SE447413B - Ljuddempare for reducering av kanalburet luftljud - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 447 413 Det som härvid kännetecknar föreliggande uppfinning är att an- ordningen innefattar enbart passager med en tvärsnittsform, där begränsningsytan är sammansatt av minst tre mot passagen konvexformiga ytor, som är så anlagda mot varandra att tvär- snittet är stjärnformsliknande med minst tre spetsar.

Ett flertal utföringsformer av uppfinningen kommer i det följan- de att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningsfigurer.

Fig. 1 visar därvid en del av en kanal försedd med den ljuddäm- pande anordningen enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar ett snitt enligt linjen II-II i fig. 1.

Fíg. 3 visar en utföringsform där stjärnformen är sexhörnig och kanalens hölje är sexsidigt. Med streckade linjer visas variant härav med cylindriskt hölje.

Fig. 4 visar en annan utföringsform med kvadratiskt hölje och Fig. 5 visar en ytterligare utföringsform härav.

Fig. 6-8 visar varianter där kanalhöljet är cylinderformigt och med olika stjärnform för den längsgående passagen.

I fig. 1 visas således i perspektivvy en längdenhet av en kanal med omslutande hölje 1 av plåt. I kanalen har inlagts fyra krop- par 2 av ljudabsorberande material. Varje kropp 2 har i tvär- snitt formen av en kvadrant där radien motsvarar hälften av sidan till höljets kvadratiska tvärsnittsform. Genom att de buk- tade ytorna är vända med den konvexa ytan inåt erhålles inuti kanalen en stjärnformig passage 3. Passagen 3 sträcker sig odelat genom kanalen och ändstyckena av det ljudabsorberande materialet 2 kan vara avrundat så att strömlinjeform är vänd mot anström- ningsriktningen för luften genom passagen 3. Denna form av ljud- 10 15 20 25 30 35 447 413 dämpande kropp inuti plåthöljet 1 är särskilt lämplig ur till- verkningssynpunkt emedan varje kropp 2 av ljudabsorberande ma- terial enkelt framställts av en homogen cylinder av ljudabsor- berande material som i längden uppskurits så att kvadranterna i tvärsnitt erhålles.

Den beskrivna utföringsformen är särdeles fördelaktig därför att ljudabsorptionsmaterialet har stor tjocklek och litet av- stånd föreligger mellan beklädda ytor. Genom det kvadratiska haijet fås, relativt ett ayunafiskt balja, större effektiv ljud- dämparvolym utan att inkräkta mer på den plats dämparen tar i byggnaden. De kvartssegmentformade, tubformiga kropparna av ljud- absorberande material ger förhöjd effektiv absorbenttjocklek, mindre avstånd mellan beklädda ytor och positiv effekt genom att ljudvâgen penetrerar absorbentmaterialet utifrån och in mot ini- från och ut för konventionella ljuddämpare. (Ljudvágen möter en minskande area när den penetrerar absorbentmaterialet enligt föreliggande uppfinning mot en ökande area för konventionella ljuddämparkonstruktioner).

Fig. 3 visar en variation av uppfinningen. I detta fall är höl- jet 4 i tvärsnittsform sexsidigt och kropparna 5 av ljudabsor- berande material är sex till antalet och har en väsentligen parabelform med spetsen riktad inåt. Passagen 7 är stjärnformig med sex spetsar. En variant av denna utföringsform är att höljet i stället är cylinderformigt i enlighet med de streckade linjer- na 8.

Fig. 4 visar en ytterligare utföringsform där höljet 1 har kvad- ratisk tvärsektion. Passagen 9 är stjärnformig med fyra spetsar.

Den mot passagen 9 vända begränsningsytan 10 utgöres av en kvad- rant av en cylinderformig plastfolie med den konvexa sidan vänd inåt passagen 9. Plastfolien kan vara perforerad för luftgenom- släppning och alternativa material till plastfolie kan komma till användning. Plastfolien tjänar för att skydda och hålla for- men för kroppen 11 av det ljudabsorberande materialet. 10 15 20 25 30 35 447 413 Fíg. 5 visar en ytterligare utföringsform därïhöljet för kana- len är kvadratiskt i tvärsnitt. De ljudabsorberande kropparna 12 har här formen av kvadrantformen ur en cylinder med tjock vägg varigenom erhålles i varje hörn av kanalen en luftspalt 13. Passagen 14 är stjärnformig med fyra spetsar på samma sätt som i utföringsformen enligt fig. 4.

Fig. 6 visar en kanal begränsad av cirkulärt hölje 15. Passagen 16 är stjärnformig med fyra spetsar och de ljudabsorberande kropparna 17 har den mot passagen begränsande ytan sammansatt av två stycken ytplan 18 och 19 som möts under vinkeln mot pas- sagens inre. Begränsningsytan för absorbentkroppen 17 får häri- genom likaledes en konvexformig figuration.

Fig. 7 visar en variant av utföringsformen av fig. 6 med cirku- lärt hölje 15. Här är passagen 20 stjärnformig med tre spetsar och begränsningsytorna för absorbentkropparna 21 utgöres i tvär- snitt av cirkelbâgar.

Fig. 8 visar en ytterligare variant av utföringsformen enligt fig. 6 och 7 med ett cirkulärt hölje 15. Passagen 22 är stjärn- formig med fyra spetsar och absorbentkropparna 23 har inåt vän- da begränsningsytor som i tvärsnitt är cirkelbâgformiga.

Kropparna av det ljudabsorberande porösa materialet skall vara homogena och så tillverkade att ett homogent eller mot hörnpunk- terna tilltagande strömningsmotstånd erhålles. Monteringen kan ske genom att t.ex. limma fast kropparna mot höljets insidor och höljet kan t.ex. vara tillverkat av plåt. Kropparna kan tillverkas t.ex. genom formpressning av mineral- eller glasull, som genom val av lämplig mängd utgångsmaterial ges lämpligt av- passad täthet och strömningsmotstând. Flera ljuddämpare enligt uppfinningen kan om så önskas staplas på varandra eller monteras i bredd så att önskad total tvärsnittsdimension erhålles.

För att minska totaltryckfallet över ljuddämparen vid luftström- ning kan mineralullskropparna i ljuddämparna i ändområdena ges 10 15 20 25 30 35 44%? 4'13 lämplig aerodynamisk utformning såsom tidigare antytts.

Vid låga frekvenser kan ljuddämpningen beräknas enligt Sabines kanaldämpningsformel: n = 1,05-X a“'4 X (U/A) där U absorbentklädda perimetern A fri tvärsnittsarea.

Det är lätt att visa att absorbentgeometrin enligt föreliggande uppfinning ger ett gynnsammare förhållande hos U/A än absorbent- geometrin för den vanligen förekommande ljuddämparen med absor- bentklädda rör.

Exempel A: Givet: En konventionell ljuddämpare (Spirodämpare). Längd 1 m.

Anslutningsarea diam 100 och ytterrör diam 200. Vid 125 Hz är a = 0,2. U = 3,14. A = 0,0078. U/A = 40,2. Dämpningen blir 3,78 dB.

Exempel B: Givet: En ljuddämpare enligt föreliggande uppfinning med längden 1 m. Anslutningsdiameter 100. Ytterkanalen är kvadratisk och med sidan 200 mm. Invändig fyllning med mineralullskropp av diametern 200 mm. U = 0,628. A = 0,0086. U/A = 73. Dämpningen blir därvid 6,87 dB. Om diametern hos mineralullskroppen får vara något stör- re än 200 mm, t.ex. 203 mm, blir A = 0,0078 och U/A = 80,5, vil- ket ger dämpningen 7,60 dB. Vid ökad tjocklek hos absorbentmate- rialet blir främstlågfrekvensdämpningen förbättrad. Även värdet av a pâverkas alltså av absorbentgeometrin enligt föreliggande uppfinning. Viss ytterligare ökning vid 125 Hz är alltså att vänta.

Det framgår att dämpningen vid låga frekvenser blir mer än dub- belt så stor medelst uppfinningen, främst till följd av större 447 415 värdet för U/A. För att denna dämpningsökning skall erhållas bör dock strömningsmotstândet optimeras för denna absorbent- geometri.

Sammanfattningsvis kan sägas att en ljuddämpare enligt förelig- gande uppfinning ger väsentliga förbättringar i ljuddämpning, speciellt inom lågfrekvensområdet under förutsättning att den fria genomströmningsarean hålles konstant och att strömnings- motståndet optimeras för den nya absorbentgeometrin.

Claims (14)

447 413 P A T E N T K R A V

1. Anordning för dämpning av kanalburet luftljud innefattande ett en kanal omslutande hölje och en häri anbringad konstruk- tion (2;5;11;12;17;21;23) innefattande ljudabsorberande material, som är så utformad att åtminstone en fri långsträckt passage med viss tvärsnittsform finnes, vilken passage omslutes av en yta, som utgör den invändiga begränsningsytan för den ljudab- sorberande konstruktionen, k ä n n e t e c k n a d a v att anordningen innefattar enbart passager med en tvärsnittsform, där begränsningsytan är sammansatt av minst tre mot passagen konvexformiga ytor, som är så anlagda mot varandra att tvär- snittet (3;7;9;14;16;20;22) är stjärnformsliknande med minst tre spetsar.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de konvexformiga ytornas tvärsnitt är bågformigt.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att bâgformen utgöres av cirkelbåge.

4. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att bågformen utgöres av ellipsbâge.

5. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de konvexformiga ytornas tvärsnitt utgöres av en öppen mång- hörning (18,19).

6. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att tvärsnittets spetsar är förlagda på begränsningslinjerna för den ljudabsorberande materialkonstruk- tionens (2) yttre tvärsnittsform.

7. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att materialkonstruktionens (2;5) yttre tvärsnittskontur är en månghörning. 4147 415

8. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n.e - t e c k n a d a v att materialkonstruktionens (7;21;23) yttre tvärsnittskontur är en cirkel.

9. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att materialkonstruktionen utgöres av delarna av en homogen cylindrisk kropp med cirkulärt eller elliptiskt tvärsnitt, som symmetriskt skurits upp på längden i fyra lika delar (2;11;12b som är förlagda med den cylindriskt välvda ytan mot centrum av konstruktionen så att en stjärnformad passage (3:9:14) bildas mellan de fyra delarna (2;11;12).

10. Anordning enligt krav 9,7 k ä n n e t e c k n a d av att strömningsmotståndet hos kroppen av ljudabsorberande ma- terial ökar i språng eller kontinuerligt inât mot hörnen av den uppskurna kvadrantformade cylindriska delkroppen (2; 11).

11. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v att den stjärnformade kanalen mellan de fyra konstruktionsde- larna har en aerodynamisk form genom att delarnas anströmnings- ände och utströmningsände givits strömlinjeform för åstadkommande av lågt totaltryckfall och låg egenljudalstring över ljuddämpa- ren vid luftströmning.

12. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att absorbentmaterialet i konstruktionen består av ett flertal delkroppar.

13. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e -1 t e c k n a d a v att de konvexformiga ytorna utgöres av det ljudabsorberande materialets begränsningsyta.

14. Anordning enligt något av kraven 1-8 samt 10~12, k ä n - n e t e c k n a d a v att de konvexformiga ytorna (10) utgöres av annat material än det ljudabsorberande materialet och vilket material är ljudgenomsläppligt eller utformat ljudgenomsläppligt.