DE19731355A1 - Vorrichtung zur Geräuschunterdrückung - Google Patents
Vorrichtung zur GeräuschunterdrückungInfo
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- A61M16/08—Bellows; Connecting tubes ; Water traps; Patient circuits
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Unterdrückung von
Geräuschen, die von medizinischen Geräten zur Atemtherapierung erzeugt werden,
wobei die geräuschbelastete Atemluft der Vorrichtung mit dem
Atemluftzuführungsschlauch über eine Öffnung zugeführt und mit dem
Atemluftwegführungsschlauch über eine zweite Öffnung die geräuschentlastete
Atemluft wieder entnommen wird, wobei im Inneren der Vorrichtung
Reflexionswände angeordnet sind.
Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausführung der Vorrichtung zur
Unterdrückung von Geräuschen wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß
- 1. Der Strömungsquerschnitt im Inneren der Vorrichtung mindestens drei- bis zehnmal größer ist als der Atemlufteintrittsquerschnitt.
- 2. Der Innenraum der Vorrichtung durch mindestens eine Reflexionswand in mindestens zwei untereinander verbundene Kammern rechteckigen bis quadratischen Strömungsquerschnittes unterteilt ist und die Reflexionswand in einem Winkel zur Längsachse der Vorrichtung von 0 bis 40 Grad angeordnet ist.
- 3. In mindestens einer der Kammern mindestens eine weitere Reflexionswand in einem Winkel zur Längsachse der Vorrichtung von 40 bis 90 Grad angeordnet ist.
- 4. Die Länge jeder Kammer mindestens der halben Wellenlänge einer Schallwelle mit der Grundfrequenz von 1000 Hz in Luft mit geringem Überdruck von 2 bis 20 cm H2O entspricht.
- 5. Die äußeren Wandungen, Decke und Boden des Gehäuses und die Reflexionswände der Vorrichtung mindestens 3 mm, vorzugsweise 10 mm stark sind und schallabsorbierende Eigenschaften aufweisen.
- 6. Der Innenraum der Vorrichtung abgesehen von den bestimmungsgemäßen Öffnungen luftdicht gegen die Umgebung abgeschlossen ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist folgende vorteilhaften Eigenschaften auf:
- a. Mit einfachen Mitteln wird erreicht, daß die mit der Atemluft in die Vorrichtung eintretenden Schallwellen so an den Reflexionswänden und am Gehäuse gebrochen werden, daß Laufzeitverzögerungen um eine halbe Wellenlänge der Grundfrequenz eintreten und die reflektierte Welle die neu in die Vorrichtung eintretende Welle aufhebt und damit die Schallwelle im Inneren der Vorrichtung im Wesentlichen unterdrückt wird.
- b. Durch Verwendung von Mehrschicht-Weichholz oder Kunststoff-Schaumstoff- Sandwich-Platten für Gehäuse und Reflexionswände der Vorrichtung wird eine zusätzliche Schallabsorbtion erreicht.
- c. Durch Wahl eines deutlich größeren Strömungsquerschnittes in der Vorrichtung im Verhältnis zum Atemlufteintrittsquerschnitt wird die Neubildung von Strömungsgeräuschen weitgehend unterbunden, während Atemluftmenge pro Zeiteinheit und Atemluftdruck bei reduzierter Atemluftgeschwindigkeit praktisch unbeeinflußt bleiben.
- d. Durch die Anordnung von mindestens zwei Kammern in der Vorrichtung, die nur am Ende der ersten Kammer miteinander verbunden sind, wird eine Kurzschließung der Schallwege von Atemlufteintrittsöffnung zur Atemluftaustrittsöffnung in der Vorrichtung verhindert.
Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den Unteransprüchen 2 bis 7 zu
entnehmen. Einzelheiten und Details der Erfindung enthalten die Beschreibung zu
den Ausführungsbeispielen und die dazugehörenden Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1. einen Schnitt durch die Vorrichtung in Höhe der Atemlufteintritts- bzw.
-austrittsöffnung in der Draufsicht,
Fig. 2. einen Schnitt durch die Vorrichtung in der Seitenansicht,
Fig. 3 die schematische Darstellung des Laufes von zwei Schallwellen in der
Vorrichtung mit Reflexion an den Seiten- und Stirnwänden bzw. der weiteren
Reflexionswand,
Fig. 4 und Fig. 5 die weitere Ausgestaltung der Erfindung in der Draufsicht.
In den Zeichnungen Fig. 1-5 sind mit (1) das gegen die Umgebung vollständig
geschlossenen Gehäuse der Vorrichtung, mit (2) die Atemlufteintrittsöffnung und
mit (3) die Atemluftaustrittsöffnung bezeichnet. Mit (4) ist eine in das Gehäuse (1)
eingebaute Reflexionswand und mit (5) eine weitere Reflexionswand bezeichnet.
Der Atemluftführungsschlauch (6) ist mit Atemlufteintrittsöffnung (2) verbunden
und der Atemluftwegführungsschlauch (7) ist an die Atemluftaustrittsöffnung (3)
angeschlossen. (8) und (9) sind durch Gehäuse (1) und Reflexionswände (4) und
(5) gebildete Kammern. Die gekreuzt schraffierte Fläche (10) in Fig. 2 ist der
kleinste Strömungssquerschnitt zwischen Eintrittskammer (8) und Austrittskammer
(9) in dem Ausführungsbeispiel. (11) und (12) in Fig. 3 zeigen den schematisch
dargestellten Lauf von zwei Schallwellen. (13) in Fig. 4 ist eine zusätzlich in das
Gehäuse (1) eingebaute Reflexionswand. (14) und (15) in Fig. 5 sind in sich
gekrümmte Reflexionswände in einer beispielsweisen weiteren Ausgestaltung der
Erfindung.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt Fig. 3.
Die mit Schallwellen befrachtete Atemluft tritt über die Atemlufteintrittsöffnung
(2) in die erfindungsgemäße Vorrichtung ein. (2) wird damit zur Ersatzschallquelle.
Die Schallwellen breiten sich bekanntlich nach allen Richtungen mit einer in Luft
vorgegebenen Geschwindigkeit gradlinig aus. Die beispielsweisen Wege zweier
Schallwellen zeigen die gestrichelten Linien (11) und (12), hierbei wird deutlich,
wie mit Hilfe der eingebauten Reflexionswände Laufzeitunterschiede zwischen der
Welle (11) und (12) entstehen. Durch Schrägstellung der Reflexionswände (4), (5)
zur Längsachse der Vorrichtung wird der Effekt der Schallunterdrückung abhängig
von der Grundfrequenz der Schallwellen optimiert. Fig. 3 zeigt, wie die
Schallwellen überwiegend so reflektiert werden, daß sie die Eintrittskammer (8)
nicht verlassen, sondern sich mit nachfolgenden Schallwellen überlagern und sich
gegenseitig unterdrücken. Hinreichende Längenausdehnung der Kammern (8), (9)
in der Größe der halben Wellenlänge der Grundfrequenz ist Voraussetzung für
eine zu erzielende Laufzeitdifferenz. Bei einer Grundfrequenz von z. B. 800 Hz
ergeben sich etwa 208 mm halbe Wellenlänge. Die an den Wänden der Vorrichtung
reflektierte Welle (11) mit der doppelten Wegstrecke gegen die direkt laufende
Welle (12) erreicht damit eine Phasenverschiebung von etwa 180 Grad. Beide
Wellen heben sich gegenseitig weitgehend auf.
Ein geringer Anteil der Schallwellen erreicht die Austrittskammer (9). Durch die
Anordnung der Reflexionswände werden wieder Laufzeitunterschiede der
Schallwellen ereicht, so daß auch hier ein Abbau des Geräuschpegels stattfindet.
Nur noch wenige stark gedämpfte Schallwellen ereichen die Luftaustrittsöffnung
(3).
Im gezeigten Beispiel hat die Eintrittskammer (8) eine Längenausdehnung von
etwa 208 mm. Die Grundfrequenz der von den verschiedenen Fabrikaten von
Atemtherapiegeräten abgegebenen Schallwellen ist unterschiedlich und damit
ergeben sich unterschiedliche optimale Abmessungen für die erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Geräuschunterdrückung.
Die Verwendung geeigneten Materials für das Gehäuse der Vorrichtung wie für die
Reflexionswände kann zur zusätzlichen Absorption der Schallwellen beitragen. Als
besonders geeignet haben sich Weichholzschichtplatten erwiesen. Andere
Materialien z. B. Kunststoff-Schaumstoff-Sandwich-Platten haben ähnliche
Absorptions- und Reflexionseigenschaften.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig 4. Hier ist z. B. eine dritte
Reflexionswand (13) angeordnet, die eine zusätzliche Schallunterdrückung
bewirkt. Auch diese Reflexionswand kann unter einem Winkel von 0 bis 40 Grad
zur Längsachse der Vorrichtung stehen. Hierbei soll der verbleibende
Strömungsquerschnitt mindestens die gleiche Größe wie an anderen Stellen der
Vorrichtung haben.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die
Reflexionswände (14) und (15) in sich gekrümmt sind. Diese Ausführung gestattet
eine zusätzliche Optimierung der Schallunterdrückung.
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Unterdrückung von Geräuschen, die von medizinischen
Geräten zur Atemtherapierung erzeugt werden, wobei die geräuschbelastete
Atemluft der Vorrichtung mit dem Atemluftzuführungsschlauch (6) über eine
Öffnung (2) zugeführt und mit dem Atemluftwegführungsschlauch (7) über
eine zweite Öffnung (3) die geräuschentlastete Atemluft wieder entnommen
wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Vorrichtung durch
mindestens eine Reflexionswand (4) in mindestens zwei untereinander
verbundene Kammern (8), (9) rechteckigen bis quadratischen
Strömungsquerschnittes unterteilt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Reflexionswand (4) in einem Winkel zur Längsachse der Vorrichtung von
0 bis 40 Grad angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Reflexionswand (4) in sich gekrümmt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in
mindestens einer der Kammern (8), (9) mindestens eine weitere
Reflexionswand (5) in einem Winkel zur Längsachse der Vorrichtung von
40 bis 90 Grad angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Reflexionswand (5) in sich gekrümmt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte
Reflexionswand (13) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
äußeren Wandungen des Gehäuses (1) und die Reflexionswände (4), (5), (13)
mindestens 3 mm, vorzugsweise 10 mm, stark sind und aus
Mehrschichtweichholz- oder Kunststoff-Schaumstoff-Sandwich-Platten
bestehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997131355 DE19731355A1 (de) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | Vorrichtung zur Geräuschunterdrückung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997131355 DE19731355A1 (de) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | Vorrichtung zur Geräuschunterdrückung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19731355A1 true DE19731355A1 (de) | 1999-01-28 |
Family
ID=7836456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997131355 Withdrawn DE19731355A1 (de) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | Vorrichtung zur Geräuschunterdrückung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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1997
- 1997-07-22 DE DE1997131355 patent/DE19731355A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |