DE2701830C2

DE2701830C2 - Schalldämpfer für Luft- oder Gasströmungen

Info

Publication number: DE2701830C2
Application number: DE2701830A
Authority: DE
Inventors: Matti Helsinki Purhonen
Original assignee: TEMET HELSINKI FI Oy
Current assignee: TEMET HELSINKI FI Oy
Priority date: 1976-01-21
Filing date: 1977-01-18
Publication date: 1986-10-09
Also published as: FI56584C; FI760137A; FI56584B; GB1520701A; DE2701830A1; US4109754A; SE7700497L; SE421342B

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für Luftoder Gasströmungen, mit einem im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Strömungskanal, der sich mit im wesentlichen konstant bleibender Querschnittsfläche von einem eintrittsseitigen zu einem austrittsseitigen Anschluß erstreckt, wobei ein Paar von sich gegenüberliegenden Begren7ungswänJen des Strömungskanals sich mit einem gekrümmten Verlauf vom eintrittsseiti-^σ?π zürn Bustrittss^iti^en A.nschlüß erstreckt.
° Bei einem aus DE°-AS 11 99 514 bekannten Schalldämpfer dieser Art wird der Strömungskanal vor. zwei Paaren Begrenzungswänden gebildet, von denen ein Paar einen gekrümmten Verlauf hat, wobei die eine Wand konvex und die andere konkav gekrümmt ist. Das dazu senkrechte Wandpaar ist eben. Man erhält dadurch einen Strömungskanal, bei dem nicht nur die Querschnittsfläche, sondern auch die Querschnittsform unverändert bleibt und lediglich die Achse gekrümmt ist. Hinter den gekrümmten Wänden liegt entweder nur eine Resonatorkammer oder zwei in Fließrichiüng aufeinanderfolgende Kammern von gleichem Volumen.
Bei diesem Schalldämpfer wird vom Strömungskanal selbst durch die konstant bleibende Querschnittsform nur ein geringer Beitrag zur Schalldämpfung geleistet. Die in den Resonatorkammern erfolgende Dämpfung wird entsprechend dem einheitlichen Volumen dieser Kammern ihr Maximum bei einer oder wenigen Frequenzen haben und deshalb nicht besonders breitbandig sein. Außerdem ergibt sich eine zu schwache Dämpfung der niedrigen Frequenzen und eine zu starke Dämpfung der hohen Frequenzen (über 1000 Hz) des Geräusches, wodurch die niedrigen Frequenzen in unverhältnismäßig starkem Maße als störend empfunden werden.

Ein anderer bekannter Schalldämpfer wird im DE-GM 16 92 352 beschrieben. Dieser Schalldämpfer hat ein Diffusorrohr mit rundem Querschnitt und in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Resonatorkammern, deren Volumen kontinuierlich abnimmt. Der Strömungskanal hat eine sich in Strömungsrichung ändernde Querschnittsfläche.

Der E-findung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der genannten Art zu schaffen, bei dem sowohl durch die Gestaltung des Strömungskanals als auch durch d-e Gestaltung der Resonatorkammern eine wirksamere und breitbandigere Schalldämpfung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das eine Paar von sich gegenüberliegenden Wänden konkav nach außen gekrümmt ist und das andere, dazu senkrechte Paar von Wänden des Strömungskanals einen der gleichbleibenden Querschnittsfläche entsprechenden, konvex nach innen gekrümmten Verlauf hat und daß hinter dem einen Paar von Wänden in Fließrichtung aufeinanderfolgende Kammern mit bis zur Längsmitte des Strömungskanals zunächst abnehmenden und dann wieder zunehmenden Volumen liegen und hinter dem anderen Paar von Wänden in Fließrichtung aufeinanderfolgende Kammern mit bis zur Längsmitte des Strömungskanals zunächst zunehmendem und dann wieder abnehmendem Volumen liegen.

Durch die Anordnung eines konvex gekrümmten und eines konkav gekrümmten Wandpaares wird erreicht, daß sich die Querschnittsform des Strömungskanals in Fließrichtung stark ändert, wobei jedoch die Querschnittsfläche konstant bleibt. Hierdurch wird eine erhebliche Verbesserung der Schalldämpfung im Strömungskanal erzielt und zwar ohne wesentliche Erhöhung des Strömungswiderstandes. Ferner wird das Auftreten einer Eigenresonanz im Strömungskanal selbst unterdrückt.

Die hinter diesen Wänden liegenden Resonatorkammern haben bei dem einen Wandpaar das große Volumen an den Enden und das kleinste Volumen in der Längsmitte des Schalldämpfers, während umgekehrt die Kammern hinter dem anderen Wandpaar das größte Volumen in der Mitte des Schalldämpfers und das klein-Ets VolurMsr!

! Enden haben. Bei de

Strömim™

Gases durch den Strömungskanal wird daher jede der im Gasschall enthaltenen Frequenzen an zwei oder mehr über die Kanallänge verteilten Stellen mit einer Kammer in Wechselwirkung treten können, die volumenmäßig mindestens annähernd auf diese Frequenz abgestimmt wird. Insgesamt ergeben diese Kammern daher ein besonders breitbandig wirksames Dämpfungsverhalten auf der gesamten Länge des Schall-

27 Ol

dämpfers.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kammern quer zur Fließrichtung über die entsprechenden Wände erstrecken. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsknnal von einem quaderförmigen Gehäuse umgeben ist und daß das eine Wandpaar des Strömungskanals die entsprechenden Wände des Gehäuses in ihrer Mitte und das nndere Wandpaar die entsprechenden Gehäusewände an ihren Enden berührt. Eine ergänzende Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal von einem quaderförmigen Gehäuse umgeben ist und daß zwischen jeder Wand des Strömungskanals und der entsprechenden Wand des Gehäuses quer zur Fließrichtung verlaufende Trennwände angeordnet sind, welche die Kammern voneinander abteilen.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die perspektivische Ansicht einer teilweise demontierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers,

F i g. 2 und 3 Querschnitte des Schalldämpfers längs der in Fig. 1 angedeuteten Geraden H-II und IH-IIl,

F i g. 4 die Frequenzabhängigkeit der mit einer bestimmten Schalldämpferdimensionierung in verschiedenen Frequenzbereichen erzielten Schalldämpfung,

F i g. 5 die Kurven der mit verschiedenen Schalldämpfern erzielten Dämpfung des von einem Gebläse erzeugten Geräuschs.

Der in den Zeichnungen dargestellte Schalldämpfer umfaßt den Strömungskanal 1, an dessen einander entgegengesetzten Enden sich der eintrittsseitige Anschluß 2 und der austrittsseitige Anschluß 3 befinden, durch welche der vom Gebläse erzeugte Luftstrom strömt. Der Strömungskanal besteht aus vier gekrümmten Wänden 4,5,6 und 7, wobei sich das Wandpaar 4,5 nach außen gewölbt und das Wandpaar 6, 7 nach innen gewölbt vom einen zum anderen Ende des Kanals erstreckt, so daß sich die Wände 4, 5 zur Kanalmitte hin voneinander entfernen, während sich die Wände 6, 7 einander nähern. Die Wände stehen jeweils senkrecht zu ihren Nachbarwänden, so daß der Strömungskanal in der zum Fließweg senkrechten Ebene rechtwinklige Querschnittsform hat. Infolge der gekrümmten Form der Wände bleibt die Querschnittsfläche des Kanals über dessen gesamte Länge im wesentlichen konstant. Die Innenflächen der Kanalwände sind mit einer aus Schalldämpfungsmaterial bestehenden Isolierschicht 8 versehen.

Der Strömungskanal 1 ist erfindungsgemäß in ein quaderförmiges Gehäuse 9 eingesetzt, welches aus den Seitenwänden 10,11,12 und 13 sowie den Stirnwänden 14, 15 besteht. Die Wände 10, 11 tangieren die nach außen gewölbten Kanalwände 4, 5 in der Mitte zwisehen Kanaleintritt und -austritt; die Wände 12, 13 berühren die nach innen gewölbten Kanalwände 6, 7 an deren Enden. Auf allen vier Seiten sind in dem Zwischenraum zwischen Kanalwand und zugeordneter Gehäusewand in Strömungsrichtung A in gewissen gegenseitigen Abständen Trennwände 16 angeordnet, die sich quer zur Fließrichtung erstrecken und zwischen Strömungskanal und Gehäuse eine Anzahl Kammern bilden. Die zwischen den nach außen gewölbten Wänden 4,5 des Strömungskanals und den zugeordneten Gehäusewänden 10,11 befindlichen Kammern 17 nehmen dabei vom eintrittsseitigen Anschluß 2 zur Mitte der Wände hin volumenmäßig ab und danach zum austrittsseitigen Anschluß 3 hin volumenmäßig zu, wie aus Fig.2 ersichtlich ist.

Die zwischen den nach innen gewölben Strömungskanal-Wänden 6,7 und den zugeordneten Gehäusewänden 12, 13 befindlichen Kammern 18 hingegen nehmen vom eintrittsseitigen Anschluß 2 zur Mitte der Wände hin volumenmäßig zu und danach zum austrittsseitigen Anschluß 3 hin volumenmäßig ab.

Die Isolierschicht 8 des Strömungskanals bewirkt eine allgemeine Dämpfung des von der Strömung und vom Gebläse verursachten Geräuschs; die außenseitig am Strömungskanal befindlichen Kammern fungieren als Resonator- und/oder Absorptionsdämpfer, welche besonders die niedrigen Tonfrequenzen dämpfen.

Fig.4 zeigt eine graphische Darstellung der Dämpfung in den verschiedenen Frequenzbereichen, wobeidie Kurven B und C das Dämpfungsvermögen zweier bereits bekannter Schalldämpfer und die Kurve D des Schalldämpfungsvermögen des erfindungsgemäßen Schalldämpfers repräsentieren. Wie ersichtlich, dämpfen die bereits bekannten Schalldämpfer nieder- und mittelfrequentes Lüftungsgeräusch bezüglich der niederen und mittleren Frequenzen nur schwach, bezüglich der hohen Frequenzen, für die im allgemeinen kein großer Dämpfungsbedarf besteht, jedoch zu stark. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer hingegen bewirkt eine wirksame Dämpfung bei niederen und mittleren Frequenzen und eine ausreichende Dämpfung bei höheren Frequenzen, d. h. die mit ihm in den einzelnen Frequenzbereichen erzielten Dämpfungen eignen sich besser zur Bekämpfung des von Lüftungseinrichtungen verursachten Geräuschs.

F i g. 5 zeigt die Geräuschkurve Feines Gebläses ohne Schalldämpfung und die Geräuschkurve F des gleichen Gebläses nach Dämpfung des Geräuschs mit einem bereits .bekannten Schalldämpfer. Wie ersichtlich, erfolgt bei den hohen Frequenzen eine zu starke Dämpfung, wobei sich die tiefen Töne dann deutlich abheben. Bei Dämpfung des gleichen Gebläse-Geräuschs mit dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer ergibt sich die Geräuschkurve G.

Wie aus der graphischen Darstellung hervorgeht, ist die Dämpfung — dargestellt durch den vertikal schraffierten Bereich — über den gesamten Frequenzbereich eine gleichmäßigere, wobei auch bezüglich der niederen und mittleren Frequenzen eine wirksame Dämpfung erzielt wird. Die gedämpfte Geräuschkurve C folgt im wesentlichen der Kurve NR-SO.

Die Zeichnungen und die damit verbundene Beschreibung sollen lediglich der Veranschaulichung des Erfindungsgedanken dienen. In seinen Details kann der erfindungsgemäße Schalldämpfer im Rahmen der Patentansprüche auch beträchtlich modifiziert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

27 Ol 830 Patentansprüche:

1. Schalldämpfer für Luft- oder Gasströmungen, mit einem im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Strömungskanal, der sich mit im wesentlichen konstant bleibender Querschnittsfläche von einem eintrittsseitigen zu einem austrittsseitigen Anschluß erstreckt, wobei ein Paar von sich gegenüberliegenden Begrenzungswänden des Strömungskanals sich mit einem gekrümmten Verlauf vom eintrittsseitigen zum austrittsseitigen Anschluß erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Paar von sich gegenüberliegenden Wänden (4, 5) konkav nach außen gekrümmt ist und das andere, dazu senkrechte Paar von Wänden (6,7) des Strömungskanals einen der gleichbleibenden Querschnittsfläche entsprechenden, konvex nach innen gekrümmten Verlauf hat, und daß hinter dem einen Paar von Wänden (4, 5) in Fließrichtung aufeinander folgende Kammern (17) mit bis zur Längsmitte des Strömungskanals zunächst abnehmenden und dann wieder zunehmenden Volumen liegen und hinter dem anderen Paar von Wänden (6,7) in Fließrichtung aufeinander folgende Kammern (18) mit bis zur Längsmitte des Strömungskanals (1) zunächst zunehmendem und dann wieder abnehmendem Volumen liegen.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kammern (17, 18) quer zur Fließrichtung (A) über die entsprechenden Wände (4 — 7) erstrecken.

3. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (1) von einem quaderförmigen Gehäuse (9) umgeben ist und daß das eine Wandpaar (4,5) des Strömungskanals (1) die entsprechenden Wände (10, 11) des Gehäuses in ihrer Mitte und das andere Wandpaar (6, 7) die entsprechenden Gehäusewände (12,13) an ihren Enden berührt.

4. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (1) von einem quaderförmigen Gehäuse (9) umgeben ist und daß zwischen jeder Wand (4 bis 7 ) des Strömungskanals (1) und der entsprechenden Wand (10—13) des Gehäuses (9) quer zur Fließrichtung (A) verlaufende Trennwände (16) angeordnet sind, welche die Kammern (17,18) voneinander abteilen.