EP0542169B1 - Schalldämpfer für einen Schraubenverdichter - Google Patents

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EP0542169B1
EP0542169B1 EP92119148A EP92119148A EP0542169B1 EP 0542169 B1 EP0542169 B1 EP 0542169B1 EP 92119148 A EP92119148 A EP 92119148A EP 92119148 A EP92119148 A EP 92119148A EP 0542169 B1 EP0542169 B1 EP 0542169B1
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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    • F01N13/002—Apparatus adapted for particular uses, e.g. for portable devices driven by machines or engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/084—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling the gases flowing through the silencer two or more times longitudinally in opposite directions, e.g. using parallel or concentric tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/089—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling using two or more expansion chambers in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/10—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling in combination with sound-absorbing materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • 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 with a flow bend by 180 ° with an expansion chamber following this flow bend and a compressed air outlet.
  • 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 can be effectively attenuated in such a way that they do justice to the environmental demands made today on noise development.
  • this object is achieved according to the invention in that, in addition to the first flow manifold and the first expansion chamber, a further flow manifold and a further expansion chamber are provided in the flow channel, the flow channels with bends and the expansion chambers being accommodated in a common housing and are completely surrounded by insulating material.
  • the inlet is assigned a flow bend by 90 °, subsequently a straight flow channel region, the flow bend by 180 °, an adjoining straight flow channel and subsequently the expansion chamber.
  • first expansion chamber is followed by two straight flow channels connected via the further 180 ° elbow, the further expansion chamber being arranged in the straight flow channel before the outlet.
  • further additional deflection and an additional possibility of expansion of the conveyed air flow allows an additional, very extensive sound insulation, which makes an additional encapsulation of the affected parts of the unit practically unnecessary.
  • 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 in the case of silencers.
  • 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 other 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 what results in a comparatively compact design.
  • the entire flow channel 5 is embedded in a non-designated housing in the insulating material 14. Beer 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 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-impulse 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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  • Compressor (AREA)
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  • Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)

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 mit einem Strömungskrümmer um 180° mit einer diesen Strömungskrümmer folgenden Expansionskammer und einem Druckluftaustritt.
  • 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.
  • Gattungsbildend geht die Anmeldung aus von der US-A-3 125 182, die in einem Schalldämpfer-Gehäuse einen U-förmigen Strömungskrümmer auf einer mittleren Trennplatte zeigt, die den Innenraum des Schalldämpfers in zwei Halbzylinder teilt.
  • Weitere Schalldämpfer mit Strömungsumlenkung zeigen beispielsweise die GB-A-2 161 217, die DE-A-1 576 941, die US-A-3 180 449 oder die US-A-4 264 282, wobei, wie die Erfahrung gezeigt hat, die bekannten Lösungen noch nicht immer zu einer optimalen Schalldämpfung führen.
  • 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 neben dem ersten Strömungskrümmer und der ersten Expansionskammer ein weiterer Strömungskrümmer und eine weitere Expansionskammer im Strömungskanal vorgesehen sind, wobei die Strömungskanäle mit Krümmern und die Expansionskammern in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und vollständig von einem Dämmaterial umgeben sind.
  • 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, der 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 den weiteren 180°-Krümmer verbundene Strömungskanäle nachgeordnet sind, wobei vor dem Austritt im geraden Strömungskanal die 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 Dämmaterial im Gehäuseinneren 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.
  • 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°- Strömungkrümmer 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 Dämnmaterial 14 eingebettet. Bierbei 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 (5)

  1. Schalldämpfer für einen Schraubenverdichter (1) od. dgl. mit einem Eintritt (4) für die den Verdichter verlassende Druckluft, einem anschließenden Strömungskanal (5) mit einem Strömungskrümmer (8) um 180° mit einer diesen Strömungskrümmer (8) folgenden Expansionskammer (10) und einem Druckluftaustritt (13),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß neben dem ersten Strömungskrümmer (8) und der ersten Expansionskammer (10) ein weiterer Strömungskrümmer (11) und eine weitere Expansionskammer (10a) im Strömungskanal (5) vorgesehen sind, wobei die Strömungskanäle mit Krümmern (8,11) und die Expansionskammern (10,10a) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und vollständig von einem Dämmmaterial (14) umgeben sind.
  2. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß dem Eintritt (4) ein Strömungskrümmer (6) um 90°, nachfolgend ein gerader Strömungskanalbereich (7), der Strömungskrümmer (8) um 180°, ein daran anschließender, gerader Strömungskanal (9a) und nachfolgend die Expansionskammer (10) zugeordnet ist.
  3. Schalldämpfer nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der ersten Expansionskammer (10) zwei gerade, über den weiteren 180°-Krümmer (11) verbundene Strömungskanäle (9b,12a) nachgeordnet sind, wobei vor dem Austritt (13) im geraden Strömungskanal die weitere Expansionskammer (10a) angeordnet ist.
  4. Schalldämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Expansionskammern (10,10a) als einseitig in das Dämmaterial (14) im Gehäuseinneren 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.
EP92119148A 1991-11-09 1992-11-09 Schalldämpfer für einen Schraubenverdichter Expired - Lifetime EP0542169B1 (de)

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DE9113962U DE9113962U1 (de) 1991-11-09 1991-11-09

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EP0542169A1 EP0542169A1 (de) 1993-05-19
EP0542169B1 true EP0542169B1 (de) 1996-01-10

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