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Sirene zur Erzeugung gerichteter Schallwellen Die Erfindung betrifft
eine Sirene zur Erzeugung gerichteter Schallwellen. Es ist bekannt, solche Sirenen
zur Erhöhung der Schalleistung mit mehreren Lochkränzen oder mit längeren Schlitzöffnungen
zu versehen, die konphas geöffnet und geschlossen werden. Das Wesen der Erfindung
besteht darin, daß die Phase der Bedeckung korrespondierender CSffnungen quer zur
Richtung ihrer Relativbewegung wandert. Dadurch wird erreicht, daß die Hauptstrahlrichtung
der Sirene beliebig aus der Normalrichtung zur Fläche der Sirenenöffnungen abweicht
und daß die Schallstrahlung leicht von dem aus der Sirene austretenden Luftgleichstrom
getrennt werden kann. Dies ist insbesondere bei der Ausscheidung von Schwebeteilchen
aus Gasen von Bedeutung, wo der Luftgleichstrom aus der Sirene bei der Ausscheidung
der Schwebeteilchen im Schallfeld störend wirken würde.
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Ferner ist durch die Erfindung die Möglichkeit geschaffen. Form und
Lage der Richtcharakteristik in weiten Grenzen zu beeinflussen und den jeweiligen
Betriebsbedingungen anzupassen. Man kann sowohl eine bestimmte Richtcharakteristik
fest vorgeben als auch die Einrichtung so ausbilden, daB die Richtcharakteristik
von Hand oder selbsttätig verstellt wird. Die selbsttätige Veränderung der Strahlrichtung
läßt sich besonders einfach dadurch erreichen, daß die Phasenverschiebung quer zur
Bewegungsrichtung von öffnung zu öffnung sich gesetzmäßig verändert, derart, daß
die abgestrahlte Frequenz quer zur Bewegung nach einem bestimmten Gesetz zu- oder
abnimmt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht,
und zwar zeigt Fig. i eine Sirene in schematischer Darstellung, Fig.2 einen Teil
der beiden Lochkränze der Sirene in der Abwicklung, Fig. 3 einen Querschnitt nach
der Linie A-A der Fig. 2.
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Stator und Rotor der dargestellten Sirene sind
mit
zylindrischen Lochkränzen i bzw. 2 versehen, durch die die Luft in Pfeilrichtung
3 radial nach außen tritt. Die schlitzförmigen Öffnungen 4 des feststehenden Lochkranzes
i laufen parallel zur Achse der Sirene, sie liegen also auf Mantellinien des zylindrischen
Lochkranzes. Die ebenfalls schlitzförmigen Öffnungen 5 des rotierenden Lochkranzes
2 sind sämtlich unter einem bestimmten Winkel a gegen die Axialrichtung und damit
gegen die korrespondierenden Schlitze 4 im Stator geneigt.
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Die Schlitze 4 und 5 sind symmetrisch zur Mitte durch Stege 6 und
7 unterbrochen. Dadurch wird erreicht, daß der Öffnungsquerschnitt und mit ihm die
Schallamplitude von der Mitte nach den beiden Enden der beiden Schlitze zu abnimmt.
Auf solche Weise kann man die Nebenmaxima der Richtcharakteristik verringern. Dasselbe
kann man auch durch Schlitze mit von der Mitte nach den Enden zu abnehmender Breite
erreichen; ebenso lassen sich auch andere Formen der Richtcharakteristiken durch
entsprechende Gestaltung und Anordnung der Öffnungen erzielen.
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Die korrespondierenden Schlitzöffnungen 4 und 5 decken sich niemals
über ihre gesamte Länge, sondern nur an ihrer Kreuzungsstelle 8, die für alle Schlitze,
d. h. auf dem gesamtenUmfang der Sirene, jeweils an der gleichen Stelle quer zur
Bewegungsrichtung liegt. Diese Bedeckungsstelle 8 ist der jeweilige Quellort des
Schalles und wandert, wenn 9 die Drehrichtung des Rotors ist, bei jedesmaligem Vorbeibewegen
eines Rotorschlitzes 5 vor einem Statorschlitz 4 einmal vom oberen zum unteren Schlitzende.
Aus der Geschwindigkeit dieser Bewegung und der Schallgeschwindigkeit in der Luft
oder dem sonstigen umgebenden Medium ergibt sich eine Schwenkung der Hauptstrahlrichtung
i i aus der radialen Ebene in eine Kegelfläche um einen bestimmten Winkel ß und
bei 9o° Drehung eine Abstrahlung in der Axialrichtung. Im dargestellten Beispiel
ist zur Umwandlung der kegelförmigen Strahlung in eine Axialstrahlung ein kegelstumpfförmiger
Reflektor io vorgesehen. Durch die Drehung der Strahlrichtung um den Winkel ß wird
auch erreicht, daB der aus der Sirene austretende Gleichluftstrom 3 und die Schallrichtung
i i nicht mehr zusammenfallen.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt,
vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich. Insbesondere
kann man die Einrichtung so ausbilden, daß die Strahlrichtung von Hand oder selbsttätig
regelbar ist. Eine Drehung der Strahlrichtung kann man zunächst durch Veränderung
der Drehzahl der Sirene herbeiführen, wobei dann gleichzeitig eine entsprechende
Frequenzänderung auftritt. Man könnte auch den Einstellwinkel a der Schlitzöffnungen
veränderbar machen. Eine ständige, blinkstrahlartige Bewegung kann ferner dadurch
erreicht werden, daß die Frequenz von einem Rand des Sirenenkranzes zum anderen
abnimmt, so daß also die Phasenverschiebung quer zur Relativbewegung der Sirenenöffnungen
von Öffnung zu Öffnung sich ändert. Zu diesem Zweck werden mehrere Lochreihen verschiedener
Lochzahl angeordnet. Die gleiche Wirkung würde man erzielen, wenn der Rotor in mehrere
verschieden schnell umlaufende Lochkränze unterteilt oder wenn der Stator aus mehreren
mit relativ geringer und unterschiedlicher Geschwindigkeit umlaufenden Teilen bestünde.
Es ist vorteilhaft, wenn die einzelnen Lochreihen Schwingungen nahe benachbarter
Frequenz abstrahlen. Die Schwenkgeschwindigkeit des Blinkstrahles ist von der Größe
der Frequenzänderung abhängig.
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Schließlich kann die Erfindung sinngemäß auch auf Sirenen anderer
Bauart Anwendung finden, insbesondere könnten die Lochkränze statt auf einer zylindrischen
Fläche auf einer Ebene liegen. Ordnet man sie auf einer Kegelfläche an, so kann
man, wie ohne weiteres ersichtlich, leicht erreichen, daß der Luftstrom kegelförmig
abgeblasen wird, während die Strahlrichtung radial oder axial liegt. Man kann auch
den Luftaustritt gleichzeitig radial und axial vorsehen und die zugehörigen Schallwellen
nach der Erfindung gleichrichten.