CH632062A5

CH632062A5 - Radial-flow fan having a sound-absorbing insert

Info

Publication number: CH632062A5
Application number: CH732977A
Authority: CH
Inventors: Tibor Dipl Ing Szentmartony; Sandor Kiss; Zsolt Dipl Ing Nady
Original assignee: Fuetoeber Epueletgep Termekek
Priority date: 1976-10-21
Filing date: 1977-06-13
Publication date: 1982-09-15
Also published as: HU173594B; GB1563439A; AT367873B; FR2368624A1; FR2368624B1; ATA417077A; DE2736047A1; IT1085194B; CS213325B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialventilator, der einen mit inneren und äusseren Grenzflächen begrenzten schallabsorbierenden Einsatz aufweist, der für die Absorption des Grossteils der während des Betriebs des radialen Ventilators notwendigerweise auftretenden Geräusche geeignet ist. The invention relates to a radial fan which has a sound-absorbing insert which is delimited by inner and outer interfaces and is suitable for absorbing the majority of the noises which occur during operation of the radial fan.

Es sind Vorschläge bekannt, bei denen das Geräusch des radialen Ventilators unter Zuhilfenahme eines, nach dem Saug-, bzw. Druckstutzen eingesetzten Absorptionsdämpfers vermindert wird, wobei der Raumbedarf des Dämpfers oft eine unlös- 45 bare Aufgabe darstellt. Durch die Dämpfer wird der Widerstand erhöht, dessen Überwindung mit einer Erhöhung der Druckzunahme verbunden ist, wodurch ein höherer Geräuschpegel des Ventilators entsteht. Proposals are known in which the noise of the radial fan is reduced with the aid of an absorption damper inserted after the suction or pressure nozzle, the space requirement of the damper often being an unsolvable task. The dampers increase the resistance, the overcoming of which is associated with an increase in the pressure increase, which results in a higher noise level of the fan.

Es sind ferner Ventilatoren bekannt, bei denen ein Absorp- 50 tionsmaterial von unveränderter Dicke als eine innere Fütterung in der Spirale angeordnet ist. Fans are also known in which an absorption material of unchanged thickness is arranged as an inner lining in the spiral.

Entlang des Mantels der Spirale eingelegtes Absorptionsmaterial bewirkt im Bereich der hohen Frequenzen (über 800 Hz) 55 eine Dämpfung von 8—15 dB. Bei den tiefen Frequenzen beträgt die Dämpfung bloss 2 -4 dB. Falls eine Schicht in gleichmässiger Stärke verwendet werden könnte, so würde dies eine Verbesserung mit sich bringen. Eine solche Anordnung würde.aber entweder zu einer Einengung der Spirale und damit zu ungünsti- 60 gen Strömungsverhältnissen führen oder zu einer bedeutenden Zunahme der Konturdimensionen der Spirale und der Maschine selbst. Absorbent material placed along the surface of the spiral results in an attenuation of 8-15 dB in the high frequency range (above 800 Hz) 55. At low frequencies, the attenuation is only 2-4 dB. If a layer of uniform thickness could be used, this would bring about an improvement. Such an arrangement would, however, either lead to a narrowing of the spiral and thus to unfavorable flow conditions, or to a significant increase in the contour dimensions of the spiral and the machine itself.

f =. f =.

A + L ny ny A + L ny ny

L L V sz riy L L V sz riy

Es ist eine wohlbekannte Tatsache, dass die Dämpfung der tiefen Töne eine äusserst schwere Aufgabe darstellt. Das Problem wird dadurch erschwert, dass die Spirale der Ventilatoren mit einer radialen Durchströmung als ein Helmholzresonator mit innerer Erregung funktioniert, dessen Eigenfrequenz It is a well known fact that dampening the low notes is an extremely difficult task. The problem is exacerbated by the fact that the spiral of the fans with a radial flow functions as a Helmholz resonator with internal excitation, its natural frequency

65 65

1/2 Hz beträgt, wobei a = die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls (m/s) Lsz, Lny = die Länge des Saug- bzw. Druckstutzens (m) Asz, Any= den Querschnitt des Saug-, bzw. Druckstutzens (m2) V = den Rauminhalt der Spirale (m3) Is 1/2 Hz, where a = the propagation speed of the sound (m / s) Lsz, Lny = the length of the suction or pressure nozzle (m) Asz, Any = the cross section of the suction or pressure nozzle (m2) V = the volume of the spiral (m3)

bedeuten. mean.

Bei einem Ventilator mittlerer Dimension gestalten sich die Daten wie folgt: For a medium-sized fan, the data is as follows:

Zu einem Durchmesser von 570 mm des Laufrades ergibt sich ein Spiralenrauminhalt von etwa V = 0,35 m3, wobei Lsz = 0,12 m Asz = 0,25 m2 Lny = 0,12 m Any = 0,13 m3 a = 330 m/s betragen, so ist f0 w 150 Hz. For a diameter of 570 mm of the impeller there is a spiral volume of approximately V = 0.35 m3, where Lsz = 0.12 m Asz = 0.25 m2 Lny = 0.12 m Any = 0.13 m3 a = 330 m / s, then f0 w is 150 Hz.

Bei den Oberharmonischen entstehen stehende Wellen, vorausgesetzt, dass die Wellenlänge X< 2 ln,ax, wobei lmax die grösste lineare Dimension der Spirale darstellt. Bei unserem Beispiel Imax = 1,4 m, so K<2,8 (f>120 Hz). Standing harmonics arise in the harmonics, provided that the wavelength X <2 ln, ax, where lmax represents the largest linear dimension of the spiral. In our example Imax = 1.4 m, so K <2.8 (f> 120 Hz).

Die untere Resonanzfrequenz, wie auch die Oberharmonischen können in dem Spektrum eines radialen Ventilators nachgewiesen werden; ihre Unabhängigkeit von der Erregungsfrequenz (Betriebszustand, Drehzahl) beweist das Vorhandensein einer Raumresonanz. The lower resonance frequency, like the upper harmonics, can be demonstrated in the spectrum of a radial fan; their independence from the excitation frequency (operating status, speed) proves the presence of a room resonance.

Es scheint naheliegend, die bei der Absorption des höheren Schallpegels sich als günstig erweisende Dämpfung gleicher Schichtstärke auch auf die tieferen Töne zu erstrecken. It seems obvious that the absorption of the higher sound level, which proves to be favorable damping of the same layer thickness, also extends to the lower tones.

Es ist eine konstruktive Gestaltung bekannt, bei der das Ventilatorgehäuse oder die Seitenplatte alsTragkonstruktion, in der Abhängigkeit der Umhüllungsdimension viereckig ausgestaltet ist; bei diesen Lösungen ist der zwischen dem Umhüllungsviereck und der Spirale vorhandene Teil nicht ausgenützt. Erfin-dungsgemäss wird vorgeschlagen, dass bei einem Radialventilator, der einen mit inneren und äusseren Grenzfläche begrenzten schallabsorbierenden Einsatz aufweist, die Stärke des schallabsorbierenden Einsatzes über mehr als den zehnten Teil des Laufradumfanges von der durchschnittlichen Stärke abweicht und diese Abweichung ±10% überschreitet. A constructive design is known in which the fan housing or the side plate is designed as a supporting structure, quadrangular, depending on the envelope dimension; in these solutions, the part between the enveloping square and the spiral is not used. According to the invention, it is proposed that, in the case of a radial fan which has a sound-absorbing insert which is delimited with inner and outer interfaces, the strength of the sound-absorbing insert deviates from the average strength over more than a tenth part of the impeller circumference and this deviation exceeds ± 10%.

Auf beiliegender Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwar zeigen: Exemplary embodiments are shown on the accompanying drawing, namely:

Fig. 1—3 drei schematische Ausführungen; Fig. 1-3 three schematic versions;

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung einer Anordnung mit Radialventilator und Fig. 4 is a perspective view of an arrangement with a radial fan and

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch die Anordnung. Fig. 5 is a vertical section through the arrangement.

Gemäss der Ausführung in der Fig. 1 wird der ohnehin zur Verfügung stehende viereckige Umhüllungsraum mit dem Absorptionsmaterial aufgefüllt, so dass zwischen der in strömungstechnischer Hinsicht definierten Spirale und dem viereckigen Umhüllungsraum innerhalb einer gewissen Strecke eine schallabsorbierende Schicht wesentlich grösserer Stärke entsteht. According to the embodiment in FIG. 1, the already available square envelope is filled with the absorption material, so that a sound-absorbing layer of substantially greater thickness is created within a certain distance between the spiral defined in terms of flow technology and the square envelope.

Dadurch wird die Möglichkeit gegeben, den vorhandenen Dämpfungsbereich über 700 Hz bei den Ventilatoren, deren schallabsorbierende Umhüllung eine gleichmässige Stärke aufweist, auch auf den Bereich unter 700 Hz zu erstrecken. This enables the existing damping range above 700 Hz for fans whose sound-absorbing casing has a uniform thickness to be extended to the range below 700 Hz.

Eine Voraussetzung der Anwendung der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass das umfassende Viereck der neuen Konstruktion mit dem umfassenden Viereck des mit der schallab A prerequisite for the application of the proposed solution is that the extensive quadrilateral of the new construction with the extensive quadrilateral of the sound

sorbierenden Umhüllung gleicher Schichtenstärke versehenen Ventilators übereinstimmt (Fig. 1). sorbent casing of the same layer thickness provided fan (Fig. 1).

Gemäss Fig. 2 wird eine weitere Zunahme der Absorptionsschicht dadurch erreicht, dass innerhalb des gegebenen umfassenden Vierecks die strömungstechnisch bestimmte Schneckenlinie (der Mantel) so verschoben wird, dass die Stärke der Absorptionsschicht-wenn auch zu Lasten der dünneren Schicht -maximal sei. According to FIG. 2, a further increase in the absorption layer is achieved in that the fluidically determined screw line (the casing) is shifted within the given comprehensive square in such a way that the thickness of the absorption layer is maximum, albeit at the expense of the thinner layer.

In der Fig. 3 ist eine Ausführung gezeigt, bei welcher eine geringfügige Abweichung des Ventilatoren-Mantels von der Schneckenlinie keinen wesentlichen strömungstechnischen Nachteil mit sich bringt. An embodiment is shown in FIG. 3, in which a slight deviation of the fan casing from the screw line does not entail any significant fluidic disadvantage.

Die Krümmungen werden durch gerade Strecken und ebene Flächen ersetzt, so dass Dämpfungseinlagen von einfachem geometrischem Format verwendet werden können. Diese Lösung weist neben der Verbesserung der akustischen Eigenschaften auch fertigungstechnische und kostenherabsetzende Vorteile auf. The curvatures are replaced by straight lines and flat surfaces, so that damping inserts of simple geometric format can be used. In addition to improving the acoustic properties, this solution also has manufacturing-related and cost-reducing advantages.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 4 und 5. Das Ventilatorgehäuse wird durch die Seitenplatten 1.1, die diese miteinander verbindenden Träger 1.3 und die Verkleidungsplatten 1.2 - die in ihrer Gesamtheit eine äussere Grenzfläche bilden - begrenzt. Die Festigkeit der genannten konstruktiven Elemente ist für die Aufnahme des Laufrades 5 und des Antriebsmotors 6 und für die Befestigung 7 des Ventilators geeignet. 4 and 5 show an advantageous exemplary embodiment. The fan housing is delimited by the side plates 1.1, the supports 1.3 connecting them to one another and the cladding plates 1.2 - which together form an outer interface. The strength of the above-mentioned structural elements is suitable for receiving the impeller 5 and the drive motor 6 and for fastening the fan 7.

Zwischen der erwähnten äusseren Grenzfläche und den mit dem Luftstrom in unmittelbarer Berührung stehenden inneren Flächen 2.2 ist ein schalldämpfender Einsatz 3 aus Basalt-, A sound-absorbing insert 3 made of basalt,

3 632 062 3,632,062

Mineral- oder Glaswatte, Resonator oder dergleichen, eingesetzt. Die Stärke des Einsatzes 3 weicht über mehr als den zehnten Teil des Laufradumfanges von der durchschnittlichen Stärke ab, wobei diese Abweichung ±10% überschreitet. 5 Die in der Richtung des Luftstromes liegende innere Seite des schalldämpfenden Einsatzes 3 wird durch einen Mantel 2.1 begrenzt. Dieser besteht vorzugsweise aus einer festen schalldurchlässigen Platte, welche perforiert sein kann. Die Platte wird zwecks Sicherstellung einer glatten Strömungsfläche mit einer io Folie oderTextilie, z. B. Kunststoff oder Glasfaser, bedeckt, welche die innere Fläche 2.2 bildet. Mineral or glass wool, resonator or the like, used. The thickness of the insert 3 deviates from the average thickness over more than a tenth part of the wheel circumference, this deviation exceeding ± 10%. 5 The inner side of the sound-absorbing insert 3 lying in the direction of the air flow is delimited by a jacket 2.1. This preferably consists of a solid, sound-permeable plate, which can be perforated. To ensure a smooth flow surface, the plate is covered with an io film or textile, e.g. B. plastic or glass fiber, which forms the inner surface 2.2.

Die Aussenseite wird mit einer der Inanspruchnahme entsprechenden Verkleidung, z. B. aus Metall oder Kunststoff usw. versehen. Um das Übergreifen der Schwingung des Laufrades 5 15 auf die Plattenflächen zu verhindern, werden an den entsprechenden Stellen Schwingungsisolatoren 4 angebracht. The outside is covered with a covering, such. B. made of metal or plastic, etc. In order to prevent the vibration of the impeller 5 15 from spreading onto the plate surfaces, vibration isolators 4 are attached at the corresponding points.

Die Ausblaserichtung kann durch die vollkommene Verdreh-barkeit des Ventilators geändert werden. The direction of the discharge can be changed due to the complete rotatability of the fan.

Die konstruktive Gestaltung ist sowohl bei den einseitigen als 20 auch bei den beidseitig saugenden Ventilatoren gleich. Die innere Grenzfläche verläuft wenigstens annähernd in einer Schneckenlinie, ist gegenüber der Inanspruchnahme durch die Strömung massbeständig und widerhallt weniger als 90 % der anfallenden Schallenergie innerhalb des Bereiches zwischen 50 25 und 10000 Hz. The design is the same for both the one-sided and 20-sided fans. The inner boundary surface runs at least approximately in a helix line, is dimensionally stable when used by the flow and reverberates less than 90% of the sound energy within the range between 50 25 and 10000 Hz.

Ferner sei noch erwähnt, dass in radialer und tangentialer Richtung unterschiedliche schallabsorbierende Mittel vorhanden sein können, wobei mehr als die Hälfte des im Ventilator zur Verfügung stehenden Raumes mit Luft ausgefüllt ist. It should also be mentioned that different sound-absorbing means can be present in the radial and tangential directions, with more than half of the space available in the fan being filled with air.

M M

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

632 062

2nd

PATENT CLAIMS

1. Radial fan, which has a sound-absorbing insert limited by inner and outer interfaces, characterized in that the strength of the sound-absorbing insert (3) deviates from the average thickness over more than a tenth part of the impeller circumference and this deviation ± Exceeds 10%.

2. Centrifugal fan according to claim 1, characterized in that the inner interface (2), which extends at least approximately in a worm line, is smooth and is dimensionally stable with respect to the flow demand.

3. Radial fan according to claim 1, characterized in that said inner interface reverberates less than 90% of the sound energy within the range between 50 15 and 10000 Hz.

4. Radial fan according to claim 1, characterized in that separating plates are present between the outer interface (1) of the sound-absorbing insert (3) and the inner interface. 20th

5. Radial fan according to claim 1, characterized in that different sound absorbing means are present in the radial and tangential direction.

6. Radial fan according to claims 1 and 4, characterized in that more than half of the space available in the fan is filled with air.

7. Centrifugal fan according to claim 1, characterized in that vibration isolators (4) are arranged to prevent the propagation of the vibrations excited by the rotor (5) from the elements of the outer interface (1) to the inner interface (2).

25th

30th

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35