EP0542169A1 - Schalldämpfer für einen Schraubenverdichter - Google Patents

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EP0542169A1 EP92119148A EP92119148A EP0542169A1 EP 0542169 A1 EP0542169 A1 EP 0542169A1 EP 92119148 A EP92119148 A EP 92119148A EP 92119148 A EP92119148 A EP 92119148A EP 0542169 A1 EP0542169 A1 EP 0542169A1
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    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04C29/06—Silencing
    • F04C29/065—Noise dampening volumes, e.g. muffler chambers
    • F04C29/066—Noise dampening volumes, e.g. muffler chambers with means to enclose the source of noise

Definitions

  • the invention relates to a muffler for a screw compressor or the like. With an inlet for the compressed air leaving the compressor, a subsequent flow channel and an outlet, and a method for sound absorption, in particular with such a muffler.
  • Screw compressors in particular, but also other turbomachines generally represent significant sources of noise.
  • a screw compressor used in silo vehicles operates at a frequency of 13,000 Hz, i.e. an air volume of, for example, 250 cm3 is conveyed intermittently 13,000 times per hour.
  • the resulting sound is in the upper limit of human hearing and is therefore particularly unpleasant.
  • Conventional silencers generally do not lead to satisfactory results, which leads to the fact that the compressors with their auxiliary and additional units are additionally housed in a soundproof enclosure.
  • the object of the invention is to provide a solution with which such sound sources are effectively attenuated can that they meet today's environmental requirements for noise.
  • this object is achieved according to the invention in that the flow channel between the inlet and outlet has at least one region of curvature and behind the region of curvature at least one expansion chamber.
  • the inlet is assigned a flow bend by 90 °, subsequently a straight flow channel region, a flow bend by 180 °, an adjoining straight flow channel and subsequently the expansion chamber.
  • expansion chambers are designed as extensions pointing into the interior of the housing on one side, as is also provided by the invention. With this design, a very compact design of the silencer can be achieved.
  • the invention also provides that at least areas of the flow channels are provided with internal insulation with perforated sheet lining, as is known per se with silencers.
  • the invention also provides in a further embodiment that the flow channels with bends and expansion chambers are accommodated in a common housing and are completely surrounded by an insulating material.
  • the invention also provides a method for soundproofing a screw compressor or the like, in particular with a previously described silencer, which is characterized in that it is generated by the escape of air from the compressor Sound waves are overlaid with equal frequency sound waves generated by reflection.
  • the reflection of the sound waves causes a superposition of the sound waves and thus interference, so that the sound is effectively dampened.
  • a kind of echo muffler is available, the sound is almost automatically dampened by the forced reflection.
  • the muffler according to the invention is preferably used for silo vehicles in which compressors with constant speed are used, the incoming sound waves have a constant frequency of e.g. 13,000 Hz, so that no constructive changes to the muffler itself have to be made to generate equal-frequency reflection sound waves.
  • the air emerging from the compressor is subjected to at least one main direction reversal, as a result of which additional sound damping is achieved.
  • a muffler is flanged to the outlet port 2 of a compressor, generally designated 1, not shown in detail.
  • the input of the silencer is labeled 4.
  • the flow channel designated 5 is partially straight, partially curved, with a 90 ° flow elbow 6 adjoining the inlet 4, as can be seen from FIG. 2.
  • the further areas of the flow channel shown are designated as follows: the 90 ° elbow 6 is followed by a straight flow channel area 7, a 180 ° elbow 8, a first straight channel area 9a, an inwardly directed first expansion chamber 10, a second straight flow channel area 9b, a 180 ° elbow 11, a first straight duct region 12a, a further expansion chamber 10a and a straight duct region 12b before the outlet designated 13.
  • the expansion chambers 10 and 10a are designed as flow channel extensions, which are each designed for the interior of the muffler 3, as can be seen in FIG. 1 results in a comparatively compact design.
  • the entire flow channel 5 is embedded in an unspecified housing in the insulation material 14. This can be, for example, heat-resistant foam plastic material, glass wool, steel wool or similar materials.
  • Dashed lines indicate that the inner surfaces of the flow channel 5 can be provided, at least in some areas, with internal insulation 15, supported by perforated plates 16, with flow baffles, e.g. Cone 17 can be provided, as indicated in Fig. 1.
  • the sound waves When the air passes through the flow channel, the sound waves are guided, in particular in the area of the expansion chambers 10 and 10a, in such a way that the sound waves are superimposed by sound waves generated by reflection, i.e. a kind of echo silencer or an anti-pulse silencer is available. Due to the interference of the sound waves, i.e. the input sound waves and the reflected sound waves, there is effective, almost complete sound absorption.

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Abstract

Mit einem Schalldämpfer für einen Schraubenverdichter od. dgl. mit einem Eintritt für die den Verdichter verlassende Druckluft, einem anschließenden Strömungskanal und einem Austritt, soll eine Lösung geschaffen werden, mit der Schallquellen wirkungsvoll so gedämpft werden können, daß sie den heute gestellten Umweltanforderungen bei der Geräuschentwicklung gerecht werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der Strömungskanal (5) zwischen Eintritt und Austritt wenigstens einen Krümmungsbereich (8 bzw. 11) und hinter dem Krümmungsbereich (8) wenigstens eine Expansionskammer (10) aufweist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung richtet sich auf einen Schalldämpfer für einen Schraubenverdichter od. dgl. mit einem Eintritt für die den Verdichter verlassende Druckluft, einem anschließenden Strömungskanal und einem Austritt sowie auf ein Verfahren zur Schalldämpfung insbesondere mit einem solchen Schalldämpfer.
  • Insbesondere Schraubenverdichter aber auch andere Strömungsmaschinen stellen in der Regel erhebliche Geräuschquellen dar. So arbeitet beispielsweise ein Schraubenverdichter, der bei Silo-Fahrzeugen eingesetzt wird, in einer Frequenz von 13.000 Hz, d.h. es wird ein Luftvolumen von beispielsweise 250 cm³ 13.000 mal pro Stunde stoßweise gefördert. Der sich daraus ergebende Schall liegt im oberen Grenzbereich des menschlichen Hörvermögens und ist damit besonders unangenehm. Herkömmliche Schalldämpfer führen in der Regel nicht zu befriedigenden Ergebnissen, was dazu führt, daß die Verdichter mit ihren Hilfs- und Zusatzaggregaten dabei zusätzlich noch in einer Schalldämmkapselung untergebracht sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der derartige Schallquellen wirkungsvoll so gedämpft werden können, daß sie den heute gestellten Umweltanforderungen bei der Geräuschentwicklung gerecht werden.
  • Mit einem Schalldämpfer der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Strömungskanal zwischen Ein- und Austritt wenigstens einen Krümmungsbereich und hinter dem Krümmungsbereich wenigstens eine Expansionskammer aufweist.
  • Es hat sich gezeigt, daß sowohl eine Umlenkung als auch eine Expansionsmöglichkeit innerhalb des Strömungskanales die sich in dem geförderten Luftstrom aufbauenden Schallwellen bricht oder rückreflektiert, so daß es zu einer ganz erheblichen Lärmreduzierung kommt.
  • In Ausgestaltung ist nach der Erfindung vorgesehen, daß dem Eintritt ein Strömungskrümmer um 90°, nachfolgend ein gerader Strömungskanalbereich, ein Strömungskrümmer um 180°, ein daran anschließender, gerader Strömungskanal und nachfolgend die Expansionskammer zugeordnet ist.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn der ersten Expansionskammer zwei gerade, über einen 180°-Krümmer verbundene Strömungskanäle nachgeordnet sind, wobei vor dem Austritt im geraden Strömungskanal eine weitere Expansionskammer angeordnet ist. Durch eine weitere zusätzliche Umlenkung und eine darüber hinausgehende weitere Expansionsmöglichkeit des geförderten Luftstromes wird eine zusätzliche, sehr weitgehende Schalldämpfung ermöglicht, die eine zusätzliche Kapselung der betroffenen Aggregatteile praktisch entbehrlich macht.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Expansionskammern als einseitig in das Gehäuseinnere weisende Erweiterungen ausgebildet sind, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht. Mit dieser Gestaltung läßt sich eine sehr kompakte Bauweise des Schalldämpfers erreichen.
  • Die Erfindung sieht auch vor, daß wenigstens Bereiche der Strömungskanäle mit einer Innendämmung mit Lochblechauskleidung, wie bei Schalldämpfern an sich bekannt, versehen sind.
  • Um durch Eigenschwingungen erzeugbare Schallemissionen zu verhindern, sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung auch vor, daß die Strömungskanäle mit Krümmern und Expansionskammern in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und vollständig von einem Dämmmaterial umgeben sind.
  • Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfindung auch ein Verfahren zur Schalldämpfung eines Schraubenverdichters od. dgl., insbesondere mit einem vorbeschriebenen Schalldämpfer vor, das sich dadurch auszeichnet, daß die durch das Austreten der Luft aus dem Verdichter erzeugten Schallwellen mit mittels Reflektion erzeugten gleichfrequenten Schallwellen überlagert werden.
  • Durch die Reflektion der Schallwellen tritt eine Überlagerung der Schallwellen und dadurch Interferenz auf, so daß der Schall wirkungsvoll gedämpft wird. Bei dieser Verfahrensführung steht somit eine Art Echo-Schalldämpfer zur Verfügung, der Schall wird durch die erzwungene Reflektion quasi von selbst gedämpft. Da der erfindungsgemäße Schalldämpfer bevorzugt für Silo-Fahrzeuge eingesetzt wird, bei denen Verdichter mit konstanter Drehzahl Verwendung finden, weisen die eintretenden Schallwellen eine immer gleichbleibende Frequenz von z.B. 13.000 Hz auf, so daß zur Erzeugung gleichfrequenter Reflektionsschallwellen keine konstruktiven Änderungen am Schalldämpfer selbst vorgenommen werden müssen.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die aus dem Verdichter austretende Luft wenigstens einer Hauptrichtungsumkehr unterzogen wird, wodurch eine zusätzliche Schalldämpfung erreicht wird.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigt in
    • Fig. 1
    eine vereinfachte Querschnittszeichnung durch einen erfindungsgemäßen Schalldämpfer sowie in
    Fig. 2
    eine vereinfachte Seitenansicht.
  • An einem allgemein mit 1 bezeichneten, nicht näher dargestellten Verdichter ist an dessen Austrittsstutzen 2 ein allgemein mit 3 bezeichneter Schalldämpfer angeflanscht. Der Eingang des Schalldämpfers ist mit 4 bezeichnet.
  • Wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, ist der mit 5 bezeichnete Strömungskanal teilweise gerade, teilweise gekrümmt ausgebildet, wobei sich an dem Eintritt 4 ein 90°-Strömungskrümmer 6 anschließt, wie sich aus Fig. 2 ergibt.
  • Die weiteren Bereiche des dargestellten Strömungskanales seien wie folgt bezeichnet: Dem 90°-Krümmer 6 folgt ein gerader Strömungskanalbereich 7, ein 180°-Krümmer 8, ein erster gerader Kanalbereich 9a, eine nach innen gerichtete erste Expansionskammer 10, ein zweiter gerader Strömungskanalbereich 9b, ein 180°-Krümmer 11, ein erster gerader Kanalbereich 12a, eine weitere Expansionskammer 10a sowie vor dem mit 13 bezeichneten Austritt ein gerader Kanalbereich 12b.
  • Die Expansionskammern 10 bzw. 10a sind als Strömungskanalerweiterungen ausgebildet, die jeweils zum Inneren des Schalldämpfers 3 ausgebildet sind, wie sich dies aus Fig. 1 ergibt, woraus sich eine vergleichsweise kompakte Bauweise ergibt. Der gesamte Strömungskanal 5 ist in einem nicht näher bezeichneten Gehäuse im Dämmmaterial 14 eingebettet. Hierbei kann es sich beispielsweise um wärmebeständiges Schaumkunststoffmaterial handeln, Glaswolle, Stahlwolle oder ähnlichen Materialien.
  • Gestrichelt ist angedeutet, daß die Innenflächen des Strömungskanales 5 wenigstens bereichsweise mit einer Innendämmung 15, gestützt von Lochblechen 16, versehen sein können, wobei in den Wandbereichen auch Strömungsschikanen, z.B. Kegel 17, vorgesehen sein können, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist.
  • Beim Durchtritt der Luft durch den Strömungskanal werden die Schallwellen insbesondere im Bereich der Expansionskammern 10 bzw. 10a derart geführt, daß die Schallwellen durch mittels Reflektion erzeugte gleichfrequente Schallwellen überlagert werden, d.h. es steht eine Art Echo-Schalldämpfer bzw. ein Anti-Impuls-Schalldämpfer zur Verfügung. Durch die Interferenz der Schallwellen, d.h. der Eintrittsschallwellen und der reflektierten Schallwellen, erfolgt eine wirksame, nahezu vollständige Schalldämpfung.
  • Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So können sich beispielsweise an den geradlinigen Anlagebereich 12b ein weiterer Krümmer, nachfolgend eine weitere Expansionskammer anschließen u. dgl. mehr.

Claims (8)

  1. Schalldämpfer für einen Schraubenverdichter od. dgl. mit einem Eintritt für die den Verdichter verlassende Druckluft, einem anschließenden Strömungskanal und einem Austritt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Strömungskanal (5) zwischen Eintritt und Austritt wenigstens einen Krümmungsbereich (8 bzw. 11) und hinter dem Krümmungsbereich (8) wenigstens eine Expansionskammer (10) aufweist.
  2. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß dem Eintritt (4) ein Strömungskrümmer (6) um 90°, nachfolgend ein gerader Strömungskanalbereich (7), ein Strömungskrümmer (8) um 180°, ein daran anschließender, gerader Strömungskanal (9a) und nachfolgend eine Expansionskammer (10) zugeordnet ist.
  3. Schalldämpfer nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der ersten Expansionskammer (10) zwei gerade, über einen 180°-Krümmer (11) verbundene Strömungskanäle (9b,12a) nachgeordnet sind, wobei vor dem Austritt (13) im geraden Strömungskanal eine weitere Expansionskammer (10a) angeordnet ist.
  4. Schalldämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Expansionskammern (10,10a) als einseitig in das Gehäuseinnere weisende Erweiterungen ausgebildet sind.
  5. Schalldämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens Bereiche der Strömungskanäle mit einer Innendämmung (15) mit Lochblechauskleidung (16), wie bei Schalldämpfern an sich bekannt, versehen sind.
  6. Schalldämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Strömungskanäle mit Krümmern (8,11) und Expansionskammern (10,10a) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und vollständig von einem Dämmmaterial (14) umgeben sind.
  7. Verfahren zur Schalldämpfung eines Schraubenverdichters od. dgl. insbesondere mit einem Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die durch das Austreten der Luft aus dem Verdichter erzeugten Schallwellen mit mittels Reflektion erzeugten gleichfrequenten Schallwellen überlagert werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die aus dem Verdichter austretende Luft wenigstens einer Hauptrichtungsumkehr unterzogen wird.
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