SE506618C2 - Anordning och förfarande för ljudminskning i ett transportsystem för gasformigt medium samt användning av anordningen vid ett avgassystem för fartyg - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 506 618 2 US 2 826 261 är ytterligare en resistiv dämpare avsedd för ett avgassystem tidi- gare känd. Som absorbent används vanligen mineralull eller glasull inkluderande något limmedel som gör att absorbenten får en sammanbunden struktur. Absor- benten kan även vara skyddad av ett luftgenomsläppligt ytskikt, exempelvis en perforerad plåt, för att uppnå större livslängd och bättre mekanisk stabilitet vid höga gashastigheter. En sådan resistiv dämpare erhåller ljuddämpande egenskap som täcker ett brett frekvensområde och är förutom av tjockleken och genom- strömningshastigheten hos absorbenten beroende av längd och innerarea hos dämparen.

Förhållandet mellan absorbenttjockleken och längden på de ljudvågor som ingår i ljudet är avgörande för dämpningen vid lägre frekvenser. En fullgod dämpning ernås för ljudfrekvenser, vid vilka absorbentens tjocklek är större än en kvarts våglängd hos ljudet. Ljuddämpningsegenskaperna minskar sedan drastiskt för ljud med lägre frekvenser, som har större våglängd. Redan då förhållandet mellan våglängd och absorbenttjocklek är ca 1/8 är absorptionen endast hälften så stor och vid förhållandet 1/16 endast 20 % av den absorption som erhålls vid förhållandet 1/4. Eftersom en viss absorptionsförmåga ändock kvarstår kan i många fall en tillräcklig absorption erhållas genom att öka den sammanlagda absorbentens längd i gastransportsystemet. Även gastransportsystemets tvär- snittsarea är av betydelse för den erhållna ljudminskningen, då minskningen i det övre frekvensregistret hos ljudet avtar med ökad tvärsnittsarea.

Ett problem med den resistiva dämparen är således att det absorberande skiktet måste göras mycket tjockt för att kunna dämpa låga frekvenser. Detta med för en stor byggvolym. En mindre absorbenttjocklek kan emellertid kompenseras med en större sammanlagd längd hos dämparen. Detta leder till en ökad kostnad för den erhållna ljudminskningen. Ett annat problem är att tryckminskningen i systemet måste begränsas. Detta leder till en förhållandevis stor tvärsnittsarea hos systemet. Ljudminskningen vid det övre frekvensregistret hos ljudet minskas därvid. De ljuddämpande egenskaperna är också beroende av var i systemet ljuddämparen placeras. Det visar sig ofta att de egenskaper som uppnås i laboratorium, speciellt vid låga frekvenser, och som redovisas i broshyrer sällan uppnås i praktiken. Detta leder till en kraftig överdimensionering för att säkert uppnå tillräcklig ljuddämpning. 506 618 10 15 20 25 30 35 3 Ett annat känt sätt att minska ljudemissionen från ett gastransportsystem är att hindra ljudet att utbreda sig i kanalen. Detta kan åstadkommas genom att i gaskanalen anordna reaktiva hinder. Ett sådant hinder erhålls genom att skapa ett ljud som är i motfas med ljudet i kanalen, varvid utsläckning ninginträffar.

Denna teknik används företrädesvis vid s k aktiv ljuddämpning. Det motriktade ljudet skapas då av en i kanalen placerad högtalare. Det krävs emellertid synnerligen kontrollerbara förhållanden för att ett aktivt system skall fungera.

Ett ytterligare sätt att minska det ljud som når mynningen är att i kanalen inrätta hinder mot den framåtskridande ljudvågen. Denna typ av ljuddämpare förbrukar egentligen ingen energi och benämnes vanligen reaktiv dämpare. En reaktiv dämpare arbetar i huvudsak efter två principer. Den första typen är en reflek- tionsdämpare. Denna innefattar en ökning av tvärsnittsarean, varvid areaök- ningen ger upphov till en reflektionsvåg, som utbreder sig i en med ljudutbred- ningen motsatt riktning. Hindret kan ur funktionssynpunkt betraktas som en vägg, i vilken ljudet studsar tillbaka. Den andra typen är en resonansdämpare som påverkar ljudets utbredning i en kanal. Hindret kan i detta fall betraktas som en fallgrop, i vilken det frammåtskridande ljudet ramlar ner på sin väg mot myn- ningen.

Resonansljuddämpare innefattar två huvudtyper, nämligen kvartsvågsdämpare och s k Helmholtzresonator. Den senare är avstämd för endast en frekvens medan en kvartsvågsdämpare är avstämd för en viss ton men påverkar även dess udda övertoner. Kvartsvågsdämparen innefattar vanligen ligenett till kanalen kopplat slutet rör med en längd som motsvarar en kvarts våglängd hos det ljud som skall dämpas. Dess dämpande egenskaper täcker vanligen ett mycket smalt frekvens- område. Ett problem med en reaktiv dämpare är att volymen måste avstämmas mot den frekvens hos ljudet som skall hindras. Ett annat och mycket mer svår- bemästrat problem med en reaktiv dämpare är att den är mycket känslig för placering i systemet. Genom att betrakta hindret som en fallgrop, i vilken det frammåtstegande ljudet skall ramlar ner, inses lätt att det är viktigt att rätt placera gropens mynning i förhållande till steglängden. En fel placerad grop medför att ljudet kan stega över utan motstånd. För att erhålla maximal däm- pande effekt måste således mynningen till en kvartsvågsdämpare placeras i ett tryckmaximum hos ljudfältet i kanalen. 10 15 20 25 30 35 506 618 4 Det firms också ett stort antal anordningar som på olika sätt kombinerar de ovan nämnda sätten. Problemet är dock vanligen att de olika komponenterna hamnar på ställen där de inte är effektiva. För att kompensera de icke förutsägbara egenskaperna är därför konventionella ljuddämparsystem ofta kraftigt över- dimensionerade, vilket leder till dyra, tunga och utrymmeskrävande anlägg- ningar med höga tryckfall.

Ljuddämparanordningar i transportsystem för gas där gasen ändrar temperatur innebär ytterligare komplikationer eftersom ljudets våglängd ändras med temperaturen. Ökas temperaturen hos gasen från 20°C till 900°C ökar ljud- hastigheten och därmed våglängden med det dubbla. En dämpare som vid normal temperatur fungerar väl får därför försämrade egenskaper, speciellt vid låga frekvenser då gasen är upphettad. Detta leder vanligen till att ljuddämpande anordningarna vid transportsystem med heta gaser ofta blir mycket skrym- mande. Ett ytterligare problem vid gastransportsystem för heta gaser är risken för kondensbildning. Ljudabsorbenten i ljuddämparen uppvisar vanligen termisk isolation, varvid ljuddämparens insida blir så kall att vätskor lösta i den heta gasen kondenserar här. De kondenserade vätskoma förmår omvandla i gasen transporterade förbränningsrester, såsom svavelföreningar och kolväten, till syra som fräter bl a på metall. Kondens kan även leda till att partiklar ansamlas i systemet.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att frambringa ett transportsystem för gas, från vilket ljudemissionen är mindre än från konventionella kända system och som inte är behäftat med ovan nämnda nackdelar. Transportsystemet skall vara enklare, mindre utrymmeskrävande, ha liten tvärsnittsarea samt vara billigare att tillverka än motsvarande system utförda med känd teknik. Systemet skall ha mindre vikt och uppvisa ett mindre tryckfall och mindre generering av egenljud än konventionella system och kunna innefatta system-komponenter såsom avgas- panna, gnístsläckare m m. Den ljudminskande effekten skall kunna avstämmas med avseende på de i systemet föreliggande akustiska randvillkoren och vara mindre känslig för frekvensvariationer. Eftersom de transporterade gaserna ofta är heta skall systemet inkludera en värmeisolering så att kanalerna på utsidan 506 618 10 15 20 25 30 35 5 kan beröras men så att ingen kondens bildas på systemets insida. Systemet skall även vara enkelt att underhålla och innefatta utbytbara delar.

Detta åstadkommes enligt uppfinningen av ett för gasformigt medium ämnat transportsystem med de i den kännetecknande delen till patentkrav 1 angivna särdragen och av ett förfarande med dei den kännetecknande delen till patent- krav 7 angivna särdragen. Pördelaktiga utföringsformer anges i de till de obe- roende kraven hörande kännetecknande delarna.

Ljud utbreder sig i en gas som en translationsrörelse varvid gasens molekyler ömsom förtätas och förtunnas. Det uppstår därvid relativa tryckrnaxima och tryckminima. Då en ljudkälla bringas att ljuda i ett rum uppstår ett ljudfält som är betingat av de akustiska randvillkor som karaktäriserar rummet. Man kan säga att rummet ger ett svar till ljudkällan. Ljudfältet är uppbyggt av luftmolekyler som i vissa positioner rör sig mycket kraftigt medan molekylerna i andra posi- tioner rör sig mycket lite eller rent av står stilla. I de positioner där molekylerna står stilla är det relativa lufttrycket högt och i de positioner där molekylemas hastighet är stor är det relativa lufttrycket lågt. För varje ljud frekvens uppstår ett sådant mönster som är mer eller mindre accentuerat beroende på rummets randvillkor och hur starkt ljudet vid just den frekvensen genereras av ljudkällan.

I den fortsatta texten benämnes ovanstående tryckminima för noder. Mellan nodema intar ljudfältet en svängningsform eller mod, vars svängningsrörelse benämnes amplitud. l ett avgassystem, där gaserna leds genom en kanal mot en mynning, uppstår på samma sätt som i ett rum ett ljudfält som är betingat av randvillkoren i kanalen.

Det firms dessutom en klart uttalad rörelseriktriing hos själva ljudenergin, näm- ligen från ljudkälla till mynning. De akustiska randvillkor som ljudet utsätts för på sin väg mot mynningen är således betingade av egenskaperna hos kanalens begänsníngsytor. Inte minst vid mynningen är de akustiska randvillkoren komplicerade eftersom själva utformningen av mynningen såväl som fenomenet att het gas med högt tryck slungas ut i luft med normal temperatur och normalt atmosfärstryck påverkar ljudgenereringen. Vid mynningen utsätts det fram- åtskridande ljudet för en kraftig reflektion, varvid en del av ljudenergin går i motsatt riktning. Det reflekterade ljudet ger upphov till ett ljudfält med stående vågor i kanalen. I ett odämpat kanalsystem bestäms ljudfältet så gott som 10 15 20 25 30 35 506 618 6 uteslutande av dessa reflektionsvågor. Det genererade ljudfältet erhåller därvid stående vågor med utpräglade noder och stora amplituder.

Genom att införa dämpning i kanalsystemet blir ljudfältet mindre accentuerat.

Experiment har visat att under sådana förhållanden är det möjligt att lokalt styra det i kanalen genererade ljudfältet. Varje areaökning orsakar en reflektionsvåg där en del av den fortskridande ljudenergin studsar tillbaka. I ett dämpat långsmalt kanalsystem innebär detta att vid en sådan areaökning lokaliseras en nod i ljudfältet. Förevarande uppfinning utnyttjar detta på så sätt att nodens läge används för att bestämma en optimal längd hos en reflektionsdämpare som kan inkludera även resisitiva dämpningsegenskaper och den bästa placeringen av mynningen hos en reaktiv dämpare.

För att begränsa gastransportsystems byggvolym anordnas resistiva dämpare med måttliga absorbenttjocklekar i kanalsystemet. God ljuddämpning erhålls därvid för ljud med höga frekvenser. För ljud med lägre frekvens erhålls också en god ljuddämpning genom att anordna flera resistiva dämpare efter varandra.

Den sämre absorptionsförmågan kompenseras således av en större sammanlagd längd av resistiva dämpare.

Vid låga frekvenser uppfattar den fortskridande vågen en resistiv dämpare mer som en reflektionsdämpare. Eftersom kanalsystemet är dämpat inrättar sig ljud- fältet så att en nod i ljudfältet lokaliseras í areaövergången. För att därvid erhålla en god dämpande effekt vid en viss frekvens hos ljudet placeras sålunda en kvartsvågsdämpare med sin mynning i en position som ligger en kvarts våglängd från areaökningen. Mellan två noder hos ett ljud av en viss frekvens är avståndet en halv våglängd. Mitt emellan dessa noder, dvs på avståndet en kvarts våglängd från noden, är tryckamplituden som störst. I denna position rör sig gasmolekylema minst och här placeras mynningen hos en kvartsvågsdämpare.

Den beskrivna metoden gör det även möjligt att optimalt anordna kvartsvågsdämparen med en utsträckning som sammanfaller med kanalens.

Genom en lämplig kombination av reflektionsdämpare med resistiva dämp- ningsegenskaper och reaktiva dämpare har experiment visat att ljudfältet i kanalen kan styras och att genom val av placering dämpare med förutsägbara, optimerade dämpegenskaper kan byggas. Vid placering av en reaktiv dämpare på ömse sidor om en reflektionsdämpare har experiment visat att vid låga 506 618 10 15 20 25 30 35 7 frekvenser en betydande dämpningseffekt med en bandbredd motsvarande ett tersband kan åstadkommas. Ett tersband omfattar en tredjedel av en oktav och motsvarar en bandbredd av ca 24 % av mittfrekvensen.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av ett utförings- exempel under hänvisning till bifogade ritning, där fig 1 visar ett av resistiva och reaktiva dämpare sammansatt transportsystem enligt uppfinningen, fig 2 visar en genomskärning av en resistiv dämpare, och fig 3 visar en genomskärning av en reaktiv dämpare.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Ett för gasmedium ämnat transportsystem enligt uppfinningen visas i figur 1. Det visade transportsystemet är ett avgassystem för en dieselmotor i ett fartyg.

Avgaser från en icke visad motor leds genom ett i nedre delen av avgassystemet placerat tilloppsrör 1, via en rökgasreningsariläggnirig 6, till en värrneväxlare 2. I denna uttages en del av den heta gasens värrneöverskott för uppvärmning av vatten eller olja. Gasema leds från värmeväxlaren vidare genom en ljudminskan- de del av avgaskanalen som innefattar ett flertal reaktiva ljuddämpare 3 och ett flertal resistiva reflektionsdämpare 4, vilka innefattar någon form av ljudabsorp- tion. I den övre delen av avgassystemet leds avgaserna genom en gnistsläckare 5 till ett utloppsrör 7 som är anslutet till en icke visad mynning omsluten av en icke visad skorsten. De i kanalen transporterade gaserna är heta och har vanligen en temperatur av ca 400 °C. Med gaserna transporteras mindre förbränningspar- tiklar, vilka vid kondensering av i gasen lösta vätskor bildar syror som kan ge frätskador på bl a metall.

Den ljuddämpande delen av avgassystemet är enligt uppfinningen utförd med en jämntjock ytterdiameter. Härigenom erhålls ett slankt och jämntjockt kanalsystem 10 15 20 25 30 35 506 618 s som medger att avgassystemet kan inrymmas inom en optimal platsbesparande byggvolym. De i systemet ingående resistiva reflektionsdämparna 4 är avsedda att med hög effekt absorbera ljud vid det höga och det mellersta frekvensområ- det. Ljudabsorptionsförmågan sjunker sedan med minskande frekvens. Tillräck- lig absorption erhålls emelletid även för den övre delen av det lägre frekvensom- rådet genom att anordna ett stort antal resistiva reflektionsdämpare i kanalen.

Den ljudminskande effekten hos ett konventionellt, utrymmeskrävande kanal- system kompenseras enligt uppfinningen istället av en större sammanlagd längd med resistiv dämpning.

Vid låga frekvenser fungerar de resistiva reflektionsdämpama 4 som enbart reflektionsdämpare, varvid ljudenergin för vissa frekvenser reflekteras i en med ljudutbredningen motsatt riktning. Ljudfältet i kanalen inrättar sig därvid så att i den position i kanalen där tvärsnittsarean förändras lokaliseras en trycknod i ljudfältet. Detta utnyttjas enligt uppfinningen på så sätt att mynningen hos en reaktiv dämpare 3 anordnas på avståndet en kvarts våglängd från den på detta sätt definierade trycknoden. En reaktiv dämpare fungerar nämligen bäst om dess mynning placeras där ljudtrycket är störst, vilket det är mitt emellan två noder, dvs på avståndet en kvarts våglängd från en av noderna.

För en kvartsvågsdämpare är dämparens längd lika stor som längden mellan reflektionsdämparen och kvartsvågsdämparens mynning. Detta medger att kvartsvågsdämparen med fördel ges en utsträckning parallellt med röret och med sin slutna ände mot reflektionsdämparen. Avgaskanalen kan därvid utformas med en jämntjock ytterdiameter. Kvartsvågsdämparens längd blir således lika stor som avståndet mellan reflektionsdämparens kant och mynningen hos kvartsvågsdämparen. Denna längd benämnes i den fortsatta texten reaktiv längd och inkluderar således både myruiingens avstånd från reflektionsdämparen och kvartsvågsdämparens längd.

En reflektionsdämpare har en dämpningskaraktäristik som ger hög dämpning för frekvenser, vars jämna multípler av en kvarts våglängd motsvarar dämparens längd. Den dämpande effekten avtar sedan uppåt och nedåt i frekvensled och närmar sig noll för frekvenser, vars multipel av en halv våglängd motsvarar dämparens längd. Detta mönster medför att reflektionsdämparen är effektiv vid en grundfrekvens vars våglängd är fyra gånger så stor som dämparens längd samt vid jämna övertoner till denna grundfrekvens. Vid låga frekvenser är det 506 618 10 15 20 25 30 35 9 således de reflekterande egenskaperna hos den resistiva reflektionsdämparen som utnyttjas. Den resistiva längden är därför liktydig med reflektionsdämparens längd och benämnes i den fortsatta texten resistiv längd. Det bör här nämnas att den resistiva dämparen vid låga frekvenser likvärdigt kan ersättas av en reflek- tionskammare eller annan enhet i avgassystemet som uppvisar en areaändring.

En resonansdämpare dämpar inom ett smalt frekvensområde. Kvartsvågsdäm- parens dämpningskaraktäristik är relarterad till udda multipler av en kvarts våglängd hos ljudet. Den dämpande effekten avtar sedan mycket snabbt uppåt och nedåt i frekvensled. En förutsättning för att en kvartsvågsdämpare över huvud taget skall ge någon dämpande effekt är att dess mynning är placerad i systemet så att resonasrörelsen sätts igång. Detta sker effektivt endast då myn- ningen lokaliseras till en punkt i ljudfältet där den berörda frekvensen har ett tryckmaxima. Kvartsvågsdämparen används företrädesvis för att dämpa rena toner i systemet. Placeras den således en kvarts våglängd från en reflektions- dämpare blir dess effekt optimal. Vid placering före eller efter en resistiv dämpare kan dess ljudminskande förmåga och bandbredd vid låga frekvenser optimeras genom lämpligt val av resistiv längd och reaktiv längd.

Experiment har visat att en modul om tre ljuddämparenheter uppvisar synner- ligen effektiva ljuddämpningsegenskaper i lågfrekvensområdet. Ljud inom ett tämligen brett frekvensband kan på detta sätt effektivt dämpas. Enligt uppfin- ningen anordnas dämparna i moduler 8 resp 9, vilka innefattar minst en resistiv reflektionsdämpare 4 och minst en reaktiv dämpare 3. I figur 1 visas två moduler med vardera en resistiv reflektionsdämpare 4 omgiven av en på vardera sidan anordnade reaktiva dämpare 3 med mynningen vänd från reflektionsdämparen.

Den totala utsträckningen A resp B hos en sådan modul är tre enhetslängder a resp b om vardera 3/ 4 av våglängden hos mittfrekvensen till det frekvensband, inom vilket dämpning skall åstadkommas. Den i strömningsriktningen först placerade reaktiva dämparen 3b resp 3d anordnas att avstämmas för frekvens- bandets undre gränsfrekvens. Den efter den resistiva reflektionsdämparen placerade reaktiva dämparen 3c resp 3e anordnas att avstämmas för frekvens- bandets övre gränsfrekvens. Den resistiva längden a; resp b2 anordnas att mot- svara en kvarts våglängd av nämnda mittfrekvens. Den reaktiva längden a1 resp bl, anordnas att motsvara en kvarts våglängd av den undre gränsfrekvensen. Den reaktiva längden a3 resp b3, anordnas att motsvara en kvarts våglängd av den övre gränsfrekvensen. 10 15 20 25 30 35 506 618 10 Vid en önskad dämpfunktion motsvarande ett frekvensband av ett tersbands storlek är bandbredden ca 24 % av mittfrekvensen För att uppnå en sådan dämpfunktion anordnas de reaktiva längdema att motsvara en kvarts våglängd av frekvenserna som ligger 12 % under respektive 12 % över mittfrekvensen hos tersbandet. Den i figur 1 visade resistiva längden a; resp b2 motsvarar en kvarts våglängd av tersbandets mittfrekvens. Den reaktiva längden a1 resp b1, mot- svarar den resistiva längden a; resp b; multiplicerad med faktom 1,14. På motsvarande sätt är för den övre gränsfrekvensen den reaktiva längden a 3 resp b3, lika med den resistiva längden az resp b; delad med faktorn 1,14. Experiment har visat att en dämpning om ca 15 dB över ett frekvensband omfattande en ters ernås med den beskrivna modulen. En synergieffekt erhålls vid att samman- koppling av två moduler, varvid modulema samverkar så att den sammanlagda ljudminskande effekten sträcker sig över en hel oktav, dvs tre tersband. Detta uppnås således utan en resistiv reflektionsdämpare placerad mellan modulerna.

En i transportsystemet ingående resistiv reflektionsdämpare 4 visas i fig 2. Ljud- dämparen innefattar en cylinderforrnad behållare 10 med en i vardera änden an- ordnad konformad stos 11, till vilken är fixerad en företrädesvis cirkulär fläns 12 för sammankoppling med en anslutande enhet i systemet. Behållaren 10, stosen 11 och flänsen 12 är utförda i ett värmetåligt material såsom metall och före- trädesvis av rostfritt stål. Bildande en med flänsens 12 insida 13 sammanfallande passageväg är i behållaren 10 anordnad en cylinderformad absorptionskropp 14.

Mellan behållarens insida och absorptionskroppens utsida är inrättad en för ge- nomströmníng av gas anordnad kanal 15, som i ett tvärsnitt sträcker sig längs behållarens hela insida. Ett beröringsskydd 20 är anordnat på behållarens utsida.

Beröringsskyddet utföres lämpligen såsom en värrneisolerande beläggning med en yttre smutsavvisande, mekaniskt tålig yta.

Absorptionskroppen 14 innefattar en mellan ett inre skydd 16 och ett yttre skydd 17 sammanpressad cylinderkropp av en värmebeständig ljudabsorbent, före- trädesvis en ull med långa fibrer. Ljudabsorbenten kan exempelvis vara utförd av glas- eller stenull men även andra keramiska eller syntetiska fibrer kan komma ifråga. Det kring absorbenten omslutande inre skyddet 16 och yttre skyddet 17 är sammanfogade i ändarna med cirkulära gavelpartier 18. Mellan gavelpartiet 18 och motstâende insida hos stosen 11 i resp ände hos behållaren är inrättad en mynning resp ett utlopp till kanalen 15. Den skyddade absorbenten är centrerad 506 618 10 15 20 25 30 35 11 och fixerad i behållaren av ett flertal på behållarens insida fästade, i längdrikt- ningen löpande distansstickor 19. De inre och yttre skydden är inrättade att partiellt exponera absorbenten och är utförda av värmebeständigt material.

Företrädesvís är skydden utförda av en perforerad rostfri plåt eller ett korrosions- beständigt nät. Experiment har visat att införandet av den gasgenomlupna kana- len 15 inte medför någon nämnvärd försämring av ljudabsorptionen. Ljudmin- skande egenskaper motsvarande en absorbenttjocklek mellan behållarens 10 insida till absorbentens inre skydd 16 kan härvid i stort sett påräknas.

Den på behållarens 10 insida anordnade kanalen 15 har till uppgift att tillåta passage av en delmängd av de genom ljuddämparen strömmande heta av- gaserna. Genom denna passage av heta gaser erhålls på insidan av behållaren en temperatur av ca 150 °C, varvid kan förhindras att i gasen lösta vätskor konden- seras på behållarens insida. Den på detta sätt uppvärmda insidan måste värme- isoleras så att inga personskador uppstår vid beröring av systemet från utsidan.

En temperatur av 55 °C eftersträvas därvid. Beröringsskyddet 20 är därför inrättat så att det åstadkommer en beröringssäker utsida hos systemet.

En i transportsystemet ingående reaktiv ljuddämpare 3 visas i fig 3. Ljuddäm- paren innefattar en cylinderforrnad behållare 20 med en i vardera änden an- ordnad konformad stos 21, till vilken är fixerad en företrädesvis cirkulär fläns 22 för sammankoppling med en anslutande enhet i systemet. Behållaren 20, stosen 21 och flänsen 22 är utförda i ett värmetåligt material såsom metall och före- trädesvis av rostfritt stål. Bildande en med flänsens 22 insida 23 sammanfallande passageväg är i behållaren 20 anordnat ett cylinderforrnat transportrör 24. Rörets ändar ansluter till flänsarnas 22 insida, varvid mellan behållaren 20 och trans- portröret 24 blir inrättad en innesluten volym 25. I rörets 24 ena ände är an- ordnade ett flertal öppningar 26 som förbinder volymen 25 med gastransport- kanalen.

De i transportröret 24 anordnade öppningarna 26 har en sammanlagd öpp- ningsarea av i huvudsak samma storlek som transportrörets inre tvärsnittsarea. Öppningamas utsträckning anordnas i tangentiell riktning så att dess utsträck- ning i dämparens längsled begränsas. Förhållandet mellan tvärsnittsarean av transportkanalen och tvärsnittsytan av volymen 25 hos den reaktiva dämparen bör vara lika. Minskas denna area blir den ljudminskande effekten mindre och frekvensmässigt smalare. Ökas arean blir effekten istället större och mera bred- 10 15 20 25 30 35 506 618 12 bandig. Det är således endast den tillåtna byggvolymen som begränsar den erhållna effekten. På behållarens 20 utsida är på samma sätt som för den resistiva dämparen anordnat ett beröringsskydd 27. På behållarens insida, inuti den avstämda volymen 25 är anordnad en värmesisolering 28, som också ger viss ljuddämpning. Genom denna placering minskas behovet av värrneisoleririg på utsidan samtidigt som den reaktiva dämpningskaraktären blir mera bredbandig.

Ehuru fördelaktigt är kanalsystemet inte begränsat till att omfatta ett kanalsystem med cikulärcylindriskt tvärsnitt. Uppfinningen kan med likvärdigt resultat tillämpas på system med flerkantig tvärsnittsyta såväl som på system med i längsled böjda sektioner. Även då experiment har visat att en modul med en kombination av två reaktiva dämpare och en resistiv dämpare uppvisar mycket goda ljudminskningsegen- skaper erhålls vid en kombination av en reaktiv dämpare och två resistiva dämpare en noterbar ljudminskande effekt vid låga frekvenser. Den samman- lagda resistiva längden och därmed längden på reflektionsdämparen blir i detta fall en halv våglängd. Reflektionsdämparen uppvisar därvid en dämpningskarak- täristik där dämpningen vid den dimensionerande frekvensen är noll men som uppåt och nedåt i frekvensled ökar kraftigt. Den i modulen ingående kvartsvågs- dämparen har emelletid sin dämpande effekt koncentrerad vid den dirnensione- rande frekvensen. Genom samverkan mellan de två dämparna erhålls därvid en dämpande effekt som sträcker sig över ett stort frekvensband.

Det har genom experiment också kunnat visas att varje kombination av minst en reflektionsdämpare och minst en reaktiv ger en god bredbandig ljudminskande effekt. Det som är avgörande är den reaktiva längdens förhållande till den resistiva längden. Den resistiva längden och den reaktiva längden skall för bästa effekt vara i huvudsak lika stora.

Vid gastransportsystemets mynning uppstår en kraftig reflektionsvåg, varvid här lokaliseras en trycknod. Detta förhållande utnyttjas enligt uppfinningen för att placera en reaktiv dämpare (3f) med sin mynning vänd från systemets mynning.

Den reaktiva dämparen kan likvärdigt anordnas så att dess mynning placeras en kvarts våglängd från systemets mynning men att dämparens utsräcknirig vänds från systemets mynning.

Claims (9)

506 618 13 PATENTKRAV

1. Anordning för ljudminskning vid ett transportsystem för gasformigt medium mellan ett inlopp, som är kopplat till en ljudkälla, och ett utlopp, vilket transportsystem innefattar ett flertal sammankopplade kanaldelar (1 - 7), vilka bildar minst en modul (8, 9) innefattande minst en reflektionsdämpare (4) med en resistiv längd (az, b2) och minst en reaktiv dämpare (3) med en reaktiv längd (al, a3, bl, ba), k ä n n e t e c k n a t a v att den resistiva längden och den reaktiva längden i huvudsak är lika stora.

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at a v att minst en modul (8, 9) är sammansatt av en reflektionsdämpare (4) och en på var sida om reflektionsdämparen placerade reaktiva dämpare (3).

3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e te c k n a t a v att för- hållandet mellan den resistiva längden (az, b2) och den reaktiva längden (al, a3, bl, b3) ligger inom intervallet 0,85 - 1,15.

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t a v att reflektionsdämparen (4) innefattar en behållare (10), i vilken är anordnad en absorptionskropp (14), varvid mellan behållaren och absorptionskroppen är anordnad en kanal, genom vilken en del av den transporterade gasen strömmar.

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t a v att den reaktiva dämparen (3) innefattar en behållare (20) och ett av behållaren omslutet transportrör (24), varvid mellan behållaren och transport- röret är innesluten en volym (25), vars tvärsnittsarea är i huvudsak lika stor som tvärsnittsarean hos den av transportröret begränsade gastransportkanalen. 506 618 14

6. Förfarande för ljudminskning inom ett frekvensband i ett transportsystem för gasformigt medium med ett flertal sammankopplade kanaldelar (1 - 7), varvid i transportsystemet anordnas minst en modul (8, 9) innefattande minst en reflek- tionsdämpare (4) med en resistiv längd (az, bz) och minst en reaktiv dämpare (3) med en reaktiv längd (al, a3, b1, b3), k ä n n e t e c k n a t a v att den resistiva längden bringas att utgöra en kvarts våglängd av frekvensbandets mittfrekvens och den reaktiva längden bringas att utgöra en kvarts våglängd av en frekvens mellan frekvensbandets undre resp övre gränsfrekvens.

7. Förfarande enligt patentkrav 6, k ä n n e te c k n a t a v att minst en modul (8, 9) anordnas av en reflektionsdämpare (4) och en reaktiv dämpare (3), varvid reflektionsdämparen bibringas en resistiv längd om en halv våglängd av frekvensbandets mittfrekvens och att den reaktiva dämparen bibringas en reaktiv längd om en kvarts våglängd av frekvensbandets mittfrekvens.

8. Förfarande enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a t a v att minst en modul (8, 9) anordnas av en reflektionsdämpare (4a, 4b), till vilkens ena ände ansluts en första reaktiv dämpare (3b, 3d), och till vilkens andra ände ansluts en andra reaktiva dämpare (3c, 3e), varvid den första reaktiva dämparen bibringas en reaktiv längd om en kvarts våglängd av frekvensbandets undre gränsfrekvens och den andra reaktiva dämparen bibringas en reaktiv längd om en kvarts våglängd av frekvensbandets övre gränsfrekvens.

9. Användning av en anordning för ljudminskning i ett transportsystem för gasformigt medium enligt något av patentkraven 1-5, eller ett förfarande för att åstadkomma ljudminskning inom ett frekvensband hos ett för gasformigt medium ämnat transportsystem enligt patentkraven 6-8, vid ett avgassystem för fartyg.