DE1476539C - Abgasschalldampfer an einer Brennkraft maschine oder einer Brenneranlage fur pul sierende Verbrennung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasschalldämpfer an einer Brennkraftmaschine oder einer Brenneranlage für pulsierende Verbrennung mit einem an der Eingangsseite angeordneten Schwing-' rohr und einer an der Auslaßseite angebrachten Abgasleitung.

Bei Kraftmaschinen ist im allgemeinen die Anbringung eines Schalldämpfers erforderlich, um die durch den Betrieb der Maschine entstehenden Geräusche zu dä.npfcn. Das trifft besonders für Brenneranlagen mit pulsierender Verbrennung zu, bei welchen die Anordnung eines Schalldämpfers gewöhnlich am Ende des Schwingrohres erforderlich ist, insbesondere dann, wenn das Schwingrohr mit ein Viertel der Wellenlänge schwingt, mit welcher die Brenneranlage arbeitet. Dabei spielt die einwandfreie und betriebssichere Wirkung der Geräuschminderung eine Rolle, wobei zugleich möglichst geringe Abmessungen erforderlich sein sollen.

Insbesondere für Brennkraftmaschinen ist (durch . die schweizerische Patentschrift 299 831) bereits die Verwendung einer Schalldämpfungseinrichtung bekannt, die einen Hohlkörper aufweist, der durch eine Querwand sowie durch Längswände und ein zentral angebrachtes Rohr in mehrere Räume unterteilt ist, wobei die Querwand, die Längswände und das Rohr mit Durchströmöffnungen versehen sind und mindestens ein Teil der Durchströmöffnungen in der Trennwand in einem der durch die Längswände getrennten Räume mündet, während mindestens ein ■ Teil der in dem einen Wandteil dieser Räume bildenden Rohr vorgesehenen Durchströmöffnungen in einem anderen der genannten Räume mündet. Dabei sind diese Räume mindestens zum Teil mit Absorpiionskörpern ausgefüllt, welche gegenüber dem Rohr Abstand haben und am Mantel des Hohlkörpers anliegen. Diese bekannte Ausführungsform vermag zwar die an einen guten Schalldämpfer zu stellenden Forderungen wenigstens zum Teil zu erfüllen, jedoch genügt die Wirkung nicht an allen Fällen, insbesonderc wenn geringe räumliche Abmessungen eingehallen werden sollen.

Auch für andere bekannte Ausführungsformen von Schalldämpfern (z. B. gemäß der französischen Zusatzpatentschrift 65638 zur Patentschrift 1074071) gelten die vorstehenden Ausführungen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Abgasschalldämpfer an einer Brennkraftmaschine oder einer Brcnncranlage für pulsierende Verbrennung zu :;chaiTen, welcher bei einem verhältnismäßig einfachen Aufbau eine einwandfreie Wirkung gewährleistet, ohne daß eine übermäßige Baugröße vorhanden ist. .

Diese Aufgabe wird an einem Schalldämpfer der eingangs erwähnten Art gemäß Erfindung dadurch gelöst, daß der Schalldämpfer in an sich bekannter Weise einen zylindrisch ausgebildeten Mantel, einen Boden, einen Deckel sowie ein etwa in seiner Längsmitlclcbenc verlaufendes Trennstück aufweist, durch das parallel zur Längsachse des Schalldämpfers müunderartig aneinander anschließende, hintereinander im Gegenstrom durchflossene Kanäle gebildet und durch eine Zwischenwand in zwei Kanalgruppcn unterteilt sind, die miteinander über eines der zu beiden Seiten des Trennstücks gebildeten Schalldämpferabteile in Verbindung stehen, während die zweite Kanalgruppe über das andere Abteil mit der Abgasleitung verbunden ist. Dabei ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die erste Kanalgruppe etwa in. der Mitte ihrer Gesamtlänge eine Austrittsöffnung zu dem die Verbindung mit der zweiten Kanalgruppe bildenden Abteil aufweist und daß die zweite Kanalgruppe an einem Ende eine Eintrittsöffnung aus dem die beiden Kanalgruppen verbindenden Abteil und am anderen Ende eine Austrittsöffnung nach dem anderen, mit der Abgasleitung verbundenen Abteil aufweist. Ferner ist die Anordnung so getroffen, daß in jedem der Abteile eine mit Durchbrechungen versehene und zur Längsachse des Schalldämpfers parallele Leitung vorgesehen ist, welche sowohl am Boden als auch am Deckel des Schalldämpfers in einen freien Eintritts- bzw. Äustrittsraum mündet, während der übrige Raum jedes Abteils um diese Leitung herum in an sich bekannter Weise mit schalldämpfendem Material gefüllt ist. Ein weiteres Merk- mal kann darin bestehen, daß das Kanal-Trennstück aus zwei mit Abstand parallel zueinander angeordneten Seitenwänden mit Längssicken besteht, in welche die Rander von die Kanäle trennenden Zwischenwänden eingreifen=--. _.-._·

Die erste Kanalgruppe bildet demnach einen Teil ' des Schwingrohrs der Brenneranlage mit pulsierender Verbrennung und die zweite Kanalgruppe zumindest einen Teil der Abgasleitung.

Das erfindungsgemäß innerhalb eines zylindrischen Mantels angeordnete Kanal-Trennstück ergibt eine konstruktiv einfache Lösung, welche auch herstellungsgemäß vorteilhaft ist. Trotzdem ist eine einwandfreie Wirkungsweise des Schalldämpfers gewährleistet, welcher infolge seiner ineinandergeschachtelten Bauweise verhältnismäßig geringe Abmessungen aufweist.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, welches eine Brenneranlage für pulsierende Verbrennung voraussetzt, jedoch könnte der Schalldämpfer auch in ähnlich gelagerten Fällen, nämlich bei Brennkraftmaschinen Anwendung finden.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Brenneranlage mit pulsierender Verbrennung und eines angeschlossenen Schalldämpfers im Schnitt;

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie H-II der Fig.3;

Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie I1I-III der Fig. 1. . ■■ ·· .-..·.■

In Fig. 1 ist schematisch eine Brenneranlage für pulsierende Verbrennung dargestellt, welche in an sich bekannter Weise aus einer Brennkammer 10 und einem daran angeschlossenen Schwingrohr 11 besteht. Das Schwingrohr steht mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Schalldämpfer 12 in Verbindung. Dieser weist einen zylindrisch ausgebildeten Mantel 13, einen Boden 14 und einen Deckel 15 auf. Der Boden 14 und der Deckel 15 sind dicht mit dem Mantel 13 verbunden, und zwar vorzugsweise lösbar. Diese Verbindung ist gegen Abheben während des Betriebs des Schalldämpfers gesichert, beispielsweise durch Spannbänder oder Bügelverschlüsse. Innerhalb des Schalldämpfers 12 verläuft etwa in dessen Längsmittelebene ein Trennstück, welches aus zwei mit Abstand parallel zueinander angeordneten Seitenwänden 16 und 17 und dazwischen eingesetzten Zwischenwänden 18 besteht, die Wände weisen derartige öffnungen auf, daß parallel zur Längsachse des Schalldämpfers 12 aneinander anschließende, hintereinander im Gegenstrom durchflossene Kanäle

21 bis 27 gebildet sind. Vorzugsweise sind die Seitenwände 16 und 17 mit Sicken versehen, in welche die Ränder der z. B. lamellenartig ausgebildeten Zwischenwände 18 eingreifen. Diese Ausbildung ist in F i g. 3 an der Zwischenwand 18 zwischen den Kanälen 26 und 27 angedeutet. Auf diene Weise läßt sich das Trennstück in einfacher Weise zusammensetzen. Die Zwischenwand 18 zwischen den Kanälen 25 und 26 weist keine Öffnung auf, so daß aus den Kanälen 21 bis 24 eine erste Kanalgruppe 28 und aus den Kanälen 25 bis 27 eine zweite Kanalgruppe 29 gebildet ist. Die beiden Kanalgruppen 28 und 29 sind miteinander über eines der zu beiden Seiten des Trennstücks gebildeten Abteile verbunden, und diezweite Kanalgruppe 29 steht über das andere Abteil ifiit der Abgasableitung in Verbindung. Zu diesem Zweck ist die aus den Kanälen 21 bis 24 gebildete erste Kanalgruppe 28 etwa in der Mitte seiner Gesamtlänge, d. h. am Übergang zwischen dem Kanal

22 zum Kanal 23 mit einer Austrittsöffnung 31 versehen, welche die Verbindung zu dem durch die Seitenwand 16 des Trennstücks abgeteilten Abteil 12' herstellt. Die aus den Kanälen 25 bis 27 bestehende zweite Känalgruppe 29 weist an einem Ende eine Eintrittsöffnung 32 auf, welche die Verbindung mit dem Abteil 12' herstellt. Am anderen Ende der zweiten Kanalgruppe 29 ist eine Austrittsöffnung 33 zum anderen Abteil 12" vorgesehen, welches durch die Seitenwand 17 des Trennstücks begrenzt ist. Dieses Abteil 12" stellt die Verbindung mit der Abgasableitung her, weiche gemäß F i g. 2 durch den Anschlußstutzen 34 angedeutet ist. Zur Führung der Abgase ist in jedem der Abteile 12' und 12" eine mit Durchbrechungen versehene und parallel zur Längsachse des Schalldämpfers 12 verlaufende Leitung 35 bzw. 36 vorgesehen. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, mündet jede dieser Leitungen 35 bzw. 36 sowohl am Boden 14 als auch am Deckel 15 des Schalldämpfers 12 in einen freien Eintritts- bzw. Austrittsraum. Am Abteil 12' ist der Eintrittsraum 37 am Deckel 15 des Schalldämpfers 12 und der Austrittsraum 38 am Boden 14 des Schalldämpfers 12 vorgesehen* während im Abteil 12" am Deckel 15 des Behälters 12 der Eintrittsraum 39 und am Boden 14 des Behälters 12 der Austrittsraum 40 gebildet sind, welch letzterer mit dem Anschlußstutzen 34 der Abgasableitung in ~ Verbindung steht. Der Raum jedes Abteils 12' bzw. 12" zwischen deren.Eintritts- und Austrittsräumen und um die Leitung 35 bzw. 36 herum ist in an sich bekannter Weise mit schallschluckendem Material 41 ausgefüllt, in welches das durch die Leitungen 35 bzw. 36 hindurchströmende Abgas durch die Durch-. brechungen dieser Leitungen hindurch bis zu einem gewissen Grad eindringen kann, wobei das Geräusch absorbiert wird.

Bei der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform des an eine Brehneranlage für pulsierende Verbrennung angeschlossenen Schalldämpfers bildet die aus den Kanälen 21 bis 24 gebildete erste Kanalgruppe 28 einen Teil des Schwingrohrs 11 der Brenneranlage. Nach der Darstellung ist das an die Brennkammer 10 der Brenneranlage angeschlossene Schwingrohr 22 und die im Schalldämpfer 12 gebildete Kanalgruppe 28 auf eine Länge des Schwingrohrs abgestimmt, weiche einem Wert von etwa der halben Wellenlänge entspricht, mit welcher die Brenneranlage arbeitet. Das auf diese Weise gebildete Schwingrohr ist dabei an seinem Ende, d. h.

am Ende des Kanals 24, verschlossen, und die AustrittsölTnung für das Abgas befindet sich etwa an der Stelle des größten Schwingungsbauchs. Dabei weist die Austrittsöffnung 31 einen geringeren Querschnitt auf, als der Querschnitt der einen Teil des Schwingrohrs bildenden Kanäle 21 bis 24 ausmacht. Die im Schalldämpfer 12 durch die Kanäle 25 bis 27 gebildete zweite Kanalgruppe 29 stellt einen Teil der Abgasableitung dar, weiche anschließend an den Anschlußstutzen 34 weitergeführt ist.

Die Wirkungsweise des in der Zeichnung in Verbindung mit einer Brenneranläge für pulsierende Verbrennung dargestellten Schalldämpfers ist folgende:

Die aus der Brennkammer 10 der Brenncranlage austretenden Abgase schwingen im Schwingrohr 11 und seinem aus den Kanälen 21 bis 24 gebildeten Teil im Sinn der in Fig. I eingezeichneten Doppclpfeile 42. Dabei tritt jeweils ein di:m Brcnnstoffdurchsatz der Brenneranlage entsprechender Teil des hin- und herschwingenden Abgases im Sinn des Pfeilsjl3 durch die Austrittöflnung 31 hindurch in den Eintrittraum 37 des Abteils f2'*"äm Deckel 15 des Behälters 12 (Fig. 2), durchströmt innerhalb des Abteils 12'.die Leitung 35 im Sinn des Pfeils 44 und gelangt in den Austritisraum 38 am Boden 14 des Behälters 12, aus welchem es im Sinn des Pfeils 45 durch die Eintrittsöifnung 32 hindurch in den Kanal 25 der zweiten Kanalgruppe 29 eintritt. Vom Kanal 25 aus geht die Strömung im Sinn des Pfeils 46 in den Kanal 26 und von diesem aus im Sinn des Pfeils 47 in den Kanal 27 über, an dessen Ende das Abgas durch die Austritt-Öffnung 33 in den Eintrittraum 39 des Abteils 12" am Deckel !5 des Behälters 12 übertritt. Vom Kanal 27 und dem Eintrittraum 39 strömt das Abgas im Sinn des Pfeils 48 durch die Leitung 36 innerhalb des Abteils 12" in den Austrittraum 40 am Boden 14 des Behälters 12 und gelangt im Sinn des Pfeils 49 in den Anschlußstutzen 34 der ins Freie führenden Abgasableitung. Der die Leitungen 35 und .36 umgebende Schallschluckstoff 41, welcher zugleich auch an den Seitenwänden 16 und 17 des Kanal-Trennstücks und an der Mantelinnenfläche des Schalldämpfers_yl 2' anliegt, dient zur Schallabsorption,· wobei die" aus den Kanälen 25 bis 27 gebildete zweite Kanalgruppe 29 als akustische Masse wirkt..;

Das in der Zeichnung dargestellte Schwingrohr 11 könnte auch das an eine Brennkraftmaschine.angeschlossene Auspuffrohr sein, welches die Abgase der Brennkraftmaschine in den Schalldämpfer 12 leitet, aus welchem das Abgas durch den Stutzen 34 austritt. Ebenso kann der Schalldämpfer an verschiedenartige Brenneranlagen für pulsierende Verbrennung angepaßt werden. Dabei wäre es auch möglich, ein Schwingen des Schwingrohrs mit einem Wert von einen Viertel der Wellenlänge zu erreichen, mit welchem die Brenneranlage arbeitet, und zwar dadurch, daß die Austrittöfinung 31 einen größeren Querschnitt erhält als der Querschnitt des Kanals 22 beträgt, so daß die Schwingung an einer solchen Austrittöffnung 31 unterbrochen würde und die Kanäle 23 und 24 dann nur noch als Reflexionsglied dienen wurden, wie es an sich bekannt ist. Die Anpassung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schalldämpfers ist daher in vielfältiger Weise möglich.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Abgasschalldämpfer an einer Brennkraftmaschine oder einer Brenneranlage für pulsie-

rendc Verbrennung mit einem an der Eirigangsseite ungeordneten Schwingrohr und einer an der Auslaßseite angebrachten Abgasleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämpfer (12) in an sich bekannter Weise einen zylindrisch ausgebildeten Mantel (13), einen Boden (14), einen Deckel (15) sowie ein etwa in seiner Längsmittelebenc verlaufendes Trennstück aufweist, durch das parallel zur Längsachse des Schalldämpfers aneinander anschließende hintereinander im Gegenstrom durchflossene Kanäle (21 bis 27) gebildet und durch eine Zwischenwand (18) in zwei Kanalgruppcn (28 bzw. 29) unterteilt sind, die miteinander über eines der zu beiden Seiten des Trennstücks gebildeten Schalldämpferabteile (12') in Verbindung stehen, während die zweite Kanalgruppe (29) über das andere Abteil (12") mit der Abgasableitung (34) verbunden ist.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kanalgruppe (28) etwa in -der Mitte ihrer Gesamtlänge eine Austrittöffnung (31) zu dem die Verbindung mit der zweiten Kanalgruppc (29) bildenden Abteil (12') aufweist und daß die zweite Kanalgruppc (29) an einem Ende eine Eintrittöffnung (32) aus dem die beiden Kanalgruppen (28, 29)' verbindenden Abteil (12') und am anderen Ende eine Austritt-Öffnung (33) nach dem anderen, mit der Abgasableitung (34) verbundenen Abteil (12") aufweist.

3. Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Abteile (12' bzw. 12") eine mit Durchbrechungen versehene und zur Längsachse des Schalldämpfers (12) parallele Leitung (35 bzw. 36) vorgesehen ist, welche sowohl am Boden (14) als auch am Deckel (15) des Schalldämpfers in einen freien Eintrittraum (37 bzw. 39) bzw. Austrittraum (38 bzw. 40) mündet, während der übrige Raum jedes Abteils (12' bzw. 12") um diese Leitung (35 bzw. 36) • herum in an sich bekannter Weise mit schalldämpfendem Material (41) gefüllt ist.

4. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanal-Trennstück aus zwei mit Abstand parallel zueinander angeordneten Seitenwänden (16, 17) mit Längssicken besteht, in welche^jdie Ränder von die Kanäle (21 bis 27) trennenden^Zwischenwänden (18) eingreifen. · .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen