DE1948683A1

DE1948683A1 - Vorrichtung zur Daempfung des Laermes von im Stand laufenden Strahltriebwerken

Info

Publication number: DE1948683A1
Application number: DE19691948683
Authority: DE
Inventors: Smith Cloyd Daniel; Schmidt James Henry
Original assignee: GEN ACOUSTICS CORP
Current assignee: GEN ACOUSTICS CORP
Priority date: 1959-10-05
Filing date: 1969-09-26
Publication date: 1970-04-30
Also published as: GB1285925A; FR2020382A1; ES372412A1; US3525418A; NL6915410A

Description

^Γ PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. F. THIELEKE FRICKE DR.-INQ. R. DDRINQ DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

GEMtAL ACOUSTICS CORPORATION, Los Äugele s/Kalif ornien / USA

12 248 Santa Monica Boulevard

"Vorrichtung zur Dämpfung des Lärmes von im Stand laufenden

Strahltriebwerken"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung des Lärmes von im Stand laufenden Strahltriebwerken mit einer Wand, die zum Absorbieren von Schallenergie dient und die die Gestalt einer Hülse in Rohrform aufweist, bei der der Triebstrahl des Strahltriebwerkes an einem Ende des llohrkörpers eintritt und am anderen Ende austritt.

Bei Vorrichtungen der eingangs genannten Art kommt es im wesentlichen darauf an, daß die Energie eines mit hoher Geschwindigkeit strömenden Gasstrahles schnell absorbiert werden kann, damit die von diesem Strahl erzeugten Geräusche vermindert bzw. gedämpft werden. Die Erfindung befaßt sich dabei im wesentlichen mit Vorrichtungen, die die Absorbierung und Vernichtung des Lärmes ermöglichen, der während des Probelaufes von Strahltriebwerken an Plugzeugen und dgl. entsteht. Antriebe bzw. Triebwerke, deren Punktion auf dem Rückstoßprinzip beruht, wie z.B. Gasturbinen oder Staustranl-

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bzw. Lorinantriebe erzeugen während des Betriebes starke Lärmgeräusche. Dieser bobe und starke Lärm ergibt sieb aus den hohen Geschwindigkeiten der Luft bzw. des Abgases beim Austritt aus dem !Triebwerk bzw. beim Ansaugen. Die Frequenz der beim Lauf der Triebwerke erzeugten Geräusche liegt dabei nicht nur im Bereich der hörbaren !Frequenzen, sondern geht sowohl in Richtung auf Ultraschallbereiche als auch in Richtung auf Infraschallbereiche über den Hörbarkeitsbereich hinaus. Infolge der hohen Intensität der erzeugten Geräusche führt der Lärm arbeitender Strahltriebwerke zu bestimmten physiologischen Schädigungen der in unmittelbarer Mähe der Triebwerke arbeitenden Personen. Dadurch entstand das Problem, das in der Nähe und unmittelbaren Nachbarschaft eines arbeitenden Strahltriebwerkes tätige Personal zu schützen. Durch die Lärmerzeugung der Strahltriebwerke bei Bodentests und Standversuchen sowie beim Betrieb dieser Antriebe am Boden werden beim Prüfpersonal eine Reihe ernster Berufskrankheiten verursacht.

Die Gesundheitsschäden der in unmittelbarer Nachbarschaft der Triebwerke arbeitenden Personen können zwar in gewissem Umfange durch Schutzvorrichtungen, wie Ohrschutzkappen oder dgl., verringert werden, es ist jedoch unbedingt erforderlich, die von arbeitenden Strahltriebwerken erzeugten Geräusche so weit zu dämpfen, daß Geräusch- und Lärmbelästi- -gungtn vermieden werden, die eine Schädigung des in der Nachbarschaft des Prüfstandes arbeitenden Personales sowie

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insbesondere der in der Umgebung des Prüfstandes ansässigen Einwohner zur Folge haben können.. Naturgemäß wird die Lösung dieses Problemen umso schwieriger, je größer die Leistung der einzelnen Triebwerke im Verlaufe der¹ Entwicklung wird.

Die Reduktion des von einem Strahltriebwerk erzeugten Lärmes auf zulässige Werte kann durch Absorbierung der Schallenergie erreicht werden. Eine solche Absorbierung von Schallenergie wird dadurch vorgenommen, daß der Energiegehält des austretenden Treibgasstrahles so schnell wie irgend möglich gesenkt und der Treibgasstrahl alsdann mit erheblich verminderter Geschwindigkeit als beim Verlassen des Triebwerkes in die Atmosphäre abgeblasen wird.

Eine Vor- oder Anfangskühlung- des Treibgasstrahles,der aus " dem Strahltriebwerk austritt, kann durch Einblasen von atmosphärischer Luft erreicht werden. Jedoch ist diese Maßnahme allein nicht ausreichend, weil die Arbeitstemperaturen von Nachbrennertriebwerken im Bereich von 1.600⁰C und darüber liegen. Es ist daher eine zusätzliche Kühlung bzw. Energieabsorption notwendig. Diese zusätzliche Kühlung und Energieabsorption wird bei bekannten Vorrichtungen der in Rede steinenden Art durch unmittelbares Einspritzen von Wasser in den Treibgasstrahl erreicht. Das Einspritzen von Wasser wird vorgenommen, nachdem zunächst Zusatzluft in den Treibgasstrahl eingeblas^n wurde. Hierbei ist eine größtmöglioüe Kühlwirkung erwünscht, weil dadurch die Lebens-

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dauer der rohrförmigen Hülse, durch welche der Ireibgasstrahl hindurchgeführt wird, verlängert werden kann.

Die Verwendung von Wasserstrahlen "bzw. Wassersprüheinrichtungen ist jedoch in vieler Hinsicht nachteilig. Die Feuchtigkeit in den austretenden Gasen verursacht Korrosionen; denn sie führt zum Entstehen säurehaltiger Gemische. Die erzeugten feinen Wassertröpfchen lagern sich dabei auch an benachbarten Objekten an und verursachen daher oft erhebliche Korrosionsschäden an Flugzeugen und anderer Arbeitsausrüstung. Dadurch wird die Lebensdauer wertvoller Ausrüstung verkürzt. Außerdem wird eine erhebliche Menge an Wasser verbraucht. Dieser Gesichtspunkt stellt in Gegenden mit nur begrenzten Wasserquellen ein Hauptproblem dar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Hauptaufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung zur Unterdrückung des Lärmes arbeitender Strahltriebwerke oder dgl. zu schaffen.

Die Erfindung zielt dabei darauf ab, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der aus dem Strahltriebwerk austretende Gasstrahl mit im Vergleich zum Bekannten gesteigerter Wirksamkeit gekühlt werden kann, wobei die Vorrichtung für langdauernde ununterbrochene Arbeitsweise ausgelegt sein soll und ohne unmittelbare Einspritzung von Wasser in den Gasstrahl arbeiten soll.

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Zur Lösung dieser Aufgabe bzw. Erreichung des genannten Zieles kennzeichnet sich die eingangs genannte Vorrichtung dadurch, daß im Inneren der rohrförmigen Hülse ein Einsatzkörper zur Absorbierung der akustischen Energie angeordnet ist, welcher so ausgebildet ist, daß er den aus dem Triebwerk austretenden Gasstrahl an einem Ende aufnimmt und am anderen Ende abgibt. Dieser im Inneren der rohrförmigen Hülse angeordnete wassergekühlte Einsatzkörper steht mit dem Gas des Gasstrahles in unmittelbarer Berührung und umgibt den Gasstrahl, der durch die rohrförmige Hülse hindurchströmt. Der Einsatzkörper ruht auf Tragstücken, die an der Hülse angeordnet sind und ist als Einheit in Achsrichtung relativ zur Hülse ausfahrbar. Eine Wasserkühleinrichtung ist außerhalb der rohrförmigen Hülse angeordnet und unter Schaffung eines geschlossenen Wasserkreislaufes mit dem wassergekühlten Einsatzkörper verbunden, so daß die Wasserkühleinrichtung und der wassergekühlte Einsatzkörper im Kreislauf in Reihe geschaltet sind. Auf diese Weise wird der Verbrauch unerwünscht großer Wassermengen vermieden, der beim Einspritzen oder Einsprühen von Wasser in den Gasstrahl aufiaitt.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung weist der Einsatzkörper ein Paar parallel und dicht nebeneinander verlaufender Sammelleitungen auf, während eine Vielzahl von im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Rohren sich von einer Sammelleitung zur anderen über die Innenseite der rohrförmigen Hülse herum erstreckt.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen ausführlich erläutert.

]?ig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung bei Verwendung zur Lärmdämmung der Strahltriebwerke eines modernen Düs enflugzeuges.

Pig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß ]Fig.1 in einer Schnittansicht bei längs der Linie 2-2 in Fig. 1 verlaufender lotrecht stehender Schnittebene.

]?ig. 3 zeigt die neue Vorrichtung teils in Seitenansicht, teils längs einer Lotmittelebene geschnitten,in Verbindung mit einem schematisch dargestellten Wasserkreislauf.

Pig. 4 zeigt eine Einzelheit der Vorrichtung gemäß Pig.3 in einer im Maßstab vergrößerten Sebnittansicht bei längs der Linie 4-4 in Pig. 3 verlaufender lotrecht stehender Schnittebene.

Pig. 5 zeigt eine im Maßstab vergrößerte Schnittansicht einer in Pig. 3 innerhalb des Kreises mit der Bezeichnung 5 dargestellten Einzelheit.

Pig. 6 zeigt eine im Maßstab vergrößerte Schnittansicht der in Pig.9 im Kreis 6 liegenden Sammelleitung.

Pig.7 zeigt eine teils geschnittene Seitenansicht des wassergekühlten spulenförmigen Körpers bei längs der Linie 7-7 in Pig.8 verlaufender Schnittebene.

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Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht des wassergekühlten spulen-

förmigen Körpers der "Vorrichtung. Pig. 9 zeigt ein Strömungsdiagramm für den spule nförmigen

wassergekühlten Körper· gemäß Fig.8. Fig.10 zeigt eine Schnittansicht durch das Rohrkniestück

der neuen Vorrichtung und erläutert eine abgewandelte Form der Leitelemente zur Strahlumlenkung. Fig.11 zeigt die Vorrichtungseinzelheiten gemäß Fig.10 in einer Schnittansicht bei längs der Linie 11-11 verlaufender Schnittebene.

In der Fig. 1 ist ein Düsenflugzeug A gezeigt. Das Düsenflugzeug A ist in eine vorbestimmte Lage überführt worden. Diese Lage ermöglicht es, eine Vorrichtung zur Unterdrückung des Lärmes der arbeitenden Strahltriebwerke des Flugzeuges mit dem Flugzeug zu verbinden. Die Vorrichtung zur Unterdrückung des Lärmes der arbeitenden Strahltriebwerke besteht aus zwei Haupteinheiten: Einem Ansauggeräusohdämpfer und einer Vorrichtung 12, welche zur Dämpfung der Geräusche des aus den Triebwerken austretenden Gasstrahles dient.

Der Ansauggeräuschdämpfer 10 besteht aus einem Paar Schilden 14, welche auf Gleisen 15 verfahrbar sind und auf gegenüberliegenden Seiten des Flugzeuges A angeordnet sind. Die Schilde 14 können von den beiden gegenüberliegenden Seiten her an das Flugzeug A —angefahren werden. Die Front und Seitenwände der Schilde 14 sind als schallenergieabsorbierende Körper

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ausgebildet. Sie dämpfen die Geräusche, die an den Luftansaugöffnungen 16 entstehen, welche zu den Strahltriebwerken des Flugzeuges A führen. Zum Zwecke der Ansauggeräuschdämpfung können beliebige bekannte Konstruktionen verwandt werden.

Der Hauptlufteintritt in den Ansauggeräuschdäropfer 10 befindet sich im Bodenbereich der beiden Schilde¹ 14. Wie die Fig.2 zeigt, ist das hintere Ende eines jeden Schildes mit einer gitterartigen Öffnung 17 ausgerüstet, um den Eintritt großer Luftmengen in den Raum zu gewährleisten, den die Schilde 14 umschließen. Zugleich soll dadurch aber auch der Eintritt von schädlichen Partikelchen und Fremdkörpern verhindert werden. Die Schilde sind außerdem auch unterhalb des Flugzeugrumpfes offen und an dieser Stelle mit einem Sieb oder Gitter 18 ausgerüstet, das sich über die Lufteintrittsöffnung erstreckt. Zweckmäßigerweise ist zusätzlich auch noch eine kleine Lufteintrittsöffnung am Yorderende der beiden Schilde vorgesehen. Wie die Fig. 1 zeigt, kann diese vordere Eintrittsöffnung durch Freilassen eines Spaltes 19 zwischen den beiden Schilden unterhalb der Nase des Flugzeuges geschaffen werden. Die Seiten- und Frontwände der Schilde 14 sind als schallenergieschluckende Körper ausgebildet, welche die offenen Enden der Luftansaugöffnungen 16 im wesentlichen umschließen, jedoch zugleich den''Luftzutritt für die Triebwerke gestatten.

Die Frontwände 14a der Schilde 14 stellen in der Praxis Ziele dar, gegen welche die Schallwellen, die in den Luft-

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ansaugöffnungen 16 erzeugt werden, anprallen. Indem diese Frontwände 14a als schallenergieabsorbierende Körper ausgebildet werden, kann ein großer Anteil der erzeugten Geräusche, •vornehmlich jedoch der schädliche Hochfrequenzanteil dieser Geräusche, absorbiert werden. Wenn ein Triebwerk läuft, wirkt die gegenüberliegende Ansaugeinheit als zusätzliche schallabsorbierende Kammer.

Aus dem Heck des Flugzeuges tritt der von den Triebwerken des Flugzeuges A erzeugte Gasstrahl mit hoher Geschwindigkeit aus und wird von der Torrichtung 12 aufgenommen_r die zur Dämpfung des Lärmes dient, die dieser Gasstrahl erzeugt. In der Fig. 5» welche den Aufbau der Vorrichtung 12 in Einzelheiten wiedergibt, ist lediglich die Düse 20 des Triebwerkes des Flugzeuges A wiedergegeben.

Der Strom heißer, aus der Düse 20 austretender Gase tritt in ein Verstärkerrohr 21 ein, welches zur Düse 20 in Achsrichtung fluchtend angeordnet ist. Der Durchmesser der Düse 20 ist kleiner als der des Rohres 21. Außerdem kann die Düse auch in einen geringen Abstand von der Eintrittsöffnung des Verstärkerrohres 21 angeordnet werden, so daß Umgebungsluft in die Eintrittsöffnung des Verstärkerrohres 21 durch die Injektorwirkung des Treibgasstrahles eingesaugt wird.

Es ist vorteilhaft, wenn dem Verstärkerrohr 21 ein zweites Rohr 22 zugeordnet wird, das einen größeren Durchmesser als

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das Terstärkerrohr 21 aufweist und eine zweite Eintrittsöffnung für Umgebungsluft schafft _r, die durch Injektorwirkung angesaugt wird. Es entsteht daher ein Gemisch aus Gasen des Triebstrahles, der das iürlebwerk verläßt ,und Luft, die durch das Verstärkerrohr 21 und das Rohr 22 zugeführt wurde. Die Zusatzluft senkt die hohe Temperatür des GasStrahles,und es tritt ein aus Luft und Gasen "bestehender Strahl aus dem Ende des Rohres 22 aus und in eine rohrförmige Hülse 24 ein, in der Einrichtungen angeordnet sind, die eine weitere Kühlung des Gas-LuftStrahles "bewirken.

Das Einlaßende des Terstärkerrohres und zugehörigen Rohres 21 "bzw. 22 ist Innerhalb eines Gehäuses 25 angeordnet, das die Schallenergie absorbiert "bzw. einschließt, die der Gasstrom abgibt, der an der Einlaßöffnung des Terstärkerrohres und Zusatzrohres austritt. Dieses Gehäuse 25 1st mit einer nach oben welsenden Lufteinlaßöffnuing 26 für die Zusatzluft ausgerüstet. Die eintretende Luft wandert in Fallrlcbtung zunächst um eine Innere Schallschutzwand 27 und strömt dann welter ab— wärts in Richtung auf die Eintrittsenden des Terstärkerrohres 21 und des Zusatzrohres 22. Das Entweichen von Schallwellen im Bereich der Düse und des umgehenden Gehäuses 25 wird durch eine Dichtung 28 eingeschränkt. Diese Dichtung 28 ist In horizontaler Richtung in zwei 5TeIIe gegliedert, welche voneinander weg und aufeinander zu bewegt werden können und auf diese Weise mit der Düse 20 des Flugzeuges A in Berührung

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gebracht werden können. Die Stirnkanten der Dichtung 28 sind mit weichen Polstern versehen, damit eine Konturanpassung an die Düse ermöglicht und Schaden an der Düse vermieden werden. Die "beiden Teile der Dichtung 28 sind an der Außenseite der Frontwand des G_ehäuses 25 gleitend geführt. Sie sind außerdem federbelastet, damit Höhenbewegungen der Düsen während der unterschiedlichen Lastzustände des Triebwerkes kompensiert werden können.

Die aus dem Zusatzrohr 22 austretende Mischung aus Zusatzluft und den Abgasen des Triebwerkes ist im Augenblick des Austritts aus dem Zusatzrohr teilweise vorgekühlt und tritt nunmehr in die rohrförmige Hülse 24 ein. Diese rohrförmige Hülse weist zweckmäßigerweise einen Kreisquerschnitt auf und ist mit einer Ringwand aus schallschluckendem: Werkstoff versehen, welche ein hohes Maß an Energie und Schallabsorption gewährleistet. Die Wand dieser rohrförmigen Hülse 24 bzw. die schallschluckende innere Ringwand kann auf beliebige Weise und in beliebiger Dicke ausgebildet werden. Eine bevorzugte Ausführung ist in den Pig. 4 und 5 dargestellt. Wie diese Figuren zeigen, wird die innerste Haut dieser Wand von einem perforierten Blech 30 gebildet. In Richtung nach außen folgt eine Schale 31 aus geriffeltem, perforiertem Metallblech. Außerhalb dieser Schale 31 folgt eine weitere Schale 32, die mit faserartigem, .hochtemperaturfestern sowie temperaturabsorbierendem und geräuschschluckendem Werkstoff, wie beispielsweise Glasfasern

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oder Steinwolle, gefüllt 1st. Die Schale 32 setzt sich dabei, zweckmäßigerweise aus mehreren Lagen derartigen Fasermaterials zusammen, wobei die Dichte in Richtung nach außen ständig ., größer wird, um die Wirkung dieser Schicht auf einen möglichst großen Bereich von Schallfrequenzen auszudehnen. Auf der Außenseite ist die Wand mit einer festen Metallplatte 34 bedeckt. Alle Werkstoffe, welche den geschilderten Aufbau der Wandung der rohrförmigen Hülse 24 bilden, sind so gewählt, daß sie den hohen auftretenden Temperaturen standzuhalten vermögen.

Innerhalb der rohrförmigen Hülse 24 befindet sich ein wassergekühlter Einsatzkörper 35, welcher einen Hauptströmungsweg für den durch die rohrförmige Hülse 24 fließenden Gasstrahl umschließt. Der Aufbau dieses Einsatzkörpers 35 ist in Einzelheiten gemäß 3?ig. 7 und 8 wiedergegeben, während die Einzelheiten des Wasserkreislaufes und Verbindungen der einzelnen Kreislaufelemente in Pig. 9 schematisch dargestellt sind.

Der wassergekühlte Einsatzkörper 35 ist nach Art eines Kühlwendels ausgebildet. Der Einsatzkörper besitzt einen in Achsrichtung verlaufenden Unterteil, der aus Gründen, die noch aus dem folgenden hervorgehen, so ausgestaltet ist, daß er kufenartig wirkt. Eine größere Anzahl einzelner Rohre in Kreisform, welche die einzelnen Windungen des Kühlwendeis darstellen, sind an diesem Unterteil befestigt und werden von ihm getragen. Es ist vorteilhaft, wenn aus der Anwesenheit der Unterteile dieses Ktihlwendels des Einsatzkörpers 35

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in der Weise Wutzen gezogen wird, daß dieser Unterteil in ]?orm von Sammelleitungen ausgebildet wird, welche zur Verteilung des Kühlwassers in die unterschiedlichen Windungen des Kühlwendels dienen. Die Berücksichtigung dieser Überlegungen führt zu einer bevorzugten Gestaltung, obwohl hervorzuheben ist, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die im folgenden beschriebenen Einzelheiten der Ausgestaltung des Kühlwendels beschränkt ist.

Wie die 3?ig. 7 und 8 zeigen, wird der Unterteil des wassergekühlten Einsatzkörpers 35 oder Kühlwendels von einem Paar in Längsrichtung verlaufender Sammelleiter 37 und 38 gebildet. Diese Sammelleiter 37,38 sind rohrförmig gestaltet. Sie sind jedoch, um als Sammelleiter dienen zu können, in aufeinanderfolgende getrennte Abschnitte unterteilt, welche miteinander verbunden sind und einen einheitlichen Baukörper bilden, der aus den beiden Sammelleitern 37 und 38 besteht und als Unterteil oder Basis für den Einsatzkörper 35 dienen kann. Mit den beiden Sammelleitern 37 und 38 sind eine größere Anzahl kleiner kreisförmiger Rohre oder schleifenförmig ausgebildeter Rohre 40 verbunden. Der Kreis- oder Schleifendurchmesser dieser Rohre 40 ist so gewählt, daß der Einsatzkörper 35 innerhalb der rohrförmigen Hülse 24 mit einem gewissen Spielraum !zwischen den Robren 40 des Einsatzkörpers 35 und der Innenwand oder Schale 30 aufgenommen werden kann. Eine Ausnahme besteht im Bereich des Bodens, wo die Sammelleiter 37 und 38 mit der rohrförmigen Hülse in Kontakt treten.

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Pie einzelnen Rohre 40, welche gleichbedeutend mit den Wendeln des Kühlwendels sind, sind zweckmäßigerweise in einem Abstand voneinander sowie auch von der Innenoberfläche der Wandung der rohrförmigen Hülse 24 angeordnet. Diese Lage der Hohre 40 relativ zur Wandung der rohrförmigen Hülse 24 sowie relativ zueinander zeigt die Pig. 5. Durch diese Position der Rohre 40 wird aber erreicht, daß ihre gesamte Außenoberfläche mit den heißen Gasen des Gasstrahles in Berührung treten kann, der durch die rohrförmige Hülse strömt. Damit steigert sich die Intensität des Wärmeaustausches zwischen den Gasen des Gasstrahles und den Rohren 40. Auch die Abstandslage der Rohre 40 von der Innenoberfläche der Wandung der rohrförmigen Hülse 24 führt zu einer Kühlung des Gasstrahles bzw. derjenigen Gasanteile, welche die Innenoberfläche der rohrförmigen Hülse 24 erreichen. Bs tritt daher eine Senkung der maximalen Gastemperatur ein, der die Innenoberfläche der Wandung der rohrförmigen Hülse 24 ausgesetzt wird. Diese TeDsperatursenkung führt zu einer im Vergleich zur Kühlung durch unmittelbare Wassereinspritzung erheblichen Verlängerung der lebensdauer der Anlage. Aufgrund der bis zum gegenwärtigen Tage vorliegenden Beobachtungsergebnisse läßt sich die lebensdauer der rohrförmigen Hülse zumindest etwa bis auf das !Fünffache des bisherigen Wertes ausdehnen. Es würde gefunden, daß durch die Abstandslage der Rohre 40 und die KomMnationswirkung dieser lage mit der schallschluckenden Innenscbale eine abgewandelte Form

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eines Resonanzraumes geschaffen wird, durch den eine Steigerung der Hiederfrequenzschalldämmung erreicht wird.

Auf der Innenseite der Wandung der rohrförmigen Hülse 24 ist eine Anzahl von Stützkörpern 42 (Fig.4) angeordnet. Diese Stützkörper 42 sind im Bodenbereich der rohrförmigen Hülse 24 vorgesehen und nehmen eine Abstandslage voneinander ein. Die Abstände der Stützkörper 52 werden abhängig von der Tragfähigkeit "bzw. Steifheit der "beiden Saramelleiter 37 und sowie deren Belastung gewählt. Innerhalb der rohrförmigen Hülse 24 wird der Kühlwendel bzw. Einsatzkörper 35 durch Klemmen 43 in seiner Lage gehalten, welche von oben her gegen die-Sammelleitungen 37 und 38 gezogen werden können.

¥enn die Klemmen 43 jedoch gelockert werden und zugleich die "Verbindungen mit einer Wasserzuführleitung und Wasserabführleitung unterbrochen werden, kanu der Einsatzkörper 35 als Ganzes gleitend aus der rohrförmigen Hülse 24 ausgefahren bzw. wieder eingefahren werden. Um diese Gleitverschiebung zu erleichtern, sind die beiden Sammelleitungen 37 und 38, obwohl aus einzelnen getrennten Abschnitten bestehend, in Gestalt kontinuierlicher einheitlicher Baukörper ausgebildet. Abweichend von dieser Ausführungsform kann anstelle der einzelnen Stützkörper 52 auch ein einzelner kontinuierlich über die gesamte Länge der rohrförmigen Hülse 24 verlaufender Stützblock verwendet werden.

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Aus Gründen einer wirtschaftlichen Herstellbarkeit und einer Reihe offensichtlicher ingenieurtechnischer Vorteile ist der Einsatzkörper 55 über seiner gesamten Länge hinweg mit einem einheitlichen Durchmesser ausgebildet.-Das gleiche trifft auch für die robrförmige Hülse 24 zu. Hervorzuheben ist jedoch, daß die Erfindung nicht auf eine derartige durchmessergleiche Bauweise beschränkt ist.

Der Verlauf der Wasserströmung im Einsatzkörper 35 ist in der I¹Ig. 9 schematisch wiedergegeben. Eine Zu führ- oder Förderleitung 45 ist an einem Ende an die Sammelleitung 37 angeschlossen, während eine Abfluß- oder Austrittsleitung 46 am gegenüberliegenden Ende der gleichen Sammelleitung vorgesehen ist. Eine rasche Wärmeübertragung von den Gasen des Gasstrahles an das Wasser in den Rohren 40 verlangt, daß eine große Oberfläche dieser RohiE mit den Gasen in Berührung tritt. Dieser Forderung kann durch Verwendung ■einer großen Anzahl von Rohren mit vergleichsweise geringem Durchmesser entsprochen werden, während bei Verwendung einer geringeren Anzahl von Rohren mit größerem Durchmesser eine geringere Oberfläche zur Verfügung steht. Zugleich führt die Verringerung der Durchmesser der Rohre 40 jedoch zu einem Ansteigen des Strömüngswiderstandes, »so daß die Menge des durch die Rohre pro Zeiteinheit hindurchfließenden Wasservolumens verringert wird» Aus diesem Grunde ist der Kühlwendel bzw. Einsatzkörper nicht aus einem einzigen Längenstück eines Rohres durch schraubenlinige oder

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wendelförmige Ausgestaltung gebildet, sondern besteht aus mehreren Rohren 40, von denen jedes eine einzige Schleife oder Windung "bildet und sich jeweils nur von einer Sammelleitung 37 zur nächsten Sammelleitung 38 bzw. einem bestimmten Abschnitt dieser beiden Sammelleitungen erstreckt. Es sind dabei außerdem mehrere solcher einzelner Rohre 40 gruppenweise parallelgeschaltet, so daß das Wasser durch mehrere derartiger Rohre in der gleichen Richtung strömt. "

Zu Erläuterungszwecken sei angenommen, es gäbe vier Gruppen von Rohren 40, von denen jede Gruppe etwa ein Viertel der Länge des Einsatzkörpers 35 in Anspruch nähme. Das Kühlwasser tritt in die Sammelleitung 37 durch die bereits erwähnte !Förderleitung 45 ein. Auf etwa einem Viertel der Länge des Einsatzkörpers ist die Sammelleitung 37 durch eine Querwand 47 verschlossen, so daß die weitere Strömung des Wassers bei Betrachtung der Figur von links nach rechts in der Sammelleitung 37 unterbrochen ist und damit ein erster Abschnitt 37a dieser Sammelleitung definiert wird. Alle kreisringförmigen Rohre 40, die mit diesem Abschnitt 37a der Sammelleitung verbunden sind, werden daher mit dem zuströmenden Wasser gespeist und führen dieses einem Abschnitt 38a der anderen Sammelleitung 38 zu. Das Wasser strömt dann in dem. Abschnitt 38a der Sammelleitung 38 nach links und speist eine zweite Gruppe von Rohren 40, wobei die Strömung durch eine Querwand 48 in der Sammelleitung begrenzt wird. In der zweiten Gruppe der Rohre 40 strömt das Wasser nun aus der Sammelleitung 38 zur Sammelleitung

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zurück. Das zurückfließende Wasser tritt in einen zweiten Abschnitt 37b der Sammelleitung 37 ein und fließt nun innerhalb dieses Abschnittes bis zu einem Punkt, wo eine weitere Strömung durch eine Querwand 49 verhindert wird. Infolgedessen kann das Wasser ausschließlich durch-eine dritte Gruppe von Rohren 40 aus der Sammelleitung 37 in einen zweiten Abschnitt 38b der Sammelleitung 38 fließen.Im weiteren Verlauf dieses zickzackförmigen Strömungsmusters zwischen den beiden Sammelleitungen findet ein ständiger Austausch des Wassers zwischen den beiden Sammelleitungen bzw. deren Abschnitten statt, bis das Wasser schließlich am Austrittsrohr 46 ankommt.

Wenn die Rohre 40 in eine gerade Anzahl von Gruppen unterteilt sind, wie beispielsweise vier, ist das Austrittsrohr mit der gleichen Sammelleitung verbunden, mit der auch die Zufuhrleitung verbunden ist. Wenn jedoch drei Gruppen Rohre oder eine andere ungerade Anzahl von Gruppen vorgesehen ist, dann ist die Austrittsleitung 46 mit dem Ende der anderen Sammelleitung 38 zu verbinden. Bei einer Betrachtung der Eig. 9 ist zu erkennen', daß einige der Segmente langer als die anderen ausgebildet sind und daß jedes einzelne Segment bzw. jeder Abschnitt der Sammelleitungen selbst als Verteilungsoder Sammelleitung angesehen werden kann. Die jeweils ersten und letzten Abschnitte einer Sammelleitung, durch welche das Wasser fließt, sind jeweils mit nur einer Gruppe von Rohren verbunden und infolgedessen kürzer als die anderen Abschnitte der Sammelleitungen, weil diese jeweils mit zwei aufeinander-

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- 19 folgenden Gruppen von Robren 40 In Verbindung stehen.

Tom Standpunkt der Wasserströmung und -verteilung ist jeder einzelne Abschnitt der einzelnen Sammelleitungen 37 und 38 als selbständige getrennte Sammelleitung oder selbständiger Abschnitt zu betrachten,insofern das Strömungsmuster betrachtet bzw. berücksichtigt wird. Es besteht die Aufgabe, ankommendes Wasser auf eine abgehende Anzahl von Rohren 40 zu verteilen und/oder ankommendes Wasser aus einer bestimmten Gruppe von Rohren anzunehmen. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Gruppen der Rohre 40 aus j.eweils gleich großen Anzahlen von Rohren zusammengesetzt sind. Die Sammelleitungen 37 und 38 können jedoch selbst wiederum als Sammelleitungen oder Verteileinrichtungen betrachtet werden; denn sie bilden baulich einstückige Körper und können infolgedessen als Stütz- oder Tragelemente für den Einsatzkörper als Ganzes dienen.

Es ist somit zu erkennen, daß bei Betrachtung eines Gesichtspunktes davon ausgegangen werden kann, daß jede der Sammelleitungen 37 und 38 als kontinuierliches Rohr mit Querwänden oder Trennwänden ausgebildet ist, um Abschnitte bestimmter Wasserströmung innerhalb der Rohre zu schaffen. Von einem anderen Gesichtspunkte her bildet jeder zwischen zwei Trennwänden liegende Abschnitt der Sammelleitungen selbst wiederum eine selbständige von den anderen getrennte Sammelleitung oder

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Yerteileinrichtung, die anderen gleichartig ausgebildeten entspricht. Dieser Sachverhalt ergibt sich aus der erläuterten Doppelfunktion der Sammelleitungen 37 und 38 bzw. Rohre, aus denen sie gebildet sind.

An dem Ende der rohrförmigen Hülse 24» das dem Verstärkerrohr 21 und Zusatzrohr 22 gegenüberliegt, werden die an dieser Stelle bereits erheblich abgekühlten Gase abgegeben. Die Gase" besitzen a"ber immer noch eine derartig große Hitze, daß ein Abblasen In horizontaler Richtung unerwünscht bzw. unmöglich ist. Aus diesem Grunde ist am Ende der rohrförmigen Hülse ein Rohrknie 50 (Fig.3) angeordnet, das aus drei Hauptabschnitten zusammengesetzt ist. Das Rohrknie 50 weist zwei Abschnitte 51 und 52 auf, von denen jeder eine Endstirhfläche mit einem Verbindungsflansch aufweist, deren beide Radial·^-»- ebenen jeweils im rechten Winkel zur Achse des Abschnittes liegen. Am gegenüberliegenden Ende ist jeder der Abschnitte mit einer Endstirnfläche versehen, die in einem Winkel von 45° zur Achse verläuft. Diese beiden schrägliegenden Endstirnflächen sind durch einen Mittel- oder Zwischenabschnitt 53 verbunden, der einen Ellipsenquerschnitt besitzt und in diessen Innenbereich eine Anzahl von Leiteleraenten 55 angeordnet ist. Die drei Abschnitte des Rohrknies sind in geeigneter Weise miteinander verschweißt, so daß sie einen einstückigen Baukörper bilden. Das Rohrknie ist mit der rohrförmigen Hülse 24 so verbunden, daß die aus dem

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Rohrknie abgegebenen Gase in ansteigender Richtung an die Atmosphäre abgegeben werden.

Falls es erforderlich ist, kann die Austrittsöffnung bzw. das Austrittsende des Abschnittes 52 des Rohrknies nach oben hin, beispielsweise durch einen Schornstein 55 oder einen Aufsatz in Rohrform,verlängert werden.

Eine zusätzliche weitere Kühlung der Gase sowie ein Schutz der Wandungen des Rohrknies gegenüber den thermischen Belastungen durch die Hitze des Gases kann dadurch erreicht werden, daß jeder der Abschnitte51,52 und 53 des Rohrknies, wie die 3?ig. 3 besonders zeigt, mit einem Wassermantel versehen wird. In jedem Abschnitt wird der Wassermantel durch Ausbildung einer Doppelwand des Abschnittes geschaffen, wobei der Hohlraum zwischen den Wänden Wasser aufnimmt, das in einem Kreislauf zirkuliert.

Um zu erreichen, daß die neue Vorrichtung über längere Zeit- { spannen hinweg arbeiten kann, sind Einrichtungen vorgesehen, die das Wasser, welches zur Kühlung der Gase des Gasstrahles verwendet wird, wieder kühlen und in einem Kreislauf dem Einsatzkörper 35 sowie auch dem Wassermantel des Rohrknies zurückführen. Der Wasserkreislauf ist in der Pig» 3 schematisch dargestellt. Dieser Wasserkreislauf besitzt einen Wassertank oder einen Behälter 60, aus dem das Wasser mittels eines Rohres 61 entnommen und durch den Einsatzkörper 35

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sowie den Wassermantel des Rohrknies mittels einer Hauptpumpe 62 hindurchgepumpt wird. Die Vorderseite der Pumpe 62 ist über eine Rohrleitung 63 unmittelbar mit. der Zufuhrleitung 45 des Einsatzkörpers 35 verbunden. Zweigleitungen 64 und 65 führen das geförderte Wasser zu je einem der Wassermäntel der Abschnitte 51 und 52 des Rohrknies. Die Terbindungen mit den Wassermänteln liegen an einer niedrigen Stelle der Mantel und in einem Abstand vom Auslaßende. Eine weitere Zweigleitung 66 führt Wasser zum Mittelabschnitt 53 des Rohrkniestücks.

Die drei getrennten Wassermäntel des RohrknieStückes bzw. die Wassermäntel der Abschnitte 51» 52 und 53 sind nahe eines Auslasses 70 durch- ein Paar Öffnungen 68 in den Verbindungsflanschen miteinander verbunden. Infolgedessen wird zur Rückleitung des Wassers aus der Auslaßöffnung 70 zur Aufnahme des erhitzten Wassers aus allen drei Wassermänteln nur eine einzige Abführleitung 71 benötigt. Die Abführleitung 71 ist bei 72 mit einer Abführleitung 73 verbunden, die wiederum an die Austrittsleitung 46 angeschlossen ist, die vom Einsatzkörper 35 abgeht. Die Abführleitung 73 führt das erhitzte Wasser aü& der Vorrichtung zum Behälter 60 zurück.

Um das Wasser nach der Rückkehr in den Tank zu kühlen, wird es mittels einer Pumpe 75 über eine Rohrleitung 77 abgezogen und gelangt von der !Förderseite der Pumpe 75 aus zu einem Kühlturm 78. Vom Sumpf oder Boden des Kühlturmes wird das ,abgekühlte Wasser über eine Rohrleitung 80 von einer Pumpe 81

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atigezogen, deren Förderseile mit der Rohrleitung 61 in Verbindung steht, so daß das gekühlte Wasser aus dem Turm unmittelbar zur Saugseite der Hauptpumpe 62 fließen kann, ohne notwendigerweise zuvor in den Tank zurückzugelangen, obwohl der Vorratstank tatsächlich kontinuierlich mit der Kreislaufpumpe in Verbindung steht, damit ständig eine hinreichend große Menge von Wasser zur Speisung der Pumpe 62 bereit ist. Eine ventilgesteuerte Bypaßleitung 82 kann verwendet werden, um das gekühlte Wasser an den Behälter oder Tank 60 zurückzuleiten, wenn die Vorrichtung nicht in Betrieb ist.

Die Pig.10 und 11 zeigen eine modifizierte Ausbildung der Vorrichtung, bei welcher eine zusätzliche Kühlung der abgeleiteten G-ase des Gasstrahles erreicht wird, indem auch Kühlwasser in die Leitelemente im Rohrkniestück eingespeist wird. Die Außenwandungen des Mittelabschnittes 53 sind, wie schon erwähnt wurde, mit einem Wassermantel versehen. Die leitelemente 85 sind hohl ausgebildet und können daher zum Hindurchleiten von Wass«er verwendet werden. Die Leitelemente erstrecken sich aus dem Wassermantel heraus und können mit einer Zuführsammelleitung 86 und einer Abführsammelleitung 87 verbunden werden. Diese wiederum sind in den geschilderten Kühlwasserkreislauf einbezogen.

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Claims

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Schutzansprüche

.^orrichtung zur Dämpfung des Lärmes von im Stand laufenden Strahltriebwerken mit einer Wand, die zum Absorbieren von Schallenergie dient und die die Gestalt einer Hülse in Rohrforro aufweist, bei der der Triebstrahl des Strahltrieb- _ werkes an einem Ende des Rohrkörpers eintritt und am anderen Ende austritt, dadurch gekenn ze i c h η et, daß auf der Innenseite der rohrförmigen Hülse (24) ein wassergekühlter Einsatzkörper (35) angeordnet ist, welcher den Triebstrahl umgibt und mit den heißen'Treibgasen in Berührung tritt, die die rohrförmige Hülse passieren, und daß eine Wasserkühleinrichtung (78) außerhalb der rohrförmigen Hülse angeordnet und über Verbindungseinrichtungen in Form eines Wasserkreislaufes mit dem Einsatzkörper vereint ist, bei dem der Einsatzkörper und die Kühleinrichtung .ströroungstechnisch in Reihe geschaltet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i c h η e t, daß der wassergekühlte Einsatzkörper (35) auf Tragstücken (42) ruht, die an der rohrförmigen Hülse (24) befestigt sind, und daß der Einsatzkörper als Einheit relativ zur rohrförmigen Hülse in axialer Richtung bewegbar und aus der Hülse (24) ausfahrbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper (35)

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ein Paar parallel und dicht nebeneinander verlaufender Sammelleitungen (37,38) aufweist, und daß eine Vielzahl von im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Rohren (40) vorgesehen ist, welche sich jeweils von einer Sammelleitung zur anderen um die Innenseite der .rohrförmigen Hülse herum erstrecken.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichne,t, daß die beiden Sammelleitungen (37,38) am Boden des Einsatzkörpers (35) angeordnet sind, axial zur rohrförmigen Hülse (24) verlaufen und gleitend verschiebbar auf den Tragstücken (42) ruhen, die an der rohrförmigen Hülse angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitungen (37,38) eine A reabl von axial aufeinanderfolgenden getrennten Abschnitten (37a,37b, 38a,38b) aufweisen, so daß das Wasser durch eine Gruppe aufeinanderfolgender Rohre (40) in der einen Richtung hinfließt und in der benachbarten Gruppe von Rohren in der entgegengesetzten Richtung zurückfließt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die

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Rohre (40) des Einsatzkörpers (35) in einem Abstand voneinander sowie in einem Abstand von der Wand der rohrförmigen Hülse (24) angeordnet sind, um eine Zirkulation der Gase des Imbstrahles um die einzelnen Rohre sowie zwischen dem Einsatzkörper und der rohrförmigen Hülse zu erzeugen.

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7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e η η ζ ei c h η e t, daß das Austrittsende der rohrförmigen Hülse (24) als Knie (50) ausgebildet ist, welches zwei schräggeschnittene Endstücke aufweist, die längs einer gemeinsamen Zwischenfläche (53) mit Ellipsenquerschnitt verbunden sind, wobei im Bereich der elliptischen Zwischenfläche leitelemente (85) zur Richtungsänderung des Gasstrahles vorgesehen und die Endstücke sowie der Bereich der elliptischen Zwischenfläche mit Wassermänteln versehen sind, welche an den Wasserkreislauf angeschlossen sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, d a d u- r c to g e k e η η ζ e i ohne t, daß die Leitelemente (85) als Hohlkörper ausgebildet und mit ihren Hohlräumen mit dem Wasserkreislauf kommunizieren.

Q. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am

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Eintrittsende der rohrförmigen Hülse (24) eine Einrichtung (21,22) zum Einblasen von Zusatzluft in die rohrförmige Hülse Torgesehen ist,um die Zusatzluft mit den Gasen des Triebstrahles zu vermischen.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Ansaug-Geräuschdämpfer in Gestalt von Schilden (14) vorgesehen sind, die in Berührung mit dem Flugzeugrumpf überführbar sind und Front- und Seitenwände aufweisen, die vor den Ansaugöffnungen (16) der Triebwerke als S_challenergie absorbierende Körper ausgebildet sind.

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