DE2736047A1 - Geblaesespirale mit einem tondaempfereinsatz - Google Patents

Description

HOFFMANN · 7SITIJE <& PARTNER 27 36 0

PAT E N TAN W ALT E DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1970) · DlPl.-I NG. W.E ITLE · DK. RER. NAT. K. HOFFMANN · DI PL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K.FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MO NCH EN 81 · TElE FON (089) 911087 . TELEX 05-J9il9 (PATHE)

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FÜTÖBER EPÜLETGEPESZETI TERMEKEKET GYARTÖ VALLALAT, Budapest/ Ungarn

Gebläsespirale mit einem Tondämpfereinsatz

Die Erfindung betrifft die Gestaltung der Spirale eines Gebläses, beispielsweise eines Ventilators, mit radialer Durchströmung für die Aufnahme eines in akustischer Hinsicht . äußerst günstigen Einsatzes unterschiedlichen Querschnitts, der für die Absorption des Großteils der während des Betriebes des Radialgebläses notwendxgerwexse auftretenden Geräusche geeignet ist.

Es sind Lösungen bekannt, bei denen das Geräusch des Radialgebläses unter Zuhilfenahme eines, nach dem Saug-

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bzw. Druckstutzen eingesetzten Absorptionsdämpfers vermindert wird, wobei der Raumbedarf des Dämpfers oft eine unlösbare Aufgabe darstellt. Die Dämpfer bedingen die Erhöhung des Widerstandes, die Überwindung dieses Widerstandes bringt eine Erhöhung der Druckzunahme und einen höheren Geräuschpegel des Gebläses mit sich.

Es sind Ventilatoren bekannt, bei denen das Absorptionsmaterial gleicher Dicke in-der Spirale, quasi als eine innere Fütterung angeordnet ist.

Mit einem entlang des Mantels der Spirale eingelegten Absorptionsmaterial wird im Bereich der hohen Schallpegel (über 800 Hz) eine Dämpfung von 8-15 dB, bei tiefen Schallpegeln nur eine Dämpfung von 2-4 dB erreicht. Würde eine Schicht in gleichmäßiger Stärke verwendet, könnte diese Situation verbessert werden. Jedoch würde eine solche Anordnung unbedingt entweder zu einer Einengung der Spirale und damit zu ungünstigen Strömungsverhältnissen oder zu einer bedeutenden Zunahme der Konturdimension der Spirale und der Maschine selbst führen.

Es ist eine bekannte Tatsache, daß die Dämpfung der tiefen Töne (niedrige Frequenz) eine äußerst schwere Aufgabe darstellt. Das Problem wird dadurch erschwert, daß die Spirale der Gebläse mit einer radialen Durchströmung als ein Helmholzresonator mit innerer Erregung funktioniert, dessen Eigenfrequenz

1/2

L A + T. A

^Lsz ^Any ^{+ L}ny ^Asz

21Γ

^Lsz ^Lny ^V

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ίο-

beträgt, wobei

die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls (m/s)

O^,» ^L „ ⁼ die Länge des Saug- bzw. Druckstutzens ^{SZ ny} (m)

A , A = den Querschnitt des Saug- bzw. Druckstutzens sz ny ₀

(πΓ) V = den Rauminhalt der Spirale (m ) bedeuten.

Bei einem Gebläse mittlerer Dimension gestalten sich die Daten wie folgt:

zu einem Durchmesser von 57o mm des Laufrades ergibt sich ein Spiralenrauminhalt von etwa V = 0,35 m , wobei

L_sz = 0,12 m

^Asz - °'^{25 m2} L_ny = 0,12 m

A_ny = 0,13 m³ a = 330 m/s betragen, so ist

■?=» 150 Hz.

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Bei den Oberharmonischen entstehen stehende Wellen, vorausgesetzt, daß die Wellenlänge /\~-C2 1__„, wobei

Iu 3.x

1 die größte lineare Dimension der Spirale darstellt Bei unserem Beispiel

¹max ^{= 1}'^{4 m}' ^so h <C²»⁸ (f^>120 Hz).

Die untere Resonanzfrequenz, wie auch die Oberharmonischen können im Spektrum eines Radialgebläses nachgewiesen werden. Ihre Unabhängigkeit von der Erregungsfrequenz (Betriebszustand, Drehzahl) beweist das Vorhandensein einer Raumresonanz.

Es scheint naheliegend, die bei der Absorption des höheren Schallpegels sich als günstig erweisende Dämpfung gleicher Schichtenstärke auch auf die tieferen Töne zu erstrecken.

Es ist eine konstruktive Gestaltung bekannt, bei der das Gebläsegehäuse oder die Seitenplatte als Tragkonstruktion, in der Abhängigkeit der Umhüllungsdimension viereckig ausgestaltet ist; bei diesen Lösungen ist der zwischen dem Umhüllungsviereck und der Spirale vorhandene Teil nicht ausgenützt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der sowieso zur Verfügung stehende viereckige Umhüllungsraum vollkommen bzw. zweckmäßig mit dem Absorptionsmaterial aufgefüllt wird, da auf diese Weise zwischen der strömungstechnisch ausgelegten Spirale und dem viereckigen Umhüllungsraum innerhalb einer gewissen Strecke eine schallabsorbierende Schicht wesentlich größerer Stärke eingelegt werden kann.

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Dadurch wird die Möglichkeit gegeben den Dämpfungsbereich über 700 Hz bei den Gebläsen, deren schallabsorbierende Umhüllung eine gleichmäßige Stärke aufweist, auch auf den Bereich unter 7oo Hz erstrecken zu können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Dämpfung von bekannten Gabläsen, insbesondere Radialgebläsen insbesondere hinsichtlich der tiefen Tonfrequenzen zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die Merkmale des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 drei unterschiedliche Gehäuse und Geräuschdämpf-Einsatz-Ausbildung, wobei
der wirksame Strömungsquerschnitt im
wesentlichen unverändert bleibt und

Fig. 4, 5 und 6 praktische Ausführungsformen im Schnitt bzw. in perspektivischer Ansicht.

Eine Voraussetzung der Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß das einfassende Viereck der neuen Konstruktion mit dem einfassenden Viereck des mit der schallabsorbierenden Umhüllung gleicher Schichten-

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stärke versehenen Gebläses übereinstimmt (Fig. 1).

Eine weitere Zunahme der Absorptionsschicht wird dadurch erreicht, daß innerhalb des gegebenen einfassenden Vierecks die strömungstechnisch bestimmte Schneckenlinie (der Mantel) derweise verschoben wird, daß die Stärke der Absorptionsschicht - wenn auch zu Lasten der dünneren Schicht - maximal ist (Fig. 2).

Bei Gebläsen, bei denen die geringmäßige Abweichung des Mantels von der Schneckenlinie keinen wesentlichen strömungstechnischen Nachteil mit sich bringt, ermöglicht die Annäherung mit geraden Strecken und ebenen Flächen das Einsetzen von Dämpfungseinlagen von einfachem geometrischem Format (Fig. 3). Diese Lösung weist neben der Verbesserung der akustischen Eigenschaften auch fertigungstechnologische und kostenherabsetzende Vorteile auf.

Das Gebläsegehäuse wird durch Seitenplatten 1.1, diese miteinander verbindende Träger 1.3 und Verkleidungsplatten 1.2 - die in ihrer Gesamtheit die äußere Grenzfläche 1 bilden - begrenzt. Die Festigkeit der genannten konstruktiven Elemente ist für die Aufnahme eines Rotors 5 und eines Antriebsmotors 6 und für die Verankerung 7 des Gebläses 7 ausreichend.

Zwischen den vorangehend definierten äußeren Grenzflächen 1 und den mit dem Luftstrom in einer unmittelbaren Berührung stehenden inneren Flächen 2 ist der schalldämpfende Einsatz 3 unterschiedlichen Querschnitts einaesetzt.

Die in der Richtuna des Luftstromes lieaende innere Seite eines schalldämpfenden Einsatzes 3 (Basalt-, Mine-

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ral- oder Glaswatte, Resonator usw.) ist mit einem Mantel 2.1 vorteilhafterweise eine feste schalldurchlässige Platte (z.B. perforierte Platte) und zwecks Sicherstellung einer glatten Strömungsfläche mit einer Folie 2.2 oder Textilie, z.B. Kunststoff oder Glasfaser, bedeckt. Die Außenseite der Folie 2.2 ist durch eine der Inanspruchnahme entsprechenden Bekleidungsplatte (Metall, Kunststoff usw.) begrenzt.

Um das Übergreifen der Schwingung des Rotors 5 auf die Plattenflächen verhindern zu können, werden Schwingungsdämpfer 4.1, 4.2, 4.3 und 4.4 an den entsprechenden Stellen angebracht.

Die Ausblaserichtungen können durch das vollkommene Verdrehen des Gebläses sichergestellt werden.

Die konstruktive Gestaltung ist bei den einseitigen, wie auch bei den beidseitig saugenden Ventilatoren gleich.

Bei allen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen weicht die Dicke der Geräuschdämpfungseinlage 3 von der Hauptdicke um mehr als + 10 % entlang eines Bogens ab, der sich mehr als ^/]//5 um die Drehachse des Rotors 5 hinzieht.

- Ansprüche -

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Claims (10)

2736ÜA7 Patentansprüche

1. Spiralhäusiges Gebläse mit zentrifugaler Strömung, mit einem von inneren und äußeren Grenzflächen begrenzten schallabsorbierenden Einsatz und einem Gebläserad, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke des schallabsorbierenden Einsatzes (3) entlang eines von der Drehachse des Gebläserades (5) als Mittelpunkt gemessenen Winkels , der größer als fl/^S ist, von der durchschnittlichen Dicke des schallabsorbierenden Einsatzes (3) abweicht und diese Abweichung ± 10% überschreitet.

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Grenzfläche (2), die in einer Schneckenlinie oder annähernd in einer Schneckenlinie verläuft, glatt ausgebildet ist und gegenüber der Strömungsbelastung raum- und maßbeständig ist.

3. Gebläse nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die erwähnte innere Grenzfläche (2) weniger als 90% der anfallenden Schallenger ie innerhalb des Bereiches zwischen 50 und 10.000 Hz reflektiert.

4. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die äußere Grenzfläche (1) des schallabsorbierenden Einsatzes (3) und die innere Grenzfläche (2) durch Trennplattenflächen miteinander verbunden sind.

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5. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß in Radial- und Umfangsrichtung unterschiedliche schallabsorbierende Mittel vorgesehen sind.

6. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß mehr als die Hälfte des zur Verfügung stehenden Raumes mit Luft ausgefüllt ist.

7. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß zur Verhinderung der Ausbreitung der durch den Rotor (5) erregten Schwingungen zwischen den Elementen der äußeren Grenzfläche (1) und der inneren Grenzfläche (2) Schwingungsisolatoren (4) angeordnet sind*

8. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in einem Gehäuse eines parallelepipedischen oder prismatischen Körpers an diesem angrenzend ein Strömungsmantel angeordnet ist und daß zumindest ein Teil des Zwischenraumes zwischen der Außenfläche des Strömungsmantels und der Innenfläche des Gehäuses Geräuschdämpfungsmaterial eingesetzt ist.

9. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der schneckenförmige Strömungsmantel mit dem Umfangsbereich geringeren Abstandes von der Drehachse des Rotors zumindest teilweise an der Gehäusewandung anliegt.

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10. Gebläse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Umfangsbereich geringeren Abstandes von der Drehachse des Rotors an der anlaßseitigen Wand des Gehäuses und der dazu im wesentlichen senkrechten Gehäusewand anliegt.

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