DE1447333A1 - Vorrichtung zur Schallerzeugung - Google Patents

Description

r r ο ressor Dr.-I η g.

ROBERTMELDAU (2ΐα) göterslohi. w.,den.l9e Dezember 1963

D1 η I Inn Wilhelmstraee 4

GUSTAVMELDAU ν-ο««-*«*. 4

Patentanwälte Ί447333

S 368

SOHIC DETjSLOPMMT CORPORATION OP AMEBICA,

of 260, Hawthorne Avenue, Yonkers, Mew York, U.S.A.

Vorrichtung zur Schallerzeugung .

( Zusatz zur Anmeldung S 88 57Oxad/42b )

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Urseugen von Druckwellen in Strömungsmitteln, und insbesondere eine Vorrichtung, bei der ein Gaefluß zum firzeigsn von "Schalldruckwellen" in gasförmigen Medien angewandt wird. Die Erfindung betrifft speziell Verbesserungen oder Modifizierungen an der Vorrichtung, die in der deutschen fatentschrift (Patentanmeldung S 88 370 IXb/42s) offenbart ist.

Schallerzeuger, wie sie in der angegebenen Patentschrift beschrieben sind, weisen, kurz zusammengefaßt, eine konvergierende-divergierende Düse auf, der ein unter Druck stehendes Gas zum Erzeugen eines Gasstrahls hoher Geschwindigkeit und niedrigen Drucks zugeführt wird. Dieser Strahl wird in einen Hohlraum-Pulsator gerichtet, wodurch Schalldruckwellen erzeugt werden. Obgleich derartige Erzeuger eine Leistung aufweisen, die wesentlich besser als diejenige der vorbekannten einschlägigen Erzeuger ist, führen doch die hier offenbarten Erzeuger zu einer noch weiter verbesserten Le ie tun g.

Probleme, die man inner bei dem Aufbau von Schallerzeugern berücksichtigen nuß, bei denen konvergierende-divergierende Düsen Anwendung finden, sind die Probleme, die darin bestehen, ein übermäßige«

BAD ORtQiHAL - 2 -

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Wachstum der Grenzschichten* χα verhindern, sowie ebenfalls ein Abtrennen dea Gases von den Innenwandungen der Düsen zu verhindern. Diese Probleme erweisen sieh insbesondere in den diTergierenden Abschnitt der Düse als schwierig, wo die Gasgesohwindigkeiien hoch sind. Wenn diese Probleme nicht gelöst werden» ist die Leistung des Erzeugers, in den eine derartige Klee angewandt wird, wahrscheinlich nicht stabil,und swar insbesondere dann» wenn derselbe über einen relativ breiten Bereich der eingeführten Gasdrücke arbeiten soll.

Erfindungsgemäß wird somit ein gasbetätigter Sehallerzeuger in Vorschlag gebracht, der eine Düse einfachen Aufbaues aufweist, die mit einem Hoehgesehwindigkeitsgas betrieben wird und aar Ausbildung eines Gasstrahls führt, und die leicht einen derartigen Gasfluß in den Grenzschichten des Gases an den inneren Oberflächen des divergierenden Düsenabsshnlttes aufrecht erhält, wodurch das Wachstum derartiger Grenzschichten kleinstmöglich gehalten.und das Abtrennen dieses Gases von diesen Oberflächen verzögert wird·

Ein weiteres bei dem Aufbau von Schall erseugern unter Anwenden von Däsen der angegebenen Art auftretendes Problem besteht in dem örtlichen Vorliegen und den Abmessungen der an der Austrittsöffnung de* Düse ausgebildeten Schockwellen, die sich oftmals durch beliebige Abänderungen verändern, die gegebenenfalls in dea Druck des der Düse zugeführten Gases auftreten· Da für eine optimale Leistung die Größe und örtliche Lage der Pulsatoreinheit toesfig-Iioh der Düse von den Abmessungen und der örtlichen Lage dieser Schockwellen abhängt, führen diese Veränderungen su unzweckmäßigen Veränderungen in der abgegebenen Sehalieistung und den Wirkungegrad des Erzeugers, sobald der zugeführte Druok abgeändert wird·

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Erfindungsgemäß wird somit weiterhin ein Schallerzeuger mit einer DUse der angegebenen A_rt in Vorschlag gebracht, der Schockwellen an der Auetrittsseite der Düse ausbildet, die bezüglich ihrer örtlichen lage stabil sind und relativ nicht veränderliche Abmessungen über einen relativ breiten Veränderungsbereich des eingeführten Drucks aufweisen. *

Der erfindungsgemäße Erzeuger weist weiterhin einen einfachen Aufbau und läßt sich wirtschaftlich herstellen und betreiben.

Im Bansen der Erfindung wird weiterbin ein derartiger gasbetriebener Schallerzeuger alt einem solchen Aufbau vorgeschlagen, daß die abgegebenen Schallwellen Frequenzen aufweisen, die innerhalb eines sohmalen Bereiches liegen und nur ein kleinstmöglicher Betrag an Nebengeräuschen abgegeben wird.

Die erflndungagemäße Vorrichtung zur Bezeugung von Schalldruckwellen in eines gasförmigen ümweltsmedium ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung zum Entwickeln eines Hochgeschwindigkeita-Gasstroms, eine Düse zur Aufnahme dieses Hochgeschwindigkeits-Gasstroms und Abgabe dieses Strom in das Umweltmedium in Form eines Hochgesohwindigkeits-Gasstrahls vorgesehen ist, die Leitung dieser Düse einen Abschnitt aufweist, der so angepaßt und angeordnet ist, c daß dieser HoobgescbwjLndigkeits-Gasstrom aufgenommen und das Gas in diesem Hocbgeschwindigkeits-Strom durch diesen Abschnitt geführt wird, und zwar ohne daß ein wesentliches Ausdehnen oder Kompression dieses Gases in diesem Strom erfolgt, sowie ein Pulsator dem Gasstrahl für das Entwickeln der Scballdruckwellen zugeordnet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen von Schalldruckwellen in einem gasförmigen Umweltmedium ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Hoobgescbwindigkeits-Gasstrom erzeugt, derselbe durch einen Kanal geführt wird, der so angepaßt ist, daß der Gasstrom durch diesen Kanal obne^;merkliche Ausdehnung oder Kompression des Gases

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BAD

in diesem Strom geführt wird, sowie der Gasstrom in einen Pulsator für das Entwickeln der Scnalldruckwellen geleitet wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:

Fig.l ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen, mit Gas betriebenen Schalldruckwellenerzeugers.

Pig.2 ist eine Ansicht im Schnitt dieses Erzeugers längs der Linie 2-2 der Fig.l, und zwar in Richtung der Pfeile.

Fig.3 ist eine Ansicht im Schnitt einer weiteren Ausführungsform eines mit Gas betriebenen Schallwellenerzeugers.

Der in den Fig.l und 2 gezeigte Gas-betriebene Schallwellenerzeuger weist einen Düeenabschnitt IO mit einer Düsenleitung auf, die einen konvergierenden Einlaßabschnitt 12, einen praktisch zylinderförmigen mittleren oder "Stabilisierungs"-Abschnitt 13 und einen divergierenden Auslaßabschnitt 14 besitzt. Eine Quelle für Druckgas (nicht gezeigt) ist über ein Rohr 16 mit dem einen Ende des Düsenteils 10 und eine Pulsatoreinheit 18 an Idem anderen Ende desselben befestigt. Die Pulsatoreinheit 18 weist eine Pulsatorkammer oder Hohlraum 20 auf, der den durch die Düse 10 ausgebildeten Gasstrahl auffängt und Schalldruckwellen aussendet. All dies ist in der gleichen Weise vorgesehen, wie es in der oben angegebenen Patentschrift beschrieben ist.

Durch die Anordnung des zylinderförmigen Stabilisierungsabschnitts 13, der den konvergierenden Abschnitt 12 und den divergierenden Ab-

_o schnitt 14 der Düse 10 verbindet, wird die Stabilität der Anordnung

ο wesentlich erhöht und es ergibt sich weiterhin eine Verbesserung ^J der Leistung des Wirkungsgrades eines Schallerzeugers, in dem die Düse angewandt wird. Weiterhin kann hierdurch der Schallerzeuger über einen relativ breiten Veränderungsbereich der zugetfführten

Druckwerte für die Luft betrieben werden, und zwar ohne daß der ^wv*^r'

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früher beobachtete Abfall in der Leistung und dem Wirkungsgrad aul tritt.

Ee wird angenommen» daß ein Grund» warum die zusätzliche Anordnung des Stabilisierungsabschnittes 13 zu der derartig verbesserten Ergebnissen führt, darin besteht, daß die Fließlinien des durch die Düsen fließenden Gases in dem Abschnitt 13 geradegeriohtet werden und nicht so plötzlich abgebogen werden, wie dies ansonsten auftreten könnte, wenn dieselben von dem konvergierenden Abschnitt 12 direkt in den divergierenden Abschnitt 13 eintreten. Hierdurch ergibt sich ein gesamter Glättungeeffekt in dem Gasfluß, wodurch die Neigung zur Ausbildung einer Turbulenz in den Grenzschichten des längs der inneren Oberflächen des divergierenden Abschnitts 1.4· fließenden Gases sowie ein Aufbau derselben verringert wird. Gleichzeitig führt dieser Glattungseffekt zu einer Verringerung der Wahrscheinlichkeit, daß sich das Gas von den Wänden dieses Abschnittes abtrennt.

Ein weiterer Grund für die sich erfindungsgemäß ergebenden Verbesserungen besteht wahrscheinlich darin, daß der erfindungsgemäße Aufbau verhindert, daß die Ebene, an der der Gasdruck gleich dem Umweltsdruck (die sogenannte "Umweltsdruck-Ebene") ist, sich in die konvergierenden oder divergierenden Abschnitte der Düse bewegt, wodurch eine Ablenkung des Gasflusses verursacht wird, wodurch die Neigung zur Vergrößerung der ßrenzsehichtdicke bedingt würde, sowie die Möglichkeit eines Abtrennen des Gases von dem

> Inneren der Düse vergrößert wird.

:> Ein weiterer Vorteil dieser Bauart läßt sich dann nachweisen, der Druck des eingeführten Gasee verhindert wird, und awar entweder absichtlich über einen mäßig großes Bereich oder aufgrund

> von Druckschwankungen, die sich bei des üblichen industriellen

Druokgaequellen ergeben können» Unter derartigen Bedingungen

wird die erhöhte Neigung zu einem Abtrennen und übermäßiger lurbulenz der Grenzschicht, wie sie durch derartige Druckveränderungen bedingt werden, verhindert. Somit ist die leistung des Schallerzeugers vorhersagbar und stabil trotz Veränderungen in dem Druck des zugeführten Gases. Dies steht im Gegensatz zu der unregelmäßigen und nicht vorhersagbaren Leistung, die oftmals durch Düsen abgegeben wurde, die nicht mit einem derartigen Stabilisierungsabsohnitt versehen sind. Es handelt sich hierbei um eine fehlende Stabilität, von der angenommen wird, daß dieselbe durch eine Verschiebung der tTmw&eltsdruek-Ebene verursacht wird.

Diese Stabilität und Yorhersagbarkeit der Leistungseigenschaften bedingt wahrscheinlich eine Reibe günstiger Wirkungen. Die gesamte Wirkung besteht darin, daß man einen Schallerzeuger erhält, dessen Schalleistung relativ stabil und vorhersagbar ist, und zwar trotz der üblichen Druckschwankungen, die man bei den meisten in der Industrie Anwendung findenden Druckgasquellen antrifft. Weiterhin kann, wie oben in Torschlag gebracht, die Schalleistung dieses Schallerzeugers in wirksamer Weise über einen mäßigen Leistungsbereich in einer stabilen und vorhersagbaren Weise dadurch verändert werden, daß der Druck des eingeführten Gases eine Abänderung erfährt. So führen erfindungsgemäß aufgebaute und betriebene Schallerzeuger zu beständigen und vorhersagbaren Schalleistungen, wenn dieselben mit Gasdrücken betrieben werden, die zwischen 0,1

und 2,11 kg/cm schwanken.

Ein weiteres günstiges Ergebnis besteht darin, daß eine allgemein verbesserte Wirkungsweise und Nutzungsgrad dieser Soballerzeuger erreicht wird, und zwar insbesondere bei Schallerzeugen?, die mit

relativ hohen Gasdrücken in der Größenordnung von 2,11 kg/cm betrieben werden. So haben Schallerzeuger, die den erfindungsgemäßen Stabilisierungsabschnitt in eiser konvergierenden-divergierenden Düse aufweisen, zu wenigstens 50$ mehr Schalleistung

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•1« entsprechende Ween ohne einen derartigen Stabilisierungsab-•ohnitt geführt. Sloe «eitere gun·tige Wirkung besteht darin, daß die Prequeas ier duroh einen derartigen Schallersenger abgegebenen Sohallwellealeietang "sauberer* ist, d.h. die ausgebildeten Freqneasea fallen innerhalb eines frequenabaades, das sohnaler als die alt den vorbekanaten einsohligigen vorrichtungen ersielten freqoensBinder ist» so daß die abgegebene Leistung praktisch keine Hebeager&aeehe aafwsist.

Die Erklärung dieser Wirkungen besteht wahrscheinlich darin, daß diese Stabilität and Torhersagbarkeit an einer entsprechenden Stabilität in den Abmessungen and der örtlichen Anordnung der 8ohook»ellea in de· easstrahl führt· Es wird sonit angenouuen, daß die liagsseitlge Aohse der Schockwelle relativ ausgerichtet alt der lingsaeitigen Aohse der Du·· 10 τerbleibt, sowie die Uarißlinien der Welle relatir synaetrisoh beafiglioh dieeer Aohse rerbleiben. Weiterhin yerbleiben die Sntfernangen τοη dea Auslaßende der Dose an den Stellen, wo die üarißlinien der Schockwellen konvergieren relativ konetant, d.h. dieeelben fluktuieren oder ^N flattern" nieht schnell· Ia aua Srsielen einer optiaalen Leistung des Sohallermeixgere der Pulsa torhohlraun 20 aOgliohst genau besttg-Iioh dar örtlichen Lage und Abmessungen dieser Schockwelle angeordnet , sentriert and diaensionlert sein sollte« kann ein Pulsator alt bestiaartea Aha|essungen in einen erfindungsgeaäßen Schalle rseuger fax das Aasbilden einer Sohalleistung angewandt werden, die nur geringfügig von den optiaalen Werten abweicht, wenn eine Veränderung des eingeführten Gasdruckes erfolgt. Weiterhin bedingt die Terringeraag dee "Flattern·" der Schockwelle, daß eine erheb> liohe "Säaberang" der Frequeasverteilung der abgegebenen Sohallleiatong erfolgt·

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Die Länge J des Stabilisierungsabschnittes 13 sollte einen kleinetmöglichen Wert gleich der achsialen Lageverschiebung der "Umweltsdruck-Ebene" aufweisen, die in einer gewöhnlichen konvergierendendivergierenden Düse auftreten würde, die konvergierende und divergierende Abschnitte mit den gleichen Abmessungen wie diejenigen der in Vorschlag gebrachten Düse aufweist, und zwar dann, wenn der eingeführte Druck sich innerhalb bestimmter zu erwartender Grenzwerte verändert. Die Strecke der achsialen Verschiebung kann durch Benutzen der folgenden Gleichungen zwecks Bestimmen der ' Düsendurchmesser, bei denen die Umweltsdruck-Ebene auftritt, bestimmt werden, und zwar wenn man in diese Gleichungen zunächst den größten und sodann den kleinsten zu erwartenden Wert der eingeführten Drücke einsetzt, sowie im Anschluß hieran die achsiale Strecke zwischen den Stellen längs der Düsenachse berechnet wird, an denen diese Durchmesser vorliegen.

s λ Ί£±Ι

2. |2. j .1 ₊k|l_*_M)

In diesen Gleichungen bedeutet:

A = die Querschnittsfläche des Düsenkanals an einer beliebigen Stelle längs dessen längsseitiger Achse

A⁺= die Querschnittsfläche des Düsenkanals an der δΈβΙΙβ, wo die Machzahl des Gases in der Düse = 1,0 ist.

M = die Machzahl des fließenden Gases an einer beliebigen Stelle länge der längsseitigen Achse der Düse, wo die Querschnittsfläche der Düse A und der Druck des fließenden Gases P ist.

k J= das Verhältnis der spezifischen Wärmen des durch die Düse fließenden Gases.

Po= der absolute Druck des Gases an dem Düseneinlaß (Stagnierungs dr uck).

P = der absolute üfcruck des Gases an der Düse an einer beliebigen Stelle längs deren längsseitiger Achse.

In der Praxis wird die Länge J des Stabilisierungsabschnitts 13 etwas länger als der oben beschriebene kleinste Wert gemacht. Das Verhältnis zwischen der Länge J des Stabilisierungsabschnittes

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und der Länge L des divergierenden Abschnittes 14 fällt gewöhnlich, in die Werte 1/3 bis. 1/2. Düsen mit einem Verhältnis von J:L von 1:3 haben eich als besonders zweckmäßig erwiesen.

Der Pulaatorhohlraum 20 in der Pulsatoreinheit 18 wird in demgewünsehten räumlichen Verhältnis zu der Düse 10 vermittels eines Paares fußartiger Bauteile 22 gehalten, die an einem ringförmigen Teil 24 befestigt sind, das* seinerseits an dem Düsenteil 10 vermittels Schraubengewinde 26 befestigt ist. Dieser Gewindeeingriff kann zum Erzielen einer Einstellung der Entfernung zwischen der Pulsatoreinheit 18 und der Düse 10 angewandt werden.

Die Länge I und der konvergierende Winkel la) des konvergierenden Abschnittes 12 und die Länge L und der divergierende Winkel (b) des divergierenden Abschnittes 14 zum Erzielen einer bevorzugten Leistung des Schallerzeugers können aufgrund der Gleichungen 1) und 2) in Uebereinstimmung mit den prinzipiellen Arbeitsweisen nach der oben genannten Patentschrift bestimmt werden. In ähnlicher ¥/eise kann die Entfernung Y des vorderen Endes des Pulsatorhohlraums 20 von dem Auslaß der Düse 10 und die Tiefe Z des Hohlräume 20, die zum Erzielen einer optimalen Arbeitsleistung des Schallerzeugere angewandt werden, unter Anwenden der prinzipiellen Arbeitsweise nach der genannten Patentschrift bestimmt werden.

Der Pulsetorhohlraum 20 weist ein zylinderförtniges Loch, mit einer konisöh geformten hinteren Wand 28 auf. Durch die Anordnung der konische«.hinteren Wand 28 für den Hohlraum 20 wird die Leistung des Sehallerzeugers dahingehend verbessert, daß die Frequenzen der ewe «dtem Hohlraum austretenden Schallwellen innerhalb eines we^entligfa schmaleren Bandes als bei den einschlägigen vorbekanaten 'Voiraiähtuageji efallsn. Dies bedeutet, daß die abgegebene Schallwelle ^|Ifis»UI»3per·" iiet ubö weniger Nebengeräusch aufweist.

- ¹⁰ -

Wenn dieser Pulsator mit kegelförmigem Boden zusammen mit einer Düse, angewandt wird, die einen erfindungsgemäßen Stabilisierungsabschnitt aufweist, führt der starke "Säuberungseffekt¹¹ des Stabilisierungsabschnittes kombiniert mit dem zusätzlichen "Säuberungseffekt" des Pulsators zu der Abgabe einer Schallwelle mit sehr zufriedenstellenden Frequenzeigenschaften.

Der Kegelwinkel Cc) der hinteren Wand 28 des Pulsat orlaohlraums mit kegelförmigem Boden sollte sich zweckmäßigerweise auf 90° bis 150° belaufen. Sin Winkel von etwa 120° hat sich als sehr zufriedenstellend bei der praktischen Benutzung erwiesen. Es wird angenommen, daß dieser Boden des Pulsatorhohlraums die Schockwellen des durch die Düse 10 ausgebildeten Gasstrahls dergestalt auffängt und reflektiert, daß die Entwicklung von Schallwellen mit anzweckmäßigen Frequenzen verringert wird.

Der in der Fig. 3 gezeigte Schallerzeuger weist ein Gehäuse 30 auf, das einen ringförmigen Abschnitt 32 mit einem Satz Innengewinde 34 und ein Paar fußartiger Bauteile 36 besitzt, die ein Endteil 38 des Gehäuses 30 mit dem Gewindeabschnitt 32€erbinden, wobei ein Pulsatorhohlraum 40 in dem Endteil 38 ausgebildet ist.

Es ist ein zylinderförmiges Düsenteil 42 auf seiner äußeren Oberfläche mit Gewinde versehen und im Inneren des Gehäuseteils 30 vermittels Singriff mit dem Gewinde 34 angeordnet. Das Düsenteil 42 weist einen achsialen Kanal auf, der auf einem anfänglieh geradlinigen, zylinderförmigen Stabilisierungsabschnitt 44 und sich daran anschließenden divergierenden Abschnitt 46 besteht» Eine Quelle für Druckgas (nicht gezeigt) ist mit dem Gehäuse 30 über ein Rohr 48 verbunden, das ein Gewindeende 50 aufweist, das mit dem Gewinde 34 in Eingriff steht.

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Der Aufbau des Schallerzeugers nach der Fig. 3 ist einfacher als derjenige vorbekannter Schallerzeuger· Zunächst ist die spangebende Bearbeitung der Abschnitte 44 und 46 des Düsenteils 42 einfachei da da« Bauteil 42 als ein getrenntes Bauelement hergestellt und in fertigem Zustand in das Gehäuse 30 eingepaßt werden kann. Weiterhin ist das Bauteil- 42 ohne einen konvergierenden Abschnitt

entsprechend den Abschnitt 12 der Düse nach den Pig. I und 2 aufgebaut· Hierdurch wird weiterhin der Aufbau der Düse vereinfacht. Ee wurde gefunden, daß die Anwendung eines konvergierenden Abschnittes in einer Düse für die Anwendung in gasbetriebenen Schallerzeugern dann nicht notwendig ist, wenn ein Stabilisierungsabschnitt, wie der Abschnitt 44 Anwendung findet. Es wurde gefunden, daß dies zutrifft, unabhängig davon ob der Innendurchmesser, des Rohrs 48, durch da« die Luft den Schallerzeuger zugeführt wird, gleich oder größer als der Durchmesser des Stabilisierungsabschnittes 44 ist.

Der kleinste Wert fürdie Länge K dea Stabilisierungeabechnittee kann nach dea weiter oben angegebenen Verfahren für die Bestimmung der kleinsten Menge des Stabilisierungsabschnittes J der Düse bestiemt werden. Bei der praktischen Ausführung wird das Verhältnis der Länge K des Stabilisierungsabschnittes zu der Länge N des divergierenden Abschnittes gewöhnlich zu 1:3 bis 1:32 gewählt. Düsen oit einem Verhältnis K:N von 1:3 haben sich als besonders zwecknäßig erwiesen. Da das in dem Stabilisierungsabschnitt 44 C₀ fließende Gas eine Machzahl von 1,0 aufweist, kann die Länge N to und der Divergenzwinkel (fed) des Divergierungsabschnittes 46 in

*- der gleichen Weise wie die entsprechenden Winkel Cb) und der Wert

Q L des Abschnittes 14 der Düse 10 bestimmt werden. In ähnlicher

U₁ Weise können die optimalen Werte für die Anordnungs- und Tiefen-σ>

abmessungen y und R des Pulsa tors 40 in Uebereins ti tarnung mit den prinzipiellen Arbeitsweisen bestimmt werden, wie sie in der ooen

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erwähnten Patentschrift angegeben sind.

Die Arbeitscharakteristika für drei Ausführungsbeispiele von Düsen, die in der erfindungsgemäßen Weise aufgebaut und betrieben werden, sind in der folgenden Tabelle wiedergeben. Diese Düsen entsprechen ^vden Darstellungen nach den Pig. 1 und 2. Der eingeführte Druck und

die abgegebene leistung jeder dieser untersuchten Einheiten schwaa-

•j ken zwischen relativ niedrigen Werte (0,28 kg/cm und 400 W) für

die Einheit nach dem Beispiel! und relativ hohen Werten (2,11 kg/

cm und 1400 W) für die Einheit nach dem Beispiel 3.

eingeführter Luftflfcß

To

(a)

(b) I J L Y Z

Beispiel J. 0,28 kg/cm

0,0103 m

15°ö 30° 15°

0,721 m 0,216 cm 0,699 cm 0,622 cm 0,762 cm

Beispiel 2 0,56 kg/cm^a

0,0125 m

⁰C
30°
15°

0,721 m 0,216 cm-0,815 cm 0,5o§ cm _a 0,762 cm

0,0525 kg/cm 0,0525 kg/cm

absolut absolut

2,74 ₂ 2,87 a

0,807 cm 0,910 cm

Beispiel 3 2,11 kg/cm^a

0,0246 m

15 °0

30°

15°

0,721 m .·

0,216 cm

0,655 cm

0,622 cm

0,762 cm a

0,0553 kg/cm

absolut

2,74 a 0,807 cm

Frequenz des abgegebenen Schalls

angenäherte Schallleistung

Schw/sec.6000 Schw/sec. 6000 Schw/sec.

400 W

W

1400 W

Hierbei bedeutet:

P₀ = eingeführter Luftdruck

T₀ = Temperatur der eingeführten Luft

(a)= Konvergenzwinkel der Düse

(b)=s Divergenzwinkel der Düse

I = Länge des konvergierenden Büsenabschnittes J = Länge des zylinderförmigen Düsenabschnittes L = Länge des divergierenden Düsenabschnittes Y = Entfernung zwischen dem Auslaß der Düse und Pulsatoreinlaß

Z = Puleatortiefe Pg = Gasdruck am Düsenauslaß

Hjj. = Machzahl des Gases am Düsenauslaß Ag = Düsenfläche am Düsenauslaß

Die Frequenz des abgegebenen Schalls ist angegeben in Schwingungen

pro Sekunde. Die Schalleistung wird an der Schallquelle gemessen.

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Aehnliehe Ergebnisse , «ie die in der oben Tabelle wiedergegebenen sind ebenfalls bei der Prüfung von Schallerzeugem erzielt worden, die in Uebereinatimmung mit der Aus führ ungs form nach, der Pig. 3 aufgebaut sind.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1·. Torrichtung »or Erzeugung τοη Schalldruckwellen in eines gasförmigen Umweltsaediua, dadurch gekennseleh.net , daß eine Anordnung sun Entwickeln eine« Hochgesohwiiidigkelts-Grasstroas, eine Düse sur Aufnahme diese« Hochgeschwindigkeits-Gas-8troas und Abgabe dieses Stroae in das üaweltsaedlua in Fora eines Hoohgeschwindigkeits-Gasstrahls rorgesehen ist, die Leitung dieser DU.se einen Abschnitt aufweist, der so angepaßt und angeordnet ist, daß dieser Hoohgeechwindigkeits-Gasstroa aufgenoaaen und das Gas in diesem Hochgeschwindigkeits-Stroa durch diesen Abschnitt geführt wird, und zwar ohne daß ein wesentliches Ausdehnen oder Kompression dieses Gases in diese» Strom erfolgt, sowie ein Pulsator den Gasstrahl für das Entwickeln der Schalldruckwellen zugeordnet ist.

   2. Tor richtung nach Anspruch 1, dadurch gekennze lohnet, daß der Gasstrom eine Machzahl τοη wenigstens 1,0 aufweist»

   3· Torrichtung nach Anspruch 1 oder 2» dadurch gekennzeichnet , daß der Düsenkanal einen Auslaßabschnitt in Terbindung mit dea ersteren Abschnitt aufweist, der Auelaßabschnitt eine über dessen Länge in der Richtung sunehaende Querschnittsfläche aufweist, In der das Sas durch, den Kanal fließt·

   4· Torrichtung nach irgendeinea der rorangehenden Ansprüche, dadurch gekennseichnet , daß der Abschnitt oder der eratere Abschnitt Seitenwinde aufweist» die praktisch geradlinig in der Richtung verlaufen, in der das Gas durch die Düse fließt.

   5. Torrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennseich net,, daß der erstere Abschnitt ein Einlaßabsohnitt ist, der praktisch konstante Querechnittsflach« über dessen Länge aufweist.

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   6. Vorriohtang nach Anspruch 5» dadaroh gekennse lehnet, dap der «rater· Abschnitt syllnderfurmlg let·

   7. Yorrlohtmng na oh Anepraoh 3t daderoh gekennxeiohn e t , dap der eratere Abschritt sylinderfOrmig und der Auslaßabsohnitt «le ein Kegelstumpf ausgeführt let uad la der Sichtung divergiert, la der daa Ga· duroh den Kanal fließt.

   8· Vorrichtung naoh Ansprüchen 1 and 2, dadaroh g e k e η η -seiohaet , dap die Vorrichtung aur Erseogong eiaee Ga «- atroae elaea Slnlaßabaohnitt dee DUeenkaaala ein«ohließt_f wobei der KialaPabeohnitt Seitenwände aofwelat, die allgemein in der ßiohtaag kearergieren, in der daa Gae durch den Kanal fließt.

   9· Yorrlehtoag naoh Anepraoh 8» dad arch gekennseiohn e t t dap der SOaeakaaal eiaea Aaelapabeohaltt aafweiet, deeaen 8eitenwttade la der Kiohtung dirergierea» la der daa Gaa daroh den Kanal fliept. der koarergierende Einlapabaohaitt und divergierende Anelaßabaohaitt alteinander daroh den ereteres Abeohnitt rerbanden wind.

   10. Tarrlohtang nach Anepraoh 9» dadurch gekenn seichn e t , dap der konrergierende Sinlaßabachnitt wie ein Kegelstumpf gefomt lat_f der dlrergiereade Aaelaßabachaltt wie ein Kegeletuapf geforat iet, and der eratere Abaohnitt syliaderföraig aaageftthrt let.

   11. Torrichtung naoh irgendeinem der -rorangehendes Aneprüche, dadurch gekennselohaet , daß die Palaa türanordnung einen Palaatorhohlraoa in einer Oberfläche eines Kirpere aufweist, der Hohlraum eine allgeaein kegelförmige Bodenband aufweist und ec angeordnet ist, daß der Gasstrahl aufgefangen wird.

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   - 1ΛΑ7333 ."

   12« Vorrichtung naoh irgendein·» der Ansprüche 1 bi« 10, dt dar oh gekennseion.net, daß die Pulsatoranordnung eines PuI-satorhohlraum aufweist, der für da« Auffangen de« Gasstrahls mag**" ordnet ist, der Hohl raue, eine Mündung, wenigstens eine Seitenwand und Βοάenwand aufweist, sowie eine Überfläch· der Bodenwand alt einen eioh wesentlich γοη 90* besüglioh der Seitenwand de« Hohlräume unterscheidende* Neigungewinkel angeordnet let«

   13*. Vorrichtung nach irgend einem der Torangehenden Aneprüohe, dadurch g ekenn se lehnet, daß ein Gehäuse für die Duee angeordnet iet, der Pulsator in dieeem Gehäuse an eines Snde de·- selben angeordnet iet, und ein Rohr für die Zuführung tob Drftokga« su der Düse rorgecehen iet, wobei sowohl da« Zufuhrungerohr al« auch die Düse direkt Bit de· Gehäuse Terbunden eind.

   14. Verfahren sub Srseugen τοη Schalldruckwellen in eines gaeföraigen Umweltemediua, dadurch gek«nnseiohnet, daß ein Hoohgeechwindigkeltc-GaeetroB erseogt, derselbe duroh einen Kanal geführt wird, der eo angepaßt ist, daß der Gasstrom duroh diesen Kanal ohne merkliche Ausdehnung oder KoBpreesion dee Gasee in diesem Strom geführt wird, eowie der Gasstrom in einen Puleator für das Entwickeln der Sohalldruokwellen geleitet wird.

   15· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekenaseiohn et , daß der Gasstrom eine Machsahl τοη wenigstens 1,0 aufweiet.

   16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15» dadurch g e k e η η -⁰⁰Ze lehnet , daß nach dem Durchfließen duroh den Kanal da« ^ Gas in dem Gasstrom soweit expandiert wird, bis dessen Druck -jkleiner al« derjenige dee gasförmigen Umweltβmedium ist.

   ο 17· Verfahren nach Ansprüchen 14 bis 16, dadurch g e k β η η -

   (»zeichnet, daß dae Gas praktisch isentropfteoh beschleunigt

   wird und dessen Machsahl größer als 1,6 1st. ._ _

   BAD ORIGINAL

   • -I₇. U47333

   18· Verfahren naoh Aneprüchen 14 bia 17» dadurch g e k e η η seiohnet , daß der Kanal Seitenwände aufweiet, die allgc nein geradlinig in der Richtung rerlaufen, in der der Oaeetro» durch die JXlae fließt.

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