DE2143639A1 - Luftfördereinrichtung - Google Patents

Description

betreffend
Luftfördereinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftfördereinrichtung für technische Anlagen, z.B. Luftkühler.

Luftkühler werden häufig zu technischen Zwecken unter anderem in Ölraffinerien und chemischen Werken verwendet, um z.B. das Endprodukt eines Destillationsprozesses zu kondensieren. Zu diesem Zweck ordnet man gewöhnlich ein Gebläse oder eine kleine Anzahl von Gebläsen von sehr großen Abmessungen gegenüber einem zu kühlenden Rohrbündel an. In der Regel wird das bzw. jedes Gebläse unter einem waagerechten Rohrbündel so angeordnet, daß seine Achse senkrecht verläuft. Jedes Gebläse kann einen Durchmesser von z.B. 3500 mm haben. Gebläse mit großen Abmessungen werden ferner bei anderen technischen Anlagen, z.B. Belüftungsanlagen, verwendet. Ein Nachteil dieser großen Gebläse besteht darin, daß sie starke Störgeräusche erzeugen. Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Luftfördereinrichtung zu schaffen, die im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen genannten Vorrichtungen Verbesserungen aufweist.

Zur Erfüllung der ihr zugrunde liegenden Aufgabe sieht die Erfindung eine Luftfördereinrichtung für technische Anlagen vor, die eine große Anzahl von kleinen Gebläsen umfaßt,

209811/1245

welche nebeneinander so angeordnet bzw. eingebaut sind, daß sie ein regelmäßiges, eine Ebene ausfüllendes Muster bilden. Zu solchen regelmäßigen Anordnungen, die eine Ebene ausfüllen, gehören gemäß der Erfindung auch Anordnungen, welche dieser Definition nur annähernd entsprechen. Hierbei kann es sich um Anordnungen oder Muster handeln, bei denen kleine Abweichungen von einer regelmäßigen Anordnung bzw. von einer eine Ebene ausfüllenden Anordnung vorhanden sind.

Bei Gebläsen werden störende Geräusche hauptsächlich an den Spitzen der Gebläseschaufeln oder Flügel erzeugt. Bei den bis jetzt bekannten Luftkühlern, d.h. bei den erwähnten Geblä-

) sen mit sehr großen Abmessungen, werden Geräusche erzeugt, deren Frequenzen innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs liegen, wobei ein Maximum bei 60 bis 125 Hz auftritt. Wenn man eine Luftfördereinrichtung nach der Erfindung benutzt, die sich aus einer großen Zahl kleiner Gebläse zusammensetzt, liegen die Frequenzen der die größte Intensität aufweisenden Geräusche im Bereich von 500 bis 1000 Hzj diese Tatsache stellt einen erheblichen Vorteil dar, weil hochfrequenter Schall durch Luft stärker gedämpft wird als niederfrequenter Schall, so daß bei einer gegebenen installierten Gebläseleistung die Geräuschbelästigung für die Umgebung bei einer erfindungsgemäßen luftfördereinriehtung geringer ist als bei den bis jetzt

. bekannten Vorrichtungen. Außerdem läßt sich hochfrequenter Schall im Vergleich zu niederfrequentem Schall auf erheblich wirksamere Weise durch Umlenkflächen oder geneigte Schlitze abschirmen, die in einigem Abstand von der Schallquelle angeordnet sind.

Auf einer Seite der Ebene, in der die Gebläse angeordnet sind, können zwischen den Gebläsen angeordnete senkrechte Wände vorhanden sein, Ferner kann man derartige senkrechte Wände auch auf beiden Seiten dieser Ebene vorsehen. Die senkrechten Wände können untereinander parallel sein, so daß zwischen den Wänden mindestens eine Reihe von Gebläsen vorhanden ist. Weiterhin können die Wände ein Netzwerk bilden, so daß

209811/1245

jede durch, das Netzwerk gebildete Kammer mindestens ein Gebläse enthält.

Die Verwendung solcher senkrechten Wände führt zu mehreren vorteilhaften Wirkungen. Die wichtigste dieser Wirkungen besteht darin, daß die zu fördernde Luft über Schlitze oder Kanäle abgegeben und/oder angesaugt wird, wodurch eine Schalldämpfung erzielt wird.

Bei den bis jetzt gebräuchlichen Luftkühlern mit den erwähnten sehr großen Gebläsen kann der Schall bzw. das Störgeräusch aus der Anlage nahezu ungehindert austreten, da ein großer offener Schallabstrahlungswinkel vorhanden ist, der nahezu zweimal 90° beträgt. Wenn sich dagegen gemäß Äer Erfindung eine Luftfördereinrichtung aus einer großen Zahl kleiner Gebläse zusammensetzt, denen senkrechte Wände zugeordnet sind, ist der Sehallabstrahlungswinkel erheblich kleiner, und diese Tatsache ist als wichtiger Vorteil zu betrachten. Bei einem kleinen Gebläse kann ein erheblicher Teil des erzeugten Geräusches nur zur Außenseite des Gebläses gelangen, nachdem das Geräusch bzw. der Schall Äurch die benachbarten Wände einmal oder mehrmals reflektiert worden ist, so daß sich die Intensität des Schalls verringert. Außerdem können die senkrechten Wände gleichzeitig Verstärkungsrippen bilden. Weiterhin ist es bei Luftkühlern möglich, die erfindungsgemäße Luftfördereinrichtung unmittelbar gegenüber dem bzw. jedem zu kühlenden Rohr so anzuordnen, daß die Oberkanten der senkrechten Wände den Rohren nahe benachbart sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Luftstrom gleichmäßig über das bzw. jedes Rohr verteilt wirdj dies ist teilweise darauf zurückzuführen, daß die Gebläse in Form eines regelmäßigen Musters angeordnet sind. Hierbei können keine "toten" Stellen entstehen, und es wird keine gesonderte Luftkammer benötigt, so daß sich der Wirkungsgrad des Luftkühlers erhöht.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Luftfördereinrichtung machen sich insbesondere dann bemerkbar, wenn jedes Ge-

20981 1 / 1 245

blase mit einem den Gebläseläufer umschließenden Kanal versehen ist, wobei diese Kanäle die erwähnten senkrechten Wände bilden. Der Wert des Verhältnisses zwischen der Länge und dem größten Durchmesser jedes Kanals soll vorzugsweise mindestens 2 betragen. Hierbei beträgt dann der offene Schallabstrahlungswinkel höchstens zweimal 45°. Bei kleinen Gebläsen ist es vom Äonstruktionstechnischen Standpunkt aus durchaus möglich, für das genannte Verhältnis einen höheren Wert zu wählen, waa den Vorteil bietet, daß der SchallabStrahlungswinkel entsprechend kleiner wird. Damit der durch die Luft zu überwindende
Strömungswiderstand nicht zu groß wird, soll jedoch der Wert
des Erwähnten Verhältnisses vorzugsweise nicht höher sein als 5. Der größte Durchmesser jedes Kanals kann im Bereich von 75 bis 750 mm liegen, und er soll vorzugsweise 100 bis 250 mm betragen. Als geeignete Kombination haben sich ein Durchmesser
von 150 mm und eine Länge von 600 mm erwiesen. Ein Luftkühler bekannter Art, dem ein Gebläse mit einem Durchmesser von 3500 mm zugeordnet ist, kann anstelle eines solchen Gebläses gemäß der Erfindung mit 500 Gebläsen ausgerüstet werden, von denen
jedes einen Durchmesser von 150 mm hat.

Die Gebläse lassen sich leichter in Form eines regelmäßigen Musters anordnen, wenn der Querschnitt jedes Kanals
im rechten Winkel zur Mittellinie oder Achse jedes Gebläses
die Form eines Quadrats hat. Jedoch kann der Kanalquerschnitt auch die Form eines regelmäßigen Sechsecks aufweisen.

Jedes Gebläse soll vorzugsweise mit einem Elektromotor zum Antreiben seines Läufers ausgerüstet sein. Bei einer solchen Konstruktion ist sichergestellt, daß man die Förderleistung innerhalb eines großen Bereichs variieren kann, da es
möglich ist, die gewünschte Kühlwirkung dadurch zu wählen,
daß man einen bestimmten Prozentsatz der Gebläse einschaltet. Bei Gebläsen mit einem Durchmesser von 150 mm, von denen jedes einen Elektromotor mit einer Leistung von 10 Watt umfaßt, läßt eich je Flächeneinheit die gleiche Luftdurchsatzleistung, erzielen wie bei einem einzigen Gebläse von großen Abmessungen.

209811/1245

-5- 2U3639

Ein weiterer Vorteil der Verwendung zahlreicher kleiner Gebläse, von denen jedes mit einem eigenen Elektromotor versehen ist, "besteht darin, daß es möglich ist, schadhafte Einzelgebläse schnell und auf einfache Weise auszuwechseln, ohne daß es erforderlich ist, den Luftkühler außer Betrieb zu setzen.

Man kann das durch eine erfindungsgemäße Luftfördereinrichtung erzeugte Geräusch dadurch verringern, daß man die senkrechten Wände mit einem schallschluckenden Werkstoff überzieht oder sie aus einem solchen Werkstoff herstellt. Da das Verhältnis zwischen der Länge und dem Durchmesser bei jedem Kanal oder Schlitz einen hohen Wert hat, kann ein Teil des Schalls, wie schon erwähnt, aus der Einrichtung nur austreten, nachdem der Schall durch die Wände einmal oder mehrmals reflektiert worden ist. Wenn die Wände so ausgebildet sind, daß sie eine schallschluckende Wirkung ausüben, wird vollständig oder im wesentlichen vollständig verhindert, daß die auf die Wände auftreffende Schallenergie zur Außenseite der fördereinrichtung gelangt. Bei kleinen Gebläsen ist es wichtig, daß die Frequenz, bei der das erzeugte Geräusch seine maximale Intensität erreicht, höher ist als bei den bekannten großen Gebläsen. Bei Gebläsen mit einem Läuferdurchmesser von 150 mm liegt dieses Maximum bei 500 bis 1000 Hz, während es bei sehr großen Gebläsen bei 60 bis 125 Hz auftritt. Die Bedeutung dieser förderung ist darauf zurückzuführen, daß das schallschluckende Material bei hohen Frequenzen wirksamer ist als bei niedrigen Frequenzen, so daß bei kleinen Gebläsen verschiedene Faktoren, z.B. ein hoher Wert des Verhältnisses zwischen der Länge und dem Durchmesser der Kanäle oder Schlitze, die Verwendung eines schallschluckenden Werkstoffs und die hohe Frequenz des entstehenden Schalls, so zusammenwirken, daß die Gesamtintensität des Geräusches in einem kleinen Abstand von der Luftfördereinrichtung auf einen sehr niedrigen Pegel herabgesetzt wird.

Wenn man bei rohrförmigen Luftkanälen den schallschluckenden Werkstoff so anbringt, daß jeder einen Gebläseläufer

209811/1245

enthaltende luftkanal die Form eines Venturirohrs erhält, ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daß bei einer gegebenen leistung jedes Gebläseantriebsmotors ein maximaler Luftdurchsatz erzielt wird. Auch in dieser Beziehung bietet ein erfindungsgemäßer Luftkühler einen deutlichen Vorteil im Vergleich zu Luftkühlern bekannter Art. Im Vergleich zur Verwendung eines einzigen sehr großen Gebläses oder einer kleinen Anzahl großer Gebläse mit der gleichen Motorleistung führen gemäß der Erfindung die günstigen Strömungsverhältnisse und das schon erwähnte Fehlen toter Stellen zu einer wirtschaftlicheren Ausnutzung der gesamten installierten Motorleistung.

Der Oberzug der Wände kann eine Schicht aus einem schallschluckenden Werkstoff und eine auf der Innenseite dieser Schicht angeordnete Schicht aus einem den Schall übertragenden Werkstoff umfassen, welch letztere außerdem so geformt ist, daß der Luftkanal die Gestalt eines Venturirohrs aufweist. Die schallschluckenden Werkstoffe weisen Hohlräume auf und sind häufig ziemlich spröde. Es ist leichter, aus einem solchen Werkstoff einen prismatischen oder zylinderischen Überzug herzustellen als einen Überzug mit einer kompliaierteren Querschnittsform. Außerdem ist es vorteilhaft, die spröde Schicht aus dem schallschluckenden Werkstoff mit einem Überzug in Form einer weniger leicht verletzbaren Schicht zu versehen.

Bei einem Kanal mit einem quadratischen oder sechseckigen Querschnitt kann der schallschluckende Werkstoff auf der Außenseite ebenfalls eine quadratische oder sechseckige Form haben, so daß er genau in den zugehörigen Kanal paßt, und gegebenenfalls kann die Innenform des Werkstoffs zylindrisch sein. Der Werkstoff kann ein faseriges Gefüge haben und Gips enthalten. Die den Schall übertragende Schicht kann aus einem harten aufgeschäumten Werkstoff, z.B. Polyuretanschaum, bestehen, der sich leicht verarbeiten läßt.

209811/1245

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 bis 4 zeigen schematisch in Teildarstellungen mehrere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Luftfördereinriehtungen.

Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen Teildarstellung weitere Einzelheiten einer Einrichtung nach der Erfindung.

Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch ein einzelnes kleines Gebläse.

In Fig. 1 erkennt man einen Teil einer erfindungsgemäßen luftfördereinrichtung, die eine große Zahl kleiner Gebläse 1 umfaßt. Im vorliegenden Fall sind diese Gebläse in eine Platte 2 eingebaut, die zu diesem Zweck Öffnungen aufweist, welche ein regelmäßiges Muster bilden. In Fig. 2 ist eine Luftfördereinrichtung dargestellt, die mit parallelen senkrechten Wänden 3 versehen ist, welche auf einer Seite der Platte oder Ebene 2 angeordnet sind. In den weiteren Figuren sind entsprechende Teile jeweils mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Fig. 2 umfaßt außerdem einen Querschnitt längs der Linie A-A*. Bei der Einrichtung nach Fig. 2 begrenzen die senkrechten Wände 3 lange schnale Kanäle, die eine starke Schalldämpfungswirkung hervorrufen. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der senkrechteWände 4 auf beiden Seiten der Platte oder Ebene 2 angeordnet sind. Ferner zeigt Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie B-B*. Gemäß Fig. 3 sind in jedem Schlitz zwischen benachbarten Wänden 4 zwei Reihen von Gebläsen 1 angeordnet. Sie in Fig. 2 und 3 gezeigten Einrichtungen und weitere Abwandlungen derselben können hergestellt werden, indem man von einer Platte ausgeht, in welche die Gebläse eingebaut und an der die senkrechten Wände befestigt werden. Es ist jedoch auch möglich, die gesamte Anordnung aus getrennt hergestellten U-förmigen Baugruppen aufzubauen, von denen jede zwei parallele senkrechte Wände umfaßt,

209811/1245

zwischen denen eine Reihe oder mehrere Reihen von Gebläsen angeordnet sind.

Fig. 4 zeigt einen Teil eines Luftkühlers mit einer Verteiler- bzw. Sammelleitung 5» an die zahlreiche Rohre 6 angeschlossen sind. Das zu kühlende Medium wird durch die "Rohre

6 geleitet. Unter den Rohren ist eine große Zahl von Gebläsen

7 von kleinen Abmessungen angeordnet. Fig. 4 zeigt jedoch nur die Kanäle, die einen quadratischen Querschnitt haben, und bei denen das Verhältnis zwischen der Länge und dem größten Durchmesser etwa den Wert 2 hat.

'Fig. 5 zeigt mehrere rohrförmige Wände in einer perspektivischen Schnittdarstellung. In diesem Fall sind die rohrförmigen Wände aus flachen Stücken 8 aus einem schallschluckenden Werkstoff aufgebaut, die von einem den Schall leitenden Werkstoff 9 umgeben sind. Der schallschluckende Werkstoff hat ein faseriges Gefüge, während es sich bei dem den Schall übertragenden Werkstoff um einen starren Schaum handelt. Der Werkstoff 9 ist so geformt, daß jeder Kanal ein Venturirohr bildet.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Kanal wiederum aus einem schallschluckenden Werkstoff 10 aufgebaut ist, der auf seiner Innenseite mit einem den Schall übertragenden Werkstoff 11 bedeckt ist. Der Luftkanal 12 hat die Form eines Venturirohrs. Der Gebläseläufer umfaßt eine Nabe 13t die mit zwei Kränzen von Schaufeln oder Flügeln 14 und versehen ist. Wenn man gemäß Fig. 6 zwei Sätze von Schaufeln hintereinanderschaltet, läßt sich im Vergleich zur Verwendung nur eines Schaufelkranzes ein höherer Druckabfall des Luftstroms überwinden. Ferner sind ortsfeste Leitschaufeln 16 vorgesehen, welche die Luft zwingen, zwischen den beiden Schaufelkränzen 14 und 15 in der gewünschten Richtung zu strömen. Ferner erkennt man in Fig. 6 einen nur schematisch angedeuteten Elektromotor 17 zum Antreiben des Gebläses sowie die Zuleitungen 18 des Motors.

Patentansprüche t

209811/1245

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Luftfördereinrichtung für eine technische Anlage, z.B. einen Luftkühler, gekennzeichnet durch eine große Zahl von kleinen Gebläsen (1; 7), die nebeneinander so eingebaut sind, daß sie ein eine Ebene (2) ausfüllendes regelmäßiges Muster bilden.
2. 2. Luftfördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens auf einer Seite der Ebene (2), in der die Gebläse (1) angeordnet sind, zwischen den Gebläsen senkrecht zu der Ebene verlaufende Wände (3J 4) vorhanden sind.
3. 3. Luftfördereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die senkrechten Wände (3; 4) parallel zueinander und so angeordnet sind, daß zwischen benachbarten Wänden jeweils mindestens eine Reihe von Gebläsen (1) vorhanden ist.
4. 4. Luftfördereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die senkrechten Wände ein Netzwerk bilden und so angeordnet sind, daß in jeder durch das Netzwerk gebildeten Kammer mindestens ein Gebläse vorhanden ist.
5. 5. Luftfördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß jedem Gebläse ein den Gebläseläufer (13) umschließender Kanal (12) zugeordnet ist, und daß diese Kanäle die senkrechten Wände bilden.
6. 6. Luftfordereinrichtung nach Anspruoh 5» dadurch g e kennzeichnet , daß das Verhältnis zwischen der Länge und dem größten Durchmesser jedes Kanals mindestens den Wert 2 hat, und daß der Wert dieses Verhältnisses nicht größer als 5 ist.

   209811/1245
7. 7· Luftfördereinrichtung nach Anspruch. 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der größte Durchmesser jedes Kanals im Bereich von 75 his 750 mm und insbesondere im Bereich von 100 bis 250 mm liegt.
8. 8. Luftfördereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 71 dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt jedes Kanals im rechten Winkel zu seiner Mittellinie die Form eines Quadrats hat.
9. 9. Luftfördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Gebläse mit einem Elektromotor (17) zum Antreiben des Gebläseläufers (13) ausgerüstet ist.
10. 10. luftfördereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die senkrechten Wände mit einem schalldämpfenden Werkstoff (8j 10) überzogen sind oder aus einem solchen Werkstoff bestehen·
11. 11· Luftfördereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Luftkanäle rohrförmig und mit einem schallschluckenden Werkstoff derart ausgekleidet sind, daß der den Sebläseläufer enthaltende Luftkanal die Form eines Venturirohrs hat.
12. 12. Luftfördereinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß sich der Oberzug der Wand jedes Luftkanals aus einer Schicht (8; 10) aus einem schallschluckenden Werkstoff und einer auf der Innenseite dieser Schicht angeordneten Schicht (9; 11) aus einem den Schall Übertragenden Werkstoff zusammensetzt.

    20981 1/1245

    Leerseite