DE102015117092A1

DE102015117092A1 - Thermoakustische Schutzstruktur für eine rotierende Maschine

Info

Publication number: DE102015117092A1
Application number: DE102015117092.2A
Authority: DE
Inventors: Frederic Billy
Original assignee: GE Energy Products France SNC
Current assignee: GE Energy Products France SNC
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2016-04-21
Also published as: FR3013076B1; FR3013076A1; CH710303A2; US9469256B2; US20150129354A1; CH710303B1; CN105529021A; CN105529021B

Abstract

Die Anmeldung stellt eine thermoakustische Schutzstruktur für eine Rotationsmaschine bereit. Die thermoakustische Schutzstruktur enthält eine obere Wand und eine parallele untere Wand, wobei zwischen diesen wenigstens ein schallabsorbierendes Material eingefügt ist. Die obere Wand und die untere Wand sind mit wenigstens einem Verbindungselement von einer aufgeweiteten Form verbunden. Das Verbindungselement weist im Querschnitt wenigstens einen gekrümmten oder geradlinigen Abschnitt auf, der nicht orthogonal zu den beiden Wänden ist. Eine Länge des Verbindungselementes zwischen der oberen Wand und der unteren Wand ist größer als ein Abstand zwischen der oberen Wand und der unteren Wand. Das Verbindungselement weist ferner im Querschnitt wenigstens eine Ecke auf.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung stellt eine thermoakustische Schutzstruktur für rotierende Maschinen bereit und stellt insbesondere eine Struktur bereit, in der ein absorbierendes akustisches Material darin positioniert ist. Insbesondere betrifft die Erfindung das Gebiet des thermoakustischen Schutzes für rotierende Maschinen und ihre Einrichtungen, wie beispielsweise Gasturbinen und Wechselstromgeneratoren.
HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Der durch rotierende Maschinen und ihre Einrichtungen erzeugte Lärm kann hohe Schallleistungspegel aufweisen, die 130 dB(A) (A-gewichteter Dezibelpegel) bis 160 dB(A) erreichen können und die sich zu benachbarten Einrichtungen ausbreiten können. Zum Beispiel können ein Schutzgehäuse, Lufteinlasskanäle oder Luftauslasskanäle einer Gasturbine die bevorzugten Wege zur Ausbreitung von Schallwellen bilden.
Somit ist eine Reduktion der durch die Einrichtungen abgestrahlten Geräusche durch die Verwendung von Paneelen mit einer geeigneten Struktur möglich. Im Allgemeinen kann die Struktur der Paneele wenigstens zwei Wände, eine äußere Platte und eine innere Platte mit wenigstens einer Schicht eines Akustikdämmmaterials, die zwischen den beiden Platten positioniert ist, und Versteifungs- oder Verbindungselemente zwischen den Paneelen aufweisen, in denen die elastischen Dämpfungsmethoden die Übertragung von Schwingungen durch die Struktur hindurch ableiten können.
Das akustische Phänomen in den Paneelstrukturen kann in drei Typen klassifiziert werden:

– Reflexion: ein Teil der Schallwelle wird zu einem inneren Teil der Einrichtung geschickt.
– Absorption: Ableitung von Energie aus einer Welle in die Wände und in die zwischen den Wänden eingebrachte Materialien (oder Luft).
– Transmission: Emission von Energie durch Schwingung der gesamten Struktur zu der Außenseite der Einrichtung hin.

Wie in der Druckschrift EP 1 657 374 beschrieben, sind Akustikpaneele aus einem Metall hergestellt. Die Paneelkonstruktion basiert auf der Theorie, dass Masse der Hauptfaktor zur Erzielung einer Schallreduktion ist. Dies basiert auf der wichtigen Tatsache, dass das Geräusch umso mehr reduziert werden kann, je mehr die Masse zunimmt. Somit können die akustischen Paneele, die die Metallplatten enthalten, eine Geräuschreduktion durch den Masseeffekt erzielen. Ein poröses Material erzielt ebenfalls eine Reduktion durch den Effekt der Viskosität und Reibung. Dämpfer bauen die Schwingungen und die Schallenergie zwischen der Außen- und der Innenwand ab, da diese Elemente gewöhnlich aus einem elastischen oder flexiblen Material, wie beispielsweise Gummi, bestehen.
Eine Absorption von Schallwellen in einer Paneelstruktur gemäß den Druckschriften EP 2 017 826 und FR 2 356 820 kann mittels Helmholtz-Resonatoren, insbesondere für Anwendungen in einem Lufteinlass in der Nähe eines Gasturbinenverdichters durchgeführt werden. Ferner können, wie in der Druckschrift US 4,084,367 vorgeschlagen, Helmholtz-Resonatoren für die akustische Absorption von Wellenfrequenzen in dem Bereich von 250 und 2000 Hz verwendet werden. In der Druckschrift FR 2 356 820 stellen Resonatorkammern mit verschiedenen Volumina oder Längen die Unterdrückung des Geräusches über einen weiten Bereich von Frequenzen hinweg sicher.
Was die Dämpfung von Schwingungen anbetrifft, schlägt die Druckschrift US 5,907,932 zwei horizontale Verbindungselemente zwischen zwei Blechpaneelen und ein Dämpfungselement zwischen den Verbindungselementen zur Absorption der die Struktur durchquerenden Schwingungen vor. Die Druckschrift US 7,467,687 schlägt die Verwendung von zwei elastischen Elementen auf jede Seite eines Verbindungselementes vor, die an einer Verbindungsstelle zwischen dem Element und jeder Platte positioniert sind. Die schwingungsdämpfenden Elemente sind gewöhnlich aus Gummi oder einem elastischen Material hergestellt. Somit wird die akustische Absorption entweder durch ein Absorptionsmaterial oder durch Resonatoren bewerkstelligt. Eine Reduktion des akustischen Transmissionsphänomens durch die Strukturen wird durch die Schwingungsdämpfer mit gewöhnlich aus einem elastischen Material bestehenden Elementen erzielt.
Die Übertragung und Ausbreitung von Geräusch durch strukturelle Wände, einschließlich durch das dämpfende Material, kann durch Festkörperschwingungen die Anregung von Resonanzmodi der Struktur hervorrufen, was somit eine Geräuschabstrahlung durch die Oberfläche der äußeren Wand hervorruft. Dieses Phänomen kann durch die Vervielfachung von Schwingungsdämpferpunkten in all den Elementen, die die Struktur und die Paneele verbinden, reduziert werden. Diese Vervielfachung neigt dazu, die Anzahl von Elementen der Struktur zu erhöhen, und kann die Montagezeitdauer für die Paneele verlängern.
In der Tat ist es manchmal während Instandhaltungsmaßnahmen erforderlich, den Ausbau und die Wiedermontage der akustischen Struktur rings um die Einrichtung vorzunehmen, ohne dass garantiert ist, dass die resultierenden akustischen Leistungen denjenigen, die ursprünglich geschaffen wurden, entsprechen. Insbesondere können die von Schwingungen befreiten elastischen Dämpferelemente in Folge der hohen Temperaturen und Schwingungsniveaus, die in dem Betrieb der Rotationsmaschinen charakteristisch sind, altern.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Diese Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile zu beseitigen. Insbesondere schlägt die Erfindung eine thermoakustische Schutzstruktur für eine rotierende Maschine vor. Die thermoakustische Schutzstruktur ermöglicht ein Ablösen oder Ergänzen der elastischen Schwingungsdämpfungselemente, um das akustische Transmissionsphänomen zu reduzieren und dabei ein Auslöschen oder eine Reduktion von Schallwellen sicherzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Struktur bereitzustellen, die leicht zu montieren und wirtschaftlich herzustellen ist. Somit zielt die Erfindung auf eine thermoakustische Schutzvorrichtung für die rotierende Maschine ab.
Die Struktur gemäß der Erfindung kann eine obere und eine parallele untere Wand enthalten, zwischen denen wenigstens ein schallabsorbierendes Material eingefügt ist. Die obere und die untere Wand sind mit wenigstens einem Verbindungselement von einer aufgeweiteten Form verbunden. Das Verbindungselement zeigt im Querschnitt wenigstens einen, insbesondere gekrümmten oder geradlinigen Abschnitt, der zu den beiden Wänden nicht orthogonal ist. Eine Länge des Verbindungselementes zwischen der oberen und der unteren Wand ist größer als der Abstand zwischen der oberen Wand und der unteren Wand. Das Verbindungselement zeigt ferner wenigstens eine Ecke in dem Querschnitt.
Somit bedeutet die Geometrie des Verbindungselementes, die eine oder mehrere Abweichungen im Vergleich zu der Normalen zwischen den Wänden aufweist, dass die Querlänge des Verbindungselementes vergrößert ist. Diese Vergrößerung ermöglicht Auslöchungen der passenden Modi bei niedrigen Frequenzen durch eine Vergrößerung der Länge des Verbindungselementes, während dabei eine geringe Systemhöhe des Paneels aufrechterhalten wird. In dieser Geometrie wird die Reduktion der Schallwellen des Verbindungselementes entlang der Breite des Teiles begünstigt. Somit wird das Ausmaß der zwischen 250 Hz und 2000 Hz liegenden Resonanz geringer, was die akustische Übertragung bei diesen Frequenzen reduziert.
Durch eine Ecke im Sinne der Erfindung wird der Begriff so verstanden, dass er den Verbindungsbereich zwischen zwei nicht-parallelen benachbarten Abschnitten bedeuten soll, unabhängig davon ob er gerade oder gekrümmt ist. Das Verbindungselement kann einen oberen Kontaktbereich, der zur Verbindung des Elementes mit der unteren Wand vorgesehen ist, sowie eine Anzahl geradliniger oder gekrümmter Abschnitte enthalten, wobei die benachbarten Abschnitte nicht-parallel verlaufen und an einer Ecke miteinander verbunden sind. Somit ist die Summe der Längen der verschiedenen Abschnitte größer als der Abstand zwischen der oberen Wand und der unteren Wand. Das Verbindungselement kann einen oberen Kontaktbereich und/oder einen unteren Kontaktbereich oder keinen Kontaktbereich an den Enden des Verbindungselementes enthalten. Die geradlinigen Abschnitte können die gleiche Länge oder unterschiedliche Längen aufweisen.
Die Ecken werden vorteilhafterweise durch Falten insbesondere eines Einzelteils erhalten, was die Montageprozedur für die Struktur einfach und kostengünstiger gestaltet. Um den Montageprozess für die Struktur zu vereinfachen, kann das Verbindungselement vorteilhafterweise eine Anzahl geradliniger Optionen enthalten. Der Winkel zwischen der oberen Wand und dem oberen Kontaktbereich kann gleich dem Winkel zwischen der unteren Wand und dem unteren Kontaktbereich sein, mehr oder weniger vier Grad, und der Knickwinkel zwischen der oberen Wand und dem oberen Kontaktbereich und der Winkel zwischen der unteren Wand und dem unteren Kontaktbereich mehr oder weniger 4 Grad.
Die Struktur kann ein Dämpferelement von einer Art eines viskoelastischen Materials enthalten, das zwischen dem oberen Kontaktbereich und der oberen Wand und/oder zwischen dem unteren Kontaktbereich und der unteren Wand eingefügt ist. Die Oberfläche zwischen dem oberen Kontaktbereich und der Ecke der oberen Wand kann zwischen 10 und 20% der oberen Wandfläche betragen und die Oberfläche zwischen dem unteren Kontaktbereich und der Ecke der unteren Wand kann zwischen 10 und 20% der unteren Wandfläche betragen.
In dem Querschnitt ist die Länge des unteren Kontaktbereiches vorzugsweise größer als 10% der Gesamtlänge des Verbindungselementes, und die Länge des oberen Kontaktbereiches ist vorzugsweise größer als 10% der Gesamtlänge des Verbindungselementes. Das schallabsorbierende Material kann Melamin, Steinwolle, Glas, Schaumstoff und/oder Kugeln enthalten. Die Dicke des schallabsorbierenden Materials ist vorteilhafterweise wenigstens gleich 50% des Abstandes zwischen der unteren Wand und der oberen Wand. Die Befestigung des Verbindungselementes an der unteren Wand und/oder an der oberen Wand kann durch Schweißung ausgeführt werden. Die Befestigung des Verbindungselementes an der unteren Wand und/oder an der oberen Wand kann eine lösbare Befestigung sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung zeigen sich deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung, die als ein veranschaulichendes und nicht beschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Konstruktionen angegeben ist, in denen:
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer thermoakustischen Schutzstruktur für die rotierende Maschine gemäß der Erfindung entsprechend einer ersten Ausführungsart.
2 zeigt eine Perspektivansicht des Verbindungselementes nach 1.
3 zeigt eine Querschnittsansicht der thermoakustischen Schutzstruktur für die rotierende Maschine gemäß der Erfindung entsprechend einer zweiten Ausführungsart.
4 zeigt eine Querschnittsansicht einer thermoakustischen Schutzstruktur für die rotierende Maschine gemäß der Erfindung entsprechend einer dritten Ausführungsart.
5 zeigt eine Querschnittsansicht einer thermoakustischen Schutzstruktur für die rotierende Maschine gemäß der Erfindung entsprechend einer vierten Ausführungsart.
6 zeigt eine Perspektivansicht des Verbindungselementes nach 5.
7 zeigt eine schematische Queransicht einer thermoakustischen Schutzstruktur gemäß der Erfindung entsprechend einer fünften Ausführungsart.
8 veranschaulicht eine Draufsicht auf die verschiedenen möglichen Geometrien der thermoakustischen Schutzstruktur.
DETAILLIERTE KURZBESCHREIBUNG
Wie in 1 veranschaulicht, kann eine thermoakustische Struktur für eine rotierende Maschine gemäß der Erfindung wenigstens ein einzelnes Paneel 10 enthalten. Jedes Paneel 10 kann eine obere Wand 1 (die auch als eine Platte der äußeren Struktur oder Einfriedung bezeichnet wird) und eine untere Wand 2 enthalten (die auch als eine innere Platte bezeichnet wird) enthalten, wobei die untere Wand 2 im Allgemeinen ein perforiertes Blech ist. Zwischen der äußeren Platte 1 und der inneren Platte 2 ist eine oder sind mehrere Schichten eines schallabsorbierenden Materials 3, gewöhnlich in wenigstens 50% des zwischen der oberen Wand 1 und der unteren Wand 2 befindlichen Zwischenraums eingefügt. Für jedes Paneel 10 verbindet wenigstens ein einziges Verbindungselement 4 die äußere Platte 1 und die innere Platte 2 miteinander. Als ein Beispiel werden in 1 zwei Verbindungselemente 4 für jedes Paneel 10 verwendet.
In der Struktur gemäß der Erfindung ist das Verbindungselement 4 im Querschnitt nicht vollständig senkrecht zu den Wänden 1, 2 festgelegt (d. h., das Verbindungselement 4 kann wenigstens einen Abschnitt 4a, 4b enthalten, der nicht senkrecht zu den Wänden 1, 2 ausgerichtet ist), in einer derartigen Weise, dass im Querschnitt die Länge des Verbindungselementes zwischen der oberen Wand 1 und der unteren Wand 2 größer sein kann als der Abstand D zwischen der oberen Wand 1 und der unteren Wand 2.
Gemäß der ersten Ausführungsart nach 1 trägt das Verbindungselement 4 eine einzelne Ecke bzw. Kante (oder Abkantung oder Falte) 5, die zwei zueinander nicht ausgerichtete, geradlinige Abschnitte 4a und 4b markiert. Die Ecke 5 kann auf der Längssymmetrieebene des Verbindungselementes 4, jedoch nicht notwendigerweise, angeordnet sein. Die beiden geradlinigen Abschnitte 4a, 4b können somit die gleiche Länge aufweisen.
Wegen der nicht vertikalen Abschnitte 4a, 4b kann die Länge des Verbindungselementes 4 zwischen der oberen Wand 1 und der unteren Wand 2 größer sein als der Abstand D zwischen der oberen Wand 1 und der unteren Wand 2, was eine Reduktion des Phänomens der akustischen Transmission in einem bestimmten Frequenzbereich ermöglicht, während die Systemhöhe begrenzt ist.
Das Verbindungselement 4 kann ferner an seinen Enden einen oberen Kontaktbereich 6a, der zur Verbindung des Verbindungselementes 4 mit der oberen Wand 1 vorgesehen ist, und gegebenenfalls einen unteren Kontaktbereich 6b enthalten, der zur Verbindung des Verbindungselementes mit der unteren Wand 2 vorgesehen ist. Ein Dämpferelement 7 von der Art eines viskoseelastischen Materials oder eines anderen kann zwischen dem oberen Kontaktbereich 6a und der oberen Wand 1 und/oder zwischen dem unteren Kontaktbereich 6b und der unteren Wand 2 (3) eingefügt sein.
Ein spitzer Winkel zwischen dem oberen Abschnitt 4a und der oberen Wand 1 ist α1. Ein spitzer Winkel zwischen dem unteren Abschnitt 4b und der unteren Wand 2 ist α2. α1 kann mit einer Toleranz von vier Grad gleich α2 sein (1). α1 kann sich auch von α2 ± 4° unterscheiden (3). Die äußere Ecke (d. h. der Winkel, der kleiner ist als 180°) zwischen den beiden Abschnitten 4a und 4b ist β1 und kann gleich der Summe aus α1 und α2 sein, ebenfalls mit einer Toleranz von vier Grad. Somit ermöglichen wenigstens zwei Verbindungselemente 4 die Montage einer Struktur mit zwei parallelen Wänden 1, 2. Außerdem repräsentiert jeder Kontaktbereich 6a, 6b wenigstens 10% der gesamten Oberfläche des Verbindungselementes 4. Jeder Kontaktbereich 6a, 6b kann an den Wänden 1, 2 durch Schweißen oder durch eine lösbare Befestigung, möglicherweise mit einem Dämpferelement 4, fixiert sein.
2 veranschaulicht in einer Perspektive das Verbindungselement 4 nach 1.
4 veranschaulicht eine Verallgemeinerung der Ausführungsart gemäß den 1 und 3. Sie zeigt, dass das Verbindungselement 4 mit einem Krümmungsradius an jede Falte 5 und den geradlinigen Abschnitten zwischen den Falten 5 gefaltet sein kann.
Falls die Länge „h” eines geraden Segmentes gegen 0 läuft, wird ein krummliniges Profil vorgefunden (das sich aus Kreisbögen, sinusförmigen Profilen oder einer anderen Formart zusammensetzt), und in diesem Fall kann die gleiche Definition von Winkeln es ermöglichen, eine Parallelität zwischen der oberen Wand und der unteren Wand 2 des Paneels 10 zu erzwingen.
Gemäß einer vierten Ausführungsart, wie sie in 5 veranschaulicht ist, kann jedes Verbindungselement 4 zwei Ecken 5a, 5b, die drei geradlinige Abschnitte 4a, 4b, 4c markieren, enthalten. Die Ecken 5a, 5b sind vorzugsweise von ihrem jeweiligen Kontaktbereich 6a, 6b gleich weit entfernt. Somit weisen die drei Abschnitte 4a, 4b, 4c im Querschnitt eine im Wesentlichen gleiche Länge auf.
Als die erste Ausführungsart kann das Verbindungselement 4 auch an seinen Enden einen oberen Kontaktbereich 6a, der zur Verbindung des Elementes 4 mit der oberen Wand 1 vorgesehen ist, und gegebenenfalls einen unteren Kontaktbereich 6b enthalten, der für die Verbindung des Elementes mit der unteren Wand 2 vorgesehen ist.
6 veranschaulicht in einer Perspektive das Verbindungselement 4 nach 5. Die Struktur der Paneele 10 gemäß der Erfindung kann eine Verallgemeinerung der Form des Verbindungselementes 4 sein, wie es N Längsecken bzw. -kanten und N + 1 geradlinige Abschnitte trägt. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Ecken ist auf dem gesamten Verbindungselement 4 vorzugsweise gleich.
Nach dem Falten sind die Winkel α1, α2 kleiner als 90° und ergeben vorteilhafterweise die folgenden Verhältnisse:

– falls N = 1, βN = a1 + a2 (±4°)
– falls N > 1, β1 = ... = βN = a1 + a2 (±4°)

Diese Winkel können verschieden sein, wobei jedoch die oben angegebenen Verhältnisse eine einfachere Herstellung sicherstellen.
7 veranschaulicht eine Ausführungsart, in der die Winkel der Paneele 10 unterschiedlich sind.
Die in 7 ausgerichteten Winkel sind in der folgenden Weise definiert: γ₁ = β₁ – α₁ γ₂ = β₂ – γ₁ γ₃ = β₃ – γ₂ ... γ_N = β_N – γ_N-1 (1) wobei:

– N die Anzahl der Falten ist,
– a2 = ☐N

Somit ist der Winkel α2 definiert durch:
Die vorherigen Gleichungen (1) verifizieren die Gleichung (2): γ₁ = –α₁ + β₁ i. e. β₁ = α₁ + α₂ γ₂ = β₂ – γ₁ = α₁ – β₁ + β₂ γ₃ = β₃ – γ₂ = –α₁ + β₁ – β₂ + β₃
Zu den Vorteilen der Erfindung gehören eine einfache Implementierung, weil das Falten des Verbindungselementes mit Standardwerkzeugen vorgenommen werden kann. Außerdem ermöglicht das Fehlen eines Dämpfers die Montage und Demontage, während die Anzahl der für jeden Betrieb erforderlichen Teile reduziert ist. Außerdem kann das Befestigen des Verbindungselementes durch Standardverfahren oder durch Schweißen oder durch lösbare Befestigungsmittel, wie z. B. mit Schrauben und Muttern, oder durch Nieten oder Festklemmen oder Verklammern ausgeführt werden. Die Verbindung zwischen dem Verbindungselement 4 und der oberen Wand 1 wird vorzugsweise durch eine lösbare Anordnung hergestellt, wobei die lösbare Befestigung aufgrund des Zwischenraumes, der zwischen dem schallabsorbierenden Material 3 und der oberen Wand 1 hinterlassen wird, möglich ist.
Der Prozess für die Montage einer Struktur gemäß der Erfindung kann die folgenden Schritte enthalten:

– Wenigstens ein Verbindungselement 4 wird auf der Oberfläche einer ersten Wand, z. B. auf der unteren Wand 2, positioniert.
– Anschweißen des Kontaktbereiches 6b des Verbindungselementes 4 an die erste Wand 2.

Füllen des gesamten oder eines Teils des Zwischenraumes zwischen den beiden Wänden 1, 2 mit einer oder mehreren Schichten des absorbierenden Materials 3, z. B. mit Steinwolle oder Glas oder einem anderen Material, zwischen den Verbindungselementen 4 und/oder den Ecken der Platte 2.

– Positionieren der oberen Wand 1 und Befestigen der Verbindungsteile 4 an der Oberfläche der oberen Wand 1 mittels einer lösbaren Anordnung (in einer Ausführungsvariante kann das Positionieren der oberen Wand 1 vor dem Füllen des Zwischenraumes zwischen den zwei Wänden 1, 2 mit dem schallabsorbierenden Material 3 durchgeführt werden).
– Montage der Paneele der Struktur 10, um einen thermoakustischen Schutz zu schaffen, rings um eine rotierende Maschine, wie beispielsweise eine Turbine oder einen Wechselstromgenerator.

Die obere Wand und die untere Wand können zusätzlich Verbindungsmittel enthalten, die in den Figuren nicht dargestellt sind. Außerdem, und um die Montage der thermoakustischen Schutzstruktur um eine rotierende Maschine herum zu erleichtern, können die Wände verschiedene Formen aufweisen, die eine bessere Anpassung an die Geometrie der Maschine ermöglichen. Zum Beispiel können einige Strukturen drei Ecken oder mehr, wie in 8 veranschaulicht, enthalten. Somit kann die Struktur eine dreieckige Form (Ausführungsart a), eine rechteckige (Ausführungsart b), eine fünfeckige (Ausführungsart c) oder eine sechseckige Form (Ausführungsart d) aufweisen. Um das Resonanzphänomen der Struktur zu begrenzen, sind die Verbindungselemente 4 vorzugsweise an wenigstens einer Oberfläche in der Nähe der Ecke der Wände mit wenigstens einer der Kontaktflächen 6a, 6b befestigt.
Die Systemhöhe kann durch Modifikation der Biegewinkel angepasst werden. Die verwendeten Materialien sind auf dem Gebiet von Gasturbinen standardmäßig. Schließlich beträgt die Dicke des Verbindungselementes 4 vorzugsweise zwischen 1 mm (sogar 0,5 mm) und 6 mm.
Es sollte offensichtlich sein, dass das Vorstehende nur bestimmte Ausführungsformen der vorhergehenden Anmeldung und des resultierenden Patentes anbetrifft. Es können verschiedene Veränderungen und Modifikationen durch einen Fachmann auf dem Gebiet hierin vorgenommen werden, ohne dass von dem allgemeinen Rahmen und Umfang der Erfindung abgewichen wird, wie sie durch die folgenden Ansprüche und ihre Äquivalente definiert sind.
Die Anmeldung stellt eine thermoakustische Schutzstruktur für eine Rotationsmaschine bereit. Die thermoakustische Schutzstruktur enthält eine obere Wand und eine parallele untere Wand, wobei zwischen diesen wenigstens ein schallabsorbierendes Material eingefügt ist. Die obere Wand und die untere Wand sind mit wenigstens einem Verbindungselement von einer aufgeweiteten Form verbunden. Das Verbindungselement weist im Querschnitt wenigstens einen gekrümmten oder geradlinigen Abschnitt auf, der nicht orthogonal zu den beiden Wänden ist. Eine Länge des Verbindungselementes zwischen der oberen Wand und der unteren Wand ist größer als ein Abstand zwischen der oberen Wand und der unteren Wand. Das Verbindungselement weist ferner im Querschnitt wenigstens eine Ecke auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1657374 [0005]
EP 2017826 [0006]
FR 2356820 [0006, 0006]
US 4084367 [0006]
US 5907932 [0007]
US 7467687 [0007]

Claims

Thermoakustische Schutzstruktur für eine rotierende Maschine, die aufweist: eine obere Wand und eine parallele untere Wand und wenigstens ein schallabsorbierendes Material dazwischen, wobei die obere Wand und die untere Wand mit wenigstens einem Verbindungselement von einer aufgeweiteten Form verbunden sind, wobei das Verbindungselement im Querschnitt wenigstens einen gekrümmten oder geradlinigen Abschnitt aufweist, der nicht orthogonal zu den Wänden ist, wobei eine Länge des Verbindungselementes zwischen der oberen Wand und der unteren Wand größer ist als ein Abstand zwischen der oberen Wand und der unteren Wand, wobei das Verbindungselement ferner im Querschnitt wenigstens eine Ecke aufweist.
Struktur nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement einen oberen Kontaktbereich, der zur Verbindung des Verbindungselementes mit der oberen Wand vorgesehen ist, und/oder einen unteren Kontaktbereich, der zur Verbindung des Verbindungselementes mit der unteren Wand vorgesehen ist, sowie mehrere geradlinige Abschnitte oder Kurven aufweist, wobei die Abschnitte nicht parallel zueinander verlaufen und an einer Ecke miteinander verbunden sind.
Struktur nach Anspruch 2, wobei das Verbindungselement mehrere geradlinige Abschnitte aufweist und wobei ein Winkel (α1) zwischen der oberen Wand und dem oberen Kontaktbereich gleich einem Winkel (α2) zwischen der unteren Wand und dem unteren Kontaktbereich, mehr oder weniger vier Grad, ist und wobei eine äußere Ecke an jeder Ecke gleich einer Summe aus dem Winkel (α1) zwischen der oberen Wand und dem oberen Kontaktbereich und dem Winkel (α2) zwischen der unteren Wand und dem unteren Kontaktbereich, mehr oder weniger vier Grad, ist.
Struktur nach Anspruch 2, die ferner ein Dämpferelement aus einem viskoelastischen Material aufweist, das zwischen dem oberen Kontaktbereich und der oberen Wand und/oder dem unteren Kontaktbereich und der unteren Wand eingefügt ist.
Struktur nach Anspruch 2, wobei eine Oberfläche zwischen dem oberen Kontaktbereich und der Ecke der oberen Wand zwischen 10 und 20% der oberen Wandoberfläche beträgt und wobei eine Oberfläche zwischen dem unteren Kontaktbereich und der Ecke der unteren Wand zwischen 10 und 20% der unteren Wandoberfläche beträgt.
Struktur nach Anspruch 2, wobei im Querschnitt eine Länge des unteren Kontaktbereiches größer ist als 10% einer Gesamtlänge des Verbindungselementes und wobei eine Länge des oberen Kontaktbereiches größer ist als 10% der Gesamtlänge des Verbindungselementes.
Struktur nach Anspruch 1, wobei die schallabsorbierenden Materialien Melamin, Steinwolle, Glas, Schaumstoff und/oder Kugeln aufweisen.
Struktur nach Anspruch 1, wobei eine Dicke der schallabsorbierenden Materialien wenigstens gleich 50% des Abstandes zwischen der unteren Wand und der oberen Wand ist.
Struktur nach Anspruch 1, wobei eine Befestigung des Verbindungselementes an der unteren Wand und/oder der oberen Wand durch Schweißung ausgeführt ist.
Struktur nach Anspruch 1, wobei eine Befestigung des Verbindungselementes an der unteren Wand und/oder der oberen Wand mittels lösbarer Befestigungsmittel aufgeführt ist.