DE19818415C2 - Verbrennungsgeräuschminderer für Kessel-Brennereinheiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsgeräuschminderer zum Aufbau an einen Abgasstutzen von Kessel-Brennereinheiten oder zum Einbau in Abgasverbindungsleitungen zur Reduzierung ins­ besondere der niederfrequenten Verbrennungsgeräusche.

Beim Betrieb der Kessel-Brennereinheiten entstehen vorwiegend niederfrequente Verbrennungsgeräusche, die sich in angrenzen­ den Aufenthaltsräumen oder in der Nachbarschaft störend aus­ wirken können oder über den gesetzlich zulässigen Immissions­ werten liegen. Verbrennungsgeräusche sind kein neues Phäno­ men, sondern bei Überdruck-Kessel-Brennereinheiten schon seit ca. 30-40 Jahren bekannt. Durch die modernen Abgasleitungen aus Stahl, Glas, Kunststoff usw. treten die Verbrennungsge­ räusche in den Vordergrund und können Belästigungen hervorru­ fen.

Aus der US 2,860,722 oder der DE-PS 848 877 sind Schalldämpfer für Verbrennungsmotoren bekannt, die insbesondere zum Dämp­ fung der hochfrequenten Geräusche bei Brennkraftmaschinen ausgebildet sind. Dem gemäß sind die Zwischenwandungen im Schalldämpfer als Metallbleche ausgebildet, die zur Dämpfung hochfrequenter Geräusche ausreichend und für die dort größe­ ren Druckschwankungen geeignet sind. Bei Kessel-Brenner­ einheiten treten zum einen derartige hohe Druckschwankungen nicht auf und zum anderen müssen hier im wesentlichen nieder­ frequente Geräusche gedämpft bzw. reduziert werden, was mit den bekannten Schalldämpfern nicht oder kaum möglich ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen wirksamen, kostengünstigen Verbrennungsgeräuschminderer zu schaffen, der als Nachschaltgerät direkt am Abgasstutzen der Kessel-Brennereinheit oder in der Abgasverbindungsleitung einfach montiert werden kann, und der vor allem zur Dämpfung der dort auftretenden niederfrequenten Geräusche geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Verbrennungs­ geräuschminderer gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Dieser Verbrennungsgeräuschminderer kann in vorteilhafter Weise schnell und einfach in eine vorhandene Abgasleitung ei­ ner Feuerungsanlage eingesetzt werden, um eine wirkungsvolle Geräuschminderung zu erreichen. Dabei erfolgt die Minderung der niederfrequenten Verbrennungsgeräusche durch mehrfache Querschnittssprünge, beispielsweise zwischen Einlaßöffnung und Gehäuse-Innenraum sowie Gehäuse-Innenraum und Auslaßöff­ nung sowie durch die Umlenkung durch die Zwischenwandung, während durch die Umlenkung des Abgasstroms auch hochfrequen­ te Verbrennungsgeräusche gemindert werden. Ein solcher Verbrennungsgeräuschminderer ist nicht nur einfach und kosten­ günstig montierbar, sondern auch einfach und kostengünstig herstellbar. Durch die Anordnung der Einlaß- und Auslaßöff­ nung an sich gegenüberliegenden Stirnwandungen des Gehäuses kann der Innenraum des Gehäuses mit der wenigstens eine ge­ räuschmindernden Zwischenwandung versehen werden. Diese be­ steht in vorteilhafter Weise aus schallabsorbierendem Materi­ al, insbesondere aus Mineralfaser- und/oder Edelstahlnadel­ filzmaterial, wodurch auch hochfrequente Verbrennungsgeräu­ sche reduziert werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im An­ spruch 1 angegebenen Verbrennungsgeräuschminderer möglich.

Die Einlaß- und die Auslaßöffnung sind zweckmäßigerweise ver­ setzt zueinander angeordnet, was zu einer zusätzlichen Schalldämpfung insbesondere im Bereich tiefer Frequenzen führt.

Durch die Anordnung der Einlaßöffnung an einer Randpartie der entsprechenden Stirnwandung kann entstehendes Kondensat unge­ hindert über diese Einlaßöffnung abfließen, so dass eine zu­ sätzliche Entwässerungseinrichtung nicht erforderlich ist. Das Abfließen des Kondensats kann vorzugsweise noch dadurch verbessert werden, dass das Gehäuse eine dieses Abfließen er­ leichternde geneigte Einbaulage oder Bodenwandung aufweist.

Eine besonders günstige konstruktive Lösung besteht darin, dass sich die wenigstens eine Zwischenwandung von einer Sei­ tenwandung aus zur gegenüberliegenden Seitenwandung hin er­ streckt, wobei zwischen dem freien Endbereich der Zwischen­ wandung und dieser gegenüberliegenden Seitenwandung ein Durchlaß für den Abgasstrom frei bleibt. Dieser Durchlaß be­ wirkt einen weiteren Querschnittsprung des Abgasstroms und eine entsprechende zusätzliche Minderung der tieffrequenten Verbrennungsgeräusche. Dieser Effekt kann noch dadurch ver­ vielfacht werden, dass die von mehreren insbesondere paralle­ len Zwischenwandungen jeweils gebildeten Durchlässe abwech­ selnd an den beiden Seitenwandungen angeordnet sind. Neben den dadurch bewirkten Querschnittsprüngen erfährt der Abgas­ strom dadurch zusätzliche extreme Umlenkungen, was zu einer entsprechend wirkungsvollen Geräuschminderung führt. Die Zwi­ schenwandungen liegen dabei an der die Seitenwandungen ver­ bindenden Boden- und Deckenwandung des Gehäuses an, so dass lediglich der Durchlaß an den freien Endbereichen der Zwi­ schenwandungen für den Abgasstrom frei bleibt und die entste­ henden Durchlässe im Hinblick auf wirkungsvolle Quer­ schnittsprünge optimiert werden können.

Als Querschnittsflächenverhältnis zwischen Einlaßöffnung und Gehäuse eignet sich der Bereich zwischen 5 und 20, vorzugs­ weise zwischen 7 und 10, um die zur Geräuschminderung günsti­ ge Wirkung einer Expansionskammer zu erzielen.

Im Gehäuse ist zweckmäßigerweise eine mit einem Deckel verschließbare Revisionsöffnung vorgesehen, um einen Zu­ gang zum Innenraum des Gehäuses zu ermöglichen, beispiels­ weise für Reinigungszwecke oder zum Austausch der Zwischenwandungen. Dabei ist vorzugsweise eine Wandung, insbesondere die Deckenwandung, oder ein Wandbereich durch den abnehmbaren Deckel gebildet.

Das Gehäuse weist insbesondere eine quaderförmige Gestalt auf und ist zweckmäßigerweise im wesentlichen wasser- und gasdicht ausgebildet, damit kein Abgas oder Kondensat nach außen entweichen kann. Das Gehäuse besteht dabei aus Stahl oder in einer komfortableren oder haltbareren Ausführung aus Edelstahl.

Eine Meßmuffe für die Abgasmessung am Gehäuse oder im Bereich der Einlaß- oder Auslaßöffnung, insbesondere an den Anschlußrohrstücken, erleichtert beispielsweise dem Schornsteinfeger die erforderliche Abgasmessung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ver­ brennungsgeräuschminderers mit abgenommenem Deckel als Aussführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 2 eine Seitenansicht dieses Verbrennungsgeräusch­ minderers.

Der in den Fig. 1 und 2 als Ausführungsbeispiel darge­ stellte Verbrennungsgeräuschminderer besitzt ein quaderförmiges Gehäuse 10 aus Stahlblech oder Edelstahl­ blech. An den beiden sich gegenüberliegenden Stirn­ wandungen 11, 12 dieses Gehäuses 10 ist je ein Anschluß­ rohrstück 13, 14 angeordnet, wobei das Anschlußrohrstück 13 an einer Einlaßöffnung 15 und das Anschlußrohrstück 14 an einer Auslaßöffnung 16 angeordnet ist. Diese Anschluß­ rohrstücke 13, 14 dienen zum Einsetzen des Verbrennungs­ geräuschminderers in eine Abgasleitung einer Feuerungs­ anlage, beispielsweise eines Heizkessels, wobei der Ver­ brennungsgeräuschminderer als Nachschaltgerät dieser Feuerungsanlage ausgebildet ist.

Das Anschlußrohrstück 13 ist an der unteren Randpartie der Stirnwandung 11 angeordnet, so daß gegebenenfalls ent­ stehendes Kondensat im Gehäuse 10 über dieses Anschluß­ rohrstück 13 zur Feuerungsanlage hin abfließen kann. Dieses Abfließen wird noch dadurch begünstigt, wenn das Gehäuse 10 zur Einlaßöffnung 15 hin geneigt montiert wird oder wenn eine entsprechend geneigte Bodenwandung 17 des Gehäuses 10 vorgesehen ist.

Im Innenraum des Gehäuses 10 sind zwei zu den Stirn­ wandungen 11, 12 parallele Zwischenwandungen 18, 19 ange­ ordnet. Die einlaßseitige Zwischenwandung 18 erstreckt sich von einer ersten Seitenwandung 20 zur gegenüber­ liegenden Seitenwandung 21 hin, wobei zwischen dem freien Endbereich der Zwischenwandung 18 und der Seitenwandung 21 ein erster schlitzartiger Durchlaß 22 für den Abgasstrom gebildet wird. Die zweite auslaßseitige Zwischenwandung 19 erstreckt sich von dieser zweiten Seitenwandung 21 aus zur ersten Seitenwandung hin und ist von dieser ersten Seiten­ wandung durch einen zweiten schlitzartigen Durchlaß 23 beabstandet.

Diese Anordnung der Zwischenwandungen 18, 19 bewirkt, daß der Abgasstrom schlangenlinienartig um die Zwischenwan­ dungen 18, 19 umgelenkt wird, wobei diese Umlenkung des Abgasstroms zu einer Verbrennungsgeräuschminderung führt. Eine Geräuschminderung vor allem niederfrequenter Ver­ brennungsgeräusche im Bereich bis zu 125 Hz bewirken die mehrfachen Querschnittsprünge, die der Abgasstrom zwischen Einlaß und Auslaß erfährt. Beispielsweise erfolgt der erste Querschnittsprung beim Übergang vom Anschlußrohr­ stück 13 in den Innenraum des Gehäuses 10. Das Quer­ schnittsflächenverhältnis zwischen der Einlaßöffnung 15 und dem Gehäuse beträgt beispielsweise 5 bis 20, wobei ein Querschnittsflächenverhältnis von 7 bis 10 besonders zweckmäßig ist, um die Wirkung einer Expansionskammer zu erzielen. Weitere Querschnittsprünge erfolgen beim Durch­ gang durch die Durchlässe 22, 23 und beim Austritt des Abgases durch die Auslaßöffnung 16.

Dieses Expansionskammersystem läßt sich selbstverständlich durch weitere Zwischenwandungen noch beliebig erweitern, wobei im einfachsten Fall eine Zwischenwandung vorgesehen sein sollte.

Durch die bereits erwähnte Umlenkung werden zusätzlich auch die hochfrequenten Verbrennungsgeräusche reduziert, wozu auch das Material der Zwischenwandungen 18, 19, die aus einem geräuschabsorbierenden Material bestehen, beispielsweise aus einem Mineralfasermaterial oder einem Edelstahlnadelfilzmaterial, beiträgt. Auch ein Verbund­ werkstoff ist möglich, beispielsweise können der Kern aus Mineralfasermaterial und die äußeren Schichten dieser Zwischenwandungen 18, 19 aus Edelstahlnadelfilzmaterial bestehen. Weiterhin ist es möglich, auch die Außen­ wandungen des Gehäuses 10 mit einem derartigen geräusch­ absorbierenden Material zu versehen.

Das Gehäuse 10 ist an seiner der Bodenwandung 17 gegenüberliegenden Oberseite offen und kann dort durch einen Revisionsdeckel 24 verschlossen werden, der an einem um­ laufenden Randstreifen 25 befestigt wird, beispielsweise durch Schrauben 26, Rastelemente oder Klemmelemente. Dieser Revisionsdeckel 24 liegt an der Oberseite der Zwischenwandungen 18, 19 an, die mit ihrer Unterseite an der Bodenwandung 17 anliegen, so daß der Abgasstrom nur durch die Durchlässe 22, 23 die Zwischenwandungen 18, 19 passieren kann. Der Revisionsdeckel 24 ist zur leichteren Handhabbarkeit mit Handgriffen 27 versehen.

Das Gehäuse 10 ist in der Ebene seiner Bodenwandung 17 mit Befestigungslaschen 28 versehen, die zur Befestigung des Gehäuses 10 dienen. Das Gehäuse 10 kann prinzipiell in verschiedenen Lagen, horizontal, vertikal oder schräg montiert werden und bei stabilen Abgasleitungen auch eventuell freitragend montiert werden.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann der Revisionsdeckel 24 auch an einer anderen Wandung des Gehäuses 10 angeordnet sein oder diese ersetzen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Gehäuse 10 auch beispielsweise rohrförmig ausgebildet sein oder einen ovalen Querschnitt aufweisen, wobei in diesem Falle die Zwischenwandungen 18, 19 oder weitere Zwischenwandungen einen entsprechenden Querschnitt aufweisen und jeweils abwechselnd an entgegengesetzten Stellen einen Durchlaß bilden.

Zur Erleichterung der Abgasmessung weist das Anschluß­ rohrstück 13 eine Meßmuffe 29 auf, die selbstverständlich auch an einer anderen Stelle angeordnet sein kann.

Der Verbrennungsgeräuschminderer bzw. dessen Gehäuse 10 ist wasser- und gasdicht ausgeführt, um das Entweichen von Kondensat und Abgas zu verhindern. Dies trifft auch für die Befestigung des Revisionsdeckels 24 zu, der zu diesem Zweck mit einer entsprechenden Dichtung versehen sein kann.

Claims (14)

1. Verbrennungsgeräuschminderer zum Anbau an einen Abgasstutzen von Kessel-Brennereinheiten oder zum Einbau in Abgasverbindungsleitungen zur Reduzierung insbesondere der niederfrequenten Verbrennungsgeräusche, mit einem Gehäuse (10), das an sich gegenüberliegenden Stirn­ wandungen (11, 12) eine Einlaß- (15) und eine Auslaßöffnung (16) besitzt, wobei wenigstens eine die direkte Verbindung zwischen der Einlaß- (15) und Auslaßöffnung (16) ver­ sperrende und den Abgasstrom umlenkende Zwischenwandung (18, 19) im Gehäuse (10) vorgesehen ist, die im wesent­ lichen aus schallabsorbierendem Material besteht, insbesondere aus Mineralfaser- und/oder Edelstahlnadel­ filzmaterial.

2. Verbrennungsgeräuschminderer nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einlaß- (15) und Auslaßöffnung (16) mit Anschlußrohrstücken (13, 14) versehen sind.

3. Verbrennungsgeräuschminderer nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einlaß- (15) und die Auslaßöffnung (16) versetzt zueinander angeordnet sind.

4. Verbrennungsgeräuschminderer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (15) an einer das Abfließen von Kondensat gestattenden Randpartie der entsprechenden Stirnwandung (11) angeordnet ist.

5. Verbrennungsgeräuschminderer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine das Abfließen von Kondensat zur Einlaßöffnung (15) hin erleichternde geneigte Einbaulage oder Bodenwandung (17) aufweist.

6. Verbrennungsgeräuschminderer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die wenigstens eine Zwischenwandung (18, 19) von einer Seitenwandung (20 bzw. 21) aus zur gegenüberliegenden Seitenwandung (21 bzw. 20) hin erstreckt, wobei zwischen dem freien Endbereich der Zwischenwandung (18, 19) und dieser gegenüberliegenden Seitenwandung (21 bzw. 20) ein Durchlaß (22, 23) für den Abgasstrom frei bleibt.

7. Verbrennungsgeräuschminderer nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die von mehreren insbesondere parallelen Zwischenwandungen (18, 19) jeweils gebildeten Durchlässe (22, 23) abwechselnd an den beiden Seiten­ wandungen (21, 20) angeordnet sind.

8. Verbrennungsgeräuschminderer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwandungen (18, 19) an der die Seitenwandungen (20, 21) verbindenden Boden- (17) und Deckenwandung des Gehäuses (10) anliegen.

9. Verbrennungsgeräuschminderer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsflächenverhältnis zwischen der Einlaßöffnung (15) und dem Gehäuse (10) 5 bis 20, vorzugsweise zwischen 7 bis 10 beträgt.

10. Verbrennungsgeräuschminderer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Deckel (24) verschließbare Revisionsöffnung im Gehäuse (10) vorgesehen ist.

11. Verbrennungsgeräuschminderer nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Wandung, insbesondere die Deckenwandung, oder ein Wandbereich durch den abnehmbaren Deckel (24) gebildet wird.

12. Verbrennungsgeräuschminderer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) insbesondere eine quaderförmige Gestalt aufweist und im wesentlichen wasser- und gasdicht ausgebildet ist.

13. Verbrennungsgeräuschminderer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus Stahl oder Edelstahl besteht.

14. Verbrennungsgeräuschminderer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßmuffe (29) für die Abgasmessung am Gehäuse (10) oder im Bereich der Einlaß- (15) oder Auslaßöffnung angeordnet ist.