DE10011023A1

DE10011023A1 - Schalldämpfer für Kompressoren

Info

Publication number: DE10011023A1
Application number: DE10011023A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Riese
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2001-09-13
Also published as: WO2001066946A1; CZ20022795A3; EP1261805A1; PL357436A1; HRP20020726A2

Abstract

Ein Schalldämpfer für Kompressoren, der insbesondere zum direkten Aufsetzen auf den Druckauslaß eines Schraubenkompressors geeignet ist, hat ein Gehäuse 1 von flacher Kastenform mit einer Eintrittsöffnung 9 in der Bodenwand 3 und einer Auslaßöffnung 11 in der Deckwand 5. Eine zwischen Bodenwand 3 und Deckwand 5 verlaufende Trennwand 15 unterteilt das Gehäuse in eine untere Eintrittskammer 17 und eine obere Austrittskammer 11 seitlich versetzter Durchlaßbereich 21 der Trennwand 15 hat zahlreiche kleine Öffnungen. Die Summe der Durchschnittsquerschnitte der Öffnungen ist gleich oder größer wie der Öffnungsquerschnitt der Eintrittsöffnung 9. Die Druckluft muß auf ihrem Weg von der Eintrittsöffnung 9 zur Auslaßöffnung 11 parallel zur Trennwand 15 durch die flache Eintritts- und Austrittskammer strömen. Hierdurch und durch die feine Aufteilung der Luftströmung durch die Öffnungen des Durchlaßbereichs der Trennwand wird eine wirksame Schalldämpfung erreicht, ohne daß in dem Schalldämpfer irgendein Schalldämm- oder Absorptionsmaterial angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer zur Verbindung mit dem Druckauslaß eines Kompressors, wie im Oberbegriff des An spruchs 1 angegeben. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer ist vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich, zur Verwendung bei Schraubenkompressoren vorgesehen, und zwar sowohl stationären Schraubenkompressoren als auch insbesondere Schraubenkompresso ren, die an Silo-Fahrzeugen angebaut werden.

Schraubenkompressoren zum Verdichten von Gasen bzw. zum Erzeu gen von Druckluft finden vielseitige Anwendung auf zahlreichen Gebieten der Technik, z. B. zur Druckluftversorgung von pneuma tischen Werkzeugen, zur pneumatischen Förderung und sogar zum pneumatischen Anlassen von Düsentriebwerken von Flugzeugen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet sind Silofahrzeuge für den Transport von staubförmigen bzw. rieselfähigen Schüttgütern. Ein am Fahr zeug angebauter Schraubenkompressor erzeugt hier die erforder liche Druckluft zum Auflockern des Schüttgutes im Silo und zum pneumatischen Austragen des Schüttgutes.

Ein Problem bei dieser und anderen Verwendungen von Schrauben kompressoren ist deren sehr hoher Geräuschpegel, wobei insbe sondere im höherfrequenten Bereich erzeugte Geräuschanteile als besonders störend empfunden werden und gesundheitliche Schäden verursachen können. Es sind deshalb Schalldämpfungsmaßnahmen sowohl auf der Saugseite als auch auf der Druckseite des Kom pressors erforderlich. Zur Schalldämpfung an der Druckseite von Schraubenkompressoren sind Absorbtions-Schalldämpfer bekannt, die im wesentlichen aus einem geradlinig druchströmten, am Um fang perforiertem Rohr bestehen, das von einem Mantel aus schalldämmendem Material, wie z. B. Stahlwolle, umgeben ist. Solche Absorbtionsschalldämpfer haben einen großen Platzbedarf und eine nicht optimale Schalldämpfungswirkung. Außerdem ist es nachteilig, wenn vom Kompressor erzeugte Druckluft, die zur pneumatischen Förderung von empfindlichen Gütern dienen soll, mit losem Schalldämm-Material in Berührung kommt, da die Gefahr besteht, daß Partikel des Dämm-Materials mitgerissen werden und das Fördergut verunreinigen. Zur Verwendung mit Schraubenkom pressoren sind auch druckseitige Schalldämpfer in flacher Ka stenbauart bekannt, wobei der Kasten durch Querwände in Kammern unterteilt ist, die von der Druckluft zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung auf einem labyrinthartigen Strömungsweg durchströmt werden, wobei die Kammern ebenfalls teilweise mit Schalldämm-Material ausgekleidet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der angegebenen Art zu schaffen, der bei besonders platzsparen der, insbesondere flacher Bauweise, ohne Verwendung von Schall dämm-Material, eine besonders wirksame Reduzierung des Ge räuschpegels, insbesondere auch im höheren Frequenzbereich, ge währleistet.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 ange geben. Die Unteransprüche beziehen sich auf weitere vorteilhaf te Merkmale des erfindungsgemäßen Schalldämpfers.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 eine Draufsicht des Schalldämpfers

Fig. 2 eine Seitenansicht des Schalldämpfers

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Schalldämpfer ähnlich wie Fig. 1, jedoch bei abgenommener Deckwand

Fig. 4 einen Schnitt durch den Schalldämpfer gemäß der Linie A-A von Fig. 1

Der dargestellte Schalldämpfer besteht aus einem Gehäuse 1 von flacher Kastenform mit einer Bodenwand 3, einer Deckwand 5 und Umfangswänden 7. In der Bodenwand ist eine Eintrittsöffnung 9 für vom Kompressor gelieferte Druckluft vorgesehen. In der Deckwand 5 befindet sich die Auslaßöffnung 11 für die schallge dämpfte Druckluft, und zwar zur Eintrittsöffnung 9 seitlich versetzt nahe einer Seitenwand des Gehäuses 1. In der Drauf sicht ist das Gehäuse 1 im wesentlichen rechteckig, abgesehen von einer neben der Auslaßöffung 11 vorgesehenen Einbuchtung 13, die Platz für die Anbringung eines Überdruckventils 14 schafft.

Die Auslaßöffnung 11 hat, wie dargestellt, vorzugsweise einen wesentlich größeren Querschnitt als die Eintrittsöffnung 9. Insbesondere kann der Durchmesser der Auslaßöffnung 11 mehr als das Doppelte des Durchmessers der Eintrittsöffnung 9 betragen.

Das Gehäuse 1 hat die Form eines flachen Kastens bzw. einer Scheibe. Damit ist gemeint, daß die Höhe des Gehäuses weniger als die Hälfte und vorzugsweise weniger als ein Drittel der Breite und/oder Länge des Gehäuses beträgt.

Der von der Bodenwand 3, der Deckwand 5 und den Umfangswänden 7 umschlossene Innenraum des Gehäuses 1 ist durch eine parallel zur Bodenwand 5 und Deckwand 5 verlaufende Trennwand 15 in zwei flache Kammern unterteilt, nämlich eine Eintrittskammer 17 und eine Austrittskammer 19. Die Trennwand 15 weist einen Durchlaß bereich 21 auf, der von zahlreichen, dicht nebeneinander ange ordneten kleinen Öffnungen oder Perforationen gebildet wird, welche die Eintrittskammer 17 mit der Austrittskammer 19 ver binden. Der Durchlaßbereich 21 befindet sich seitlich versetzt zur Eintrittsöffnung 9 und zur Auslaßöffnung 11 auf der zur Auslaßöffnung 11 entgegengesetzt liegenden Seite der Eintrittsöffnung 9. Außerhalb des Durchlaßbereichs 21 ist die Trennwand 15 undurchlässig. Hierdurch wird der an der Ein trittsöffnung 9 eintretenden Druckluft, die auf den undurchläs sigen Teil der Trennwand 15 auftrifft, ein Strömungsweg aufge zwungen, der von der Eintrittsöffnung 9 parallel zur Bodenwand 3 und Trennwand 15 durch die Eintrittskammer 17 bis zum Durch laßbereich 21, dann fein verteilt durch die kleinen Öffnungen des Durchlaßbereiches 21 in die Auslaßkammer 19, und dann ent lang der Auslaßkammer 19 parallel zur Deckwand 5 und Bodenwand 15 zur Auslaßöffnung 11 verläuft und aus dieser austritt, wie in Fig. 4 durch die Pfeile angedeutet.

Der Durchmesser der den Durchlaßbereich 21 bildenden kleinen Öffnungen wird vorzugsweise so klein wie möglich gewählt, um eine möglichst feine Aufteilung des Luftstroms um damit eine wirksame Schalldämpfung zu erreichen. Andererseits sollten die Öffnungen nicht so klein sein, daß sie für Verstopfung durch in der Druckluft mitgeführte Staubpartikel oder dergleichen anfäl lig sind. Vorteilhafterweise liegt der Druchmesser der kleinen Öffnungen des Durchlaßbereichs 21 im Bereich von 1 bis 10 mm, vorzugsweise beträgt er ca. 5 mm. Die Zahl der den Durchlaßbe reich 21 bildenen kleinen Öffnungen wird vorzugsweise in Rela tion zum Durchmesser der Öffnungen so gewählt, daß die Summe der Querschnitte aller Öffnungen, d. h. der gesamte Durch laßquerschnitt des Durchlaßbereichs 21, gleich oder größer, vorzugsweise mindestens doppelt so groß, wie der Querschnitt der Eintrittsöffnung 9 ist.

Ferner ist die Trennwand 15, wie aus Fig. 4 ersichtlich, so an geordnet, daß die lichte Höhe der Austrittkammer 19 deutlich größer ist als die lichte Höhe der Eintrittskammer 17. Bei spielsweise kann die lichte Höhe der Austrittkammer 19 das 1,8 bis 2,2-fache, vorzugsweise das Zweifache der lichten Höhe der Eintrittskammer 17 betragen. Durch diese konstruktiven Maßnah men findet die Druckluft auf ihrem Weg von der Eintrittsöffnung 9 durch die Eintrittskammer 17, den Durchlaßbereich 21 und die Austrittskammer 19 zur Auslaßöffnung 9 einen zunehmend größer werdenden Strömungsquerschnitt vor.

Der in den Zeichnungen rechts von der Eintrittsöffnung 9 lie gende Teil der Eintrittskammer 17, in Fig. 4 mit 17a bezeich net, bildet einen Pufferraum, der nicht in dem durch die Pfeile angegebenen Strömungsweg der Druckluft von der Eintrittöffnung 9 zur Auslaßöffnung 11 liegt, aber Druckspitzen abpuffern und zu inneren Schallreflexionen beitragen kann.

Vorzugsweise ist das Gehäuse 1 des Schalldämpfers so konstru iert, daß es aus drei übereinander angeordneten, allgemein plattenförmigen Formteilen zusammengesetzt ist, nämlich einer die Bodenwand 3 bildenden Bodenplatte 23, einem Zwischenteil 25, das die Trennwand 15 und den größten Teil der Umfangswände 7 umfaßt, und einer Deckplatte 27, die Deckwand 5 mit der Aus laßöffnung 11 umfaßt. Die drei Formteile 23, 25 und 27 werden vorzugsweise aus Aluminium im Sandgußverfahren geformt. Sie liegen an horizontalen Verbindungsfugen übereinander und werden durch Schrauben 29, die rings um den Umfang des Gehäuses im Be reich der Umfangswände 7 vorgesehen sind, zusammengehalten. Um die Bodenwand 3, Deckwand 5 und Trennwand 15 zusätzlich gegen einander abzustützen, sind rings um die Eintrittöffnung 9 herum vier Säulen 31 vorgesehen, die beispielsweise an die Trennwand 15 angeformt sein können, und durch die sich ebenfalls Verbin dungsschrauben (nicht dargestellt) erstrecken können.

Die Bemaßung des erfindungsgemäßen Schalldämpfers richtet sich nach den von dem jeweiligen Kompressortyp erzeugten und vom nachgeschalteten Verbraucher benötigten Druckluft-Volumenstrom, wobei in erster Linie der Durchmesser der Auslaßöffnung 11 die jenige Größe ist, die an die vorhandenen Gegebenheiten angepaßt werden muß. Bei gegebenen Durchmesser der Auslaßöffnung 11 be trägt die lichte Höhe der Eintrittskammer 17 vorteilhafterweise das 0,2 bis 0,3-fache, vorzugsweise das 0,25-fache dieses Durchmessers. Die jeweilige konkrete Dimensionierung ist auch unter dem Gesichtspunkt zu wählen, daß bei angestrebter hoher Schalldämpfung der Strömungswiderstand des Schalldämpfers mög lichst niedrig sein soll.

Es wurde gefunden, daß durch die beschriebene Konstruktion des Schalldämpfers eine wirksame Reduzierung des Austritts-Ge räuschpegels eines Schraubenkompressors erfolgen kann, wobei eine Herabsetzung des Geräuschpegels von z. B. 110 dB in den Be reich von 80 dB möglich ist. Ferner eignet sich der erfindungs gemäße Schalldämpfer aufgrund seiner flachen, platzsparenden Bauweise insbesondere zur Verwendung mit Schraubenkompressoren, die in begrenzten Platzverhältnissen, z. B. an Silofahrzeugen, eingebaut werden müssen. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer kann bei Schraubenkompressoren moderner Bauart direkt auf den Kompressor aufgesetzt werden, wobei die Eintrittsöffnung 9 des Schalldämpfers sich unmittelbar an den Druckauslaß des Kompres sors anschließen kann. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer be steht aus korrosionsfestem Material, vorzugsweise Aluminiumguß, wobei im Sandformverfahren gegossenes Aluminium wegen der nied rigen Dichte und des dadurch höheren Dämmwertes vorteilhafter ist als Druckguß. Er ist völlig frei von lose eingelegten Dämm- Materialien wie Glaswolle, Mineralwolle, Metallgestrick oder dergleichen, wie sie bei üblichen Schalldämpfern verwendet wer den. Damit eignet sich der erfindungsgemäße Schalldämpfer be sonders zur Verwendung mit Schraubenkompressoren für die pneu matische Förderung von empfindlichen Gütern, da keinerlei Ge fahr der Kontamination des Fördergutes durch Korrosionspartikel oder Partikel von losen Dämmstoffen besteht. Auch das Gewicht des erfindungsgemäßen Schalldämpfers ist geringer als das übli cher Schalldämpfer.

Es wird angenommen, ohne daß diese Annahme für die Erläuterung der Erfindung notwendig oder verbindlich oder einschränkend sein soll, daß die festgestellte hervorragende Schalldämpfungs wirkung des erfindungsgemäßen Schalldämpfers maßgeblich auf den Reflexionen beruht, die an den sich jeweils senkrecht zum Luf tausbreitungsweg erstreckenden und diesen umlenkenden inneren Flächen des Schalldämpfers auftreten und der jeweiligen Anströmrichtung entgegengerichtet sind. Diese Reflexionen in Ver bindung mit den durch die unterschiedlichen Strömungsquer schnitte verursachten wechselnden Strömungsgeschwindigkeiten in den einzelnen Kammerbereichen führen zu einer breitbandig im gesamten auftretenden. Frequenzbereich wirksamen Unterdrückung von Schallresonanzen und Reduzierung von Schallemissionen.

Claims

1. Schalldämpfer für die Verbindung mit dem Druckauslaß ei nes Kompressors,
mit einem im wesentlichen flachen Gehäuse (1), das von einer im wesentlichen ebenen Bodenwand (3), einer dazu im wesentli chen parallelen Deckwand (5) und Umfangswänden (7) gebildet ist, einer Eintrittsöffnung (9) in der Bodenwand (3) und ei ner Auslaßöffnung (11) in der Deckwand (5), und einer zwi schen Bodenwand (3) und Deckwand (5) etwa parallel zu diesen angeordneten Trennwand (15), die den Innenraum des Gehäuses in eine Eintrittskammer (15) und eine Austrittskammer (19) teilt,
wobei die Trennwand (15) mindestens einen Durchlaßbereich (21) aufweist, in welchem zahlreiche kleine Öffnungen dicht nebeneinander in der Trennwand (15) angeordnet sind,
und wobei der Durchlaßbereich (21) im Abstand, parallel zur Trennwand gesehen, von der Eintrittsöffnung (9) und von der Austrittsöffnung (11) angeordnet ist derart, daß vom Kompres sor geliefertes gasförmiges Medium von der Einrittsöffnung (9) durch die Eintrittskammer (17) zu dem Durchlaßbereich (21) und von diesem durch die Austrittskammer (19) zur Aus laßöffnung (11) jeweils im wesentlichen parallel zur Trenn wand (15) strömt.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Summe der Durchtritts querschnitte aller im Durchlaßbereich (21) angeordneten Öffnungen gleich oder größer ist wie der Öffnungsquerschnitt der Eintrittsöffnung (9).

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Höhe der Ein trittskammer (17) und die lichte Höhe der Austrittskammer (19), jeweils senkrecht zur Trennwand (15) gesehen, weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Viertel, der Länge und Breite der Eintrittskammer (17) und Austrittskammer (19), parallel zur Trennwand (15) gesehen, beträgt.

4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die lichte Höhe der Austrittskammer (19) größer als die der Eintritts kammer (17) ist.

5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß Bodenwand (3), Deckwand (5), Umfangswände (7) und Trennwand (17) des Gehäuses aus Aluminium bestehen und daß im Innern des Gehäu ses (1) kein Schallabsorptionsmaterial angeordnet ist.