EP0316640B1 - Low-frequency silencer - Google Patents

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EP0316640B1
EP0316640B1 EP88117971A EP88117971A EP0316640B1 EP 0316640 B1 EP0316640 B1 EP 0316640B1 EP 88117971 A EP88117971 A EP 88117971A EP 88117971 A EP88117971 A EP 88117971A EP 0316640 B1 EP0316640 B1 EP 0316640B1
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EP
European Patent Office
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feed pipe
damping
silencer
frequency
flow
Prior art date
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EP88117971A
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German (de)
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EP0316640A1 (en
Inventor
Jacob Dr. Keller
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BBC Brown Boveri AG Switzerland
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BBC Brown Boveri AG Switzerland
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing

Definitions

  • the invention is based on a low-frequency silencer according to the preamble of the claim.
  • the invention relates to a prior art, as is known from GB-A-888,853.
  • a silencer for damping low-frequency sound waves for internal combustion engines is described, the silencer consisting of a feed pipe through which a medium flows and which has a length in the outflow direction from the inlet pipe entry and a row of damping holes distributed over the circumference, via which the flow pipe flows around the circumference Medium flows into the inside of the feed pipe.
  • the impedance properties of flow feeds play an important role with regard to their acoustic stability properties, particularly with regard to low-frequency acoustic natural vibrations of such components.
  • Sound waves that are emitted into feed divisions should, if possible, not be reflected, or at most only to a small extent. Otherwise, the reflected waves can help to ignite strong resonant vibrations.
  • Effective damping of high-frequency sound waves can usually be achieved with simple technical precautions (e.g. using a classic silencer: perforated plate over a small closed cavity). The attenuation of low-frequency sound waves, however, is much more difficult.
  • the invention solves the problem of achieving the attenuation of a wide frequency band in the smallest space in a silencer of the type mentioned.
  • the main advantage of the invention can be seen in the fact that waves of this type can also be strongly damped, the wavelength of which is substantially greater than four times the length of the feed pipe between the pipe inlet and the row of holes.
  • the absorption in the object according to the invention is proportional to the amplitude.
  • the damping holes are flowed through.
  • the subject matter according to the invention acts as an absorber for the frequency designed in each case, within an attenuation bandwidth of approximately 1 octave.
  • silencer can be integrated into all possible turbomachines at any time with only minor modifications due to its simple and space-saving shape, also as a retrofit measure.
  • the muffler consists of a feed pipe 1 through which a medium 3 flows and around which a partial medium 4 flows.
  • This feed pipe 1 has, after a length L from the pipe entrance, a row of damper bores 2 distributed over the circumference, through which a part 4 of the supplied medium flows into the inside of the feed pipe 1 and collides there with the medium 3 flowing through the feed pipe.
  • a medium 5 then leaves the feed pipe 1 and enters a turbomachine, not shown.
  • the medium in question is intended to be a gas, in many cases it will be air.
  • a wall 6 is intended to symbolize that the feed pipe 1 forming the muffler can communicate directly with a combustion chamber 7 of the turbomachine, not shown.
  • the feed pipe 1 can be placed on a premixing element.
  • the type of combustion chamber determines whether a change in cross-section, for example due to a jump in the borehole, is required at the transition between feed pipe 1 and the premixing element (not shown) together.
  • the feed pipe 1 can be followed directly by a burner, which in turn is connected upstream of the combustion chamber. It is physically noticeable that the feed pipe 1 is only characterized by three geometrical sizes, namely by a cross-sectional area A of the feed pipe 1, by the effective length L of the feed pipe, which extends in the direction of flow from the pipe inlet to the center of the damper bores 2, and not by one shown total cross section B of all damping holes 2 on the bolt circle.
  • the total cross-sectional area B of all the damping bores 2 remains for the optimal design of the muffler.
  • the number of damping bores 2 distributed over the circumference and their diameter depend on the size of the feed pipe 1. The optimization must take into account that the flow velocity V in the damping bores 2 and the sound velocity c of the medium still play a role as further parameters.
  • the sound power of the sound wave of frequency f scattered back by the damper is expressed as a percentage of the radiated power: mean.
  • the total cross-sectional area B of the damping holes should be selected so that the parameter ⁇ reaches its optimal value ⁇ OPTIMAL :
  • FIG. 2 shows a further embodiment variant of the muffler, in which the air portion 4 is passed to the damping bores 2 through an annular opening 9, which extends over the entire length of the supply pipe 1.
  • a second pipe 8 is provided concentrically with the feed pipe 1. The distance between the second pipe 8 and the feed pipe 1 depends on the determined amount of the air portion 4 and also on the desired speed V of the flow through the damping bores 2.
  • Fig. 3 shows a graphical representation, from the ⁇ OPTIMAL and the associated percentage performance of the silencer reflected wave are readable.
  • the abscissa 10 with the term represents the phase, ie the length of the muffler, which represents the ideal length for the value 1 on the abscissa 10.
  • One ordinate 11 plots the power of the wave reflected by the muffler in%, based on the incident wave, ie on the wave which is fanned in the combustion chamber and radiated into the muffler.
  • the other ordinate 12 represents ⁇ OPTIMAL . As already explained above, this value contains the total cross-sectional area B of the damping bores 2 as a weight.
  • Curve 13 describes the falling power in% of the wave reflected by the muffler as a function of an increasing phase
  • the other curve 14 describes the increasing value of ⁇ OPTIMAL with decreasing phase
  • the graph clearly shows how the ideal value 1 (ideal length) of the muffler means that the power in% of the wave reflected by the muffler is zero, ie in such a case complete absorption would have been achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Tieffrequenzschalldämpfer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention is based on a low-frequency silencer according to the preamble of the claim.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er aus der GB-A-888,853 bekannt ist. Dort ist ein Schalldämpfer zur Dämpfung tieffrequenter Schallwellen für Verbrennungskraftmaschinen beschrieben, wobei der Schalldämpfer aus einem von einem Medium durchströmten und umströmten Zufuhrrohr besteht, der ab Zufuhrrohreintritt nach einer Länge in Abströmrichtung eine über den Umfang verteilte Reihe von Dämpfungsbohrungen aufweist, über welche das das Zufuhrrohr umströmende Medium ins Innere des Zufuhrrohres strömt.With the preamble of the claim, the invention relates to a prior art, as is known from GB-A-888,853. There, a silencer for damping low-frequency sound waves for internal combustion engines is described, the silencer consisting of a feed pipe through which a medium flows and which has a length in the outflow direction from the inlet pipe entry and a row of damping holes distributed over the circumference, via which the flow pipe flows around the circumference Medium flows into the inside of the feed pipe.

Eine Bemesssungsvorschrift für den Gesamtquerschnitt der Dämpfungsbohrungen ist nicht angegeben.A design specification for the total cross section of the damping holes is not specified.

Zum einschlägigen Stand der Technik wird zusätzlich auf: Wilhelm H. Westphal, Physik - Ein Lehrbuch, Springer-Verlag Berlin Göttingen Heidelberg 1953, S. 171 - 173, verwiesen, aus dem es bekannt ist, die Strömungsgeschwindigkeit v eines Gases durch eine enge Öffnung in einem Behälter, bei grosser Druckdifferenz zwischen einem Druck p1 im Behälter-Innenraum und einem kleineren Druck p2 im Aussenraum, nach dem Ausströmungsgesetz von Bunsen zu bestimmen gemäss: v = √ 2(p1 - p2)/ρ ¯

Figure imgb0001
, p1 - p2 = messbare Druckdifferenz, ρ = Dichte des Mediums bzw. Gases.With regard to the relevant state of the art, reference is also made to: Wilhelm H. Westphal, Physics - A Textbook, Springer-Verlag Berlin Göttingen Heidelberg 1953, pp. 171 - 173, from which it is known that the flow velocity v of a gas through a narrow opening in a container, with a large pressure difference between a pressure p1 in the interior of the container and a lower pressure p2 in the exterior, to be determined according to Bunsen's law of outflow according to: v = √ 2 (p1 - p2) / ρ ¯
Figure imgb0001
, p1 - p2 = measurable pressure difference, ρ = density of the medium or gas.

Für zahlreiche Strömungsmaschinen, bzw. Komponenten von Strömungmaschinen (Brennkammern, Regulierventilen etc.), spielen die Impedanzeigenschaften von Strömungszuführungen besonders im Hinblick auf tieffrequente akustische Eigenschwingungen solcher Komponenten eine wichtige Rolle in bezug auf ihre akustischen Stabilitätseigenschaften. Schallwellen, die in Zufuhrteilungen hinein abgestrahlt werden, sollten möglichst nicht oder höchstens zu einem geringen Teil reflektiert werden. Andernfalls können die reflektierten Wellen zur Anfachung von starken resonanten Schwingungen beitragen. Eine wirksame Dämpfung hochfrequenter Schallwellen kann in der Regel mit einfachen technischen Vorkehrungen (z.B. Verwendung eines klassischen Schalldämpfers: Lochblech über einem kleinen abgeschlossenen Hohlraum) erreicht werden. Die Dämpfung tieffrequenter Schallwellen ist dagegen ungleich schwieriger. Eine gängige Technik besteht darin, grosse Helmholzresonatoren an die Zufuhrleitungen anzukoppeln. Der Nachteil einer solchen Massnahme besteht allerdings darin, dass solche Dämpfungsresonatoren viel Platz in Anspruch nehmen und entsprechend aufwendig und teuer sind. Ausserdem ist die Frequenzbandbreite der Dämpfung recht klein, und der Dämpfungseffekt ist selbst im optimalen Frequenzbereich schwach.For numerous flow machines, or components of flow machines (combustion chambers, regulating valves, etc.), the impedance properties of flow feeds play an important role with regard to their acoustic stability properties, particularly with regard to low-frequency acoustic natural vibrations of such components. Sound waves that are emitted into feed divisions should, if possible, not be reflected, or at most only to a small extent. Otherwise, the reflected waves can help to ignite strong resonant vibrations. Effective damping of high-frequency sound waves can usually be achieved with simple technical precautions (e.g. using a classic silencer: perforated plate over a small closed cavity). The attenuation of low-frequency sound waves, however, is much more difficult. A common technique is to couple large Helmholz resonators to the supply lines. The disadvantage of such The measure, however, is that such damping resonators take up a lot of space and are correspondingly complex and expensive. In addition, the frequency bandwidth of the damping is quite small, and the damping effect is weak even in the optimal frequency range.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

Die Erfindung, wie sie im Patentanspruch definiert ist, löst die Aufgabe, bei einem Schalldämpfer der eingangs genannten Art die Dämpfung eines breiten Frequenzbandes auf kleinstem Raum zu erzielen.The invention, as defined in the claim, solves the problem of achieving the attenuation of a wide frequency band in the smallest space in a silencer of the type mentioned.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass mit einem solchen Schalldämpfer auch Wellen stark gedämpft werden können, deren Wellenlänge wesentlich grösser ist als die vierfache Länge des Zufuhrrohres zwischen Rohreintritt und Lochreihe.The main advantage of the invention can be seen in the fact that waves of this type can also be strongly damped, the wavelength of which is substantially greater than four times the length of the feed pipe between the pipe inlet and the row of holes.

Während bei normalen Schalldämpfern, wie sie beispielsweise in der Abgasleitung von Verbrennungsmaschinen als Helmholzresonatoren anzutreffen sind, die Absorption quadratisch in der Schallwellenamplitude verläuft, wobei im schwingungsfreien Fall die dort vorgesehenen Bohrungen nicht durchströmt werden, verläuft die Absorption beim erfindungsgemässen Gegenstand proportional zur Amplitude. Im schwingungsfreien Fall sind die Dämpfungsbohrungen durchströmt.While in normal mufflers, such as those found in the exhaust pipe of internal combustion engines as Helmholz resonators, the absorption is quadratic in the sound wave amplitude, the holes provided there not being flowed through in the vibration-free case, the absorption in the object according to the invention is proportional to the amplitude. In the vibration-free case, the damping holes are flowed through.

Dies bedeutet, dass der vorliegende erfindungsgemässe Gegenstand für die jeweils ausgelegte Frequenz als Absorber wirkt, innerhalb einer Dämpfungsbandbreite von etwa 1 Oktav.This means that the subject matter according to the invention acts as an absorber for the frequency designed in each case, within an attenuation bandwidth of approximately 1 octave.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Schalldämpfer durch seine einfache und platzsparende Form jederzeit mit nur geringfügigen Modifikationen in alle möglichen Strömungsmaschinen integriert werden kann, dies auch als Retrofit-Massnahme.Another advantage of the invention is that the silencer can be integrated into all possible turbomachines at any time with only minor modifications due to its simple and space-saving shape, also as a retrofit measure.

Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der erfindungsgemässen Aufgabenlösung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.Advantageous and expedient developments of the task solution according to the invention are characterized in the dependent claims.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind fortgelassen.Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. All elements not necessary for the immediate understanding of the invention have been omitted.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es zeigen:

Fig. 1
einen Schalldämpfer,
Fig. 2
eine weitere Ausführung eines Schalldämpfers und
Fig. 3
die graphische Erfassung der optimalen Dämpfungseigenschaften.
Show it:
Fig. 1
a silencer,
Fig. 2
another version of a silencer and
Fig. 3
the graphic recording of the optimal damping properties.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht der Schalldämpfer aus einem Zufuhrrohr 1, das von einem Medium 3 durchströmt und von einem Teilmedium 4 umströmt wird. Dieses Zufuhrrohr 1 weist nach einer Länge L ab Rohreintritt eine über den Umfang verteilte Reihe von Dämpferbohrungen 2 auf, durch welche ein Teil 4 des herangeführten Mediums ins Innere des Zufuhrrohres 1 strömt und dort mit dem durch das Zufuhrrohr strömenden Medium 3 zusammen stösst. Anschliessend verlässt ein Medium 5 das Zufuhrrohr 1 und tritt in eine nicht dargestellte Strömungsmaschine ein. Bestimmungsgemäss handelt es sich beim vorliegenden Medium um ein Gas, vielfach wird es sich um Luft handeln. Eine Wand 6 will versinnbildlichen, dass das den Schalldämpfer bildende Zufuhrrohr 1 unmittelbar mit einem Brennraum 7 der nicht dargestellten Strömungsmaschine kommunizieren kann. Selbstverständlich kann das Zufuhrrohr 1 auf ein Vormischelement aufgesetzt werden. Ob am Uebergang zwischen Zufuhrrohr 1 und dem nicht dargestellten Vormischelement eine Querschnittsänderung, beispielsweise durch einen Bordasprung, vonnöten ist, hängt mit der Art der Brennkammer zusammen. Aus Platzgründen kommt es des weiteren vor, dass dem Zufuhrrohr 1 unmittelbar ein Brenner folgen kann, der seinerseits dem Brennraum vorgeschaltet ist. Körperlich fällt auf, dass das Zufuhrrohr 1 lediglich durch drei geometrische Grössen charakterisiert ist, nämlich durch eine Querschnittsfläche A des Zufuhrrohres 1, durch die effektive Länge L des Zufuhrrohres, welche in Strömungsrichtung vom Rohreintritt bis zur Mitte der Dämpferbohrungen 2 reicht, und durch einen nicht dargestellte Gesamtquerschnitt B aller Dämpfungsbohrungen 2 auf dem Lochkreis. Weitere Parameter für die optimale Auslegung eines Schalldämpfers sind des weiteren die Geschwindigkeit der Strömung V durch die Dämpfungsbohrungen 2 und eine Schallgeschwindigkeit c des Mediums selbst. Grundsätzlich hängt die Geschwindigkeit V auch von der Grösse der einzelnen Dämpfungsbohrungen 2 ab. Andererseits ist die Dimensionierung und Anzahl der Dämpfungsbohrungen 2 von der Querschnittsfläche A des Zufuhrrohres 1 abhängig. Mathematisch wird der Gesamtquerschnitt B der Dämpfungsbohrungen 2 mit

Figure imgb0002

wobei n die Anzahl der Oeffnungen bzw. Dämpfungsbohrungen 2 und dL deren Durchmesser bedeuten.As can be seen from FIG. 1, the muffler consists of a feed pipe 1 through which a medium 3 flows and around which a partial medium 4 flows. This feed pipe 1 has, after a length L from the pipe entrance, a row of damper bores 2 distributed over the circumference, through which a part 4 of the supplied medium flows into the inside of the feed pipe 1 and collides there with the medium 3 flowing through the feed pipe. A medium 5 then leaves the feed pipe 1 and enters a turbomachine, not shown. The medium in question is intended to be a gas, in many cases it will be air. A wall 6 is intended to symbolize that the feed pipe 1 forming the muffler can communicate directly with a combustion chamber 7 of the turbomachine, not shown. Of course, the feed pipe 1 can be placed on a premixing element. The type of combustion chamber determines whether a change in cross-section, for example due to a jump in the borehole, is required at the transition between feed pipe 1 and the premixing element (not shown) together. For reasons of space, it also happens that the feed pipe 1 can be followed directly by a burner, which in turn is connected upstream of the combustion chamber. It is physically noticeable that the feed pipe 1 is only characterized by three geometrical sizes, namely by a cross-sectional area A of the feed pipe 1, by the effective length L of the feed pipe, which extends in the direction of flow from the pipe inlet to the center of the damper bores 2, and not by one shown total cross section B of all damping holes 2 on the bolt circle. Further parameters for the optimal design of a silencer are furthermore the speed of the flow V through the damping bores 2 and a speed of sound c of the medium itself. In principle, the speed V also depends on the size of the individual damping bores 2. On the other hand, the dimensioning and number of damping bores 2 depend on the cross-sectional area A of the feed pipe 1. Mathematically, the total cross section B of the damping bores 2 with
Figure imgb0002

where n is the number of openings or damping holes 2 and d L mean their diameter.

Da in der Praxis die Querschnittsfläche A und die effektive Länge L des Zufuhrrohres 1 aus anlagetechnischen Dispositionen vorgegeben sind, verbleibt für die optimale Auslegung des Schalldämpfers vornehmlich die Gesamtquerschnittsfläche B aller Dämpfungsbohrungen 2 übrig. Die Anzahl der auf den Umfang verteilten Dämpfungsbohrungen 2 und deren Durchmesser hängt dabei von der Grösse des Zufuhrrohres 1 ab. Die Optimierung muss dabei berücksichtigen, dass als weitere Parameter die Durchströmungsgeschwindigkeit V in den Dämpfungsbohrungen 2 und die Schallgeschwindigkeit c des Mediums noch eine Rolle spielen.Since, in practice, the cross-sectional area A and the effective length L of the feed pipe 1 are predetermined from technical dispositions, the total cross-sectional area B of all the damping bores 2 remains for the optimal design of the muffler. The number of damping bores 2 distributed over the circumference and their diameter depend on the size of the feed pipe 1. The optimization must take into account that the flow velocity V in the damping bores 2 and the sound velocity c of the medium still play a role as further parameters.

Die Schall-Leistung der vom Dämpfer zurückgestreuten Schallwelle der Frequenz f beträgt in Prozenten der eingestrahlten Leistung ausgedrückt:

Figure imgb0003

bedeuten. Dabei soll die Gesamtquerschnittsfläche B der Dämpfungsbohrungen so gewählt werden, dass der Parameter α seinen optimalen Wert αOPTIMAL erreicht:
Figure imgb0004
The sound power of the sound wave of frequency f scattered back by the damper is expressed as a percentage of the radiated power:
Figure imgb0003

mean. The total cross-sectional area B of the damping holes should be selected so that the parameter α reaches its optimal value α OPTIMAL :
Figure imgb0004

Durch Einsetzung des so erhaltenen Wertes α OPTIMAL in Gleichung (2) errechnet sich dann die prozentuale Leistung der vom Schalldämpfer reflektierten Welle für den jeweiligen zugrundegelegten Fall.By inserting the value α OPTIMAL thus obtained into equation (2), the percentage power of the wave reflected by the silencer is then calculated for the respective underlying case.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des Schalldämpfers, bei welchem der Luftanteil 4 zu den Dämfpungsbohrungen 2 durch eine Ringöffnung 9 geleitet wird, welche sich auf die ganze Länge des Zufuhrrohres 1 erstreckt. Zu diesem Zweck ist konzentrisch zum Zufuhrrohr 1 ein zweites Rohr 8 vorgesehen. Der Abstand des zweiten Rohres 8 zum Zuführrohr 1 hängt von der ermittelten Menge des Luftanteils 4 und auch von der angestrebten Geschwindigkeit V der Strömung durch die Dämpfungsbohrungen 2 ab.FIG. 2 shows a further embodiment variant of the muffler, in which the air portion 4 is passed to the damping bores 2 through an annular opening 9, which extends over the entire length of the supply pipe 1. For this purpose, a second pipe 8 is provided concentrically with the feed pipe 1. The distance between the second pipe 8 and the feed pipe 1 depends on the determined amount of the air portion 4 and also on the desired speed V of the flow through the damping bores 2.

Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung, aus der αOPTIMAL und die dazugehörige prozentuale Leistung der vom Schalldämpfer reflektierten Welle herauslesbar sind. Die Abszisse 10 mit dem Term

Figure imgb0005

stellt die Phase dar, d.h. jene Länge des Schalldämpfers, welche beim Wert 1 auf der Abszisse 10 die Ideallänge darstellt. Die eine Ordinate 11 trägt die Leistung der vom Schalldämpfer reflektierten Welle in % auf, bezogen auf die einfallende Welle, d.h. auf die Welle, welche im Brennraum angefacht und in den Schalldämpfer eingestrahlt wird. Die andere Ordinate 12 stellt αOPTIMAL dar. In diesem Wert ist, wie oben bereits dargelegt wurde, gewichtig die Gesamtquerschnittsfläche B der Dämpfungsbohrungen 2 enthalten. Die Kurve 13 beschreibt die abfallende Leistung in % der vom Schalldämpfer reflektierten Welle in Abhängigkeit zu einer zunehmenden Phase
Figure imgb0006

Die andere Kurve 14 beschreibt den zunehmenden Wert von αOPTIMAL bei abnehmender Phase
Figure imgb0007

Gut ersichtlich ist in der Graphik, wie beim Idealwert 1 (Ideallänge) des Schalldämpfers die Leistung in % der vom Schalldämpfer reflektierten Welle Null beträgt, d.h. man hätte in einem solchen Fall eine vollständige Absorption erreicht.Fig. 3 shows a graphical representation, from the α OPTIMAL and the associated percentage performance of the silencer reflected wave are readable. The abscissa 10 with the term
Figure imgb0005

represents the phase, ie the length of the muffler, which represents the ideal length for the value 1 on the abscissa 10. One ordinate 11 plots the power of the wave reflected by the muffler in%, based on the incident wave, ie on the wave which is fanned in the combustion chamber and radiated into the muffler. The other ordinate 12 represents α OPTIMAL . As already explained above, this value contains the total cross-sectional area B of the damping bores 2 as a weight. Curve 13 describes the falling power in% of the wave reflected by the muffler as a function of an increasing phase
Figure imgb0006

The other curve 14 describes the increasing value of α OPTIMAL with decreasing phase
Figure imgb0007

The graph clearly shows how the ideal value 1 (ideal length) of the muffler means that the power in% of the wave reflected by the muffler is zero, ie in such a case complete absorption would have been achieved.

In der Praxis ist es indessen vielfach so, insbesondere bei einem Retrofit-Einbau des Schalldämpfers, dass eine verminderte Phase gewählt werden muss. Sind die Einbauverhältnisse dergestalt, dass beispielsweise nur 50 % der theoretischen Ideallänge des Schalldämpfers gewählt werden kann, so entspricht dies einem αOPTIMAL von ca. 1,40 (senkrechte Schnittstelle mit Kurve 14). Setzt man diesen Wert in Formel (2a) ein, so lässt sich bei vorgegebener Querschnittsfläche A des Zufuhrrohres 1 die Gesamtquerschnittsfläche B der Dämpfungsbohrungen 2 errechnen. Die andere Schnittstelle mit Kurve 14 ergibt die prozentuale Leistung der vom Schalldämpfer reflektierten Welle; in unserem Fall entspricht dies ca. 19 %, was immer noch eine nahezu vollständige Absorption darstellt. Als Einleitungshilfe zur Benutzung der Graphik gemäss Fig. 3 wird das angenommene Beispiel in Form von gestrichelten Linien in die Graphik aufgenommen.In practice, however, it is often the case, particularly when the silencer is retrofitted, that a reduced phase must be selected. If the installation conditions are such that, for example, only 50% of the theoretical ideal length of the silencer can be selected, this corresponds to an α OPTIMAL of approx. 1.40 (vertical interface with curve 14). If this value is used in formula (2a), the total cross-sectional area B of the damping bores 2 can be calculated for a given cross-sectional area A of the feed pipe 1. The other interface with curve 14 gives the percentage power of the wave reflected by the silencer; in our case this corresponds to approx. 19%, which is still an almost complete absorption. As an introduction to the use of the graphic according to FIG. 3, the assumed example is included in the graphic in the form of dashed lines.

Claims (1)

  1. Muffler for muffling low-frequency sound waves,
    a) which essentially has a feed pipe (1)
    b) which, starting from a feed pipe inlet, after a prescribable length (L) in the direction of flow has a plurality of muffling bore holes (2), distributed over the periphery of the feed pipe, through which a medium (4) flowing around the feed pipe (1) can flow into the interior of the feed pipe,
    characterised in that
    c) the muffling bore holes (2) have a total cross-section (B) of:

    B = A·V/c·(1+1/β²) 1/2
    Figure imgb0010


    where

    β = tan (2·π·f·L/c)
    Figure imgb0011
    ,

    A = prescribable cross-section of the feed pipe (1),
    c = sound velocity of the medium,
    f = frequency of the sound wave and
    V = rate of flow through the muffling bore holes (2).
EP88117971A 1987-11-18 1988-10-28 Low-frequency silencer Expired - Lifetime EP0316640B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH449487 1987-11-18
CH4494/87 1987-11-18

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Publication Number Publication Date
EP0316640A1 EP0316640A1 (en) 1989-05-24
EP0316640B1 true EP0316640B1 (en) 1993-02-10

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ID=4277151

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EP88117971A Expired - Lifetime EP0316640B1 (en) 1987-11-18 1988-10-28 Low-frequency silencer

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