DE964366C

DE964366C - Schalldaempfer fuer pulsierende Stroemungen

Info

Publication number: DE964366C
Application number: DEB28819A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boysen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-12-12
Filing date: 1953-12-12
Publication date: 1957-05-23

Description

AUSGEGEBEN AM 23. MAI 1957

B28819 Ia j46c*

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer für pulsierende Strömungen, insbesondere für den Auspuff von Brennkraftmaschinen, bei welchen das pulsierende Medium durch einen oder mehrere ringförmige Räume hindurchgeleitet wird, welche jeweils zwei Kammern verbinden, wobei die Eintritts- und Austrittsöffnungen in je einer sich über den Umfang erstreckenden Reihe in verschiedenem axialem Abstand voneinander angeordnet sind, nach Patent 949 974.

Die Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung des Schalldämpfers nach dem Hauptpatent in Hinsicht auf Wirkungsweise und Fabrikation und besteht im wesentlichen darin, daß der Ringraum in an sich bekannter Weise doppelkonischen Längsschnitt mit von einer mittleren Querebene ab nach den Enden zu abnehmendem düsenförmigem Querschnitt aufweist und die. Eintrittsöffnungen im einen und die Austrittsöffnungen im anderen konischen Teil in Achsrichtung zueinander versetzt und vorzugsweise auf entgegengesetzten Schraubenlinien angeordnet sind.

Durch die erfmdungsgemäße Ausgestaltung des Ringdüsenraumes wird infolge des sich nach der Mitte zu vergrößernden Querschnittes die vergleichmäßigende Wirkung des Ringdüsenraumes in besonderem Maße verstärkt, wobei in Verbindung mit den unterschiedlichen Längen der einzelnen

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Stromfäden zwischen den auf entgegengesetzten Schraubenlinien angeordneten Ein- und Austrittsöffnungen ein besonders breiter Frequenzbereich gedämpft werden kann. Durch die Versetzung sowohl der Eintrittsöffnungen zueinander als auch der Austrittsöffnungen zueinander sowie der Eintrittsöffnungen zu den Austrittsöffnungen ergibt sich die Möglichkeit, praktisch die ganze Länge des Ringraumes für die Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen auszunutzen und die einzelnen Stromfäden von einer geringsten Länge bis zu einer der Länge des ganzen Ringraumes entsprechenden Länge wachsen zu lassen. Gleichzeitig wird durch die doppelkonische düsenförmige Ausbildung des Ringraumes ein geringster Leistungsverlust gewährleistet, wobei der Querschnitt des Ringraumes im wesentlichen der jeweils durch den Querschnitt durchströmenden Gasmenge entspricht.

■ Es sind Schalldämpfer bekannt, bei welchen konische Wandungen einen Ringraum bilden und im wesentlichen über ihre ganze Fläche mit Öffnungen versehen, also siebartig ausgebildet sind. Dadurch lassen sich jedoch nicht die gleichen Interferenzwirkungen wie im Fall der Erfindung er- «5 reichen. Die Gase treten nahezu über den ganzen Umfang gleichmäßig in den Ringraum ein und werden gleichmäßig aus diesem wieder abgeführt. Zweckmäßig wird der Ringdüsenraum durch eine äußere zylindrische Wandung, z. B. den Schalldämpfergehäusemantel, einerseits und durch ein sich nach beiden Enden konisch erweiterndes, in die äußere Wandung eingesetztes und die Eintrittsbzw. Austrittsöffnungen z. B. als einfache Löcher enthaltendes Rohrstück gebildet.

Vorzugsweise ist ein an sich bekannter, mit der Einlaßleitung verbundener, sich verjüngender und gegebenenfalls am Ende verschlossener Siebtrichter vorgesehen, der in den vom doppelkonusförmigen Rohrstück umschlossenen Innenraum hineinragt. Eine die Schalldämpfereingangskammer unterteilende Querwand kann in an sich bekannter Weise von Längsrohren durchsetzt sein, welche über die Eintrittsöffnungen des doppelkonischen Rohrstückes hinausragen. Die Querwand ist hierbei in einfacher und zweckmäßiger Herstellung zusammen mit den sie durchsetzenden Rohren aus zwei spiegelbildlich entsprechenden Blechpreßteilen mit durch die Rohrachsen gehender Trennfuge zusammengesetzt.

Der' Schalldämpfer kann einen, zwei oder auch mehrere Ringdüsenräume umfassen, wobei die Anzahl der Ringdüsen im wesentlichen durch die gewünschte Dämpfungsleistung bestimmt wird. Bei Anordnung nur einer einzigen Ringdüse ist diese zweckmäßig besonders sorgfältig gegen die Einlaßleitung und gegebenenfalls gegen die Auslaßleitung des Schalldämpfers, beispielsweise durch konzentrische Rohrteile, abzuschirmen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Hierbei zeigt Fig. ι einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Ringdüse, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig·, ι.

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig· i.

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Schalldämpfers mit einer Ringdüse.

In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 3 ist 110 das Schalldämpfergehäuse, welches sich aus einem konisch erweiterten Eingangsteil in, einem zylindrischen Hauptteil 112 und einem sich konisch oder glockenförmig verengenden Endteil 113 zusammensetzt. Der Eingangsraum 114 wird durch eine gelochte Blende 115 abgeschlossen, an den sich ein Vorraum 116 anschließt, der durch eine trichterförmige Wand 117 mit zwei parallelen Durchtrittsrohren 118 und 119 abgeschlossen wird.

Die Zwischenwand 117 mit den Rohren ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, aus zwei Blechpreßteilen 117a und H¹J₁) zusammengesetzt und in das Schalldämpfergehäuse eingeschweißt. Die Rohre 118, 119 münden in einen Raum 120, welcher als Eintritts-.raum für den nachfolgenden Ringdüsenraum 121 dient. Letzterer wird hierbei seinerseits durch den zylindrischen Außenmantel 112 des Schalldämpfers und andererseits durch ein doppelkonisches Rohrstück 122 gebildet, dessen engster innerer Querschnitt durch eine Querwand 123 abgeschlossen wird und dessen konisch verlaufende Endteile 124 und 125 sich an den Außenmantel 112 anlegen, wobei das sich gegen einen eingeschweißten Ring 135 anlegende vordere Ende des Rohrstückes bei 126 nach innen abgebogen ist und das hintere Ende durch eine Ringwand 127 gebildet wird.

Im konischen Teil 124 des inneren Rohrstückes sind die auf einer Schraubenlinie angeordneten Eintrittsöffnungen 128 des Ringdüsenraumes angeordnet, .während die Austrittsöffnungen 129 des Ringdüsenraumes auf einer entgegengesetzt gerichteten Schraubenlinie liegen.

Die Austrittsöffnungen 129 münden in einen Raum, der sich von der Ouerwandung 123 bis zum Ende des Schalldämpfers im Endeeil 113 erstreckt bzw. durch die nach innen abgebogene Ringwand 127 des konisch verlaufenden Endteiles 125 bzw. durch eine Querwand 134 in zwei Teilräume 130 und 13 o„ unterteilt wird. Ein Auslaß rohr 131 ragt in diesen Raum hinein und wird gegen die Austrittsöffnungen 129 des Ringdüsenraumes durch einen Rohransatz 132 abgeschirmt, so daß die aus dem Ringdüsenraum austretenden Gase im Umweg über einen Ringkanal 133 zwischen den Rohren 132 und 131 in das letztere übertreten können.

Die aus dem Auspuffrohr der Maschine in den Schalldämpfer einströmenden Gase gelangen zunächst durch die siebförmige Blende 115 in den Vorraum 116 und von hier aus durch die Rohre 118, 119 in den Eintrittsraum 120 der Ringdüse, wobei der Durchtritt durch die Blende 115 und die Rohre 118, 119 eine Verteilung der Schallschwingungen und einen ersten Ausgleich bewirkt. Gleichzeitig wird die thermische Belastung der Außenwände verringert und eine Rotglut derselben vermieden. Aus dem Raum 120 gelangen die Gase

nach Umlenkung und Reflexion durch die Eintrittsöffnungen 128 des Ringdüsenraumes 121 in diesen und von dort durch die Austrittsöffnungen 129 in den Austrittsraum oder Nachschallraum 130 bzw. i3O_a. Der Querschnitt des düsenförmigen Raumes 121 ist hierbei so gewählt, daß er sich zunächst entsprechend der Gasmenge vergrößert, welche durch die auf einer Schraubenlinie angeordneten Eintrittsöffnungen 128 in den Ringdüsenraum übertreten, um sich auf der Austrittsseite entsprechend der durch die öffnungen 129 wieder austretenden Gasmenge zu verringern. Durch die auf einer entgegengesetzten Schraubenlinie angeordneten Eintritts- und Austrittsöffnungen entstehen innerhalb ^X5 der Ringdüse zueinander parallele, verschieden lange Strombahnen. Da diesen Strombahnen verschieden große Frequenzen zukommen, wird eine Dämpfung innerhalb eines entsprechend großen Frequenzbereiches bei geringen Leistungsverlusten gewährleistet. Durch die anschließende, als Reflexionsraum wirkende Austritts- oder Nachschallkammer 130, 13O₀, welche durch den Rückstromringkanal 133 mit der Auslaßleitung 131 verbunden ist, tritt eine weitere Dämpfung ein, welche eine hohe Dämpfungswirkung des gesamten Schalldämpfers erzielt.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß innerhalb des konischen Gehäuseteiles 211 eine Blende 215 mit Mittelöffnungen 215_a und ein an die Blende anschließendes, trichterförmig sich verengendes, durchlochtes Rohr 217 vorgesehen sind, in dessen enges Ende der Längsbolzen 241 eingesetzt ist und welches gegen die Eintrittsöffnungen 228 des Ringdüsenraumes 221 durch ein an die mittlere Trennwand 223 angeschweißtes Rohr 244 abgeschirmt ist. Hierdurch entsteht zwischen der Blende und dem gelochten, sich verengenden Rohr 217 ein konischer Innenraum 216, aus welchem die Gase durch die Öffnungen 218 in der Hauptsache in einen Ringraum 245 übertreten, aus welchem sie in einem rückwärts gerichteten: Strom in den äußeren Riagraum 220 gelangen, aus welchem sie nach nochmaliger Umlenkung die Eintrittsöffnungen 228 des Ringdüsenraumes 221 erreichen können. Der hintere Teil des Schall-" dämpfers entspricht grundsätzlich der Ausführung nach Fig. 1.

Claims

Patentansprüche:

i. Schalldämpfer für pulsierende Strömungen, insbesondere für den Auspuff von Brennkraftmaschinen, bei welchem das pulsierende Medium durch einen oder mehrere ringförmige Räume hindurchgeleitet wird, welche jeweils zwei Kammern verbinden, wobei die Eintritts- und Austrittsöffnungen in je einer sich über den Umfang erstreckenden Reihe in verschiedenem axialem Abstand voneinander angeordnet sind, nach Patent 949 974, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum in an sich bekannter Weise doppelkonischen Längsschnitt mit von einer mittleren QuereLene ab nach den Enden zu abnehmendem düsenförmigem Querschnitt aufweist und die Eintrittsöffnungen im einen und die Austrittsöffnungen im anderen konischen Teil in Achsrichtung zueinander versetzt und vorzugsweise auf entgegengesetzten Schraubenlinien angeordnet sind.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringdüsenraum durch eine äußere zylindrische Wandung, z. B. den Schalldämpfergehäusemantel, einerseits und durch ein sich nach beiden Enden konisch erweiterndes, in die äußere Wandung eingesetztes und die Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen z. B.

als einfache Löcher enthaltendes Rohrstück gebildet wird.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen an sich bekannten, mit der Einlaßleitung verbundenen, sich verjüngenden und gegebenenfalls am Ende verschlossenen Siebtrichter, der in den vom doppelkonusförmigen Rohrstück umschlossenen Teil der Eingangskammer hineinragt.
4. Schalldämpfer nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine die Schalldämpfereingangskammer unterteilende Querwand, die in an sich bekannter Weise von Längsrohren durchsetzt wird, welche über die Eintrittsöffnungen des doppelkonischen Rohrstückes hinausragen.
5. Schalldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand zusammen mit den sie durchsetzenden Rohren aus zwei spiegelbildlich entsprechenden Blechpreßteilen mit durch die Rohrachsen gehender Trennfuge zusammengesetzt ist.
6. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen des Ringdüsenraumes gegen das aus der Schalldämpfereingangskammer bzw. aus dem in diese eingesetzten Siebtrichter zuströmende ,Medium und das in die Ausgangskammer hereinragende Austrittsrohr gegen das aus den Austrittsöffnungen des Ringdüsenraumes ausströmende Medium durch konzentrisch dazwischen angeordnete überdeckende Rohrstücke abgeschirmt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 638787; USA.-Patentschrift Nr. 2 527 052.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

> 609 710/177 11.56 (709 522/113 5.57)