DE7600607U1 - Schalldaempfer auf der ansaugseite eines verdichters mit mehreren daempfungselementen - Google Patents

Schalldaempfer auf der ansaugseite eines verdichters mit mehreren daempfungselementen

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Description

* t • * f *
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. , Baden (Schweiz)
Schalldämpfer auf der Ansaugeeite eines Verdichters mit mehreren Dämpfungselementen
Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer auf der Ansaugseite eines Verdichters mit mehreren ringförmigen Dämpfungselementen und durch diese gebildete Stormungskanale^ welche die angesaugte Luft in Teilströmen in einen als Hauptströmungsweg zum Verdichter dienenden Sammeltrichter führen.
In einem Abgasturbolader wird die Verbrennungsluft in einem durch eine Abgasturbine angetriebenen Verdichter verdichtet und dem Verbrennungsmotor zugeführt. Meistens ist ein auf dem Verdichtergehäuse befestigter Schalldämpfer zur Dämpfung der im Betrieb auftretenden Schallwellen vorgesehen. Die Aussenluft strömt über ein am Umfang des Schalldämpfers an-
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geordnetes Filter in den mit Schalldämpfungselementen ausgestatteten Innenraum desselben.
Der Innenraum des Schalldampfers besteht hinsichtlich der Luftströmung aus zwei unterschiedlichen Räumen. In dem in radialer Richtung äusseren Ringraum strömt die Luft über einen relativ grossen Strömungsquerschnitt bei niedriger Geschwindigkeit radial nach innen, wogegen sie in dem als Sammeltrichter ausgebildeten inneren Raum über einen relativ kleinen Strömungsquerschnitt bei hoher Geschwindigkeit nahe-
zu axial strömt.
Bei einem solchen Schalldämpfer weisen die Schalldämpfungselemente je einen zylindrischen und einen scheibenförmigen Teil auf und sind im Schalldämpfer-Innenraum koaxial zueinander so angeordnet, dass sich ein überwiegender Teil der Schalldämpfungsflächen im Sammeltrichter befindet, in wel= chem wegen den hier herrschenden hohen Geschwindigkeiten beträchtliche Druckverluste auftreten. Im Ringraum hingegen, in welchem die Druckverluste wegen den dort herrschenden niedrigen Geschwindigkeiten relativ klein sind, sind nur relativ kleine Dämpfungsflächen vorhanden, so dass die gegebenen Möglichkeiten für günstige Strömungsverhältnisse nicht vollumfanglich ausgenützt sind.
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Bei einem anderen bekannten Schalldämpfer ist zwar der Ringraum durch Anordnung grösserer Dämpfungsflächen in demselben besser ausgenützt, und es sind auch einige Umlenkelemente vorgesehen, die einen Toil der I.uft in Hichtuiiß der· llauptutrümung lenken," jedoch treten bei der Mündung der Strömungskanäle in 'den Sammeitrichter beträchtliche Wirbelverluste zufolge der .unterschiedlichen Strömungsrichtungen und -geschwindigkeiten auf.
Beide erwähnten Dämpfungsanordnungen sind mit den zusätzlichen ■Nachteilen behaftet, dass zur Erzielung genügender Schalldämpfung verschiedenartige Flächen im Innenraum des Schalldämpfers mit schalldämpfendem Material belegt sind, was die Herstellung kompliziert. Solche bezüglich der Strömung verlustreiche und in der Herstellung umständliche Schalldämpfer erfordern einen unverhältnismässig grossen wirtschaftlichen Aufwand, besonders bei den freute üblichen hohen Verdichterdrehzahlen und den neuen Lärmvorschriften, die den zulässigen Schallpegel begrenzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art zu schaffen3 bei welchem die Strömungsverluste und Herstellungskosten niedriger als bei den bekannten Schalldämpfern sind, und die Schalldämpfung auch bei hohen Verdichterdrehzahlen zufriedenstellend ist.
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Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Dämpfungselemente an ihrem Innenumfang in je ein Leitelement übergehen, diese Leitelemente gekrümmt und derart gestaltet sind, dass sie die aus den Strömungskanälen austretenden Teilströme in die Richtung der im Sammeltrichter sich einstellenden Hauptströmung umlenken, und die Summe der Austrittsquerschnitte aller Strömungskanäle zumindest annähernd dem durchschnittlichen Strönmngsquerschnitt des Sammeltrichters gleich ist.
Der erfindungsgemässe Schalldämpfer weist verschiedene Vorteile auf: die Dämpfungselemente und damit die schalldämpfenden Flächen sind im äusseren Ringraum des Schalldämpfers untergebracht, wo niedrige Geschwindigkeiten herrschen, so dass auch die Druckverluste niedrig sind; der Vektor der Geschwindigkeit der durch die Strömungskanäle langsam strömenden Teilströme wird dem Geschwindigkeitsvektor der Hauptströmung angepasst, wodurch Wirbelverluste vermieden werden; es ist möglich, gleichartige Dämpfungselemente und ein Baukastensystem zu verwenden und damit die Fabrikation rationell und wirtschaftlich zu gestalten; die Schalldämpfung ist so wirksam, dass keine zusätzlichen Flächen im Schalldämpfer-Innenraum mit schalldämpfendem Material belegt werden müssen, was die Fabrikation vereinfacht und die Wirtschaftlichkeit erhöht.
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fi K. 1 einen Schnitt durch einen Schalldämpfer mit scheibenförmigen Dämpfungselementen und durch den Verdichter eines Abgasturbolader;
Fig, 2 einen Schnitt ähnlich jenem nach Fig. 1, jedoch durch einen Schalldämpfer mit konusförmigen Dämpfungselement en;
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Der in der Fig. 1 gezeigte Schalldämpfer besteht aus einem mit dem Verdichter 1 eines Abgasturboladers fest verbundenen Gehäuse 2, den am Umfang des Gehäuses angeordneten Filtersegmenten 3 und den im Innenraum des Schalldämpfers angeordneten,, im wesentlichen scheibenförmigen Dämpfungselementen 1K Diese sind untereinander und mit dem Gehäuse 2 mittels mehreren, über den Umfang der Dämpfungselemente ^l verteilten Zugankern 5 zusammengehalten und durch auf den Zugankern angeordneten Abstandshülsen 6 in gewünschten Abständen voneinander gehalten. Die Dämpfungselemente 4 sind in einem Ringraum 7 des Schalldämpfer-Innenraumes angeordnet und begrenzen die in den Sammeltrichter 8 mündenden Strömungskanäle 9. Diese führen Teil-
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ströme der über die Filtersegmente 3 einströmenden Luft mit relativ niedriger Geschwindigkeit radial nach innen in Richtung des Sammeltrichters 8.
Die Dämpfungselemente U sind an ihrem Innenumfang als Leitelemente 10 ausgebildet. Diese sind gekrümmt und so gestaltet, dass sie die Teilströme aus der radialen Strömungsrichtung durch die Dämpfungselemente in die Richtung der im Sammeltrichter 8 sich einstellenden Hauptströmung umlenken. Die von den Leitelementen 10 gebildeten Austrittsquerschnitte der Strömungskanäle 9 sind derart bemessen, dass ihre Summe zumindest annähernd gleich ist dem durchschnittlichen Strömungsquerschnitt im Sammeltrichter 8. Es wird dadurch erreicht, dass der Geschv/indigkeitsvektor der aus den Kanälen 9 austretenden Luft annähernd dem Durchschnittswert des Geschwindigkeitsvektors der Hauptströmung entspricht. Damit werden Wirbelverluste der austretenden Teilströme weitgehend vermieden und der Druckabfall im Schalldämpfer wird herabgesetzt.
Die Dämpfungselemente 4 nach der Fig. 1 sind bezüglich ihrer Form und Abmessungen gleichartig ausgebildet und begrenzen, mit Ausnahme der beiden Endkanäle, gleichartige Kanäle 9. Die Endkanäle 11 haben eine axiale Breite, die etwa die Hälfte •der axialen Breite der Kanäle 9 beträgt und führen dem^ent-
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sprechend etwa die Hälfte der Luftmenge der Kanäle 9- An ihrem Aussenumfang weisen die Dümpfungselemente ^ gerundete Nasen 12 aufs welche die Einströmbedingungen verbessern. MIe schalldämpfenden Flächen sind im Ringraum 7 untergebracht, wo die Luftgeschwindigkeit und damit die Druckverluste niedrig sind. Es sind keine Innenflächen des Gehäuses 2 mit schalldämpfendem Material belegt, da die Schalldämpfung auch ohne diese Massnahme zufriedenstellend ist.
Anstelle von scheibenförmigen können auch konische Dämpfungselemente, wie sie in der Fig. 2 dargestellt sind, oder gekrümmte Dämpfungselemente mit entsprechenden Strömungskanälen vorgesehen sein.
Die Länge der zur Abstandshaltung zwischen den Dämpfungselementen λ vorgesehenen Abstandshülsen 6 bestimmt' die Breite der Kanäle 9 und ist nach Massgabe eines gewünschten Verhältnisses zwischen Druckabfall und Schalldämpfung bemessen. Dieses Verhältnis kann durch Verwendung von Abstandshülsen anderer Länge und damit durch Aenderung der Kanalbreite auf einfache Weise variiert werden.
Es sei noch erwähnt, dass der beschriebene Schalldämpfer für alle Arten von Verdichtern verwendet werden kann, beispielsweise für Abgasturbolader, Hochofengebläse oder Gasturbinenanlagen.
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Claims (10)

-"8 - 163/75 Schutzansprüche
1. Schalldämpfer auf der Ansaugseite eines Verdichters mit mehreren ringförmigen Dämfjpungselementen und durch diese gebildete Strömungskanäle, welche die angesaugte Luft in Teilströmen in einen als Hauptströmungsweg zum Verdichter dienenden Sammeltrichter führen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungselemente (4) an ihrem Innenumfang in je ein Leitelement (10) übergehen, diese Leitelemente gegen den Sammeltrichter (8) hin gekrümmt sind und die Summe der Austrittsquerschnitte aller Strömungskanäle (9) zumindest annähernd dem durchschnittlichen Strömungsquerschnitt des Sammeltrichters (8) gleich ist.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in bezug auf Form und Abmessungen gleichartige Dämpfungselemente (4) und durch diese begrenzte gleichartige Strömungskanäle (9).
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3. Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Endkanäle (11), deren axiale Breite etwa die Hälfte der axialen Breite der anderen Strömungskanäle (9) beträgt.
4. Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch scheibenförmige Dämp fungs elemente (1I). Ä
5. Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch konische Dämpfungselemente (1O .
6. Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch gewölbte Dämpfungselemente (Ό.
7. Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Dämpfungselemente (1O mit mehreren in Umfangsrichtung aneinandergereihten Segmenten.
8. Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch Dämpfungselemente (4) mit an ihrem Aussenumfang ausgebildeten gerundeten Nasen (12).
9. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle schalldämpfenden Flächen in einem radial aussenliegenden Ring-fäuin (7) des Schalldämpfers angeordnet sind.
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10. Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere am Umfang der Dämpfungselemente (4) verteilte und sie unter einander und mit dem Schalldämpfergehäuse (2) zusammenhaltende zuganker (5) "und durch zur Abstandshaltung zwischen den Dämpfungselementen (4) vorgesehene Abstandhülsen (6), deren Länge die Breite der Strömungskanäle (9) bestimmt.
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.
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