DE2834636C2

DE2834636C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Verringern des Unterwasser-Geräusches, das von einem Gas erzeugt wird

Info

Publication number: DE2834636C2
Application number: DE2834636A
Authority: DE
Inventors: Gavin Edmund Bondi Neusüdwales Tulloch
Original assignee: Plessey Australia Ptyltd Villawood Neusuedwales Au
Current assignee: Plessey Australia Ptyltd Villawood Neusuedwales Au
Priority date: 1978-08-08
Filing date: 1978-08-08
Publication date: 1986-07-31
Also published as: FR2433799A1; FR2433799B1; GB2028917B; DE2834636A1; GB2028917A; US4284169A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verringern des Unterwasser-Geräusches, das von einem Gas erzeugt wird, welches aus einer Öffnung eines in insbesondere Meerwasser untergetauchten Geräts, insbesondere eine Seewasserbatterie, unter Blasenbildung austritt.

Ein Beispiel für solche Vorrichtungen ist eine Seewasserbatterie, die zur Leistungsversorgung einer elektrischen Unterwasserausrüstung, etwa von Sonarbojen, verwendet wird.

Für gewöhnlich verwendete Seewasserbatterien dieser Art beispielsweise solche mit Silberchlorid- und Magnesiumelektroden, verwenden Seewasser als Elektrolyt wobei die Batterie beim Untertauchen durch den Eintritt von Seewasser durch eine oder mehrere Einlaßöffnungen in der Nähe des Unterteils der Batterie aktiviert wird, und wobei angrenzend an die Oberseite der Batterie eine Auslaßöffnung angeordnet ist Während des Betriebs der Batterie wird Wasserstoffgas entwikkelt das sich am Oberteil der Batterie sammelt und durch die Auslaßöffnung entweicht Wenn eine solche Batterie in einem sonaren Horchgerät verwendet wird, kann das Geräusch der entweichenden Wasserstoffblasen die zur Verfügung stehende nutzbare Horchzeit der Vorrichtung stark verringern.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung ist aus der US-PS 35 68 672 im Zusammenhang mit einem Unterwasser-Atmungsgerät bekannt Hierbei wird die Ausatmungsluft durch eine Vielzahl von selbstdichtenden, sehr kleinen Öffnungen ausgestoßen, um sehr kleine Bläschen zu bilden, welche sich in der freien Flüssigkeit formieren und dann direkt in das Wasser gelangen.

Bei der bekannten Vorrichtung ändert die Erzeugung der sehr kleinen Bläschen die Resonanzfrequenz der Blasen, το daß eine jede eine Resonanzfrequenz aufweist welche von der anderen geringfügig unterschiedlich ist und die hierbei erzeugte Energie wird über eine größere Zeitperiode und über ein breites Frequenzspektrum verteilt. Es bleibt jedoch die gesamte akustische Energie, welche durch das Freilassen eines bestimmten Gasvolumens in Form einer größeren Anzahl von kleinen Blasen erzeugt wird, gleich derjenigen Energie, die durch eine geringere Anzahl von großen Blasen erzeugt wird. Die gesamte akustische Energie wird daher nicht reduziert

Aus der GB-PS 13 87 550 ist eine Seewasserbatterie bekannt, bei der das erzeugte Gas ohne weitere Vorkehrungen direkt in das Wasser gelangt

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung sowie das eingangs genannte Verfahren so weiterzubilden, da3 die akustische Gesamtenergie des austretenden Gases reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Außenseite des Geräts eine an die Öffnung derart angrenzende Fläche vorgesehen ist, daß das Gas unmittelbar nach Verlassen der Öffnung an der angrenzenden Fläche eine Vielzahl von Blasen bilden kann.

Untersuchungen haben gezeigt daß ein Hauptbeitrag für das durch die sich entwickelnden Blasen erzeugte Geräusch der eigentlichen Bildung jeder gesonderten Blase zuzuordnen ist. Eine gesonderte Blase versucht

so aufgrund der Oberflächenspannung, ihre Oberfläche auf ein Minimum zu bringen und nimmt folglich ein kleineres Volumen als das Volumen von Gas ein, welches teilweise von einer Gas-Wasser-Übergangsfläche und teilweise von einer Gas-Öffnung-Übergangsfläche begrenzt wird, aus der sich die Blase bildet.

Bei der Bildung der gesonderten Blase fällt das Wasser um das Gas herum zusammen, wenn sich dieses zum kleineren Volumen zusammenzieht mit nachfolgender gedämpfter Resonanzschwingung der Gas-Wasser-Übergangsfläche. Es gibt auch ein Zusammenfallen von Wasser auf die Öffnung, wo eine neue Gas-Wasser-Übergangsfläche gebildet wird, und ein Zusammenfallen des Wassers auf das Wasser in Nähe der Öffnung, wo vorher zwei Wasseroberflächen durch ein Gasvolumen auseinandergehalten wurden.

Durch Ermöglichung der Blasenbildung an einer Fläche anstatt frei im Wasser angrenzend an die Auslaßöffnung wird das Geräusch verringert und kann ferner

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durch geeignete Wahl des Materials, durch das diese Fläche gebildet wird, die Dämpfung der Resonanzschwingung der Blase erhöht und hierdurch die Dauer des Übergangsgeräuschs verringert werden.

Die Fläche ist vorzugsweise vom Gerät weg nach oben geneigt und gekrümmt, so daß die an der Fläche gebildeten Blasen sich sanft nach außen und oben bewegen und von der Fläche in das Wasser ohne Störung gelangen können, die ein Geräusch erzeugen könnte. Jede beliebige, auf diese Weise geformte, über der und angrenzend an die Öffnung angeordnete Materialfläche verringert das Geräusch dadurch, daß die anfängliche Ausdehnung der Blasen verringert wird. Die unmittelbar an die Öffnung angrenzende Fläche sollte mit der Flüssigkeit, in die die Öffnung eingetaucht ist, Vorzugsweise einen begrenzten Benetzungswinkel bilden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Gerät eine Seewasserbatterie ist, wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 eine schematische Schrägansicht einer erfindungsgemäß ausgestalteten Batterie;

F i g. 2 eine schematische Vorderansicht der Batterie gemäß F i g. 1;

Fig.3 eine schematische Seitenansicht der Batterie gemäß F i g. 1;

F i g. 4 eine Einzelheit des Teils der Batterie, das eine Fläche aufweist, an der sich Blasen bilden;

F i g. 5 und 6 eine Seiten- und eine Endansicht des in F i g. 4 gezeigten Teils.

Eine Seewasserbatterie 10 bekannter Bauart mit Elektroden aus Silberchlorid und Magnesium ist mit einer Einlaßöffnung 11 und einer Auslaßöffnung 12 versehen. Die Auslaßöffnung 12 hat Abmessungen von 3,5 mm χ 3,0 mm im einen Beispiel und von 7,0 mm χ 3,0 mm in einem zweiten Beispiel. An der Oberseite der Batterie ist ein flaches Teil 13 aus Polyurethan befestigt, das mit einem sich auswärts erstrekkenden Rand 14 versehen ist, dessen untere Fläche 15 die Fläche bildet, an der die Blasenbildung stattfindet. Die Fläche 15 ist aufwärts und auswärts von der Auslaßöffnung 12 gekrümmt und ist so geformt, daß sie unmittelbar am oberen Rand der Auslaßöffnung 12 angeordnet ist.

Das aus der Auslaßöffnung 12 ausgetretene Gas bildet an der angrenzenden Fläche 15 Blasen, die sich dann an dieser Fläche auswärts und aufwärts bewegen, bevor sie in das freie Wasser entweichen.

Beim vorliegenden Beispiel haben das Teil 13 aus Polyurethan und der Rand 14 die in F i g. 4,5 und 6 dargestellten Abmessungen, während die Fläche 15 die in diesen Figuren dargestellte Form hat, wobei A = 32 mm, B = 13 mm, C = 20 mm, D = 26 mm, E = 58 mm, F = 32 mm, G = 25 mm, H = 5 mm, 1 = 6 mm und J = 72 mm betragen.

Diese Abmessungen haben sich als wirkungsvoll erwiesen mit Blasenentwicklungsraten von 0,5—3 cmVsec bei normalem Druck und Temperatur.

Wie oben angegeben, ist das für den Rand 14 verwendete Material in diesem Fall Polyurethan. i£s hat sich herausgestellt, daß es geeignete Oberflächen- und Masseneigenschaften aufweist. Das bei der dargestellten Ausführungsform verwendete spezielle Polyurethanmaterial ist ein gummielastisch vernetzendes Polyurethan, das von der Firma Dupont unter dem Warenzeichen ADIPRENE verkauft wird, obwohl sich auch jedes andere Polyurethanmateria! eignet. Andere geeignete Materialien enthalten Silikone und synthetische sowie natürliche Gummiarten.

In Verbindung mit der Erfindung und zur weiteren Verringerung des mit der Blasenbildung verbundenen Geräuschs wird vorzugsweise eine größere Auslaßöffnung verwendet, als sie in Vorrichtungen dieser Art für gewöhnlich verwendet wird.

Die Art und Weise, in der die Fläche, an der die Blasenbildung stattfindet, vorgesehen ist, ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt Die Fläche kann mit einem einstückig mit dem Batteriegehäuse ausgebildeten Rand oder Fachbrett oder auf irgendeine andere geeignete Weise versehen sein, wobei die Form und Größe der Fläche und ihr Abstand von einer Kante der Öffnung eine Angelegenheit der Konstruktionswahl für den besonderen Anwendungsfall ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verringern des Unterwasser-Geräusches, das von einem Gas erzeugt wird, welches aus einer Öffnung eines in insbesondere Meerwasser untergetauchten Geräts, insbesondere eine Seewasserbatterie, unter Blasenbildung austritt, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Geräts (10) eine an die Öffnung (12) derart angrenzende Fläche (15) vorgesehen ist daß das Gas unmittelbar nach Verlassen der Öffnung (12) an der angrenzenden Fläche (15) eine Vielzahl von Blasen bilden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (15) vom Gerät (10) weg tiach oben geneigt ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Fläche (15) gekrümmt ist

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Fläche (15) mit der Flüssigkeit in die die Öffnung (12) eingetaucht ist, einen begrenzten Benetzungswinkel bildet

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß ein Teil der Fläche (15) einen Teil der die Öffnung (12) definierenden Wandung bildet

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (15) aus Polyurethan besteht

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gerät von einer Seewasserbatterie gebildet wird, dadurch gekennzeichnet daß der Druck der Gase innerhalb der Seewasserbatterie (10) im wesentlichen gleich ist dem Druck außerhalb der Batterie.

8. Verfahren zum Verringern des Unterwasser-Geräusches, das von einem Gas erzeugt wird, welches aus einer Öffnung eines in insbesondere Meerwasser untergetauchten Geräts, insbesondere einer Seewasserbatterie, unter Blasenbildung austritt, dadurch gekennzeichnet daß das aus der Öffnung (12) austretende Gas derart gegen eine an die Öffnung (12) angrenzende Fläche (15) geleitet wird, daß an der Fläche (15) eine Vielzahl von einzelnen Blasen gebildet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasen von der Öffnung (12) weg nach oben gegen die und entlang der geneigt angeordneten Fläche (15) geleitet werden.