EP0029506B1

EP0029506B1 - Einrichtung zur Reduzierung des Auspuff- bzw. Abgaslärmes

Info

Publication number: EP0029506B1
Application number: EP80106431A
Authority: EP
Inventors: Oskar Dr. Bschorr; Eckehard Laudien
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1979-11-23
Filing date: 1980-10-22
Publication date: 1983-09-07
Also published as: EP0029506A1; US4325458A; JPS5685512A; DE2947256A1; JPH0152563B2; DE2947256C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Reduzierung des Auspuff- oder Abgaslärms von heißen und aggressiven Abgasen von Verbrennungsmotoren oder thermodynamischen Anlagen mittels auf verschiedene Frequenzen abgestimmter Silatoren.
Zur Dämpfung des Lärms von Abgas- oder Auspuffsystemen sind in vielfältiger Form sogenannte Schalldämpfer vorgeschlagen worden, die jedoch alle auf denselben relativ wenigen Grundprinzipien fußen, wobei es sich vorwiegend um Absorptionssysteme an offenporigen Stoffen, um Dämmung durch aufeinander abgestimmte Resonanzvoluminas und Impedanzsprünge handelt. Alle diese bekannten Einrichtungen erfordern relativ große Bauweisen und außerdem unterliegen diese Schalldämpfer sehr starken Korrosionserscheinungen sowie der häufig auftretenden Umsetzung der Absorptionsstoffe.
Durch die DE-AS 2834823 sind volumenändernde Resonatoren, nachstehend als Silatoren bezeichnet, bekanntgeworden, auf denen die vorliegende Erfindung aufbaut.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es erlaubt, Abgas- oder Auspuffsysteme vom Volumen her zu verkleinern, die Schalldämpferwirkung jedoch zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen vorgeschlagenen Maßnahmen in überraschend einfacher und wirkungsvoller Weise gelöst.
Durch die vorgeschlagenen mitschwingenden Resonatoren - die als Silatoren bezeichnet werden -, die mit dem Abgaskanal integriert sind, tritt im Bereich deren Resonanzfrequenz ein Impedanzeinbruch auf, der eine Reflexion bewirkt. Werden nun mehrere auf verschiedene Frequenzen abgestimmte Silatoren angeordnet, so wird damit in einfacher Weise eine breitbandige Schalldämmung erreicht. Bedämpft man nun die Silatoren, wie es ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung vorsieht, so absorbieren diese aufgrund ihrer Resistenz ebenfalls Schall, und versieht man die Silatorenwandungen mit einem Antidröhnbelag, so erfolgt eine zusätzliche Schallabsorption. Um die mitschwingende Masse zu verringern, ist es hierbei vorteilhaft, wenn nur die Randpartien mit dem Belag versehen werden. Selbstverständlich ist es natürlich auch möglich, sich der an sich bekannten Methode der Verwendung von Konterblättchen zu bedienen.
Die Erfindung ist nachfolgend an Ausführungsbeispielen beschrieben und erläutert sowie in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. la einen Längsschnitt durch einen Auspuffkanal in schematischer Darstellung,
Fig. 1b einen Querschnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 1 in schematischer Darstellung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Schalldämpfer mit Absorptionssystem in schematischer Darstellung,
Fig. einen Längsschnitt durch ein Abgassystem mit divergentem Auslaßkanal als Selbstkühlsystem in schematischer Darstellung,
Fig.4 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung,
Fig. 5 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines bedämpften Silatorelementes in schematischer Darstellung.

Die Fig. 1 und 1b zeigen in schematischer Darstellung Schnitte durch einen Abgas- oder Auspuffkanal 1, der mit den Silatoren 2 gemäß dem Vorschlag nach der Erfindung versehen ist. Hierbei handelt es sich um linsenförmige, aus Blech gebildete Unterdruckräume. Solche Silatoren sind in der DE-OS 2632290 ausführlich beschrieben. Derartige Elemente weisen ausgeprägte Resonanzen auf, deren Impedanzen unterhalb derjenigen der Luft liegen. Insgesamt ergibt sich so ein Impedanzsprung mit effektiver Dämmwirkung. Um diese auch breitbandig zu machen, sind mehrere auf verschiedene Frequenzen abgestimmte Silatoren eingesetzt. Diese sind in einem Schutzgehäuse 4 untergebracht und gegen den Abgaskanal 1 hin mit Metallwolle 3 abgeschirmt. Statt der Metallwolle können auch andere Stoffe oder perforiertes Blech verwendet werden.
Die Fig.2 zeigt zur Fig. 1 eine analoge Ausführung, bestehend aus Abgaskanal 11, Silatoren 12 und Schutzgehäuse 14. Zwischen den Silatoren 12 befindet sich ein schalldurchgängiger Stoff 13, z. B. Metallwolle. Auch die Wirkungsweise ist dieselbe wie in Fig. 1 beschrieben.
Die Fig. 3 zeigt wieder einen Längsschnitt durch einen mit einem Schalldämpfer versehenen Auspuffkanal 21, der in diesem Fall an seinem Gasaustritt in Strömungsrichtung divergent ausgebildet ist. Über dem Abgaskanal 21 sitzen die Silatoren 22 und 26, wobei die ersteren so dimensioniert sind, daß deren Impedanz kleiner als die Luftimpedanz ist und die letzteren 26 sind bedämpft und ungefähr auf die Luftimpedanz abgestimmt. Dadurch ist eine optimale Schallabsorption gewährleistet. Die Silatoren 22 und 26 sind in einem Schutzgehäuse 24 untergebracht, das an einer Seite eine Öffnung 25 aufweist. Zwischen dem Abgaskanal 21 und den Silatoren 22 und 26 befindet sich ein perforiertes Blech 23. Infolge des Bernouli-Unterdrucks im divergent endenden Abgaskanal 21 wird durch das perforierte Blech 23 Außenluft angesaugt, die eine Kühlung der Silatoren 22, 26 bewirkt. In der Zeichnung geben die Pfeile die Strömungsrichtung der Kühlluft an.
Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, das im wesentlichen analog zu demjenigen ist, das in den Fig. 1a und 1 gezeigt ist. Um einen Abgaskanal sind an zwei einander jegenüberliegenden Seiten Silatoren angeordnet. Diese befinden sich wieder in einem Schutzgehäuse und sind zum Abgaskanal mittels eines schalldurchlässigen Stoffes abgetrennt.
Die Fig. schließlich zeigt ein Ausführungsbeispiel mit gedämpften Silatoren 51. Bei diesen befindet sich, vorzugsweise im Bereich des Abgasstrahls, ein Dämpfungsbelag oder Antidröhnmittel 52, das durch ein Konturblech 53 abgedeckt ist. Um die mitschwingende Masse der Silatoren 51 nicht zu vergrößern, befindet sich diese Belegung vorzugsweise im Randbereich der Silatoren 51. Durch diese Bedämpfung der Silatoren absorbieren diese aufgrund ihrer Resistenz ebenfalls den Schall.

Claims

1. Einrichtung zur Reduzierung des Auspuff- bzw. Abgaslärms von heißen und aggressiven Abgasen von Verbrennungsmotoren oder thermodynamischen Anlagen mittels auf verschiedene Frequenzen abgestimmter Silatoren (2, 12, 22, 26), dadurch gekennzeichnet, daß die Silatoren (2, 12, 22, 26) außerhalb des Abgas- oder Auspuffkanals (1, 11, 21) in einer Kammer (4, 14, 24) angeordnet sind, wobei die Impedanz mindestens eines Teils der Silatoren kleiner als die Luftimpedanz ist und diese Silatoren durch eine durchlässige Wandung (3), wie perforiertes Blech oder Metallwolle, vom Abgasstrahl geschützt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Abgaskanals (1) Silatoren (2) mit einer Impedanz kleiner und weiter stromaufwärts solche mit ungefähr gleicher Impedanz wie die Luftimpedanz ist angeordnet sind.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskanal (21) divergent ausgebildet wird und der Unterdrucksog in ihm zum Ansaugen von Kühlluft für die Silatoren (22,26) verwendet wird.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Silatoren (2, 51) ganz oder am Rande mit einem Antidröhnbelag (52) versehen sind.