CH632062A5

CH632062A5 - Radial-flow fan having a sound-absorbing insert

Info

Publication number: CH632062A5
Application number: CH732977A
Authority: CH
Inventors: Tibor Dipl Ing Szentmartony; Sandor Kiss; Zsolt Dipl Ing Nady
Original assignee: Fuetoeber Epueletgep Termekek
Priority date: 1976-10-21
Filing date: 1977-06-13
Publication date: 1982-09-15
Also published as: IT1085194B; AT367873B; GB1563439A; ATA417077A; DE2736047A1; FR2368624B1; HU173594B; FR2368624A1; CS213325B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialventilator, der einen mit inneren und äusseren Grenzflächen begrenzten schallabsorbierenden Einsatz aufweist, der für die Absorption des Grossteils der während des Betriebs des radialen Ventilators notwendigerweise auftretenden Geräusche geeignet ist.

Es sind Vorschläge bekannt, bei denen das Geräusch des radialen Ventilators unter Zuhilfenahme eines, nach dem Saug-, bzw. Druckstutzen eingesetzten Absorptionsdämpfers vermindert wird, wobei der Raumbedarf des Dämpfers oft eine unlös- 45 bare Aufgabe darstellt. Durch die Dämpfer wird der Widerstand erhöht, dessen Überwindung mit einer Erhöhung der Druckzunahme verbunden ist, wodurch ein höherer Geräuschpegel des Ventilators entsteht.

Es sind ferner Ventilatoren bekannt, bei denen ein Absorp- 50 tionsmaterial von unveränderter Dicke als eine innere Fütterung in der Spirale angeordnet ist.

Entlang des Mantels der Spirale eingelegtes Absorptionsmaterial bewirkt im Bereich der hohen Frequenzen (über 800 Hz) 55 eine Dämpfung von 8—15 dB. Bei den tiefen Frequenzen beträgt die Dämpfung bloss 2 -4 dB. Falls eine Schicht in gleichmässiger Stärke verwendet werden könnte, so würde dies eine Verbesserung mit sich bringen. Eine solche Anordnung würde.aber entweder zu einer Einengung der Spirale und damit zu ungünsti- 60 gen Strömungsverhältnissen führen oder zu einer bedeutenden Zunahme der Konturdimensionen der Spirale und der Maschine selbst.

f =.

A + L ny ny

L L V sz riy

Es ist eine wohlbekannte Tatsache, dass die Dämpfung der tiefen Töne eine äusserst schwere Aufgabe darstellt. Das Problem wird dadurch erschwert, dass die Spirale der Ventilatoren mit einer radialen Durchströmung als ein Helmholzresonator mit innerer Erregung funktioniert, dessen Eigenfrequenz

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1/2 Hz beträgt, wobei a = die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls (m/s) Lsz, Lny = die Länge des Saug- bzw. Druckstutzens (m) Asz, Any= den Querschnitt des Saug-, bzw. Druckstutzens (m2) V = den Rauminhalt der Spirale (m3)

bedeuten.

Bei einem Ventilator mittlerer Dimension gestalten sich die Daten wie folgt:

Zu einem Durchmesser von 570 mm des Laufrades ergibt sich ein Spiralenrauminhalt von etwa V = 0,35 m3, wobei Lsz = 0,12 m Asz = 0,25 m2 Lny = 0,12 m Any = 0,13 m3 a = 330 m/s betragen, so ist f0 w 150 Hz.

Bei den Oberharmonischen entstehen stehende Wellen, vorausgesetzt, dass die Wellenlänge X< 2 ln,ax, wobei lmax die grösste lineare Dimension der Spirale darstellt. Bei unserem Beispiel Imax = 1,4 m, so K<2,8 (f>120 Hz).

Die untere Resonanzfrequenz, wie auch die Oberharmonischen können in dem Spektrum eines radialen Ventilators nachgewiesen werden; ihre Unabhängigkeit von der Erregungsfrequenz (Betriebszustand, Drehzahl) beweist das Vorhandensein einer Raumresonanz.

Es scheint naheliegend, die bei der Absorption des höheren Schallpegels sich als günstig erweisende Dämpfung gleicher Schichtstärke auch auf die tieferen Töne zu erstrecken.

Es ist eine konstruktive Gestaltung bekannt, bei der das Ventilatorgehäuse oder die Seitenplatte alsTragkonstruktion, in der Abhängigkeit der Umhüllungsdimension viereckig ausgestaltet ist; bei diesen Lösungen ist der zwischen dem Umhüllungsviereck und der Spirale vorhandene Teil nicht ausgenützt. Erfin-dungsgemäss wird vorgeschlagen, dass bei einem Radialventilator, der einen mit inneren und äusseren Grenzfläche begrenzten schallabsorbierenden Einsatz aufweist, die Stärke des schallabsorbierenden Einsatzes über mehr als den zehnten Teil des Laufradumfanges von der durchschnittlichen Stärke abweicht und diese Abweichung ±10% überschreitet.

Auf beiliegender Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1—3 drei schematische Ausführungen;

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung einer Anordnung mit Radialventilator und

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch die Anordnung.

Gemäss der Ausführung in der Fig. 1 wird der ohnehin zur Verfügung stehende viereckige Umhüllungsraum mit dem Absorptionsmaterial aufgefüllt, so dass zwischen der in strömungstechnischer Hinsicht definierten Spirale und dem viereckigen Umhüllungsraum innerhalb einer gewissen Strecke eine schallabsorbierende Schicht wesentlich grösserer Stärke entsteht.

Dadurch wird die Möglichkeit gegeben, den vorhandenen Dämpfungsbereich über 700 Hz bei den Ventilatoren, deren schallabsorbierende Umhüllung eine gleichmässige Stärke aufweist, auch auf den Bereich unter 700 Hz zu erstrecken.

Eine Voraussetzung der Anwendung der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass das umfassende Viereck der neuen Konstruktion mit dem umfassenden Viereck des mit der schallab

sorbierenden Umhüllung gleicher Schichtenstärke versehenen Ventilators übereinstimmt (Fig. 1).

Gemäss Fig. 2 wird eine weitere Zunahme der Absorptionsschicht dadurch erreicht, dass innerhalb des gegebenen umfassenden Vierecks die strömungstechnisch bestimmte Schneckenlinie (der Mantel) so verschoben wird, dass die Stärke der Absorptionsschicht-wenn auch zu Lasten der dünneren Schicht -maximal sei.

In der Fig. 3 ist eine Ausführung gezeigt, bei welcher eine geringfügige Abweichung des Ventilatoren-Mantels von der Schneckenlinie keinen wesentlichen strömungstechnischen Nachteil mit sich bringt.

Die Krümmungen werden durch gerade Strecken und ebene Flächen ersetzt, so dass Dämpfungseinlagen von einfachem geometrischem Format verwendet werden können. Diese Lösung weist neben der Verbesserung der akustischen Eigenschaften auch fertigungstechnische und kostenherabsetzende Vorteile auf.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 4 und 5. Das Ventilatorgehäuse wird durch die Seitenplatten 1.1, die diese miteinander verbindenden Träger 1.3 und die Verkleidungsplatten 1.2 - die in ihrer Gesamtheit eine äussere Grenzfläche bilden - begrenzt. Die Festigkeit der genannten konstruktiven Elemente ist für die Aufnahme des Laufrades 5 und des Antriebsmotors 6 und für die Befestigung 7 des Ventilators geeignet.

Zwischen der erwähnten äusseren Grenzfläche und den mit dem Luftstrom in unmittelbarer Berührung stehenden inneren Flächen 2.2 ist ein schalldämpfender Einsatz 3 aus Basalt-,

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Mineral- oder Glaswatte, Resonator oder dergleichen, eingesetzt. Die Stärke des Einsatzes 3 weicht über mehr als den zehnten Teil des Laufradumfanges von der durchschnittlichen Stärke ab, wobei diese Abweichung ±10% überschreitet. 5 Die in der Richtung des Luftstromes liegende innere Seite des schalldämpfenden Einsatzes 3 wird durch einen Mantel 2.1 begrenzt. Dieser besteht vorzugsweise aus einer festen schalldurchlässigen Platte, welche perforiert sein kann. Die Platte wird zwecks Sicherstellung einer glatten Strömungsfläche mit einer io Folie oderTextilie, z. B. Kunststoff oder Glasfaser, bedeckt, welche die innere Fläche 2.2 bildet.

Die Aussenseite wird mit einer der Inanspruchnahme entsprechenden Verkleidung, z. B. aus Metall oder Kunststoff usw. versehen. Um das Übergreifen der Schwingung des Laufrades 5 15 auf die Plattenflächen zu verhindern, werden an den entsprechenden Stellen Schwingungsisolatoren 4 angebracht.

Die Ausblaserichtung kann durch die vollkommene Verdreh-barkeit des Ventilators geändert werden.

Die konstruktive Gestaltung ist sowohl bei den einseitigen als 20 auch bei den beidseitig saugenden Ventilatoren gleich. Die innere Grenzfläche verläuft wenigstens annähernd in einer Schneckenlinie, ist gegenüber der Inanspruchnahme durch die Strömung massbeständig und widerhallt weniger als 90 % der anfallenden Schallenergie innerhalb des Bereiches zwischen 50 25 und 10000 Hz.

Ferner sei noch erwähnt, dass in radialer und tangentialer Richtung unterschiedliche schallabsorbierende Mittel vorhanden sein können, wobei mehr als die Hälfte des im Ventilator zur Verfügung stehenden Raumes mit Luft ausgefüllt ist.

M

2 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Radialventilator, der einen mit inneren und äusseren Grenzflächen begrenzten schallabsorbierenden Einsatz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des schallabsorbieren- 5 den Einsatzes (3) über mehr als den zehnten Teil des Laufradum-fanges von der durchschnittlichen Stärke abweicht und diese Abweichung ±10% überschreitet.
2. Radialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Grenzfläche (2), die wenigstens annähernd in 10 einer Schneckenlinie verläuft, glatt ausgebildet ist und gegenüber der Strömungsinanspruchnahme massbeständig ist.
3. Radialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte innere Grenzfläche weniger als 90 % der anfallenden Schallenergie innerhalb des Bereiches zwischen 50 15 und 10000 Hz widerhallt.
4. Radialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der äusseren Grenzfläche (1) des schallabsorbierenden Einsatzes (3) und der inneren Grenzfläche Trennplatten vorhanden sind. 20
5. Radialventilatornach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in radialer und tangentialer Richtung unterschiedliche schallabsorbierende Mittel vorhanden sind.
6. Radialventilator nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als die Hälfte des im Ventilator zur Verfügung stehenden Raumes mit Luft ausgefüllt ist.
7. Radialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung der Ausbreitung der durch den Rotor (5) erregten Schwingungen von den Elementen der äusseren Grenzfläche (1) auf die innere Grenzfläche (2) Schwingungsisolatoren (4) angeordnet sind.

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