keine Leistung abgibt.Here, the gas turbine is in the form of a commercially available gas turbine engine used, which in addition to the actual turbine also includes the combustion chamber, the compressor for the combustion air, the fuel pump and the starter alternator. In the application provided here, this engine essentially has the Task of delivering the working gas for the siren while the turbine shaft is following does not deliver any performance outside.

Das Anlassen der -Turbine erfolgt durch einen Anlassermotor,-der, aus einer Batterie, vorzugsweise von Nickel-Kadmium-Sammlern, gespeist wird. Der Modulatormotor wird aus gleicher Quelle versorgt. Statt dessen oder zusätzlich kann hierfür auch die Stromabgabe der Anlasserlichtmaschine ausgenutzt werden.The turbine is started by a starter motor, the from a battery, preferably from nickel-cadmium collectors, is fed. Of the Modulator motor is supplied from the same source. Instead, or in addition, can the current output of the starter generator can also be used for this purpose.

Auf diese Weise ist eine Sirene geschaffen, die mit einem unter Niederdruck (z. B. 1,6 ata) ausströmenden heißen Arbeitsgas (von z. B. 750° K) großer Menge bzw. Masse bei gutem Wirkungsgrad eine hohe Schalleistung erzeugt, die durch Steuerung des elektrischen Modulatorantriebs mit der gewünschten Kennung abgestrahlt werden kann.In this way a siren is created that operates with a low pressure (e.g. 1.6 ata) hot working gas flowing out (e.g. 750 ° K) in large quantities or mass with good efficiency generates a high sound power, which is controlled by the control of the electric modulator drive can be emitted with the desired identifier can.

Es ist bekannt, mit den Auspuffgasen eines Verbrennungsmotors eine - Signalhupe zu- - betreiben. Doch sind diese Auspuffgase bereits moduliert und daher ungeeignet für den Betrieb einer Gassirene, die den Schall unmoduliert oder mit einer vorgeschriebenen Modulation abstrahlen soll. Den hierfür erforderlichen konstanten Gasstrom stellt dagegen die Gasturbine im Falle der Erfindung zur Verfügung.It is known to use the exhaust gases of an internal combustion engine - operate signal horn. But these exhaust gases are already modulated and therefore unsuitable for the operation of a gas siren that does not modulate the sound or should emit with a prescribed modulation. The necessary In contrast, the gas turbine in the case of the invention provides a constant gas flow.

Mit Preßluft oder Preßgas betriebene Sirenen bedürfen der Auswechselung von Druckflaschen, die in einer Druckstation aufgefüllt werden, sofern nicht jeder Sirene ein Verdichter mit Antrieb zugeordnet werden soll. Die Gaserzeugung durch eine Turbine im Sinne der Erfindung hat demgegenüber den Vorteil, daß das Gas mit hoher Temperatur vorliegt und damit den Wirkungsgrad der Schallabstrahlung zu steigern und eine hohe Schalleistung zu erzeugen gestattet, da letztere proportional mit der absoluten Temperatur des zu modulierenden Gasstromes zunimmt. Dieser Vorteil liegt bei Auspuffhupen ebenfalls nicht vor.Sirens operated with compressed air or compressed gas must be replaced of pressure bottles that are refilled in a pressure station, if not everyone Siren a compressor with drive is to be assigned. The gas generation by a turbine within the meaning of the invention has the advantage that the gas with high temperature is present and thus to increase the efficiency of the sound radiation and to generate a high sound power, since the latter is proportional to the absolute temperature of the gas flow to be modulated increases. This advantage is also not available with exhaust horns.

Der erfindungsgemäße Aufbau der Sirene hat ferner den Vorteil, daß der Modulator mit Antriebsmotor, der Schallstrahler und der Gaserzeuger eine bauliche Einheit bilden und der Verdichter und der Speicherbehälter der bisherigen Hochdruckluftsirenen entfallen. Zubehör ist im wesentlichen noch ein Kraftstofftank, das Steuergerät und die Sammlerbatterie.The inventive construction of the siren also has the advantage that the modulator with drive motor, the sound emitter and the gas generator are a structural one Form a unit and the compressor and the storage tank of the previous high-pressure air sirens omitted. The main accessory is a fuel tank, the control unit and the collector battery.

Soll die Schallabstrahlung vom Kopf eines Mastes, z. B. eines Rohrmastes, erfolgen, dann ist die vorerwähnte bauliche Einheit auf dem oberen Ende des Mastes angeordnet, während das Steuergerät, die Batterie und der Haupttank am Fuß des Mastes untergebracht sind. Für diesen Fall sieht die Erfindung vor, daß der Mast an seinem Fußende schwenkbar und feststellbar ausgebildet ist, derart, daß er bequem aufzurichten ist und im Bedarfsfall auch vorübergehend umgelegt werden kann, um so auf einfache Weise an den Schallkopf heranzukommen. Der Unterbau für das Schwenklager nimmt dann in geeigneter Weise das vorerwähnte Zubehör auf.Should the sound radiation from the head of a mast, e.g. B. a tubular mast, take place, then the aforementioned structural unit is on the upper end of the mast arranged while the control unit, the battery and the main tank at the foot of the mast are housed. In this case, the invention provides that the mast on his The foot end is designed to be pivotable and lockable so that it can be set up comfortably and can also be transferred temporarily if necessary, in order to make it easy Way to get to the transducer. The substructure for the pivot bearing then takes appropriately the aforementioned accessories.

Für das Schwenken des Mastes kann der-'Unterbau des Schwenklagers mit- einer Vorrichtung ausgerüstet sein, die irgendeine bekannte und geeignete Form besitzen kann. Statt dessen kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung diese Vorrichtung als mobiles Gerät ausgebildet sein, das nur im Gebrauchsfall an den Mastfuß angesetzt wird und so für eine ganze Sirenenserie nur einmal vorhanden zu sein braucht.The base of the swivel bearing can be used to swivel the mast be equipped with a device which is of any known and suitable form can own. Instead, according to a further feature of the invention, this Device be designed as a mobile device that is only in use to the Mast foot is attached and so only available once for an entire series of sirens needs to be.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt F i g. 1 ein Wirkschema einer Sirene nach der Erfindung und F i g. 2 eine bauliche Ausführungsform derselben. Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist der aus dem Strahler 1 und dem Modulator 2 mit elektrischem Antriebsmotor 3 bestehende Schallerzeuger mit dem Auspuff einer Gasturbine 4 verbunden. Die Turbine ist ein Bestandteil eines hier als Gaserzeuger für das Arbeitsgas dienenden Gasturbinentriebwerks, das außerdem die Brennkammer 5, den Verdichter 6, die Kraftstoffpumpe 7 und die Anlasserlichtmaschine 8 umfaßt.In the drawing, the invention is illustrated, for example, namely, FIG. 1 shows an operating diagram of a siren according to the invention and FIG. 2 shows a structural embodiment of the same. As shown in FIG. 1 is the consisting of the radiator 1 and the modulator 2 with an electric drive motor 3 Sound generator connected to the exhaust of a gas turbine 4. The turbine is a Part of a gas turbine engine serving here as a gas generator for the working gas, that also the combustion chamber 5, the compressor 6, the fuel pump 7 and the Starter alternator 8 includes.

- Vom Luftverdichter führt eine Preßluftleitung zum Kraftstofftank 9, um aus diesem Kraftstoff in einen Zwischenbehälter 10 im Mastkopf zu drücken, aus dem die Kraftstoffpumpe 7 den Kraftstoff für den Gaserzeuger ansaugt.- A compressed air line leads from the air compressor to the fuel tank 9, in order to press fuel from this into an intermediate container 10 in the mast head, from which the fuel pump 7 draws in the fuel for the gas generator.

Die Speisung des-Motors 3 erfolgt über das Steuergerät 11 aus der Batterie 12, an- die zum Starten und Laden die Anlasserlichtmaschine 8 über das Steuergerät 11 angeschlossen wird. Außerdem kann das Laden der Batterie aus einer Netzanschlußleitung 11 a über Gleichrichter erfolgen. Von der Antriebswelle des Gaserzeugers kann ein weiterer Generator 13 angetrieben werden, der die Batterie in kurzer Zeit auflädt. Der Fernsteuerung und -Überwachung der Sirene dient die Steuerleitung 11 b.The motor 3 is fed via the control unit 11 from the Battery 12, which is used to start and charge the starter alternator 8 via the Control unit 11 is connected. You can also charge the battery from a Mains connection line 11 a take place via rectifier. From the drive shaft of the Gas generator, another generator 13 can be driven, which the battery charges in a short time. The siren is used for remote control and monitoring Control line 11 b.

Eine bauliche Anordnung der Sirene in Mastausführung ist aus F i g. 2 zu ersehen, in der die einzelnen Teile mit denselben Zahlen wie in F i g. 1 bezeichnet sind. Auf dem nach oben offenen Auspuffstutzen 4 a der Turbine 4 eines Gasturbinentriebwerks ist der Eintrittsstutzen des Schallstrahlers 1 befestigt. Dieser hat als Rundumstrahler die Form eines Ringtrichters, in dessen Mitte der Modulator 2 angeordnet ist, dessen Rotor und Stator als Lochzylinder ausgebildet sind. Der elektrische Antriebsmotor 3 für den Rotor sitzt unmittelbar darüber unter einer besonderen Haube 3 a.A structural arrangement of the siren in a mast design is shown in FIG. 2, in which the individual parts with the same numbers as in F i g. 1 referred to are. On the exhaust port 4 a of the turbine 4, which is open at the top The inlet connection of the sound emitter 1 is attached to a gas turbine engine. As an all-round radiator, this has the shape of a ring funnel, in the middle of which the Modulator 2 is arranged, the rotor and stator of which are designed as perforated cylinders are. The electric drive motor 3 for the rotor sits directly above it a special hood 3 a.

An der Unterseite der Turbine befinden sich unter einer Glocke 13, die vor allem die Luftansaugöffnung gegen Schlagregen und Fremdkörper schützt, die übrigen Bestandteile des Gasturbinentriebwerks. Dieses ist auf einem Rohrmast 14 befestigt, in dem am oberen Ende ein Zwischenbehälter 10 für den Kraftstoff untergebracht ist.On the underside of the turbine are located under a bell 13, which above all protects the air intake opening against driving rain and foreign bodies, which remaining components of the gas turbine engine. This is on a tubular mast 14 attached, in which an intermediate container 10 for the fuel is housed at the upper end is.

Das Fußende des Mastes ist zwischen zwei Wangen 15 gehalten, und zwar mittels eines Drehlagers 16 und einer Verriegelung 17. Die Wangen haben Kastenform und dienen zugleich der Aufnahme des Zubehörs, nämlich des Kraftstofftanks 9 und des Steuergeräts 11 mit der Batterie 12. Um den Mast nach Lösen der Verriegelung 17 schwenken zu können, kann an dem Mast oder dessen Schwenkachse ein von Hand oder mechanisch zu betätigendes Hilfsgerät angesetzt werden. Dieses kann ein Druckzugzylinder, ein Windwerk od. dgl. sein.The foot end of the mast is held between two cheeks 15, namely by means of a pivot bearing 16 and a lock 17. The cheeks are box-shaped and also serve to accommodate the accessories, namely the fuel tank 9 and of the control unit 11 with the battery 12. To the mast after releasing the lock 17 to be able to pivot, can on the mast or its pivot axis by hand or mechanically operated auxiliary device can be attached. This can be a pressure pull cylinder, a winch or the like.

Bei Verwendung eines mobilen Windwerks sind die Schwenkachse und das fahrbare Gerät mit Löcher bzw. Zapfen aufweisenden Kupplungsscheiben versehen, die miteinander in Eingriff zu bringen sind. Die Kupplungsscheibe des Gerätes wird von einem Antriebsmotor verhältnismäßig kleiner Leistung über ein Getriebe in langsame Drehung versetzt. Zur Aufnahme des Drehmoments wird das Gerät mit der betreffenden Wange durch zwei Zapfen in Eingriff gebracht.When using a mobile winch, the swivel axis and the mobile device provided with holes or pegs having clutch disks, the are to be brought into engagement with each other. The clutch disc of the device is from a drive motor of relatively small power via a gear in slow Offset. To absorb the torque, the device is connected to the relevant Cheek engaged by two tenons.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine tragbare hydraulische Schwenkvorrichtung 18 vorgesehen, die durch Bolzen 19, 20 gelenkig mit dem Mastfuß bzw. dem Fundament verbunden wird und deren Zylinder mittels einer angesetzten Handpumpe 21 beaufschlagt werden kann, um den Mast aus seiner aufrechten Stellung 14 in seine waagerechte Lage 7.4' zu schwenken, und umgekehrt.In the illustrated embodiment is a portable hydraulic Pivoting device 18 is provided, which is articulated to the mast base by bolts 19, 20 or the foundation is connected and its cylinder by means of an attached hand pump 21 can be urged to the mast from its upright position 14 in its horizontal position 7.4 'to pivot, and vice versa.

Claims

Claims: 1. Low-pressure gas siren, which comes from a gas generator escaping gas is modulated by a rotating interrupter and a sound emitter is supplied, characterized in that the electrically driven modulator (2) and the sound emitter (1) directly to the exhaust of an idling Gas turbine engine (4) are connected.

2. Siren according to claim 1, characterized in that that the starter alternator (8) of the gas turbine engine (4) with one as a power source for the starter provided collector battery (12) is connected and in the generation of sound additionally or exclusively as a power source for the drive motor (3) of the modulator (2) serves.

3. Siren according to claim 1 and 2, characterized in that of the Shaft of the air compressor of the gas turbine engine (4) another power generator is driven.

4. Siren according to claim 1, characterized in that the gas generator forms a structural unit with the sound generator and the exhaust port of the gas generator is attached to the inlet port of the sound generator.

5. Siren according to claim 4, characterized in that the structural unit on a mast and the accessories, like the fuel tank and the battery with the control unit, arranged at the base of the mast is.

6. Siren according to claim 5, characterized in that in the upper end of the mast an intermediate fuel tank is arranged, which is connected to the Floor tank is connected to the compressor for through a pressure line the combustion air is in communication.

7. Siren according to claim 5, characterized in that that the mast can be pivoted and locked in its footrest about a horizontal axis and the foot end or the pivot axis with an attached or mobile device for pivoting the mast is connected or is to be connected. B.

Siren after Claim 7, characterized in that the foot end of the mast between two cheeks is held by means of a pivot bearing and a lock.

9. Siren according to claim 8, characterized in that the cheeks are box-shaped and the accessories, such as Include fuel tank and battery with control unit.

10. Siren after Claim 7, characterized in that the pivoting device is a hand or power winch, a push-pull cylinder or the like, which is attached to the pivot bearing or the foot end of the mast can be attached and to absorb the counterforce on the substructure of the pivot bearing are supportable.

11. Siren according to claim 4, characterized in that the structural Unit is erected on a suitable building and the accessories are located directly located below or in the basement.