DE2058452A1 - Schalldaempfer fuer Abgasstroeme grosser Geschwindigkeit - Google Patents

Description

• -HALLDAPR FÜR aB(;oStRÖME GROSSER GESCHINDIKIT Die Anmeldung betrifft einen Schalldämpfer für Abgasströme großer Geschwindigkeit mit einem Krümmer, der in Längsrichtung angeordnete Umlenkschaufeln aufweist.
• Zur Dämpfung der im Zuoammenhang mit Abgasströmen hoher Geschwindigkeit auftretenden Geräusche werden Schalldämpfer eingesetzt, deren Länge dem zu dämpfenden Geräuschpegel proportional ist. Die Abmessungen des freien Kanalquerschnittes solcher Dämpfer werden von der durchströmenden Gasmenge je Zeiteinheit bestimmt und können bei großen Abgasmengen ein solches Ausmaß annehmen, daß die hochfrequenten Geräuschanteile den Dämpfungskanal ungedämpft durchströmen. Um dies zu verhindern, sind am Ende des Dämpfungskanals gewöhnlich Krümmer vorgesehen, die das Abgas senkrecht nach oben ablenken.
• Die sich für die Schalldämpfung günstig auswirkende Anordnung eines Krümmers bringt jedoch bezüglich des Strömungs- und Druckverlaufes längs der Dämpfungsstrecke Probleme mit sich. In der Dämpfungsstrecke, die sich in Ausströmrichtung an die Gasaustrittsöffnung anschließt, bleibt der Abgasstrom hinsichtlich seines Strömungsverhaltens relativ unbeeinflußt. Durch den sich anschließenden Krümmer wird der Strömungsverlauf jedoch beachtlich gestört. Die bis dahin vorhandene relativ gleichmäßige Verteilung der Strömungslinien im Kanalquerschnitt wird durch den Krümmer dahingehend beeinflußt, daß sich die Strömungslinien an der die Strömung umlenkenden Rückwand erheblich verdichten und die Strömungsgeschwindigkeit ansteigt.
• An der gegenüberliegenden Seite des Krümmers entsteht dagegen ein merklicher Druckabfall, der je nach Strömungsgeschwindigkeit des Abgases sogar in einen Unterdruck übergehen kann und damit über Teilbereiche der Austrittsöffnung des Krümmers ein Ansaugen der Luft von außen bewirkt. Dieses Strömungsverhalten führt zu lautstarken Turbulenzbildungen im Krümmer, die sowohl eine Steigerung des Druckverlustes im Schalldämpfer zur Eolge haben als auch schalltechnisch dem Auftreten einer neuen Schallquelle an der Austrittsöffnung des Krümmers gleichkommen. In der Austrittsöffnung des Krümmers eines Schalldäppfers für Strahltriebwerke wurden beispielsweise im Bereich der austretenden, verdichteten Strömung Strömungsgeschwindigkeiten von loo m/sec gemessen, während an der gegenüberliegenden Seite dieser Fläche die Luft mit einer Geschwindigkeit von 40 m/sec einströmte.
• Um Turbulenzen zu vermeiden, hat man daher bislang Umlenkvorrichtungen im Krümmer vorgesehen, die die Strömung in gewissem Maße gleichrichtend beeinflussen. Der Störeffekt konnte jedoch hiermit nicht im gewünschten Maße beseitigt werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die Strömung des Abgases im Krümmer mit einfachen Mitteln möglichst laminar zu machen, ohne daß die Rückwirkungen auf die Abgasquelle, das heißt, der Druckverlust, wesentlich erhöht werden.
• Dadurch wird schalltechnisch eine beachtliche Verbesserung der Geräuschdämpfung erzielt.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß unmittelbar vor den Umlenkschaufeln über einen Teil oder den gesamten Kanalquerschnitt des Strömungskanals ein Lochblech angeordnet ist. Durch dieses Lochblech-Staugitter wird der Gasstrom über den gesamten Kanalquerschnitt verteilt,in eine Vielzahl von Einzelströmen aufgeteilt und damit gleichgerichtet. Schalltechnisch wird durch diese Maßnahme ein Dämpfungsgewinn von ca. 20 dB erzielt. Uberraschend ist dabei, daß der durch das Lochblech hervorgerufene Rückstau des Gasstromes einen Druckverlust zur Folge hat, der sich von den Werten, die durch den Krümmer allein bzw. durch den Einbau von Umlenkanordnungen in diesem ergeben, nur unwesentlich unterscheidet. Dies ist dadurch zu erklären, daß die Turbulenzbildung im Krümmer allein durch die Umlenkung des Gasstromes bereits so groß ist, daß der anbau des Lochbleches die Strömung in dieser Hinsicht nicht mehr wesentlich beeinflußt.
• Die erfindungsgemäße Anordnung wird anhand eines .;usführungsDeispiels näher erläutert.
• In der Figur ist ein itbgasschalldämpfer für Strahltriebwerke gezeigt, der aus einen sich in nusströmrichtung an das Strahl triebwerk anschliessenden Dämpfungskörper 1 und einem Krümmer 2 besteht. Der Krümmer lenkt den Abgasstrom um 900 um und führt ihn über den Turm senkrecht nach oben in die Atmosphäre. Senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases ist im Strom mungskanal 3 des Krümmers eine strömungsgleichrichtende Anordnung vorgesehen, die beispielsweise aus mehreren im Abstand voneinander befestigten Umlenkschaufeln 4 besteht. An der Rahmenkonstruktion der Umlenkschaufeln ist in Strömungsrichtung gesehen unmittelbar vor den Umlenkschaufeln ein lo mm startes Lochblech 5 angeordnet1 dessen Löcher einen Durchmesser von :o mm aufweisen. Durch das Lochblech wird eine Art Berieselungseffekt erzielt. Die Abgasströmung wird dadurc wieder in eine laminare Strömung überführt, was sich schalltechnisch in einem erheblichen Dämpfunsgewinn (bis ZU 20 dB) äußert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH ()

   Schalldämpfer für Abgas ströme großer Geschwindigkeit mit einem Krümmer, der in Strömungsrichtung angeordnete Umlenkschaufeln aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor den Umlenkschaufeln 4 über den gesamten Kanalquerschnitt des Strömungskanals 3 ein Lochblech 5 angeordnet ist.