[go: up one dir, main page]

SE509855C2 - Resonator - Google Patents

Resonator

Info

Publication number
SE509855C2
SE509855C2 SE9504389A SE9504389A SE509855C2 SE 509855 C2 SE509855 C2 SE 509855C2 SE 9504389 A SE9504389 A SE 9504389A SE 9504389 A SE9504389 A SE 9504389A SE 509855 C2 SE509855 C2 SE 509855C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
short
fate
flow
resonator
resonator according
Prior art date
Application number
SE9504389A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9504389L (en
SE9504389D0 (en
Inventor
Nicolas Svensson
Ragnar Glav
Original Assignee
Raufoss Sweden Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raufoss Sweden Ab filed Critical Raufoss Sweden Ab
Priority to SE9504389A priority Critical patent/SE509855C2/en
Publication of SE9504389D0 publication Critical patent/SE9504389D0/en
Priority to EP19960119627 priority patent/EP0778399B1/en
Priority to DE69621748T priority patent/DE69621748D1/en
Publication of SE9504389L publication Critical patent/SE9504389L/en
Publication of SE509855C2 publication Critical patent/SE509855C2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects
    • 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
    • F01N1/02Silencing apparatus characterised by method of silencing by using resonance
    • 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
    • F01N1/02Silencing apparatus characterised by method of silencing by using resonance
    • F01N1/04Silencing apparatus characterised by method of silencing by using resonance having sound-absorbing materials in resonance chambers
    • 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
    • F01N1/08Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • 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
    • F01N1/08Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/084Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling the gases flowing through the silencer two or more times longitudinally in opposite directions, e.g. using parallel or concentric tubes
    • 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
    • F01N1/08Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/10Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling in combination with sound-absorbing materials
    • 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
    • F01N1/24Silencing apparatus characterised by method of silencing by using sound-absorbing materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/12Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1205Flow throttling or guiding
    • F02M35/1216Flow throttling or guiding by using a plurality of holes, slits, protrusions, perforations, ribs or the like; Surface structures; Turbulence generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/12Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1205Flow throttling or guiding
    • F02M35/1227Flow throttling or guiding by using multiple air intake flow paths, e.g. bypass, honeycomb or pipes opening into an expansion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/12Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1255Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance
    • F02M35/1261Helmholtz resonators
    • 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
    • F01N2210/00Combination of methods of silencing
    • 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
    • F01N2210/00Combination of methods of silencing
    • F01N2210/04Throttling-expansion and resonance
    • 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
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/02Tubes being perforated
    • 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
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/18Structure or shape of gas passages, pipes or tubes the axis of inlet or outlet tubes being other than the longitudinal axis of apparatus
    • 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
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/20Dimensional characteristics of tubes, e.g. length, diameter
    • 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
    • F01N2490/00Structure, disposition or shape of gas-chambers
    • F01N2490/14Dead or resonance chambers connected to gas flow tube by relatively short side-tubes
    • 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
    • F01N2490/00Structure, disposition or shape of gas-chambers
    • F01N2490/15Plurality of resonance or dead chambers
    • F01N2490/155Plurality of resonance or dead chambers being disposed one after the other in flow direction
    • 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
    • F01N2490/00Structure, disposition or shape of gas-chambers
    • F01N2490/16Chambers with particular shapes, e.g. spherical
    • 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
    • F01N2490/00Structure, disposition or shape of gas-chambers
    • F01N2490/18Dimensional characteristics of gas chambers
    • 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
    • F01N2530/00Selection of materials for tubes, chambers or housings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

The present invention relates to a resonator for attenuation of preferably low-frequency noises. More specifically, the invention relates to a resonator, wherein the stream is split into one primary stream and one secondary stream, the secondary stream being produced by short-circuiting the flow tube of said stream. In this manner the part of the flow pipe delimited by the short-circuit in which said primary stream flows forms a resonance volume in a resonator of Helmholtz type. Thus, the main part of the stream may be made to flow through the resonance volume and this volume may be used for other types of attenuation. <IMAGE>

Description

509 sas 2 10 15 20 25 30 35 därvid genom interferens dämpa denna frekvens hos ljudet i huvudrö- ret. 509 sas 2 10 15 20 25 30 35 thereby by interference attenuate this frequency of the sound in the main tube.

Flertalet kända ljuddämpare kombinerar dock flera olika dämpningsmetoder för att åstadkomma dämpare vilka dämpar ljud inom ett så brett frekvensband som möjligt.Most known attenuators, however, combine several different attenuation methods to provide attenuators which attenuate sound within as wide a frequency band as possible.

Ett exempel på en ljuddämpare som bygger på att införa strömningsmotstånd ges i skriften SE 441 205. Ljuddämparen som beskrivs i denna skrift utnyttjar riktningsändringar och olika över- gångstvärsnitt för strömningsflödet för att därigenom dämpa ljudet. l denna ljuddämpare använder man också vakar som vid sidan av hu- vudflödet liggande resonansvolymer. En nackdel med denna typ av dämpare är dock att det sker ett stort tryckfall över dämparen vilket leder till en onödigt hög energiförbrukning.An example of a muffler based on the introduction of flow resistance is given in the publication SE 441 205. The muffler described in this publication uses changes of direction and various transition cross-sections for the flow fl to thereby attenuate the sound. In this muffler, guards are also used as resonant volumes lying next to the head. A disadvantage of this type of damper is, however, that there is a large pressure drop across the damper, which leads to an unnecessarily high energy consumption.

Exemplen på ljuddämpare som använder sig av interferens är många. I skrifterna GB 2 222 852 och DK 142 467 ges exempel på interferensdämpare som delar upp strömningsflödet i flera delar vilka vid återförenandet har färdats olika lång väg och därigenom ger dämpning av de ljudvågor som på grund av vägdifferensen befinner sig i motfas. I den sistnämnda skriften är det dock endast det akus- tiska flödet som delas upp, medan strömningsflödet förblir i princip odelat. Detta sker genom att ljuddämparen försetts med membran vilka kan överföra ljudvågor men väsentligen är ogenomsläppliga för det strömmande mediet. En nackdel med dessa dämpare är dock att dämpningsförrnågan är relativt dålig.There are many examples of mufflers that use interference. The publications GB 2 222 852 and DK 142 467 give examples of interference attenuators which divide the flow of flux into several parts which have traveled different distances during the reunification and thereby provide attenuation of the sound waves which are in opposite phase due to the path difference. In the latter writing, however, only the acoustic fl fate is divided, while the flow fl fate remains in principle undivided. This is done by providing the muffler with membranes which can transmit sound waves but are essentially impermeable to the flowing medium. A disadvantage of these dampers, however, is that the damping capacity is relatively poor.

Dämpare med expansionsvolymer ges det exempel på i bl a DE 716 329, SU 1423 755, FR 2 261414 och DE 3 711 029. Dessa dämpare bygger dels på interferens genom att det bildas stående vå- gor i expansionsvolymerna, dels på att ljudvågorna reflekteras vid de plötsliga tvärsnittsförändringarna i strömningsrören. Flera av dessa beskrivna dämpare kombineras dessutom med andra dämpningsme- toder såsom absorbtion eller hastighetsspärrar. En nackdel med dessa dämpare är dock att expansionsvolymerna tar mycket utrymme i anspråk vilket gör dessa dämpare relativt stora och klumpiga.Attenuators with expansion volumes are given examples of, among others, DE 716 329, SU 1423 755, FR 2 261414 and DE 3 711 029. These attenuators are based partly on interference by the formation of standing waves in the expansion volumes, and partly on the sound waves being reflected at the sudden cross-sectional changes in the flow tubes. In addition, several of these described dampers are combined with other damping methods such as absorption or velocity barriers. A disadvantage of these dampers, however, is that the expansion volumes take up a lot of space, which makes these dampers relatively large and clumsy.

En resonator ger en mycket god dämpning runt resonans- frekvensen. Exempel på resonansdämpare, resonatorer, ges i skrif- terna DE 760 362 och US 4 892 168. Resonatordämparen i DE 760 362 består av en stor runt om ett strömningsrör liggande volym vilken 10 15 20 25 30 35 3 509 ess står i förbindelse med detta strömningsrör via en eller flera öppningar.A resonator provides very good attenuation around the resonant frequency. Examples of resonant attenuators, resonators, are given in the documents DE 760 362 and US 4 892 168. The resonator attenuator in DE 760 362 consists of a large volume lying around a flow tube which 10 15 20 25 30 35 3 509 ess is connected to this flow pipes via one or more of your openings.

En nackdel med denna resonator är dock att den liksom expansions- dämpama ovan, har en stor volym vilket ger ett dåligt utrymmesut- nyttjande. Strömningen förbi öppningarna in till resonansvolymen gör också att det, särskilt då strömningshastigheten hos det strömmande mediet är hög, lätt uppstår oönskade randeffekter och störningsfeno- men, vilka leder till att resonatom dämpar ljud mindre effektivt.A disadvantage of this resonator, however, is that it, like the expansion dampers above, has a large volume, which results in poor space utilization. The flow past the openings into the resonant volume also means that, especially when the flow rate of the flowing medium is high, undesired edge effects and disturbance phenomena easily occur, which lead to the resonator attenuating sound less effectively.

Denna sistnämnda nackdel har delvis överkommits i den i US 4 892 168 beskrivna resonatorn. I den här beskrivna ljuddämparen finns det separata in- och utledande öppningar till resonansvolymen, vari- genom ett mindre flöde kommer att ske genom denna volym. Därige- nom kommer ljuddämpningen för det förbi resonansvolymen ström- mande huvudsakliga flödet att störas mindre av störande effekter runt öppningarna. Nackdelen med att resonansvolymen tar mycket plats samtidigt som den inte på något effektivt sätt kan utnyttjas för annan dämpning kvarstår dock även för denna resonator.This latter disadvantage has been partially overcome in the resonator described in US 4,892,168. In the muffler described here, there are separate inlet and discharge openings for the resonant volume, through which a smaller flow will take place through this volume. As a result, the sound attenuation of the main flow flowing past the resonant volume will be less disturbed by disturbing effects around the openings. However, the disadvantage that the resonant volume takes up a lot of space at the same time as it cannot be used in any effective way for other attenuation also remains for this resonator.

Uppfinningens syjte Föreliggande uppfinning har till syfte att tillhandahålla en ljud- dämpare av resonatortyp som effektivt dämpar i synnerhet lägfre- kventa ljud.OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a resonator-type silencer which effectively attenuates, in particular, low-frequency sounds.

Det är vidare ett syfte med föreliggande uppfinning att utforma resonansvolymen på sådant sätt att den samtidigt kan utnyttjas som expansionskammare och/ eller absorptionskammare.It is a further object of the present invention to design the resonant volume in such a way that it can be used simultaneously as an expansion chamber and / or absorption chamber.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att utforma ingången till resonansvolymen på ett sådant sätt att störningsfenomen, speciellt vid höga strömningshastigheter hos gasmediet, undvikes.A further object of the invention is to design the input to the resonant volume in such a way that disturbance phenomena, especially at high flow rates of the gas medium, are avoided.

Uppfinningen har också till syfte att vara flexibel så att den enkelt kan avpassas för dämpning av olika förbestämda frekvenser, samt att den medför ett lågt tryckfall över ljuddämparen och därmed minskar energiförbrukningen.The purpose of the invention is also to be flexible so that it can be easily adjusted for attenuation of various predetermined frequencies, and that it results in a low pressure drop across the muffler and thus reduces energy consumption.

Sammanfattning av uppfinningen Resonator med en resonansvolym för passiv ljuddämpning av lågfrekvent ljud i ett flöde, varvid flödet på åtminstone ett ställe är kortslutet varvid flödet delas upp i ett primärflöde och ett sekundär- flöde, där sekundärflödet leds genom kortslutningen och det av kort- 509 lO 15 20 25 30 35 855 slutningen avgränsade prímärflödet utgör resonansvolymen, k ä n - n e t e c k n a d av, att primärflödet sker genom ett strömningsrör samt att kortslutningen består av ett kortslutningsrör, vilket är kort i förhållande till våglängden hos det ljud som skall dämpas ut och vars diameter är mindre än diametern hos strömníngsröret.Summary of the Invention Resonator with a resonant volume for passive sound attenuation of low frequency sound in a fl fate, the fl fate in at least one place being short-circuited, the fl fate being divided into a primary fl fate and a secondary fl fate, where the secondary flow is conducted through the short circuit 15 20 25 30 35 855 the closure delimited the primary flow constitutes the resonant volume, characterized in that the primary fate occurs through a flow tube and that the short circuit consists of a short-circuit tube, which is short in relation to the wavelength of the sound to be attenuated and whose diameter is smaller than the diameter of the flow tube.

Kort beskrivning av ritningarna F ig 1 är en vy över en resonator enligt föreliggande uppfinning i genomskärning koaxiellt med kammarvolymens axel.Brief Description of the Drawings Figs. 1 is a view of a resonator according to the present invention in cross-section coaxially with the axis of the chamber volume.

Fig 2 är en vy över en resonator enligt föreliggande uppfinning i genomskärning vinkelrätt mot kammarvolymens axel.Fig. 2 is a view of a resonator according to the present invention in section perpendicular to the axis of the chamber volume.

Fig 3 är ett mätdiagram visande dämpningen för en resonator enligt föreliggande uppfinning.Fig. 3 is a measurement diagram showing the attenuation of a resonator according to the present invention.

Beskrivning av föredragna utföríngsforrner Ett föredraget utföringsexempel kommer nu att gås igenom mer i detalj med hänvisning till de bifogade ritningarna. Resonatorn be- står, vilket visas i fig 1, av en sluten cylindrisk kammarvolym 3, om- fattande en mantelyta 3a och två cirkulära och lätt utåtbuktande ändplattor Bb, 3c. In i kammarvolymen leder ett strömningsrör 1 i närheten av den ena ändplattan Sc, och väsentligen vinkelrätt mot mantelytan. På insidan av kammarvolymen har strömningsröret l en 90 graders rörkrök 10. Efter rörkröken 10 sitter en rak strömnings- hals 4, vilken leder ner i riktning mot den andra ändplattan 3b.Description of Preferred Embodiments A preferred embodiment will now be discussed in more detail with reference to the accompanying drawings. The resonator consists, as shown in Fig. 1, of a closed cylindrical chamber volume 3, comprising a mantle surface 3a and two circular and slightly outwardly bulging end plates Bb, 3c. Into the chamber volume a flow tube 1 leads in the vicinity of one end plate Sc, and substantially perpendicular to the mantle surface. On the inside of the chamber volume, the flow tube 1 has a 90 degree tube bend 10. After the tube bend 10 is a straight flow neck 4, which leads down in the direction of the second end plate 3b.

Strömningshalsen 4 mynnar i kammarvolymen. Strax intill denna mynning befinner sig mynningen på en andra strömningshals 5, vil- ken strömningshals är parallellt anordnad med den första ström- ningshalsen 4. Den andra strömningshalsen 5 är ansluten till en 180 graders rörkrök 11. Denna rörkrök är i sin tur sammankopplad med ett rör 2 vilket leder ut ur kammarvolymen 3. Mellan de båda rörkrö- karna 10, 1 1 leder ett kortslutningsrör 6. Kortslutningsröret 6 leder en del av strömningen en kortare väg genom resonatorn. l de mot ändplattorna vettande delarna av kammarvolymen finns absorb- tionsmaterial 7, 8 för dämpning av ljud med höga frekvenser. Detta material kan med fördel omsluta rörkrökarna 10, 11 och kortslut- ningsröret 6. Härigenom kan, genom att rörkrökarna 10, 1 1 och kortslutningsröret 6 är perforerade med små hål, absorption ske av 10 15 20 25 30 35 5 509 855 ljud med högre frekvenser även i dessa rördelar. För att inte få ett ytterligare kortslutningsflöde genom dessa perforeringar införs dock lämpligen en tvärvägg 13 mellan rörkrökarna 10 och 11, samt en mellanvägg 14 vinkelrätt mot cylinderaxeln nedanför de perforerade delarna av rören. Härigenom åstadkommes separata volymer 15, 16 vilket förhindrar läckströmmar på grund av perforeringen. På detta sätt styrs strömningen på ett kontrollerat sätt och de akustiska egen- skaperna år lättare att styra.The flow neck 4 opens into the chamber volume. Adjacent to this mouth is the mouth of a second flow neck 5, which flow neck is arranged parallel to the first flow neck 4. The second flow neck 5 is connected to a 180 degree pipe bend 11. This pipe bend is in turn connected to a pipe 2 which leads out of the chamber volume 3. Between the two pipe bends 10, 1 1 a short-circuit pipe 6 leads. The short-circuit pipe 6 leads a part of the flow a shorter way through the resonator. In the parts of the chamber volume facing the end plates there is absorption material 7, 8 for attenuating sound with high frequencies. This material can advantageously enclose the pipe bends 10, 11 and the short-circuit pipe 6. In this way, by the pipe bends 10, 1 1 and the short-circuit pipe 6 being perforated with small holes, absorption can take place by 10 15 20 25 30 35 5 509 855 sounds with higher frequencies also in these pipe sections. However, in order not to cause a further short-circuit fate through these perforations, a transverse wall 13 between the pipe bends 10 and 11, and a partition wall 14 perpendicular to the cylinder axis below the perforated parts of the pipes are suitably inserted. This provides separate volumes 15, 16 which prevent leakage currents due to the perforation. In this way, the flow is controlled in a controlled manner and the acoustic properties are easier to control.

Kortslutningsröret bör företrädesvis vara kort relativt vågläng- den hos det ljud som skall dämpas. Kort avser dock här den akus- tiska längden, vilken inte sammanfaller med den faktiska längden, emedan de med hål perforerade delarna av röret kan försummas vid mätning av den akustiska längden. Den akustiska längden hos kort- slutningsröret 6 sammanfaller därmed väsentligen med den icke per- forerade delen 6a av detsamma. Kortslutningsröret bör också företrä- desvis ha en avsevärt mindre diameter än vad de andra fördelarna har, då det är efterstråvansvärt att en större del av flödet går förbi kortslutningsröret än genom detsamma. I utföringsexemplet har kortslutningsröret en diameter på ca 20 - 40 mm medan de övriga rören har en diameter på ca 100 - 150 mm. De övriga rören har med andra ord en diameter som är ca 4 gånger så stor som diametern hos kortslutningsröret. Dessa värden på dimensionerna hos de olika rören kan dock ändras för att optimera resonatorn för olika frekvenser och flöden. I utföringsexemplet är vidare strömningshalsarna ca 250 mm långa medan kammarvolymen är ca dubbelt så lång och med en dia- meter på ca 400 mm. Även dessa värden är dock varierbara för opti- mering av resonatorn.The short-circuit tube should preferably be short relative to the wavelength of the sound to be attenuated. Briefly, however, this refers to the acoustic length, which does not coincide with the actual length, since the perforated parts of the pipe can be neglected when measuring the acoustic length. The acoustic length of the short-circuit tube 6 thus substantially coincides with the non-perforated part 6a thereof. The short-circuit pipe should also preferably have a considerably smaller diameter than the other advantages, as it is desirable that a larger part of the går passes the short-circuit pipe than through the same. In the exemplary embodiment, the short-circuit pipe has a diameter of approx. 20 - 40 mm, while the other pipes have a diameter of approx. 100 - 150 mm. In other words, the other pipes have a diameter that is about 4 times as large as the diameter of the short-circuit pipe. However, these values of the dimensions of the different tubes can be changed to optimize the resonator for different frequencies and fl fates. In the exemplary embodiment, the flow necks are approximately 250 mm long, while the chamber volume is approximately twice as long and has a diameter of approximately 400 mm. However, these values are also variable for optimizing the resonator.

Vid användande av resonatorn strömmar ett flöde in i resona- torn genom inströmningsröret 1. Vid den första rörkröken 10 avdelas en del av flödet, ett sekundärflöde, som går genom kortslutningsröret 6 direkt till den andra rörkröken 11. Den kvarvarande delen av flödet, primärflödet, leds dock vidare in i kammarvolymen via strömnings- halsen 4. Vid strömningshalsens 4 mynning strömmar primärflödet in i kammarvolymen 12 varvid kammarvolymen 12 fungerar som en expansionskammare och därigenom dämpar en del av ljudvågorna i flödet. Absorptíonsmaterialet som finns på åtminstone någon av kammarens väggar hjälper ytterligare till att dämpa ljudet, och i detta 509 855 10 15 20 25 30 fall huvudsakligen ljud med högre frekvens. Ut ur kammarvolymen leder sedan den andra strömningshalsen 5. Vid den därpå följande rörkröken 11 sammanstrålar primärilödet med det via kortslutnings- röret inkommande sekundärflödet. Då vägen för sekundärflödet ge- nom kortslutningsröret är rakare och kortare än den väg som primär- flödet strömmar, är sekundärflödet akustiskt sett huvudflödet medan primärflödet är huvudflödet strömningsmässigt. På grund av att se- kundärflödet är det akustiska huvudflödet kan man betrakta primär- flödet som en resonansvolym av Helmholzkaraktär. Helmholzresona- torn bygger på en vid sidan av det akustiska huvudflödet placerad resonansvolym, vilken kan betraktas som ett fjäder-massa-system och som vid vissa resonansfrekvenser fås att svänga och därigenom däm- par ljudvågorna i huvudflödet.When using the resonator, a flow flows into the resonator through the inflow tube 1. At the first tube bend 10, a part of the fl fate, a secondary fl fate, passes through the short-circuit tube 6 directly to the second tube bend 11. The remaining part of the fl fate, primary fl fate, however, it is led further into the chamber volume via the flow neck 4. At the mouth of the flow neck 4, the primary flow flows into the chamber volume 12, the chamber volume 12 acting as an expansion chamber and thereby attenuating some of the sound waves in the flow. The absorption material found on at least one of the walls of the chamber further helps to attenuate the sound, and in this case mainly sounds with a higher frequency. The second flow neck 5 then leads out of the chamber volume. At the subsequent pipe bend 11, the primary lead coincides with the secondary fate incoming via the short-circuit pipe. Since the path of the secondary fl fate through the short-circuit pipe is straighter and shorter than the path through which the primary fl fate flows, the secondary flow is acoustically the main fl fate while the primary fl fate is the main fl fate in terms of flow. Due to the fact that the secondary ak fate is the acoustic head fl fate, the primary fl fate can be regarded as a resonant volume of Helmholz character. The Helmholz resonator is based on a resonant volume located next to the acoustic head-fl, which can be regarded as a spring-mass system and which at certain resonant frequencies is made to oscillate and thereby attenuates the sound waves in the head-..

För en ideal Helmholzresonator gäller att reduktionstalet, dvs n; i (f/fo -fo /fY l där transmissionsfaktorn r är: cA = 47gr0A0le dämpningen, R kan skrivas: R=l0l0 l+ 2' och fuc.. A ”zff V16 där beteckningarna i ekvationema står för: c = ljudhastigheten A = grenröret till resonansvolymens area Ao= huvudrörets area 10 = grenröret till resonansvolymens längd lo plus en ändkorrek- tion IC V = kammarens volym f = frekvensen fo = resonansfrekvensen lc kan försummas då strömningshastigheten är hög.For an ideal Helmholz resonator, the reduction number, ie n; i (f / fo -fo / fY l where the transmission factor r is: cA = 47gr0A0le the attenuation, R can be written: R = l0l0 l + 2 'and fuc .. A ”zff V16 where the designations in the equations stand for: c = the speed of sound A = the manifold to the area of the resonant volume Ao = the area of the main tube 10 = the manifold to the length lo of the resonant volume plus an end correction IC V = the volume of the chamber f = the frequency fo = the resonant frequency lc can be neglected when the flow rate is high.

Man ser därmed att för en Helmholzresonator gäller att reduktionen är störst för frekvenser omkring resonansfrekvensen medan dämp- ningen för frekvenser längre bort från denna frekvens snabbt avtar.It can thus be seen that for a Helmholtz resonator it applies that the reduction is greatest for frequencies around the resonant frequency, while the attenuation for frequencies further away from this frequency decreases rapidly.

Detta beteende uppvisar också resonatorn enligt den föreliggande lO 15 20 25 30 35 7 509 855 uppfinningen, vilket kan ses i fig 3. I fig 3 visas dämpningen som funktion av frekvensen, och man kan se ett tydligt maximivärde för dämpningen vid en frekvens som svarar mot resonatorns resonans- frekvens.This behavior also exhibits the resonator according to the present invention, which can be seen in Fig. 3. In Fig. 3 the attenuation is shown as a function of the frequency, and one can see a clear maximum value for the attenuation at a frequency corresponding to against the resonant frequency of the resonator.

Resonatorn i utföringsexemplet är företrädesvis gjord i något tåligt, styvt och hållbart men samtidigt billigt material, som exempel- vis plåt.The resonator in the exemplary embodiment is preferably made of something durable, rigid and durable but at the same time inexpensive material, such as sheet metal.

Den ovan beskrivna utföringsformen av den föreliggande upp- finningen har fördelarna att den effektivt kan dämpa ljud även då det strömmande mediet har en hög strömningshastighet. Detta sker ge- nom att en stor del av flödet leds genom resonansvolymen varvid dels störningseffekter vid öppningarna till resonansvolymen undvikes, dels resonansvolymen samtidgt kan användas för andra dämpningstekni- ker, såsom till expansionskammare, till att inrymma absorberande material eller dylikt, för att därigenom förbättra dämpningen över ett stort frekvensområde. Detta sker genom att strömningsröret är kort- slutet varvid den mellanliggande delen av strömningsröret utgör reso- nansvolymen hos resonatorn. Vidare kan resonatorn enligt förelig- gande uppfinning genom förändring av dimensionerna hos ström- ningsrören, kortslutningsrören, kammarvolymen osv enkelt anpassas för att ge effektiv dämpning vid olika ljudfrekvenser. Resonatorn enligt föreliggande uppfinning medför också ett mycket lågt tryckfall, vilket leder till en lägre energiförbrukning.The above-described embodiment of the present invention has the advantages that it can effectively attenuate sound even when the flowing medium has a high flow rate. This is done by a large part of the fl fate being guided through the resonant volume, whereby disturbance effects at the openings to the resonant volume are avoided, and the resonant volume can be used simultaneously for other damping techniques, such as expansion chambers, to accommodate absorbent material or the like. the attenuation over a large frequency range. This is done by the flow tube being short-circuited, the intermediate part of the flow tube constituting the resonant volume of the resonator. Furthermore, the resonator according to the present invention can be easily adapted by changing the dimensions of the flow tubes, short-circuit tubes, chamber volume, etc. to provide effective attenuation at different sound frequencies. The resonator according to the present invention also causes a very low pressure drop, which leads to a lower energy consumption.

Flera varianter av den ovan beskrivna utföringsformen av före- liggande uppfinning är möjliga. Resonansvolymen som utgörs av en del av strömningsröret behöver inte utnyttjas för andra typer av dämpning. Om så ändock sker behöver dessa andra typer av dämp- ning inte heller omfatta absorption och expansion, utan andra typer av dämpningstekniker kan användas för att dämpa ljudet i det strörnninngsflöde som sker genom resonansvolymen. Ej heller behö- ver, i fallet med en resonansvolym, strömningshalsarna mynna när- liggande varandra, utan mynningarna kan vara placerade var som helst i resonansvolymen och på valfritt avstånd ifrån varandra. Vidare kan, såsom redan omtalats, dimensionerna på de i resonatorn enligt föreliggande uppfinning ingående komponenterna givetvis förändras för att optimera resonatorn för olika tillämpningsområden och för dämpning av ljud med olika frekvenser. Dessa och andra närliggande 509 855 varianter av den föreliggande uppfinningen måste anses ligga klart inom ramen för uppflnningen, såsom den anges av de bifogade pa- tentkraven.Several variants of the above-described embodiment of the present invention are possible. The resonant volume that forms part of the flow tube does not need to be used for other types of attenuation. If this is the case, these other types of attenuation do not have to include absorption and expansion either, but other types of attenuation techniques can be used to attenuate the sound in the current flow that occurs through the resonant volume. Nor, in the case of a resonant volume, the flow necks need to open adjacent to each other, but the orifices can be located anywhere in the resonant volume and at any distance from each other. Furthermore, as already mentioned, the dimensions of the components included in the resonator according to the present invention can of course be changed in order to optimize the resonator for different application areas and for attenuation of sounds with different frequencies. These and other related 509,855 variants of the present invention must be considered to be clearly within the scope of the invention as set forth in the appended claims.

Claims (9)

lO 15 20 25 30 35 9 i soaåsss PATENTKRAVlO 15 20 25 30 35 9 i soaåsss PATENTKRAV 1. Resonator med en resonansvolym för passiv ljuddämpning av lågfrekvent ljud i ett flöde, varvid flödet på åtminstone ett ställe är kortslutet varvid flödet delas upp i ett primärílöde och ett sekundär- flöde, där sekundärflödet leds genom kortslutningen och det av kort- slutningen avgränsade primärflödet utgör resonansvolymen, k ä n - n e t e c k n a d av, att primärflödet sker genom ett strömníngsrör (4, 5) samt att kortslutningen består av ett kortslutningsrör (6), vilket är kort i förhållande till våglängden hos det ljud som skall dämpas ut och vars diameter är mindre än diametern hos strömningsröret.A resonator with a resonant volume for passive sound attenuation of low-frequency sound in a flow, where the fl fate in at least one place is short-circuited, the fl fate being divided into a primary charge and a secondary fl fate, where the secondary flow is conducted through the short circuit and the short circuit fl delimited by the short circuit fl constitutes the resonant volume, characterized in that the primary sker fate occurs through a flow tube (4, 5) and that the short circuit consists of a short circuit tube (6), which is short in relation to the wavelength of the sound to be attenuated and whose diameter is smaller than the diameter of the flow tube. 2. Resonator enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av , att primärflödet är större än sekundärflödet.2. A resonator according to claim 1, characterized in that the primary fate is greater than the secondary fate. 3. Resonator enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av , att strömningsröret (4, 5) inom det kortslutna avsnittet av detsamma leder in till respektive ut ifrån en sluten kammarvolym (12), vilken volym fungerar som en expansionskammare.3. A resonator according to claim 1, characterized in that the flow tube (4, 5) within the short-circuited section of the same leads in to and out of a closed chamber volume (12), which volume functions as an expansion chamber. 4. Resonator enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d av , att kammarvolymen (12) på åtminstone någon av sina väggar är klädd med absorbtíonsmaterial (7) för dämpning av ljud med högre frekvens.A resonator according to claim 3, characterized in that the chamber volume (12) on at least one of its walls is covered with absorption material (7) for attenuating higher frequency sounds. 5. Resonator enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att den är tillverkad i plåt.5. A resonator according to claim 1, characterized in that it is made of sheet metal. 6. Resonator enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av , att strömningsröret (4, 5) har en åtminstone 3 gånger större diameter än kortslutningsröret (6).A resonator according to claim 1, characterized in that the flow tube (4, 5) has a diameter at least 3 times larger than the short-circuit tube (6). 7. Resonator enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d av, att den främst är avsedd för dämpning i förbrän- ningsmotorsystem.7. A resonator according to any one of the preceding claims, characterized in that it is primarily intended for attenuation in internal combustion engine systems. 8. Resonator enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att kortslutningsröret (6) är krökt och perforerat med hål för att göra den akustiska längden kortare.A resonator according to claim 1, characterized in that the short-circuit tube (6) is curved and perforated with holes to make the acoustic length shorter. 9. Resonator enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d av , att kortslutningsröret åtminstone runt den del av detta som är perforerat med hål, omges av absorbtíonsmaterial (7) för därnpning av ljud med högre frekvens.9. A resonator according to claim 8, characterized in that the short-circuit tube, at least around the part thereof perforated with holes, is surrounded by absorption material (7) for attenuating higher frequency sound.
SE9504389A 1995-12-08 1995-12-08 Resonator SE509855C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9504389A SE509855C2 (en) 1995-12-08 1995-12-08 Resonator
EP19960119627 EP0778399B1 (en) 1995-12-08 1996-12-06 Resonator
DE69621748T DE69621748D1 (en) 1995-12-08 1996-12-06 resonator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9504389A SE509855C2 (en) 1995-12-08 1995-12-08 Resonator

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9504389D0 SE9504389D0 (en) 1995-12-08
SE9504389L SE9504389L (en) 1997-06-09
SE509855C2 true SE509855C2 (en) 1999-03-15

Family

ID=20400514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9504389A SE509855C2 (en) 1995-12-08 1995-12-08 Resonator

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0778399B1 (en)
DE (1) DE69621748D1 (en)
SE (1) SE509855C2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19915523A1 (en) * 1999-04-07 2000-10-26 Porsche Ag Suction system for internal combustion engines
GB2364352A (en) * 2000-07-03 2002-01-23 Draftex Ind Ltd Noise reduction in air conduits; making perforated conduits
GB2381832A (en) * 2001-11-08 2003-05-14 Rolls Royce Plc Resonance Suppression Device
EP2541034B1 (en) * 2011-06-28 2014-11-05 Röchling Automotive AG & Co. KG Motor vehicle ventilation channel with dampened Helmholtz resonator
CN106368783B (en) * 2016-09-26 2018-12-14 南京航空航天大学 Full frequency band large noise elimination quantity auto NVH tests absolute silencer
FR3076576B1 (en) * 2018-01-10 2020-08-21 Psa Automobiles Sa MUFFLER FOR THERMAL ENGINE GAS EXHAUST LINE
CN114174645A (en) * 2019-07-30 2022-03-11 奥比托澳大利亚有限公司 Noise silencer

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE716329C (en) 1940-10-17 1942-01-17 Eberspaecher J Silencer, consisting of a tube provided with openings, which is surrounded by chambers
DE760362C (en) 1943-01-30 1951-07-26 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Sound absorber in which the chambers enclose the pipe and are connected to it through slots like a branch filter
FR2261414A1 (en) 1974-02-15 1975-09-12 Moteur Moderne Le Engine exhaust silencer - spherical expansion chambers attenuate spherical waves, right angle tubes
NO138262C (en) * 1974-06-05 1978-08-02 Emmaboda Glasverk Ab SOUND Muffler.
DE2752261A1 (en) 1977-11-23 1979-06-07 Bosch Gmbh Robert SILENCER FOR GAS-SHAPED OPERATING EQUIPMENT ESCAPED
JPH0536980Y2 (en) 1986-04-02 1993-09-20
SU1423755A2 (en) 1986-06-23 1988-09-15 Тольяттинский политехнический институт Muffler of noise of gas aerodynamic flow
JPH07101002B2 (en) 1987-12-22 1995-11-01 日産自動車株式会社 Resonance silencer
GB8821934D0 (en) 1988-09-19 1988-10-19 Bartlett R 2-trax silencing system

Also Published As

Publication number Publication date
SE9504389L (en) 1997-06-09
DE69621748D1 (en) 2002-07-18
EP0778399B1 (en) 2002-06-12
EP0778399A1 (en) 1997-06-11
SE9504389D0 (en) 1995-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5783782A (en) Multi-chamber muffler with selective sound absorbent material placement
CN103573364B (en) Muffler for vehicle
DK2394033T3 (en) Muffler helical built parts
JP2009519394A (en) Silencer with sound absorbing material
CN102482964B (en) Exhaust system for internal combustion engines
EP0127807A2 (en) Silencer device for exhaust gases in particular, and for fast-moving gases in general
CN107023350A (en) silencer
JPS6176714A (en) Exhaust silencer for internal-combustion engine
JP2015086877A (en) Damper for gas turbine
JP2003314240A (en) Silencer for internal combustion engine
SE509855C2 (en) Resonator
EP1482137A1 (en) Muffler with helmholtz resonator having multiple degrees of freedom
US7503427B2 (en) Muffler
DK169823B1 (en) Muffler
JP2006283644A (en) Muffler for internal combustion engine
JP2515905Y2 (en) Silencer
US3370674A (en) Retroverted-flow muffler with simplified partition arrangement
EP3488087B1 (en) Timbre scaled exhaust system
US4923035A (en) Low-frequency muffler
JPS6318003B2 (en)
US3353627A (en) Muffler with concentric tubes forming helmholtz chambers
CN110552757A (en) Muffler for an exhaust system of an internal combustion engine
JP4567372B2 (en) Silencer
JPH0143449Y2 (en)
RU2078220C1 (en) Internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed