DE3530430C2 - Silencer backdrop - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schalldämpferkulisse für den Einsatz in staubführenden Kanälen und Kaminen mit Hohlraumreso natoren, deren Resonatorhälse in der einem Strömungskanal zugewand ten Fläche der Kulisse münden.The invention relates to a silencer backdrop for use in dust-carrying ducts and fireplaces with a cavity nators, the resonator necks of which face a flow channel th surface of the backdrop.
Es ist bekannt, zur Schalldämpfung längs eines Strömungskanals eines Gasmediums Schalldämpferkulissen zu verwenden, die im Gegensatz zu den aus einem porösen Material bestehenden, breitbandigen Absorbern aus einer Vielzahl von Helmholtz-Resonatoren bestehen, weshalb sie ein vorwiegend schmalbandiges Dämpfungsspektrum aufweisen. Insbe sondere für staubbeladene Gasströme, für die Schalldämpfer notwendig sind, haben sich Resonatorenkulissen wegen ihrer geringen Empfind lichkeit gegenüber den sich notwendigerweise ergebenden Staubablage rungen bewährt.It is known to attenuate sound along a flow channel Gas medium to use silencers that are in contrast to the broadband absorbers made of a porous material consist of a large number of Helmholtz resonators, which is why they have a predominantly narrow-band damping spectrum. In particular especially for dust-laden gas flows, necessary for the silencers are resonator backdrops because of their low sensitivity compared to the resulting dust deposit tried and tested.
In der DE 12 42 383 C werden bereits Kulissen beschrieben, die aus Helmholtz-Resonatoren aufgebaut sind. Bei diesen Kulissen erstrecken sich die einzelnen Resonanzkammern über die gesamte Kulissendicke und die Resonatorhälse der jeweils benachbarten Resonatoren sind ab wechselnd zu der einen bzw. anderen Außenfläche der Kulisse hinaus geführt.In DE 12 42 383 C, scenes are already described that consist of Helmholtz resonators are constructed. Extend at these backdrops the individual resonance chambers over the entire backdrop thickness and the resonator necks of the adjacent resonators are off alternating to one or the other outer surface of the backdrop guided.
Aus der DE 19 41 685 C3 waren auch bereits Kulissen bekannt, deren Resonatoren nach dem Prinzip der angekoppelten λ/4-Leitung arbeiten. Die Tiefe der Resonatorkammern bestimmt hierbei die Dicke der Kulisse.Scenes were already known from DE 19 41 685 C3, their resonators on the principle of the coupled λ / 4 line work. The depth of the resonator chambers determines the Thickness of the backdrop.
Die DE 30 31 561 A1 zeigt Kulissen, bei denen Resonatoren zu beiden Seiten einer innerhalb der Kulisse angebrachten Trennwand an geordnet sind. Auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Kulisse können Resonatoren mit zwei verschiedenen Tiefen der Resonator kammern dadurch erhalten werden, daß die Trennwand in der Kulisse gegenüber der Mittellängsachse der Kulisse nach einer Außenfläche hin versetzt angeordnet ist. DE 30 31 561 A1 shows scenes in which resonators too on both sides of a partition mounted inside the backdrop are ordered. On the opposite sides of the backdrop can resonators with two different depths of the resonator chambers can be obtained in that the partition in the backdrop opposite the central longitudinal axis of the backdrop to an outer surface is arranged offset.
Aus der DE 30 31 472 A1 sind auch bereits Schalldämpferkulissen bekannt, die quer zur Kulisse angeordnete Resonatorenkammern auf weisen, zwischen denen jeweils zu den Außenflächen der Kulisse hin geschlossene und auf der Innenseite der Kulisse jeweils über einen Spalt mit den angrenzenden Resonatorkammern verbundene Nebenkam mern vorgesehen sind, die zum Teil mit porösem Absorbermaterial gefüllt sind und als Pufferräume dienen. DE 30 31 472 A1 already includes silencer backdrops known, the resonator chambers arranged transversely to the backdrop point, between which each point to the outer surfaces of the backdrop closed and on the inside of the backdrop each one Gap connected with the adjacent resonator chambers mers are provided, some with porous absorber material are filled and serve as buffer spaces.
Die DE 30 08 328 A1 offenbart eine Schalldämpferkulisse, deren Resonatorhälse in der einem Strömungskanal zugewandten Fläche der Kulisse münden, wobei im Inneren der Kulisse hinter den dem Strömungskanal benachbarten, außen liegenden Resonatoren wenigstens ein weiterer Resonator angeordnet ist, dessen Resonatorhals zwischen den außenseitig angeordneten Resonatoren zu dem Strömungskanal hin durchgeführt ist.DE 30 08 328 A1 discloses a silencer backdrop, the Resonator necks in the surface facing a flow channel of the backdrop, with the interior of the backdrop behind the Flow channel adjacent, external resonators at least Another resonator is arranged, the resonator neck between the resonators arranged on the outside to the Flow channel is carried out.
Aus der DE 24 02 877 C2 ist eine schallabsorbierende Platte bekannt, bei der im Inneren der schallabsorbierenden Platte hinter den dem Strömungskanal benachbarten, außen liegenden Resonatoren wenigstens ein weiterer, sich mit seiner Kammer über eine oder mehrere Kammern dieser außen liegenden Resonatoren erstreckender Resonator angeordnet ist, dessen Resonatorhals zwischen den außenseitig angeordneten Resonatoren zu dem Strömungskanal hin durchgeführt ist. From DE 24 02 877 C2 a sound absorbing plate is known at the inside of the sound absorbing panel behind the external resonators adjacent to the flow channel at least one more, with his chamber over one or extending several chambers of these external resonators Resonator is arranged, the resonator neck between the outside arranged resonators to the flow channel is carried out.
Für die Schalldämmung mit Resonatorkulissen wird eine breitbandige Schalldämpfung über einen Frequenzbereich von 3-4 Oktaven gefor dert. Um dies zu erreichen, müssen mehrere, verschieden abgestimmte Resonatoren in einer Kulisse in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet werden, wobei jedoch die Kulissendicke im wesentlichen von den tiefen zu dämpfenden Frequenzen bestimmt wird. Eine Dämp fung bei tiefen Frequenzen bedeutet dicke Kulissen (mit üblicherweise einer Kulissendicke in der Größenordnung von 400-800 mm). Aus physikalischen Gründen gelingt es aber nicht, mit den gleichen tiefen Kammern auch eine entsprechend große Schalldämpfung bei den hohen Frequenzen zu erreichen. Aus diesem Grunde wurden bisher un symmetrische Kulissen gebaut, die auf der einen Seite tiefe, auf der anderen Seite flache Resonatorkammern aufweisen, wobei nach etwa einer halben Kulissenlänge in Richtung des auszukleidenden Strömungs kanals die Seiten der Kulisse vertauscht werden, um für jeden Strö mungskanal zwischen den Kulissen gleiche Verhältnisse zu schaffen. Diese Bauweise ist jedoch aufwendig und außerdem akustisch nicht befriedigend, weil bei benachbarten Kulissen jeweils verschieden ab gestimmte Resonatoren einander gegenüberliegen und ungünstig beein flussen.A broadband is used for sound insulation with resonator backdrops Sound absorption over a frequency range of 3-4 octaves different. To achieve this, several, differently coordinated Resonators one behind the other in a flow direction can be arranged, but the backdrop thickness essentially is determined by the low frequencies to be attenuated. A damper at low frequencies means thick backdrops (with usually a backdrop thickness in the order of 400-800 mm). Out physical reasons, however, do not succeed with the same depths Chambers also have a correspondingly high level of sound absorption to reach high frequencies. For this reason, un symmetrical backdrops built, deep on one side, on the other have flat resonator chambers on the other side, whereby after about half a backdrop length in the direction of the flow to be lined the sides of the backdrop can be swapped to suit each stream channel between the scenes to create the same conditions. However, this design is complex and also not acoustically satisfactory, because the neighboring scenes differ from each other tuned resonators face each other and adversely affect rivers.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Schalldämpfer kulissen anzugeben, die ein günstigeres Dämpfungsverhalten bei glei cher Länge eines Strömungskanals aufweisen. The invention is therefore based on the object of silencers backdrop to specify that a more favorable damping behavior with the same cher length of a flow channel.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schalldämpferkulisse der ein gangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß im Inneren der Kulisse, hin ter den dem Strömungskanal benachbarten, außenliegenden Resonatoren wenigstens ein weiterer, sich mit seiner Kammer über eine oder mehrere Kammern dieser außenliegenden Resonatoren erstreckender Resonator angeordnet ist, dessen Resonatorhals zwischen den außen seitig angeordneten Resonatoren zu dem Strömungskanal hin durchge führt ist, und daß die Dicke der Kulisse zum Ende des Strömungskanals hin kontinuierlich oder stufenförmig abnimmt.This task is based on a silencer backdrop gangs mentioned solved in that inside the backdrop, out ter the external resonators adjacent to the flow channel at least one more, with his chamber over one or extending several chambers of these external resonators Resonator is arranged, the resonator neck between the outside laterally arranged resonators to the flow channel leads and that the thickness of the backdrop to the end of the flow channel decreases continuously or in stages.
Es ist davon auszugehen, daß im allgemeinen die Dicke einer Schall dämpferkulisse durch die gewünschte Dämpfung auch für die tiefen Frequenzen bestimmt wird. Für die Dämpfung bei höheren Frequen zen schafft diese Anordnung die Möglichkeit, die für diese Dämp fung bei höheren Frequenzen notwendigen flachen Resonatorkammern außenseitig auf der dem Strömungskanal zugewandten Seite der Ku lisse anzuordnen und durch zusätzliche Trennwände im Inneren der Ku lisse weitere Resonatorkammern zu bilden. Dadurch kann bei glei cher Dicke der Kulisse eine Vielzahl von unterschiedlich tiefen Re sonatorkammern entlang dem Strömungskanal erhalten werden, die eine sehr breitbandige Dämpfung gewährleisten.It is believed that generally the thickness of a sound Damping backdrop through the desired damping even for the deep ones Frequencies is determined. For attenuation at higher frequencies zen this arrangement creates the possibility for this damper flat resonator chambers necessary at higher frequencies outside on the side of the Ku facing the flow channel lisse to arrange and by additional partitions inside the Ku lisse to form more resonator chambers. As a result, at gl thickness of the backdrop a variety of different depths Sonatorkammer be obtained along the flow channel, the ensure very broadband attenuation.
Dadurch daß die Dicke der Kulisse gegen das Ende des durch die Kulisse gebildeten Strömungskanals hin kontinuierlich oder stufenförmig verringert wird, steht den Mehrfach-Resonatoren eine Kulisse zur Verfügung, die ein breitbandiges Dämpfungsspektrum aufweist. Dadurch eignet sich diese Schalldämpferkulisse insbesondere, um die Geräusche des breitbandigen Eigen- Strömungsrauschens des zwischen den Kulissen strömenden Mediums zu vermindern, denn die Verringerung der Kulissendicke bedeutet bei konstantem Kulissenraster eine Vergrößerung der Breite des Strö mungskanals zwischen den sich gegenüberliegenden Kulissen. Diese Verbreiterung des Strömungskanals und damit verbundene Vergröße rung des Strömungsquerschnitts bewirkt eine Verminderung der Gas strömungsgeschwindigkeit. Der Schallpegel des Gasstromes bei hoher Gasgeschwindigkeit aus dem Teil des Strömungskanals, in dem die Kulissen jeweils noch eine große Kulissendicke aufweisen, wird durch die nachfolgende Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit auf grund der Verringerung der Kulissendicken soweit vermindert, bis er etwa dem geringeren Schallpegel der langsameren Strömungsgeschwin digkeit am Ende des durch die Kulisse begrenzten Strömungskanals entspricht.Because the Thickness of the backdrop towards the end of the backdrop formed by the backdrop Flow channel is reduced continuously or stepwise, there is a backdrop available for the multiple resonators has a broadband attenuation spectrum. This makes it suitable Silencer backdrop in particular to reduce the noise of the broadband Flow noise of the medium flowing between the scenes to reduce, because the reduction in the thickness of the backdrop means at constant backdrop grid an increase in the width of the stream channel between the opposite scenes. These Broadening of the flow channel and related enlargement The flow cross section reduces the gas flow rate. The sound level of the gas flow at high Gas velocity from the part of the flow channel in which the Scenes still have a large backdrop thickness, is by the subsequent reduction in flow velocity due to the reduction in the thickness of the backdrop until it decreased about the lower sound level of the slower flow velocity at the end of the flow channel delimited by the backdrop corresponds.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichnung zeigtIn the following the invention will be described in more detail with reference to in the drawing illustrated preferred embodiments are explained. In the drawing shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Schalldämpferkulisse, und Fig. 1 shows a longitudinal section through another embodiment of a silencer backdrop designed according to the invention, and
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Schall dämpferkulisse. Fig. 2 is a schematic longitudinal section through another example Ausfüh approximately a silencer backdrop designed according to the invention.
In Fig. 1 ist mit 101 allgemein eine Schalldämpferkulisse bezeichnet. Die Kulisse 101 ist im Abstand zu einer auf der rechten Seite der Fig. 1 teilweise gezeigten weiteren Kulisse 102 angeordnet, während eine weitere auf der linken Seite der Fig. 1 angeordnete Kulisse nicht dargestellt ist. Zwischen den Kulissen 101 und 102 wird ein Strömungskanal 103 gebildet, in dem ein Gas in Richtung der Pfeile strömt. Beidseitig in Bezug auf eine Kulissentrennwand 105 sind Reso natorkammern 106 ausgebildet, die zur Dämpfung des Schallpegels bei tiefen Frequenzen dienen.In Fig. 1, 101 generally designates a silencer backdrop. The backdrop 101 is arranged at a distance from another backdrop 102 partially shown on the right side of FIG. 1, while another backdrop arranged on the left side of FIG. 1 is not shown. A flow channel 103 is formed between the scenes 101 and 102 , in which a gas flows in the direction of the arrows. Reso natorkammer 106 are formed on both sides with respect to a backdrop partition 105 , which serve to dampen the sound level at low frequencies.
Die Kulissen 101 bzw. 102 können aus gekanteten und zusammengeschweißten Stahlblechen oder aus entsprechend geformten und zusammengeschweißten Kunststoffplatten hergestellt sein. The scenes 101 and 102 can be made from folded and welded steel sheets or from correspondingly shaped and welded plastic plates.
Diese tiefen Resonatorkammern 106 bestimmen die Dicke der Kulisse. (Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine zur Trennwand 105 symmetrische Kulisse dargestellt. Selbstverständlich kann eine Kulisse aber auch derart ausgestaltet werden, daß die Kulisse aus lediglich einer Hälfte einschließlich der Trennwand 105 besteht, wenn beispiels weise lediglich die Innenwand eines Rohres mit einer Kulissenschicht versehen werden soll). An die tiefen Resonatorkammern 106 schließen sich flachere Resonatorkammern 107 an, die mit Abstand zur Kulissen trennwand 105 angeordnet sind und dabei eigene Trennwände 108 aufwei sen. Durch diese Trennwände 108 werden in Verbindung mit der Trenn wand 105 zusätzliche Resonatorkammern 109 gebildet, deren Resonator hälse 110 zwischen den außenseitig angeordneten flachen Resonatoren 107 zum Strömungskanal 103 hindurchgeführt sind. Diese Resonatorhälse 110 münden also in der etwa den Strömungskanal 103 begrenzenden Fläche 111 der Kulisse 101.These deep resonator chambers 106 determine the thickness of the backdrop. (In the present exemplary embodiment, a backdrop that is symmetrical with the partition wall 105 is shown. Of course, a backdrop can also be designed such that the backdrop consists of only one half, including the partition wall 105 , if, for example, only the inner wall of a pipe is provided with a backdrop layer should). The deep resonator chambers 106 are followed by flatter resonator chambers 107 , which are arranged at a distance from the backdrop partition 105 and have their own partitions 108 . Through these partitions 108 , additional resonator chambers 109 are formed in connection with the partition 105 , the resonator necks 110 of which are passed between the flat resonators 107 arranged on the outside to the flow channel 103 . These resonator necks 110 thus open out in the surface 111 of the link 101 which roughly delimits the flow channel 103 .
In Strömungsrichtung des Gases in dem Strömungskanal 103 sind noch weitere gegenüber den Resonatoren 107 flachere Resonatoren 112 vor gesehen, die auf der Innenseite durch jeweils Trennwände 113 begrenzt werden. Zwischen den Trennwänden 113 und der Mittellängstrennwand 105 werden dadurch zusätzliche Resonatorkammern 114 gebildet, die über Resonatorhälse 115 zwischen den außenliegenden Resonatorkam mern 107 und 112 hindurch zur Außenseite 111 der Kulisse durchgeführt sind. Diese Anordnung mit jeweils noch weiteren flacher werdenden Resonatorkammern kann noch beliebig in Richtung des Strömungs kanals 103 fortgesetzt werden. Hierbei soll jedoch erwähnt werden, daß es nicht notwendig ist, daß die tiefen Resonatorkammern 106 in Strömungsrichtung des Strömungskanals 103 unbedingt vor den flacheren Resonatorkammern liegen, die üblicherweise eine Lärmdämpfung bei höheren Frequenzen bewirken. In the direction of flow of the gas in the flow channel 103 , further resonators 112 , which are flatter than the resonators 107 and are delimited on the inside by dividing walls 113 , are seen before. Between the partition walls 113 and the central longitudinal partition 105 thereby additional resonator 114 are formed, which chambers 115 via Resonatorhälse between the outer Resonatorkam 107 and 112 through the connecting link are conducted to the outside of the 111th This arrangement, each with further flattening resonator chambers, can be continued in the direction of the flow channel 103 . However, it should be mentioned here that it is not necessary that the deep resonator chambers 106 necessarily lie in front of the flatter resonator chambers in the flow direction of the flow channel 103 , which usually cause noise attenuation at higher frequencies.
Die Resonatorkammern können mit Absorptionsmaterial ausgekleidet sein. Insbesondere kann das Absorptionsmaterial nicht nur an den schrägen Wänden, sondern auch an den mittleren Trennwänden der Resonatorkammern angebracht werden. Die Befestigung des Absorptionsmaterials kann dadurch geschehen, daß die freien Enden der Wände mit ent sprechenden Umkantungen zur Aufnahme der Absorptionsmaterialien versehen werden. Die Kanäle 110, 115 bleiben bevorzugt ohne Absorptionsmaterial. The resonator chambers can be lined with absorption material. In particular, the absorption material can be applied not only to the sloping walls, but also to the middle partitions of the resonator chambers. The attachment of the absorption material can be done in that the free ends of the walls are provided with appropriate edging for receiving the absorption materials. The channels 110, 115 preferably remain without absorption material.
Die Dicke der Kulisse 101 verringert sich etwa ab der Höhe 120 kontinuierlich bis gegen das Ende 121 hin. Da durch wird bewirkt, daß der Strömungskanal 103, der bis zu der Höhe 120 der Kulisse 101 einen gleichförmigen Querschnitt hat, sich in dem Teil 123 mehr und mehr erweitert, wodurch die Gasgeschwin digkeit abnimmt, was durch die verringerte Länge der Pfeile der Gasströmung im Vergleich zu dem Teil mit gleichförmigem niedrigem Querschnitt angedeutet werden soll. Die Resonatorkammern 107 bzw. 112, die jeweils auf der Außenseite einer weiter innenliegenden Resonatorkammer 109 bzw. 114 angeordnet sind, können unter sich jeweils alle gleich sein, sie können aber auch jeweils voneinander verschieden sein. Im letzteren Falle ist eine bessere Gewähr dafür gegeben, daß eine möglichst gleichmäßige breitbandige Dämpfung er halten wird.The thickness of the backdrop 101 decreases continuously from about the height 120 to the end 121 . Since it is caused by that the flow channel 103 , which has a uniform cross-section up to the height 120 of the backdrop 101 , expands more and more in the part 123 , whereby the Gasgeschwin speed decreases, which is due to the reduced length of the arrows of the gas flow in Comparison to the part with a uniform low cross section should be indicated. The resonator chambers 107 and 112 , which are each arranged on the outside of a resonator chamber 109 and 114 located further inside, can all be the same among themselves, but they can also be different from one another. In the latter case, there is a better guarantee that the broadest possible attenuation he will keep.
In Fig. 2 ist eine Ausbildung einer Kulisse ähnlich der Ausbildung der Fig. 1 dargestellt, weshalb sich entsprechende Teile zur Vermeidung von Wiederholungen mit gleichem Bezugszeichen, jedoch mit einer gegenüber der Fig. 1 um 100 erhöhten Bezugsziffer bezeichnet sind. Neben den tiefen Resonatorkammern 206 sind wie in den vorhergehenden Beispielen jeweils flache Resonatorkammern 207 und 212 sowie denen gegenüber noch flachere Resonatorkammern 230 und 232 vorgesehen. Die außenliegenden Resonatorkammern 230 bzw. 232 begrenzen jeweils über eine Trennwand 234 bzw. 236 eine innenliegende Resonatorkammer 238 bzw. 240. Die Resonatorkammern 238 bzw. 240 sind über entsprechende Resonatorhälse 242 bzw. 244 zu den Außenflächen der Kulisse 201 hindurchgeführt. Die Kulisse 201 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Kulissen da durch, daß ihre Dicke jeweils im Bereich gleicher Resonatorkammern, etwa im Bereich der Resonatorkammern 207, konstant ist, daß ihre Dicke jedoch in Richtung des Strömungskanals 203 jeweils zu einer weiteren Gruppe von Resonatorkammern 212 bzw. 230 bzw. 232 ab nimmt. Auf diese Weise verringert sich die Dicke der Kulisse 201 stufenförmig. Die Tiefe der Resonatorkammern kann jeweils in einer Gruppe von Resonatorkammern, etwa der Gruppen 207, 212, 230 und 232 konstant sein. Wie bereits oben erwähnt können diese Resonator kammern aber auch trotz der stufenweisen Verringerung der Dicke der Kulisse 201 kontinuierlich abnehmen, so daß jede Resonatorkam mer eine andere Resonanzfrequenz besitzt. FIG. 2 shows a design of a backdrop similar to the design of FIG. 1, which is why corresponding parts for avoiding repetitions are given the same reference number, but with a reference number increased by 100 compared to FIG. 1. In addition to the deep resonator chambers 206 , flat resonator chambers 207 and 212 are provided, as in the previous examples, and those with even flatter resonator chambers 230 and 232 are provided. The external resonator chambers 230 and 232 respectively delimit an internal resonator chamber 238 and 240 via a partition 234 and 236 . The resonator chambers 238 and 240 are passed through corresponding resonator necks 242 and 244 to the outer surfaces of the link 201 . The backdrop 201 differs from the backdrops described above in that its thickness is constant in the region of the same resonator chambers, for example in the region of the resonator chambers 207 , but that its thickness in the direction of the flow channel 203 to a further group of resonator chambers 212 or 230 or 232 decreases. In this way, the thickness of the link 201 is reduced in steps. The depth of the resonator chambers can in each case be constant in a group of resonator chambers, for example groups 207, 212, 230 and 232 . As already mentioned above, these resonator chambers can also decrease continuously despite the gradual reduction in the thickness of the link 201 , so that each resonator chamber has a different resonance frequency.
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