DE1403576A1

DE1403576A1 - Ansaugschalldaempfer

Info

Publication number: DE1403576A1
Application number: DE19611403576
Authority: DE
Inventors: Rudi Ebert; Alexander Garve
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1961-07-12
Filing date: 1961-07-12
Publication date: 1968-11-07

Description

Ansaugschalldämpfer. Die Erfindung betrifft einen Ansaugschalldämpfer, insbesondere für Turbogebläse, in dem der axial eintretende Ansaugstrom in mehrere EinzelstrÖme aufgeteilt und mehrfach umgelenkt wird, um dann wieder in axialer Richtung auszutreten, wobei die Wände der Führungskanäle mit Schallschluckstoffen versehen sind.
Das Geräusch von Turbogebläsen weist vielfach Frequenzen und Drücke auf, bei denen die Schmerzschwelle bereits erreicht oder gar Überschritten wird. Obwohl nun zur Dämpfung auch von Schallschwingungen" die durch strömende Gase oder plötzliche DruckerhÖhungen verursacht werden, eine beachtlich große Anzahl von Vorschlägen bekanntgeworden ist, zeigt es'sich immer wieder, daß keiner dieser bekannten Dämpfer fÜr die Beseitigung des Ansaugschalles von Gebläsen vollauf befriedigt.
Die Schwierigkeiten bei der Auslegung der für die Dämpfung von Strömungsschall vornehmlich in Betracht kommenden Absorptionsschalldämpfer ergeben sich aus der Diskrepanz der für die Dämpfung und den Strömiingswiderstand maßgeblichen Beziehungen. Beide sind nämlich proportional der von der schalleitenden Strömung durchmessenen Kanallänge, und zwar die Dämpfung D - (191 ... 1,5) a 9 U/F (db) mit a - SchallschluckRrad

1 = Länge des Kanals

U - Umfang des Kanalquerschnittes F = Fläche des Kanalquerschnittes

StrÖmungswiderstand HR 02

mitl - Widerstandsziffer

d - Durchmesser bzw. hydraulisch gleichwerter Durchmesser des Kanalquerschnitts c = StrÖmungsgeschwindigkeit g - Erdbeschleunigung. Es ist nun bekannt, daß man bei Absorptionsdämpfern, deren Kanalweite höchstens gleich der doppelten Wellenlänge der StÖrfrequenz sein soll, durch mehrfache Umlenlaing der Strömung teilweise ähnliche Wirkungen wie bei akustischen Paßfiltern erzielen kann, nämlich die Vernichtung von Schallenergie durch Reflexion und Interferenz. Ein bekannter Dämpfer dieser Art besteht beispielsweise aus zwei konzentrisch ineinander geschachtelten Töpfen, deren Öffnungen voneinander abgewendet sind. Das schallbehaftete Medium tritt durch ein zentrales Rohr in den inneren Topf ein, wird an dessen Boden in einer QuellstrÖmung um 1800 umgelenkt, strömt in dem Ringkanal zwischen Rohr und Topf in entgegengesetzter Richtung und wird schließlich an dem Boden des äußeren Topfes wiederum um 180 0 umgelenkt, um dann nach DurchstrÖmung des Ringkanals zwischen äußerem und innerem Topf in axialer Richtung auszutreten. Da aber der Wandabstand höchstens gleich 2 sein soll und da die Strömung zweimal hintereinander um volle 180 0 umgelenkt wird, eignet sich dieser Dämpfer nicht fÜr große Gasdurch-Sätze.
Bekannt ist ferner ein Auspuffschalldämpfer, bei dem die StrÖ-mung zentral auf eine Prallfläche auftrifft, denn in einer QuelletrÖmilug durch mehrere Ringkanäle radial nach außen und nach Umlenla2ng um 180 0 radial nach innen umgelenkt wird. Bei diesem Dämpfer sollen aber die Kanalweiten, möglichst klein gehalten werden, um große Wandreibung und dementsprechend starke VerzÖgerung der GasstrÖmung zu erreichen. Schon aus diesem Grunde ist er für die Beseitigung von Ansauggeräuschen bei Turboverdichtern oder Gebläsen nicht geeignet, da hierdurch zu hohe Strömungswiderstände und damit eine unzulässige Wirkungegradverminderung eintreten würde.
Gemäß vorliegender Erfindung werden die Mängel der bekannten Dämpfer dadurch behoben, daß die die EinzelstrÖme aufnehmenden Gaaführungskanäle von ineinander geschachtelten, nach innen offenen Hohlringen gebildet sind, die einen ZentralkÖrper mit zur Dämpferachse normaler Mittelebene konzentrisch umschließen, und zwar derart, daß zum einen die an sich geringen StrÖmungswiderstände in den einzelnen Kanälen und zum anderen die Verhältnisse der EinstrÖmquerschnitte zu den Ausströmquerschnitten aller Kanäle untereinander wenigstens annähernd gleich sind. Infolge der gleichen StrÖmungswiderstände in den einzelnen FÜhrungskanälen sowie durch die Gleichheit der Flächenverhältniese wird sichergestellt', daß über dem Austrittsquerschnitt den Dämpfers die Strömungsgeschwindigkeiten konstant sind und somit keine verlustbringenden Wirbel auftreten kÖnnen.
*Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungebeispiel erläutert. Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 einen Ansaugschalldämpfer für einen Radialverdichter im Axialschnitt nach Linie I - I der Fig. 2 und Fig. 2 einen Normalschnitt durch den Dämpfer nach Linie II - II der Fig. 1.
Der Dämpfer 1 besteht aus den ineinander geschachtelten, nach innen offenen Hohlringen 2, 39 4, die den Zentralkörper 5 mit zur Dämpferachse normaler Mittelebene konzentrisch umschließen. Dieser ist mit einem zentralen RohrstÜck 6 verbunden, welches zugleich irgendwelche Hilfsleitungen oder -elemente fär den Radialverdichter 7 aufnehmen kann, an dessen Gehäuse 8 der äußerste Hohlring 2 angeflanscht ist. Die Hohlringe 2, 31 4 und der Zentralkörper 5 bilden die Wände der Gasführungskanäle 99 101 11, die durch in Achsebenen liegende Wände 12, 13t 14 in radialsymmetrischer Anordnung in Ringsektoren unterteilt sind. Alle diese Wandteile sind auf der vom StrÖmungsmittel benetzten Seite mit Schallschluckstoffen, die aus Filz oder anderen Faserstoffen oder auch aus schallabsorbierenden Kunststoffen bestehen kÖnnen, verkleidet.
Die GasfÜhrungskanäle 9, 101 11 sind nun so ausgelegt, daß ihre StrÖmungswiderstände wenigstens annähernd gleich groß sind. Da die Werte 9 c und g in allen Kanälen gleich sind bzw. sein sollen, bedingt dies eine besondere Abstimmung der Kanallängen und der hydraulisch gleichwertigen Durchmesser, die sich durch Division des doppelten Kanalquerschnittes durch den halben Kanalumfang ergeben. Hieraus folgt, daß die Eintritts- und Austrittsöffnungen - geometrisch gesehen - Teile der Mäntel zweier Kegel bilden, die mit den Spitzen einander zugekehrt sind oder einander durchdringen. Ferner sind die Eintrittsöffnungen fel, fe 29 fe 3 und die AustrittsÖffnungen fall, fa 21 fa 3 so abgestimmt, daß die Verhältnisse fe 1 /fal, fe 2 /fa 2 und fe 3 /fa -3 etwa gleich groß sind.
Um die Umlenkverluste außerhalb der Gasführungskanäle auf das geringstmÖgliche Maß zu reduzieren, ist der ZentralkÖrper 5 im Mittelteil mit leicht gekrÜmmten Rotationsfläch en 5', Y' versehen, welche die Strömung von der axialen in die radiale Richtung (bzw. umgekehrt) sanft umlenken. Der äußere Teil des ZentralkÖrpers kann - wie gestrichelt angedeutet - eben ausgebildet sein oder auch am Außenumfang eine leicht gekrÜmmte Rotationsfläche 5... aufweisen.
Untersuchungen haben gezeigt, daß die besten Dämpfungswerte erreicht werden, wenn die mittlere Kanalweite s zur mittleren Kanallänge kleiner als 1 : 14 gemacht wird.

Claims

Patentansprüche: Ansaugschalldämpfer, insbesondere für Turbogebläse, in dem der axial eintretende Ansaugstrom in mehrere Einzelströme aufgeteilt und mehrfach umgelenkt wird, um dann wieder in axialer Richtung auszutreten, wobei die Wände der Führungskanäle mit Schallschluckstoffen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die die EinzelstrÖme aufnehmenden Gasführungskanäle (9, 101 11) von ineinander geschachtelten, nach innen offenen Hohlringen (2, 3, 4) gebildet sind, die einen ZentralkÖrper (5) mit zur Dämpferachse normaler Mittelebene konzentrisch umschließen, und zwar de.#art, daß zum einen die an sich geringen Strömungswiderstände in den einzelnen Kanälen und zum anderen die Verhältnisse der EinstrÖmquerschnitte (fe) zu den AusstrÖmquerschnitten (fa) aller Kanäle untereinander wenigstens annähernd gleich sind.
2. Ansaugschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasführungskanäle (9, 107 11) durch in Achsebenen liegende Wände (129 131 14) in Ringsektoren unterteilt sind. 3. Ansaugschalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Zentralkörper (5) mit leicht gekrÜmmten Rotationsflächen (5', 5'') im Mittelteil, welche die Strömung von der axialen in die radiale Richtung (oder umgekehrt) sanft umlenken. 4. Ansaugschalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkörper (5) auch am Außenumfang eine leicht gekrümmte Rotationsfläche (5''') aufweist. Ansaugschalldämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der mittleren Kanalweite (s) zur mittleren Kanallänge der GasfÜhrungskanäle (9, 109 11) kleiner als 1 : 14 ist.