-
-
Geräteschalldämpfer
-
Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer, angeordnet zwischen dem
Ventilator und nach- bzw. vorgeschalteten Bauelementen eines Luftbehandlungsgerätes
bzw. vor oder nach einem angeschlossenen Luftkanal, mit einem umgebenden Gehäuse
mit den Querschnittsabmessungen des Gerätes, das mehrere Kulissen aus schalldämpfendem
Material mit im wesentlichen gleichen gegenseitigen Abständen enthält.
-
Es ist bekannt, in Lüftungssysteme Schalldämpfer einzubauen, die im
allgemeinen aus einem rechteckigen kanalförmigen Gehäuse bestehen, welches längslaufende
Kulissen aus schalldämpfendem Material enthält. Die Luft strömt durch die Spalte
zwischen den Kulissen hindurch, wobei der Luftschall gedämpft wird. Man unterscheidet
zwischen Geräteschalldämpfern, die in Luftbehandlungsgeräten vor und hinter dem
Ventilator angewendet werden,
und Kanalschalldämpfern, die in einem
Luftführungskanal angeordnet sind und dafür sorgen, daß die aus dem Luftführungskanal
in einen Raum austretende Luft möglichst geräuscharm ist Beide Arten von Schalldämpfern
sind nach dem Stand der Technik nach demselben Prinzip aufgebaut und sie werden
generell auch nach denselben Berechnungsmethoden ausgelegt. Für derartige Schalldämpfer
stehen im allgemeinen Kulissen mit einer ganz bestimmten Breite zur Verfügung. Andererseits
muß der Querschnitt des Schalldämpfers dem Querschnitt des betreffenden Gerätes
bzw. Kanals angepaßt sein. Dies bedeutet, daß in einem Kanal, dessen Breite vorgegeben
ist, eine Anzahl von Kulissen eingesetzt wird, deren Breite ebenfalls vorgegeben
ist. Die Kulissen werden in dem betreffenden Kanal so angeordnet, daß die zwischen
ihnen befindlichen Spalte gleiche Breite besitzen und der Abstand der Randkulissen
zur Kanalwand die halbe Spaltbreite hat. Aus Kulissenbreite und Kanalbreite ergibt
sich also zwangsläufig die Spaltbreite. Diese Spaltbreite ist umgekehrt proportional
zur Dämpfung, sollte also so klein wie möglich gehalten werden. Die Länge des Schalldämpfers
wird dann so bemessen, daß am Schaildämpferausgang die gewünschte Dämpfung des Gerätegeräusches
erzielt wird. Zu berücksichtigen ist noch das am Auslaß des Schalldämpfers auftretende
Strömungsrauschen, das sich dem gedämpften Gerätegeräusch überlagert und abhängig
ist von der Strömungsgeschwindigkeit in den Spalten. Bei großer Spaltbreite ist
die Strömungsgeschwindigkeit niedrig, so daß auch das Strömungsrauschen gering ist.
Andererseits benötigt man bei großen Spaltbreiten aber eine große Schalldämpferlänge,
um die gewünschte Geräteschalldämpfung (Einfügungsdämpfung) zu erzielen.
-
Bei vorgegebener Kanalbreite und vorgegebener Breite der zur Verfügung
stehenden Kulissen ergeben sich meist unvorteilhaft große Spaltbreiten, weil die
Summe der Breiten der Kulissen immer nur ein ganzzahliges Vielfaches der Einheitsbreite
der Kulissen sein kann. Beträgt beispielsweise die Kulissenbreite 160mm und können
in einer Kanalbreite von 1000 mm bei Einhaltung einer bestimmten Mindestspaltbreite
von 90 mm vier Kulissen untergebracht werden, so können in einer Kanalbreite von
1200 mm ebenfalls nur vier Kulissen mit einer Stärke von rund 160 mm untergebracht
werden, wobei sich dann zwangsweise die Spaltbreiten auf 140 mm vergrößern (bei
fünf Kulissen würde sich eine Spaltbreite von 80 mm ergeben, die bereits unter der
vorgegebenen Mindestspaltbreite liegt). Wie schon dargelegt wurde, wird durch diese
größeren Spaltbreiten aber die erforderliche Schalldämpferlänge ebenfalls vergrößert,
im vorliegenden Beispiel um 55%. Die Länge des Schalldämpfers ist aber ein sehr
kritisches Maß, denn einerseits steht gerade für Geräteschalldämpfer häufig nur
ein begrenzter Platz zur Verfügung und andererseits werden durch die Schalldämpferlänge
die Kosten maßgeblich beeinflußt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geräteschalldämpfer
der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei vorgegebener Kanalbreite und vorgegebener
Geräteschalldämpfung eine kürzere Baulänge hat als vergleichbare bekannte Schalldämpfer.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mindestens
zwei Kulissen unterschiedliche Breite haben und daß die Breite der schmaleren Kulisse
zwischen 70% und 90% derjenigen der breiteren Kulisse beträgt.
-
Dadurch, daß zur Herstellung von Geräteschalldämpfern mehrere Kulissen
mit unterschiedlichen Breiten bereitgehalten werden, kann eine Anpassung an unterschiedliche
Kanalbreiten bei Einhaltung relativ enger Spaltbreiten erfolgen. Die engen Spaltbreiten
haben höhere Spaltgeschwindigkeiten (Strömungsgeschwindigkeiten der Luft in den
Spalten) zur Folge, jedoch wird gleichzeitig die erforderliche Länge des Schalldämpfers
verringert. Zwar verursachen die höheren Spaltgeschwindigkeiten Strömungsrauschen,
jedoch ist der Pegel des Strömungsrauschens geringer als derjenige des gedämpften
Gerätegeräusches, so daß er für einen Geräteschalldämpfer, dem ja noch ein Luftkanal
nachgeschaltet ist, in Kauf genommen werden kann. Bei Kanalschalldämpfern, die am
Auslaß eines in einen Raum hineinführenden Luftkanals angeordnet sind, wäre eine
derartige Erhöhung des Strömungsrauschens durch Einhaltung relativ enger Spaltbreiten
nicht ohne weiteres akzeptabel.
-
Dadurch, daß die Kulissenbreiten sich in dem angegebenen Maß unterscheiden,
kann mit zwei oder drei Kulissentypen ein großer Bereich möglicher Kanalbreiten
unter Einhaltung der erforderlichen Spaltbreiten bestückt werden.
-
Die Gesamt-Kulissenbreite kann durch Kombination der Kulissentypen
in relativ kleinen Schritten verändert werden. Dadurch werden Überdimensionierungen
der Spaltbreiten vermieden. Die Spaltbreiten können dabei so bemessen werden, daß
am Schalldämpferauslaß ein noch beträchtlicheres Strömungsrauschen auftritt, das
allerdings unter dem Schalleistungspegel des gedämpften Gerätegeräusches bleiben
muß.
-
Vorzugsweise beträgt die Breite der schmaleren Kulisse zwischen 85%
und 90% derjenigen der breiteren Kulisse.
-
Mit derartigen Kulissen ist bereits eine sehr feine Abstufung zur
Erzielung von Mindestspaltbreiten möglich.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Spaltbreite zwischen den Kulissen so bemessen ist, daß die Luftgeschwindigkeit
in den Spalten ca. 10 bis 12 m/s beträgt und damit der Schalleistungspegel des Strömungsrauschens
um weniger als 20 dB, vorzugsweise etwa 10 dB, unter dem Schallleistungspegel des
gedämpften Geräusches des Luftbehandlungsgerätes liegt. Auf diese Weise entsteht
ein kompakter und wirksamer Geräteschalldämpfer, der wenig Platz beansprucht und
mit erheblich geringeren Kosten herstellbar ist als bekannte Geräteschalldämpfer
mit vergleichbarer Dämpfung. Es gelingt, die Länge, und damit auch die Kosten, bis
auf ca. die Hälfte zu reduzieren.
-
Damit die Energiekosten bei Realisierung relativ hoher Spaltgeschwindigkeiten
nicht ansteigen, ist es andererseits wichtig, den spezifischen Druckverlust des
Geräteschalldämpfers möglichst gering zu halten. Der Druckverlust tritt vorwiegend
an den einlaufseitigen Kulissenenden auf, die im Stand der Technik rechteckig gestaltet
sind, Nun könnte man die einlaufseitigen Kulissenenden halbzylindrisch abrunden
oder spitz auslaufen lassen, jedoch würde dies wiederum zu einer Vergrößerung der
Kulissenlänge führen, wodurch sich die Länge des Geräteschalldämpfers insgesamt
wieder vergrößern würde. Nach einer bevorzugten Ausführungsform
der
Erfindung ist nun vorgesehen, daß die die Spalte begrenzenden Ecken der Kulissen
mit einem Radius von ca.
-
25-30 mm abgerundet sind. Es hat sich herausgestellt, daß mit einer
derartigen Abrundung der Ecken etwa das gleiche Ergebnis erzielt wird wie mit einer
halbzylindrischen Abrundung der Stirnseiten der Kulissen, jedoch ohne den Nachteil
einer merklichen Vergrößerung der Baulänge. Die Kulissen haben daher immer noch
eine ebene Stirnfläche und lediglich die Übergänge zwischen der Stirnfläche und
den Seitenflächen sind abgerundet. Derartige Abrundungen bewirken einen trichterförmigen
Einlauf in die Spalte und einen Rückgewinn des Druckverlustes am Auslaß des vorgeschalteten
Ventilators. Außerdem werden die Wirbelbildungen in den Kanälen verringert.
-
Der spezifische Druckverlust des Schalldämpfers sinkt auf die Hälfte,
was andererseits die gewünschte Erhöhung der Spalt Geschwindigkeit ermöglicht.
-
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert.
-
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung von
zwei Geräteschalldämpfern vor bzw. hinter einem Ventilator, Fig. 2 eine perspektivische
Ansicht eines Geräteschalldämpfers, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Geräteschalldämpfer
und
Fig. 4 eine Detaildarstellung des einlaufseitigen Endes eines
Spaltes.
-
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Luftbehandlungsgerät dargestellt.
Die Luft wird durch einen Einlaßkanal 11 von einem Ventilator 10 angesaugt und durch
einen Auslaßkanal 12 weiterbefördert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
vor dem Ventilator 10 ein erster Geräteschalldämpfer 13 und hinter dem Ventilator
10 ein zweiter Geräteschalldämpfer 14 angeordnet.
-
Die Geräteschalldämpfer 13 und 14 haben die gleichen Querschnittsabmessungen
wie die Kanäle 11 bzw. 12 und der Ventilator 10. Sie weisen Flansche 15 auf, über
die sie mit den Kanälen 11, 12 und dem Ventilator 10 verbunden sind. Die Geräteschalldämpfer
13, 14 können auch direkt in das Gehäuse des Ventilators 10 integriert sein.
-
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Geräteschalldämpfers
14. Dieser weist ein Gehäuse 16 nach Art eines rechteckigen Blechkanals auf, an
dessen Enden sich die Flansche 15 befinden. In dem Gehäuse 16 sind längslaufende
parallele Kulissen 17,18 angeordnet. Die Kulissen 17,18 erstrecken sich zwischen
der Bodenwand und der Deckenwand des Gehäuses. Im vorliegenden Fall sind zwei schmalere
Kulissen 17 mit einer Breite von 160 mm und eine breitere Kulisse 18 mit einer Kulisse
von 180 mm vorgesehen. Die Kulissen 17, 18, 17 sind mit gegenseitigen Abständen
angeordnet, so daß zwischen ihnen Spalte 19 gebildet werden, die alle die gleiche
Breite haben; lediglich zur Seitenwand hin besitzt der Spalt die halbe Breite. Die
Kulissen 19 sind durch
Abstandsbügel 20 voneinander bzw. von den
Seitenwänden des Gehäuses 16 getrennt. Diese Abstandsbügel 20 befinden sich am Eintrittsende
und am Austrittsende des Geräteschalldämpfers 14, und zwar jeweils an den oberen
und an den unteren Enden eines jeden Spaltes 19.
-
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Geräteschalldämpfer sind insgesamt
zwei schmalere Kulissen 17 und drei breitere Kulissen 18 vorgesehen, so daß auch
hier Spalte 19 mit engen Abmessungen gebildet werden.
-
Fig. 4 zeigt im vergrößerten Maßstab das anströmseitige Ende eines
Spaltes 19 zwischen zwei Kulissen 17. Die Kulissen 17 haben ebene Stirnseiten 22,
jedoch sind die Kanten 21, an denen die Stirnseiten 22 in die Seitenflächen übergehen,
mit einem Radius r von ca. 25 mm abgerundet. Versuche haben ergeben, daß hierdurch
die Druckverluste des Geräteschalldämpfers erheblich verringert werden können.
-
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind jeweils zwei Kulissen
17, 18 mit unterschiedlichen Breiten vorhanden, die in Abhängigkeit von der lichten
Breite des Kanals 16 so ausgewählt sind, daß sich möglichst schmale Spalte 19 ergeben,
in denen die Luftgeschwindigkeit ca. 10 bis 12 m/s beträgt. Da die Kanalbreite abhängig
ist von den Breiten der angeschlossenen Kanäle bzw. der Breite des Luftbahndlungsgerätes,
kann es erforderlich sein, Kulissen 17, 18 mit unterschiedlichen Breiten zur Verfügung
zu stellen, um für jeden Kanal eine optimale Gesamt-Kulissenbreite zu erhalten.
Die
Gesamt-Kulissenbreite ist die Summe aller Breiten, der in einem
Kanal verwendeten parallelen Kulissen. Die Differenz zwischen der lichten Kanalbreite
und der Gesamt-Kulissenbreite entspricht der Summe aller Spaltbreiten. In der nachfolgenden
Tabelle I sind für vier verschiedene Kulissenbreiten von 140 mm, 160 mm, 180 mm
und 200 mm die möglichen Kombinationen dargestellt. Man erkennt, daß mit diesen
vier Kulissentypen Gesamt-Kulissenbreiten realisierbar sind, die sich in Schritten
von 20 mm unterscheiden. In der Tabelle bezeichnet z ~ do die Gesamt-Kulissenbreite,
wobei do den Mittelwert der Breiten der verwendeten Kulissen und z die Gesamtzahl
der verwendeten Kulissen darstellt. "z200" bzeichnet z.B. die Anzahl der verwendeten
Kulissen mit einer Breite von 200 mm.
-
Wie aus der Tabelle weiterhin zu ersehen ist, kann jede der Gesamt-Kulissenbreiten
mit maximal zwei unterschiedlichen Kulissentypen realisiert werden. Die Breiten
der gleichzeitig verwendeten Kulissen unterscheiden sich - bezogen auf die Breite
der größeren Kulisse - zwischen etwa 10% und 15%. Beispielsweise wird bei einer
Gesamt-Kulissenbreite von 380 mm eine größere Kulisse von 200mm Breite und eine
kleinere Kulisse von 180mm Breite benutzt. Dies bedeutet, daß die kleinere Kulisse
um 10% schmaler ist als die breitere Kulisse.
-
Tabelle I
| Ge.samt- mitt- |
| kulissen lere Kulissenzahl |
| breite Kul.- |
| z. d breie z200 z180 z160 z140 |
| |
| 140 140 1 |
| 160 160 1 1 |
| 130 180 1 1 |
| 200 200 1 1 |
| 280 140 2 2 |
| 300 150 2 1 |
| 320 160 2 2 |
| 340 170 2 1 1 |
| 350 180 2 2 |
| 380 190 2 1 1 |
| 400 200 2 2 |
| 420 140 3 3 |
| 440 147 3 1 2 |
| 460 153 3 2 |
| 480 160 3 3 |
| 500 167 3 1 2 |
| 520 173 3 2 1 |
| 540 180 3 1 3 |
| 560 187 3 1 2 |
| 580 193 3 2 1 |
| 500 200 3 3 |
| 620 155 4- 3 |
| 640 160 4 4 |
| 660 165 4 1 3 |
| 680 170 4 2 2 |
| 700 175 4 3 1 |
| 720 180 4 4 |
| 740 185 4 1 3 |
| 760 190 4 2 2 |
| 780 195 4 3 1 |
| 800 200 4 4 |
| 820 164 5 1 4 |
| 840 168 5 2 3 |
| 860 172 5 3 2 |
| 880 176 5 4 1 |
| 900 180 5 5 |
| 920 184 5 1 4 |
| 940 188 5 2 3 |
| 960 192 5 3 2 |
| 980. 196 5 4 1 |
| 1S00 200 5 5 |
| 1020 170 6 3 3 |
| 1040 173 6 4 2 |
| 1060 177 6 5 1 |
| 1080 180 6 6 |
| 1100 183 6 1 5 |
| 1120 187 6 2 4 |
| 1140 190 6 3 3 |
Fortsetzung Tabelle I
| ~-~-~-- - - |
| Msamt- mitt- |
| Kulissen lerc Kulissenzahl |
| breite Kul. |
| breite |
| z. do d z z200 z180 z1#0 |
| |
| 1160 193 6 4 2 |
| 1180 197 6 5 1 |
| 1200 200 6 6 |
| 1220 174 7 5 2 |
| 1240 177 7 6 |
| 1260 180 7 7 |
| 1280 183 7 1 6 |
| 1300 186 7 2 5 |
| 1320 189 7 3 4 |
| 1340 191 7 4 3 |
| 1360 194 7 5 2 |
| 1380 197 7 6 1 |
| 1400 200 7 7 |
| 1420 177 8 7 |
| 1440 180 8 8 |
| 1460 182 8 1 7 |
| 1480 185 8 2 6 |
| 1500 187 8 3 5 |
| 1520 190 8 4 4 |
| 1540 192 8 5 3 |
| 1560 195 8 u 2 |
| 1580 197 8 7 1 |
| 1600 200 8 8' . |
| 1620 180 9 9 |
| 1640 182 9 1 8 |
| 1660 184 9 2 7 |
| 1680 187 9 3 6 |
| 1700 189 9 4 5 |
| 1720 191 9 5 4 |
| 1740 1931 9 6 3 |
| 1760 196 9 7 2 |
| 1780 198 9 8 1 |
| 1800 200 9 9 |
| 1820 182 10 1 9 |
| 1840 184 10 2 8 |
| 1860 186 10 3 7 |
| 1880 188 10 4 6 |
| 1900 190 10 5 5 |
| 1920 192 10 6 4 |
| 1940 194 10 7 3 |
| 1960 196 10 8 2 |
| 1980 198 10 9 1 |
| 2000 200 10 10 |
| 2020 184 11 2 9 |
| 2040 185 11 3 8 |
| 2060 187 11 4 7 |
| 2080 189 11 5 6 |
| 2100 191 11 6 5 |
- Leerseite-