DE2211051A1 - Vorrichtung zur Schalldämpfung, ins besondere fur von gasformigen Medien durch strömte Kanäle - Google Patents

Vorrichtung zur Schalldämpfung, ins besondere fur von gasformigen Medien durch strömte Kanäle

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Description

PATENTANWÄLTE
dr. ing. H. NEGENDANK · dipl.-ing. H. HAUCK · dipl.phys. W. SCHMITZ
HAMBURG ■ MÜNCHEN
Dipl.-Ing. E. Graalfs Dipl.-Ing. W.Wehnert
ZUSTELLUNGSANSCHRIFT: HAMBURG B6 ■ NEUER WALL 41
TEL. 3Θ 74 28 UND 36 41 1Π
TElEGH. NEGEDAPATENT HAMBURG MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23
TEL·.9380086
TEI.EGH. NBGEDAFATENT MÜNCHEN
Hamburg, den 6. März 1972
Avions Marcel Dassault Breguet Aviation, S.A.
27, rue du Professeur Pauchet
92 - Vaucresson (Frankreich)
Vorrichtung zur Schalldämpfung, insbesondere für von gasförmigen Medien durchströmte Kanäle.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schalldämpfung und insbesondere ein in an sich bekannter Weise zellenförmig ausgebildetes Schalldämpfungs- oder Antidröhnpaneel. Ein derartiges Paneel ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt, aus welcher ersichtlich ist, daß es im wesentlichen aus einem bienenwabenförmxgen Zwischengebilde 2 besteht, das "sandwichförmig" zwischen zwei Platten 1 und 5 angeordnet ist, von denen die eine Platte, hier die Platte 5, vollwandig ist und eine durchgehende, dichte Oberfläche aufweist, während die andere Platte, hier die Platte 1, porös ausgebildet und mit einer Vielzahl von Durchbrechungen versehen ist, wobei die verschiedenen Teile der Platte beispielsweise vermittels entsprechender Klebemittel aus Harzen oder dgl. zu einem festen Paneel miteinander verbunden sind. Das Paneel dient als Wand für einen
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Luftkanal, wobei die Durchbrechungen aufweisende Plattenseite 1 von einem vorbeiströmenden Medium bestrichen wird und akustisch wie eine Vielzahl kleiner Helmholtzresonatoren wirkt.
Bekanntlich breiten sich die von Gebläsen der modernen Zweistrahldüsenantriebswerke erzeugten Geräusche im Falle der Ansaug- oder Einlaßseite (Ausbreitung in Aufstromrichtung) in Gegenrichtung zur Strömungsmittelflußrxchtung und im Falle der Druckseite (Ausbreitung in Abstromrichtung) in Richtung des Strömungsmittelflusses aus. Als allgemeine Regel gilt, daß die Geräusch- oder Schallabgabe in Abstromrichtung stärker ist.
Mit den bekannten Schalldämpfungspaneelen wie z.B. dem der Fig. 1 ist auf der Luftansaugseite (auf der die Strömung der Schallausbreitung entgegengesetzt ist) zu beobachten, daß das Absorptionsvermögen mit zunehmender Ausströmgeschwindigkeit zunimmt, wohingegen im Gebläseausgang, auf der die Strömung mit der Richtung der Schallausbreitung zusammenfällt, ein gegenteiliger Effekt auftritt. Daher ist die Schalldämpfung am Gebläseausgang besonders schwierig, was einerseits auf den höheren Geräuschpegel und andererseits darauf zurückzuführen ist, daß die Austrittsrichtung des Mediums für derartige Dämpfungsvorrichtungen ungünstig ist.
Durch die Erfindung soll daher eine Vorrichtung zur Schalldämpfung auf der Grundlage von zellenförmigen Paneelen
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geschaffen werden, bei welcher die vorgenannten Schwierigkeiten und Nachteile behoben sind.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung zur Schalldämpfung aus einem zellenförmigen Paneel mit bienenwabenförmigem Zwischengebilde in Sandwichbauweise zwischen zwei Seitenflächen ist im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen bekannten Paneelen in der Weise ausgebildet, daß die Facettenflächen der bienenwabenförmigen Zellen Durchbrechungen oder eine Verbindungen zwischen den Zellen herstellende Porosität aufweisen. Diese Ausbildung hat bei ansonsten unverändertem Aufbau eine Verringerung des Ausmasses (d.h. der Anzahl, Größe und Dichte) der Durchbrechungen in der von dem Medium bestrichenen und Durchbrechungen aufweisenden Plattenfläche zur Folge.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläuttert.
Fig. 1 ist eine schematische schaubildliche Ansicht eines aufgeschnittenen Schalldämpfungspaneels der in der Beschreibungseinleitung genannten Ausführung. Fig. 2 zeigt eine entsprechende Ansicht eines
Ausführungsbeispiels nach der Erfindung.
Die erfindungsgemäße schalldämpfende Vorrichtung weist ebenfalls eine von dem Medium bestrichene perforierte ,
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-U-
Verkleidung 1, ein bienenwabenförmiges Zwischengebilde und eine dicht abgeschlossene Bodenverkleidung oder -platte 5 auf. Gemäß der Erfindung weisen jedoch die Seiten- oder Facettenflächen 3 jeder Zelle Ausnehmungen in der Form kleiner Durchlässe ·+ auf, welche vielfache Verbindungen zwischen den einander benachbarten Zellen bilden und zusätzlich zu den Durchbrechungen vorgesehen sind, welche das durch die Platte 1 begrenzte bienenwabenförmige Zwischengebilde 2 vermittels der Durchbrechungen in der Platte mit dem vorbeiströmenden Medium verbinden. Die Verbindungen befinden sich dabei an sämtlichen Azimuten der Zellen und bestehen aus kleinen Durchlässen oder Durchbrechungen H, die unmittelbar angrenzend an die Verkleidungsplatte 1 oder die Bodenplatte 5 ausgebildet sind. Diese Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß sie die akustischen Vorteile mit der Möglichkeit des Ablauf.ens parasitärer Flüssigkeiten in allen Richtungen verbindet und durch ihre Formgebung die Ausbildung gekrümmter oder gewölbter Paneele erleichtert.
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispxel bestehen die Verbindungsöffnungen aus Durchbrechungen in den verschiedenen Seitenwänden der Zellen. Es ist jedoch gleichfalls möglich, die Wände in der Weise auszubilden, daß sie den perforierten Wänden analoge Eigenschaften aufweisen und beispielsweise aus porösen Metall- oder Kunststoffwänden (aus Blech, Filz, Gewebestoff usw.) bestehen.
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Anstelle des in der Zeichnung dargestellten Paneels mit einer einzigen Zellen- oder Sandwichschicht können auch zwei oder mehrere Schichten übereinander angeordnet sein, wobei dann die durchgehende Platte 5 durch eine Durchbrechungen aufweisende Platte wie z.B. die Platte 1 ersetzt wird, die zwischen zwei bienenwabenförmigen oder zellenförmigen Zwischengebilden 2 mit Verbindungsöffnungen 4, und die durchgehende Platte 5 auf der Außenseite des Mehrschichtpaneels angeordnet ist. Sofern ein Paneel auf beiden Seiten von einem Medium bestrichen wird wie z.B. bei Zweistrahldüsenantrxebswerken kann das Paneel auch zweiseitig ausgebildet sein, indem die durchgehende Platte 5 auf ihren beiden Seiten jeweils ein bienenwabenförmiges Gebilde 2 trägt und diese nach außen hin durch eine perforierte Platte z.B. in der Ausführung der Platte 1 abgedeckt sind.
Auf diese Weise lassen sich ein- oder mehrschichtige Resonanzpaneele auch von wesentlich komplizierterem Aufbau als die bekannten Vorrichtungen erstellen. Daraus ergeben sich vielseitigere Möglichkeiten zur Anpassung der Schalldämpfungsvorrichtungen an die verschiedenen, in der Praxis auftretenden Schalldämpfungsprobleme. Insbesondere lassen sich durch geeignete Wahl der Abmessungen für die verschiedenen Elemente sowohl für den die größsten Schwierigkeiten bietenden Anwendungsfall für den Ausgang eines Gebläses als auch für einen Lufteinlaß Schalldämpfungswerte
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erzielen, die (nach der Dezibelskala) mehr als das zweifache derjenigen betragen, die vermittels herkömmlicher ResonanzVorrichtungen der in Fig. 1 dargestellten Beschaffenheit betragen. Diese Ergebnisse beruhen auf der Mehrfachkopplung zwischen den verschiedenen Resonanzhohlräumen und auch auf der Ausbreitung der Wellen in den jeweiligen Kanälen.
Praktische Ausführungen, die durch theoretische Berechnungen belegt werden, zeigen, daß mit einer erfindungs-
gemäßen Anordnung bei vorgegebenen, zu dämpfenden Frequenzband der Perforationsgrad der dem Schall bzw. den Geräuschen und dem strömenden Medium ausgesetzten Verkleidungen wesentlich geringer ist als der für bekannte Resonatorvorrichtungen erforderliche Perforationsgrad.
Die Hauptvorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich wie folgt zusammenfassen:
- Das Absorptionsvermögen ist wesentlich höher als das der bekannten Vorrichtungen mit Resonanzhohlräumen, insbesondere in dem besonders schwierigen Fall, daß die Schallausbreitung in der gleichen Richtung wie die Durchtrittsrichtuhg des Mediums durch einen Kanal erfolgt.
- Die dem Medium ausgesetzten Oberflächen weisen weniger Durchbrechungen (und größenordnungsmäßig etwa nur ein Drittel der Durchbrechungen) auf, woraus sich im Hinblick auf aerodynamische Gesichtspunkte und beispielsweise bei
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aerodynamischen Anwendungen im Hinblick auf die Enteisung (durch geringere Empfindlichkeit gegenüber der Erscheinung des Wiedereinfrierens) offensichtliche Vorteile ergeben.
- Für ein gegebenes Reaktionsvolumen (Höhe der Zellen) ist aufgrund der vorgenannten Eigenschaft (d.h. daß die dem Schallereignis bzw. den Geräuschen ausgesetzte Oberfläche weniger perforiert ist) eine Schalldämpfung bei viel höheren Frequenzen und mit wesentlich höherem Wirkungsgrad als bei bekannten Vorrichtungen möglich.
- Die Mehrfachverbindungen zwischen den verschiedenen Zellen stellen eine optimale Lösung für das Ablaufproblem für eingedrungenes Wasser oder andere Flüssigkeiten dar. Dadurch wird außerdem die Unterhaltung wesentlich vereinfacht.
- Die Vorteile in akustischer, aerodynamischer, wartungstechnischer Hinsicht und im Hinblick auf die Enteisung ergeben sich praktisch ohne Mehraufwand, indem die erfindungsgemäßen Schalldämpfungsvorrichtungen in gleicher Weise wie die herkömmlichen Resonanzvorrichtungen hergestellt werden.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen und zum besseren Verständnis gewählten Ausführungsbeispiele beschränkt. Als mögliche Anwendungen kommen beispielsweise in Betracht: Schalldämpfung an den Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen von Rotationsmaschinen oder anderen Maschinen, in Kanälen,
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Rohrleitungen und dgl., die von einem gasförmigen Medium durchströmt werden und durch die eine Schallausbreitung erfolgen kann, insbesondere Be- und Entlüftungsvorrxchtungen (in Bergwerken, Tunnels, verschiedenen Maschinen usw), Heißluft- oder Kühlluftkanäle, Schalldämpfungsanlagen für Flughäfen, sowie Schalldämpfung in gewerblichen, industriellen oder öffentlichen Räumlichkeiten und Beeinflussung der Schallverhältnisse in Sälen (beispielsweise zur Unterdrückung einer oder mehrerer unerwünschter Frequenzen).
In allen Fällen, in denen es nicht auf die Dichtigkeit des Paneels ankommt, beispielsweise wenn beide Paneeloberflächen von ein und demselben gasförmigen Medium oder von unterschiedlichen, jedoch miteinander verträglichen Medien bestrichen werden, kann das Paneel nicht nur in der Seitenfläche 1, sondern auch in der gegenüberliegenden Seitenfläche 5 mit Durchbrechungen versehen sein.
- Patentansprüche -
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Claims (3)

  1. Patentansprüche :
    Vorrichtung zur Schalldämpfung, insbesondere für von gasförmigen Medien durchströmte Kanäle, aus einem zellenförmigen Paneel mit einem bienenwabenförmigen Zwischengebilde in Sandwichbauweise zwischen zwei Seitenflächen, von denen die eine porös ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Facettenflächen (3) der bienenwabenförmigen Zellen (2) Durchbrechungen (4) oder eine Verbindungen zwischen den, Zellen herstellende Porosität aufweisen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbxndungsöffnungen (H) zwischen den Zeilen aus kleinen Ausnehmungen in den Zellenseitenflächen auf der Seite der einen oder beider Abdeckflächen (1 bzw. 5) des Paneels bestehen.
  3. 3. Kanal für Luft oder ein anderes gasförmiges Medium, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwand mit einer schalldämpfenden Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 verkleidet ist oder aus einer solchen besteht.
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    Leerseite
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