DE202004020094U1

DE202004020094U1 - Ventilatorummantelung, Ventilator mit einer Ventilatorummantelung und Windenergieanlage mit einem Ventilator

Info

Publication number: DE202004020094U1
Application number: DE202004020094U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Mdexx De GmbH
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2014-03-23

Abstract

Ventilatorummantelung (12) die eine mit Durchbrechungen (14) versehene metallische erste Wandung (13) und eine mit Schalldämpfungsmaterial versehene zweite Wandung (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet dass, die beiden Wandungen (13, 15) in Umfangsrichtung (16) der Ventilatorummantelung (12) nur eine vorbestimmte Teilschale (17) der Ventilatorummantelung (12) bilden.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Strömungsarbeitsmaschinen und betrifft die konstruktive Gestaltung einer Ventilatorummantelung, die eine mit Durchbrechungen versehene metallische erste Wandung und eine mit Schalldämpfungsmaterial versehene zweite Wandung aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Ventilator mit einer derartigen Ventilatorummantelung sowie eine Windkraftmaschine in Form einer Windenergieanlage, bei der zum Kühlen eines Generators ein derartiger Ventilator vorgesehen ist.
Aus dem Abschlussbericht der Projektgruppe „Erneuerbare Energien" der Technischen Versicherer im GDV, Stand März 2003 ist es bekannt, im Maschinenhaus von Windenergieanlagen einen Ventilator in Form eines Lüfters vorzusehen. Eine in der Praxis betriebenen Windenergieanlage mit einem Ventilator zum Kühlen eines Generators im Maschinenhaus ist unter dem Typennamen ENERCON E66 bekannt (http://www.hannover.de/deutsch/doku/mokro142-151.pdf").
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 19 237 A1 ist eine geräuschreduzierende Ventilatorummantelung bekannt. Die dort beschriebene Ventilatorummantelung besteht aus mehreren röhrenförmigen Längsabschnitten. Zur Geräuschreduzierung ist dabei vorgesehen bei zumindest einem der röhrenförmigen Längsabschnitte den gesamten Umfang einer vom Laufrad abgewandte Wandung aus hartem, perforierten Metall mit einer Vielzahl von gebohrten Löchern auszubilden und am gesamten Innenumfang dieses röhrenförmigen Längsabschnittes eine dem Laufrad zugewandte gleichförmige Wandung aus einem geräuschabsorbierenden porösen Dämpfungsmaterial auszubilden. – In dieser Druckschrift findet sich ein Hinweis darauf auf eine andere bekannte Ventilatorummantelung, bei der die dem Laufrad zugewandte Wandung aus perforiertem Metall besteht und die vom Laufrad abgewandte Wandung mit geräuschabsorbierendem Dämpfungsmaterial versehen ist.
Ausgehend von einer Ventilatorummantelung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 ( DE 100 19 237 A1 ) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Funktionstüchtigkeit der Ventilatorummantelung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die beiden Wandungen in Umfangsrichtung der Ventilatorummantelung nur eine vorbestimmte Teilschale der Ventilatorummantelung bilden. Dadurch, dass in der Umfangsrichtung nur die vorbestimmte Teilschale, nicht jedoch der gesamte Umfang der Ventilatorummantelung mit Durchbrechungen versehenen ist, ist die Ventilatorummantelung insgesamt stabiler und korrosionsbeständiger. Atmospärische Einflüsse, insbesondere Luftfeuchtigkeit und Salzgehalt der Luft weit weniger Angriffspunkte. Diese Ausgestaltung hat dabei den Vorteil, dass mit geringem Herstellungs- und Materialaufwand unter Berücksichtigung des Verlaufs der Schallwellen – durch eine entsprechende Ausrichtung der Ventilatorummantelung in ihrer Montagelage – die Geräuschbelastung in einer bevorzugten Richtung sehr gering gehalten werden kann.
Bevorzugt ist die vorbestimmte Teilschale als Halbschale ausgebildet. Die beiden Wandungen der Ventilatorummantelung können als Einzelteile ausgebildet sein.
Bei einer Ventilatorummantelung, bei der ein – eine Ansaugöffnung bildender – erster Längsabschnitt zum Umhüllen eines Motors und ein – eine Ausblasöffnung bildender – zweiter Längsabschnitt zum Umhüllen eines Laufrades eines Ventilators dient, ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass die Durchbrechungen der ersten Wandung nur im Bereich des ersten Längsabschnittes vorgesehen sind.
Die neue Ventilatorummantelung ist vorzugsweise dazu vorgesehen, um bei einem Ventilator, der einen Motor und ein Laufrad aufweist, sowohl das Laufrad als auch den Motor zu umhüllen. In bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, den Ventilator als Axialventilator und die Ventilatorummantelung zylindrisch auszubilden. Eine verbesserte Geräuschreduzierung kann dadurch erzielt werden, dass zusätzlich an einer von der Ventilatorummantelung gebildeten Ansaugöffnung ein Rohrschalldämpfer befestigt ist. Zur Reduzierung des für die Unterbringung des Ventilators erforderlichen Bauraums ist es dabei vorteilhaft, wenn die Länge des Rohrschalldämpfer kleiner als sein Durchmesser ist.
Der erfindungsgemäße Ventilator ist bevorzugt zum Kühlen eines Generators einer Windenergieanlage verwendbar, bei der der Generator in einem insbesondere mittels eines Turmes oberhalb der Erdoberfläche angeordneten Maschinenhausgehäuse angeordnet ist, wobei die vorbestimmte Teilschale der Ventilatorummantelung dann so angeordnet ist, dass sie bei auf der Erdoberfläche aufgestellter Windenergieanlage in Richtung der Erdoberfläche weist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann die Reflektion und Richtwirkung des Schalls bei der Anordnung der beiden Wandungen gezielt dazu ausgenutzt werden, nur den Teil der Geräusche zu absorbieren, der sonst durch Reflektion und Richtwirkung des Schalls auf die Erdoberfläche gelangen würde.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der neuen Ventilatorummantelung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Windenergieanlage mit einem Generator und einem Ventilator zum Kühlen des Generators und
2 den Ventilator gemäß der 1 in Explosionsdarstellung.
In 1 ist ein Längsschnitt durch eine Windenergieanlage 1 dargestellt. Am oberen Ende eines leicht konisch zulaufenden Turms 2 ist ein Maschinenhausgehäuse 3 angeordnet, dass zur Aufnahme insbesondere des Generators 4 der Windenergieanlage dient. Im Bereich eines nach außen offenen Endes 5 des Maschinenhausgehäuses 3 ist ein Ventilator 6 in Form eines Axialventilators angeordnet, der von außen Kühlluft ansaugt und diese insbesondere zum Kühlen des im Wesentlichen axial zu dem Ventilator 6 angeordneten Generators 4 in das Maschinenhausgehäuse 3 leitet.
Gemäß der 2 ist der Ventilator 6 saugseitig mit einem Schutzgitter 7 und ausblasseitig mit einem Schutzgitter 8 versehen und weist neben einem Motor 9, einer den Motor tragenden Motorkonsole 10 und einem mit dem Motor drehbar verbundenen Laufrad 11 eine zylindrische Ventilatorummantelung 12 mit im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf, mit der die Motorkonsole steif verbunden ist. Bei dieser Ventilatorummantelung 12 ist eine metallische erste Wandung 13 in Form eines perforierten, halbschalenförmig gebogenen, hier mit Durchbrechungen 14 in Form von Löchern versehenen ersten Metallblechs vorgesehen.
Weiterhin ist eine von außen auf die erste Wandung 13 aufgesetzte und damit eine Außenhülle der Ventilatorummantelung 12 bildende zweite Wandung 15 vorgesehen, die aus Schalldämpfungsmaterial besteht. Die als Einzelteile ausgebildeten Wandungen 13 und 15 bilden damit in Umfangsrichtung 16 der Ventilatorummantelung 12 nur eine vorbestimmte erste Teilschale 17 der Ventilatorummantelung 12. Sie umhüllen also nur einen vorbestimmten sektoriellen Abschnitt des Strömungskanals des Ventilators 6, da sie nur einen vorbestimmten Sektor – nicht jedoch den gesamten Umfang – des kreisförmigen Querschnitts der Ventilatorummantelung 12 bilden. Die in Umfangsrichtung 16 verbleibende weitere Teilschale 18 in Form einer weiteren Halbschale wird von einer dritten Wandung 19 gebildet, die aus einem nicht perforierten, ebenfalls halbschalenförmig gebogenen Metallblech besteht.
Ein – eine Ansaugöffnung 20 bildender – erster Längsabschnitt 21 der Ventilatorummantelung dient zum Umhüllen des Motors 9 und ein – eine Ausblasöffnung 22 bildender – zweiter Längsabschnitt 23 dient zum Umhüllen des Laufrades 11. Dabei sind die Durchbrechungen 14 der ersten Wandung 13 nur im Bereich des ersten Längsabschnitts 21 – nicht jedoch im Bereich des zweiten Längsabschnitts 23 – vorgesehen.
Die erste Wandung 13 und die dritte Wandung 19 weisen jeweils einen ersten Bundabschnitt 24 bzw. 25 und einen zweiten Bundabschnitt 26 bzw. 27 zur Befestigung einerseits einer ausblasseitig in der Windenergieanlage vorgesehenen ersten Ventilatorhalterung (nicht dargestellt) und andererseits eines extrem kurzen Rohrschalldämpfers 28 auf. In seiner Umfangsrichtung 29 ist der extrem kurze Rohrschalldämpfer 28 von zwei weiteren Teilschalen 30 ebenfalls in Form von Halbschalen gebildet, die jeweils aus zwei Wandungen, nämlich aus ei nem perforierten, halbschalenförmig gebogenen Metallblech als vierte Wandung 31 und einem Schalldämpfungsmaterial als fünfte Wandung 32 bestehen. Die stirnseitigen Enden der vierten und fünften Wandungen 31 und 32 sind mit weiteren Bundabschnitten 33 versehen, um den Rohrschalldämpfer 28 einerseits mit der Ventilatorumhüllung 12 und andererseits mit einer ansaugseitig in der Windenergienanlage vorgesehenen zweiten Ventilatorhalterung (ebenfalls nicht dargestellt) zu verbinden.
Die von der ersten Wandung 13 und der zweiten Wandung 15 gebildete vorbestimmte erste Teilschale 17 der Ventilatorummantelung 12 ist bei auf der Erdoberfläche 34 – auch offshore - aufgestellter Windenergieanlage 1 (vgl. 1) so angeordnet, dass ihre Innenseite und damit die Innenseite der perforierten ersten Wandung 13 in Richtung der Erdoberfläche 34 weist. Sie bildet also bei aufgestellter Windenergieanlage 1 eine obere Hälfte der Ventilatorummantelung 12, so dass unter gezielter Ausnutzung von Reflexion und Richtwirkung des Schalls ein Großteil des sonst zur Erdoberfläche abgestrahlten Schalls bereits innerhalb der Ventilatorummantelung 12 absorbiert wird.
Dadurch, dass die Länge l des Rohrschalldämpfers 28 – nicht wie üblich etwa doppelt so lang wie sein Durchmesser d sondern sogar – kürzer als sein Durchmesser d ist, kann eine zusätzlich zu der durch die Ventilatorummantelung 12 bewirkte Geräuschabsorption erreicht werden, ohne den zur Unterbringung des Ventilators erforderlichen Bauraum wesentlich zu vergrößern.

Claims

Ventilatorummantelung (12) die eine mit Durchbrechungen (14) versehene metallische erste Wandung (13) und eine mit Schalldämpfungsmaterial versehene zweite Wandung (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet dass, die beiden Wandungen (13, 15) in Umfangsrichtung (16) der Ventilatorummantelung (12) nur eine vorbestimmte Teilschale (17) der Ventilatorummantelung (12) bilden.
Ventilatorummantelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Teilschale (17) eine Halbschale ist.
Ventilatorummantelung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass, die beiden Wandungen (13, 15) als Einzelteile ausgebildet sind.
Ventilatorummantelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine Ansaugöffnung (20) bildender erster Längsabschnitt (21) zum Umhüllen eines Motors (9) und ein eine Ausblasöffnung (22) bildender zweiter Längsabschnitt (23) zum Umhüllen eines Laufrades (11) eines Ventilators (6) dient, wobei die Durchbrechungen (14) der ersten Wandung (13) nur im Bereich des ersten Längsabschnittes (21) vorgesehen sind.
Ventilator (6) mit einem Motor (9) und einem Laufrad (11), dadurch gekennzeichnet, dass zum Umhüllen des Laufrades (11) und des Motors (9) eine Ventilatorummantelung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 vorgesehen ist.
Ventilator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (6) als Axialventilator und die Ventilatorummantelung (12) zylindrisch ausgebildet ist.
Ventilator ach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einer von der Ventilatorummantelung (12) gebildeten Ansaugöffnung (20) ein Rohrschalldämpfer (28) befestigt ist.
Ventilator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (l) des Rohrschalldämpfers (28) kleiner als sein Durchmesser (d) ist.
Windenergieanlage (1) mit einem Maschinenhausgehäuse (3), in dem ein Generator (4) und ein Ventilator (6) zum Kühlen des Generators angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 8 ausgebildet ist, wobei die vorbestimmte Teilschale (17) der Ventilatorummantelung (12) so angeordnet ist, dass ihre Innenseite bei auf der Erdoberfläche (34) aufgestellter Windenergieanlage (1) in Richtung der Erdoberfläche (34) weist.