DE68903230T2

DE68903230T2 - Elektromagnetischer induktionsapparat mit geraeuschunterdrueckungsanordung.

Info

Publication number: DE68903230T2
Application number: DE1989603230
Authority: DE
Inventors: Katsumi C O Ako Seisakus Kondo
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1993-05-19
Anticipated expiration: 2009-02-24
Also published as: DE68903230D1; EP0331008B1; JPH01220809A; EP0331008A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Induktionsvorrichtung mit einer Schalldämpfungsanordnung und insbesondere eine Schalldämpfungsanordnung, um die Geräusche zu verringern, die von einer elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, wie beispielsweise einem elektrischen Transformator, erzeugt werden, wie es aus EP-A-87121 bekannt ist.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die die herkömmliche elektromagnetische Induktionsvorrichtung dieser Art zeigt, wobei das Bezugszeichen 1 eine elektrische Spulenanordnung einer elektromagnetischen Induktionsvorrichtung bezeichnet; 2 ist ein elektrisch isolierendes Öl; 3 ist ein Behälterhauptkörper, in dem die Spulenanordnung 1 zusammen mit dem isolierenden Öl 2 untergebracht ist; 31 ist eine Behälterseitenplatte, die einen Teil des Behälterhauptkörpers 3 bildet; 32 ist eine Behälterbodenplatte, die einen Teil des Behälterhauptkörpers 3 bildet; 4 sind Verstärkungselemente für die Behälterseitenplatte 31; 5 sind Schallabschirmelemente, die an den Verstärkungselementen 4 angebracht sind; 6 sind schwere Gegenstände, die an den Schallabschirmelementen 5 befestigt sind; 7 sind Verstärkungseleinente für die Behälterbodenplatte 32; 8 sind elektrische Buchsen, die mit der Spulenanordnung 1 verbunden und auf einer oberen Behälterplatte 33 angebracht sind; 9 ist eine Bodenfläche, auf der die elektromagnetische Induktionsvorrichtung installiert ist, und 10 sind Zwischenräume, die zwischen den Verstärkungselementen 7, der Behälterbodenplatte 32 und der Bodenfläche 9 gebildet sind.
Bei dieser herkömmlichen Konstruktion schwingt die Spulenanordnung 1 der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung in allen Vertikal- und Horizontalrichtungen aufgrund von elektromagnetischen Kräften während normaler Betriebsbedingungen der Induktionsvorrichtung. Solche Schwingungen werden durch das elektrisch isolierende Öl 2 übertragen und versetzen den Behälterhauptkörper 3 in Schwingungen, wobei Geräusche verursacht werden.
Um Geräusche, die durch das Schwingen der Behälterseitenplatten 31 erzeugt werden, zu verringern, sind deshalb die Schallabsorptionselemente 5 an dem Verstärkungselement 4 angebracht, das an den Seitenplatten 31 des Behälterhauptkörpers 3 befestigt ist, und schwere Gegenstände 6 sind zusätzlich an den Schallabsorptionselementen 5 befestigt, um die Schallabsorptionsfunktion der Schallabsorptionselemente 5 zu verbessern.
Wenn eine herkömmliche elektromagnetische Induktionsvorrichtung mit einer Schalldämpfungsanordnung, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet ist, können Geräusche, die aufgrund des Schwingens der Behälterseitenplatten 3 erzeugt werden, durch die Schallabsorptionselemente 5, die an den Behälterseitenplatten 3 befestigt sind, wirkungsvoll verringert werden; Geräusche, die von der Behälterbodenplatte 32 erzeugt und aus dem Zwischenraum 10 abgestrahlt werden, der zwischen den Verstärkungselementen 7, der Bodenplatte 32 und der Bodenfläche 9 gebildet ist, können jedoch nicht wirkungsvoll verringert werden. Deshalb ist es erforderlich, eine groß räumige Schallisolieranordnung, wie beispielsweise eine Schallabschirmwand oder dergleichen, um die Induktionsvorrichtung herum vorzusehen, um die Geräusche der herkömmlichen elektrornagnetischen Induktionsvorrichtung wirkungsvoll zu verringern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung dient dazu, die oben genannten Probleme der herkömmlichen elektromagnetischen Induktionsvorrichtung zu lösen, und infolgedessen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektromagnetische Induktionsvorrichtung anzugeben, bei der alle Geräusche, die von der schwingenden Induktionsvorrichtung erzeugt werden, wirkungsvoll gedämpft werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektromagnetische Induktionsvorrichtung mit einer Schalldämpfungsanordnung anzugeben, bei der alle Geräusche, die durch das Schwingen der Behälterbodenplatte erzeugt und aus den Zwischenräumen abgestrahlt werden, die zwischen den Verstärkungselementen, der Bodenplatte und der Bodenfläche gebildet sind, ebenfalls erheblich gedämpft werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektromagnetische Induktionsvorrichtung mit einer Schalldämpfungsanordnung anzugeben, bei der alle Geräusche, die durch das Schwingen der Behälterbodenplatte erzeugt werden, isoliert werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektromagnetische Induktionsvorrichtung mit einer Schalldämpfungsanordnung anzugeben, bei der alle Geräusche, die durch das Schwingen der Behälterbodenplatte erzeugt werden, absorbiert werden.
Angesichts der vorstehenden Aufgaben weist die elektromagnetische Induktionsvorrichtung mit einer Schalldämpfungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Behälterhauptkörper auf, der eine Bodenplatte hat und auf einer Bodenfläche plazierbar ist und eine elektrische Einrichtung enthält, die im Betrieb schwingt. Der Behälterhauptkörper ist von Stützelementen abgestützt, die zwischen der Behälterbodenplatte und der Bodenfläche eingesetzt sind, um dazwischen Zwischenräume zu definieren, und ein Schalldämpfungselement ist in Zuordnung zu den Zwischenräumen angeordnet, die zwischen den Stützelementen und zwischen der Behälterbodenplatte und der Bodenfläche definiert sind. Das Schalldämpfungselement kann eine Schallbarriere, die den Zwischenraum, der zwischen der Behälterbodenplatte und der Bodenfläche definiert ist, schließt, oder ein Schallabsorptions- oder - dämpfungselement sein, das innerhalb der Zwischenräuine angeordnet ist.
Durch das Schallabschirmelement oder das Schalldämpfungselement der vorliegenden Erfindung werden alle Geräusche, die in den Zwischenräumen erzeugt werden, die zwischen den Verstärkungselementen und der Bodenfläche gebildet sind, unmittelbar isoliert oder gedämpft.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher verständlich; die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine Schnittansicht der herkömmlichen elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung mit der Schallabschirmung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der Schallabschirmung von Fig. 2, die an der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung befestigt ist;
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 3, die dazu dient, den Betrieb der Erfindung zu erläutern;
Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung mit der Schallabschirmung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht der Schallabschirmung von Fig. 5, die an der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung befestigt ist;
Fig. 7 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von Fig. 6, die dazu dient, den Betrieb der Erfindung zu erläutern;
Fig. 8 ein akustisches Schaltbild, das dazu dient, den Betrieb der Erfindung zu erläutern;
Fig. 9 eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung mit den Schallabsorptionselementen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 eine perspektivische Teilansicht der Schallabsorptionselemente von Fig. 9, die in die elektromagnetische Induktionsvorrichtung eingebaut sind;
Fig. 11 eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung mit den Schallabsorptionselementen einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 12 eine perspektivische Teilansicht der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung mit Schallabsorptionselementen von Fig. 11, die in die elektromagnetische Induktionsvorrichtung eingebaut sind.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 2 bis 4 zeigen eine elektromagnetische Induktionsvorrichtung mit einer Schalldämpfungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Es ist ersichtlich, daß nur ein unterer Bereich der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung gezeigt ist, um die Erläuterung zu vereinfachen. Der andere Bereich der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, der in Fig. 2 bis 4 nicht gezeigt ist, ist ebenso ausgebildet wie der in Fig. 1 gezeigte, und folglich ist die gezeigte elektrische Induktionsvorrichtung ein elektrischer Transformator mit einer elektrischen Spulenanordnung ähnlich der Spulenanordnung 1 von Fig. 1.
Die elektromagnetische Induktionsvorrichtung weist einen Behälterhauptkörper 3 auf, der Seitenwände 31, eine Bodenwand 32 und eine obere Wand 33 hat (Fig 1). Der Behälterhauptkörper 3 enthält ein elektrisch isolierendes Öl 2 und eine elektrische Einrichtung, wie beispielsweise eine elektrische Spulenanordnung 1, die in das isolierende Öl 2 eintaucht und im Betrieb schwingt.
Um den Behälterhauptkörper 3 auf der Bodenfläche 9 abzustützen, sind drei Stützelemente 7 zwischen der Behälterbodenwand 32 und der Bodenfläche 9 eingesetzt, um Zwischenräume 10 zu bilden, die zwischen den Stützelementen 7 und zwischen der Behälterbodenwand 32 und der Bodenfläche 9 definiert sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stützelemente 7 kastenartige oder blockartige Elemente, die an der äußeren (unteren) Fläche der Behälterbodenwand 32 befestigt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die elektromagnetische Induktionsvorrichtung eine Schallbarriere 11 auf, die in Zuordnung zu den Zwischenräumen 10, die zwischen den Stützelementen 7 und zwischen der Behälterbodenwand 32 und der Bodenfläche 9 definiert sind, angeordnet ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Schallbarriere 11 eine langgestreckte Platte, die durch Verschweißen beispielsweise an ihrem oberen Seitenrand an der Behälterseitenwand 31 befestigt ist, um die Zwischenräume 10 gegenüber der Außenseite zu schließen, wie am besten in Fig. 3 und 4 gezeigt ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Schalldämpfungsanordnung breiten sich alle Geräusche, die durch das Schwingen der Behälterbodenplatte 32 aufgrund des Schwingens der Spulenanordnung 1 in dem Behälter erzeugt werden, in dem Zwischenraum 10 aus, wie es durch Pfeile gezeigt ist, und werden von der Schallbarriere 11 in den Zwischenräumen 10 abgeschirmt und eingeschlossen, so daß das Austreten der Geräusche aus den Zwischenräumen, die zwischen der Behälterbodenplatte 32 und der Bodenfläche 9 gebildet sind, nach außen erheblich verringert ist.
Während bei der in Fig. 2 bis 4 gezeigten Ausführungsform die Schallbarriere 11 verwendet wird, durch die Geräusche, die von der Behälterbodenwand 32 erzeugt werden, von den Schallabschirmelementen 11 abgeschirmt und eingeschlossen werden, die an der Behälterbodenplatte 32 oder der Behälterseitenplatte 31 im Bereich der Behälterbodenplatte 32 angebracht sind, um die Zwischenräume 10 unter der Behälterbodenwand 32 zu schließen, kann eine ähnliche Schalldämpfungswirkung auch erhalten werden, indem man ein Schallabsorptionselement in die Zwischenräume 10 einsetzt, die zwischen den Stützelementen 7 und zwischen der Behälterbodenwand 32 und der Bodenfläche 9 definiert sind.
Fig. 5 bis 8 zeigen eine solche Ausführungsform, bei der ein Schallabsorptionsmaterial 12 in Form eines Asbestblocks in jeden Zwischenraum 10 eingesetzt ist, der zwischen der Behälterbodenwand 32 und der Bodenfläche 9 gebildet ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 und 8 soll nun angenommen werden, daß die Querschnittsfläche des Auslasses des Zwischenraums 10 zu der Außenseite der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung S&sub1; ist und daß der Flächeninhalt der Fläche der Behälterbodenwand 32, die dem Zwischenraum 10 ausgesetzt ist, S&sub2; ist, wie Fig. 7 zeigt. Wenn man eine akustische Schaltung betrachtet, dann wird ein Konstantfluß-Schallgeberkreis erhalten, wie er in Fig. 8 gezeigt ist, da die Behälterbodenwand eine sehr hohe Impedanz hat.
Insbesondere sind bei einer Ersatzschaltung gemäß Fig. 8 eine Strahlungsimpedanz r&sub1; der Auslaßquerschnittsfläche S&sub1; des Zwischenraums 10 und eine Strahlungsimpedanz r&sub2; des Flächeninhalts S&sub2; der Behälterbodenwand 32 mit einer akustischen Quelle U in Reihe geschaltet, und eine akustische Kapazität C des Zwischenraums 10 und ein Widerstand r&sub3; des Schallabsorptionsmaterials 12 sind mit der Impedanz r&sub1; parallelgeschaltet.
Da bei der Konstruktion der vorstehenden Anordnung der Widerstand r&sub3; mit der Strahlungsimpedanz r&sub1; parallelgeschaltet ist, sind die resultierenden Impedanzen von r&sub1; und r&sub2; und die akustische Kapazität C kleiner als die ohne Widerstand r&sub3;, so daß der Schallpegel an dem Punkt X oder die Geräusche verringert werden, die aus dem Zwischenraumauslaß der Fläche S&sub1; abgestrahlt werden.
Wenn der Abstand zwischen der unteren Fläche der Behälterbodenwand 32 und der Bodenfläche 9 einen bestimmten Wert überschreitet, kann ferner in Abhängigkeit von der Frequenz des Schalls, der von der schwingenden Bodenwand 32 erzeugt wird, der Zwischenraum 10 mit dem Schwingen der Behälterbodenplatte 32 mitschwingen, was verursacht, daß die erzeugten Geräusche viel größer werden, als wenn keine Resonanz auftritt. Unter solchen Umständen können die Geräusche verringert werden, indem man ein Bauelement 13, wie es beispielsweise in Fig. 9 und 10 gezeigt ist, in jeden der Zwischenräume 10 einsetzt, die zwischen den Stützelementen 7 und unter der Behälterbodenwand 32 gebildet sind. Das Bauelement 13 hat drei vertikale viereckige Platten 13a und eine horizontale viereckige Platte 13b, die in der Mitte der vertikalen Platten 13a abgestützt ist, um eine Querschnittsform eines Monogramms zu bilden, das aus einem "H" und einem "I" besteht, das den horizontalen Schenkel des "H" kreuzt. Der Abstand der horizontalen Platte 13b relativ zu der Behälterbodenwand 32 ist so gewählt, daß keine Resonanz auftritt, wenn sie in den Zwischenraum 10 eingesetzt ist. Das Bauelement 13 kann bevorzugt an der Behälterbodenwand 32 befestigt sein.
Die Konfiguration des Bauelements 13 ist nicht auf die gezeigte Konfiguration beschränkt, und viele Modifikationen können vorgenommen werden, solange der Zwischenraum 10 verändert werden kann, um Dimensionen und eine Konfiguration zu haben, bei der kein Resonanzphänomen auftritt. Fig. 11 und 12 zeigen eine solche Modifikation, bei der ein Bauelement 14 eine Vielzahl von viereckigen Platten 14a, die in einer Ebene senkrecht zu der Längsrichtung des Bauelements 14 angeordnet sind, und eine horizontale Platte 14b aufweist, die von den Platten 14a abgestützt ist. Die horizontale Platte 14b ist so positioniert, daß jegliche Resonanz in dem Zwischenraum 10 verhindert wird. Es ist ersichtlich, daß die vertikalen Platten 14a den Zwischenraum 10 schließen.
Wie beschrieben wurde, kann die Schallabsorptionsanordnung für eine elektromagnetische Induktionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung alle Geräusche, die in dem zwischen den Verstärkungselementen für die Behälterbodenplatte und der Bodenfläche gebildeten Zwischenraum erzeugt werden, mit einer einfachen Konstruktion dämpfen, ohne eine große Schallisoliereinrichtung, wie beispielsweise eine Schallisolierwand, zu verwenden, indem der oben genannte Zwischenraum mit einem Schallabschirmelement abgeschirmt oder ein Schalldämpfungselement in dem Zwischenraum angeordnet wird.

Claims

1. Elektromagnetische Induktionsvorrichtung mit einer Schalldämpfungsanordnung, die folgendes aufweist:

einen Behälterhauptkörper (3), der eine Behälterbodenplatte (32) hat und auf einer Bodenfläche (9) plazierbar ist und eine elektrische Einrichtung (1) enthält, die im Betrieb schwingt;

Stützelemente (7), die an der Außenfläche der Behälterbodenplatte (32) befestigt sind, wobei Zwischenräume (10) zwischen den Stützelementen (7) und zwischen der Behälterbodenplatte (32) und der Bodenfläche (9) definiert sind, gekennzeichnet durch

Schalldämpfungseinrichtungen (11, 12, 13, 14), die in Zuordnung zu den Zwischenräumen (10), die zwischen den Stützelementen (7) und zwischen der Behälterbodenplatte (32) und der Bodenfläche (9) definiert sind, angeordnet sind.

2. Elektromagnetische Induktionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schalldämpfungseinrichtungen (11, 12, 13, 14) eine Schallbarriere (11) aufweisen, die die Zwischenräume (10), die zwischen der Behälterbodenplatte (32) und der Bodenfläche (9) definiert sind, schließt.

3. Elektromagnetische Induktionsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Schallbarriere (11) eine Abschirmplatte aufweist, die an dem Behälterhauptkörper (3) befestigt ist.

4. Elektromagnetische Induktionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schalldämpfungseinrichtungen (11, 12, 13, 14) ein Schallabsorptionselement (12, 13, 14) aufweisen, das in jedem der Zwischenräume (10) angeordnet ist.

5. Elektromagnetische Induktionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schalldämpfungseinrichtungen (11, 12, 13, 14) eine Schalldämpfungseinrichtung (12, 13, 14) aufweisen, um die Dimensionen der Zwischenräumen zu verändern, so daß keine Resonanz in den Zwischenräumen (10) auftritt.

6. Elektromagnetische Induktionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dimensionsänderungseinrichtungen (12, 13, 14) eine horizontale Platte (12, 13b, 14b) aufweisen, die in jedem der Zwischenräume (10) positioniert ist, um jede Resonanz von Schall in den Zwischenräumen (10) zu verhindern.

7. Elektromagnetische Induktionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schalldämpfungseinrichtungen (11, 12, 13, 14) gitterartige oder leiterförmige Elemente (13, 14) aufweisen, die eine horizontale Platte (13b, 14b), die im wesentlichen parallel zu der Bodenfläche (9) verläuft, und eine Vielzahl von vertikalen Platten (13a, 14a) haben, die an der horizontalen Platte (13b, 14b) befestigt sind, wobei die gitterartigen oder leiterförmigen Elemente (13, 14) in die jeweiligen Zwischenräume (10) eingesetzt sind.