DE1941685C3

DE1941685C3 - Silencer for an exhaust gas stream that carries dirt

Info

Publication number: DE1941685C3
Application number: DE19691941685
Authority: DE
Inventors: Oskar Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Gerber
Original assignee: BBM Gerber Technologie GmbH
Current assignee: BBM Gerber Technologie GmbH
Priority date: 1969-08-16
Filing date: 1969-08-16
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE1941685B2; DE1941685A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer nach dem so Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a muffler according to the so preamble of claim 1.

Derartige Schalldämpfer sind aus der FR-PS 10 85 907 und dei DE-PS 9 77 514 bekannt.Such mufflers are known from FR-PS 10 85 907 and DE-PS 9 77 514.

Aus der Theorie der Sd<allaust eitung in Kanälen ist bekannt, daß eine Schallwelle, die sich in einem teilweise am Umfang schallschluckend ai gestalteten Kanal fortbewegt, dadurch gedämpft wird, daß die in die Wand eindringende Schallenergie wenigstens zum Teil absorbiert und in Wärme umgewandelt wird. Damit geht ein Teil der sich in Längsrichtung bewegenden Schallenergie verloren, so daß eine Längsdämpfung eintritt. Die schallschluckende Wand mit der dahinterliegenden Kammer, die den Schalldruck und die Schallschnelle nach Größe und Phase beeinflußt, stellt somit für die Schallwelle einen komplexen Widerstand dar. dessen Real- und Imaginärlei! über die Dämpfung und über die frequenzabhängige Phasenverschiebung der beiden Schallfeldgrößen Auskunft gibt.From the theory of conduction in canals known that a sound wave, which is formed in a partially sound-absorbing ai channel on the circumference moved, is attenuated by the fact that the sound energy penetrating the wall is at least partially absorbed and is converted into heat. This means that part of the sound energy moving in the longitudinal direction goes lost, so that a longitudinal damping occurs. The sound-absorbing wall with the one behind it Chamber, which influences the sound pressure and the sound velocity according to size and phase, thus represents for the Sound wave represents a complex resistance. Its real and imaginary parts! about the attenuation and about the frequency-dependent phase shift of the two sound field sizes provides information.

Bei den bekannten Schalldämpfern ist der Realteil des Widerstandes und damit die Dämpfung durch poröse Mineralfaserstoffe in den Kammern realisiert. Die Packungsdichte dieser Faserstoffe ist dabei möglichst locker. Bei Abgasstromen, die Staub- oder Rußpartikel mit sich führen, ist unvermeidbar, daß durch die Lochungen der Abdeckbleche solche Teilchen in die Kammern eindringen, sich dort ablagern und die Faserstoffe verschmutzen und zusammendrücken.In the known silencers, the real part of the resistance and thus the damping is porous Mineral fibers realized in the chambers. The packing density of these fibrous materials is as high as possible relaxed. In the case of exhaust gas flows that carry dust or soot particles with them, it is inevitable that the Perforations of the cover plates such particles penetrate into the chambers, are deposited there and the Soiling and compressing fibers.

Bei dem aus der FR-PS 10 85 907 bekannten Schalldämpfer kann der Gaskanal schräg zu den Kammern verlaufen. Auch die DE-PS 9 77 514 gibt die Lehre, daß es unter Umständen günstig sein kann, daß die Kammern mit dem Gaskanal spitze Winkel bilden.In the case of the silencer known from FR-PS 10 85 907, the gas duct can be at an angle to the Chambers run. DE-PS 9 77 514 also teaches that it may be beneficial that the chambers form acute angles with the gas duct.

Bei den bekannten Schalldämpfern ist lediglich die Richtungsänordnung zwischen Rammern und Gaskanal definiert; die allgemeine Orientierung gegenüber der Umgebung bleibt freigestellt und ist in der FR-PS 10 85 907 im wesentlichen in das Ermessen des Benutzers gestellt.In the known silencers only the Directional arrangement between rammers and gas duct Are defined; the general orientation towards the environment remains optional and is in the FR-PS 10 85 907 is essentially at the discretion of the user.

Das Problem der Verschmutzung ist in den beiden genannten Patentschriften nicht angesprochen, obwohl bei den dort beschriebenen Schalldämpfern der Querschnitt der Kammern mit einem Füllstoff ausgefüllt ist, dessen spezifischer Widerstand ausdrücklich definiert ist. Bereits eine geringfügige Verschmutzung ändert den spezifischen Widerstand und führt somit zu einer Widerstandsänderung und Verschlechterung der Dämpfung. Sollen die bekannten Schalldämpfer zum Dämpfen eines schmutzbeladenen Abgasstrono eingesetzt werden, dann beginnen sie mit einem optimalen Wirkungsgrad, der sich in dem Maße verschlechtert, in dem sich die Poren des in den Kammern verwendeten Füllmaterials mit Schmutz zusetzen. Soweit Kammern nicht gänzlich mit Füllmaterial gefüllt sind und horizontal oder von der Vertikalen weg geneigt sind, setzen sich die zum Gaskanal hin geöffneten Kammern mit Schmutz zu.The problem of pollution is not addressed in the two cited patents, though in the silencers described there, the cross-section of the chambers is filled with a filler whose specific resistance is expressly defined. Even a minor pollution changes the specific resistance and thus leads to a change in resistance and deterioration of the Damping. Are the well-known silencers used to dampen a dirt-laden exhaust gas trono then they start with an optimal level of efficiency, which deteriorates as it does so which clog the pores of the filling material used in the chambers with dirt. So much for chambers are not completely filled with filler material and are horizontal or inclined away from the vertical, the chambers that are open to the gas duct become clogged with dirt.

Die Erfindung löst durch die Ausbildung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 die Aufgabe, die bekannten Schalldämpfer derart weiterzubilden, daß ihre Dämpfungsleistung auch im Dauerbetrieb nicht durch die Verschmutzung nachläßt.The invention solves the object by the training according to the characterizing part of claim 1 to develop known silencers in such a way that their damping performance is not even in continuous operation decreases due to the pollution.

Die über die vorgegebene Schmutzschichtdicke hinaus in die Kammern gelangenden Schmutzteilchen werden durch ihr Gewicht, durch die Gasströmung sowie durch die Vibration des Dämpfers in den Gasstrom zurückgefordert.The dirt particles reaching the chambers beyond the specified thickness of the dirt layer are due to their weight, the gas flow and the vibration of the damper in the Gas flow reclaimed.

Zur Erzielung einer vorgegebenen Dämpfung ist eine bestimmte Schichtdicke der Ablagerung erforderlich, die sich bei einer bestimmten Neigung der Kammerquerwände von selbst einstellt. Die angestrebte Dämpfung kann auch durch zusätzliche Mineralfaserstoffplatten an ablagerungsfreien Wänden verbessert werden. In Anwendungsfällen, bei welchen die Abgasströme sehr große Schmutzmengen mit sich führen, beispielsweise bei Kaminen, ist eine Drahtgewebe- oder Lochblechabdeckung der Kammern zum freien Querschnitt hin nicht angezeigt. Die schiefen Kammerquerwände lassen auch in diesem Fall p-ir eine Ablagerung von bestimmter Dicke zu und ergeben damit die Dämpfung gewünschter Größe. Neben der Einsparung von Lochblechmaterial wird auf diese Weise auch die Änderung der Dämpfung durch Verstopfung der Lochblechlochungen vermieden.To achieve a given damping, a certain layer thickness of the deposit is required, which adjusts itself at a certain inclination of the chamber transverse walls. The intended Cushioning can also be improved by adding mineral fiber panels to the walls that are free of deposits will. In applications in which the exhaust gas flows carry very large amounts of dirt with them, For example, in chimneys, a wire mesh or perforated sheet cover of the chambers is for free cross-section not displayed. In this case, too, the inclined transverse chamber walls leave a deposit p-ir of a certain thickness and thus result in the attenuation of the desired size. Besides the saving Perforated sheet material in this way also changes the damping due to clogging of the Perforated sheet metal holes avoided.

Bei Inbetriebnahme eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers stellt sich in sehr kurzer Zeit die schalldämpfende Schmutzschicht ein, die zur ordnungsgemäßen Funktion des Schalldämpfers unerläßlich ist.When a muffler according to the invention is put into operation, the sound attenuating one turns up in a very short time Layer of dirt, which is essential for the proper functioning of the silencer.

Bei der sich einstellenden Schmutzschicht wird ständig der Oberflächenbereich umgewälzt, indem er durch neu hinzukommenden Schmutz abgerieben und ersetzt wird. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer ist somit nicht nur selbstreinigend, sondern er erneuert auch ständig die dämpfungsaktive Oberflächenschicht, so daß er nach erfolgter Inbetriebnahme ohne weitere Wartung praktisch so lange in Betrieb bleiben kann, wie das Partikelspektrum der abzudämpfenden Abgase nicht wesentlich geändert wird.When the layer of dirt is formed, the surface area is constantly being circulated by is rubbed off and replaced by newly added dirt. The silencer according to the invention is thus not only self-cleaning, but it also constantly renews the dampening surface layer, so that after commissioning it can remain in operation practically as long as the particle spectrum of the exhaust gases to be damped is not significantly changed.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der schematisch gehaltenen Zeichnung näher erläutert, in der analoge Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigtEmbodiments of the invention are explained in more detail in the schematic drawing, in the analogous parts are provided with the same reference numerals. It shows

Fig, la—Ic Verschiedene Schalldämpfer mit Schmutzschich^Ablagerungen UndFig, la-Ic Various silencers with Dirt layer ^ deposits and

Fig,2 einen Schalldämpfer mit senkrechtem Abgas* kanal mit Scfrmützschicht^Ablagerungeri Und zusätzlichen Mineralfaserstoffplatten an ablagerungsfreienFig, 2 a silencer with vertical exhaust gas * Canal with Scfrmützschicht ^ Deposits and additional Mineral fiber panels on deposit-free

Wanden.Wandered.

In den Fig. la—lcsind Schalldämpfer in verschiedenen Einbaulagen dargestellt.In Figs. 1a-1c, mufflers are in different Mounting positions shown.

Fig. la zeigt einen Schalldämpfer mit senkrecht qngeordnetem Abgaskanal I, an den zu beiden Seiten verschieden tiefe Kammern 2,3 mit gleichen Neigungswinkeln ihrer Kammerquerwände 4 angrenzen. Gegen den freien Querschnitt hin sind die Kammern mit Lochblech oder Drahtgewebe 5 akustisch transparent abgedeckt. Ein Teil der vom Abgasstrom mitgeführten Schmutzteilchen dringt in die Kammern ein und lagert sich auf deren Querwänden ab. Nach Erreichen einer gewissen, durch die Neigung der Querwände bestimmten Schichtdicke 7 werden weitere Materiakeilchen aufgrund ihres Gewichtes, der Abgasströmung sowie der Vibration der Kammerwände durch die Lochungen im Lochblech wieder in den Abgaskanal zurückgefördert. Fig. La shows a muffler with vertically arranged exhaust gas duct I, on both sides Chambers 2, 3 of different depths adjoin their chamber transverse walls 4 with the same angles of inclination. Against The chambers with perforated plate or wire mesh 5 are acoustically transparent towards the free cross-section covered. Some of the dirt particles carried along by the exhaust gas flow penetrate the chambers and are stored on their transverse walls. After reaching a certain level, determined by the inclination of the transverse walls Layer thickness 7 are further particles of matter due to their weight, the exhaust gas flow as well The vibration of the chamber walls is conveyed back into the exhaust gas duct through the perforations in the perforated plate.

Der Schalldämpfer nach Fig. Ib mit schrägem Abgaskanal weist ebenfalls zu beiden Seiten des freien Querschnitts des Kanals 1 verschieden tiefe Kammern 2, 3 auf. Der Neigungswinkel dieser Kammern ist bezüglich der Kanalmittellinie 6 unterschieden, bezüglich der Senkrechten jedoch gleich, so daß sich wiederum in beiden Kammerreihen gleiche Schichtdikken der Ablagerungen ergeben.The muffler according to Fig. Ib with angled exhaust duct also points to both sides of the free Cross-section of the channel 1 chambers 2, 3 of different depths. The angle of inclination of these chambers is differed with respect to the channel center line 6, but the same with respect to the vertical, so that again result in the same layer thicknesses of the deposits in both rows of chambers.

Der Schalldämpfer nach Fig. Ic zeigt einen waagerechten Aogaskanai 1, der nur auf einer Seite Kammern besitzt. Die Neigung der Querwände weist auch hier einen spitzen Winkel mit der Abgasstromrichtung, bzw. der Senkrechten, auf, um die Voraussetzung für die Ablagerung einer bestimmten Schmutzschichtdicke zu schaffen. Ober die durch die Neigung der QuerwändeThe muffler according to Fig. Ic shows a horizontal one Aogaskanai 1, which only has chambers on one side. The inclination of the transverse walls shows here too an acute angle with the direction of the exhaust gas flow, or the vertical, in order to meet the requirements for the To create deposition of a certain layer of dirt. About that by the inclination of the transverse walls

ίο bestimmte Schichtdicke hinausgehende Schmutzmengen rutschen auch hier in den Abgaskanal zurück.ίο Dirt quantities exceeding a certain layer thickness slide back into the exhaust duct here too.

Um die Dämpfung der Kammern 2, 3 nicht ausschließlich von den abgelagerten Schmutzschichten abhängig zu machen, können auch Kammerwände, an weichen keine Schmutzablagerungen auftreten, mit Mineralfaserstoffplatten 8 ausgekleidet werden, wie dies in F i g. 2 gezeigt wird. Abgelagerte Schmutzschicht und Mineralfaserstoffplatten gehen beide in das Dämpfungsmaß ein und ihre Dicke kann empirisch bestimmt werden. Für Abgaskanäle, über die sehr große Schmutzmengen abgeführt werden, beispielsweise Kamine, ist es oft vorteilhaft die Kammern abdeckende Lochbleche 5 wegzulassen.The damping of the chambers 2, 3 not only from the deposited layers of dirt To make it dependent, chamber walls, on which no dirt deposits occur, can also be used Mineral fiber panels 8 are lined, as shown in FIG. 2 is shown. Deposited layer of dirt and mineral fiber panels both go into the damping measure and their thickness can be empirical to be determined. For exhaust ducts through which very large amounts of dirt are removed, e.g. chimneys, it is often advantageous to omit perforated plates 5 covering the chambers.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Silencer for an exhaust gas stream that entrains dirt with a gas duct, the wall of which has chambers emanating from this, which are formed by transverse walls which point in a Run angles to the gas duct, characterized in that the transverse walls (4) opposite the vertical are inclined at an angle that allows the deposition of a layer of dirt up to a certain thickness allows

2. Silencer according to claim 1, characterized in that the transverse walls (4) of the chambers (2, 3) each have the same angle of inclination with respect to the vertical.

3. Silencer according to claim 1 or 2, characterized in that the chambers (2, 3) with Except for the cross walls of the chamber (4), on which the layer of dirt is to be created, with layers of fibers are lined with sound-absorbing materials.

4. Silencer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the chambers (2, 3) towards the gas duct (1) covered with perforated metal sheets or wire mesh (5) acoustically transparent are.