CN1851244B - 消声装置、压缩机或真空泵以及降低气流脉冲的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设计成用于压缩机或真空泵、特别是用于按排压原理工作的压缩机或按排压原理工作的真空泵的消声装置，所述压缩机或真空泵压缩气流，特别是空气流，其中所述消声装置具有用于离开压缩机的气流的入口(12)和出口(13)，在消声装置内设有分支部(14)，所述分支部包括一入流通道(15)和两个由入流通道分叉的通道段(16、17)，其中第一通道段设计成继续引导的主管道(16)，而第二通道段设计成端侧封闭的分支(17)，其中，分支(17)具有平行于入流通道(15)内的气流流动方向定向的轴向优选方向(A)，这样所述气流至少基本上正面地到达所述端侧封闭的分支(17)。

Description

消声装置、压缩机或真空泵以及降低气流脉冲的方法

技术领域

本发明涉及一种设计成用于压缩机或真空泵、特别是用于按排压原理(

)工作的压缩机或按排压原理工作的真空泵的消声装置，所述压缩机或真空泵压缩气流、特别是空气流，其中所述消声装置具有用于离开压缩机的气流的入口和出口，在消声装置内设有分支部，所述分支部包括一入流通道和两个由入流通道分叉出来的通道段，其中第一通道段设计成用于继续引导的主管道，而第二通道段设计成端侧封闭的分支。此外本发明还涉及一种装备有所述类型的消声装置的压缩机和一种用于降低由压缩机产生的气流中的脉冲的方法。

背景技术

具有上述特征的消声装置由EP0542169B1已知。通常在压缩机中，特别是按排压原理工作的压缩机(例如螺旋式压缩机、摇杆活塞鼓风机)中，存在这样的问题，即由于在压缩机的压力侧或者说排出侧的排出过程不连续，会在设置在下游的部件，例如导管、冷却器、容器等中产生脉冲，脉冲主要会导致两个主要问题：

一方面，所连接的部件由于压力变化会受到较大的载荷，这会由于疲劳产生材料破坏(疲劳破坏等)，所述疲劳是由于通过主要的压力变化和/或由此激励出现的振动产生的周期性应力造成的。

另一方面，已经证明，所发出特别明显的噪声辐射是特别有害的，这种噪声辐射也是由于固体噪声传入、传递和发射由压力变化产生的。上述问题在干式压缩的螺旋压缩机中特别严重，在这种压缩机中有时在压缩级的出口会出现明显的脉冲。由于排出过程不是谐和/谐波的，即不是正弦或余弦性的过程，而是脉冲式的过程，在频率分析中基频的谐波也表现得非常强，在一些情况下甚至比基频强。

具有相关幅值的脉冲通常位于典型为200Hz至10KHz的宽频率范围内。由于脉冲的总体特征(主排出频率和其谐波)，所发出的噪声主观上是令人不舒服的。

在由基本上相同的组件组成的压缩机产品系列内，由于各种不同的影响(因素)主排出频率会发生明显的变化。一方面，经常例如在变频器的辅助下进行转速调节以进行输出量匹配。此外，单个的压缩机供货时通常安装有不同的、压缩机级的驱动装置中的传动装置，以进行功率和/或压力匹配。最后，在一个压缩机产品系列中，个别压缩机在运行时连接在50Hz的供电网上，而其它压缩机连接在60Hz的供电网上。

在预先规定的边界条件下，在窄频带上起作用的、具有较低耗散的衰减方法不是非常适合，这是因为对于一个压缩机需要设置多个不同地调谐的消声装置，以实现一定的宽频带的作用，或者需要提供多个消声装置变型，此时所述变型与单个的压缩机变型或其以后的使用环境相匹配。而且这也是在压缩机不是具有可变频率(例如转速调节装置)的压缩机的情况下才是可能的。

发明内容

本发明的目的是，提供一种特别有效的、特别还是宽频带的、用于压缩机或真空泵的消声装置，以及提供一种用于降低由压缩机或真空泵产生的气流中的脉冲的方法。

根据本发明的消声装置具有用于离开压缩机的气流的入口和出口；在消声装置内设有分支部，所述分支部包括一入流通道和两个由入流通道分叉的通道段；第一通道段设计成继续引导的主管道，而第二通道段设计成端侧封闭的分支；分支具有平行于入流通道内的气流流动方向定向的轴向方向，这样所述气流至少基本上正面地到达所述端侧封闭的分支；在分支上或内，覆盖分支横截面地布置有设有孔口的盖元件；所述盖元件布置在分支的朝向入流通道的端部上，或者相对于该端部向内偏置地布置。

本发明的核心思想在于，分支具有平行于入流通道内的气流的流动方向定向的轴向优选方向(Vorzugsrichtung)A，这样所述气流至少基本上会正面地到达端侧封闭的分支。因此本发明是基于这样的设想，即如果端侧封闭的分支这样指向气体流动的主流，以使气流在正面转向该分支，则可特别好地衰减与声音相关的交变流(Wechselfluss)。

在一种适宜的改进方案中，用于继续引导的主管道还设计或定向成，使气流沿横向于入流通道内气流的方向从分支部流出。这里进一步引导气体的主管道可以理解为所有可能动流动引导结构的构型，特别是如在入流通道和分支之间形成的360°的环形间隙或小于360°的部分环形间隙，特别还包括具有圆形或多边形截面的分支出来的管。

在一个优选实施形式中，分支和入流通道同轴地或至少基本上同轴地相互定向地布置，即其横截面的投影不存在明显的偏移，而是基本上是同心地分布。

如果在分支上或内覆盖其横截面地布置设有孔口的盖元件，特别是孔板，则可以得到特别好的消声特性。在这种布置中，与声音相关的交变流的一部分通过所述孔口进入分支由盖元件封闭的区域。必须假设，良好的消声特性是基于与反射相关的、与谐振相关的和耗散的效应的叠加。

在一个可选的可能的实施形式中，分支可由内壁分成部分容积，所述部分容积分别配设有部分数量的孔口和盖元件的相应局部，并且所述部分容积分别起基本上独立的具有不同的谐振频率的衰减元件的、特别是独立的谐振器的作用。所述部分容积沿入流通道内气流的方向的长度也可以是各种不同大小的，以实现不同的反射特性。

在另一个优选的实施形式中，特别是在考虑到谐振容积或谐振部分容积的情况下，可通过盖元件中孔口的布置和/或尺寸和/或形状和/或数量或者通过盖元件的厚度来对消声装置的衰减特性进行精细调节。特别是可由此调整消声装置的谐振频率和宽频带性。

这样来选择孔口的参数，即在消声装置的运行中会由于通过孔口往返泵吸的气体容积而出现明显的耗散效应，所述耗散效应使消声装置具有希望的宽频带性。尽管会出现叠加的气体流动，孔口在分支的盖元件中的布置仍使得形成对于分支的衰减作用有利的高的分支声导纳，其中所述盖元件以(到入口横截面)较小的、优选小于λ/10的距离(λ表示优先衰减的频率的波长，特别是压缩机设备或真空泵在优选工作范围内的主排出频率)并基本上平行于入口横截面地布置。

一容纳分支的壳体沿其圆柱形纵轴方向的主尺寸最好为压缩机设备的主排出频率(Hauptausschubfrequenz)的λ/4。

在整个流动路径中最好不存在这样的平的壁部，所述壁部以λ/2或λ/2的奇数倍的间距平行地相邻布置，或通过具有λ/2或λ/2的奇数倍的长度的流动通道相连接并垂直地封闭所述流动通道，从而可以避免形成具有压缩机设备的主排出频率的驻波。

可以这样实现将通道设置成用于继续引导的主管道的一部分，即分支与出口横截面相邻的腔壁与出口通道的纵轴成钝角(但决不是垂直)，从而不会在接下来的管道中形成会导致驻波的反射面。即出口通道最好相对于分支的腔壁切向或轴向地进行布置。分支的纵轴最好相对于壳体的纵轴偏心地布置，其中这样选择偏移量，即在分支和壳体之间形成的环形空间的横截面沿出口的方向逐渐增加。

原则上有两种可设想的备选方案，以最好基本上垂直于分支的优选方向布置盖元件，即根据第一种备选实施形式，将所述盖元件布置在分支朝向入流通道的端部上，以及在第二可选的并且原则上优选的实施形式中，使所述盖元件相对于分支朝向入流通道的端部向内偏置地布置。

优选地将分支设计成谐振腔，即分支的消声特性至少部分地基于这样的事实，即最好将分支按亥姆霍兹(Helmholtz)谐振器的方式调谐到主排出频率上。在将谐振腔分成多个部分容积的情况下，将部分容积和配设给部分容积的盖元件和孔口的部分调谐到多个不同的谐振频率上，最好调谐到主排出频率和/或其谐波上。

根据本发明的另一个优选的方面，所述分支至少部分地(还)起λ/4管的作用。

根据本发明的另一个优选的方面，在分支部的内部，特别是在分支的下游，还形成至少一个气流经过的狭窄部位。这里所述狭窄部位起阻抗阶跃(Impedanzsprung)的作用，并可以由此再次大大改善根据本发明的消声装置的消声特性。

优选在横向于入流通道分布的主管道中形成所述狭窄部位。具有根据本发明的分支部的消声装置可以形成在一个基本上为扁平圆柱形的壳体中，所述壳体具有两个端面和一个布置在所述端面之间的壳面，其中在第一端面上设有入口，而在壳面上设有出口。由此实现了一种特别紧凑同时坚固的消声装置，其中可特别好地实现根据本发明构造的分支部。

在一个优选的实施形式中，所述分支包括一个盆形基体或者由盆形基体形成。这里特别优选的是这样一种实施形式，在这种实施形式中，优选设计成扁平圆柱形的壳体的第二端面由盆形基体的端板形成。

在一个可选的实施形式中，所述消声装置在所述分支的下游还包括一个附加消声装置或者说一附加的吸声结构，所述吸声结构最好在形成环形空间的情况下至少部分地包围所述分支。即根据这种设想，在所述分支的后面连接一附加消声装置，所述附加消声装置最好安装在相同的壳体中，从而形成紧凑且具备必要功能的单元。这里，所述附加消声装置或者附加的吸声结构最好首先设计成吸收式消声装置。

在一个优选的改进方案中，所述附加的吸声结构完全包围所述分支，优选环形地、更优选地基本上同心地包围所述分支。在一个可能的优选实施形式中，所述环形空间具有两个相对的端侧端部、其中第二端侧端部包括一个或多个开口，以将气流传输到出口处。通过这样的布置确保气流在整个长度上流过附加消声装置或者附加的吸声结构，从而可以实现特别好的消声结果。

所述环形空间可包括一个特别是径向的扩大部，从而可实现具有良好的衰减特性的吸收式消声装置。所述环形空间的径向扩大部最好用流可穿过的覆盖部覆盖，所述覆盖部特别起流阻的作用。

优选但不是必需地，所述附加消声装置或者附加的吸声结构调谐到与附加的消声结构上游的消声装置的部件不同的另一个频率上，优选调谐到一个较高的频率上，从而可以以组合的方式实现尽可能宽频带的作用。

用根据本发明构造的消声装置进行的试验证明，不仅在消声装置中或者消声装置的下游侧大大降低了气流与声音相关的交变流，而且对交变流的降低作用还向消声装置上游直至压缩机反作用。为了实现尽可能有效的反作用(Rückwirkung)，所述消声装置应直接或通过足够短的管段连接在压缩机的排出口上或连接在真空泵的排出口上。因此，作为本发明的重要内容要求还保护一种压缩机或一种真空泵，特别是一种按排压原理工作的压缩机或者按排压原理工作的真空泵，例如螺旋压缩机或者螺旋真空泵，所述压缩机或真空泵包括一压缩腔以及一排出口和一连接在所述排出口上的根据本发明的消声装置。

下面说明一个明显的特别之处，即所述消声装置还对压缩机或真空泵的排出口本身中与声音相关的交变流施加强烈的反作用。压缩机或者说压缩机或者真空泵的压缩级直观地被错误地认为是不变的脉冲源，因此这种“反作用效应”一开始似乎是出人意料的。但是脉冲源“压缩级”没有向消声装置的入口施加不变的压力变化信号，而是压缩级由于其排出的运动学特性表现为一种“声速源”(类似的情况包括：移动的壁部或在管中循环运动的活塞等)。因此完全可以通过合适的消声装置对压缩级或者说压缩机或真空泵排出口上的压力变化过程产生有利的影响，即降低其幅值。

根据本发明的另一个方面，要求保护一种用于降低在由压缩机或真空泵，特别是按排压原理工作的例如螺旋压缩机或者螺旋真空泵产生的气流中的脉冲的方法，其中通过入口将气流导入消声装置，并通过出口将气流导出消声装置，在消声装置的内部设有一个分支部，所述分支部包括一个入流通道和两个由所述入流通道分叉的通道段，其中第一通道段设计成用于继续引导的主管道，而第二通道段设计成端侧封闭的分支，所述方法的特征在于以下措施：产生并利用由分支中的反射和/或谐振特性引起的对与声音相关的交变流的反向加载/反作用(Gegenbeaufschlagung)，所述分支以轴向的优选方向平行于入流通道中气流的流动方向布置，以降低气流中的脉冲。这种由反射和/或谐振特性引起的反作用可以附加地通过耗散措施增强，如产生并利用亥姆霍兹谐振器的“喉部区域”(例如对应于上述最好具有孔板形式的盖元件)内的耗散的衰减过程。

在一个优选的实施形式中，还直接在分支中产生的反向加载的附近、特别是其下游引导气流通过一狭窄部位，以产生阻抗阶跃。

此外，最好在这样的部位引导离开分支部的气流流出所述分支部，在这个部位与反射相关地和与谐振相关地消除或降低脉冲，例如在入流横截面的平面附近。

在按本发明的方法的一个可选的实施形式中，还在分支的下游侧引导气流通过一个附加消声装置或者附加的吸声结构，所述附加的吸声结构特别是起吸收式消声装置的作用。

附图说明

下面根据对实施例的说明以及参考附图在其它特征和优点上详细说明本发明。

其中：

图1示意性示出一螺旋压缩机，在其出口上连接有按本发明的消声装置；

图2示出本发明的消声装置的一个实施形式在图3中线II-II上的剖视图；

图3示出按图2的消声装置的俯视图；

图4示出按图2或3的消声装置的透视图；

图5示出消声装置在图2中V-V线上的剖视图；

图6示出按图2至5的消声装置的分解视图；

图7示出作为按图2至6的消声装置的组成部分的盆状基体的透视图；

图8示出按图2至5的消声装置的侧视图；

图9示出本发明的消声装置的另一个实施形式的剖视图。

具体实施方式

图1中示意性示出一螺旋压缩机30，它具有通入一压缩腔29的入口通道32、一压缩腔29、一支承在压缩腔中的压缩螺杆33以及一个排出口31。直接在排出口31上或在一管段34上连接有一按本发明的消声装置11。所述消声装置11设计成使该消声装置不仅对离开消声装置11的气流产生消声作用，而且还这样对输入的气流产生反作用，即，使还在压缩腔29的排出口31中的气流的脉冲明显降低。为此，消声装置11直接连接在排出口31上，或通过一个较短的管或管段34较近地连接在排出口31上。

下面参考附图2至8详细说明按本发明的消声装置11的一个具体的优选实施形式。在图2中首先示出消声装置11沿图3中线II-II的剖视图，以及图3中示出消声装置11的俯视图。所述消声装置11包括一基本上为扁平圆柱形的壳体20，所述壳体由两个可分离的元件组成，即一壳体基体35和一装入所述壳体基体中的盆形基体24。所述扁平圆柱形的壳体20形成两个端面21、22和一个布置在这两个端面之间的壳面23。在基本上圆形的第一端面21上在中央形成一开口形式的用于输入的气流的入口12；垂直于第一端面21内的入口12的开口的长度，在壳体20的壳面23内形成一个限定出口13的开口。出口13原则上可以在壳面13内任意地定向，最好也可以是切向的或“轴线倾斜的”。

在入口12和出口13之间，在用于气流的消声装置11的壳体20中形成一个分支部14，其中所述分支部14由一个入流通道15、一个分支17以及一个继续引导的主管道16限定。在该实施形式中，入流通道15和用于继续引导的主管道在扁平圆柱形的壳体20内设计成非常短的，并继续延伸到相应地邻接的管道中。相反，分支17完全安装在消声装置11的壳体20内，并在这里由所述的盆形基体24形成。在该实施形式中，所述盆形基体24(参见图6)从与第一端面21相对的一侧装入壳体基体35中。

由此，设计成两部分的扁平圆柱形壳体20包括壳体基体35和盆形基体24，所述壳体基体在这里形成壳面23以及第一端面21，而所述基体形成安装在壳体20内部的分支17，并且在该实施形式中同时还以设有肋部49的端板48的形式形成封闭扁平圆柱形壳体20的第二端面22。

还可以有一环绕的密封元件36作用在壳体基体35和盆形基体24之间，以在基本上扁平圆柱形的壳体20的所述两个部件之间实现密封。形成分支17的盆形基体24可以与壳体基体35永久地连接，例如焊接或钎焊；优选是可拆卸的连接，如特别是通过多个螺钉37形成的连接，所述螺钉接合在内螺纹孔38中，所述内螺纹孔在凸缘面39上分布地形成在壳体基体35上。

由盆形基体24形成的分支17在这里优选的设计方案中和壳体20一样同样具有圆柱形的基本形状，并具有一开口40，所述开口这样朝向入口12定向，即来自入流通道15的气流正面地到达开口40或者说分支17。在该实施形式中，分支17或者说盆形基体24由圆柱形的腔壁41限定。在与开口40相对的端部处形成一个封闭面28。在该实施形式中，封闭面28由端板48的内侧形成，从而端板48同时形成壳体20外壁的一部分，以及还形成作为分支17一部分的封闭面28。

最后在腔壁41内部设有盖元件19，它覆盖分支17的横截面，并相对于分支17的开口40朝封闭面28回缩设置，所述盖元件设有多个孔口18(见图3、5和6)。盖元件19特别是可以设计成孔板。

盖元件19通过螺栓46固定在柱形突起42至45上，所述螺栓接合在柱形突起42至45内的内螺纹孔47中。这里第一种柱形突起42至44在腔壁41的内侧上形成。此外中央的柱形突起45与腔壁41隔开地超过封闭面28突出地在中部区域内形成。通过对柱形突起42至45进行不同的加工处理，特别是通过切削方法可以容易地对盖元件19的位置匹配进行调整。

在一可选的设计方案中，在分支17中，最好在盖元件19配设给封闭面28的一侧，可以安装有一吸收性材料包(例如矿物棉包、由金属或陶瓷制成的烧结体、开孔性的泡沫状金属、泡沫状陶瓷等)。

图7中示出盆形基体的透视图。盆形基体包括同时限定壳体20的端面22的端板48，所述端板设有肋部49，以提高抗变形强度。在端板48上一体地形成腔壁41，所述腔壁从侧向限定形成谐振器腔26的分支17。

此外，端板48在其外周边上在朝向腔壁41的一侧还包括一具有孔51的凸缘面50，所述凸缘面50及孔51分别与壳体基体35上的凸缘面39及内螺纹孔38相匹配。图8中还示出组装状态下的消声装置11的侧视图。

盆形基体24优选这样定位在壳体20中，即，其腔壁41尽可能少地阻碍通过继续引导的主管道16、特别是通过出口13的气流的流出。为此尽可能切向或轴向地引导气流在腔壁41上经过，从而不会在相邻接的管道内形成导致驻波的反射面。

特别是如图5所示，为此分支17与限定它的腔壁41同轴地、但同时略微偏心地布置在壳体20的内部，其中在壳体基体35的内壁和腔壁41之间留出的环形空间52具有朝出口13逐渐扩大的横截面。

通过入口12进入消声装置11的气流正面到达分支17，所述分支使与声音相关的交变流有效地衰减。这里使主流动发生转向，并且主流穿过一这里作为环形间隙53在腔壁41的端侧和壳体基体35配设给入口12的内侧之间形成的狭窄部位27，沿朝向出口13的方向流过环形空间52，并接着从消声装置11中流出。环形间隙53基本上位于入流通道15的平面内，在入流通道存在对脉冲与反射相关和与谐振相关的消除和降低作用。因此通过腔壁41的端侧端部、分支17的盖元件19、环形间隙53、入口12以及壳体基体35的内壁的相配的段形成一个部分容积54。通过环形间隙53的流动方向在环形间隙53的整个周向上基本上垂直于入口12内的流动方向。由此根据该实施形式，在环形间隙53内实现90°的流动转向。由环形间隙53限定的狭窄部位27导致对于声音相关的交变流作用的气体流动的阻抗阶跃。

形成谐振腔26的分支17按亥姆霍兹谐振器原理最好调谐到压缩机设备的主排出频率上或者调谐到主排出频率的较低(阶)的谐波上。

图9中示出本发明的消声装置的另一个实施形式的剖视图。该实施形式的特征首先在于，现在，在分支的下游还布置有一个附加消声装置或者附加的吸声结构55，所述附加消声装置或者附加的吸声结构起吸收式消声装置的作用并可进一步改善整个装置的消声特性。在功能上以及结构上，分支17-包括盆形基体24-和基体上设有孔口18的盖元件19设计成与根据图1至8说明的实施形式相对应的，从而下面的说明可以仅限于附加的吸声结构55。

附加的吸声结构55具有一个对中地包围基体24的圆柱形环形空间52，所述环形空间在其中部的区段内通过一个径向向外延伸的扩大部56扩大。气流在第一端侧端部58通过已根据图1至8说明的分支17的狭窄部位27流入所述环形空间52，并且现在通过一个或多个开口引导气流在盆形基体24的腔壁41的外侧上经过，在与第一端侧端部58相对的第二端侧端部59处流向出口13a。附加的吸声结构55由此具有朝向狭窄部位27或本身构成狭窄部位27的第一端侧端部58以及相对的第二端侧端部59，在所述第二端侧端部上沿朝向出口13a的方向引导气流。在第一端侧端部58和第二端侧端部59之间设有上面已经提及的径向扩大部56，所述扩大部在该实施形式中由气流可穿透的覆盖部57覆盖，所述覆盖部起流阻的作用。气流可穿透的覆盖部57例如可以由细网眼的金属线织物、烧结材料或者由其它的多孔或穿孔的材料制成。气流可穿透的覆盖部57和环形空间52的径向扩大部56一起形成一个本身已知的所谓“多孔吸音器”，所述多孔吸音器的声学特性-如本身已知的那样-主要由管的壁厚、其流阻(或者其孔尺寸或孔隙尺寸和孔或孔隙面积比例)以及环形空间52的扩大部56的径向长度确定。

这种多孔吸音器的有效性也是由在后壁(这里是环形空间52内扩大部56的限定壁)上的反射和接下来在气流可穿透的覆盖部57上消除作用的机制、谐振效应、通过气流可穿透的覆盖部57的声学的交变流的耗散性流动损失等得出的。

可选地，环形空间52的扩大部56还可附加地填充有隔音材料，如矿物棉或纤维类的材料等，以影响吸音特性。在另一个可选的实施形式中，环形空间的扩大部56可以完全或部分地填充有其它合适的吸收声音的材料(例如烧结材料、开孔性的泡沫状金属或开孔性陶瓷等)，其中，如果是一种具有足够抗变形性的材料，根据希望的声学调谐，也可以取消气流可穿透的覆盖部57，或者在功能上可通过吸音的填充材料本身来实现。采用在环形空间的扩大部56中没有填充材料、特别是没有纤维状的或开孔性的材料-即在环形空间中覆盖部57覆盖的扩大部的空间是空的-的设计方案的一个重要的优点在于这样的事实，即不会排出材料，特别是由于脉冲的震动导致的纤维或碎块。

在可选地设置这里所述的附加的吸声结构55时，尽管出口13原则上也可以设想成和根据图2至8说明的情况相同，但此时只有可能还设有扩大部56的环形空间52的一部分起吸音消声装置或附加的吸声结构55的作用。因此设置如根据图9说明的改变的出口13a是适宜的，所述出口布置在第二端面22上或相对于入口12布置在第二端面22的后面。为此，按照根据图2至8的实施形式，(第二)端面22可以在环形空间52的区域内设有通孔，从而气流可通过(第二)端面22进入出口13a。可选地，也可以在径向尺寸上缩短所述(第二)端面22，从而气流可以自由地从附加的吸声结构55的第二端侧端部59流入形成出口13a的出口壳体60。所述出口壳体60通过螺栓61与盆形基体24的(第二)端面22固定连接。

一方面可在结构上简单地实现附加的吸声结构55的布置，另一方面，这种布置在声学上特别有效。声学上的有效性可从下面的关系中得出：

消声装置应该具有总体上尽可能小的压力损失。因此必须限制流动速度，即要求具有确定的流动截面。环形空间52-还包括扩大部56-中的流动截面在结构长度相同的前提下，与具有相同流动截面的管相比具有较大的壳面，所述壳面由附加的吸声结构55的气流可穿透的覆盖部57形成。

吸收式消声装置的通道衰减作用-按一次近似-与吸音的周向面积和自由流动截面的商成比例。因为如上所述环形空间52具有与流动截面相比较大的周向面积，从而较好地符合实现附加的吸声结构55有效性的前提。

这里具体说明的优选的消声装置的特点在于一系列对于用在压缩机中有利的特性。首先所述消声装置在非常宽的频带上起作用，并且可在这里常见的从200Hz至10KHz的频率范围内实现对脉冲的良好衰减。传统的具有宽频带作用的消声机构，例如通过在前后顺序布置横截面阶跃变化部(阻抗阶跃)上的反射导致的干涉衰减，或通过耗散式消声装置(例如吸收式或节流式消声装置)的衰减，有时对于应用在压缩机设备中具有非常明显的不利之处。基于阻抗阶跃的干涉式消声装置为了实现好的效果必须具有大的横截面比。这使得由于所需要的尺寸很难在管道中实现。节流式消声装置由于压力损失而不适用。

吸收式消声装置通常要求在λ/4的数量级内的吸声材料的最低层厚，这在上述频率范围的较低范围内导致不可接受的层厚或结构体积。此外还存在这样的危险，即吸声材料(例如矿物棉、多孔结构)会由于脉冲而被破坏并排出。另一个问题是一些吸声材料不具备耐高温的性能。

根据图2至8说明的消声装置克服了上述缺点，其特征在于在相关频率范围内良好的衰减性能。此外，只产生较小的压力差，从而在所述具体建议的实施形式中，在装入压缩机设备时，由于压力差出现的压缩机效率恶化是非常小的。消声装置的所述具体说明的实施形式的特征还在于紧凑的结构形式，从而所述消声装置可节省空间地安装在压缩机设备中，并可以避免使用特别长的管。

另一个方面是，在优选的实施形式中的根据本发明的消声装置设计成可承受压力的，即设计成具有固有的稳固性。具体建议的结构形式由于其外部和内部的轮廓而易于制造成承受压力的壳体(通常可加载至少11bar)。此外，已经证明所述具体建议的结构形式是非常耐热的，从而可以毫无问题地引导具有上至至少250℃温度的气体通过。在一个可选的优选设计方案中，根据本发明的消声装置的特征在于，可完全放弃吸声材料，如矿物棉。

在所述具体实施形式中，对于两件式的壳体可以实现刚度较高的结构形式，从而固有频率非常高，从而基本上不会由于气流的脉冲出现谐振激励。

具体的优选消声装置的紧凑的结构形式允许实现“刚性强的”结构形式，这种结构形式会导致高的固有频率和这样的固有形状，在这种固有形状中，外轮廓相关壁段的弯曲波长()在所述频率下比空气载声的波长小，由此可获得较小的声辐射程度。

在优选的实施形式中，通过组合利用多个消声原理来实现声音衰减，即具体是通过具有附加耗散作用(孔板中的流动损失)的亥姆霍兹谐振器、λ/4管、阻抗消声装置以及在由于与反射相关的和与谐振相关的消除作用而脉冲较小的区域对主流进行分流。

不能非常可靠地确定，在实际试验中显示的所述消声装置的良好有效性只能是由于前述效应产生的。当然，在较宽的范围内，在所述消声装置中主要适用线性声学。在压缩机的出口中，平均排出速度还只相应于声速的百分之几。但考虑到排出过程是非常不均匀的，也不能排除非线性的效应。

因此，所述消声装置的效果的一部分可能不只是由所述的作用机构引起的，而是也可能由于通过具有非常有效的耗散作用的孔板衰减了与声音相关的交变流，即叠加的压力脉冲分量，而主流在孔板之前偏离了脉冲的传播方向分叉，并且还只发生较小的压力损失，这是因为主流不流过孔板。

附图标记表

11        消声装置

12        入口

13、13a   出口

14        分支部

15        入流通道

16        主管道

17        分支

18        孔口

19        盖元件

20        壳体

21        (第一)端面

22        (第二)端面

23        壳面

24        盆形基体

26        谐振器腔

27        狭窄部位

28        封闭面(分支)

29        压缩腔

30        螺旋压缩机

31        排出口(压缩机)

32        入口通道(压缩机)

33        压缩螺纹件

34        管段

35        壳体基体

36        (环绕的)密封元件

37        螺钉(盆形基体)

38        内螺纹孔(壳体基体)

39        凸缘面

40        开口(分支)

41        腔壁

42至45    柱形突起

46        螺钉(盖元件)

47        内螺纹孔(柱形突起)

48        端板(盆形基体)

49        肋部

50        凸缘面

51        孔

52        环形空间

53        环形间隙

54        部分容积

55        附加的吸声结构

56        扩大部

57        气流可穿透的覆盖部

58        (第一)端侧端部

59        (第二)端侧端部

60        出口壳体

61        螺栓

Claims (24)

1.一种设计成用于压缩机或真空泵的消声装置，所述压缩机或真空泵压缩气流，其中所述消声装置具有用于离开压缩机的气流的入口(12)和出口(13)，

在消声装置内设有分支部(14)，所述分支部包括一入流通道(15)和两个由入流通道分叉的通道段(16、17)，

其中第一通道段设计成继续引导的主管道(16)，而第二通道段设计成端侧封闭的分支(17)，

其中，分支(17)具有平行于入流通道(15)内的气流流动方向定向的轴向方向(A)，这样所述气流至少基本上正面地到达所述端侧封闭的分支(17)，

其特征在于，在分支(17)上或内，覆盖分支横截面地布置有设有孔口(18)的盖元件(19)；所述盖元件(19)布置在分支(17)的朝向入流通道(15)的端部上，或者相对于该端部向内偏置地布置，

其中，在横向于入流通道(15)分布的主管道(16)中形成狭窄部位(27)。

2.按权利要求1的消声装置，其特征为：主管道(16)设计或定向成，使气流沿横向于入流通道(15)内的气流的方向从分支部(14)流出。

3.按权利要求1或2的消声装置，其特征为：分支(17)和入流通道(15)相互同轴或至少基本上同轴分布地布置。

4.按权利要求1的消声装置，其特征为：分支(17)可由内壁分成部分容积，所述部分容积分别配设有部分数量的孔口(18)和盖元件(19)的相应局部，并且所述部分容积分别起独立的具有不同的谐振频率的衰减元件的作用。

5.按权利要求4的消声装置，其特征为：分支(17)的部分容积具有位于距离入流通道(15)不同距离处的封闭面(28)，并且至少部分地起用于不同频率的λ/4管的作用。

6.按权利要求1的消声装置，其特征为：可通过盖元件(19)中孔口(18)的布置和/或尺寸和/或形状和/或数量或者通过盖元件(19)的厚度来对消声装置的衰减特性进行精细调节。

7.按权利要求1的消声装置，其特征为：分支(17)形成谐振腔(26)。

8.按权利要求1的消声装置，其特征为：分支(17)至少部分地起亥姆霍兹谐振器的作用。

9.按权利要求1的消声装置，其特征为：分支(17)至少部分地起λ/4管的作用。

10.按权利要求1的消声装置，其特征为：在分支部(14)的内部，在分支(17)的下游还形成至少一个气流经过的狭窄部位(27)。

11.按权利要求1的消声装置，其特征为：横向于入流通道(15)中的气流从分支部(14)中流出的气流在这样的位置离开分支部(14)，在所述位置处存在对气流中的脉冲的、与反射相关或与谐振相关的消除作用或降低作用。

12.按权利要求1的消声装置，其特征为：具有分支部(14)的消声装置(11)包括一个基本上为扁平圆柱形的壳体(20)，所述壳体具有两个端面(21、22)和一个布置在所述端面之间的壳面(23)，其中在第一端面(21)上设有所述入口(12)，而在壳面(23)上设有所述出口(13)。

13.按权利要求1的消声装置，其特征为：分支(17)包括一个盆形基体(24)或者由该盆形基体形成。

14.按权利要求12的消声装置，其特征为：分支(17)包括一个盆形基体(24)或者由该盆形基体形成，并且壳体(20)的第二端面(22)由盆形基体(24)的端板(48)形成。

15.按权利要求1的消声装置，其特征为：所述消声装置(11)在所述分支(17)的下游还包括一个附加消声装置或者一附加的吸声结构(55)，所述附加的吸声结构至少部分地包围所述分支(17)。

16.按权利要求15的消声装置，其特征为：所述附加的吸声结构在形成一环形空间(52)的情况下至少部分地包围所述分支(17)。

17.按权利要求15或16的消声装置，其特征为：所述附加的吸声结构(55)完全包围所述分支(17)。

18.按权利要求16的消声装置，其特征为：所述环形空间(52)具有两个相对的端侧端部(58、59)，其中第一端侧端部(58)限定一入口，而第二端侧端部(59)包括一个或多个开口，以将气流传输到所述出口(13)处。

19.按权利要求16的消声装置，其特征为：所述环形空间(52)包括一个径向的扩大部(56)，所述扩大部由一气流可穿透的覆盖部(57)覆盖。

20.按权利要求15或16的消声装置，其特征为：所述附加消声装置或者附加的吸声结构(55)调谐到与附加的吸声结构(55)上游的消声装置(11)的部件不同的另一个频率上，从而以组合的方式实现特别宽频带的作用。

21.一种压缩机，所述压缩机包括一压缩腔以及一排出口，其特征在于包括一连接在所述排出口上的按权利要求1或2的消声装置。

22.一种真空泵，所述真空泵包括一压缩腔以及一排出口，其特征在于包括一连接在所述排出口上的按权利要求1或2的消声装置。

23.一种用于降低在由压缩机或真空泵产生的气流中的脉冲的方法，

其中通过入口(12)将气流导入消声装置(11)，并通过出口(13)将气流导出消声装置，

在消声装置(11)的内部设有一个分支部(14)，所述分支部包括入流通道(15)和两个由所述入流通道分叉出来的通道段(16、17)，其中第一通道段设计成起继续引导作用的主管道(16)，而第二通道段设计成端侧封闭的分支(17)，其中在分支(17)上或内，覆盖分支横截面地布置有设有孔口(18)的盖元件(19)；所述盖元件(19)布置在分支(17)的朝向入流通道(15)的端部上，或者相对于该端部向内偏置地布置，

其特征在于：产生并利用由分支(17)中的声波反射和/或谐振特性引起的对与声音相关的交变流的反向加载，以降低气流中的脉冲，所述分支(17)以轴向方向(A)平行于入流通道(15)中气流的流动方向布置，

其中直接在分支(17)中产生的反向加载的附近在其下游，引导气流通过一狭窄部位(27)，以产生阻抗阶跃。

24.按权利要求23的方法，其特征为：在分支(17)的下游引导气流通过一个附加消声装置或者附加的吸声结构(55)，其中利用所述附加的吸声结构(55)形成吸收式的衰减作用。

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