DE3545212C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen bogenförmigen Absorptions-Schalldämpfer für die Anordnung an der Saugseite von Ventilatoren mit hoher Druck- und Schalleistung, welcher im Anschluß an einen bogenförmigen Luftdurchlaßteil einen geraden Luftdurchlaßteil aufweist.

Die Anwendung von bogenförmigen und geraden Absorptions-Schall­ dämpfern zur Dämpfung der von Ventilatoren hervorgerufenen Geräusche ist bekannt. Gegenüber den geraden Absorptions-Schalldämpfern haben die bogenförmigen Absorptions-Schalldämpfer dabei den Vorteil, daß sie weniger Grundfläche in Anspruch nehmen und zudem wirkungs­ voller dämpfen.

In der US-PS 31 25 286 ist ein geräuscharmes Ventilator-System für Lüftungszwecke beschrieben, bei welchem ein Axial-Ventilator in einem gemeinschaftlichen Gehäuse zwischen zwei Absorptions- Schalldämpfern angeordnet ist. Diese Schalldämpfer befinden sich je nach Betriebsweise des Ventilators an dessen Saugseite oder Druckseite. In Strömungsrichtung gesehen hat der saugseitige Schalldämpfer zunächst einen gebogenen Luftdurchlaßteil und im Anschluß daran einen geraden Luftdurchlaßteil, während der druck­ seitige Schalldämpfer zuerst einen geraden Luftdurchlaßteil und danach einen sich an diesen anschließenden bogenförmigen Luftdurch­ laßteil besitzt. Irgendwelche Mittel zur Volumenstromregelung sind bei dem in Frage stehenden Ventilator-System jedoch nicht vorgesehen.

Aufgrund der DE-OS 25 29 766 ist weiterhin eine Vorrichtung zur Dämpfung von Gebläsegeräuschen, insbesondere für luftgekühlte Motoren, bekannt. Zur Geräuschdämpfung dient dabei ein an der Eintrittsseite des Gebläses angeordneter geformter Kanal, dessen Innenwand mit einer Absorptionsmasse versehen ist. Ferner sieht hierzu eine Ausführungsform der Vorrichtung vor, daß innerhalb des geformten Kanals ein von der angesaugten Luft umströmtes, mit einer Absorptionsmasse gefülltes Absorptionsglied angeordnet ist. Irgendwelche Mittel zur Volumenstromregelung sind bei dieser Vorrichtung jedoch auch nicht vorgesehen.

In der Lüftungs- und Klimatechnik sind allerdings verschiedenartige Geräte für die Regelung des Volumenstroms bereits bekannt. So ist in dem Buch von Recknagel und Sprenger "Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik", 60. Jahrgang, Verlag R. Oldenbourg, 1979, Seite 986, ein zum Einbau in eine Rohrleitung vorgesehener Volumenstrom­ regler mit einem Verdrängungskörper für konstanten Volumenstrom dargestellt und beschrieben. Bei diesem Volumenstromregler ist der Verdrängungskörper innerhalb eines mit Schallschluckstoffen ausgekleideten Stahlblechgehäuses längsverschieblich angeordnet. Ferner erfolgt bei diesem bei steigendem Druck des zu regelnden Luftstromes zur Herbeiführung des gewünschten konstanten Volumen­ stroms entgegen der Wirkung einer Feder eine Bewegung des Verdrän­ gungskörper in eine Stellung, welche eine Verengung des Luftdurch­ gangsquerschnittes innerhalb des Stahlblechgehäuses und damit eine Drosselung der von diesem durchgelassenen Luftmenge bewirkt.

Saugseitig angeordnete Volumenstromregelungen von Radialventilatoren erfolgen in aller Regel entweder mittels Drallreglern, die un­ mittelbar am Ventilatoreintritt angeordnet sind, oder mittels einfacher Drosselklappen oder Drosselschieber, die sich in aus­ reichendem Abstand von dem Ventilatoreintritt in der zu diesem führenden Rohrleitung befinden.

Bei Radialventilatoren mit kleinem Verhältnis des Eintrittsdurch­ messers zum Außendurchmesser ihres Laufrades, z. B. Hochdruck-Venti­ latoren, kommen Drallregler aus regeltechnischen und konstruktiven Erwägungen sowie Kostengründen kaum zur Anwendung. Werden Venti­ latoren dieser Bauarten wegen ihrer hohen Druck- und Geräuscher­ zeugung saugseitig mit Schalldämpfern ausgerüstet, so befindet sich das notwendige Regel- oder Drosselorgan (Drosselklappe oder Drosselschieber) in dem vor dem Schalldämpfer befindlichen Rohr­ leitungsteil.

Die Anwendung derart angeordneter Regel- oder Drosselorgane bei solchen Ventilatoren führt zu einer zusätzlichen Geräuschentwicklung infolge von Strömungsablösungen und Schwingungserregungen an Drosselteilen oder in Rohrleitungen, welche die für die Ventilatoren vorgesehenen Schallschutzmaßnahmen ganz oder teilweise aufheben. Mit den in bekannter Weise angeordneten sowie ausgebildeten Regel- und Drosselorganen ist daher eine geräuscharme Volumenstromregelung von Ventilatoren der in Frage stehenden Art nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Ventilatoren mit hoher Druck- und Schalleistung, an deren Saugseite ein bogenförmiger Absorptions-Schalldämpfer angeordnet ist, eine stabile und zugleich geräuscharme Volumenstromregelung zu ermöglichen.

Der Grundgedanke zur Lösung dieser Aufgabe besteht darin, die Mittel für die Volumenstromregelung mit dem saugseitigen Absorptions- Schalldämpfer der Ventilatoren zu kombinieren und hierzu in diesen zu integrieren.

Um dies zu bewerkstelligen, ist erfindungsgemäß bei einem bogen­ förmigen Absorptions-Schalldämpfer der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der gerade Luftdurchlaßteil einen abnehmenden Luftdurchlaßquerschnitt hat und daß ein kegel-, pyramiden- oder keilförmiger Drosselkörper mit seinem spitzen Abströmende zentrisch sowie längsverstellbar in den geraden Luftdurchlaßteil heineinragend angeordnet ist.

Bei dem neuen Absorptions-Schalldämpfer bewirkt der in diesem angeordnete Drosselkörper je nach seiner Stellung einen mehr oder weniger großen Luftdurchtritt zwischen seiner Außenfläche und der Innenfläche des ihn umgebenden geraden Luftdurchlaßteils und damit die gewünschte Volumenstromregelung. Geräusche, die dabei infolge von Strömungsablösungen an dem Drosselkörper sowie von Schwingungserregungen des Drosselkörpers und der zu seiner längsverstellbaren Anordnung dienenden Mittel auftreten, werden durch die Anordnung des Drosselkörpers innerhalb des Absorp­ tions-Schalldämpfers von diesem in wirksamer Weise gedämpft.

Zwecks Erzielung einer besonders guten Schalldämpfung bei der Volumenstromregelung sowie optimaler Strömungsverhältnisse für die Volumenregelung und die Wirkungsweise der Ventilatoren sieht die Erfindung bei dem neuen Absorptions-Schalldämpfer weiter­ hin die Merkmale der Ansprüche 2 bis 5 vor.

Im übrigen werden durch den neuen Absorptions-Schalldämpfer bei entsprechender Ausbildung gleichzeitig mehrere weitere vorteilhafte Wirkungen erzielt.

So stellt der Absorptions-Schalldämpfer bei schallabsorbierender sowie entsprechend langer Ausbildung des Drosselkörpers zusammen mit dem ihn umgebenden Luftdurchlaßteil, vor allem wenn dieses aus gelochtem Blech mit einer Hinterfüllung von schallschluckendem Material besteht, einen wirksamen Rohr- oder Kanal-Schalldämpfer mit verschiebbarem Kern dar, der besonders bei starker Drosselung durch die dann abnehmende Spaltbreite für den Luftdurchtritt noch wirksamer wird. Von diesem werden je nach der Länge des Drosselkörpers Geräusche mit tiefliegenden Frequenzen besonders gut gedämpft. Weist der Drosselkörper kegelförmige Gestalt auf, so verhindert seine zentrale, den Saugquerschnitt des Ventilators verdeckende Anordnung weiterhin den Durchgang von Schallwellen hoher Frequenzen von dem Ventilator in den vor dem Schalldämpfer befindlichen Teil der Saugleitung.

Bei entsprechender Ausbildung des Drosselkörpers an seiner Anström­ seite und des Eintrittsendes des geraden Luftdurchlaßteils können bei dem Absorptions-Schalldämpfer weiterhin eine verlustarme Beschleunigung der aus dem bogenförmigen Luftdurchlaßteil aus­ tretenden Krümmerströmung erreicht und damit Ablösungen nach oder innerhalb dieser Strömung unterbunden oder frühzeitig beruhigt werden, wodurch sich sowohl strömungstechnisch als auch akustisch günstige Bedingungen ergeben.

Weist der Absorptions-Schalldämpfer einen kegelförmigen Drossel­ körper auf und wird der gerade Luftdurchlaßteil, in welchen er hineinragt, von einem konischen Rohr gebildet, so ist der geöffnete Spaltquerschnitt zwischen dem konischen Rohr und dem kegelförmigen Drosselkörper bei allen Drosselkörperstellungen kreisringförmig. Infolgedessen wird dann auch - ausreichende Ausbildung und Länge der Abströmung bis zum Ventilatoreintritt vorausgesetzt - die Ausbildung eines Vordralls bei unter- oder übernormaler Fördermenge nicht behindert. Dadurch bleiben dann die Ventilatorkennlinien und ein stabiles Betriebsverhalten des Ventilators in weitem Regelbereich erhalten.

Wird in Abwandlung der vorgenannten Ausbildung anstelle eines kegelförmigen Drosselkörpers ein solcher verwendet, der die Form einer abgestumpften Pyramide mit quadratischem Grundquerschnitt aufweist oder keilförmig gestaltet ist, und weist der den Drossel­ körper umgebende Luftdurchlaßteil entsprechende Gestaltung auf, so ist zwar der in dem vorausgehenden Absatz genannte Vorteil nicht erreichbar, jedoch ergeben sich dann infolge der dabei auftretenden Strömungsverhältnisse bei entsprechender Dimensionierung noch bessere Wirkungen hinsichtlich der Schalldämpfung. Die Schall­ dämpfungswirkung ist dann nämlich derjenigen von Schallabsorptions- Keilen in sogenannten "schalltoten Räumen" ähnlich.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Absorptions-Schalldämpfers beispielsweise ver­ anschaulicht, und zwar zeigt:

Fig. 1 einen Schalldämpfer mit einem Drosselkörper, einem bogenförmigen Luftdurchlaßteil und einem geraden Luftdurchlaßteil, welche runden Querschnitt aufweisen, im Längsschnitt,

Fig. 1a den gleichen Schalldämpfer im Querschnitt nach Linie I-I der Fig. 1,

Fig. 2 einen Schalldämpfer mit einem Drosselkörper, einem bogenförmigen Luftdurchlaßteil und einem geraden Luftdurchlaßteil, welche rechteckigen Querschnitt aufweisen, im Längsschnitt,

Fig. 2a den gleichen Schalldämpfer im Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 2.

Die in den Zeichnungen dargestellten Schalldämpfer dienen zur saugseitigen Anordnung an einem Ventilator, dessen Gehäuse vorzugs­ weise auch schalldämpfende Ausbildung besitzt. Durch die Pfeile E und A sind der Lufteintritt aus der Saugleitung in die Schalldämpfer sowie der Luftaustritt aus diesen in den Ventilator angedeutet.

Der in den Fig. 1 und 1a dargestellte Schalldämpfer weist ein luftdichtes Stahlblechgehäuse 1 auf. Für den Luftdurchlaß sind in diesem Gehäuse 1 ein Rohrbogen 2 sowie im Anschluß an diesen ein Konusrohr 3 angeordnet. Zur Verbindung des Konusrohrs 3 mit dem Rohrbogen 2 ist das Konusrohr an seinem Eintrittsende mit einem düsenförmig gestalteten Formstück 4 versehen.

Der Rohrbogen 2 und das Konusrohr 3 bestehen aus gelochtem Stahl­ blech. An der Verbindungsstelle zwischen dem Rohrbogen 2 und dem Formstück 4 des Konusrohrs 3 ist das Innere des Gehäuses 1 durch eine Zwischenwand 5 als Luft- und Schallsperre in zwei getrennte Hohlräume 6, 7 unterteilt. Diese Hohlräume 6, 7 sind mit schallschluckendem Material gefüllt, was in den Zeichnungsfiguren durch Schraffierungen ange­ deutet ist. Zwecks Bildung eines Rieselschutzes weisen der Rohr­ bogen 2 und das Konusrohr 3 dem schallschluckenden Material gegen­ über eine entsprechende, beispielsweise aus Glasvlies bestehende Abdeckung auf, welche jedoch nicht dargestellt ist.

Im Inneren des Schalldämpfers ist ein kegelförmiger Drosselkörper 8 angeordnet, dessen Mantel ebenfalls aus gelochtem Stahlblech hergestellt und mit Mineralwolle hinterfüttert ist, was auch durch entsprechende Schraffierung veranschaulicht ist. Die Anordnung des Drossel­ körpers 8 ist derart, daß dieser mit seinem spitzen Abströmende von dem Austrittsende des Rohrbogens 2 zentrisch sowie längsver­ stellbar in den sich an das Eintrittsende des Konusrohrs 3 an­ schließenden konischen Teil 3 a desselben hineinragt. Infolge entsprechender Gestaltung des Drosselkörpers 8 befindet sich dessen Umfangsfläche mit der Innenfläche des konischen Teils 3 a des Konusrohrs 3 in paralleler Lage. An seinem breiten Anströmende ist der Drosselkörper 8 mit einer kugelkalottenförmigen Kappe 9 versehen.

Zur Befestigung und Längsverstellung des Drosselkörpers 8 dient eine Spindel 10, welche sich von dem rohrbogenseitigen Teil des Gehäuses 1 koaxial in das Konusrohr 3 und dabei axial durch den Drosselkörper 8 erstreckt und hierzu mittels Lagerteilen 11, 12 entsprechend gelagert ist. An dem Anströmende des Drosselkörpers 8 ist dieser mit einer Gewindemutter 13 versehen, die mit der Gewinde­ spindel 10 in Eingriff steht. Ferner weist der Drosselkörper 8 an dem Umfang seiner Kappe 9 befestigte Führungsteile 14 auf, welche gegen die Innenfläche des austrittsseitigen Rohrbogenendes anliegen und zu einer geradlinigen Bewegung des Drosselkörpers 8 bei Längsverstellung desselben dienen. Um Längsverstellungen des Drosselkörpers 8 zu bewirken, ist die Gewindespindel 10 an ihrem sich durch die Gehäusewandung erstreckenden Ende mit einem Handrad 15 versehen.

Infolgedessen ist es möglich, durch entsprechende Betätigung des Handrads 15 den Drosselkörper 8 zur Volumenstromregelung wahlweise in Richtung des weiteren oder des engeren Endes des konischen Teils 3 a des Konusrohrs 3 hin zu bewegen. Im ersten Falle findet eine Öffnung und im zweiten Falle eine Drosselung des Durchtrittsquerschnitts zwischen dem Umfang des Drosselkörpers 8 und der Innenfläche des konischen Teils 3 a des Konusrohrs 3 statt.

Der in den Fig. 2 und 2a gezeigte Schalldämpfer entspricht hinsichtlich seiner Ausbildung dem Schalldämpfer der Fig. 1 und 1a bis auf den Unterschied, daß er anstelle des Rohrbogens einen Krümmer 16 rechteckigen Querschnitts, statt des Konusrohrs ein Keilrohr 17 und anstelle des runden Drosselkörpers einen keilförmigen Drosselkörper 18 aufweist. Die Teile des in Frage stehenden Schalldämpfers, welche mit denjenigen des Schalldämpfers der Fig. 1 und 1a übereinstimmen, sind daher mit entsprechenden Bezugszahlen versehen.

Entsprechend der keilförmigen Gestalt des Drosselkörpers 18 wird die an dessen Anströmende befindliche Kappe 19 von einer gewölbten Platte gebildet. Sowohl an dem oberen Ende als auch an dem unteren Ende der Kappe 19 sind je zwei Führungsteile 20 angeordnet, welche mit dem austrittseitigen Ende des Krümmers 16 in Eingriff stehen.

Der sich an das Eintrittsende des Keilrohrs 17 anschließende Teil 17 a desselben ist dem Drosselkörper 18 entsprechend keilförmig sowie derart gestaltet, daß sich seine Innenfläche mit den ihm zugekehrten Außenflächen des Drosselkörpers 18 in paralleler Lage befinden. Zur Verbindung des Keilrohrs 17 mit dem Krümmer 16 ist das Keilrohr 17 an seinem Eintrittsende mit einem Formstück 21 versehen, welches düsenförmig gestaltet ist. An dem Austrittsende des Keilrohrs 17 ist noch ein Übergangsstück 22 angeordnet, welches infolge entsprechender Ausbildung einen Übergang von dem Rechteck­ querschnitt des Keilrohrs 17 zu einem runden Querschnitt für den Ventilatoreinlaß ergibt.

Bei dem in Frage stehenden Schalldämpfer sind zwischen dem Drossel­ körper 18 und dem keilförmigen Teil 17 a des Keilrohrs 17 ein oberer und ein unterer Luftdurchtrittsspalt vorhanden. Durch entsprechende Längsverstellung des Drosselkörpers 18 mittels des Handrades 15 können diese Luftdurchtrittsspalte zur Volumen­ regelung gemeinsam geöffnet oder gedrosselt werden.

Claims (5)

1. Bogenförmige Absorptions-Schalldämpfer für die Anordnung an der Saugseite von Ventilatoren mit hoher Druck- und Schall­ leistung, welcher im Anschluß an einen bogenförmigen Luftdurch­ laßteil einen geraden Luftdurchlaßteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der gerade Luftdurchlaß­ teil (3, 17) einen abnehmenden Luftdurchlaßquerschnitt hat und daß ein kegel-, pyramiden- oder keilförmiger Drossel­ körper (8, 18) mit seinem spitzen Abströmende zentrisch sowie längsverstellbar in den geraden Luftdurchlaßteil (3, 17) hinein­ ragend angeordnet ist.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (8, 18) schallabsorbierende Ausbildung besitzt.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (8, 18) in an sich bekannter Weise aus gelochtem Blech besteht und eine Füllung von schallschluckendem Material aufweist.

4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Querschnittsabnahme des Drosselkörpers (8, 18) und diejenige des ihn umgebenden Luftdurchlaßteils (3, 17) einander angepaßt sind und sich deren einander zugekehrte Flächen daher in paralleler Lage befinden.

5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Übergang von dem gebogenen Luftdurchlaß­ teil (2, 16) zu dem geraden Luftdurchlaßteil (3, 17) in dem Schalldämpfergehäuse (1) eine Zwischenwand (5) vorgesehen ist.