DE1001053B

DE1001053B - Gas supply system for intermittently flowing gas flows

Info

Publication number: DE1001053B
Application number: DEM21246A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Karl Leistritz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-12-18
Filing date: 1953-12-18
Publication date: 1957-01-17

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasführungsanlage für stoßweise fließende Gasströme, die insbesondere als Schalldämpfer oder Schallverzehrer für Verbrennungsmotoren dienen soll. Die Erfindung geht dabei von bekannten Schalldämpfern für Verbrennungsmotoren aus, bei denen mindestens ein Druckwandler vorgesehen ist, in welchem die schallerzeugende Druckwelle auf Strömungskanäle ungleicher Länge und ungleichen Querschnitts verteilt wird, die dann wieder zusammengeführt werden, so daß die in den Kanälen fließenden Teilgasströme zur Interferenz kommen; die längeren Kanäle haben dabei teilweise größeren Querschnitt als die kürzeren Kanäle. Der Querschnitt bleibt längs jedes Kanals, der auch gekrümmt sein' kann, gleich.The invention relates to a gas routing system for intermittently flowing gas streams, in particular to serve as a muffler or sound absorber for internal combustion engines. The invention works thereby from known silencers for internal combustion engines, in which at least one pressure transducer is provided in which the sound-generating pressure wave on flow channels unequal Length and unequal cross-section is distributed, which are then brought together again, so that the in partial gas streams flowing in the channels come to interference; the longer channels have some larger cross-section than the shorter channels. The cross section remains along each channel, which is also curved can be, same.

Es wurde aber erkannt, daß durch Verbindung dieses Schalldämpferprinzips mit einer Maßnahme, die an Interferenzdämpfern mit .Strömungskanälen gleichen Querschnitts bekannt ist, ein Maximum an Schalldämpfung erzielt wird. Dieses zweite Kombinationsmerkmal der Erfindung besteht darin, daß der Austrittsquerschnitt des Druckwandlers wesentlich geringer bemessen wird als sein Eintrittsquerschnitt. Die Merkmale, daß die längeren Kanäle größeren Querschnitt als die kürzeren haben und daß der Gesamtaustrittsquerschnitt der Kanäle kleiner als ihr Gesamteintrittsquerschniitt ist, sind einzeln für sich nicht Gegenstand der Erfindung. Vielmehr besteht die Erfindung nur in der Kombination dieser beiden an sich bekannten Merkmale. Durch diese Merkmalkombination wird schön bei einem einzigen Druckwandler nicht nur ein Optimum an Schalldämpfung im Verhältnis, zu dem für den Schalldämpfer aufgewendeten geringen Raum in einem weiten Drehzahlbereich des Motors erreicht; es wird außerdem auch die Motorleistung durch den Druckwandler nicht herabgesetzt, sondern, je nach Motorbauart, sogar noch gesteigert. Diese Wirkung läßt sich dadurch erklären, daß der verringerte Austrittsquerschnitt des Druckwandlers der vorher durch Interferenz der Teilgasströme bewirkten Abflachung der in den Druckwandler eintretenden Druckwelle derart angepaßt ist, daß sich am Austrittsquerschnitt mehr oder weniger eine in den Motor zurücklaufende Druckwelle ergibt, die dessen Füllungsgrad verbessert.However, it was recognized that by combining this silencer principle with a measure which is known to interference dampers with .Strömungskanäle the same cross-section, a maximum Sound absorption is achieved. This second combination feature of the invention is that the The outlet cross section of the pressure transducer is dimensioned much smaller than its inlet cross section. The features that the longer channels have a larger cross-section than the shorter ones and that the overall outlet cross-section of the channels smaller than their total inlet cross-section are not individually the subject of the invention. Rather, the invention exists only in the combination of these two known features. Through this combination of features becomes beautiful with a single pressure transducer not only an optimum of sound attenuation in relation, to the small space used for the muffler in a wide speed range of the Engine achieved; In addition, the engine performance is not reduced by the pressure transducer, but, depending on the engine type, even increased. This effect can be explained by the fact that the reduced outlet cross-section of the pressure transducer previously caused by interference of the partial gas flows Flattening of the pressure wave entering the pressure transducer is adapted so that the Exit cross-section more or less results in a pressure wave running back into the engine, the Degree of filling improved.

Vorstehend und nachstehend sind die Begriffe »Eintrittsquerschmitt« und »Austrittsquerschnitt« auf die vom Motor ausgehende und zu dämpfende Schallwelle zu beziehen. Sie beziehen sich also, wenn der erfindungsgemäße Druckwandler an der Ansaugseite des Motors verwendet wird, nicht auf den in den Motor eintretenden Gasstrom, sondern auf die vom Motor zur Ansaugöffnung zurücklaufende Schalldruckwelle, deren »Eintrittsquerschnitt« so-Gasführungsanlage für stoßweise
fließende GasströmeAbove and below, the terms "inlet cross section" and "outlet cross section" refer to the sound wave emanating from the engine and to be damped. So when the pressure transducer according to the invention is used on the intake side of the engine, they do not relate to the gas flow entering the engine, but to the sound pressure wave returning from the engine to the intake opening, the "inlet cross-section" of which is so-gas routing system for intermittent
flowing gas streams

Anmelder: Dr. Hans Karl Leistritz,
Frankfurt/M., Basaltstr. 38Applicant: Dr. Hans Karl Leistritz,
Frankfurt / M., Basaltstrasse 38

Dr. Hans Karl Leistritz, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt wordenDr. Hans Karl Leistritz, Frankfurt / M.,
has been named as the inventor

mit dem Motor näher liegt als ihr »Austrittsquerschnitt«. with the engine is closer than its "exit cross-section".

Die beste Wirkung ergibt sich für eine bevorzugte Ausführung der Erfindung, wenn die Querschnitte der einzelnen Strömungskanäle von Kanal zu Kanal etwa proportional der Kanallänge zunehmein. Dieses Bemessungsprinzip ist wohl für Rohrkrümmer und Diffusoren, nicht aber für Interferenzschalldämpfer bzw. Druckwandler bekannt. Erst die Anwendung dieses Prinzips ergibt aber etwa gleiche Durchflußgeschwirndigkeit für die einzelnen Strömungskanäle und damit erst einen maximalen Interferenzeffekt. Dieses Bemessungsprinzip wirkt sich besonders günstig aus, wenn in an sich bekannter Weise zur Berücksichtigung verschiedener Motordrehzahlen, also von Schallwellen verschiedener Frequenz, mehrere Druckwandler in an sich bekannter Weise hintereinander oder parallel oder in Kombination dieser beiden Schaltungsarten geschaltet sind, wobei mindestens ein Druckwandler das vorgenannte Bemessungsprinzip verkörpert. Eine solche Hintereinanderschaltuing ist an sich sowohl für gleichartige Druckwandler der eingangs genannten Art als auch in der Form bekannt, daß ein Druckwandler der eingangs genannten bekannten Art mit einer einlagenfreien akustischen Kammer in Reihe geschaltet ist.The best effect is obtained for a preferred embodiment of the invention when the cross sections of the individual flow channels from channel to channel increase approximately proportionally to the channel length. This design principle is probably for pipe elbows and diffusers, but not for interference silencers or Known pressure transducers. However, only the application of this principle results in approximately the same flow rate for the individual flow channels and thus only a maximum interference effect. This design principle has a particularly favorable effect if it is taken into account in a manner known per se different engine speeds, i.e. sound waves of different frequencies, several pressure transducers are connected in a manner known per se in series or in parallel or in a combination of these two types of circuit, with at least one pressure transducer embodies the aforementioned design principle. Such cascading is on known both for similar pressure transducers of the type mentioned as well as in the form, that a pressure transducer of the known type mentioned at the outset with an acoustic one without a deposit Chamber is connected in series.

Gleichviel, ob, wie \^rorstehend, schon zwei erfindungsgemäße Druckwandler hintereinandergeschaltet sind oder nur ein solcher Druckwandler vorgesehen ist, kann man im Falle einer Gasführungsanlage für das Abgas eines Verbrennungsmotors den oder die Druckwandler zwischen den Motor und einem sonstigen Schalldämpfer bekannter Art anbringen. Man hat es durch diese verschiedenen Möglichkeiten in der Hand, eine praktisch vollständige Schalldämpfung des Abgasschalles für den ganzen Drehzahlbereich des Motors ohne Leistungsverlust und in vielen FällenNo matter whether, as \ ^r are connected in series orstehend, already two pressure transducers according to the invention or only one such pressure transducer is provided which can be placed to, or the pressure transducer between the engine and any other silencer of a known type in the case of a gas delivery system for the exhaust gas of an internal combustion engine. With these various options, you have practically complete silencing of the exhaust sound for the entire speed range of the engine without loss of power and in many cases

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mit Leistungsgewinn herbeizuführen. Dabei empfiehlt es sich, den ersten Druckwandler unmittelbar in oder an die Austrittsöffnung des Motors ein- bzw. anzubauen.. to bring about a gain in performance. It is advisable to insert the first pressure transducer directly into or to be installed or attached to the outlet opening of the motor ..

Für die praktische Ausführung der erfindungsgemäßen Gasführungsanlage können die Strömungskanäle eines oder jedes Druckwandlers in an sich bekannter Weise etwa halbkreisförmig oder oval verlaufen und in ein gemeinsames Gehäuse eingebaut sein, wobei der Kanalquerschnitt vom Eintritt bis zum Austritt des Druckwandlers je Kanal praktisch gleichbleibt, aber entsprechend der Kanallänge von Kanal zu Kanal zunimmt. Die vorgeschriebene Verengung des gemeinsamen: Austrittsquerschnitts aller Strömungskanäle soll vorzugsweise auf etwa die Hälfte des Eintrittsquerschnitts des Druckwandlers bemessen werden; in dem gemeinsamen Austrittsraum aller Strömungskanäle kann zu diesem Zweck ein verengendes Glied eingebaut sein.For the practical implementation of the gas routing system according to the invention, the flow channels of one or each pressure transducer can be known per se Run approximately semicircular or oval and be built into a common housing, The channel cross-section from the inlet to the outlet of the pressure transducer remains practically the same for each channel, but according to the channel length of the channel to channel increases. The prescribed narrowing of the common: outlet cross-section of all flow channels should preferably be dimensioned to about half the inlet cross-section of the pressure transducer will; In the common exit space of all flow channels, a constricting flow channel can be used for this purpose Be built-in link.

Zusätzlich zu den erfmdungsgemäßen Maßnahmen für die Dämpfung bzw. Löschung des. aus Druckwellen unmittelbar herrührenden Schalles kann auch noch der Körperschall der Anlage selbst gedämpft werden, und zwar dadurch, daß mindestens einer oder jeder der Druckwandler in an sich bekannter Weise aus Werkstoff mit starker Schwingungsdämpfung, wie Kunststoff, Metallguß, keramischem Werkstoff oder eine Vereinigung dieser Werkstoffe, hergestellt ist.In addition to the measures according to the invention for damping or deleting the pressure waves Directly originating noise can also be dampened by the structure-borne noise of the system itself be, in that at least one or each of the pressure transducers in a manner known per se Made of material with strong vibration damping, such as plastic, cast metal, ceramic material or a union of these materials.

In der Zeichnung ist die vorgenannte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise und schematisch nur für einen einzigen Druckwandler im Längsschnitt dargestellt.In the drawing, the aforementioned preferred embodiment of the invention is for example and shown schematically only for a single pressure transducer in longitudinal section.

Der in Pfeilrichtung in den Druckwandler durch das Rohr 1 eintretende Gasstrom wird auf Einzelkanäle l_a bis 6_a verteilt, die in einem gemeinsamen halbkreisförmigen Gehäuse zueinander konzentrisch verlaufen. Wie ersichtlich, bleiben die Querschnitte dieser Einzelkanäle bis zu ihrem Ende I₆ bis 6₆, je Kanal einander gleich, nehmen aber von Kanal· zu Kanal proportional der Kanallänge von l_a bis 6_a bzw. von I₆ bis 6₆ zu. Der Austrittsquerschnitt 8 des Druckwandlers wird durch eine von. der Gehäuisewandung nach innen vorspringende Zunge derart verengt, daß er nur noch weniger als die Hälfte des Eintrittsquerschnitts des Rohres 1 beträgt. Dadurch wird ein praktisch stoßfreier Abfluß des Gasstroms erreicht. Der Austrittsquerschnitt 8 regelt dem auf den Motor zurückwirkenden Staudruck in einer die Motorleistung günstig beeinflussenden Weise.The gas flow entering the pressure transducer through the pipe 1 in the direction of the arrow is distributed to individual channels 1 _a to 6 _a , which run concentrically to one another in a common semicircular housing. As can be seen, the cross-sections of these individual _{channels remain the same for each channel up to their end I 6} to 6 ₆ , but increase from channel to channel proportionally to the channel length from 1 _a to 6 _a or from I ₆ to 6 ₆ . The outlet cross section 8 of the pressure transducer is through one of. the inwardly projecting tongue of the housing wall narrows in such a way that it is only less than half the inlet cross section of the tube 1. As a result, the gas flow can be discharged practically without impacts. The outlet cross-section 8 regulates the dynamic pressure acting back on the engine in a manner that has a beneficial effect on the engine output.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Gas routing system for intermittently flowing gas streams, in particular silencers or Sound absorbers for internal combustion engines, in which at least one pressure converter is provided, in which the gas flow in flow channels and

equal length and unequal cross-section is characterized by the combination of the known features that the longer Channels up to their merging with the shorter channels each larger cross-section than these have shorter channels and that the outlet cross-section of the pressure transducer is significant is less than its inlet cross-section.

2. Gas routing system according to claim 1, in particular with several one behind the other or in parallel pressure transducers connected to one another or in both types, characterized in that the Cross-sections of the individual flow channels, for example increase proportionally to their length.

3. Gas routing system according to one of claims 1 and 2 for the exhaust gas of an internal combustion engine, characterized in that the pressure transducer or transducers between the engine and another Mufflers are attached.

4. Gas routing system according to one of claims 1 and 2 for the exhaust gas of an internal combustion engine, characterized in that the pressure transducer or transducers are installed or attached directly in or on the outlet opening of the motor.

5. Gas routing system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the flow channels of one or each pressure transducer in per se known way approximately semicircular or oval running with increasing channel length and constant from the pressure transducer inlet to the pressure transducer outlet per channel Cross-section are built into a common housing.

6. Gas routing system according to one of claims 3 to 5, characterized in that in the common Exit space of all flow channels of the pressure transducer in front of in relation to the inlet cross-section a common outlet cross-section of the outlet channel (7) reduced by approximately half, a narrowing member is incorporated.

7. Gas routing system according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the pressure transducers in a manner known per se made of material with strong vibration damping, such as plastic, cast metal or ceramic Material or a combination of these materials.

Considered publications:
German patent specifications No. 570 630, 599 295,
632, 649 253;

French Patent Nos. 505 605, 664 331; British Patent Nos. 380 068, 308 487,
369, 431305;
Swiss Patent No. 181 049;

Trendelemburg, »Akustik«, Springer-Verlag, Berlin, 1950, p. 4ff.

1 sheet of drawings