DE19503193A1 - Feuerstätte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerstätte, insbesondere eine mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen betriebene Feuerstätte, mit mindestens einem durch eine Kanalwandung begrenzten, längs einer Kanalachse verlaufenden Abgaskanal, wobei zur Dämpfung von im Abgaskanal auftretenden Schall­ wellen dem Abgaskanal Dämpfungsmittel zugeordnet sind.

Im Betrieb von Feuerstätten auftretende Verbrennungsge­ räusche werden von Personen, die sich in dem die Feuer­ stätte enthaltenden Gebäude oder im Nachbarschaftsbereich aufhalten, häufig als sehr störend und unangenehm empfun­ den. Dies gilt insbesondere für mit flüssigen oder gasför­ migen Brennstoffen betriebene Feuerstätten und hier wiede­ rum insbesondere für Feuerstätten mit Gebläsebrenner. Die Verbrennungsgeräusche werden durch die im Brennerraum stattfindenden Verbrennungsvorgänge hervorgerufen. Die dabei angeregten Schallwellen liegen zumeist in einem Fre­ quenzbereich von etwa 60 Hz bis etwa 8000 Hz. Sie können sich mit dem Abgasstrom vom Brennerraum über den Abgaskanal bis zu einem nachgeschalteten Kamin ausbreiten. Die Energie der Schallwellen ist überwiegend auf einen Bereich von etwa 250 Hz bis etwa 2000 Hz konzentriert. Allerdings muß auch bei den niederfrequenten Schallwellen bis etwa 250 Hz, welche mit eher geringerer Intensität angeregt werden, mit einer maßgeblichen Beteiligung an der Geräuschbildung gerechnet werden. Diese Schallwellen können nämlich durch Resonanzerscheinungen im Brennerraum, im Abgaskanal und im Kamin eine erhebliche Verstärkung erfahren. So verstärkt können sie dann unmittelbar über die Ummauerung der Feuer­ stätte oder des Kamins in das Innere des Gebäudes abgelei­ tet werden. Aufgrund ihrer relativ großen Wellenlänge (bei einer Schwingung von 100 Hz beträgt die Wellenlänge in Luft ungefähr 3,3 m) können sie zudem am Kaminausgang gebeugt werden, so daß sie an der Außenfassade des Gebäudes her­ abfallen und über Fenster und Mauerwerk in das Gebäude eindringen können. Dagegen treten höherfrequente Schall­ wellen zu einem großen Teig geradlinig aus dem Kamin aus und breiten sich in die Atmosphäre aus. Zu berücksichtigen ist ferner, daß sich die im Gebäude aufhaltenden Personen häufig von tieferen Frequenzen zuzuordnendem dumpfen Brum­ men stärker belästigt fühlen, als von höherfrequenten Geräuschen.

Zur Dämpfung solcher Verbrennungsgeräusche ist es bekannt, einen Abgasschalldämpfer zu verwenden, wie er beispiels­ weise in einem Prospekt "KW-Abgasschalldämpfer" der Firma Kutzner + Weber GmbH mit der Drucksachennummer TI/EA-AS 5/93 beschrieben ist. Dieser bekannte Dämpfer besteht im wesentlichen aus einem den Abgaskanal konzentrisch um­ schließenden Außenrohr, das an seinen Enden auf einem den Abgaskanal bildenden Innenrohr zentriert ist. Eine Füllung von schallabsorbierendem Dämmaterial ist in dem Zwischen­ raum zwischen Innen- und Außenrohr vorgesehen. Im Bereich des Dämmaterials ist das Innenrohr über seinen gesamten Umfang perforiert.

Fig. 8 zeigt qualitativ das Dämpfungsverhalten dieses bekannten Absorptionsschalldämpfers bei verschiedenen Frequenzen. Dabei ist ein frequenzabhängig stark unter­ schiedliches Dämpfungsverhalten festzustellen. In einem Bereich von etwa 500 Hz bis etwa 8000 Hz erfolgt eine ver­ gleichsweise starke Dämpfung der Schallwellen, was ange­ sichts der relativ hohen Intensität der in diesem Frequenz­ band vorkommenden Schallwellen günstig ist. Hingegen ist insbesondere in dem niederfrequenten Bereich von 63 Hz bis etwa 250 Hz eine vergleichsweise schwache Dämpfung zu konstatieren. Da jedoch, wie bereits angedeutet, nicht aus­ geschlossen werden kann, daß gerade diese niederfrequenten Schallwellen erheblich zur Entstehung besonders unangeneh­ mer Geräusche beitragen, ist das Dämpfungsverhalten des bekannten Schalldämpfers bei tiefen Frequenzen unter Um­ ständen unzureichend.

Fig. 9 zeigt qualitativ den Dämpfungsverlauf, der man bei Verlängerung des bekannten Schalldämpfers erhält, wenn also die mit Dämmaterial ummantelte Strecke des Abgaskanals verlängert wird. Zwar läßt sich auf diese Weise der Dämp­ fungsgrad in allen Frequenzbereichen etwas anheben, so daß auch bei tieferen Frequenzen eine stärkere Dämpfung erzielt wird, jedoch sind einer derartigen Verlängerung des Abgas­ schalldämpfers Grenzen zum einen durch die geometrischen Verhältnisse (weil ein ausreichend langer Abgasweg zwischen Feuerstätte und Kamin in der Regel nicht zur Verfügung steht), zum anderen durch den Strömungswiderstand des Schalldämpfers gesetzt, welcher mit zunehmender Länge des Schalldämpfers größer wird. Überdies lassen sich hierdurch einzelne Frequenzbereiche nicht gezielt anheben. Daher ist es nicht möglich, einen über einen weiten Frequenzbereich linearisierten Dämpfungsverlauf zu erhalten, der unter dem Blickwinkel einer möglichst gleichmäßigen Unterdrückung aller Störgeräusche, also insbesondere auch des nieder­ frequenten Brummens, wünschenswert wäre.

Der bekannte Abgasschalldämpfer kann somit nur eine relativ grobe und wenig ausgewogene Schalldämmung leisten. Maßnah­ men zur frequenzselektiven Beeinflussung des Dämpfungsver­ haltens des Schalldämpfers, und allgemein von Dämpfungs­ mitteln zur Schalldämmung einer Feuerstätte, sind nicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feuerstätte der eingangs bezeichneten Art anzugeben, die einer geziel­ teren Beeinflussung des Dämpfungsverhaltens ihrer Dämp­ fungsmittel zugänglich ist. Insbesondere soll eine Feuer­ stätte geschaffen werden, bei der eine verstärkte Dämpfung der Frequenzen von etwa 60 Hz bis etwa 250 Hz möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschla­ gen, daß zur Dämpfung mindestens eine der nachfolgenden Maßnahmen a) bis c) vorgesehen ist:

• a) angrenzend an den Abgaskanal ist mindestens eine den Schallwellen zugängliche Breitband-Dämmaterialpackung vorgesehen, welche
• i) über die Flächenausdehnung der Kanalwandung ver­ teilt unterschiedliche Ausdehnung in zum jeweiligen Kanalwandungsbereich im wesentlichen orthogonaler Richtung besitzt, oder/und
• ii) Packungsbereiche unterschiedlichen Dämpfungsver­ haltens aufweist;
• b) der Abgaskanal weist zwischen dem Ausgang der Feuer­ stätte und dem Eingang eines nachgeschalteten Kamins mindestens eine Knickstelle auf, an welcher der der Knickstelle zuströmende Abgasstrom unter einem von Null verschiedenen Winkel auf die Kanalwandung auf­ trifft;
• c) im Umgebungsbereich des Abgaskanals ist mindestens ein Dämpfhohlraum angeordnet, welcher durch eine Membran­ struktur mit mindestens einer hohlraumnäheren Schlitz­ membran und mindestens einer hohlraumferneren Schlitz­ überdeckungsmembran abgedeckt ist.

Dem Konstrukteur einer Feuerstätte ist damit ein Instrumen­ tarium an Dämpfungsmitteln zur Hand gegeben, das die ge­ zielte Realisierung eines gewünschten Dämpfungsverlaufs gestattet. Die angeführten Maßnahmen können einzeln für sich oder auch in Kombination miteinander vorgesehen sein. Besonders wenn man bedenkt, daß sich die einzelnen Maßnah­ men durchaus in höchst unterschiedlicher Weise auf den Gesamtdämpfungsverlauf der Dämpfungsmittel auswirken kön­ nen, ist es vorstellbar, daß auch eine Anpassung an unter­ schiedlichste Dämpfungsvorgaben erreicht werden kann.

Vorzugsweise ist die Kanalwandung im Bereich der Dämma­ terialpackung perforiert. Der Abgaskanal wird dann zweckmä­ ßigerweise von einem Abgasrohr gebildet sein. Es soll aber nicht ausgeschlossen sein, daß die Dämmaterialpackung selbst zumindest einen Teil der Kanalwandung bildet und in dieser Weise dem Abgasstrom bzw. den Schallwellen zugän­ glich gemacht ist. Eine annähernd richtungsunabhängige Dämpfung kann erzielt werden, wenn die perforierte Kanal­ wandung von einer äußeren Packungsbegrenzungswandung um­ schlossen ist und der Zwischenraum zwischen diesen beiden Wandungen im wesentlichen mit Dämmaterial ausgefüllt ist.

Der Vorschlag, eine Breitband-Dämmaterialpackung mit unter­ schiedlicher Ausdehnung in zur Kanalwandung orthogonaler Richtung vorzusehen, basiert im wesentlichen auf der Er­ kenntnis, daß die Schallwellen einen bestimmten Mindestweg innerhalb des schallabsorbierenden Dämmaterials zurücklegen können müssen, um wirksam gedämpft zu werden. Es hat sich herausgestellt, daß dieser Mindestweg in Richtung orthogo­ nal zur Kanalwandung etwa ein Viertel der Schallwellenlänge beträgt. Über die Ausdehnung der Dämmaterialpackung in zur Kanalwandung orthogonaler Richtung läßt sich das Dämpfungs­ verhalten der Dämmaterialpackung dann gezielt beeinflussen. So kann durch Packungsbereiche relativer großer Ausdehnung die Dämpfung niederfrequenter Schallwellen ermöglicht werden. Eine bevorzugte Dämpfung höherfrequenter Schall­ wellen kann durch Packungsbereiche relativ geringer Aus­ dehnung bewirkt werden. Durch Kombination unterschiedlich stark ausgedehnter Packungsbereiche in einer Dämmaterial­ packung kann ein breitbandiges Dämpfungsverhalten mit gleichmäßiger Abschwächung aller Schallwellenfrequenzen erreicht werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vari­ iert die Schichtstärke des Dämmaterials in Richtung eines Radialstrahls zu der Kanalachse bei Umlauf dieses Radial­ strahls um die Kanalachse. Es stehen dann in einer achs­ normalen Querschnittsebene unterschiedliche lange Wege vom Innenumfang der Dämmaterialpackung bis zu deren Außenumfang zur Verfügung, welche unterschiedlichen Schallwellenfre­ quenzen zugeordnet sind. Durch geeignete Querschnittsge­ staltung der Dämmaterialpackung ist gewünschtenfalls sogar eine unterschiedliche Wichtung einzelner Frequenzbereiche möglich. Ein besonders gleichmäßiger Dämpfungsverlauf kann erreicht werden, wenn die Schichtstärke bei Umlauf des Radialstrahls um die Kanalachse einer im wesentlichen knickfreien Kurve folgt.

Aus Konstruktions- und Platzgründen wird der Außendurch­ messer der Dämmaterialpackung in der Regel nicht beliebig vergrößerbar sein. Um dennoch Packungsbereiche relativ großer Schichtstärke bereitstellen zu können, wird vorge­ schlagen, daß in einem zur Kanalachse orthogonalen Schnitt betrachtet eine Innenumfangsfläche der Dämmaterialpackung außermittig gegenüber einer Außenumfangsfläche der Dämmate­ rialpackung versetzt ist. Bei gleichem Außendurchmesser der Dämmaterialpackung können auf diese Weise Schallwellen tiefer Frequenzen besser gedämpft werden als beim bekannten Schalldämpfer.

Bei der Gestaltung des Querschnitts der Dämmaterialpackung wird eine Lösung bevorzugt, nach der in einem zur Kanal­ achse orthogonalen Schnitt betrachtet eine Innenumfangs­ fläche der Dämmaterialpackung im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzt und eine Außenumfangsfläche der Dämma­ terialpackung entweder ebenfalls im wesentlichen kreisför­ migen Querschnitt besitzt, jedoch gegenüber der Innenum­ fangsfläche exzentrisch versetzt ist, oder eine von der Kreisform verschiedene Querschnittsform besitzt. Als beson­ ders günstig sowohl in konstruktiver Hinsicht als auch hinsichtlich der Dämpfwirkung haben sich ovale oder ellip­ tische Querschnitte der Außenumfangsfläche herausgestellt. Wenn beispielsweise ein die Innenumfangsfläche der Dämma­ terialpackung bildendes kreisförmiges Abgasrohr exzentrisch versetzt gegenüber einem die Außenumfangsfläche der Dämma­ terialpackung bildenden elliptischen Außenrohr angeordnet ist, und zwar insbesondere versetzt entlang der längeren Ellipsenhalbachse, so erhält man bei insgesamt schmaler Bauweise des Dämpfers neben Packungsbereichen kleinerer Schichtstärken auch Packungsbereiche sehr großer Schicht­ stärken, so daß eine gleichmäßige Dämpfung aller relevanten Schallwellenfrequenzen möglich ist.

Die Schichtstärke des Dämmaterials der Dämmaterialpackung kann auch in Richtung eines Radialstrahls zu der Kanalachse bei Fortschreiten dieses Radialstrahls entlang der Kanal­ achse variieren. Diese Maßnahme kann alternativ zu der vorstehend erläuterten Schichtstärkenvariation in Umfangs­ richtung des Abgaskanals oder in Kombination mit dieser vorgesehen sein. Vorstellbar ist beispielsweise ein konzen­ trisch an einem Abgasrohr mit Kreisquerschnitt gehaltenes, sich konisch erweiterndes Außenrohr.

Unter Umständen können räumliche Gegebenheiten der Feuer­ stätte, der Abgasstrecke oder eines nachgeschalteten Kamins der Wahlfreiheit bei der Querschnittsgestaltung der Dämma­ terialpackung Beschränkungen auferlegen. Eine derartige Situation kann vorliegen, wenn der Abgaskanal außermittig an einer ausgangsseitigen Wand der Feuerstätte angeordnet ist. Für diesen Fall wird vorgeschlagen, daß der Quer­ schnitt der Dämmaterialpackung in einer zu dieser Wand parallelen Querschnittsebene dem Platzangebot innerhalb eines virtuellen, zu dieser Wand orthogonal verlaufenden Raums angepaßt ist. Wenn man berücksichtigt, daß sich üblicherweise der Abgasaustritt aus dem Brennerraum der Feuerstätte in einem oberen Teilbereich der ausgangseitigen Wand der Feuerstätte befindet, wird man zweckmäßigerweise eine Lösung wählen, bei der der Querschnitt der Dämmateri­ alpackung sackartig nach unten ausgedehnt ist. Durch diese Anpassung des Querschnitts der Dämmaterialpackung an die Kontur der ausgangsseitigen Wand der Feuerstätte läßt sich der vorhandene Raum optimal ausnutzen, ohne zusätzlichen, über die Kontur der Wand hinausgehenden Platz zu beanspru­ chen.

Die Breitband-Dämmaterialpackung kann Packungsbereiche unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens aufweisen. Dabei ist insbesondere an unterschiedliche Frequenzabhängigkeiten des Dämpfungsverlaufs der jeweiligen Packungsbereiche gedacht. Vorstellbar ist beispielsweise, daß einzelne Packungsbe­ reiche jeweils nur zur Dämpfung eines relativ schmalen Fre­ quenzbands ausgelegt sind, die zusammengenommen den gesam­ ten zu bedämpfenden Frequenzbereich ergeben.

Eine Einflußnahme auf das Dämpfungsverhalten der Packungs­ bereiche ist über die Struktur oder/und die Eigenschaften des jeweils verwendeten Dämmaterials möglich. Bevorzugt ist daran gedacht, daß Packungsbereiche unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens unterschiedlichen Schall-Wellenwider­ stand aufweisen. Zum Begriff des Schall-Wellenwiderstands seien folgende Anmerkungen gemacht: Der Schall-Wellenwider­ stand stellt eine vom Ausbreitungsmedium der Schallwellen abhängige Größe dar. Formelmäßig kann er durch die Glei­ chung

Z = ρc

ausgedrückt werden, wobei Z den Schall-Wellenwiderstand, ρ die Dichte des Ausbreitungsmediums und c die Schallge­ schwindigkeit in dem Ausbreitungsmedium bezeichnen. Der Schall-Wellenwiderstand gibt die für die Ausbreitung der Schallwellen maßgebliche "Härte" des Ausbreitungsmediums an. Für eine wirksame Dämpfung der Schallwellen bedarf es nun aber, wie bereits angesprochen, einer Mindesteindring­ tiefe in das Dämmaterial. Diese ist umso größer, je tiefer die Schallwellenfrequenz ist. Um somit niederfrequenten Schallwellen ein ausreichend tiefes Eindringen in das Dämmaterial überhaupt erst zu ermöglichen, bedarf es eines relativ kleinen Schall-Wellenwiderstandes. Bei höherfre­ quenten Schallwellen kann der Schall-Wellenwiderstand größer sein, da die erforderliche Eindringtiefe geringer ist. Zwar besteht in letzterem Fall keine Notwendigkeit eines großen Schall-Wellenwiderstands, jedoch ist zu be­ rücksichtigen, daß es bei der Schalldämpfung letztendlich auf die Absorption der Schallwellen durch das Dämmaterial ankommt. Ein schallhartes Material (ein Material mit großem Schall-Wellenwiderstand) bringt nämlich häufig auch eine gute Absorptionsfähigkeit mit sich. Man wird deshalb in der Regel einen Kompromiß zwischen einem ausreichend kleinen Schall-Wellenwiderstand, der ein leichtes Eindringen be­ wirkt, und einer genügend starken Absorption wählen.

Einzelne Packungsbereiche können sich auch durch unter­ schiedlich dichte Kompaktierung des jeweiligen Dämmaterials oder/und durch unterschiedlichen Werkstoff des jeweiligen Dämmaterials voneinander unterscheiden. Die Kompaktierungs­ dichte des Dämmaterials wird in der Fachwelt häufig auch als "Stopfdichte" oder "Rohdichte" bezeichnet. Es besteht die Möglichkeit, über die Wahl der Kompaktierungsdichte oder des Werkstoffs unmittelbar den Schall-Wellenwiderstand zu beeinflussen. Stärker kompaktierte Materialien weisen nämlich in der Regel einen größeren Schall-Wellenwiderstand auf, weniger stark kompaktierte Materialien hingegen einen kleineren. Es ist jedoch auch denkbar, unabhängig von einer gezielten Einflußnahme auf den Schall-Wellenwiderstand verschiedenartige Werkstoffe oder unterschiedlich stark kompaktierte Materialien einzusetzen, beispielsweise unter Berücksichtigung des Strömungswiderstands oder der Absorp­ tionsfähigkeit bei verschiedenen Frequenzen.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die beiden Komplexe i) und ii) der Maßnahme a) in Kombination miteinander zu verwenden. Dementsprechend wird vorgeschla­ gen, daß Packungsbereiche unterschiedlichen Dämpfungsver­ haltens Packungsbereichen unterschiedlicher Ausdehnung in zur Kanalwandung orthogonaler Richtung entsprechen. Dämma­ terialien, die eine Dämpfung speziell der niederfrequenten Schallwellen bewirken, können dann in den Bereichen größe­ rer Ausdehnung angeordnet werden, während zur Dämpfung speziell höherfrequenter Schallwellen ausgelegte Dämmate­ rialien in den Bereichen geringerer Ausdehnung angeordnet werden. Unter Zuhilfenahme der Größe "Schall-Wellenwider­ stand" ist insbesondere vorgesehen, daß Packungsbereiche größerer Ausdehnung in zur Kanalwandung orthogonaler Rich­ tung einen niedrigeren Schall-Wellenwiderstand aufweisen und Packungsbereiche geringerer Ausdehnung einen höheren Schall-Wellenwiderstand aufweisen. Dies kann beispielsweise dann gegeben sein, wenn die Packungsbereiche geringerer Ausdehnung stärker kompaktiertes Material und die Packungs­ bereiche größerer Ausdehnung weniger stark kompaktiertes Material enthalten.

Nachzutragen ist noch, daß Packungsbereiche unterschiedli­ chen Dämpfungsverhaltens sowohl entlang des Abgaskanals, als auch - in einem achsnormalen Querschnitt betrachtet - in Umlaufrichtung um den Abgaskanal vorgesehen sein können.

Als Dämmaterialien für die Dämmaterialpackung kommen mine­ ralische Faserwerkstoffe, z. B. Steinwolle, oder körniges Material in Frage. Aufgeblähte Glaskörner oder -kugeln haben sich als besonders günstig herausgestellt. Durch gezielte Wahl der Korngröße kann nämlich sehr leicht Ein­ fluß auf die Kompaktierungsdichte oder/und den Schall-Wel­ lenwiderstand des Dämmaterials und damit auf das Dämp­ fungsverhalten genommen werden. So ist bei einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß Packungs­ bereiche größerer Ausdehnung in zur Kanalwandung orthogonaler Richtung körniges Dämmaterial größerer Korn­ größe und Packungsbereiche geringerer Ausdehnung körniges Dämmaterial geringerer Korngröße enthalten. Die Verwendung körnigen Materials als Dämmaterial soll im übrigen auch selbständigen Schutz genießen. Als Dämmaterial sind jedoch auch andere Werkstoffe vorstellbar, beispielsweise poröse Schaumstoffe.

Während eine Vermischung der Dämmaterialien benachbarter Packungsbereiche bei den häufig zu Platten gepreßten Faser­ werkstoffen eigentlich nicht möglich ist, kann sie bei körnigen Materialien nicht ausgeschlossen werden. Zur Verhinderung einer solchen Vermischung wird deshalb vor­ geschlagen, daß benachbarte Packungsbereiche unter­ schiedlichen Dämpfungsverhaltens durch mindestens ein insbesondere flexibles Trennorgan voneinander getrennt sind. Zweckmäßigerweise wird das Trennorgan als perforierte Trennmembran oder als Trenngitter ausgebildet sein.

Die dämmende Wirkung von Abknickungen des Abgaskanals war bisher nicht bekannt. Es hat sich herausgestellt, daß das Aufprallen des Abgasstroms auf die Kanalwandung zu einer Abschwächung der Schallwellen führen kann. Man vermutet, daß destruktive Interferenzen hinlaufender und reflektier­ ter Schallwellen dabei eine Rolle spielen. Die bewußte Anbringung einer Knickstelle im Abgaskanal stellt daher eine wirksame Maßnahme zur Schwingungsdämpfung dar. Sie kann in beliebiger Weise mit anderen, an sich bekannten Dämmaßnahmen oder auch mit den vorstehend beschriebenen Dämmaßnahmen kombiniert werden. Vorzugsweise weist der Abgaskanal mindestens zwei aufeinanderfolgende Knickstellen auf. Einerseits kann so die Dämmwirkung verstärkt werden, andererseits durch unterschiedliche Gestaltung der Knick­ stellen Einfluß auf die Frequenzabhängigkeit des Dämpfungs­ verlaufs genommen werden. Als hinsichtlich der Dämmwirkung besonders günstig hat sich ein durch mindestens zwei Knick­ stellen gebildeter, annähernd Z-förmiger oder gekröpfter Teilverlauf des Abgaskanals herausgestellt.

Der Winkel, unter dem der Abgasstrom an einer Knickstelle auf die Kanalwandung auftrifft, kann fest sein, was die Fertigung der Abgasrohre vereinfacht. Der Winkel kann beispielsweise 90° sein. Denkbar ist aber auch, daß dieser Winkel veränderbar ist, z. B. in der Weise, daß die beid­ seits an die Knickstelle angrenzenden Kanalabschnitte gelenkig miteinander verbunden sind. Ein Z-förmiger Teil­ verlauf des Abgaskanals kann z. B. durchaus dadurch gebildet sein, daß ein solcher um 90° abgewinkelter Kanalabschnitt mit einem in seinem Knickwinkel frei einstellbaren Kanal­ abschnitt kombiniert ist. Desweiteren wird vorgeschlagen, daß bei Vorhandensein mehrerer Knickstellen die zwischen jeweils zwei Knickstellen liegenden Kanalabschnitte zumin­ dest teilweise unterschiedliche Länge besitzen. Durch geeignete Längenwahl läßt sich das Gesamtdämpfungsverhalten relativ breitbandig machen und optimieren. Insbesondere können die einzelnen Längen in Abhängigkeit von der Wellen­ länge der bevorzugt zu dämpfenden Schallwellen bemessen sein.

Wie bereits erwähnt, ist eine Ergänzung der Knickstellenlö­ sung durch andere Dämmaßnahmen möglich. So kann an minde­ stens einer Knickstelle angrenzend an den Abgaskanal ein den Schallwellen zugänglicher Dämmaterialkörper angeordnet sein. Bevorzugt wird der Dämmaterialkörper dann zumindest im Bereich desjenigen Kanalwandungsabschnitts vorgesehen sein, auf den der der Knickstelle zuströmende Abgasstrom auftrifft. Auch hier kann die Kanalwandung im Bereich des Dämmaterialkörpers perforiert sein. Alternativ kann der Dämmaterialkörper selbst einen Teil der Kanalwandung bil­ den. Indem verschiedenen Knickstellen zugeordnete Dämma­ terialkörper unterschiedliches Dämpfungsverhalten aufwei­ sen, können einzelne Frequenzbänder besonders gewichtet werden und ein gewünschtes Gesamtdämpfungsverhalten einge­ stellt werden. Das Dämpfungsverhalten kann durch Wahl eines Dämmaterials geeigneter Struktur oder/und Eigenschaften beeinflußt werden, wobei hier wiederum der Schwerpunkt auf der Wahl eines geeigneten Schall-Wellenwiderstands oder/und einer geeigneten Kompaktierungsdichte oder/und eines ge­ eigneten Werkstoffs liegt. Der Dämmaterialkörper kann auch als Breitband-Dämmaterialpackung ausgeführt sein, entspre­ chend der Breitband-Dämmaterialpackung der vorstehend beschriebenen Art.

Ein Dämpfhohlraum ermöglicht die Bedämpfung eines relativ schmalen Frequenzbands, insbesondere einzelner tiefer Frequenzen. Durch eine Mehrzahl von Dämpfhohlräumen kann dann ein ausreichend großer Frequenzbereich gleichmäßig abgedeckt werden. Es sollen jedoch Dämpfhohlräume mit ver­ gleichsweise breitbandigem Dämpfungsverhalten keineswegs ausgeschlossen sein. Konstruktiv einfach kann der Dämpf­ hohlraum von einem einseitig offenen Dämpferkasten gebildet sein, dessen offene Seite von der Membranstruktur abgedeckt ist. Der Dämpfhohlraum kann akustisch direkt an den Ab­ gaskanal angekoppelt sein, indem die Membranstruktur selbst einen Teil der Kanalwandung bildet. Bevorzugt wird aber eine Anordnung im Abstand vom Abgaskanal. Hierzu kann der Dämpfhohlraum separat aufgestellt oder über die Membran­ struktur akustisch an eine Dämmaterialpackung angekoppelt sein. Die Membranstruktur kann dabei eine äußere Packungs­ begrenzungswandung der Dämmaterialpackung bilden. Ebenso ist es möglich, daß der Dämpfhohlraum lediglich an der Dämmaterialpackung gehalten ist.

Vorzugsweise ist zumindest die Schlitzmembran insbesondere ringsum an dem Dämpferkasten befestigt, beispielsweise am Rand des Dämpferkastens angeklebt. Die Schlitzüberdeckungs­ membran liegt zweckmäßigerweise auf der Schlitzmembran auf und überdeckt nicht nur deren Schlitzung, sondern die ge­ samte Schlitzmembran. Eine besonders gute Dämpfungswirkung läßt sich erreichen, wenn die Schlitzüberdeckungsmembran ungespannt oder schlaff auf der Schlitzmembran aufliegt.

Das Dämpfungsverhalten des Dämpfhohlraums bei verschiedenen Frequenzen kann über dessen Volumen oder/und die Gestaltung der Membranstruktur beeinflußt werden. Dementsprechend werden sich bei Vorsehung mehrerer Dämpfhohlräume einzelne Dämpfhohlräume durch unterschiedliches Volumen oder/und unterschiedliche Gestaltung der Membranstruktur voneinander unterscheiden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Dämpfungseinrichtung zur Schalldämmung einer Feuerstätte mit mindestens einem durch eine Kanalwandung begrenzten, längs einer Kanalachse ver­ laufenden Abgaskanal, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß zur Dämpfung im Abgaskanal auftretender schallwellen mindestens eine der vorstehend beschriebenen Dämmaßnahmen vorgesehen ist.

Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Feuerstätte, wobei die Dämpfungs­ mittel eine Breitband-Dämmaterialpackung umfas­ sen,

Fig. 2a-2d verschiedene Querschnitte der Breitband-Dämmate­ rialpackung der Fig. 1,

Fig. 3 schematisch eine zweite Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Feuerstätte, bei der der Abgaska­ nal einen Z-förmigen Teilverlauf besitzt und Dämmaterialkörper an den Knickstellen des Abgas­ kanals angeordnet sind,

Fig. 4 schematisch eine dritte Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Feuerstätte, bei der die Dämp­ fungsmittel neben- einem Z-förmigen Teilverlauf des Abgaskanals eine sich bodenwärts sackartig ausgedehnte Breitband-Dämmaterialpackung umfas­ sen,

Fig. 5 schematisch eine vierte Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Feuerstätte, bei der der Abgaska­ nal zur Schwingungsdämpfung mehrere Knickstellen umfaßt, von denen ein Teil winkelmäßig verstell­ bar ist,

Fig. 6 eine Ausführungsform einer Breitband-Dämmaterial­ packung, deren Querschnitt sich bei Fortschreiten entlang des Abgaskanals verändert,

Fig. 7 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines von einer Membranstruktur abgedeckten Dämpfhohlraums und

Fig. 8 und 9 qualitativ die Frequenzabhängigkeit des Dämp­ fungsverhaltens eines bekannten Schwingungsdämp­ fers.

In Fig. 1 ist eine Feuerstätte allgemein mit 1 bezeichnet. Diese Feuerstätte 1 wird mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen betrieben, beispielsweise mit Öl oder Erdgas. Hierzu ist sie mit einem Gebläsebrenner 3 ausgestattet, der den Brennstoff in einen Brennerraum 5 einbläst, wo er verbrannt wird. Der Gebläsebrenner 3 kann beispielsweise so aufgebaut sein, daß dem von einem Gebläse 7 erzeugten Luftstrom der Brennstoff in einstellbarer Menge beigemischt wird. Letzteres kann mittels eines Regelventils 13 erfol­ gen, das eine Brennstoffquelle 9 mit einer in den Brenner­ raum 5 führenden Zufuhrleitung 11 verbindet. Die bei der Verbrennung im Brennerraum 5 entstehenden Abgase werden über einen Abgaskanal 15 zu einem nachgeschalteten Kamin 17 abgeleitet.

An eine ausgangsseitige Wand 19 der Feuerstätte 1 ist ein Abgasrohr 21 angeschlossen, das mit seiner Rohrinnenwand 23 (der Kanalwandung) den Abgaskanal 15 begrenzt und mit seiner Rohrachse 25 (der Kanalachse) den Verlauf des Ab­ gaskanals 15 festlegt. Ausgangsseitig mündet das Abgasrohr 21 unmittelbar in den Kamin 17.

Bei der Verbrennung können im Brennerraum 5 störende Ver­ brennungsgeräusche entstehen. Die dabei auftretenden Schallwellen können sich - mitgeführt im Abgasstrom - über den Abgaskanal 15 bis zum Kamin 17 ausbreiten. Der Fre­ quenzbereich dieser Schallwellen liegt zumeist in einem Bereich von etwa 60 Hz bis etwa 8000 Hz. Obwohl dabei die höherfrequenten Schallwellen in deutlich höherer Intensität angeregt werden, können auch die schallwellen in dem tiefen Frequenzbereich von etwa 60 Hz bis etwa 250 Hz Probleme bereiten. Zum einen können sie nämlich durch Resonanzer­ scheinungen im Brenneraum 5, im Abgaskanal 15 und im Kamin 17 verstärkt werden und zum anderen aufgrund ihrer großen Wellenlänge am oberen Rand 27 des Kamins 17 gebeugt werden. Beide Effekte führen mitunter zu einer verstärkten Wahr­ nehmung der Geräusche durch Personen, die sich in dem Gebäude oder in dessen Nachbarschaftsbereich aufhalten, in das die Feuerstätte 1 - beispielsweise als Heizanlage - ein­ gebaut ist.

Zur Dämpfung nicht nur der Schallwellen mittlerer und höherer Frequenzen, sondern besonders auch der Schallwellen tiefer Frequenzen ist das abgasführende Rohr 21 auf einem Teil seiner Länge von einer Breitband-Dämmaterialpackung 29 umschlossen. Die Breitband-Dämmaterialpackung 29 ist nach außen hin durch eine äußere Packungsbegrenzungswandung 31 begrenzt, welche von einem mit seinen Enden an dem Abgas­ rohr 21 gehaltenen Außenrohr 33 gebildet ist. Eine innere Packungsbegrenzungswandung 35 bildet das Abgasrohr 21 mit seiner Außenumfangsfläche. Der Zwischenraum zwischen diesen beiden Packungsbegrenzungswandungen 31 und 35 ist im we­ sentlichen vollständig mit Dämmaterial ausgefüllt. Um das Dämmaterial den Schallwellen zugänglich zu machen, ist das Abgasrohr 21 im Bereich der Dämmaterialpackung 29 ringsum perforiert. Es ist jedoch auch denkbar, daß das Abgasrohr 21 nicht durch die Dämmaterialpackung 29 hindurchgeht, sondern letztere selbst einen Teil der Kanalwandung 23 bildet. In diesem Fall könnte beidseits an die Dämmaterial­ packung 29 jeweils ein Abgasrohrstück anschließen.

Verschiedene Möglichkeiten der Querschnittsgestaltung der Breitband-Dämmaterialpackung sind in den Fig. 2a bis 2d dargestellt. Diese entsprechen jeweils einem Schnitt ent­ lang der Linie II-II der Fig. 1. Es sind in diesen Figuren, wie im übrigen auch in den nachfolgenden Figuren, analoge oder gleichwirkende Komponenten mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen, jedoch ergänzt um einen Kleinbuch­ staben. Auf die Beschreibung solcher gleicher Komponenten wird unter Verweis auf die vorangehende Beschreibung der Fig. 1 verzichtet. Stattdessen werden in den folgenden Figuren nur Unterschiede zur Ausführungsform der Fig. 1, Weiterbildungen oder Details beschrieben.

Um mittels der schallabsorbierenden Dämmaterialpackung 29 der Fig. 1 eine besonders bei tiefen Frequenzen verstärkte Dämmwirkung zu erhalten, wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß für eine hinreichende Schalldämpfung eine gewisse Eindringtiefe der Schallwellen in das Dämmaterial in zur Kanalwandung 23 orthogonaler Richtung gegeben sein muß. Diese Eindringtiefe sollte mehr als ein Viertel der Schall­ wellenlänge betragen. Daraus folgt, daß zu einer guten Dämpfung von Schallwellen tiefer Frequenzen eine ver­ gleichsweise große Eindringtiefe erforderlich ist, während bei Schallwellen höherer Frequenzen eine geringere Ein­ dringtiefe genügt. Diese Erkenntnis ist bei der Breitband-Dämmaterial­ packung 29 erfindungsgemäßen Feuerstätte 1 da­ durch umgesetzt, daß sie in verschiedenen Bereichen unter­ schiedliche Schichtstärke besitzt.

Die Fig. 2a bis 2d zeigen Beispiele, bei denen die Schicht­ stärke der Dämmaterialpackung in einem achsnormalen Quer­ schnitt bei Umlauf um die Kanalachse 25 variiert. In Fig. 2a besitzen sowohl das abgasführende Rohr 21a, als auch das Außenrohr 33a Kreisquerschnitt, jedoch ist das Außenrohr 33a exzentrisch zum Abgasrohr 21a angeordnet. Die gleiche Situation ist in Fig. 2b dargestellt, wobei jedoch eine stärkere Exzentrizität vorliegt. Auf diese Weise kann bei im wesentlichen gleichem Außenrohrdurchmesser eine maximale Schichtstärke S des Dämmaterials zwischen der inneren Packungsbegrenzungswandung 35a bzw. 35b und der äußeren Packungsbegrenzungswandung 31a bzw. 31b erhalten werden, die erheblich größer ist, als die ringsum gleiche Schicht­ stärke des bekannten Schwingungsdämpfers, bei dem das Außenrohr konzentrisch zum Abgasrohr angeordnet ist. Ein besseres Dämpfungsverhalten bei tiefen Frequenzen ist so möglich. Insbesondere kann über den Grad der Exzentrizität gezielt das Dämpfungsverhalten beeinflußt werden.

Die Fig. 2c und 2d zeigen weitere Varianten, bei denen das Außenrohr 33c bzw. 33d elliptischen Querschnitts ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die dargestellten Quer­ schnittsgestaltungen lediglich beispielhaft sind und der Verdeutlichung des Erfindungsprinzips dienen. Grundsätzlich sind beliebige Querschnittsformen sowohl des Abgasrohrs, als auch des Außenrohrs vorstellbar.

Die Darstellungen der Fig. 2c und 2d weisen die zusätzliche Besonderheit auf, daß dort die Dämmaterialpackung 29c bzw. 29d jeweils Packungsbereiche unterschiedlichen Dämpfungs­ verhaltens aufweist. Letztere sind in Fig. 2c mit 39c und 41c (jeweils doppelt vorhanden) und in Fig. 2d mit 43d, 45d (doppelt vorhanden) und 47d bezeichnet. Diese Maßnahme kann dazu beitragen, eine über den gesamten interessierenden Frequenzbereich hinweg gleichmäßige und insbesondere bei tiefen Frequenzen verstärkte Dämpfung zu erzielen. Zweckmä­ ßigerweise wird man dabei die einzelnen Packungsbereiche in ihrem Dämpfungsverhalten so auslegen, daß Bereiche großer Schichtstärke überwiegend auf tiefe Schallwellenfrequenzen abgestimmt sind, während in Packungsbereichen geringerer Schichtstärke eine bevorzugte Dämpfung von Schallwellen höherer Frequenzen erfolgt. Auf diese Weise können die beiden soweit erläuterten Konzepte zu einer verbesserten Dämpfung, nämlich Variation der Schichtstärke und Variation des Dämpfungsverhaltens, optimal kombiniert werden.

In einzelnen Packungsbereichen können beispielsweise unter­ schiedliche Dämmwerkstoffe verwendet werden. Genauso ist es möglich, zwar jeweils den gleichen Dämmwerkstoff zu ver­ wenden, jedoch in unterschiedlicher Kompaktierungsdichte. Bevorzugt enthalten Bereiche größere Schichtstärke der Dämmaterialpackung weniger stark kompaktiertes Dämmaterial und Bereiche geringerer Schichtstärke stärker kompaktiertes Dämmaterial. Dies hängt zum einen mit dem über die Kom­ paktierungsdichte beeinflußbaren Schall-Wellenwiderstand des Dämmaterials zusammen, zum anderen mit dem Schall­ absorptionsgrad und damit der Dämpfungsgüte. Mit einem nicht sehr dicht kompaktierten Material kann nämlich ein relativ kleiner Schall-Wellenwiderstand realisiert werden, der es Schallwellen tiefer Frequenzen überhaupt erst er­ möglicht, ausreichend tief in das Dämmaterial einzudringen. Hingegen kann ein sehr dicht kompaktiertes Material eine stärkere Dämpfung bewirken, wobei der mögliche Nebeneffekt eines relativ großen Schall-Wellenwiderstands in der Regel nicht relevant sein wird, da für Schallwellen höherer Fre­ quenzen ohnehin nur eine vergleichsweise geringe Eindring­ tiefe erforderlich ist.

Als Dämmaterialien kommen bevorzugt Faserwerkstoffe, ins­ besondere mineralische Faserwerkstoffe, oder körnige Mate­ rialien in Frage. Letztere haben sich als sehr praktikabel erwiesen, da ein gewünschter Schall-Wellenwiderstand oder eine gewünschte Kompaktierungsdichte leicht durch geeignete Wahl der Korngröße erhältlich ist. Glaskugeln, insbesondere aufgeblähte oder aufgeschäumte Glaskugeln, haben zu sehr guten Ergebnissen geführt, wobei es nicht streng auf die Kugelform ankommt. Vorstellbar sind aber auch Kugeln aus anderen schallabsorbierenden Materialien, beispielsweise aus Schaumstoff.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind als weitere Dämp­ fungsmaßnahme Knickstellen 49e und 51e im Abgaskanal 15e vorgesehen. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß auch durch derartige Knickstellen eine Dämpfungswirkung erziel­ bar ist. Die Knickstelle muß nicht, wie in Fig. 3 darge­ stellt, zu einer Umlenkung des Abgaskanals 15e um etwa 90° führen, sondern kann einen beliebigen Winkel bilden. Der einer solchen Knickstelle zufließende Abgasstrom trifft dort auf ein Stück der Kanalwandung auf, was Verwirbelungen und Turbulenzen hervorrufen kann. Es wird vermutet, daß im Zuge solcher Turbulenzen auftretende Interferenzerscheinun­ gen zu dem beobachtbaren Dämpfungseffekt führen. Eine Mehrzahl von Knickstellen im Verlauf der Abgasstrecke kann den Effekt verstärken. Günstig ist die in Fig. 3 darge­ stellte Konfiguration, bei der zwei aufeinanderfolgende Knickstellen einen Z-förmigen Verlauf des Abgaskanals 15e definieren. Eine weitere Verbesserung der Dämpfwirkung ist durch einen Dämmaterialkörper 53e möglich, wenn dieser so an der Knickstelle 49e angeordnet wird, daß er zum einen den Schallwellen zugänglich ist und zum anderen von dem der Knickstelle 49e zuströmenden Abgasstrom vorzugsweise gerad­ linig beaufschlagt wird. Der Dämmaterialkörper 53e ist bei einer besonders vorteilhaften Konstruktion in einen mit dem Abgasrohr 21e fest, insbesondere einstückig verbundenen Rohrstutzen 55e pfropfenartig eingesetzt. Der von dem Abgasstrom beaufschlagte Kanalwandungsabschnitt 57e ist bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform von einem perforierten Teilstück des Abgasrohrs 21e gebildet. Ins­ besondere dann, wenn der Dämmaterialkörper 53e als im wesentlichen strukturstabiler Fasermaterialpfropfen ausge­ bildet ist, kann der Kanalwandungsabschnitt 57e auch un­ mittelbar von diesem Pfropfen selbst oder ggf. einer an dem Pfropfen angeordneten Schutzschicht gebildet sein.

Ein weiterer, an der Knickstelle 51e angeordneter Dämmate­ rialkörper 59e, ist gleichfalls in einem Rohrstutzen 61e aufgenommen, weist vorzugsweise jedoch gegenüber dem Dämma­ terialkörper 53e unterschiedliches Dämpfungsverhalten auf. Indem im Verlauf der Abgasstrecke mehrere, jeweils für unterschiedliche Frequenzbereiche ausgelegte Dämmaterial­ körper 53e, 59e vorgesehen werden, kann in konstruktiv einfacher Weise eine breitbandige Schalldämmung erzielt werden. In Fig. 3 wird diese Breitbandigkeit der Dämpfung durch Verwendung körnigen Materials unterschiedlicher Korngröße in den einzelnen Dämmaterialkörpern 53e, 59e erreicht.

Fig. 4 zeigt beispielhaft, wie bei einer Feuerstätte 1f Knickstellen 49f, 51f mit einer Breitband-Dämmaterialpackung 29f kombiniert werden können. Die Figur zeigt, daß es durchaus möglich ist, die Dämmaterialpackung 29f im Bereich eines durch die Knickstellen 49f, 51f gebildeten Z-förmigen Teilverlaufs des Abgaskanals 15f anzuordnen. Desweiteren läßt die Ausführungsform nach Fig. 4 die Idee erkennen, die Dämmaterialpackung 29f in ihrem Querschnitt der ausgangs­ seitigen Wand 19f der Feuerstätte 1f anzupassen, d. h. das durch diese ausgangsseitige Wand 19f vorgegebene Platz­ angebot in dem an die Wand 19f angrenzenden Raum optimal auszunutzen. Konkret heißt dies, daß die Dämmaterialpackung 29f eine sackartige Ausdehnung nach unten aufweist, wenn der Abgasaustritt aus dem Brennerraum 5f, wie in der Praxis üblich, in einem oberen Teilbereich der Wand 19f liegt. Der unterhalb des Abgasaustritts liegende Höhenbereich der Feuerstätte 1f wird dann für die Unterbringung des Sacks ausgenützt. Dabei ist es durchaus denkbar, daß die Dämmate­ rialpackung 29f in Anpassung an die Kontur der Wand 19f zumindest in ihrem Sackbereich im wesentlichen Rechteck­ querschnitt (betrachtet in einer achsnormalen Schnittebene) besitzt.

Desweiteren läßt Fig. 4 die Möglichkeit erkennen, Packungs­ bereiche unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens in Richtung eines Radialstrahls zu der Kanalachse 25f aufeinanderfol­ gend anzuordnen, wobei die dem Abgaskanal näheren Packungs­ bereiche auf höhere Frequenzen und die entfernteren Packungs­ bereiche auf niedrigere Frequenzen abgestimmt sind. Beispielhaft ist dies in Fig. 4 durch zwei Packungsbereiche 65f und 67f dargestellt, die sich in der Größe ihrer je­ weils verwendeten Dämmkugeln unterscheiden.

Schließlich sind in Fig. 4 noch Dämpfhohlräume 69f gestri­ chelt angedeutet, die akustisch an die Dämmaterialpackung 29f angekoppelt an dieser gehalten sind. Die Dämpfhohlräume 69f können auch separat in der Umgebung des Abgaskanals 15f aufgestellt oder unmittelbar an diesem gehalten sein. Sie dienen insbesondere dazu, tiefe Brummgeräusche herauszufil­ tern, und können speziell auf sehr schmale Frequenzbänder und sogar einzelne Frequenzen abgestimmt sein. Eine nähere Erläuterung solcher Dämpfhohlräume erfolgt im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 7.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform bei der der Abgaskanal 15g mehrere Knickstellen aufweist, von denen lediglich die mit 51g bezeichnete einen festen Winkel definiert, während die anderen beiden, mit 71g und 73g bezeichneten Knick­ stellen jeweils einen variablen Winkel bilden. Hierzu ist der Abgaskanal 15g im Bereich der beiden Knickstellen 71g, 73g von drei Rohrstücken 75g, 77g und 79g gebildet, welche mit abgeschrägten Rohrenden aneinander anschließen und um die Kanalachse 25g gegeneinander verdrehbar sind. Durch Verdrehung zweier benachbarter Rohrstücke kann dann der von ihnen eingeschlossene Winkel verändert werden. Zusätzlich sind die drei Rohrstücke 75g, 77g, 79g von einer Dämmateri­ alpackung 81g umschlossen. Beispielhaft ist eine herkömm­ liche Packung aus schallabsorbierendem Material mit überall im wesentlichen gleicher Schichtstärke dargestellt, wie sie an sich bereits bekannt ist. Selbstverständlich kann sie aber auch als Breitband-Dämmaterialpackung entsprechend der Ausführungsform der Fig. 1 ausgebildet sein.

Fig. 6 zeigt skizzenhaft eine einen Abgaskanal 15h um­ schließende Breitband-Dämmaterialpackung 29h, deren Quer­ schnitt sich längs des Abgaskanals 15h ändert. Mit anderen Worten heißt dies, daß die Schichtstärke der Dämmaterial­ packung 29h bei Fortschreiten entlang der Kanalachse 21h variiert, und zwar im Beispiel kontinuierlich zunehmend entsprechend einer konischen äußeren Packungsbegrenzungs­ wandung 31h. Zusätzlich umfaßt die Dämmaterialpackung 29h zwei Packungsbereiche 83h und 85h unterschiedlichen Dämpf­ ungsverhaltens, nämlich einen ersten Packungsbereich 83h geringeren Querschnitts zur bevorzugten Dämpfung von höher­ frequenten Schallwellen sowie einen zweiten Packungsbereich 85 größeren Querschnitts für niederfrequente Schallwellen.

Fig. 7 zeigt schließlich ein Realisierungsbeispiel eines von einer Membranstruktur 87i abgedeckten Dämpfhohlraums 69i. Der Dämpfhohlraum 69i ist von einem oben offenen Dämpferkasten 89i aus Blech oder Kunststoff oder anderem geeigneten Material gebildet. Am oberen Rand des Dämpferka­ stens 89i ist eine hohlraumnähere Schlitzmembran 91i rings­ um befestigt, z. B. angeklebt, welche mindestens einen länglichen Schlitz 93i aufweist. Auf der Schlitzmembran 91i liegt eine hohlraumfernere Schlitzüberdeckungsmembran 95i auf, die zumindest den Schlitz 93i der Schlitzmembran 91i überdeckt, sich vorzugsweise über die gesamte Schlitzmem­ bran 91i erstreckt und im Gegensatz zur Schlitzmembran 9li schlaff oder ungespannt ist. Hierbei kann die Schlitzüber­ deckungsmembran 95i gleichfalls an dem Dämpferkasten 89i festgelegt sein. Als Membranen können z. B. Kunststoffolien verwendet werden.

Die soweit beschriebenen Dämpfungsmittel der erfindungs­ gemäßen Feuerstätte, also Breitband-Dämmaterialpackung, Knickstellen sowie Dämpfhohlraum, können beliebig mitein­ ander und mit anderen bekannten Dämmaßnahmen kombiniert werden. Für einen Konstrukteur ergibt sich so ein hoher Freiheitsgrad zum einen bei der Konstruktion der Feuer­ stätte selbst, da er zur Abgasdämpfung auf verschiedenste Dämpfungsmittel zurückgreifen und eine für die speziell gewählte Konstruktion der Feuerstätte optimale Dämpfungs­ lösung finden kann. Zum anderen bietet sich ihm angesichts der Vielzahl zur Verfügung stehender Dämpfungsmittel die Möglichkeit, spezielle Dämpfungsvorgaben gezielt zu reali­ sieren.

Zu den Fig. 2a bis 2d und 4 ist noch nachzutragen, daß Packungsbereiche unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens durch ein flexibles Trennorgan voneinander getrennt sein können, um eine Vermischung der jeweiligen Dämmaterialien zu verhindern. Dieses Trennorgan kann eine Lochmembran oder ein Gitter sein und ist als optional vorsehbare Komponente in den genannten Figuren mit 97 plus dem entsprechenden Kleinbuchstaben bezeichnet.

Claims (40)

1. Feuerstätte, insbesondere mit flüssigen oder gasförmi­ gen Brennstoffen betriebene Feuerstätte, mit minde­ stens einem durch eine Kanalwandung (23) begrenzten, längs einer Kanalachse (25) verlaufenden Abgaskanal (15), wobei zur Dämpfung von im Abgaskanal (15) auf­ tretenden Schallwellen dem Abgaskanal (15) Dämpfungs­ mittel (29; 49e, 51e, 53e, 59e; 69i) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung mindestens eine der nachfolgenden Maßnahmen a) bis c) vorgesehen ist:

• a) angrenzend an den Abgaskanal (15) ist mindestens eine den Schallwellen zugängliche Breitband-Dämma­ terialpackung (29) vorgesehen, welche
• i) über die Flächenausdehnung der Kanalwandung (23) verteilt unterschiedliche Ausdehnung in zum jeweiligen Kanalwandungsbereich im wesent­ lichen orthogonaler Richtung besitzt, oder/und
• ii) Packungsbereiche (39c, 41c) unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens aufweist;
• b) der Abgaskanal (15e) weist zwischen dem Ausgang der Feuerstätte (1e) und dem Eingang eines nachgeschal­ teten Kamins (17e) mindestens eine Knickstelle (49e, 51e) auf, an welcher der der Knickstelle (49e, 51e) zuströmende Abgasstrom unter einem von Null verschiedenen Winkel auf die Kanalwandung (23e) auftrifft;
• c) im Umgebungsbereich des Abgaskanals ist mindestens ein Dämpfhohlraum (69i) angeordnet, welcher durch eine Membranstruktur (87i) mit mindestens einer hohlraumnäheren Schlitzmembran (91i) und mindestens einer hohlraumferneren Schlitzüberdeckungsmembran (95i) abgedeckt ist.

2. Feuerstätte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwandung (23) im Bereich der Dämmaterial­ packung (29) perforiert ist.

3. Feuerstätte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Kanalwandung (23) von einer äuße­ ren Packungsbegrenzungswandung (31) umschlossen ist und der Zwischenraum zwischen diesen beiden Wandungen (23, 31) im wesentlichen mit Dämmaterial ausgefüllt ist.

4. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtstärke des Dämmaterials in Richtung eines Radialstrahls zu der Kanalachse bei Umlauf dieses Radialstrahls um die Kanalachse variiert [Fig. 2a bis 2d].

5. Feuerstätte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtstärke bei Umlauf des Radialstrahls um die Kanalachse einer im wesentlichen knickfreien Kurve folgt [Fig. 2a bis 2d].

6. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zur Kanalachse orthogona­ len Schnitt betrachtet eine Innenumfangsfläche der Dämmaterialpackung außermittig gegenüber einer Außen­ umfangsfläche der Dämmaterialpackung versetzt ist [Fig. 2a, 2b, 2d].

7. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zur Kanalachse orthogona­ len Schnitt betrachtet eine Innenumfangsfläche der Dämmaterialpackung im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzt und eine Außenumfangsfläche der Dämmaterialpackung entweder ebenfalls im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzt, jedoch gegenüber der Innenumfangsfläche exzentrisch versetzt ist, oder eine von der Kreisform verschiedene Querschnittsform besitzt [Fig. 2a bis 2d].

8. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zur Kanalachse orthogona­ len Schnitt betrachtet eine Außenumfangsfläche der Dämmaterialpackung im wesentlichen ovalen oder ellip­ tischen Querschnitt besitzt [Fig. 2c und 2d].

9. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtstärke des Dämmaterials der Dämmaterialpackung in Richtung eines Radialstrahls zu der Kanalachse bei Fortschreiten dieses Radial­ strahls entlang der Kanalachse variiert [Fig. 6].

10. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei außermittiger Anordnung des Abgaskanals an einer ausgangsseitigen Wand der Feuer­ stätte der Querschnitt der Dämmaterialpackung in einer zu dieser Wand parallelen Querschnittsebene dem Platz­ angebot innerhalb eines virtuellen, zu dieser Wand orthogonal verlaufenden Raums angepaßt ist [Fig. 4].

11. Feuerstätte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des Abgaskanals in einem oberen Teilbereich der ausgangseitigen Wand der Feuerstätte der Querschnitt der Dämmaterialpackung sackartig nach unten ausgedehnt ist [Fig. 4].

12. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich Packungsbereiche (z. B. 65f, 67f) unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens durch unterschiedliche Struktur oder/und Eigenschaften des jeweiligen Dämmaterials voneinander unterscheiden.

13. Feuerstätte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Packungsbereiche (65f, 67f) unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens unterschiedlichen Schall-Wellenwi­ derstand aufweisen.

14. Feuerstätte nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich einzelne Packungsbereiche (65f, 67f) durch unterschiedlich dichte Kompaktierung des jeweiligen Dämmaterials oder/und durch unterschiedli­ chen Werkstoff des jeweiligen Dämmaterials voneinander unterscheiden.

15. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Packungsbereiche unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens Packungsbereichen unterschiedli­ cher Ausdehnung in zur Kanalwandung orthogonaler Rich­ tung entsprechen [Fig. 2c und 2d].

16. Feuerstätte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Packungsbereiche größerer Ausdehnung in zur Kanal­ wandung orthogonaler Richtung einen niedrigeren Schall-Wellenwiderstand aufweisen und Packungsbereiche geringerer Ausdehnung einen höheren Schall-Wellenwi­ derstand aufweisen [Fig. 4).

17. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Packungsbereiche (39c, 41c) unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens durch mindestens ein insbesondere flexibles Trennorgan (97c) voneinander getrennt sind.

18. Feuerstätte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennorgan (97c) als perforierte Trennmembran oder als Trenngitter ausgebildet ist.

19. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmaterial der Dämmaterial­ packung (29) wenigstens teilweise von einem insbeson­ dere mineralischen Faserwerkstoff gebildet ist.

20. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmaterial der Dämmaterial­ packung (29) wenigstens teilweise von körnigem Mate­ rial, insbesondere aufgeblähten Glaskörnern oder -ku­ geln, gebildet ist.

21. Feuerstätte nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß Packungsbereiche größerer Ausdehnung in zur Kanal­ wandung orthogonaler Richtung körniges Dämmaterial größerer Korngröße und Packungsbereiche geringerer Ausdehnung körniges Dämmaterial geringerer Korngröße enthalten [Fig. 4].

22. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskanal (15e) mindestens zwei aufeinanderfolgende Knickstellen (49e, 51e) aufweist.

23. Feuerstätte nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Knickstellen (49e, 51e) einen annähernd Z-förmigen oder gekröpften Teilverlauf des Abgaskanals (15e) definieren.

24. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasstrom an mindestens einer Knickstelle (49e, 51e) unter einem Winkel von annä­ hernd 90° auf die Kanalwandung trifft.

25. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, unter dem der Abgas­ strom an einer Knickstelle (71g, 73g) auf die Kanal­ wandung auftrifft, veränderbar ist und hierzu die beidseits an die Knickstelle (71g, 73g) angrenzenden Kanalabschnitte (75g, 77g, 79g) gelenkig miteinander verbunden sind.

26. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein mehrerer Knick­ stellen die zwischen jeweils zwei Knickstellen liegen­ den Kanalabschnitte zumindest teilweise unterschied­ liche Länge besitzen [Fig. 5].

27. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Knickstelle (49e, 51e) angrenzend an den Abgaskanal (15e) ein den Schallwellen zugänglicher Dämmaterialkörper (53e, 59e) angeordnet ist.

28. Feuerstätte nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämmaterialkörper (53e, 59e) zumindest im Bereich desjenigen Kanalwandungsabschnitts (57e) vorgesehen ist, auf den der der Knickstelle (49e, 51e) zuströmende Abgasstrom auftrifft.

29. Feuerstätte nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kanalwandung (57e) im Bereich des Dämmaterialkörpers (53e) perforiert ist.

30. Feuerstätte nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dämmaterialkörper selbst einen Teil der Kanalwandung bildet.

31. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 27 bis 30, da­ durch gekennzeichnet, daß verschiedenen Knickstellen (49e, 51e) zugeordnete Dämmaterialkörper (53e, 59e) unterschiedliches Dämpfungsverhalten aufweisen.

32. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 27 bis 31, da­ durch gekennzeichnet, daß der Dämmaterialkörper als Breitband-Dämmaterialpackung ausgeführt ist.

33. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfhohlraum (69i) von einem einseitig offenen Dämpferkasten (89i) gebildet ist, dessen offene Seite von der Membranstruktur (87i) abgedeckt ist.

34. Feuerstätte nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Schlitzmembran (91i) an dem Dämp­ ferkasten (89i) insbesondere ringsum befestigt ist.

35. Feuerstätte nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schlitzüberdeckungsmembran (95i) insbesondere im wesentlichen ungespannt auf der Schlitzmembran (91i) aufliegt.

36. Feuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß sich einzelne Dämpfhohlräume (69i) durch unterschiedliches Volumen oder/und unterschied­ liche Gestaltung der Membranstruktur (87i) voneinander unterscheiden.

37. Dämpfungseinrichtung zur Schalldämmung einer Feuer­ stätte (1) mit mindestens einem durch eine Kanalwan­ dung (23) begrenzten, längs einer Kanalachse (25) verlaufenden Abgaskanal (15), dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung im Abgaskanal (15) auftretender Schallwellen mindestens eine der Maßnahmen a) bis c) des Anspruchs 1 und gewünschtenfalls mindestens eine der Maßnahmen der Ansprüche 2 bis 36 vorgesehen ist.

38. Verwendung körnigen Materials als Dämmaterial einer Dämmaterialpackung (29), welche zur Dämpfung von in einem Abgaskanal (15) einer Feuerstätte (1), insbeson­ dere einer Feuerstätte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 36, auftretenden Schallwellen angrenzend an den Abgaskanal (15) den Schallwellen zugänglich angeordnet ist.

39. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Material von aufgeblähten Glaskörnern oder Glaskugeln gebildet ist.

40. Verwendung nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich einzelne Bereiche der Dämmaterial­ packung durch unterschiedliche Korngröße des jeweils verwendeten körnigen Materials voneinander unterschei­ den.