AT224744B

AT224744B - Einrichtung zur Geräuschdampfung für in Gehäuse eingeschlossene Maschinen oder Geräte, insbesondere Transformatoren

Info

Publication number: AT224744B
Application number: AT379561A
Authority: AT
Inventors: Otto Dipl Ing Huber
Original assignee: Siemens Schuckertwerke Gmbh
Priority date: 1961-05-15
Filing date: 1961-05-15
Publication date: 1962-12-10

Description

Einrichtung zur Geräuschdämpfung für in Gehäuse eingeschlossene Maschinen oder Geräte, insbesondere Transformatoren
Gehäuse, die Maschinen oder Geräte einschliessen, werden häufig von diesen in Schwingung ver- setzt und übertragen ihre Bewegung auf die benachbarte Luft. So sind beispielsweise in den Kernen von
Transformatoren magnetostriktive Kräfte wirksam, die Schwingungen der gesamten Kernkonstruktion und damit auch des Transformatorkessels verursachen. Die Gehäusewände bilden grosse schwingungsfähige
Oberflächen, die Schallwellen bestimmter Frequenzen entsenden.

Es sind Einrichtungen zur Geräuschdämpfung für in Gehäuse eingeschlossene Maschinen oder Geräte, insbesondere Transformatoren, bekannt, die beispielsweise doppelte oder mehrfache Gehäusewände, schallschluckende Beläge oder wesentlich verstärkte Gehäusewände vorsehen. Bei einer andern bekannten
Einrichtung ist wenigstens ein Lautsprecher auf einer Gehäusewand angeordnet, der Schallwellen gleicher
Frequenz, Form und Amplitude in Gegenphase zu den von der Gehäusewand abgegebenen Schallwellen sendet, die letztere durch Interferenz auslöschen sollen.

Bei einer weiteren bekannten Einrichtung sind
Dämpfungsglieder als vom schwingenden Körper aus in Schwingung versetzte mechanische Schwingungs- glieder ausgebildet, die insbesondere Plattenform aufweisen, mittels eines Erregerstiftes mit der Kessel- wand verbunden und vorzugsweise mit dämpfenden Stoffen, z. B. Gummi, belegt sind. Das metallene
Schwingungsglied ist in seiner Grösse und Form so gewählt und durch den aufgelegten Dämpfungsbelag so eingestellt, dass es in Resonanz mit der Erregerfrequenz der Kesselwand schwingt, so dass sich im Masse der Walkarbeit auch eine gewisse unmittelbare Energievernichtung ergibt, während durch Interferenzbildung im Luftschall eine weitere Schallabsorption auftritt. Alle diese Einrichtungen sind kostspielig und unbefriedigend.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Geräuschdämpfung für in Gehäuse eingeschlossene Maschinen oder Geräte, insbesondere Transformatoren in Ölkesseln. Unter Vermeidung der oben genann- ten Nachteile wird erfindungsgemäss eine wesentliche Geräuschdämpfung mit einfachen Mitteln dadurch erzielt, dass an das Gehäuse, insbesondere an den Ölkessel ein Übertragungssystem angeschlossen ist, das mit einer Einrichtung zur Umformung der Schwingungsenergie in elektrische oder elektrische und thermische Energie verbunden ist.

Bei der praktischen Ausführung ist vorteilhaft im Übertragungssystem ein Wandler zur Veränderung, insbesondere Vergrösserung der Schwingungsamplituden vorgesehen, beispielsweise ein Hebelsystem, ein hydraulischer Wandler oder ein Exponentialtrichter in Verbindung mit einer Luftkammer, während zur Umwandlung der Schwingungsenergie in elektrische Energie vorzugsweise ein elektromagnetischer oder. ein piezoelektrischer Umformer dient. Die so gewonnene elektrische Energie wird vorteilhaft in Widerständen in Wärmeenergie umgewandelt, doch können an das Übertragungssystem zusätzlich auch mechanische Dämpfungsglieder angeschlossen sein. Zur Übertragung selbst sind feste, flüssige oder gasförmige Körper geeignet.

Nähere Einzelheiten von erfindungsgemässen Einrichtungen, in der speziellen Anwendung bei Öltrans- formatoren, werden im folgenden an Hand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele besprochen. Fig. 1 zeigt einen Transformator 1 mit einem Ölkessel 2, an dessen unter dem Einfluss magnetostriktiver Kräfte schwingender Seitenwand 3 wenigstens ein Hebelsystem, bestehend aus den Hebeln 4,5 und 6 angreift, das als Übertragungssystem und als Wandler zur Vergrösserung der Schwin-

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tenwand 3 an, deren Verformung in den ausgeschwungenen Lagen strichliert angedeutet ist. An das Über- tragungssystem ist ein Umformer 7 zur Umwandlung der Schwingungsenergie in elektrische oder elektri- sche und thermische Energie vorgesehen.

Der Umformer 7 und die Lager des Hebelsystems 4,5 und 6 sind unverschieblich gelagert, beispielsweise mit Hilfe eines Rahmens 8, der mit dem Boden und dem Deckel des Ölkessels 2 verbunden ist.

Fig. 2 zeigt einen Transformator 1 mit einem Ölkessel 2, an dessen Seitenwand 3 ein Kolben 9 eines hydraulischen Wandlers 10 befestigt ist, während der zweite Kolben 11, dessen Fläche zur Erhöhung der
Schwingungsamplitude kleiner ist, mit einer Einrichtung zur Umwandlung der Schwingungsenergie in elektrische Energie verbunden ist, die hier z. B. aus einer Spule 12 und einem Magnet 13, insbesondere Elektromagnet besteht. Durch die Längsverschiebung des Magneten 13 wird in der Spule 12 eine Spannung induziert, die einen Strom durch einen Widerstand 14 treibt, in dem die elektrische Energie in Wärmeenergie umgeformt wird. Der hydraulische Wandler 10 sowie die Einrichtung zur Umformung der Energie sind hier beispielsweise auf einem eigenen Fundament 15, getrennt von dem des Transformators 1, gelagert.

Fig. 3 zeigt einen Transformator 1 mit Ölkessel 2 im Grundriss. Der Ölkessel 2 ist hier beispielsweise von einem Band bzw. Bandteile 16 möglichst geringer Dehnung umgeben, zwischen dessen bzw. deren Enden Umformer 17 zur Umwandlung der Schwingungsenergie, die über das Band bzw. die Bandteile 16 zufolge der atmenden Bewegung des Ölkessels 2 infolge der Magnetostriktion Kräfte auf die Umformer 17 ausübt, in elektrische oder elektrische und thermische Energie angeordnet sind. Das Band 16 ist dabei gleitend am Ölkessel 2 angeordnet. An Stelle des Bandes bzw. der Bandteile 16 wäre auch die Anordnung eines biegungssteifen Gürtels möglich, der mit Kugeln, Rollen od. dgl. gleitend an der Wand des Ölkessels 2 gelagert ist.

Fig. 4 zeigt einen Transformator 1 mit Ölkessel 2, dessen Seitenwand 3 gleichzeitig als schwingende Membrane eines Exponentialtrichters 18 dient. Letzterer bildet eine flache Kammer und weist eine kleine Öffnung 19 auf. Das durch die schwingende Seitenwand 3 im Exponentialtrichter 18 bewegte Gas-, insbesondere Luftvolumen ist gezwungen, sich durch die im Vergleich zur Fläche der Seitenwand 3 kleine Öffnung 19 zu verschieben, so dass eine Geschwindigkeitstransformation auftritt, bei der die Geschwindigkeit des Mediums im Verhältnis der Fläche der Seitenwand 3 zur Fläche der Öffnung 19 vergrössert wird.

An den Exponentialtrichter 18 ist ein Umformer 20 zur Umwandlung der Energie des eingeschlossenen Mediums in elektrische oder elektrische und thermische Energie angeordnet. Erfindungsgemäss wäre auch die Anordnung einer mit der Seitenwand 3 mechanisch verbundenen schwingenden Membrane, ähnlich dem Kolben 9 nach Fig. 2, denkbar. Der Hauptvorteil der Verwendung von Lufträumen als Übertragungsglieder und als Amplitudenwandler besteht im Entfall mechanischer Überrragungssysteme.

Bei den in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen sind zur Umwandlung der Schwingungsenergie in elektrische Energie jeweils eine Spule 12 und ein Magnet 13, insbesondere Elektromagnet, vorgesehen. Der Magnet 13 ist nach Fig. 5 über ein elastisches Element 21, vorzugsweise eine Feder, mit der schwingenden Gehäusewand 3 verbunden. Die durch die Masse des Magneten 13 und dieFederkonstante des elastischen Elementes 21 bestimmte mechanische Eigenfrequenz ist vorteilhaft gleich der Frequenz
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amplitude auftritt. An die Spule 12, die nach Fig. 5 auf einem eigenen Fundament 22 gelagert ist, ist ein vorzugsweise veränderbarer Widerstand 14 angeschlossen ; der Anschluss von komplexen Widerständen, die allenfalls auf Resonanz abstimmbar sein können, wäre gleichfalls möglich.

Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist der Magnet 13, insbesondere Elektromagnet, auf einem eigenen Fundament 22 gelagert, während die Spule 12 über ein elastisches Element 21, vorzugsweise eine Feder, mit der schwingenden Gehäusewand 3 verbunden und über flexible Zuleitungen 24 an den Widerstand 14 angeschlossen ist. Der Magnet 13 könnte auch, wie in Fig., 6 strichliert angedeutet, unter Wegfall des Fundaments 22 beispielsweise mittels Träger 23 mit der schwingenden Gehäusewand 3 starr verbunden sein, deren Bewegung durch die Masse des Magneten 13 dabei gedämpft wird. Zufolge der Resonanz von Eigenfrequenz und Schwingungsfrequenz ist die Bewegung der Spule 12 wesentlich stärker als die des Magneten 13, so dass die Umwandlung der Schwingungsenergie in elektrische Energie in gleicher Weise wie bei der obigen Ausführung vor sich geht.

Bei beiden Ausführungsbeispielen ist selbstverständlich eine Führung für den Magnet 13 bzw. die Spule 12 erforderlich und ein Vertauschen der Anordnung von Spule und Magnet möglich.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zur Geräuschdämpfung für in Gehäuse eingeschlossene Maschinen oder Geräte, insbe- <Desc/Clms Page number 3> sondere Transformatoren in Ölkessel, dadurch gekennzeichnet, dass an das Gehäuse, insbesondere den Ölkessel, ein Übertragungssystem angeschlossen ist, das mit einer Einrichtung zur Umformung der Schwin- gungsenergie in elektrische oder elektrische und thermische Energie verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Übertragungssystem ein Wandler zur Veränderung, insbesondere Vergrösserung, der Schwingungsamplituden vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach. Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungssystem an den Schwingungsbäuchen der Gehäusewand angreift.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass an das Uber- tragungssystem zusätzlich zur Einrichtung zur Umformung der Schwingungsenergie in elektrische Energie mechanische Dämpfungsglieder angeschlossen sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektromagneti- scher Umformer (12,13) zur Umwandlung der Schwingungsenergie in elektrische Energie vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein piezoelektrischer Umformer zur Umwandlung der Schwingungsenergie in elektrische Energie vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Umformer (12, 13) zur Umwandlung der Schwingungsenergie in elektrische Energie Widerstände (14) zur Umwandlung der elektrischen Energie in Wärmeenergie angeschlossen sind.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrich- tung zur Umformung der Schwingungsenergie in elektrische oder elektrische und thermische Energie und bzw. oder der Wandler an einem Rahmen (8) angeordnet ist, der möglichst starr mit dem Ölkessel des Transformators verbunden ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Umformung der Schwingungsenergie in elektrische oder elektrische und thermische Energie und bzw. oder der Wandler an einem vom Transformator (1) getrennten Fundament (15) od. dgl. angeordnet ist.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Uber- tragungssystem ein Hebelsystem dient.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Übertragungs- system ein über den grössten Teil des Gehäuseumfanges erstrecktes Band (16) od. dgl. geringer Dehnung dient, zwischen dessen Enden wenigstens ein Umformer (17) zur Umwandlung der Schwingungsenergie in elektrische oder elektrische und thermische Energie angeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Übertragungs- system und als Wandler ein Exponentialtrichter (18) mit einer schwingenden Membrane, die mit der Ge- häusewand (3) verbunden ist, vorgesehen ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (3) als schwin- gende Membrane dient.

14. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnet (13), insbesondere Elektromagnet, oder eine Spule (12) über wenigstens ein elastisches Element (21), insbesondere Feder, mit der Gehäusewand (3) verbunden ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Masse des Magneten (13) bzw. der Spule (12) und die Federkonstante des elastischen Elementes (21) bestimmte mechanische Eigenfrequenz der Schwingungsfrequenz der Gehäusewand (3) gleich ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Teil des aus Magnet (13) und Spule (12) bestehenden elektromagnetischen Umformers über ein elastisches Element (21) und der andere Teil starr mit der Gehäusewand (3) verbunden ist.