184195. lajstromszámú szabadalom • Áramlástechnikai zajcsökkentő berendezés
A találmány tárgya áramlástechnikai zajcsökkentő berendezés csővezetékekben terjedő zajok csillapítására, amelynek egymással akusztikus csatolásban iévő tágulási térrészei, valamint bemenete és kimenete van. A találmány szerinti áramlástechnikai zajcsökkentő berendezés kompresszorok szívó- és sűrítővezetékeiben, belső égésű motorok kipufogó- és levegó'beszívó vezetékeiben, porelszívó rendszerekben, pneumatikus anyagszállító rendszerekben, szellőzés- és klímatechnikai berendezések légvezetékeiben alkalmazható. Az áramló közegekben íeqedő zajok csillapítására számos megoldás ismeretes. Ezek általában kamrákból és közöttük elhelyezkedő átvezető csövekből állnak, illetve zárt rezonátor kamrákból, amelyek nyílásokon vagy csöveken keresztül párhuzamosan kapcsolódnak a közeg áramlására szolgáló vezetékhez. Előfordulnak olyan berendezések, amelyek az előbbiek mellett, vagy kizárólag hangelnyelő anyaggal kitöltött elemeket tartalmaznak. Ismertek olyan megoldások, amelyek az egyes kamrák közötti csövekben a fokozott súrlódási veszteségek érdekében áramlásirányú felületnövelő elemeket tartalmaznak. Az ismertetett megoldásokat használják fel részben vagy egészben egyebek között a 148 470, a 164 184, a 157 390 számú magyar, a 2 993 559 számú amerikai egyesült államokbeli, és az 1 238 271 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírások. Valamennyi ilyen megoldás közös jellemzője, hogy közvetve vagy közvetlenül a csövekben lévő gáz tömegét mint akusztikai tömeget — az elektrotechnikában hasz nálatos koncentrált elemes induktivitással analóg mennyiséget, a kamrákban lévő gáz rugóhatását, mim akusztikai kapacitást — az elektrotechnikában használa tos koncentrált elemes kapacitással analóg mennyiséget tekintik, és az ezekkel képzett akusztikai impedanciái soros, illetve párhuzamos kapcsolásával állítanak ele olyan - az elektronikai szűrőkörökkel analóg - akuszti kai szűrőköröket, melyekkel a vezetékekben terjedő zaj? csökkenteni szándékoznak. Az ilyen elven készített berendezések azonban a legtöbb gyakorlati esetben nem váltják be a hozzájuk fűzött reményeket, zajcsillapításuk jelentősen elmarad a mére tezési értéktől. Ezen részint ^ méretezett zajcsökkentő berendezés elemeinek utólagos ismételt kísérleti korrekciójával próbálnak javítani, amely a felhasznált elemek nagy számából eredő variációs lehetőségek miatt gyakorlatilag — a kísérletek magas költségei ellenére — véletlen szerű eredménnyel jár, másrészt az előre nem látható hatások ellensúlyozására már a tervezéskor túlméretezik a berendezés csillapítását, amely az áramlástechnikai veszteségek növekedésével, és így a gépi berendezés hatásfokának romlásával jár együtt, A számított és tapasztalati csilíapításspektrumok eltérésének oka, h.og>' a koncentrált elemes akusztikai impedanciák bevezetése és felhasználása olyan feltételezése ken alapul, melyek a gyakorlatban messzemenően nem teljesülnek; nevezetesen az elemek — csövek és kamrák - hangterjedés-irányú méreteinek nem szabad meghaladnia a hullámhossz î/8-ad részét, továbbá a hangteijedési irányra merőleges méreteknek nem szabad meghaladnia az úgynevezett levágása frekvencia által meghatározott méreteket, mely közelítőleg a hullámhossz i ,3-szoros;;, ellenkező esetben a vezetékben keresztirányú huüámíeijedés is lehetséges, azaz nem teljesülnek a síkhulláméi hangteijedés feltételei. A gyakorlatban használatos berendezésméretek és csillapítandó frekvenciasávok esetében a keresztirányú méretekre tett kikötések általában teljesülnek, míg a hosszirányú méretekre vonatkozó megszorítások egyáltalán nem. Ennek figyelmen kívül hagyása ázzál a következménnyel jár, hogy a koncentrált elemes helyettesítő kép nem a valóságnak megfelelően jellemzi a rendszer hangteljesítmény-áiviteli karakterisztikáját, és ennek eredményeképpen az impedanciák összekapcsolásából eredő halmozódó hibák következtében előre nem várt áteresztő sávok jelennek meg a csillapítási spektrumban, amelyek a gyakorlatban előforduló keskenysávú zajforrások esetén teljesen leronthatják a zajcsökkentő berendezéstől várt zajcsökkenést. További hátránya az ismertetett, és az irodalomban fellelhető megoldásoknak, hogy ezen zajcsökkentő berendezések csillapításának frekvenciakarakterisztikája reflexiómentes kétoldali lezárásra van beállítva; így ezeket egy közeg áramlását szolgáló rendszerben elhelyezve a zajforrás és a környezet akusztikai visszahatása miatt a méretezett csillapítási spektrumtól teljesen eltérő eredményt produkálnak, mely a nem várt helyeken jelentkező áteresztő sávok miatt nagyban ronthatja a zajcsökkentés hatásosságát, A találmány szerinti zajcsökkentő berendezés kidolgozásánál tehát alapvető cél volt a koncentrált elemes akusztikai impedanciák, felhasználásából, az akusztikai környezet hatásának figyelmen kívül hagyásából eredő hibák kiküszöbölése, az optimális csillapításspektrum biztosítása mellett az áramlástechnikai veszteségek csökkentése. További célul tűztük ki a szerkezeti kivitel egyszerűsítését, az eltérő sajátosságú zajforrásokhoz történő könnyű alkalmazhatóságot, az elhasználódott szerkezeti elemek cserélhetőségét, valamint a különböző elhelyezési adottságokba történő maximális illeszthetőséget. A kitűzött célt a találmány szerinti áramlástechnikai zajcsökkentő berendezés segítségével értük el. amelynek lényege, hogy a bemeneten az első tágulási térrészbe hangolt csillapítású akusztikai csőtápvonal nyúlik, amely csőtápvonal hosszirányú rekeszekre van osztva, és az egyes rekeszek a tágulási térrészbe különböző mélységig nyúlnak be. A tágulási térrészbe benyúló legrövidebb rekesz effektiv hossza míg a leghosszabb rekesz effektiv hossza ln:nx ~ li^(fmax/7r) ahoi I max a leghosszab, lmin a legrövidebb rekesz benyúlási effektiv hossza, Íj a tágulási térrész áramlásirányú mérete és fmax. a leghosszabb rekesznek az áramlás irányára merőlegesen vett metszete. Egy előnyös kiviteli alak szerint a rekeszeknek a tágulási térrészbe torkolló keresztmetszete az áramlás irányára merőleges sík. Egy másik előnyös kiviteli alak szerint a rekeszeknek a tágulási térrészbe torkolló keresztmetszete görbe felület. A hangolt csillapítású akusztikai csőtápvonal előnyösen két egymásba helyezett különböző hosszúságú csőből, és az ezek palástjai között kialakuló körgyűrű metszetű térrészt sugárirányban több rekeszre osztó, különböző hosszúságú határoló elemekből van kialakítva. A találmány szerinti zajcsökkentő berendezés egy lehetséges kiviteli alakjánál legalább három tágulási térrész van egymás után csatolva. Egy további lehetséges kiviteli 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
