DE19920279C2 - Drehkolbengebläseanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbengebläseanlage aus einem Gehäuse, einem Druckschalldämpfer, einem Ansaugschalldämpfer, einer Gebläsestufe und zugehörigem Ansaugfilter sowie mit einem Motor zum Antrieb der Gebläsestufe.

Es sind zahlreiche Lösungen zu stationären Kompressor­ anlagen, insbesondere Drehkolbengebläseanlagen bekannt. Ein hoher Schallschutz bei gleichzeitig ausreichendem Kühlluftwechsel wird üblicherweise durch meist ausgekleidete Kühlluftkanäle gelöst, die teils fest an der Haube oder außerhalb aufgesetzt werden. (z. B. Prospekt "Die innivative und zuverlässige Lösung um die Leistung jeder Art von Druck- und Vakuumsystemen zu verbessern", RKR Verdichtertechnik GmbH, 1996).

Gebläse als sehr hochtourige und damit lärmintensive Maschinen bedürfen besonderer Aufwendungen hinsichtlich primärer und sekundärer Schalldämmaßnahmen.

Es haben sich neben Saug- und Druckschalldämpfern sowie Teilkapselungen Schalldämmhauben über die ganze Anlage durchgesetzt. Aus thermischen Gründen sind die Schalldämmhauben häufig fremdbelüftet (mit Hilfsventilator).

Die Problematik des Kühlluftaustausches setzt der erreichbaren Schallpegelabsenkung durch saug- und druckseitige Öffnungen Grenzen.

Höhere Lärmdämpfungen sind durch Spezialdämmhauben mit größerer Wandstärke, Doppelwandigkeit und teilweise verdichtetem Dämmaterial erreichbar, wobei die Kosten für derartige Aufwendungen überproportional zur akustischen Wirksamkeit ansteigen.

Aus diesen Gründen sind sekundäre Maßnahmen durch optimale Schalldämpferauswahl und Anordnung auf der Saug- und Druckseite der Gebläsestufe lohnende Alternativen.

Für hochtourige Anlagen mit hochfrequenten Geräuschanteilen haben sich Absorbtionsschalldämpfer als günstig erwiesen. Durch häufigen Einsatz der Gebläseanlagen im Regelbetrieb (z. B. durch Frequenzumrichter oder polumschaltbare Motore) mit deutlicher Drebzahlabsenkung und verändertem Frequenzspektrum werden saug- und druckseitig Absorbtionsschalldämfer nicht mehr zwingend erforderlich. Als Alternative gibt es Kammerschalldämpfer (s. Compressor Tech, Mai-Juni 1998, Seite 97), die neben einem bestimmten Volumen und inneren Umlenkungen sowie Auskleidungen auch saugseitig Filter integrieren können.

Diese saugseitige Filteraufgabe und die Pulsationsdämpfung auf der Druckseite führen zwangsläufig zu getrennten Bauformen und anderen Abmessungen.

Erhöhte Ansaugtemperaturen verschlechtern jedoch den Wirkungsgrad der Gebläseanlage, belasten den Antriebsmotor zusätzlich und führen selbstverständlich auch zu höheren Endtemperaturen.

Beim Einsatzfall "Ansaugung aus einer Rohrleitung" bleibt der Saugschalldämpfer im oberen, warmen Haubenbereich- die Ansaugung erfolgt über eine in die Haube eingeführte Saugleitung, die mit dem Saugschalldämpfer elastisch verbunden ist (Hauptmaße Drehkolbengebläse-Agregat, ZM Maschinen und Anlagetechnik GmbH, Ausgabe 13.06.97).

Die unmittelbare Zuordnung des Saugschalldämpfers an die Gebläsestufe läßt eine Plazierung in einen thermisch günstigeren, kalten Haubenbereich nicht zu.

Nach DE 31 11 258 A1 ist eine schallgedämpfte Maschineneinheit (Kompressoranlage) mit einem Gehäuse, in dem ein innengekühlter Antriebsmotor und ein trocken­ laufender Kompressor mit Zusatzeinrichtungen angeordnet sind bekannt. Im Gehäuse sind getrennte Öffnungen für Kompressor- und Motorkühlluft vorhanden. Die Kompressorluft wird über eine stirnseitige Gehäuseöffnung durch einen schallgedämmten Kanal und mindestens 180° Umlenkung geführt und die Motorkühlluft vom Innenlüfter des Motors angesaugt.

Die Kühlluft des Kompressors wird unter 130° Umlenkung richtungsgleich über einen durch den Deckel des Gehäuses reichenden Schalldämpfer abgeführt. Die Schallkapsel besteht aus Grundrahmen und Gehäuse und ist gegenüber der Maschineneinheit körperschallisoliert. Diese Lösung ist relativ aufwendig. Weiterhin kann nur eine ungenügende Schalldämpfung erzielt werden.

Alle bekannten Ausführungen haben den Nachteil, daß Saugschalldämpfer und Druckschalldämpfer konstruktiv unterschiedlich ausgebildet sind, wodurch ein erhöhter konstruktiver und fertigungstechnischer Aufwand bei der Herstellung zu verzeichnen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehkolbengebläseanlage zu entwickeln, die einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist, die thermische Belastung reduziert und eine hervorragende Schallisolierung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst.

Die Drehkolbengebläseanlage besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse, in welchem ein selbsttragender Druckschalldämpfer, ein Ansaugschalldämpfer, eine Gebläsestufe mit zugehörigem Ansaugfilter angeordnet sind sowie mit einem Motor zum Antrieb der Gebläsestufe, wobei Druckschalldämpfer und Ansaugschalldämpfer jeweils einen Lufteintritt und einen Luftaustritt aufweisen.

Erfindungsgemäß sind Druckschalldämpfer und Ansaugschalldämpfer baugleich ausgestaltet. Über dem Druckschalldämpfer ist dabei die Gebläsestufe mit dem Ansaugfilter und über dem Ansaugschalldämpfer der Motor angeordnet. Der Luftaustritt des Ansaugschalldämpfers ist mit dem über der Gebläsestufe angeordnetem Ansaugfilter vorzugsweise über ein Rohr verbunden.

Druckschalldämpfer und Ansaugschalldämpfer weisen einen Mantel auf, in welchem ein von diesem beabstandetes Rohr angeordnet ist, wobei das Rohr auf einer Seite aus dem Mantel ragt oder mit diesem abschließt und im Bereich des Innenraumes des Mantels eine Öffnung aufweist. Zur Bildung dieser Öffnung kann das Rohr auf der anderen Seite hinter dem Ende des Mantels zurücktreten. Im Mantel ist ebenfalls eine Öffnung angeordnet. Die aus dem Mantel herausragende oder mit dem Mantel abschließende Öffnung ist bei der Verwendung als Ansaugschalldämpfer als Lufteintritt und bei der Verwendung als Druckschalldämpfer als Luftaustritt und die im Mantel angeordnete Öffnung bei der Verwendung als Ansaugschalldämpfer als Luftaustritt und bei der Verwendung als Druckschalldämpfer als Lufteintritt ausgebildet.

Druckschalldämpfer und Ansaugschalldämpfer werden vorzugsweise zueinander parallel angeordnet und weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf. Durch die konstruktive Ausbildung von Druckschalldämpfer und Ansaugschalldämpfer wird eine Luftstromumlenkung in der Größenordnung von 180° bis 270° realisiert.

In der sich an den Ansaugschalldämpfer anschließenden ersten Stirnseite des Gehäuses ist ein untenliegender Kühllufteintritt und in der der Gebläsestufe gegenüberliegenden zweiten stirnseitigen Wand ein obenliegender Kühlluftaustritt angeordnet.

Es befindet sich an der ersten stirnseitigen Wand mindestens eine mit schallisolierendem Material ausgekleidete und den Luftstrom mehrfach umlenkende und mit mindestens einem Lufteintritt und einem Luftaustritt versehene erste Luftführungskassette, wobei sich der Luftaustritt der Luftführungskassette gegenüber dem unteren Kühllufteintritt der ersten Seitenwand befindet.

Bedarfsweise kann auch an der zweiten stirnseitigen Wand mindestens eine zweite Luftführungskassette angeordnet sein, wobei sich dabei der Lufteintritt an der Luftführungskassette gegenüber dem oberen Kühlluftaustritt der zweiten Seitenwand befindet.

Die erste und die zweite Luftführungskassette sind vorzugsweise baugleich ausgebildet. Weiterhin können mehrere baugleiche Luftführungskassetten hintereinander angeordnet werden, um die Schallisolierung weiter zu verbessern. Dazu werden die Luftführungskassetten untereinander und mit der jeweiligen Seitenwand lösbar z. B. durch Einhängen oder entsprechende Schnellverschlüsse befestigt.

Das Gehäuse ist ebenfalls mit schallisolierendem Material ausgekleidet.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Drehkolbengebläseanlage geschaffen, die geringen Fertigungs- und Montageaufwand erfordert. Es wird eine Reduzierung der Bauteilvielfalt erreicht und eine thermisch optimale Aufteilung zwischen Kühl- und Förderluft erzielt. Durch die neuartige Luftführung wird die Störanfälligkeit verringert. Die diagonale Kühlluftdurchströmung unterstützt die natürliche Thermik.

Die geringen saug- und druckseitigen Verluste über die Schalldämpfer und das niedrige thermische Niveau der Anlage garantieren einen sehr guten Gesamtwirkungsgrad. Durch beidseitige Anordnung der Luftführungskassetten wird eine kompakte und die Funktionalität betonende Ausführung einer Drehkolbengebläseanlage geschaffen.

Mit der Erfindung wird insgesamt eine schallgedämpfte Drehkolbengebläseanlage konzipiert, die durch Verwendung großzügiger, vorzugsweise bau- und maßgleicher Schalldämpfer auf der Saug- und Druckseite große Lärmdämpfung bei geringen Druckverlusten ermöglicht, technologische und Beschaffungsvorteile mit sich bringt und durch die Anordnung des Saugschalldämpfers kalte Umgebungsluft als Förderluft ansaugen kann sowie selbst durch die Lage im kalten Kühlluftstrom gekühlt wird

Der Einsatz eines Saugfilters unmittelbar an der Gebläsestufe hält jegliche Fremdstoffe fern und ist gleichzeitig für Wartungszwecke schnell zugänglich.

Gleichzeitig können Saug- und Druckschalldämpfer tragende Funktionen für Gebläsestufe, Antriebsmotor und Zubehör übernehmen. Es ist jedoch auch möglich, beide Schalldämpfer unter einem Rahmengestell anzuordnen, welches Motor und Gebläsestufe trägt.

Die Konzeption der Schalldämpfer als Kombination aus Resonator und Absorber führt zu einer breitbandigen Dämpfungscharakteristik. Auskleidungsmaterial und insgesamt 180° bis 270° Umlenkung ermöglichen optimale Schallpegelabsenkungen bei geringen Druckverlusten durch große Querschnitte.

Die saugseitige Filterung ist nicht mehr mit dem Saugschalldämpfer gekoppelt, sondern wird in separater Weise durch einen Filtertopf auf dem Saugstutzen der Gebläsestufe realisiert. Somit werden auch jegliche Fremdstoffe (z. B. auch Auskleidungsmaterial des Schalldämpfers) von der Gebläsestufe ferngehalten.

Der Einsatz des Ansaugschalldämpfers und des Druckschalldämpfers unter Motor und Gebläsestufe gewährleistet einen soliden Unterbau der Anlage, senkt den Gesamtschwerpunkt ab (wichtig für Transport) und führt gleichzeitig zu akzeptablen Höhen hinsichtlich Wartungs- und Servicearbeiten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: Längsschnitt einer Kompressoranlage mit paralleler Anordnung beider Schalldämpfer

Fig. 2: Schnitt A-A gem. Fig. 1

Fig. 3: Schittdarstellung durch den Ansaugschalldämpfer Fig. 4: Ansaugschalldämpfer mit Umlenkblechen in Schnittdarstellung

Fig. 5: Längsschnitt einer Kompressoranlage mit einem Gestell zur Aufnahme von Ansaugschalldämpfer und Druckschalldämpfer

Gemäß Fig. 1 und 2 sind in dem Gehäuse 1 der Drehkolbengebläseanlage ein selbsttragender Druckschall­ dämpfer 2 und ein baugleicher selbsttragender Ansaugschalldämpfer 3. Der Ansaugschalldämpfer 3 trägt den Motor 6 und der Druckschalldämpfer 2 die Gebläsestufe 4 mit dem Filter 5. Vom Ansaugschalldämpfer 3 führt ein Rohr 7 zum Ansaugfilter 5. In der sich an den Ansaugschalldämpfer 3 anschließenden ersten Stirnseite 1.1 des Gehäuses 1 ist ein untenliegender Kühllufteintritt 1.2 und in der der Gebläsestufe 4 gegenüberliegenden zweiten stirnseitigen Wand 1.3 ein obenliegender Kühlluftaustritt 1.4 angeordnet. An der ersten stirnseitigen Wand 1.1 ist eine mit schallisolierendem Material ausgekleidete mit einem Lufteintritt E1 und einem Luftaustritt A1 versehene erste Luftführungskassette 10 angeordnet, wobei sich der Luftaustritt E1 der Luftführungskassette 10 gegenüber dem unteren Kühllufteintritt 1.2 der ersten Seitenwand 1.1 befindet.

An der zweiten stirnseitigen Wand 1.3, die sich hinter der Gebläsestufe 4 befindet, ist ebenfalls eine mit schallisolierendem Material ausgekleidete und den Luftstrom mehrfach umlenkende und mit mindestens einem Lufteintritt L2 und einem Luftaustritt A2 versehene zweite Luftführungskassette 11 angeordnet. Der Lufteintritt der zweiten Luftführungskassette 11 ist gegenüber dem oberen Kühlluftaustritt 1.4 der zweiten Seitenwand 1.3 angeordnet. Die erste und die zweite Luftführungskassette 10, 11 sind baugleich ausgebildet und mit schalldämmendem Material M ausgekleidet. Der Kühlluftstrom ist durch Pfeile gekennzeichnet.

Der Schnitt A-A ist in Fig. 2 dargestellt. Der Druckschalldämpfer befördert die aus der Gebläsestufe 4 strömende Luft über den Durchbruch in seinem Mantel 8 und das Rohr 9 aus dem Gehäuse. Gemäß Fig. 3 weisen Druckschalldämpfer 2 und Ansaugschalldämpfer 3 einen Mantel 8 auf, in welchem ein von dem Mantel 8 beabstandedes beidseitig offenes Rohr 9 angeordnet ist, welches auf einer Seite aus dem Mantel 8 ragt und im Innenbereich des Mantels 8 eine Öffnung 9.1 aufweist und wobei die aus dem Mantel 8 herausragende oder mit dem Mantel 8 abschließende Öffnung 9.2 bei der Verwendung als Ansaugschalldämpfer 3 als Lufteintritt L1 und bei der Verwendung als Druckschalldämpfer 2 als Luftaustritt L2 und die im Mantel 8 angeordnete Öffnung 8.1 bei der Verwendung als Ansaugschalldämpfer 3 als Luftaustritt L2 und bei der Verwendung als Druckschalldämpfer 2 als Lufteintritt L2 dient. Gem. Fig. 4 schließt das Rohr 9 an seiner der Öffnung 9.2 gegenüberliegenden Seite mit dem Mantel 8 ab. Die Öffnung 9.1 im Rohr 9 führt durch dessen Wandung. Zusätzlich können zwischen Mantel 8 und Rohr 9 Umlenkbleche vorgesehen sein.

Eine weitere Ausführungsform einer Drehkolbengebläseanlage ist in Fig. 5 dargestellt. Dabei sind Motor 6 und Gebläsestufe 4 auf einem Gestell 16 gelagert. An der Unterseite des Gestells 16 sind die beiden Schalldämpfer 2 und 3 angebracht.

Claims (14)

1. Drehkolbengebläseanlage, mit einem Gehäuse (1), in welchem ein selbsttragender Druckschalldämpfer (2), ein Ansaugschalldämpfer (3), eine Gebläsestufe (4) mit zugehörigem Ansaugfilter (5) angeordnet sind sowie mit einem Motor (6) zum Antrieb der Gebläsestufe (4), wobei Druckschalldämpfer (2) und Ansaugschalldämpfer (3) jeweils einen Lufteintritt (L1) und einen Luftaustritt (L2) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß Druckschalldämpfer (2) und Ansaugschalldämpfer (3) baugleich ausgestaltet sind und daß über dem Druckschalldämpfer (2) die Gebläsestufe (4) mit dem Ansaugfilter (5) und über dem Ansaugschalldämpfer (3) der Motor (6) angeordnet ist, wobei der Luftaustritt (L2) des Ansaugschalldämpfers (3) mit dem über der Gebläsestufe (4) angeordnetem Ansaugfilter (5) verbunden ist.

2. Drehkolbengebläseanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftaustritt (L2) des Ansaugschalldämpfers (3) mit dem über der Gebläsestufe (4) angeordnetem Ansaugfilter (5) über ein Rohr (7) verbunden ist.

3. Drehkolbengebläseanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ansaugschalldämpfer (3) und Druckschalldämpfer (2) Motor (6) und Gebläsestufe (4) tragen.

4. Drehkolbengebläseanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Ansaugschalldämpfer (3) und Druckschalldämpfer (2) ein Gestell (16) vorgesehen ist, welches Motor (6) und Gebläsestufe (4) trägt.

5. Drehkolbengebläseanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Druckschalldämpfer (2) und Ansaugschalldämpfer (3) einen Mantel (8) aufweisen, in welchem ein von dem Mantel (8) beanstandetes beidseitig offenes Rohr (9) angeordnet ist, wobei das Rohr (9) auf einer Seite aus dem Mantel (8) ragt oder mit diesem abschließt und im Innenbereich des Mantels (8) eine Öffnung aufweist und wobei die aus dem Mantel (8) herausragende oder mit dem Mantel (8) abschließende Öffnung bei der Verwendung als Ansaugschalldämpfer (3) als Lufteintritt (L1) und bei der Verwendung als Druckschalldämpfer (2) als Luftaustritt (L2) und die im Mantel (8) angeordnete Öffnung bei der Verwendung als Ansaugschalldämpfer (3) als Luftaustritt (L2) und bei der Verwendung als Druckschalldämpfer (2) als Lufteintritt (L2) dient.

6. Drehkolbengebläseanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Druckschalldämpfer (3) und Ansaugschalldämpfer (3) parallel zueinander angeordnet sind und das die Strömungsrichtung des Druckschalldämpfers (2) umgekehrt zur Strömungsrichtung des Ansaugschalldämpfers (3) ist.

7. Drehkolbengebläseanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Druckschalldämpfer (3) und Ansaugschalldämpfer (3) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

8. Drehkolbengebläseanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Druckschalldämpfer (3) und Ansaugschalldämpfer (3) eine Luftstromumlenkung in der Größenordnung von 180° bis 270° realisieren.

9. Drehkolbengebläseanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der sich an den Ansaugschalldämpfer (3) anschließenden ersten Stirnseite (1.1) des Gehäuses (1) ein untenliegender Kühllufteintritt (1.2) und in der der Gebläsestufe gegenüberliegenden zweiten stirnseitigen Wand (1.3) ein obenliegender Kühlluftaustritt (1.4) angeordnet ist und daß an der ersten stirnseitigen Wand (1.1) mindestens eine mit schallisolierendem Material ausgekleidete und den Luftstrom mehrfach umlenkende und mit mindestens einem Lufteintritt (E1) und einem Luftaustritt (A1) versehene erste Luftführungskassette (10) angeordnet ist, wobei sich der Luftaustritt (E1) der Luftführungskassette (10) gegenüber dem unteren Kühllufteintritt (1.2) der ersten Seitenwand (1.1) befindet.

10. Drehkolbengebläseanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der zweiten stirnseitigen Wand (1.3), die sich hinter der Gebläsestufe (4) befindet, mindestens eine mit schallisolierendem Material ausgekleidete und den Luftstom mehrfach umlenkende und mit mindestens einem Lufteintritt (L2) und einem Luftaustritt (A2) versehene zweite Luftführungskassette (11) angeordnet ist, wobei sich der Lufteintritt der zweiten Luftführungskassette (11) gegenüber dem oberen Kühlluftaustritt (1.4) der zweiten Seitenwand (1.3) befindet.

11. Drehkolbengebläseanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Luftführungskassette (10, 11) baugleich ausgebildet sind.

12. Drehkolbengebläseanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere baugleiche Luftführungskassetten (10, 11) hintereinander angeordnet werden können.

13. Drehkolbengebläseanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungskassetten (10, 11) untereinander und mit der jeweiligen Seitenwand durch Einhängen oder entsprechende Schnellverschlüsse befestigt werden.

14. Drehkolbengebläseanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) und/oder der Mantel (8)) und/oder das Rohr (9) und/oder die Luftführungskasetten (10, 11) mit schalldämmendem Material (M) ausgekleidet sind.