WO2018219666A1 - Reinigungsgerät - Google Patents

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WO2018219666A1
WO2018219666A1 PCT/EP2018/062894 EP2018062894W WO2018219666A1 WO 2018219666 A1 WO2018219666 A1 WO 2018219666A1 EP 2018062894 W EP2018062894 W EP 2018062894W WO 2018219666 A1 WO2018219666 A1 WO 2018219666A1
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WO
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resonator
cleaning device
tube
nozzle
flow
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/062894
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Scholl
Florian EBERT
Felix BENSING
Konstantin GEORGIOU
Thomas Robieu
Original Assignee
Alfred Kärcher SE & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alfred Kärcher SE & Co. KG filed Critical Alfred Kärcher SE & Co. KG
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Publication of WO2018219666A1 publication Critical patent/WO2018219666A1/de

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/0081—Means for exhaust-air diffusion; Means for sound or vibration damping
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device, comprising a tonal noise source, a flow guidance device and a noise reduction device, which is coupled to the flow guidance device.
  • a tonal noise source is a noise source that emits (at least) a sound that dominates a frequency, so that a pitch can be assigned to the sound.
  • a tonal noise source can emit several noises, each with a dominant frequency, and can continue to emit broadband noises.
  • DE 601 25 367 T2 discloses a suction device with noise reduction means in one or more air flow channels for reducing the noise emission from an air flow generator or the like, wherein at least one air flow channel is provided with a plurality of depressions are arranged in the direction of the air flow one behind the other, wherein the recesses have a predetermined depth, which extends substantially perpendicular to the general direction of the noise in the channel.
  • the recesses are formed by providing projecting wall parts on at least one side of the flow channel, which wall parts are integrally formed in housing parts of the suction device, which delimit the air flow channel.
  • a resonator which has a plurality of resonator chambers.
  • a silencer arrangement which comprises a plurality of discrete passive silencers.
  • an electric blower is known, which has a silencer tube.
  • the invention has for its object to provide a cleaning device of the type mentioned, in which can be achieved with the noise reduction device effective noise reduction.
  • the noise reduction device comprising at least one ⁇ / 4 resonator which is adapted to the tonal noise source, wherein the at least one ⁇ / 4 resonator is connected to at least one of the following. connected to the equipment: (i) at least one silencer; (ii) a nozzle.
  • the ⁇ / 4 resonator is matched with respect to the wavelength ⁇ to the corresponding tonal noise source to effectively reduce a corresponding tonal noise (having a frequency corresponding to the wavelength ⁇ ) with respect to its sound pressure level.
  • the nozzle is in particular an inlet nozzle for optimum formation of a corresponding recirculation flow.
  • the at least one ⁇ / 4 resonator has a flow space (resonator chamber), which is bounded to a first side by a reverberant wall and is open to an opposite second side, wherein a distance between the first side and the second side is an odd-numbered multiple of ⁇ / 4 with a tonal wavelength ⁇ with respect to the tonal noise source. It can thereby form a standing wave in the flow space (Resonatorraum) with a vibration node on the reverberant wall and a vibration belly on the open side. This allows destructive interference with incoming sound waves to provide effective noise reduction.
  • a distance direction between the first side and the second side is oriented transversely and in particular perpendicular to an orifice axis of an input and / or an output of the at least one ⁇ / 4 resonator. This allows effective noise reduction with respect to tonal noises.
  • the at least one ⁇ / 4 resonator has an input, and has an output spaced from the input, wherein an inner cross section of a flow space (resonator chamber) of the at least one ⁇ / 4 resonator is larger than an inner cross section of the input and is greater than an inner cross section of the output and / or that a first pipe is connected to the input, wherein a largest inner cross section of the first tube is smaller than the inner cross section of the flow space (Resonatorraums) of at least one ⁇ / 4 resonator and / or that at the output is connected to a second pipe, with a largest
  • Inner cross section of the second tube is smaller than the inner cross section of the flow space (Resonatorraums) of the at least one ⁇ / 4 resonator.
  • the corresponding ⁇ / 4 resonator can thereby flow through with fluid and, for example, air.
  • a tonal noise having a frequency corresponding to the wavelength ⁇ can be reduced by destructive inference.
  • first tube has a cross-sectional widening towards the inlet and / or that the second tube has a cross-sectional widening towards the outlet. This results in an effective
  • a largest diameter of the first tube is smaller than a largest diameter of the second tube.
  • optimized resonant properties for the ⁇ / 4 resonator can thereby be achieved even with superposed currents.
  • the at least one ⁇ / 4 resonator is formed as a cylinder or cylinder segment and a jacket wall of the cylinder or cylinder segment is formed as a soundproof wall and in particular a distance between the reverberant wall and an opposite open side is transverse and preferably perpendicular to a cylinder axis oriented to the cylinder or cylinder segment. It is thus possible to provide a relatively large flow space (resonator space) on the ⁇ / 4 resonator for the formation of standing waves. This results in a volume-efficient noise reduction.
  • the at least one ⁇ / 4 resonator has a depth in a distance direction from an open side to a reverberant wall which is at least 1.1 times larger, and preferably at least 1.2 times larger, and preferably at least 1.3 times greater and preferably at least 1.5 times greater than a height of the at least one ⁇ / 4 resonator along a transverse axis to the distance direction. This results in an effective noise reduction with respect to tonal noises with a frequency corresponding to the wavelength ⁇ .
  • the at least one silencer is designed as a chamber silencer in which, in particular, a sound reflection and / or sound absorption takes place. It can be achieved in particular a broadband noise reduction.
  • the at least one silencer comprises a device made of sound-absorbing material.
  • a device made of sound-absorbing material for example, an absorber foam is provided.
  • this makes it possible to effectively reduce a broadband (“non-tonal") portion of the noise emission.
  • the nozzle is connected to the at least one ⁇ / 4 resonator and in particular with one end at which it has the largest cross-sectional area, (directly) connected to an output of the at least one ⁇ / 4 resonator ,
  • an optimized recirculation flow can be achieved at the transition from the ⁇ / 4 resonator to the nozzle. This results in an effective flow even with a superimposed flow
  • the at least one muffler is connected on the input side to the at least one ⁇ / 4 resonator and in particular is connected via a first tube to the at least one ⁇ / 4 resonator. It may alternatively or additionally be provided that the at least one silencer is connected on the output side to the nozzle. The result, for example, the possibility of a structure of (i) silencer - connected to silencer
  • the nozzle is an inlet nozzle which has a cross-sectional constriction in a direction away from the at least one ⁇ / 4 resonator. This results in an optimized Rezirkulations arrangement for optimized operation of the ⁇ / 4 resonator.
  • the second region is a region of constant inner diameter. It has been shown that such a dimensioning results in a return flow or recirculation flow which only slightly negatively influences the resonator properties of the ⁇ / 4 resonator.
  • the tonal noise source is a blower device
  • the flow guide device is an exhaust air flow guide device of the blower device.
  • sound can be carried to the outside via the flow guidance device with flow fluid guided therein.
  • the noise reduction device reduces the corresponding noise emissions.
  • the blower device comprises an asynchronous motor for driving one or more wheels, which is operated in particular at a constant speed. This speed can cause a tonal noise with the appropriate frequency.
  • a ⁇ / 4 resonator can be achieved in this regard, an effective noise reduction.
  • the cleaning device is designed as a suction device, the blower device being designed as a suction flow generating device. is formed and the flow guide device dissipates process air.
  • the blower device ensures a suction flow, which can be supplied to a suction material container, and via which a corresponding surface to be cleaned can be sucked.
  • Process air is the exhaust air of the blower device, wherein in particular a filter device is provided, so that the process air (exhaust air) is clean and in particular filtered air.
  • a holder is provided, on which the blower device is arranged, and on which in particular in addition to the blower device and preferably releasably a suction material container is arranged, wherein the blower device is designed as a side channel compressor and fluidly connected to the suction material container.
  • a corresponding suction device can be operated with high suction and in particular with high performance and also in continuous operation.
  • FIG. 1 shows an illustration of an exemplary embodiment of a suction device
  • Figure 2 is a plan view of a blower device in the suction device according to Figure 1 (whose position is indicated in Figure 1 in broken lines);
  • Figure 3 is a sectional view taken along line 3-3 of Figure 2;
  • Figure 4 is an enlarged view of the area A of Figure 3;
  • FIG. 5 is a schematic representation of an embodiment of a ⁇ / 4 resonator in sectional view
  • FIG. 6 is a sectional view of a further embodiment of a ⁇ / 4 resonator.
  • Figure 7 shows an example of a noise spectrum (shown as Schalld level over frequency) for a specific suction device with a tonal noise at about 2,600 Hz and the resulting
  • An embodiment of a cleaning device according to the invention is a suction device 10 (Figure 1), which is in particular an industrial vacuum cleaner.
  • This suction device 10 comprises a holder 12 which can be set over wheels 14 and rollers 16 movably on a substrate.
  • the holder 12 comprises a holding plate 18.
  • the blower device 20 (FIGS. 2, 3) comprises a drive motor 22.
  • This drive motor 22 has a shaft 24 which is rotatable about a rotation axis 26.
  • the drive motor 22 is in particular an asynchronous motor, which is operated at a fixed rotational frequency independently of the respective operating point of the suction device 10.
  • the shaft 24 is rotatably connected to one or more wheels 28.
  • the blower device 20 has a suction port 30.
  • the blower device 20 also has a pressure port 32.
  • a flow-guiding device 34 is connected to the pressure connection 32 in a fluid-effective manner. This flow guide device 34 serves to discharge process air from the blower device 20.
  • the flow guide device 34 comprises a connection element 36, which is connected directly to the pressure port 32.
  • connection element 36 is connected to the holding plate 18, for example.
  • connection element 36 is designed so that a main flow direction is deflected in such a way that it is at least approximately parallel to the axis of rotation 26.
  • the flow guide device 34 comprises a noise reduction device 38 with a silencer 40, (at least) a ⁇ / 4 resonator 42, a nozzle 44, and optionally a discharge tube 46.
  • Respective central axes of the muffler 40, the ⁇ / 4 resonator 42, the nozzle 44 and the optional delivery pipe 46 are coaxial with each other.
  • the resulting axis is designated by reference numeral 48 in FIG. This axis 48 is parallel to the axis of rotation 26th
  • the dispensing tube 46 projects at least partially beyond a top 52 of the housing 50.
  • a suction material container 54 is arranged next to the housing 50.
  • This suction material container 54 has a Unterdruckbeetzungsan- circuit 56.
  • a hose or pipe 58 is connected, which is connected to the suction port 30 of the blower device 20. This makes it possible to pressurize an interior of the suction material container 54 with negative pressure, the corresponding suction flow being generated by the blower device 20.
  • a connection for a suction hose is arranged on the suction material container 54 (not visible in FIG. 1), wherein a suction hose is coupled to this connection during operation of the suction device 10 and a suction surface can be acted upon by a suction surface via the suction hose.
  • the blower device forms a side channel blower to the suction material container 54. It can be provided that the suction material container 54 is detachable from the holder 12, in particular for emptying.
  • the blower device 20 forms a tonal noise source; One or more sounds are emitted in which a frequency dominates, whereby a certain pitch can be assigned.
  • FIG. 7 shows a noise spectrum of an exemplary embodiment of a blower device 20 with an asynchronous motor, where it is provided with the reference numeral 60. The sound pressure level above the frequency is shown.
  • This noise spectrum has a tonal peak 62 at one
  • the corresponding noise source does not have to be purely tonal, but it can have a tonal component and, for example, also a broadband component, as can be seen from FIG.
  • the corresponding sound is discharged via the flow guiding device 34.
  • the noise reduction device 38 is provided.
  • the muffler 40 is designed as a chamber muffler. It has an interior space 64 in which sound reflection and / or sound absorption can take place.
  • a device 66 of sound-absorbing material such as foam material is arranged in the interior space 64. It may be provided that, for example, the device 66 is positioned on a wall 65 of the muffler 40 and a grid 67 or the like positioned the device 66 in the muffler 40. Within the grille 67, a flow space for flow fluid is then formed, so that this flow fluid can be supplied to the silencer 40.
  • the muffler 40 is just used for sound absorption by reflection and / or absorption of sound.
  • the silencer 40 is followed by the ⁇ / 4 resonator 42.
  • Sound velocity is and f is the corresponding tonal frequency.
  • the frequency f corresponds to the frequency of the tonal peak 62.
  • the interior 64 with the device 66 is flowed through by exhaust air of the blower device 20 and a sound attenuation takes place, in particular broadband.
  • the ⁇ / 4 resonator 42 (see also FIG. 4) has a housing 68.
  • This housing 68 is formed at least approximately cylindrically with a casing wall 70 and opposite first and second lid walls 72, 74.
  • the first lid wall 72 and the second lid wall 74 are oriented parallel to each other and oriented transversely and in particular perpendicular to the casing wall 70.
  • a corresponding cylinder axis 76 (to which the jacket wall 70 is oriented at least approximately parallel) lies coaxially with the axis 48.
  • the housing 68 is disk-shaped.
  • the ⁇ / 4 resonator 42 has an input 78.
  • Flow fluid can be coupled into a flow space 80 of the ⁇ / 4 resonator 42 via this input 78.
  • a first tube 82 is connected to the input 78.
  • the first tube is in particular cylindrical and coaxial with the cylinder axis 76th
  • the first tube 82 is connected to an outlet 84 of the muffler 40.
  • the entrance 78 has a circular opening area.
  • An orifice axis 86 of the entrance 78 which is a normal to an orifice of the entrance 78, is oriented coaxially with the cylinder axis 86.
  • the ⁇ / 4 resonator 42 further has an output 88, which is opposite to the input 78. At this output 88, a second tube 90 is connected.
  • the outlet 88 has, in particular, a circular opening surface with an orifice axis (normal axis), which coincides with the orifice axis 86.
  • the ⁇ / 4 resonator has a
  • Flow space 80 and resonator 92 which is bounded on a first side 94 by the jacket wall 70.
  • This jacket wall 70 is reverberant. It has such a large sound wave resistance that a vibration node of a standing wave can be formed on it.
  • the resonator chamber 92 has an open second side 96 opposite the first side 94. The second side 96 leads into a space 98 which lies between the entrance 78 and the exit 88.
  • a distance D5 between the first side 94 and the second side 96 within the resonator space 92 corresponds to an odd multiple of ⁇ / 4.
  • a standing wave may form in this resonator cavity 92 with a node of vibration on the first side 94 (the reverberant wall) and an antinode on the open second side 96.
  • the distance D5 corresponds to a depth of the ⁇ / 4 resonator 42nd
  • the ⁇ / 4 resonator 42 has a height (inner height) H between the first lid wall 72 and the second lid wall 74.
  • the corresponding height direction is oriented transversely to a distance direction between the first side 94 and the second side 96 and oriented parallel to the cylinder axis 76.
  • the depth D5 (an odd multiple of ⁇ / 4) is at least 1.5 times greater than the height H: D5> 1.5 H.
  • a double jump in cross-section occurs at these points, namely at the input 78 and at the output 88.
  • the first tube 82 at the transition to the input 78 extends in an extension region 102. gradually expanded. The first tube 82 then does not meet with vertical walls on the first cover wall 72, but there is a rounded transition.
  • a continuously differentiable contour is provided at the transition, so that a "tip-free" transition takes place.
  • transition from the exit 88 to the second tube 90 is preferably such that in an extension area 104, the second tube 90 widens to the exit 88 in its cross-section.
  • the contour is such that a rounded transition takes place, in particular with continuous differentiability of the contour.
  • the second tube 90 is designed, in particular, as a nozzle 44, away from the outlet 88, with a cross-sectional constriction.
  • the second tube 90 has an inner diameter D3. Further away from the exit 88, the second tube 90 (the nozzle 44) tapers to an inner diameter D4. This inner diameter D4 is smaller than the inner diameter D3.
  • the nozzle 44 has its largest inner diameter, namely D3.
  • the nozzle 44 has there a first region 106 with just the inner diameter D3.
  • a second region 108 has the inner diameter D4.
  • a distance between the first region 106 and the second region 108 has the height L along the cylinder axis 76.
  • This distance L corresponds to the distance between the first region 106, namely an end thereof, from which the inner diameter D4 remains constant, and the Exit 84.
  • said ratio between the difference in inner diameter D3 to D4 with respect to twice the height L is in the range between about 0.30 and 0.36, and preferably between 0.31 and 0.35.
  • this ratio is about 1/3. In this embodiment of the nozzle 44 results in an effective noise reduction, since an optimized line of recirculation flow is possible.
  • the inner diameter D3 on the second tube 90 is greater than the inner diameter D1 of the first tube 82 (see FIG.
  • the discharge pipe 46 is arranged or the second pipe 90 forms the discharge pipe 46 from.
  • the suction device 10 operates as follows: In operation, the blower device 20 generates a suction flow through which dirt can be sucked. There is a corresponding cleaning via a filter device (not shown in the drawings), so that over the
  • Flow guiding device 34 "clean” process air (exhaust air of the blower device 20) can be dispensed.
  • the blower device 20 is operated in particular via an asynchronous motor having a constant speed (at each operating point) and in particular by a tonal noise source of the corresponding
  • the suction device 10 thereby emits a very loud tone at this frequency.
  • the corresponding noise can be carried to the outside through the air guide in the flow guiding device 34.
  • the muffler 40 provides sound attenuation by reflection and / or absorption of sound.
  • the adjoining nozzle 44 ensures an optimized return flow, so that in particular an optimized mode of operation of the ⁇ / 4 resonator 42 is also present in the case of a superimposed backflow.
  • the nozzle 44 follows the ⁇ / 4 resonator 42 and the ⁇ / 4 resonator 42 the silencer 40 with respect to the flow direction 100.
  • the nozzle 44 be directly connected to the output 84 of the ⁇ / 4 resonator 42.
  • a silencer it is also possible for a silencer to be arranged downstream of the nozzle 44 in the direction of flow 100 in accordance with the silencer 40, so that the sequence in relation to the flow Direction 100 is: Possible silencer 40 - ⁇ / 4 resonator 42 - Nozzle 44 - Silencer 40.
  • the reference numeral 60 shows the basic noise spectrum 60. Furthermore, a resulting noise spectrum 112 is shown, which results in the suction device 10 using a ⁇ / 4 resonator corresponding to the ⁇ / 4 resonator 42. By using such a ⁇ / 4 resonator 42, the tonal peak 62 is lowered. There has been a decrease of 21 dB (A). It is thus based on the tonal noise of the fan 20, an effective noise reduction.
  • the noise spectrum 112 was recorded without using a muffler 40.
  • a silencer By using a silencer, a further reduction in noise can be achieved, in particular also outside the tonal peak 62.
  • FIG. 5 once again schematically shows the design of the ⁇ / 4 resonator 42.
  • this disk-shaped surrounds a corresponding tube 114 of the flow guide device 34.
  • the ⁇ / 4 resonator 42 is rotationally symmetrical with respect to the cylinder axis 76.
  • a ⁇ / 4 resonator 116 it is also possible for a ⁇ / 4 resonator 116 to be provided (cf., FIG. 6), which is designed in the manner of a cylinder segment.
  • the ⁇ / 4 resonator 116 may be positioned tubularly perpendicular to the tube 114.
  • Flow space 80 or resonator 92 to achieve the effective formation of standing waves.
  • the noise reduction device 38 according to the invention was in
  • a corresponding noise reduction device 38 can also be used on other types of
  • ⁇ / 4 resonators 42 and 116 can also be used.
  • the one or more ⁇ / 4 resonators 42 and 116, respectively, are tuned to the corresponding tonal peaks 62, thus providing, in particular, effective reduction of tonal noise.
  • the upstream and / or downstream muffler 40 can be an effective noise reduction, especially in broadband

Abstract

Es wird ein Reinigungsgerät vorgeschlagen, welches eine tonale Geräuschquelle, eine Strömungsführungseinrichtung und eine Geräuschminderungseinrichtung, welche an die Strömungsführungseinrichtung gekoppelt ist, umfasst, wobei die Geräuschminderungseinrichtung mindestens einen λ/4-Resonator umfasst, welcher an die tonale Geräuschquelle angepasst ist, wobei der mindestens eine λ/4-Resonator an mindestens eine der folgenden Einrichtungen angeschlossen ist: (i) mindestens einen Schalldämpfer; (ii) eine Düse.

Description

Reinigungsgerät
Die Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät, umfassend eine tonale Geräusch- quelle, eine Strömungsführungseinrichtung und eine Geräuschminderungseinrichtung, welche an die Strömungsführungseinrichtung gekoppelt ist.
Eine tonale Geräuschquelle ist eine Geräuschquelle, welche (mindestens) ein Geräusch abgibt, bei dem eine Frequenz dominiert, so dass sich dem Geräusch eine Tonhöhe zuordnen lässt.
Eine tonale Geräuschquelle kann dabei grundsätzlich mehrere Geräusche mit jeweils dominanter Frequenz abgeben und kann auch weiterhin breitbandige Geräusche abgeben.
Aus der DE 601 25 367 T2 (EP 1 303 209 Bl) ist eine Saugvorrichtung mit Geräuschminderungsmitteln in einem oder mehreren Luftströmungskanälen zur Minderung der Geräuschemission aus einem Luftstromerzeuger oder dergleichen bekannt, wobei mindestens ein Luftströmungskanal mit einer Mehr- zahl von Vertiefungen versehen ist, die in Richtung der Luftströmung hintereinander angeordnet sind, wobei die Vertiefungen eine vorbestimmte Tiefe aufweisen, die sich im Wesentlichen senkrecht zur allgemeinen Richtung der Geräusche im Kanal erstreckt. Die Vertiefungen werden gebildet, indem man auf wenigstens einer Seite des Strömungskanals vorstehende Wandteile vor- sieht, welche Wandteile integral in Gehäuseteilen der Saugvorrichtung ausgebildet sind, die den Luftströmungskanal begrenzen.
Aus der RU 2 594 088 Cl ist eine aktive Geräuschunterdrückungsvorrichtung für industrielle Staubsauger bekannt.
Aus der KR 1020040107094 A ist eine Vorrichtung zur Geräuschunterdrückung an einem Kompressor bekannt. Aus der JP 2013-136980 A ist ein elektrischer Staubsauger mit geringer Geräuschemission bekannt.
Aus der KR 101282905 Bl ist eine Vorrichtung zur Geräuschreduzierung bei einem Staubsauger bekannt.
Aus der WO 2013/124939 AI ist ein elektrischer Staubsauger bekannt.
Aus der US 6,116,375 ist ein Resonator bekannt, welcher eine Mehrzahl von Resonatorkammern aufweist.
Aus der GB 2468153 A ist eine Schalldämpferanordnung bekannt, welche eine Mehrzahl von diskreten passiven Schalldämpfern aufweist. Aus der JP 2008-050992 A ist ein elektrisches Gebläse bekannt, welches eine Schalldämpferröhre aufweist.
Aus der DE 648 071 ist ein Schalldämpfer für Staubsauger bekannt. Aus der US 2011/0044808 AI ist ein zentrifugales Gebläse bekannt.
Aus der DE 25 04 132 AI ist eine Vorrichtung zur Dämpfung des Schallpegels in einem fluiden Medium, das durch die Vorrichtung fließt, bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsgerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem sich mit der Geräuschminderungseinrichtung eine effektive Geräuschminderung erreichen lässt.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Reinigungsgerät erfindungs- gemäß dadurch gelöst, dass die Geräuschminderungseinrichtung mindestens einen λ/4-Resonator umfasst, welcher an die tonale Geräuschquelle angepasst ist, wobei der mindestens eine λ/4-Resonator an mindestens eine der folgen- den Einrichtungen angeschlossen ist: (i) mindestens einen Schalldämpfer; (ii) eine Düse.
Der λ/4-Resonator ist bezüglich der Wellenlänge λ an die entsprechende tonale Geräuschquelle angepasst, um ein entsprechendes tonales Geräusch (mit einer Frequenz entsprechend der Wellenlänge λ) effektiv bezüglich seines Schalldruckpegels zu reduzieren.
Durch das weitere Vorsehen eines Schalldämpfers lässt sich auch eine breit- bandige Schallreduzierung erreichen.
Durch das Vorsehen einer Düse (als Alternative oder mit zusätzlicher An- kopplung) lässt sich eine Rezirkulationsströmung ausbilden, die auch bei überlagerten Strömungen eine effektive Resonatoreigenschaft des
λ/4-Resonators bewirkt. Die Düse ist dabei insbesondere eine Einströmdüse zur optimalen Ausbildung einer entsprechenden Rezirkulationsströmung.
An dem λ/4-Resonator erfolgt eine effektive Geräuschminderung durch destruktive Interferenz.
Insbesondere weist der mindestens eine λ/4-Resonator einen Strömungsraum (Resonatorraum) auf, welcher zu einer ersten Seite hin durch eine schallharte Wand begrenzt ist und zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite hin offen ist, wobei ein Abstand zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite ein un- geradzahliges Vielfaches von λ/4 mit einer tonalen Wellenlänge λ bezogen auf die tonale Geräuschquelle ist. Es lässt sich dadurch eine stehende Welle in dem Strömungsraum (Resonatorraum) ausbilden mit einem Schwingungsknoten an der schallharten Wand und einem Schwingungsbauch an der offenen Seite. Dies ermöglicht eine destruktive Interferenz mit einlaufenden Schallwellen, um für eine effektive Geräuschminderung zu sorgen. Insbesondere ist eine Abstandsrichtung zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite quer und insbesondere senkrecht zu einer Mündungsachse eines Eingangs und/oder eines Ausgangs des mindestens einen λ/4-Resonators orientiert. Dadurch lässt sich eine effektive Geräuschminderung bezüglich tonalen Geräuschen erreichen.
Günstig ist es, wenn der mindestens eine λ/4-Resonator einen Eingang aufweist, und einen zu dem Eingang beabstandeten Ausgang aufweist, wobei ein Innenquerschnitt eines Strömungsraums (Resonatorraums) des mindestens einen λ/4-Resonators größer ist als ein Innenquerschnitt des Eingangs und größer ist als ein Innenquerschnitt des Ausgangs und/oder dass an den Eingang ein erstes Rohr angeschlossen ist, wobei ein größter Innenquerschnitt des ersten Rohrs kleiner ist als der Innenquerschnitt des Strömungsraums (Resonatorraums) des mindestens einen λ/4-Resonators und/oder dass an den Ausgang ein zweites Rohr angeschlossen ist, wobei ein größter
Innenquerschnitt des zweiten Rohrs kleiner ist als der Innenquerschnitt des Strömungsraums (Resonatorraums) des mindestens einen λ/4-Resonators. Der entsprechende λ/4-Resonator lässt sich dadurch mit Fluid und beispielsweise Luft durchströmen. Bei dem Durchströmungsvorgang lässt sich durch destruktive Inferenz ein tonales Geräusch mit einer Frequenz entsprechend der Wellenlänge λ mindern.
Es ergibt sich ein einfacher Anschluss beispielsweise an einen Schalldämpfer und/oder eine Düse.
Günstig ist es, wenn das erste Rohr zu dem Eingang hin eine Querschnittserweiterung aufweist und/oder dass das zweite Rohr zu dem Ausgang hin eine Querschnittserweiterung aufweist. Dadurch ergibt sich eine effektive
Geräuschminimierung durch den λ/4-Resonator; der Einfluss von Strömungen auf die Resonanzeigenschaften lässt sich dadurch gering halten. Es ist dann günstig, wenn eine abgerundete Kontur (kantenfreie Kontur) beim Übergang des ersten Rohrs zu dem Eingang und/oder des zweiten Rohrs zu dem Ausgang vorliegt, wobei insbesondere die Kontur am Übergang stetig differenzierbar ist, das heißt keine Kanten oder dergleichen aufweist.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn ein größter Durchmesser des ersten Rohrs kleiner ist als ein größter Durchmesser des zweiten Rohrs. Insbesondere lassen sich dadurch auch bei überlagerten Strömungen optimierte Resonanzeigenschaften für den λ/4-Resonator erreichen.
Bei einer Ausführungsform ist der mindestens eine λ/4-Resonator als Zylinder oder Zylindersegment ausgebildet und eine Mantelwand des Zylinders oder Zylindersegments ist als schallharte Wand ausgebildet und insbesondere ist ein Abstand zwischen der schallharten Wand und einer gegenüberliegenden offenen Seite quer und vorzugsweise senkrecht zu einer Zylinderachse des Zylinders oder Zylindersegments orientiert. Es lässt sich so ein relativ großer Strömungsraum (Resonatorraum) an dem λ/4-Resonator zur Ausbildung von stehenden Wellen bereitstellen. Dadurch ergibt sich eine volumeneffiziente Geräuschminderung.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der mindestens eine λ/4-Resonator eine Tiefe in einer Abstandsrichtung von einer offenen Seite zu einer schallharten Wand aufweist, welche mindestens 1,1-fach größer und vorzugsweise mindestens 1,2-fach größer und vorzugsweise mindestens 1,3-fach größer und vorzugsweise mindestens 1,5-fach größer ist als eine Höhe des mindestens einen λ/4-Resonators längs einer Querachse zu der Abstandsrichtung . Dadurch ergibt sich eine effektive Geräuschminderung bezüglich tonalen Geräuschen mit einer Frequenz entsprechend der Wellenlänge λ.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der mindestens eine Schalldämpfer als Kammerschalldämpfer ausgebildet ist, in dem insbesondere eine Schall- reflexion und/oder Schallabsorption stattfindet. Es lässt sich dadurch insbesondere eine breitbandige Geräuschminderung erreichen.
Es ist dann besonders vorteilhaft, wenn der mindestens eine Schalldämpfer eine Einrichtung aus schallabsorbierendem Material umfasst. Beispielsweise ist ein Absorberschaum vorgesehen. Es lässt sich dadurch insbesondere ein breit- bandiger ("nicht-tonaler") Anteil der Geräuschemission effektiv verringern.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Düse an den mindestens einen λ/4-Resonator angeschlossen ist und insbesondere mit einem Ende, an welchem sie die größte Querschnittsfläche aufweist, (direkt) an einen Ausgang des mindestens einen λ/4-Resonators angeschlossen ist. Durch das Vorsehen einer entsprechenden Einströmdüse lässt sich eine optimierte Rezirkulations- strömung an dem Übergang von dem λ/4-Resonator zu der Düse erreichen. Dadurch ergibt sich auch bei einer überlagerten Strömung eine effektive
Resonanzeigenschaft für den λ/4-Resonator mit entsprechender optimierter Geräuschminderung bezüglich eines tonalen Geräuschs.
Bei einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der mindestens eine Schalldämpfer eingangsseitig an den mindestens einen λ/4-Resonator angeschlossen ist und insbesondere über ein erstes Rohr an den mindestens einen λ/4-Resonator angeschlossen ist. Es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass der mindestens eine Schalldämpfer ausgangsseitig an die Düse angeschlossen ist. Es ergibt sich beispielsweise die Möglichkeit eines Aufbaus aus (i) Schalldämpfer - an Schalldämpfer angeschlossenen
λ/4-Resonator - an λ/4-Resonator angeschlossene Düse, oder (ii)
λ/4-Resonator - an λ/4-Resonator angeschlossene Düse - an Düse angeschlossenen Schalldämpfer, oder (iii) Schalldämpfer - an Schalldämpfer angeschlossenen λ/4-Resonator - an λ/4-Resonator angeschlossene Düse - an Düse angeschlossenen Schalldämpfer. Insbesondere ist die Düse eine Einströmdüse, welche in einer Richtung von dem mindestens einen λ/4-Resonator weg eine Querschnittsverengung aufweist. Dadurch ergibt sich eine optimierte Rezirkulationsführung zum optimierten Betrieb des λ/4-Resonators.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn ein Verhältnis (D3 - D4) / (2L) im Bereich zwischen 0,05 und 0,4 und insbesondere im Bereich zwischen 0,30 und 0,36 und insbesondere im Bereich zwischen 0,31 und 0,35 und beispielsweise bei 1/3 liegt, wobei D3 ein größter Innendurchmesser der Düse an einem ersten Bereich ist, D4 ein kleinster Innendurchmesser der Düse an einem zweiten Bereich ist und L ein Abstand an der Düse zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ist, wobei insbesondere der zweite Bereich ein Bereich mit konstantem Innendurchmesser ist. Es hat sich gezeigt, dass bei einer solchen Dimensionierung sich eine Rückströmung beziehungsweise Rezirkulationsströmung ergibt, welche die Resonatoreigenschaften des λ/4-Resonators nur wenig negativ beeinflusst.
Beispielsweise ist die tonale Geräuschquelle eine Gebläseeinrichtung und die Strömungsführungseinrichtung ist eine Abluft-Strömungsführungseinrichtung der Gebläseeinrichtung. Über die Strömungsführungseinrichtung mit darin geführtem Strömungsfluid kann grundsätzlich Schall nach außen getragen werden. Durch die Geräuschminderungseinrichtung werden die entsprechenden Geräuschemissionen verringert. Beispielsweise umfasst die Gebläseeinrichtung einen Asynchronmotor zum Antrieb eines oder mehrerer Laufräder, welcher insbesondere bei konstanter Drehzahl betrieben ist. Diese Drehzahl kann zu einem tonalen Geräusch mit der entsprechenden Frequenz führen. Durch einen λ/4-Resonator lässt sich diesbezüglich eine effektive Geräuschminderung erreichen.
Bei einer Ausführungsform ist das Reinigungsgerät als Sauggerät ausgebildet, wobei die Gebläseeinrichtung als Saugstrom-Erzeugungseinrichtung ausge- bildet ist und die Strömungsführungseinrichtung Prozessluft abführt. Die Gebläseeinrichtung sorgt für einen Saugstrom, welcher einem Sauggutbehälter zuführbar ist, und über den dann eine entsprechende zu reinigende Fläche absaugbar ist. Prozessluft ist die Abluft der Gebläseeinrichtung, wobei insbe- sondere eine Filtereinrichtung vorgesehen ist, so dass die Prozessluft (Abluft) saubere und insbesondere gefilterte Luft ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Halter vorgesehen, an welchem die Gebläseeinrichtung angeordnet ist, und an welchem insbesondere neben der Gebläseeinrichtung und vorzugsweise lösbar ein Sauggutbehälter angeordnet ist, wobei die Gebläseeinrichtung als Seitenkanalverdichter ausgebildet ist und fluidwirksam mit dem Sauggutbehälter verbunden ist. Ein entsprechendes Sauggerät kann mit hoher Saugwirkung und insbesondere mit hoher Leistung und auch im Dauerbetrieb betrieben werden.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung . Es zeigen : Figur 1 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Sauggeräts
(Industriesauger mit Seitenkanalverdichter);
Figur 2 eine Draufsicht auf eine Gebläseeinrichtung bei dem Sauggerät gemäß Figur 1 (deren Position ist in Figur 1 in durchbrochenen Linien angedeutet);
Figur 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 gemäß Figur 2;
Figur 4 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A gemäß Figur 3;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines λ/4-Resonators in Schnittansicht; Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines λ/4-Resonators in Schnittansicht; und
Figur 7 ein Beispiel eines Geräuschspektrums (dargestellt als Schalld pegel über Frequenz) für ein konkretes Sauggerät mit einem tonalen Geräusch bei circa 2.600 Hz und das resultierende
Spektrum bei Verwendung eines λ/4-Resonators angepasst an das tonale Geräusch. Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reinigungsgeräts ist ein Sauggerät 10 (Figur 1), welches insbesondere ein Industriesauger ist. Dieses Sauggerät 10 umfasst einen Halter 12, welcher über Räder 14 und Rollen 16 fahrbar auf einem Untergrund aufstellbar ist. Der Halter 12 umfasst eine Halteplatte 18.
An der Halteplatte 18 ist fest eine Gebläseeinrichtung 20 angeordnet. Die Gebläseeinrichtung 20 (Figuren 2, 3) umfasst einen Antriebsmotor 22. Dieser Antriebsmotor 22 weist eine Welle 24 auf, welche um eine Rotationsachse 26 rotierbar ist.
Der Antriebsmotor 22 ist insbesondere ein Asynchronmotor, welcher mit einer festen Drehfrequenz unabhängig von dem jeweiligen Betriebspunkt des Sauggeräts 10 betrieben wird. Die Welle 24 ist drehfest mit einem oder mehreren Laufrädern 28 verbunden.
Die Gebläseeinrichtung 20 weist einen Sauganschluss 30 auf.
Die Gebläseeinrichtung 20 weist ferner einen Druckanschluss 32 auf.
Mit dem Druckanschluss 32 ist fluidwirksam eine Strömungsführungsein- richtung 34 verbunden. Diese Strömungsführungseinrichtung 34 dient zur Abführung von Prozessluft der Gebläseeinrichtung 20. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Strömungsführungseinrichtung 34 ein Anschlusselement 36, welches direkt an den Druckanschluss 32 angeschlossen ist.
Das Anschlusselement 36 ist beispielsweise mit der Halteplatte 18 verbunden .
Das Anschlusselement 36 ist so ausgebildet, dass eine Hauptströmungsrichtung derart umgelenkt wird, dass sie mindestens näherungsweise parallel zu der Rotationsachse 26 liegt.
Die Strömungsführungseinrichtung 34 umfasst eine Geräuschminderungseinrichtung 38 mit einem Schalldämpfer 40, (mindestens) einem λ/4-Resonator 42, einer Düse 44, und fakultativ einem Abgaberohr 46.
Jeweilige zentrale Achsen des Schalldämpfers 40, des λ/4- Resonators 42, der Düse 44 und des fakultativen Abgaberohrs 46 sind koaxial zueinander. Die sich ergebende Achse ist in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 48 bezeichnet. Diese Achse 48 liegt parallel zu der Rotationsachse 26.
An dem Halter 12 ist ein Gehäuse 50 angeordnet (Figur 1), welche die
Gebläseeinrichtung 20 mit der Strömungsführungseinrichtung 34 und der Geräuschminderungseinrichtung 38 aufnimmt. Das Abgaberohr 46 ragt mindestens teilweise über eine Oberseite 52 des Gehäuses 50 hinaus.
An dem Halter 12 ist neben dem Gehäuse 50 ein Sauggutbehälter 54 angeordnet. Dieser Sauggutbehälter 54 weist einen Unterdruckbeaufschlagungsan- schluss 56 auf. An diesen ist ein Schlauch oder ein Rohr 58 angeschlossen, welches an den Sauganschluss 30 der Gebläseeinrichtung 20 angeschlossen ist. Es lässt sich dadurch ein Innenraum des Sauggutbehälters 54 mit Unterdruck beaufschlagen, wobei der entsprechende Saugstrom durch die Gebläseeinrichtung 20 erzeugt ist. An dem Sauggutbehälter 54 ist ein Anschluss für einen Saugschlauch angeordnet (in Figur 1 nicht sichtbar), wobei im Betrieb des Sauggeräts 10 ein Saugschlauch eben an diesen Anschluss angekoppelt ist und eine abzusau- gende Fläche über den Saugschlauch mit einem Saugstrom beaufschlagbar ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel eines Sauggeräts 10 bildet die Gebläseeinrichtung einen Seitenkanalverdichter zu dem Sauggutbehälter 54. Es kann vorgesehen sein, dass der Sauggutbehälter 54 insbesondere zum Entleeren lösbar von dem Halter 12 ist.
Die Gebläseeinrichtung 20 bildet eine tonale Geräuschquelle; es werden eine oder mehrere Geräusche abgegeben, bei denen eine Frequenz dominiert, wobei sich eine bestimmte Tonhöhe zuordnen lässt.
In Figur 7 ist ein Geräuschspektrum eines Ausführungsbeispiels einer Gebläseeinrichtung 20 mit einem Asynchronmotor gezeigt und dort mit dem Bezugszeichen 60 versehen. Es ist dabei der Schalldruckpegel über der Frequenz ge- zeigt. Dieses Geräuschspektrum weist einen tonalen Peak 62 bei einer
Frequenz von circa 2.600 Hz auf.
Die entsprechende Geräuschquelle muss dabei nicht rein tonal sein, sondern sie kann einen tonalen Anteil und beispielsweise auch einen breitbandigen Anteil aufweisen, wie aus Figur 7 ersichtlich ist.
Der entsprechende Schall wird über die Strömungsführungseinrichtung 34 ausgetragen. Zur Geräuschminderung ist die Geräuschminderungseinrichtung 38 vorgesehen.
Der Schalldämpfer 40 ist als Kammerschalldämpfer ausgebildet. Er weist einen Innenraum 64 auf, in welchem Schallreflexion und/oder Schallabsorption stattfinden kann. Insbesondere ist in dem Innenraum 64 eine Einrichtung 66 aus schallabsorbierendem Material wie beispielsweise Schaummaterial angeordnet. Es kann dabei vorgesehen sein, dass beispielsweise die Einrichtung 66 an einer Wandung 65 des Schalldämpfers 40 positioniert ist und ein Gitter 67 oder dergleichen die Einrichtung 66 in dem Schalldämpfer 40 positioniert. Innerhalb des Gitters 67 ist dann ein Durchströmungsraum für Strömungsfluid gebildet, so dass dieses Strömungsfluid dem Schalldämpfer 40 zuführbar ist.
Der Schalldämpfer 40 dient eben zur Schalldämpfung durch Reflexion und/oder Absorption von Schall.
An den Schalldämpfer 40 schließt sich der λ/4-Resonator 42 an. Der λ/4-Resonator ist ausgerichtet auf die Wellenlänge λ = c/f, wobei c die
Schallgeschwindigkeit ist und f die entsprechende tonale Frequenz. Bei dem Ausführungsbeispiel mit dem Geräuschspektrum 60 entspricht die Frequenz f der Frequenz des tonalen Peak 62. Der Innenraum 64 mit der Einrichtung 66 wird durch Abluft der Gebläseeinrichtung 20 durchströmt und es erfolgt eine Schalldämpfung insbesondere breitbandig .
Der λ/4-Resonator 42 (vgl. auch Figur 4) weist ein Gehäuse 68 auf. Dieses Gehäuse 68 ist mindestens näherungsweise zylindrisch ausgebildet mit einer Mantelwand 70 und gegenüberliegenden ersten und zweiten Deckelwänden 72, 74. Die erste Deckelwand 72 und die zweite Deckelwand 74 sind parallel zueinander orientiert und quer und insbesondere senkrecht zu der Mantelwand 70 orientiert.
Eine entsprechende Zylinderachse 76 (zu welcher die Mantelwand 70 mindestens näherungsweise parallel orientiert ist) liegt koaxial zu der Achse 48. Das Gehäuse 68 ist dabei scheibenförmig ausgebildet.
Der λ/4-Resonator 42 weist einen Eingang 78 auf. Über diesen Eingang 78 ist Strömungsfluid in einen Strömungsraum 80 des λ/4-Resonators 42 einkoppel- bar.
Mit dem Eingang 78 ist ein erstes Rohr 82 verbunden . Das erste Rohr ist insbesondere zylindrisch ausgebildet und koaxial zu der Zylinderachse 76.
Das erste Rohr 82 ist mit einem Ausgang 84 des Schalldämpfers 40 verbunden.
Der Eingang 78 hat insbesondere eine kreisförmige Öffnungsfläche.
Eine Mündungsachse 86 des Eingangs 78, welche eine Normale zu einer Mündungsöffnung des Eingangs 78, ist koaxial zu der Zylinderachse 86 orientiert. Der λ/4-Resonator 42 weist ferner einen Ausgang 88 auf, welcher dem Eingang 78 gegenüberliegend ist. An diesen Ausgang 88 ist ein zweites Rohr 90 angeschlossen.
Der Ausgang 88 weist insbesondere eine kreisförmige Öffnungsfläche auf mit einer Mündungsachse (Normalenachse), welche mit der Mündungsachse 86 zusammenfällt.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der λ/4-Resonator einen
Strömungsraum 80 beziehungsweise Resonatorraum 92 auf, welcher an einer ersten Seite 94 durch die Mantelwand 70 begrenzt ist. Diese Mantelwand 70 ist schallhart. Sie weist einen derart großen Schallwellenwiderstand auf, dass an ihr ein Schwingungsknoten einer stehenden Welle ausbildbar ist. Ferner weist der Resonatorraum 92 eine der ersten Seite 94 gegenüberliegende offene zweite Seite 96 auf. Die zweite Seite 96 führt in einen Raum 98, welcher zwischen dem Eingang 78 und dem Ausgang 88 liegt.
Ein Abstand D5 zwischen der ersten Seite 94 und der zweiten Seite 96 innerhalb des Resonatorraums 92 entspricht einem ungeradzahligen Vielfachen von λ/4. Es kann sich eine stehende Welle in diesem Resonatorraum 92 ausbilden mit einem Schwingungsknoten an der ersten Seite 94 (der schallharten Wand) und einem Schwingungsbauch an der offenen zweiten Seite 96.
Es kann dann durch destruktive Interferenz eine Schallminderung erfolgen.
Der Abstand D5 (vgl. Figur 4) entspricht einer Tiefe des λ/4-Resonators 42.
Der λ/4-Resonator 42 weist eine Höhe (Innenhöhe) H zwischen der ersten Deckelwand 72 und der zweiten Deckelwand 74 auf. Die entsprechende Höhenrichtung ist quer zu einer Abstandsrichtung zwischen der ersten Seite 94 und der zweiten Seite 96 orientiert und parallel zu der Zylinderachse 76 orientiert.
Es ist vorgesehen, dass die Tiefe D5 (ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/4) mindestens 1,5-fach größer ist als die Höhe H : D5 > 1,5 H. Bezogen auf eine Strömungsrichtung 100 durch den λ/4-Resonator 42 hindurch erfolgt an ihnen ein zweifacher Querschnittssprung, nämlich an dem Eingang 78 und an dem Ausgang 88. Bei einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass das erste Rohr 82 am Übergang zu dem Eingang 78 sich in einem Erweiterungsbereich 102 all- mählich erweitert. Das erste Rohr 82 trifft dann nicht mit senkrechten Wänden auf die erste Deckelwand 72, sondern es erfolgt ein abgerundeter Übergang.
Insbesondere ist am Übergang eine stetig differenzierbare Kontur vorgesehen, so dass ein "spitzenfreier" Übergang erfolgt.
Weiterhin ist der Übergang von dem Ausgang 88 zu dem zweiten Rohr 90 vorzugsweise derart, dass in einem Erweiterungsbereich 104 sich das zweite Rohr 90 zu dem Ausgang 88 hin in seinem Querschnitt erweitert.
Insbesondere ist die Kontur derart, dass ein abgerundeter Übergang mit insbesondere stetiger Differenzierbarkeit der Kontur erfolgt.
Das zweite Rohr 90 ist insbesondere als Düse 44 ausgebildet mit von dem Ausgang 88 hinweg mit einer Querschnittsverengung.
Direkt am Ausgang 88 weist das zweite Rohr 90 einen Innendurchmesser D3 auf. Von dem Ausgang 88 weiter weg verjüngt sich das zweite Rohr 90 (die Düse 44) bis zu einem Innendurchmesser D4. Dieser Innendurchmesser D4 ist kleiner als der Innendurchmesser D3.
An dem Erweiterungsbereich 104 weist die Düse 44 ihren größten Innendurchmesser, nämlich D3 auf. Die Düse 44 hat dort einen ersten Bereich 106 mit eben dem Innendurchmesser D3.
Ein zweiter Bereich 108 weist den Innendurchmesser D4 auf.
Ein Abstand zwischen dem ersten Bereich 106 und dem zweiten Bereich 108 hat die Höhe L längs der Zylinderachse 76. Dieser Abstand L entspricht dem Abstand zwischen dem ersten Bereich 106, und zwar einem Ende von diesem, ab dem der Innendurchmesser D4 konstant bleibt, und dem Ausgang 84.
Für die Ausbildung der Düse 44 gilt insbesondere Folgendes:
Figure imgf000018_0001
Vorzugsweise liegt das genannte Verhältnis zwischen der Differenz der Innen- durchmesser D3 zu D4 in Bezug zu der doppelten Höhe L im Bereich zwischen circa 0,30 und 0,36 und vorzugsweise zwischen 0,31 und 0,35.
Ganz bevorzugterweise liegt dieses Verhältnis bei circa 1/3. Bei dieser Ausbildung der Düse 44 ergibt sich eine effektive Geräuschminderung, da eine optimierte Leitung einer Rezirkulationsströmung möglich ist.
Es ist weiterhin vorzugsweise vorgesehen, dass der Innendurchmesser D3 an dem zweiten Rohr 90 größer ist als der Innendurchmesser Dl des ersten Rohrs 82 (vgl. Figur 4).
An dem zweiten Rohr 90 ist das Abgaberohr 46 angeordnet oder das zweite Rohr 90 bildet das Abgaberohr 46 aus.
An dem Abgaberohr 46 sitzt eine Kappe 110 mit einem Gitter.
Das Sauggerät 10 funktioniert wie folgt: Im Betrieb erzeugt die Gebläseeinrichtung 20 einen Saugstrom, über welchen Schmutz einsaugbar ist. Es erfolgt eine entsprechende Reinigung über eine Filtereinrichtung (in den Zeichnungen nicht gezeigt), so dass über die
Strömungsführungseinrichtung 34 "saubere" Prozessluft (Abluft der Gebläseeinrichtung 20) abgebbar ist.
Die Gebläseeinrichtung 20 ist insbesondere über einen Asynchronmotor betrieben, der eine konstante Drehzahl (in jedem Betriebspunkt) aufweist und insbesondere dadurch eine tonale Geräuschquelle der entsprechenden
Frequenz gebildet ist. Grundsätzlich gibt das Sauggerät 10 dadurch auf dieser Frequenz einen sehr lauten Ton ab. Durch die Luftführung in der Strömungsführungseinrichtung 34 kann grundsätzlich das entsprechende Geräusch nach außen getragen werden.
Der Schalldämpfer 40 sorgt für eine Schalldämpfung durch Reflexion und/oder Absorption von Schall.
Anschließend erfolgt in dem λ/4-Resonator 42, welcher auf die genannte tonale Frequenz abgestimmt ist, durch destruktive Interferenz eine weitere Geräuschminderung. Die sich anschließende Düse 44 sorgt für eine optimierte Rückströmung, so dass insbesondere eine optimierte Funktionsweise des λ/4-Resonators 42 auch bei einer überlagerten Rückströmung vorhanden ist.
Grundsätzlich ist es möglich, dass mehrere λ/4-Resonatoren 42 vorhanden sind, wenn mehrere tonale Moden vorhanden sind.
Bei der beschriebenen Geräuschminderungseinrichtung 38 folgt bezogen auf die Strömungsrichtung 100 die Düse 44 auf den λ/4-Resonator 42 und der λ/4-Resonator 42 auf den Schalldämpfer 40.
Für eine optimierte Rezirkulationsströmung ist es wichtig, dass die Düse 44 direkt an den Ausgang 84 des λ/4-Resonators 42 angeschlossen ist.
Es ist alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass ein Schalldämpfer ent- sprechend dem Schalldämpfer 40 in der Strömungsrichtung 100 der Düse 44 nachgeschaltet ist, so dass dann die Reihenfolge bezogen auf die Strömungs- richtung 100 ist: Möglicher Schalldämpfer 40 - λ/4-Resonator 42 - Düse 44 - Schalldämpfer 40.
In Figur 7 ist mit dem Bezugszeichen 60 das Grund-Geräuschspektrum 60 ge- zeigt. Ferner ist ein resultierendes Geräuschspektrum 112 gezeigt, welches sich bei dem Sauggerät 10 unter Verwendung eines λ/4-Resonators entsprechend des λ/4-Resonators 42 ergibt. Durch die Verwendung eines solchen λ/4-Resonators 42 wird der tonale Peak 62 erniedrigt. Es hat sich eine Erniedrigung um 21 dB (A) ergeben. Es erfolgt dadurch bezogen auf das tonale Geräusch der Gebläseeinrichtung 20 eine effektive Geräuschminderung.
Durch die Verwendung der Düse 44 wird dies verbessert.
Das Geräuschspektrum 112 wurde ohne Verwendung eines Schalldämpfers 40 aufgenommen. Durch Verwendung eines Schalldämpfers lässt sich eine weitere Geräuscherniedrigung insbesondere auch außerhalb des tonalen Peaks 62 erreichen.
In Figur 5 ist nochmals schematisch die Ausbildung des λ/4- Resonators 42 ge- zeigt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel umgibt dieser scheibenförmig ein entsprechendes Rohr 114 der Strömungsführungseinrichtung 34. Der λ/4-Resonator 42 ist bezüglich der Zylinderachse 76 rotationssymmetrisch ausgebildet. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, dass ein λ/4-Resonator 116 vorgesehen ist (vgl. Figur 6), welcher in Art eines Zylindersegments ausgebildet ist. Grundsätzlich kann der λ/4-Resonator 116 rohrförmig senkrecht zu dem Rohr 114 positioniert sein. Durch eine Zylindersegment-Ausbildung und insbesondere durch eine komplette Zylinderausbildung lässt sich ein großer
Strömungsraum 80 beziehungsweise Resonatorraum 92 zur effektiven Ausbildung von stehenden Wellen erreichen. Grundsätzlich lässt sich aber eine Geräuschminderung über einen λ/4-Resonator 116 beispielsweise mit Zylindersegmentausbildung bewirken.
Die erfindungsgemäße Geräuschminderungseinrichtung 38 wurde im
Zusammenhang mit einem Sauggerät 10 beschrieben, welches ein Industriesauger mit Seitenkanalverdichter ist. Eine entsprechende Geräuschminderungseinrichtung 38 lässt sich aber auch an anderen Arten von
Reinigungsgeräten und Sauggeräten einsetzen, um eine effektive Geräuschminderung zu erreichen.
Wenn mehrere tonale Peaks vorhanden sind, können auch mehrere entsprechend abgestimmte λ/4-Resonatoren 42 beziehungsweise 116 verwendet werden. Der oder die λ/4-Resonatoren 42 beziehungsweise 116 werden auf die entsprechenden tonalen Peaks 62 abgestimmt und sorgen so insbesondere für eine effektive Reduzierung von tonalem Lärm.
Durch das zusätzliche Vorsehen eines Schalldämpfers 40 und/oder einer Düse 44 ergibt sich eine besonders effektive Lärmminderung . Durch die Düse 44 lässt sich der λ/4-Resonator 42 effektiv betreiben.
Durch den vorgeschalteten und/oder nachgeschalteten Schalldämpfer 40 lässt sich eine effektive Geräuschminderung insbesondere im breitbandigen
Frequenzbereich erreichen.
Bezugszeichenliste Sauggerät
Halter
Rad
Rollen
Halteplatte
Gebläseeinrichtung
Antriebsmotor
Welle
Rotationsachse
Laufrad
Sauganschluss
Druckanschluss
Strömungsführungseinrichtung Anschlusselement
Geräuschminderungseinrichtung Schalldämpfer
λ/4-Resonator
Düse
Abgaberohr
Achse
Gehäuse
Oberseite
Sauggutbehälter
Unterbeaufschlagungsanschluss Rohr, Schlauch
Geräuschspektrum
Tonaler Peak
Innenraum
Wandung
Einrichtung Gitter
Gehäuse
Mantelwand
Erste Deckelwand
Zweite Deckelwand
Zylinderachse
Eingang
Strömungsraum
Erstes Rohr
Ausgang
Mündungsachse
Ausgang
Zweites Rohr
Resonatorraum
Erste Seite
Zweite Seite
Raum
Strömungsrichtung
Erweiterungsbereich
Erweiterungsbereich
Erster Bereich
Zweiter Bereich
Kappe
Geräuschspektrum
Rohr
λ/4-Resonator

Claims

Patentansprüche
Reinigungsgerät, umfassend eine tonale Geräuschquelle, eine
Strömungsführungseinrichtung (34) und eine Geräuschminderungseinrichtung (38), welche an die Strömungsführungseinrichtung (34) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Geräuschminderungseinrichtung (38) mindestens einen λ/4-Resonator (42; 116) umfasst, welcher an die tonale Geräuschquelle angepasst ist, wobei der mindestens eine λ/4-Resonator (42; 116) an mindestens eine der folgenden Einrichtungen angeschlossen ist:
(i) mindestens einen Schalldämpfer (40);
(ii) eine Düse (44).
Reinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine λ/4-Resonator (42; 116) einen Strömungsraum (80) aufweist, welcher zu einer ersten Seite (94) hin durch eine schallharte Wand begrenzt ist und zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite (96) hin offen ist, wobei ein Abstand (95) zwischen der ersten Seite (94) und der zweiten Seite (96) ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/4 mit einer tonalen Wellenlänge λ bezogen auf die tonale Geräuschquelle ist.
Reinigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstandsrichtung (D5) zwischen der ersten Seite (94) und der zweiten Seite (96) quer und insbesondere senkrecht zu einer Mündungsachse (86) eines Eingangs (78) und/oder eines Ausgangs (84) des mindestens einen λ/4-Resonators (42; 116) orientiert ist.
4. Reinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine λ/4-Resonator (42; 116) einen Eingang (78) aufweist, und einen zu dem Eingang (78) beabstandeten Ausgang (84) aufweist, wobei ein Innenquerschnitt (D2) eines Strömungsraums (80) des mindestens einen λ/4-Resonators (42; 116) größer ist als ein Innenquerschnitt des Eingangs (78) und größer ist als ein Innenquerschnitt (D3) des Ausgangs (84) und/oder dass an den Eingang (78) ein erstes Rohr (82) angeschlossen ist, wobei ein größter Innenquerschnitt des ersten Rohrs (82) kleiner ist als der Innenquerschnitt (D2) des Strömungsraums (80) des mindestens einen λ/4-Resonators (42; 116) und/oder dass an den Ausgang (84) ein zweites Rohr (90) angeschlossen ist, wobei ein größter Innenquerschnitt (D3) des zweiten Rohrs (90) kleiner ist als der Innenquerschnitt (D2) des Strömungsraums (90) des mindestens einen λ/4-Resonators (42; 116).
5. Reinigungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rohr (82) zu dem Eingang (78) hin eine Querschnittserweiterung (102) aufweist und/oder dass das zweite Rohr (84) zu dem Ausgang (84) hin eine Querschnittserweiterung (104) aufweist.
6. Reinigungsgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine abgerundete Kontur beim Übergang des ersten Rohrs (82) zu dem Eingang (84) und/oder des zweiten Rohrs (90) zu dem Ausgang (88), wobei insbesondere die Kontur am Übergang stetig differenzierbar ist.
7. Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein kleinster Durchmesser (Dl) des ersten Rohrs (82) kleiner ist als ein größter Durchmesser (D3) des zweiten Rohrs (84).
8. Reinigungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine λ/4-Resonator (42; 116) als Zylinder oder Zylindersegment ausgebildet ist und eine Mantelwand (70) des Zylinders oder Zylindersegments als schallharte Wand ausgebildet ist und insbesondere ein Abstand (D5) zwischen der schallharten Wand und einer gegenüberliegenden offenen Seite (96) quer und vorzugsweise senkrecht zu einer Zylinderachse (76) des Zylinders oder
Zylindersegments orientiert ist.
9. Reinigungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine λ/4-Resonator (42; 116) eine Tiefe (D5) in einer Abstandsrichtung von einer offenen Seite (96) zu einer schallharten Wand (94) aufweist, welche mindestens 1,1-fach größer ist als eine Höhe (H) des mindestens einen λ/4-Resonators (42; 116) längs einer Querachse (76) zu der Abstandsrichtung.
10. Reinigungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schalldämpfer (40) als Kammerschalldämpfer ausgebildet ist, in dem insbesondere eine
Schallreflexion und/oder Schallabsorption stattfindet.
11. Reinigungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schalldämpfer (40) eine Einrichtung (66) aus schallabsorbierendem Material umfasst.
12. Reinigungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (44) an den mindestens einen
λ/4-Resonator (42) angeschlossen ist und insbesondere mit einem Ende, an welchem sie die größte Querschnittsfläche aufweist, an einen Ausgang (84) des mindestens einen λ/4-Resonators (42) angeschlossen ist.
13. Reinigungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schalldämpfer (40) ein- gangsseitig an den mindestens einen λ/4-Resonator (42) angeschlossen ist und insbesondere über ein erstes Rohr (82) an den mindestens einen λ/4-Resonator (42) angeschlossen ist und/oder ausgangsseitig an die Düse (44) angeschlossen ist.
14. Reinigungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (44) in einer Richtung von dem
mindestens einen λ/4-Resonator (42) weg eine Querschnittsverengung aufweist.
15. Reinigungsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis (D3 - D4) / (2L) im Bereich zwischen 0,05 und 0,4 und insbesondere im Bereich zwischen 0,30 und 0,36 und insbesondere im
Bereich zwischen 0,31 und 0,35 liegt, wobei D3 ein größter Innendurchmesser der Düse (44) an einem ersten Bereich (106) ist, D4 ein kleinster Innendurchmesser der Düse (44) an einem zweiten Bereich (108) ist und L ein Abstand an der Düse (44) zwischen dem ersten Bereich (106) und dem zweiten Bereich (108) ist, wobei insbesondere der zweite Bereich (108) ein Bereich mit konstantem Innendurchmesser (D4) ist.
16. Reinigungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tonale Geräuschquelle eine Gebläseeinrichtung (20) ist und die Strömungsführungseinrichtung (34) eine Abluft- Strömungsführungseinrichtung der Gebläseeinrichtung (20) ist.
17. Reinigungsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseeinrichtung (20) einen Asynchronmotor (22) zum Antrieb eines oder mehrerer Laufräder (28) aufweist, welcher insbesondere bei konstanter Drehzahl betrieben ist.
18. Reinigungsgerät nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Sauggerät, wobei die Gebläseeinrichtung (20) als
Saugstrom-Erzeugungseinrichtung ausgebildet ist und die Strömungs- führungseinrichtung (34) Prozessluft abführt.
19. Reinigungsgerät nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Halter (12), an welchem die Gebläseeinrichtung (20) angeordnet ist, und an welchem insbesondere lösbar ein Sauggutbehälter (54) angeordnet ist, wobei die Gebläseeinrichtung (20) als Seitenkanalverdichter ausgebildet ist und fluidwirksam mit dem Sauggutbehälter (54) verbunden ist.
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