Dämpning av fläktljud i diskmaskin

Transkript

1 Institutionen för teknik och design, TD Dämpning av fläktljud i diskmaskin Reduction of fan noise in a dishwasher Växjö juni 2007 Examensarbete nr: TD 040/2007 Martin Bergquist Nermin Dzanic Avdelningen för Teknik & Design

2 Förord Detta examensarbete behandlar akustiska undersökningar av en desinficerande diskmaskin, Getinge 8666/8668. Rapporten omfattar 10 poäng och är en del av den maskintekniska högskoleingenjörsutbildningen vid institutionen för teknik & design på Växjö universitet. Arbetet har utförts i samarbete med Getinge Desinfection AB i Växjö under våren Ett tack riktas till Carl-Johan Lagerkvist, som hjälpt oss att planera och genomföra våra undersökningar på Getinge Desinfection AB, och Börje Nilsson vid Matematiska och systemtekniska institutionen på Växjö universitet, för ett gott handledande under arbetets gång. Vi tackar även Lasse Sandklef på Brüel & Kjaer för litteratur och demonstration av mätutrustning. Växjö, Juni Martin Bergquist Nermin Dzanic

3 Organisation/ Organization VÄXJÖ UNIVERSITET Institutionen för teknik och design Växjö University School of Technology and Design Författare/Author(s) Martin Bergquist Nermin Dzanic Dokumenttyp/Type of document Handledare/tutor Examinator/examiner Examensarbete/ Diplomawork Börje Nilsson Samir Khoshaba Titel och undertitel/title and subtitle Dämpning av fläktljud i diskmaskin/reduction of fan noise in a dishwasher Sammanfattning (på svenska) Detta examensarbete omfattar akustiska undersökningar utav en desinficerande diskmaskin av typ Getinge 8666/8668 och har utförts på Getinge Desinfection AB i Växjö. Vi har undersökt hur man med enkla medel kan sänka ljudtrycksnivån i maskinens närhet. Mätningar har utförts på diskmaskinens torkprogram, där torkfläktarna är de mest dominerande ljudkällorna och ljudet främst är luftburet. En systematisk analysmetod bestående av införandet av successiva dämpningsåtgärder visade att de dominerande ljudvägarna går via taket, golvet samt till viss del spalter i maskinens väggar. Genom att isolera både tak, golv och spalter kunde ljudtrycksnivån sänkas med totalt hela 5,9 db. Med enkla produktionsanpassade lösningar, i form utav en isolerad golvsockel och en bättre kåpa runt fläktarna, kan man sänka nivån med så mycket som 3,6 db. Rapporten ska även kunna användas som ett underlag för vidare akustiska undersökningar på Getinge Desinfection AB. Nyckelord Akustik, Getinge Desinfection AB, diskmaskin, ljud, ljuddämpning Abstract (in English) This dissertation examines acoustic research of a disinfecting dishwasher type Getinge 8666/8668. The research has been performed in collaboration with Getinge Desinfection AB, a world wide known manufacturer of disinfecting equipment for healthcare, located in Växjö, Sweden. We have examined how to reduce noise from the dishwasher with simple measures. Measurements have been performed during the drying program of the machine. The drying fans are the dominating sources of sound, and the sound is air bourn. A systematic method by reducing the sound step by step shows that the major ways of sound is through the ceiling and through the floor. There is also a minor noise leakage through the gaps in the walls of the dishwasher. By isolating the ceiling, the floor and the gaps in the walls, it is possible to reduce the noise with totally 5.9 db. With more production adapted solutions, in shape of an isolated floor base and a more efficient fan cover, it is possible to reduce the noise with as much as 3.6 db. This dissertation is thought to be used as a basis for further acoustic research at Getinge Desinfection AB. Key Words Acoustics, Getinge Desinfection AB, dishwasher, sound, noise reduction Utgivningsår/Year of issue Språk/Language Antal sidor/number of pages 2007 Svenska/Swedish 37 Internet/WWW

4 Sammanfattning Detta examensarbete omfattar akustiska undersökningar utav en desinficerande diskmaskin av typ Getinge 8666/8668 och har utförts på Getinge Desinfection AB i Växjö. Vi har undersökt hur man med enkla medel kan sänka ljudtrycksnivån i maskinens närhet. Mätningar har utförts på diskmaskinens torkprogram, där torkfläktarna är de mest dominerande ljudkällorna och ljudet främst är luftburet. En systematisk analysmetod bestående av införandet av successiva dämpningsåtgärder visade att de dominerande ljudvägarna går via taket, golvet samt till viss del spalter i maskinens väggar. Genom att isolera både tak, golv och spalter kunde ljudtrycksnivån sänkas med totalt hela 5,9 db. Med enkla produktionsanpassade lösningar, i form utav en isolerad golvsockel och en bättre kåpa runt fläktarna, kan man sänka nivån med så mycket som 3,6 db. Rapporten ska även kunna användas som ett underlag för vidare akustiska undersökningar på Getinge Desinfection AB.

5 Abstract This dissertation examines acoustic research of a disinfecting dishwasher type Getinge 8666/8668. The research has been performed in collaboration with Getinge Desinfection AB, a world wide known manufacturer of disinfecting equipment for healthcare, located in Växjö, Sweden. We have examined how to reduce noise from the dishwasher with simple measures. Measurements have been performed during the drying program of the machine. The drying fans are the dominating sources of sound, and the sound is air bourn. A systematic method by reducing the sound step by step shows that the major ways of sound is through the ceiling and through the floor. There is also a minor noise leakage through the gaps in the walls of the dishwasher. By isolating the ceiling, the floor and the gaps in the walls, it is possible to reduce the noise with totally 5.9 db. With more production adapted solutions, in shape of an isolated floor base and a more efficient fan cover, it is possible to reduce the noise with as much as 3.6 db. This dissertation is thought to be used as a basis for further acoustic research at Getinge Desinfection AB.

6 Innehållsförteckning Växjö, BAKGRUND BESKRIVNING AV DISKMASKINEN RUMSBESKRIVNING FÖRETAGSPRESENTATION PROBLEMFORMULERING SYFTE AVGRÄNSNINGAR TEORI AKUSTIK A-FILTER METOD PLANERING AV MÄTNINGARNA UTFÖRANDE AV MÄTNINGARNA Standardutförande Ljuddämpare på utblås i taket Isolering runt fläktarna och i taket Isolering av golvet Tätade spalter Isolering runt slangarna RESULTAT STANDARDUTFÖRANDE LJUDDÄMPARE PÅ UTBLÅS ISOLERING RUNT FLÄKTAR OCH I TAKET GOLVPLÅT MED ISOLERING TÄTADE SPALTER ISOLERING RUNT SLANGAR TOLKNING AV RESULTAT PRODUKTIONSANPASSADE LÖSNINGAR LÖSNINGSFÖRSLAG 1 GOLVSOCKEL LÖSNINGSFÖRSLAG 2 FLÄKTKÅPA REKOMMENDATIONER SLUTSATS DÄMPNING AV LJUDKÄLLAN DÄMPNING AV LJUDVÄGARNA Invändig isolering Golvet Spalter och öppningar REFERENSLISTA... 29

7 Bildförteckning BILD 1, SCHEMATISK SKISS ÖVER LUFTENS VÄG I GETINGE 8666/ BILD 2, SKISS ÖVER RUMMET DÄR MÄTNINGARNA UTFÖRS... 2 BILD 3, PRINCIPSKISS MASSA-FJÄDER SYSTEM... 6 BILD 4, LJUDMÄTARE BRÜEL & KJAER BILD 5, LJUDDÄMPARE PÅ TAKET BILD 6, ISOLERING RUNT FLÄKTARNA OCH I TAKET BILD 7, DEN NYA FLÄKTKÅPAN MONTERAD Tabellförteckning TABELL 1, MÄTOBJEKTET OCH MÄTPUNKTERNAS KOORDINATER... 2 TABELL 2, TOTALA LJUDTRYCKSNIVÅN I DBA TABELL 3, DÄMPNING I DB VID OLIKA ÅTGÄRDER TABELL 4, DÄMPNING MED GOLVPLÅT OCH DÄMPNING MED SOCKEL TABELL 5, JÄMFÖRELSE AV DÄMPNING MELLAN GOLVPLÅT OCH SOCKEL Diagramförteckning DIAGRAM 1, LJUDTRYCKSNIVÅERNA I FREKVENSBAND I STANDARDUTFÖRANDE DIAGRAM 2, DÄMPNING I FREKVENSBAND ÖVER MÄTNING MED LJUDDÄMPARE PÅ UTBLÅS I TAKET DIAGRAM 3, DÄMPNING I FREKVENSBAND ÖVER MÄTNING MED ISOLERING RUNT FLÄKTAR OCH I TAKET DIAGRAM 4, DÄMPNING I FREKVENSBAND ÖVER MÄTNING MED ISOLERAD GOLVPLÅT DIAGRAM 5, DÄMPNING I FREKVENSBAND ÖVER MÄTNING MED TÄTADE SPALTER DIAGRAM 6, DÄMPNING I FREKVENSBAND ÖVER MÄTNING MED ISOLERING RUNT SLANGAR DIAGRAM 7, DÄMPNING I FREKVENSBAND ÖVER MÄTNING MED GOLVSOCKEL DIAGRAM 8, DÄMPNING I FREKVENSBAND ÖVER MÄTNING MED GOLVSOCKEL

8 1 Bakgrund 1.1 Beskrivning av diskmaskinen Getinge 8666/8668 är en desinficerande diskmaskin avsedd för sjukvården. Modellen erbjuder både hög kapacitet, kostnadseffektivitet och ergonomisk lastning. Skillnaden mellan 8666 och 8668 är storleken på kammaren, i övrigt är maskinerna identiska. Maskinerna har ett speciellt vagnsystem som gör dem unika på marknaden. De kan utföra tvättning, desinficering och torkning av kirurgiska instrument, flaskor, behållare mm. Kammaren är tillverkad av rostfritt stål, AISI 316L, och maskinens yttre hölje av AISI 304, för att erhålla en hygienisk yta (Getinge Desinfection AB, 2007). Dimensionerna på diskmaskinen är 1,1x0,9x1,95 m (BxDxH). Maskinen står på fyra ben, ca 80mm ovanför marken och dess undersida är öppen. 1. Värmeväxlare 2. Fläktar 3. Taklucka/lufttrumma 4. Öppet golv 5. Luftinsug 6. Slangar till fläktarna (insug) 7. Slangar till kammaren 8. Utlopp från kammaren till värmeväxlaren 9. Slangar till utblås 10. Utblås Bild 1, Schematisk skiss över luftens väg i Getinge 8666/8668. M. Bergquist & N. Dzanic 1

9 1.2 Rumsbeskrivning Rummet där mätningarna utförs är ca 27m 2, och ca 90 % av taket är täckt med nedpendlad takabsorbent. Golvet och två utav väggarna består av betong och de två andra väggarna är av gips, alltså är rummet relativt hårt. I ena änden av rummet finns en större öppning (Fred, 2006). Bild 2, Skiss över rummet där mätningarna utförs. Mätpunkt 1 är placerad enligt företagets standard, 1,5 m framför maskinen och 1,5 m ovanför golvet. X, [m] Y, [m] Z, [m] Mätobjekt 2,31 4,74 1,5 Mätpunkt 1 2,31 2,78 1,5 Mätpunkt 2 1,15 3,35 1,5 Mätpunkt 3 3,56 2,13 1,5 Tabell 1, mätobjektet och mätpunkternas koordinater. M. Bergquist & N. Dzanic 2

10 1.3 Företagspresentation Sedan början av 1940-talet har Getinge Desinfection producerat desinfektionsutrustning som förhindrar spridning av smittsamma sjukdomar och infektioner inom sjukvården. Den goda kunskapen inom vårdsektorn och den kompetenta personalen har bidragit till en världsledande position inom området. Getinge Desinfection AB i Växjö har i dagsläget ca 200 anställda och ansvarar för hela processen från utvecklingsstadiet till den färdiga produkten. De för utvecklingsarbetet ansvariga medarbetarna i Växjö arbetar med både utveckling av befintliga produkter samt med skapandet av helt nya. Miljömässigt uppfyller företaget de allra högsta kraven, från användning av återvinningsbara material till resurssnål användning av vatten, kemikalier och energi. Getinge Sverige AB är ett dotterbolag till Getinge AB inom affärsområdet Infection Control, och ansvarar för all försäljning, utbildning, service, validering och reservdelar inom områdena desinfektion och sterilisation i Sverige (Getinge Desinfection AB, 2007). M. Bergquist & N. Dzanic 3

11 2 Problemformulering Getinge Desinfection AB i Växjö konstruerar och tillverkar desinficerande diskmaskiner och autoklaver för sjukvården. En av de största produkterna är diskmaskinen 8666/8668 som har tillverkats under många år. Eftersom produkterna ständigt måste förbättras vill företaget ha hjälp med att sänka ljudnivån under torkprocessen på denna produkt. Problemet består i att finna och studera ljudvägarna, samt att ge förslag på lämpliga åtgärder för att dämpa ljudet. 3 Syfte Syftet med detta examensarbete är att undersöka på vilket sätt ljud tar sig ut genom en diskmaskin av typ Getinge 8666/8668. Vi vill också ta reda på hur man med enkla medel kan dämpa ljudet, på ett sätt som är tillämpningsbart i produktionen. Resultatet av arbetet ska kunna användas av Getinge Desinfection AB för vidare akustiska experiment i framtiden. 3.1 Avgränsningar Den enskilt största ljudkällan är torkfläktarna. Hur dessa skulle kunna utformas på annat sätt för att sänka ljudnivån omfattas inte av detta arbete, utan endast hur man med hjälp av andra dämpningsåtgärder kan sänka det luftburna ljudet. Dessutom studeras i det här arbetet endast torkningsprocessen, och inte hela maskinens körprogram. Detta innebär att höga ljudnivåer som kan tänkas uppstå under diskning och desinfektion ej behandlas i denna rapport. Inte heller stomburet ljud som kan uppstå i maskinens kammare behandlas. M. Bergquist & N. Dzanic 4

12 4 Teori För att läsaren lätt ska kunna följa arbetet beskriver vi i detta kapitel de grundläggande tekniska begrepp som förekommer inom området akustik. 4.1 Akustik Inom området akustik brukar man skilja på ljud som kommer direkt från en källa och på indirekt ljud, som reflekteras från tak, golv och väggar. Allmänt kan akustiken sägas vara läran om ljud och vibrationer. Vågrörelser som uppstår i gas, vätskor, fasta material, samt spännings- eller tryckstörningar i elastiska media kallas för ljud. Ljud brukar delas in i luftburet ljud och stomljud, och beskrivs ofta med subjektiva begrepp som skärpa, råhet och burkighet (Bodén, Carlsson, Glav, Wallin & Åbom, 1999). Det ljud som innehåller begränsad mängd ljudenergi och går genom luften i form av ljudvågor kallas för luftburet ljud. Till skillnad från luftburet ljud innehåller stomljud en stor mängd energi. Energin går in i en fast kropp, t.ex. i en fastmonterad maskin, i form av ljudenergi och sprider sig till hela maskinen som sedan strålar ut från alla håll, och alstrar buller (Catenger, 2007). Maskin- och fordonsakustiken, samt vilka åtgärder som kan vidtas för att få tystare och vibrationsfriare maskiner, fordon och processer, är av stor vikt. Viss kunskap krävs för att förstå hur ljud och vibrationer uppkommer och hur de hänger samman med de fysikaliska parametrarna som strömningshastigheter, massor, styvheter, förluster och geometrier (Bodén et al, 1999). M. Bergquist & N. Dzanic 5

13 De svängningsrörelser som uppstår i ett system (fast material) kallas för vibrationer. Bild 3 ger exempel på ett system som enkelt beskriver uppkomst av vibrationer. När massan påverkas av en kraft sätts systemet i rörelse och ger upphov till svängning. Om svängningen/frekvensen stämmer överens med hela systemets egenfrekvens, uppstår resonansfrekvens. Med resonansfrekvensen menas störningar som orsakar buller och annat oönskat ljud. En mycket användbar strategi för att reducera buller eller vibrationer (enligt Bodén et al, 1999) är att försöka bryta utbredningsvägen mellan källan och mottagarpunkten. En enkel metod att förhindra utbredning av strukturvibrationer är att införa s.k. vibrationsisolatorer längs utbredningsvägen (Bodén et al, 1999). Bild 3, Principskiss massa-fjäder system 4.2 A-filter Eftersom vår upplevelse av ljudets styrka inte stämmer överens med det fysikaliskt uppmätta ljudtrycket används ofta ett A-filter vid mätningarna (Bodén et al, 1999). Ett A-filter gör att mätvärden stämmer bättre överens med människans uppfattning av ljudet, eftersom ljudets frekvens påverkar hur vi uppfattar dess styrka. M. Bergquist & N. Dzanic 6

14 5 Metod 5.1 Planering av mätningarna Det första steget i arbetet är att identifiera ljudvägarna och de dominerande ljudkällorna. För att kunna göra detta måste vissa mätningar utföras. Vi antar att fläktarna är de dominerande ljudkällorna och vill ta reda på hur ljudet tar sig vidare ut ur maskinen till omgivningen. Vi antar vidare att visst stomburet ljud förekommer, främst under diskningsprocessen men även vid torkning. Eftersom vi endast studerar torkprocessen utgår vi från att luftburet ljud dominerar från torkfläktarna. Innan mätningarna kan utföras studeras maskinens uppbyggnad noggrant för att få en bild av hur systemet fungerar. Genom att se konstruktionen kan man bilda sig en uppfattning om vilka vägar ljud kan tänkas ta sig ut från ljudkällan till omgivningen. För att ytterligare tydliggöra detta körs maskinens torkfläktar så att man kan lyssna sig till tydliga ljudläckor. Denna undersökning resulterade i följande möjliga ljudvägar av betydelse: 1. Direkt luftburet ljud från fläktarna tar sig ut genom spalter och galler i taket. 2. Direkt luftburet ljud från fläktarna tar sig ut genom det öppna golvet. 3. Direkt luftburet ljud från fläktarna tar sig ut genom spalter och öppningar i väggarna. 4. Ljudet från slangarna tar sig ut till omgivningen. 5. Ljudet tar sig ut från kammaren genom returslangar till utlopp i taket. Efter att ha gjort en första analys av undersökningen kan man diskutera vilka mätningar som bör utföras för att kontrollera om teorierna stämmer. Med andra ord, vilka ljudvägar som bör hindras för att ge mätbara förändringar av ljudtrycksnivån. M. Bergquist & N. Dzanic 7

15 För att identifiera ljudvägarna föreslogs följande mätningar: 1. Hindra ljudet att ta sig ut från fläktarna via taket, genom att isolera dels runt fläktarna och dels i taket. 2. Fästa en golvplåt med isolering som hindrar att ljudet tar sig ut via golvet. 3. Täta spalter med hjälp av tejp och plåtlister. 4. Hindra ljudet att ta sig ut genom slangarnas väggar genom att isolera runt slangarna. 5. Förbättra isoleringen kring utgående slangar och utlopp i taket (dämpare). Denna systematiska metod bygger på att man först måste hindra de största ljudkällorna eller ljudvägarna, för att i nästa steg kunna upptäcka de mindre. Genom att på detta vis hela tiden sänka nivån kan man lätt upptäcka ljudkällor eller ljudvägar som inte annars skulle kunna uppfattas. Detta bidrar till att man kan sänka den totala nivån på ett mycket effektivt sätt. Notera att ordningen av åtgärderna har stor betydelse för att hitta dominerande ljudkällor. M. Bergquist & N. Dzanic 8

16 5.2 Utförande av mätningarna Samtliga mätningar utförs under 10 sekunder, i tre olika mätpunkter. Rummet är relativt hårt och vi mäter i efterklangsfältet. Mätutrustningen som användes var en Brüel & Kjaer typ 2250, en modern ljudmätare som registrerar förändringar i atmosfärstrycket vid olika frekvenser (Brüel & Kjaer, 2007). Mätmetoden förutsätter att rummet är tillräckligt hårt så att ljud från alla delar av maskinen bidrar på ett representativt sätt. Detta kontrolleras nedan i kapitel 6. Bild 4,ljudmätare Brüel & Kjaer Maskinen isolerades successivt, utan att någon isolering togs bort, för att på så sätt kunna eliminera en ljudväg i taget. För att uppnå bästa möjliga resultat är det viktigt att vara konsekvent med rummets förutsättningar, d.v.s. att mätpunkternas och mätobjektets positioner var desamma under samtliga mätningar. Isoleringen som används är självhäftande 20mm Regenocell S, som är ett ljudabsorberande material av återvunnen cellplast (Sontech ljudsanering Odecon AB, 2007). M. Bergquist & N. Dzanic 9

17 Bakgrundsljudet i lokalen var mer än 10 db tystare än ljudet från maskinen, och vi behöver därför inte kompensera för det. Mätningar utfördes under följande förutsättningar: Standardutförande Först utfördes en mätning med diskmaskinen i standardutförande. Denna mätning gjordes för att kunna användas som jämförelse mot kommande modifieringar. I standardutförande är maskinen redan utrustad med viss isolering. Insidan av maskinens väggar är klädda med självhäftande isolering, likaså till viss del takets insida. Maskinens undersida är öppen. Kåpan över fläktarna saknar isolering Ljuddämpare på utblås i taket En enkel ljuddämpare byggdes genom att göra en rulle av isoleringsmaterialet. Den placerades på utblåset i taket för att dämpa ljud, som vid en riktig installation försvinner ut i en ventilationstrumma. Bild 5, Ljuddämpare på taket. M. Bergquist & N. Dzanic 10

18 5.2.3 Isolering runt fläktarna och i taket För att isolera taket och fläktarna, placerades isolering i utrymmet runt fläktarna, samt klistrades på insidan av takplåten och i lufttrumman på taket. Detta gjordes för att stoppa luftburet ljud från fläktarna. Bild 6, Isolering runt fläktarna och i taket Isolering av golvet Två plåtar av 1mm rostfritt stål tillverkades och kläddes med isolering. Golvet sattes på plats med hjälp av stödklossar underifrån. M. Bergquist & N. Dzanic 11

19 5.2.5 Tätade spalter Samtliga spalter och skarvar på maskinen tätades med tejp. Utanpå det tejpades lister av 1mm rostfri plåt. Plåtens uppgift var att ge tätningen tyngd nog att kunna hindra ljudet att ta sig igenom Isolering runt slangarna Slangar för ingående och utgående luft till kammaren kläddes med isolering (20mm regenocell S). Isolering lades även i utrymmet runt slangarna för att på ett effektivt sätt hindra ljud att sprida sig till omgivningen. M. Bergquist & N. Dzanic 12

20 6 Resultat I detta kapitel beskrivs resultatet utav de mätningar som har utförts. I tabell 2 visas det totala ljudtrycket i de tre mätpunkterna samt medelvärdet utav dessa. Mätning nr 1-6 utfördes i syfte att hitta de dominerande ljudvägarna. Dämpningarna gjordes successivt utan att något togs bort. Mätning nr 7 och 8 gjordes på förslag till produktionsanpassade lösningar. Mätning 8 gjordes tillsammans med isolering i tak och runt fläktarna, samt ljuddämpning på utblåset i taket. Mätning 7 gjordes med endast ljuddämparen på utblåset. Skillnaden mellan mätpunkterna är relativt liten, vilket visar att mätpunkterna ligger i efterklangsrummet. Detta innebär också att mätningarna representerar hela maskinens ljudeffekt. Alltså ger mätningen representativa resultat för åtgärden på alla sidor av maskinen. Medelvärdet i tabellen är ett logaritmiskt medelvärde av de tre mätpunkterna. Nedanstående formel visar hur det logaritmiska medelvärdet beräknas. 1,1* Lp = 10 log( (10 n n = Antal mätningar Lp1 0,1* Lp2 Lp = Ljudtrycksnivå ( dba) ,1* Lp n )) Utförande mätpunkt 1, dba mätpunkt 2, dba mätpunkt 3, dba medelvärde, dba 1 Standardutförande 64,6 65,4 63,8 64,7 2 Ljuddämpare på utblås i taket 63, ,1 63,9 3 Isolering tak och runt fläktar 61,5 62,5 60,9 61,7 4 Golvplåt med isolering 59,4 60,7 58,7 59,7 5 Tätade lister och spalter 58,7 60,2 58,5 59,2 6 Isolering runt slangar 58,7 59,8 57,8 58,8 7 Bättre isolerande fläktkåpa 61,1 62,6 61,9 61,9 8 Golvsockel 59,7 61, ,1 Tabell 2, Totala ljudtrycksnivån i dba. M. Bergquist & N. Dzanic 13

21 I följande stycken kommer mer utförliga redovisningar av resultaten för vardera mätning. Samtliga värden, inklusive frekvensnivåer, redovisas i dba, dvs. med pålagt A-filter. Detta för att lättare kunna tolka resultaten och se var man kan behöva göra åtgärder. 6.1 Standardutförande Den första mätningen gjordes utan modifieringar av maskinen. Resultatet av denna mätning används som referensvärde till övriga mätningar, för att visa hur stor dämpande effekt de olika åtgärderna ger. Diagram 1 visar att ljudtrycksnivån är relativt jämnt fördelat över frekvensbanden. De dominerande ljudtrycksnivåerna finner man mellan Hz. Den totala ljudtrycksnivån uppmättes till 64,7 dba. Standardutförande dba Hz 31.5Hz 40Hz 50Hz 63Hz 80Hz 100Hz 125Hz 160Hz 200Hz 250Hz 315Hz 400Hz 500Hz 630Hz 800Hz Frekvens Hz Diagram 1, ljudtrycksnivåerna i tersband i standardutförande. 1kHz 1.25kHz 1.6kHz 2kHz 2.5kHz 3.15kHz 4kHz 5kHz 6.3kHz 8kHz 10kHz 12.5kHz 16kHz 20kHz Tot M. Bergquist & N. Dzanic 14

22 6.2 Ljuddämpare på utblås En ljuddämpare placerades över luftutblåset på maskinens tak, för att efterlikna en realistisk installation av maskinen, där utblåset ofta göms i en ventilationstrumma. Denna åtgärd gav bra resultat dels i de lägsta frekvenserna mellan 25-50Hz och dels mellan Hz. Totalt sänktes ljudtrycksnivån ändå endast med 0,8 db. Detta kan bero på att vissa av frekvensbanden förstärktes. Förstärkningen i sig kan bero på att maskinens egenskaper förändras då man monterar isolering. Förändringen kan ske på ett sådant sätt att resonans kan uppstå i vissa frekvenser. De mindre förstärkningarna som förekommer kan bero på mätfel eller tillfälligt störande bakgrundsljud. Den totala ljudtrycksnivån uppmättes till 63,9 dba. Fenomenet med förstärkningar på vissa frekvenser förekommer på flera av de kommande mätningarna. Ljuddämpare vid utblås 4 3 Dämpning db Hz 31.5Hz 40Hz 50Hz 63Hz 80Hz 100Hz 125Hz 160Hz 200Hz 250Hz 315Hz 400Hz 500Hz 630Hz 800Hz 1kHz Frekvens Hz 1.25kHz 1.6kHz 2kHz 2.5kHz 3.15kHz 4kHz 5kHz 6.3kHz 8kHz 10kHz 12.5kHz 16kHz 20kHz Tot Diagram 2, dämpning i tersband över mätning med ljuddämpare på utblås i taket. M. Bergquist & N. Dzanic 15

23 6.3 Isolering runt fläktar och i taket Eftersom fläktarna ansågs vara den dominerande ljudkällan i maskinen, valde vi att isolera utrymmet runt dessa. Även utrymmet i taket, ovanför fläktarna, isolerades för att hindra den ljudväg som ansågs vara dominerande. I diagram 3 visas att denna åtgärd gav bra resultat, främst på de högre frekvenserna, från ca 1 khz. Man kan också se att ljudet har förstärkts något mellan 60 och 400 Hz. Detta kan bero på att egenfrekvenser uppträder när man isolerar. Den totala ljudtrycksnivån uppmättes till 61,7dBA, vilket innebär en dämpning på 3 db i jämförelse med standardutförandet i diagram 1. I jämförelse med föregående mätning har ljudtrycksnivån sänkts med 2,2 db. Isolering runt fläktar och i taket 10 8 Dämpning db Hz 31.5Hz 40Hz 50Hz 63Hz 80Hz 100Hz 125Hz 160Hz 200Hz 250Hz 315Hz 400Hz 500Hz 630Hz 800Hz 1kHz Frekvens Hz 1.25kHz 1.6kHz 2kHz 2.5kHz 3.15kHz 4kHz 5kHz 6.3kHz 8kHz 10kHz 12.5kHz 16kHz 20kHz Tot Diagram 3, dämpning i tersband över mätning med isolering runt fläktar och i taket. M. Bergquist & N. Dzanic 16

24 6.4 Golvplåt med isolering En annan stor ljudväg ansågs vara genom öppningen i golvet. Där placerades en golvplåt klädd med isolering. Diagram 4 visar att dämpningen var effektivast från ca 500 Hz och uppåt. Resultatet blev en total ljudtrycksnivå på 59,7 dba, vilket totalt innebär en dämpning på 5 db. Dämpningen kan jämföras med standardutförandet i diagram 1. Golvplåt med isolering Dämpning db Hz 31.5Hz 40Hz 50Hz 63Hz 80Hz 100Hz 125Hz 160Hz 200Hz 250Hz 315Hz 400Hz 500Hz 630Hz 800Hz 1kHz Frekvens Hz Diagram 4, dämpning i tersband över mätning med isolerad golvplåt. 1.25kHz 1.6kHz 2kHz 2.5kHz 3.15kHz 4kHz 5kHz 6.3kHz 8kHz 10kHz 12.5kHz 16kHz 20kHz Tot M. Bergquist & N. Dzanic 17

25 6.5. Tätade spalter För att hindra ljudet att ta sig ut via de öppningar som finns i maskinens väggar tätades dessa. Detta gjorde att de höga frekvenserna mellan 6-20 khz dämpades mest. Den totala ljudtrycksnivån uppmättes till 59,2 dba, dvs. en total dämpning på 5,5 db, jämfört med standardutförandet i diagram 1. Tätade spalter Dämpning db Hz 31.5Hz 40Hz 50Hz 63Hz 80Hz 100Hz 125Hz 160Hz 200Hz 250Hz 315Hz 400Hz 500Hz 630Hz 800Hz 1kHz Frekvens Hz Diagram 5, dämpning i tersband över mätning med tätade spalter. 1.25kHz 1.6kHz 2kHz 2.5kHz 3.15kHz 4kHz 5kHz 6.3kHz 8kHz 10kHz 12.5kHz 16kHz 20kHz Tot M. Bergquist & N. Dzanic 18

26 6.6. Isolering runt slangar Den sista mätningen utfördes med isolering runt slangar för in- och utgående luft i maskinen. Även i detta fall gav det störst resultat på de höga frekvenserna, dvs. från ca 6 khz till 20 khz. Den totala ljudtrycksnivån uppmättes till 58,8 dba. Dämpningen blev 5,9 db. Dämpningen kan jämföras med standardutförandet i diagram 1. Isolering runt slangar Dämpning db Hz 31.5Hz 40Hz 50Hz 63Hz 80Hz 100Hz 125Hz 160Hz 200Hz 250Hz 315Hz 400Hz 500Hz 630Hz 800Hz 1kHz Frekvens Hz Diagram 6, dämpning i tersband över mätning med isolering runt slangar. 1.25kHz 1.6kHz 2kHz 2.5kHz 3.15kHz 4kHz 5kHz 6.3kHz 8kHz 10kHz 12.5kHz 16kHz 20kHz Tot M. Bergquist & N. Dzanic 19

27 6.7 Tolkning av resultat Våra mätningar visar att det är möjligt att sänka ljudnivån med totalt 5,9 db. Egentligen är sänkningen 5,1 db eftersom fläktens utblås är dämpat i en verklig installation genom koppling till en ventilationskanal. Det bör poängteras att en sänkning på 5,1 db är mycket och kan liknas vid en halvering av det upplevda ljudtrycket. Punkterna 7 och 8 i tabell 3, behandlas i kapitel 7. Utförande Sammanlagd dämpning, db Dämpning för varje åtgärd, db 1 Standardutförande Ljuddämpare på utblås i taket 0,8 0,8 3 Isolering tak och runt fläktar 3 2,2 4 Golvplåt med isolering Tätade lister och spalter 5,5 0,5 6 Isolering runt slangar 5,9 0,4 7 Bättre isolerande fläktkåpa 2,8 2 8 Golvsockel 4,6 1,6 Tabell 3, dämpning i db vid olika åtgärder. För att kunna konstatera vilka åtgärder som är värda att arbeta vidare med, görs en jämförelse mellan de olika mätningarna. I tabell 3 visas dels den totala dämpningen, dvs. med alla tidigare isoleringar bibehållna, och dels dämpningen för varje enskild isolerande åtgärd. Eftersom luftutblåset på maskinens tak ofta göms i en ventilationstrumma, som nämns ovan, kan man säga att de mätningar som utförts med ljuddämpare på taket, är mätningar på ljud som egentligen inte finns. Dessa mätningar utfördes ändå, för att på bästa möjliga sätt efterlikna hur M. Bergquist & N. Dzanic 20

28 maskinen installeras. Således måste man dra ifrån dämpningen på 0,8 db för att få det realistiska värdet. Resultatet av mätning 6, med åtgärderna 2 till 4 samt isolering runt slangar, visar en total sänkning på 5,9 db, men enbart isolering runt slangarna gav endast 0,4 db sänkning av ljudtrycksnivån. Genom att studera varje åtgärd för sig, syns tydligare vilka åtgärder som gav bäst resultat. Genom en jämförelse av samtliga resultat i tabellen ser man att försök nr 3 och 4 gav de två största sänkningarna av ljudtrycksnivåerna. Utifrån denna iakttagelse är det lämpligt att ta fram produktionsanpassade lösningar som motsvarar dessa försök. Vi valde att ta fram två olika lösningar, som presenteras i kapitel 7. M. Bergquist & N. Dzanic 21

29 7 Produktionsanpassade lösningar 7.1 Lösningsförslag 1 Golvsockel Eftersom golvet visade sig vara en av de dominerande ljudvägarna, valde vi att göra mätningar med en mer realistisk lösning. I dagsläget erbjuder Getinge Desinfection AB en sockel som tillbehör till maskinen. Vi valde att använda en liknande sockel, dock med isolering på insidan. Jämfört med heltäckande golvplåt med isolering, som användes i tidigare mätningar är en sockel bättre lämpad för användning i produktionen, detta pga. att det kan förekomma vattenläckage och värmeutveckling i maskinen. Det kan därför vara lämpligt med en mindre öppning i sockeln för att erhålla tillräcklig luftcirkulation. Nedanstående diagram visar sockelns dämpning uppmätt under samma förutsättningar som med den heltäckande golvplåten. Den totala ljudtrycksnivån uppmättes till 60,1 dba, och den totala dämpningen till 4,6 db. Sockel Dämpning db Hz 31.5Hz 40Hz 50Hz 63Hz 80Hz 100Hz 125Hz 160Hz 200Hz 250Hz 315Hz 400Hz 500Hz 630Hz 800Hz 1kHz Frekvens Hz Diagram 7, dämpning i tersband över mätning med golvsockel. 1.25kHz 1.6kHz 2kHz 2.5kHz 3.15kHz 4kHz 5kHz 6.3kHz 8kHz 10kHz 12.5kHz 16kHz 20kHz Tot M. Bergquist & N. Dzanic 22

30 Tabell 4 visar en jämförelse mellan dämpning med golvplåt och dämpning med sockel. Det visar sig att sockeln gav nästan lika goda resultat som det heltäckande golvet. Total ljudtrycksnivå, dba Dämpning, db Standardutförande 64,7 0 Heltäckande golvplåt 59,7 5,0 Sockel 60,1 4,6 Tabell 4, dämpning med golvplåt och dämpning med sockel. M. Bergquist & N. Dzanic 23

31 7.2 Lösningsförslag 2 Fläktkåpa Ytterligare en produktionsanpassad lösning testades, en nyutvecklad fläktkåpa som Getinge Desinfection AB tagit fram. Den nya kåpan är mer täckande, av rostfritt stål och klädd med isolering på insidan. På företaget har man tidigare endast testat den nya kåpan, men inte gjort några ljudmätningar. Den nya fläktkåpan är tänkt att ersätta den befintliga, som saknar invändig isolering. I jämförelse med den först utförda mätningen med isolering i tak och runt fläktarna visar sig den nya fläktkåpan ge nästan lika bra dämpning, och är bättre anpassad för produktionen. Den första mätningen syftade till att identifiera ljudvägarna. Att enbart isolera runt tak och fläktar är dock inte praktiskt genomförbar, eftersom maskinen under försöket isolerades på ett sådant sätt att den inte kan arbeta normalt under en längre tid. Ny fläktkåpa 8 6 Dämpning db Hz 31.5Hz 40Hz 50Hz 63Hz 80Hz 100Hz 125Hz 160Hz 200Hz 250Hz 315Hz 400Hz 500Hz 630Hz 800Hz 1kHz Frekvens Hz 1.25kHz 1.6kHz 2kHz 2.5kHz 3.15kHz 4kHz 5kHz 6.3kHz 8kHz 10kHz 12.5kHz 16kHz 20kHz Tot Diagram 8, dämpning i tersband över mätning med golvsockel. M. Bergquist & N. Dzanic 24

32 Diagram 8 visar dämpningen som uppmättes med den nya fläktkåpan monterad, och övriga förutsättningar var desamma som vid föregående mätning, dvs. med ljuddämpare på utblåset i taket. Den totala ljudtrycksnivån uppmättes till 61,9 dba, och den totala dämpningen till 2,8 db. Tabell 5 visar en jämförelse mellan dämpning med isolering i taket och dämpning med den nya fläktkåpan. Totalt ljudtryck, dba Dämpning, db Standardutförande 64,7 0 Isolering i tak och runt fläktar 61,7 3 Ny fläktkåpa 61,9 2,8 Tabell 5, jämförelse av dämpning mellan golvplåt och sockel. Bild 7, Den nya fläktkåpan monterad. M. Bergquist & N. Dzanic 25

33 7.3 Rekommendationer Om Getinge Desinfection AB beslutar sig för att utföra någon förändring för att sänka ljudtrycksnivån på diskmaskinen 8666/8668 kan vi rekommendera att införa den nya fläktkåpan i produktionen. Detta visade sig vara den enskilt effektivaste lösningen för att med enkla medel skapa en tystare miljö i maskinens närhet. Vill man sänka ljudtrycksnivån ytterligare, är en golvsockel en lämplig åtgärd. Även detta är en mycket effektiv åtgärd. Det bör poängteras att båda åtgärderna tillsammans ger sänkning som kan jämföras med en halvering av ljudtrycket. Eftersom både fläktkåpa och sockel ger god dämpning kan det vara intressant att mäta inverkan av enbart sockeln. En annan åtgärd som skulle kunna studeras noggrannare, är tätning av spalterna mellan maskinens väggar. Detta kan t.ex. åstadkommas genom att väggplåtarna bockas på ett sådant sätt att de överlappar varandra i skarvarna. En sådan åtgärd ger inte lika bra resultat som de ovanstående, men vi anser att det skulle vara värt att undersöka ytterligare. M. Bergquist & N. Dzanic 26

34 8 Slutsats Då maskinens torkningsprocess är igång, är torkfläktarna den dominerande ljudkällan. Ljudet som fläktarna skapar är främst luftburet. Denna rapport visar att det på flera olika sätt går att sänka ljudtrycksnivån från maskinen. För att sänka det luftburna ljudet bör man angripa ljudkällan och dämpa de dominerande ljudvägarna. 8.1 Dämpning av ljudkällan Torkfläktarnas ljud kan sänkas genom att ändra varvtalet, men detta kan påverka torkprocessen negativt. Istället kan man byta ut fläktarna till tystare varianter men med bibehållen effektivitet. På Getinge Desinfection AB finns redan planer på att utföra tester med en annan typ av fläktar. En sådan ändring kräver dock mer och noggranna undersökningar beträffande både ljudnivåer och torkningsprocessen. 8.2 Dämpning av ljudvägarna Under processens gång är de dominerande ljudvägarna taket, golvet samt till viss del spalter och öppningar i maskinens väggar. Förslag till hur dessa kan dämpas redovisas i följande stycken Invändig isolering Genom att byta ut den befintliga fläktkåpan mot en mer heltäckande, bättre isolerad variant sänks ljudnivån med 2,0 db. Om man dessutom förbättrar isoleringen på takets insida kan ljudtrycksnivån sänkas ytterligare något. Det är möjligt att se en förbättrad fläktkåpa som en dämpning av ljudkällan, eftersom det är fläktljudet genom kåpan som dominerar. M. Bergquist & N. Dzanic 27

35 8.2.2 Golvet För att hindra ljudet att ta sig ut från maskinens undersida bör man montera någon form av golv på maskinen. Eftersom vattenläckage och värmeutveckling kan förekomma är en sockel lämpligare jämfört med ett heltäckande golv. Då en isolerad sockel monteras tillsammans med åtgärderna 1 till 3 i tabell 3 sänks ljudtrycksnivån med 4,6 db jämfört med standardutförandet Spalter och öppningar Då en viss mängd ljud tar sig ut genom de spalter och öppningar som finns i maskinens väggar kan den totala ljudtrycksnivån sänkas ytterligare genom att dessa tätas. Då samtliga lister tejpades och täcktes med plåtlister av rostfritt stål uppmättes en sänkning på 0,5 db. Detta är dock inte en realistisk åtgärd. Ett sätt att lösa detta kan vara att plåtarna bockas på ett sådant sätt att de överlappar varandra, vilket skulle medföra att tätare skarvar erhålls. Om samtliga ovanstående åtgärder skulle genomföras kan man räkna med en sänkning av ljudtrycksnivån på totalt ca 3-4 db. Det motsvarar en halvering av ljudintrycket, vilket är relativt mycket i detta sammanhang. En sådan sänkning skulle kunna bidra till en behagligare arbetsmiljö i maskinens närhet, för såväl sjukhus- som underhållspersonal. M. Bergquist & N. Dzanic 28

36 Referenslista Bodén H, Carlsson U, Glav R, Wallin H P, och Åbom M, (1999). Ljud och Vibrationer. Institutionen för Farkostteknik, KTH-MWL. Fred R, (2006). Getinge Disinfection, Växjö Bestämning av ljudeffektnivå hos en Getinge 86-series genom mätning av ljudtryck i fält. Akustikforum. Getinge Desinfection AB, Company presentation. Utgivare JS Gruppen AB. Brüel & Kjaer, Hämtad , från Catenger, Hämtad , från Getinge Desinfection AB, Hämtad , från Getinge Desinfection AB, Hämtad , från Sontech ljudsanering Odecon AB, Hämtad , från M. Bergquist & N. Dzanic 29

37 Institutionen för teknik och design Växjö tel , fax