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Die
Erfindung betrifft eine Gasableitungsanordnung für eine
Gasableitungsanlage, insbesondere für eine Abgasableitungsanlage
oder Lüftungsanlage, zum Ableiten von Gasen aus der Gasableitungsanlage
an die Umgebung, umfassend eine an die Gasableitungsanlage koppelbare
Gasfördervorrichtung, mittels der eine Strömung
des durch die Gasableitungsanlage sowie der Gasfördervorrichtung
abzuleitenden Gases entlang eines Gasströmungsverlaufs
herbeigeführt werden kann. Ferner betrifft die Erfindung
eine Gasfördervorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 10 bzw. 14.
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Ein
aus dem Stand der Technik bekanntes Beispiel für eine derartige
Gasableitungsanordnung ist ein an einer Lüftungsanlage
angeschlossenes Raumabluftsystem, wobei die Lüftungsanlage
im Prinzip ein Gas leitendes Rohrsystem ist. Die Gasableitungsanordnung
dient unter anderem dazu, Raumluft aus einem Gebäude, wie
etwa verbrauchte Raumluft aus einer Küche, an die Umgebung
des Gebäudes abzuleiten. Die Raumluft wird dabei mittels der
Gasfördervorrichtung des Raumabluftsystems veranlasst,
vom Gebäudeinneren über die Lüftungsanlage
und das Raumabluftsystem nach außen zu strömen,
wobei als Gasfördervorrichtung häufig ein Ventilator
verwendet wird.
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Eine
weitere Gasfördervorrichtung, die auch als Rauchsauger
bezeichnet wird, ist aus der Gebrauchsmusterschrift
DE 202 16 502 U1 bekannt. Der
Rauchsauger ist ebenfalls für eine Lüftungsanlage
einsetzbar, wird jedoch bevorzugt für Abgasableitungsanlagen
von Gebäuden verwendet. Die Wirkungsweise des Rauchsaugers
ist der vorstehenden Gasfördervorrichtung analog, nur dass
vermittels des Rauchsaugers statt Raumluft Rauchgas, welches in einer
mit der Abgasableitungsanlage gekoppelten Heizvorrichtung, wie beispielsweise
eine Ölheizung, Gasheizung oder Kamin, anfällt,
von der Heizvorrichtung über die Abgasableitungsanlage
an die Gebäudeumgebung ausgeleitet wird.
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Die
Abgasableitungsanlage ist ähnlich wie die Lüftungsanlage
ein Rohrsystem, welches das Gebäude und dessen Räume
durchzieht. Sie ist dazu vorgesehen, Rauchgas von der Heizvorrichtung
zu einem Mündungsbereich der Abgasableitungsanlage zu führen,
wo das Rauchgas an die Gebäudeumgebung freigegeben wird.
Abgasableitungsanlagen von Gebäuden umfassen üblicherweise
einen Schornstein, dessen Kopfbereich den Mündungsbereich
bildet. Aufgrund seines Schornsteineffekts besitzt der Schornstein
in bekannter Weise die Funktion, den für die Rauchgasströmung
erforderlichen Zug bereitzustellen.
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Der
Rauchsauger erzeugt eine erzwungene Rauchgasströmung. Er
wird bevorzugt dann eingesetzt, wenn ein Schornstein nicht ausreichend
die zum Abtransport des Rauchgases nötige Zugkraft sicherstellt,
wobei hierzu der Rauchsauger bevorzugt an dem Kopfbereich des Schornsteins
angebracht ist.
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Um
die Rauchgasströmung zu erzeugen, umfasst der Rauchsauger
einen Ventilator, welcher Hilfsgas, wie etwa Luft, aus der Umgebung
ansaugt, und mittels eines Kanalsystems des Rauchsaugers eine gerichtete
Hilfsgasströmung bildet. Hierbei wird die Hilfsgasströmung
im Mündungsbereich des Schornsteins in Bezug auf die aus
dem Schornstein in einer Förderrichtung austretende Rauchgasströmung
derart aus dem Kanalsystem ausgeleitet, dass die Hilfsgasströmung
wenigstens eine Strömungskomponente parallel zur Förderrichtung
des Rauchgases aufweist. Nach dem Bernoullieffekt bewirkt dies einen
Unterdruck am Kopfbereich des Schornsteins, welcher das Rauchgas
aus dem Schornstein ansaugt und somit dessen Zug verstärkt.
Für eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus sowie der
Wirkungsweise des Rauchsaugers wird auf obige Gebrauchsmusterschrift
verwiesen.
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Ventilatoren
erzeugen bekannterweise Geräusche, welche größtenteils
auf die an den Ventilatorblättern auftretenden Gasturbulenzen
zurückzuführen sind. Bei einem an einem Kanalsystem
angeschlossenen Ventilator breiten sich diese Geräusche als
sog. Kanalgeräusche in dem Kanalsystem aus. Anhand der
beiden vorstehenden Fälle, d. h. des an die Lüftungsanlage
angeschlossenen Ventilators und des über den Schornstein
an die Abgasableitungsanlage angeschlossenen Rauchsaugers, bedeutet
dies, dass aufgrund der Geräuschentwicklung des an die Lüftungsanlage
angeschlossenen Ventilators bzw. des Ventilators des Rauchsaugers
sich Kanalgeräusche in der Lüftungsanlage bzw.
der Abgasableitungsanlage ausbreiten.
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Kanalgeräusche
können sich in dem Gebäude als unangenehmer Lärm äußern.
Diese Problematik kommt besonders dann zum tragen, wenn die Abgasableitungsanlage
an einem offenen Kamin anschließt, da hier das Kanalgeräusch
sich frei in den an den Kamin angrenzenden Raum ausbreiten kann.
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Demnach
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gasableitungsanordnung
bzw. eine Gasfördervorrichtung bereitzustellen, welche
gegenüber bekannten Systemen reduzierte Kanalgeräusche
verursacht.
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Diese
Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung
durch eine Gasableitungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst,
wobei diese ferner eine mit der Gasfördervorrichtung in
Strömungsverbindung stehende Schalldämpfervorrichtung
umfasst, welche wenigstens ein Schalldämpferelement aufweist,
wobei die Schalldämpfervorrichtung gegenüber der
Gasfördervorrichtung relativ zu dem Gasströmungsverlauf
stromaufwärts angeordnet ist.
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Die
erfindungsgemäße Gasableitungsanordnung kann zum
Fördern des abzuleitenden Gases entlang des gesamten Verlaufs
der Gasableitungsanlage eingebaut sein. Dadurch, dass die Gasfördervorrichtung
mit der Schalldämpfervorrichtung in Strömungsverbindung
steht, kann nämlich Gas zwischen der Gasfördervorrichtung
und der Schalldämpfervorrichtung ausge tauscht bzw. durch
die gesamte Gasableitungsanordnung verlustfrei geleitet werden.
Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, die Gasableitungsanordnung an
die Gasableitungsanlage in einem Mündungsbereich derselben
zu koppeln, wo das abgeleitete Gas aus der Gasableitungsanlage an
die Umgebung freigesetzt wird.
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Unabhängig
von der Kopplungsstelle der Gasableitungsanordnung an der Gasableitungsanlage
durchströmt im betriebsmäßigen Zustand
der Gasableitungsanordnung das abzuleitende Gas entlang des Gasströmungsverlaufs
zuerst die Schalldämpfervorrichtung und anschließend
die Gasfördervorrichtung. Das heißt, dass einerseits
sich der Gasströmungsverlauf durch die Schalldämpfervorrichtung
als auch durch die Gasfördervorrichtung erstreckt und andererseits
der Gasströmungsverlauf von der Schalldämpfervorrichtung
zu der Gasfördervorrichtung gerichtet ist. Folglich ist
die Schalldämpfervorrichtung im Verhältnis zu
der Gasfördervorrichtung relativ zu dem Gasströmungsverlauf
stromaufwärts angeordnet. Außerdem ist die Gasableitungsanlage
sowohl gegenüber der Gasfördervorrichtung als
auch der Schalldämpfervorrichtung, d. h. gegenüber
der Gasableitungsanordnung, stromaufwärts angeordnet.
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Mittels
der Schalldämpfervorrichtung bietet sich die Möglichkeit,
die Ausbreitung von Geräuschen, welche durch den Betrieb
der Gasfördervorrichtung verursacht werden, in Richtung
entgegen dem Gasströmungsverlauf innerhalb einer an die Gasableitungsanordnung
angeschlossenen Gasableitungsanlage zu unterbinden. Die erfindungsgemäße
Gasableitungsanordnung kann demnach zur Erzeugung eines Gasstromes
genutzt werden, ohne dass hierfür, wie dies beim Stand
der Technik gegeben ist, für die Bewohner eines Gebäudes
störende Kanalgeräusche in Kauf genommen werden
müssen.
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Obwohl
die Gasableitungsanordnung in Zusammenwirkung mit einer Lüftungsanlage
verwendet werden kann, ist eine Verwendung in Zusammenwirkung mit
einem Schornstein einer Abgasanlage bevorzugt. Dafür ist
ange dacht, die Gasableitungsanordnung im Kopfbereich des Schornsteins
an die Abgasanlage zu koppeln.
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Die
Schalldämpfervorrichtung umfasst ein Schalldämpferelement,
welches der Geräuschemission der Gasfördervorrichtung
zugeordnet ist. In der Praxis verfügt ein solches Schalldämpferelement aber
nur über begrenzte Dämpfungseigenschaften dahingehend,
dass es Schall nur effektiv innerhalb eines begrenzten Schallwellenbereichs
dämpfen kann. Bei einem breitbandigen Schallwellenspektrum
der Gasfördervorrichtung könnte demnach ein einziges Schalldämpferelement
nicht ausreichen, um das gesamte Schallwellenspektrum der Gasfördervorrichtung
abzudecken.
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Zur Überwindung
dieses Problems weist die Gasableitungsanordnung gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung bevorzugt zwei Schalldämpferelemente
auf, die zwei unterschiedlichen Schallbereichen zugeordnet sind.
Die zwei Schalldämpferelemente können daher in
vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, eine Geräuschquelle
zu dämpfen, deren Schallbereich von einem einzigen Schalldämpferelement
nicht abgedeckt werden kann.
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Zudem
kann durch vorstehende Maßnahme die Dämpfung wenigstens
zweier Geräuschquellen erreicht werden, wobei das erste
und zweite Schalldämpferelement der ersten bzw. zweiten
Geräuschquelle zugeordnet ist. Im Falle einer Gasableitungsanordnung,
die an einem Schornstein montiert ist, um dessen Zug zu steigern,
bietet sich die Möglichkeit, die Gasfördervorrichtung
als erste Geräuschquelle mittels dem ersten Schalldämpferelement
zu dämpfen, während das zweite Schalldämpferelement
zur Dämpfung der in der Umgebung des Schornsteins üblich
auftretenden Umgebungsgeräusche als zweite Geräuschquelle,
wie etwa Verkehrsgeräusche, vorgesehen ist. Eine Ausbreitung
derartiger Umgebungsgeräusche in Form entsprechender Kanalgeräusche
in das Gebäude kann demnach auf vorteilhafte Weise verhindert
werden.
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Um
gewünschtenfalls eine beliebig breitbandige Geräuschquelle
oder eine Mehrzahl von Geräuschquellen zu dämpfen,
kann darüber hinaus die Gasfördervorrichtung mehr
als zwei Schalldämpferelemente aufweisen, die jeweils unterschiedlichen Schallbereichen
zugeordnet sind.
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Obwohl
unter den wenigstens zwei Schalldämpferelementen wenigstens
zwei Schalldämpferelemente parallel mit der Gasfördervorrichtung
in Strömungsverbindung stehen können, d. h. ein
durch die Gasableitungsanlage abgeleiteter Gasstrom auf die wenigstens
zwei parallelen Schalldämpferelemente aufgeteilt wird,
bevor er der Gasfördervorrichtung zugeführt wird,
ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform
bevorzugt, die zwei Schalldämpferelemente in Serie zu schalten.
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Bei
zwei in Serie geschalteten Schalldämpferelementen wird
der gesamte Gasstrom des einen Schalldämpferelements an
das bezüglich dem Gasströmungsverlaufs nachfolgende
bzw. stromabwärtige Schalldämpferelement weitergegeben.
Im Gegensatz zu der parallelen Schaltung der Schalldämpferelemente
ermöglicht dies in vorteilhafter Weise die Verwendung eines
unverzweigten und daher konstruktiv einfachen Gaszuleitungssystems
zwischen den Schalldämpferelementen.
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Um
einen günstigen Strömungswiderstand im Bereich
eines Schalldämpferelements zu erhalten, ist das Schalldämpferelement
gemäß einer weiteren Ausführungsform
derart ausgebildet, dass es das abgeleitete Gas im Wesentlichen
geradlinig führt. Bei einer Schalldämpfervorrichtung,
welche eine Mehrzahl von Schalldämpferelementen umfasst,
wird bevorzugt, dass alle Schalldämpferelemente jeweils in
ihrem Erstreckungsbereich einen geradlinigen Gasströmungsverlauf
bewirken.
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Ferner
kann in Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein,
dass das Schalldämpferelement als Passivschalldämpfer
ausgebildet ist. Diese Art von Schalldämpfer, zu der Absorptionschalldämpfer
oder Resonanzschalldämpfer gehören, zeichnet sich
durch ihre kostengünstige Herstellung sowie lange Standzeit
und Lebensdauer aus. Gleichwohl ist die Ver wendung eines Aktivschalldämpfers
als Schalldämpferelement denkbar.
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Absorptionsschalldämpfer
sind charakterisiert durch ein Schalldämpfungsmaterial,
welches imstande ist, Schallenergie zu absorbieren. Resonanzschalldämpfer
beruhen auf den bekannten physikalischen Wirkprinzipien, dass sich überlagernde Schallwellen
gegenseitig auslöschen können sowie Schallwellen
bei nichtelastischer Reflexion Energie abgeben. Die Schalldämpfung
bei einem Resonanzschalldämpfer erfolgt in seinem Resonatorhohlraum, in
dem Schallwellen durch destruktive Interferenz und nichtelastische
Mehrfachreflexion ihre Energie verlieren.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung wird bevorzugt, dass der
Passivschalldämpfer ein Absorptionsschalldämpfer
ist, wobei der Absorptionsschalldämpfer ein perforiertes
Absorptionsschalldämpferinnenrohr, ein das Absorptionsschalldämpferinnenrohr
koaxial umgebendes Absorptionsschalldämpferaußenrohr
sowie ein zwischen dem Absorptionsschalldämpferinnen- und
Absorptionsschalldämpferaußenrohr aufgenommenes
Schalldämpfungsmaterial, insbesondere Mineralwolle oder Edelstahlwolle,
umfasst.
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Das
durch den Absorptionsschalldämpfer strömende Gas
wird durch das hohle, perforierte Absorptionsschalldämpferinnenrohr
geleitet. Schallwellen, die sich innerhalb des Absorptionsschalldämpferinnenrohrs
ausbreiten, passieren das perforierte Absorptionsschalldämpferinnenrohr
durch dessen Löcher, bevor sie in das Schalldämpfungsmaterial
eintreten. Das Schalldämpfungsmaterial ist in einem bevorzugt
ringförmigen Hohlraum aufgenommen, der von dem Absorptionsschalldämpferaußenrohr
zusammen mit dem Absorptionsschalldämpferinnenrohr definiert
ist.
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Alternativ
zu der vorstehendenden Ausführungsform ist bevorzugt, dass
der Passivschalldämpfer ein Resonanzschalldämpfer
ist, der ein Resonanzschalldämpferinnenrohr, welches Schalldurchtrittsöffnungen
aufweist, sowie ein das Resonanzschalldämpferinnenrohr
koaxial umgebendes Resonanzschalldämpferaußenrohr
umfasst, wobei zwischen dem Resonanzschall dämpferinnen-
und Resonanzschalldämpferaußenrohr ein Resonatorhohlraum
definiert ist.
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Das
durch den Resonanzschalldämpfer strömende Gas
wird innerhalb des Resonanzschalldämpferinnenrohrs geleitet.
Sich innerhalb dieses Innenrohrs ausbreitender Schall gelangt über
die Schalldurchtrittsöffnungen des Resonanzschalldämpferinnenrohrs
in den Resonatorhohlraum, wo er, wie oben bereits erwähnt
wurde, gedämpft wird.
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Die
Gasfördervorrichtung steht mit der Schalldämpfervorrichtung
erfindungsgemäß in Strömungsverbindung.
Diese Verbindung kann beispielsweise durch ein einfaches Rohr realisiert
werden, an dem einenends die Gasfördervorrichtung und anderenends
die Schalldämpfervorrichtung starr befestigt sind. Mittels
einer derartigen Verbindung kann demnach die Gasförderrichtung
fest an der Schalldämpfervorrichtung gehalten werden. Jedoch
ist damit der Nachteil verbunden, dass Körperschall der
Gasfördervorrichtung vermittels des Rohres an die Schalldämpfervorrichtung übertragen
wird, was zu einer Erhöhung des Kanalgeräuschs
innerhalb der an der Schalldämpfervorrichtung angeschlossenen
Gasableitungsanlage führen kann.
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Zur
Lösung dieses Problems kann angedacht sein, die Gasfördervorrichtung
und die Schalldämpfervorrichtung vermittels eines einer
Körperschallübertragung entgegenwirkenden Verbindungselements
zu koppeln, wobei für das Verbindungselement ein elastisches
Kunststoffrohr vorgeschlagen wird.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird obige Aufgabe ebenfalls
durch eine Gasfördervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs
9 gelöst, wobei sie hierzu ein Hilfsgasströmungsberuhigungsmittel
umfasst, welches in der Lage ist, an dem Leitungsendabschnitt auftretenden Turbulenzen
des Hilfsgases entgegenzuwirken bzw. die Entstehung solcher Turbulenzen
weitgehend zu unterdrücken.
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Das
Hilfsgasströmungsberuhigungsmittel kann eine Beruhigung
des Hilfs gasstroms ermöglichen, so dass die Geräuschentwicklung
der Gasfördervorrichtung, die größtenteils
ihre Ursache in Turbulenzen des Hilfsgasstromes hat, insgesamt reduziert
werden kann. Durch den Einsatz eines Hilfsgasströmungsberuhigungsmittels
erschließt sich die Möglichkeit, Kanalgeräusche
in einer Gasableitungsanlage, welche auf die Geräuschentwicklung
der Gasfördervorrichtung zurückgehen, zu mindern.
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In
einer Ausführungsform der Gasfördervorrichtung
gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung
weist das Hilfsgasströmungsberuhigungsmittel eine keilförmige
oder tropfenförmige Gestalt mit Hilfsgasführungsflächen
auf, wobei das Hilfsgaströmungsberuhigungsmittel derart
in Bezug auf das zu strömende Hilfsgas an dem Leitungsendabschnitt
angeordnet ist, dass auf den Leitungsendabschnitt aufzutreffendes
Hilfsgas mittels der Hilfsgasführungsflächen um
den Leitungsendabschnitt führbar ist.
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Der
Leitungsendabschnitt steht im Wesentlichen im Strömungsschatten
des keilförmigen Hilfsgasströmungsberuhigungsmittels,
das den auf den Leitungsendabschnitt gerichteten Hilfsgasstrom aufteilt
und Teilströme desselben erzeugt, wobei die Teilströme
des Hilfsgases an den Hilfsgasführungsflächen
strömungsgünstig geführt werden können.
Somit ist es möglich, eine strömungsgünstige
und damit geräuscharme Verteilung des Hilfsgases um den
Leitungsendabschnitt zu erreichen. Dabei wird bevorzugt, dass das
Strömungsberuhigungsmittel und der Leitungsendabschnitt
einteilig ausgebildet sind.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird obige Aufgabe mittels
einer Gasfördervorrichtung gelöst, welche ein
Basisgehäuse umfasst, wobei ein rohrförmiger Gas
ableitender Aufsatz auf dem Basisgehäuse vorgesehen ist
und der Aufsatz eine Rohrlänge von mindestens 500 mm hat.
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Durch
diese Maßnahme kann dann, wenn die Gasfördervorrichtung
mit dem Aufsatz ihrem Zweck entsprechend an eine Abgasableitungsanlage,
insbesondere an einem Schornstein, gekoppelt ist, die Strömung
des heißen Ab gases bzw. Rauchgases in der Abgasableitungsanlage
bzw. in dem Schornstein verstärkt werden, da der Aufsatz
selbst einen zusätzlichen Schornsteineffekt bewirkt. Vermittels
des Aufsatzes kann demnach die Gasfördervorrichtung in
ihrer Funktion derart unterstützt werden, dass ein weniger
geräuschvoller Betrieb der mit dem Aufsatz zusammenwirkenden
Gasförderrichtung bei gleicher Zugleistung derselben realisiert
werden kann.
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Der
durch den Aufsatz selbst erzeugte Schornsteineffekt ist umso stärker
ausgeprägt, je länger der Aufsatz ausgebildet
ist. Aus diesem Grund ist bevorzugt, dass die Rohrlänge
des Aufsatzes mindestens 750 mm, besonders bevorzugt mindestens 950
mm beträgt.
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Um
eine einfache Montage des Aufsatzes an dem Basisgehäuse
zu ermöglichen, wird ferner vorgeschlagen, dass der rohrförmige
Aufsatz durch einen Adapter mit dem Basisgehäuse der Gasfördervorrichtung
verbunden ist.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer Ausführungsformen
gemäß dem ersten, zweiten und dritten Aspekt der
Erfindung erläutert. Es stellt dar:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform
der Gasableitungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform
der Gasableitungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
schematische Draufsicht einer Gasfördervorrichtung gemäß dem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
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4a und b eine schematische Seitenansicht
einer ersten bzw. zweiten Ausführungsform einer Gasfördervorrichtung
gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist
eine erste Ausführungsform einer Gasableitungsanordnung
gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
allgemein mit 10 bezeichnet. Die Gasableitungsanordnung 10 umfasst
eine Gasfördervorrichtung 12 sowie eine an die
Gasfördervorrichtung 12 lösbar gekoppelte
Schalldämpfervorrichtung 14, wobei die Gasfördervorrichtung 12 und
die Schalldämpfervorrichtung 14 relativ zueinander
axial angeordnet sind. Die Schalldämpfervorrichtung 14 selbst
umfasst einen Absorptionsschalldämpfer 16 sowie
einen zu dem Absorptionsschalldämpfer 16 axial
angeordneten Resonanzschalldämpfer 18. Die Kopplung
zwischen dem Absorptionsschalldämpfer 16 und dem
Resonanzschalldämpfer 18 ist dabei vorzugsweise
lösbar ausgebildet.
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Die
Gasfördervorrichtung 12 ist mit einem Basisgehäuse 20 vorgesehen,
welches vermittels eines nicht dargestellten Verbindungselements
mit einem Teil des Gehäuses der Schalldämpfervorrichtung 14,
insbesondere mit einem Absorptionsschalldämpfergehäuse 22 des
Absorptionsschalldämpfers 16, in Verbindung steht.
Das Gehäuse der Schalldämpfervorrichtung 14 umfasst
ferner ein Resonanzschalldämpfergehäuse 24,
welches dem Resonanzschalldämpfer 18 zugeordnet
ist.
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Wie
in der 1 schematisch dargestellt ist, weist die Gasableitungsanordnung 10 einen
linearen Aufbau auf, d. h. die Gasfördervorrichtung 12,
der Absorptionsschalldämpfer 16 sowie der Resonanzschalldämpfer 18 sind
aufeinander folgend entlang einer gemeinsamen geradlinigen Längsachse
angeordnet. Zudem stehen die Gasfördervorrichtung 12, der
Absorptionsschalldämpfer 16 sowie der Resonanzschalldämpfer 18 in
Strömungsverbindung, d. h. zwischen diesen Bauteilen besteht
die Möglichkeit eines Gasaustausches.
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Die
Gasableitungsanordnung 10 hat die Funktion, eine Strömung
von Gasen bzw. Rauchgasen, welche in einer Heizvorrichtung, wie
beispielsweise einer Ölheizung oder einem Kamin, anfallen,
in einer Abgasableitungsanlage 26 eines nicht dargestellten
Gebäudes zu verstärken oder gegebenenfalls selbstständig
anzutreiben, sodass die Rauchgase von der Heizvorrichtung durch
die Abgasableitungsanlage 26 an die Umgebung des Gebäudes ausgeleitet
werden können. Die Gasableitungsanordnung 10 wird
hierzu vorzugsweise am Kopfbereich eines Schornsteins 28,
welcher Teil der Abgasableitungsanlage 26 des Gebäudes
ist, mittels nicht dargestellter Befestigungsmittel angebracht.
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Zur
stabilen Kopplung der Gasableitungsanordnung 10 ist in
der 1 der Absorptionsschalldämpfer 18 in
dem Schornstein 28 bzw. in sein Abgasrohr 30 eingesetzt.
Damit die Verbindung zwischen der Gasableitungsanordnung 10 und
dem Schornstein 28 dicht gegenüber dem Rauchgas
ist, sind zwischen dem Schornstein 18 und dem Resonanzschalldämpfergehäuse 24 hitzebeständige Dichtungsmittel
(nicht dargestellt), wie etwa Keramikfäden, dichtend angeordnet.
Eine abschnittsweise Aufnahme der Schalldämpfervorrichtung 14 in
den Schornstein 28 stellt lediglich eine Möglichkeit
der Kopplung zwischen der Gasableitungsanordnung 10 und
dem Schornstein 28 dar. Bei einem Abgasrohr 30,
welches für den Einbau des Resonanzschalldämpfers 18 einen
zu kleinen Innendurchmesser aufweist, kann es beispielsweise besser
geeignet sein, die Gasableitungsanordnung 10 auf den Schornstein 28 im
Ganzen anzubauen.
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In
bekannter Weise bewirkt aufgrund seines Schornsteineffekts der Schornstein 28 die
zur Ableitung des Rauchgases durch die Abgasableitungsanlage 26 erforderliche
Rauchgasströmung S. Wie aus 1 ersichtlich
ist, bewegt sich die Rauchgasströmung S durch einen Auslasskanal 32 entsprechend einem
geradlinigen Gasströmungsverlauf V (strichpunktierte Linie)
ausgehend von dem Inneren des Abgasrohrs 30 durch die Gasableitungsanordnung 10 hindurch,
und zwar zunächst durch den Resonanzschalldämpfer 18,
dann durch den Absorptionsschalldämpfer 16 und
schließlich durch die Gasfördervorrichtung 12.
Der in 1 nur teilweise dargestellte Auslasskanal 32 erstreckt
sich durch das Abgasrohr 30, den Resonanzschalldämpfer 18,
den Absorptionsschalldämpfer 16 sowie durch die
Gasfördervorrichtung 12.
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Die
Gasfördervorrichtung 12 ist innerhalb ihres Basisgehäuses 20 mit
einem Leitungsendabschnitt 34 sowie einem mündungsseitigen
Leitungsabschnitt 36 versehen, welcher durch das Basisgehäuse 20 definiert
ist und sich bis zu einem Mündungsbereich 38 des
Basisgehäuses 20 erstreckt. Der Leitungsendabschnitt 34 als
auch der mündungsseitige Leitungsabschnitt 36 stellen
Teilbereiche des Auslasskanals 32 dar.
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Ein
perforiertes Absorptionsschalldämpferinnenrohr 40,
welches sich an dem Leitungsendabschnitt 34 der Gasfördervorrichtung 12 anschließt,
dient als Gas führendes Element des Absorptionsschalldämpfers 16 und
definiert im Bereich des Absorptionsschalldämpfers 16 den
Auslasskanal 32. Der Resonanzschalldämpfer 18 weist
mit seinem Resonanzschalldämpferinnenrohr 42 ebenfalls
ein Gas führendes Element auf, wobei das Resonanzschalldämpferinnenrohr 42 den
Resonanzschalldämpfer 18 durchsetzt und dem Absorptionsschalldämpferinnenrohr 40 angeschlossen
ist. Zudem bildet es im Bereich des Resonanzschalldämpfers 18 den
Auslasskanal 32.
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Der
Auslasskanal 32 ist derart aufgebaut, dass kein Querschnittssprung
im Übergangsbereich zwischen der Gasfördervorrichtung 12 und
dem Absorptionsschalldämpfer 16 bzw. dem Absorptionsschalldämpfer 16 und
dem Resonanzschalldämpfer 18 auftritt. Denn die
Innendurchmesser des Leitungsendabschnitts 34, des Absorptionsschalldämpferinnenrohrs 40 und
des Resonanzschalldämpferinnenrohrs 42 wurden
gleich gewählt. Dies hat zum Vorteil, dass der Rauchgasstrom
S strömungsgünstig durch die Gasableitungsanordnung 10 geführt
werden kann.
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Bei
der Gasfördervorrichtung
12 handelt es sich im
Prinzip um die Gasabsaugvorrichtung bzw. den Rauchsauger, wie er
in der Druckschrift
DE
202 16 502 U1 gezeigt ist. Der Inhalt dieser Druckschrift wird
daher vollumfänglich in diese Anmeldung aufgenommen.
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Das
Funktionsprinzip der Gasfördervorrichtung 12 geht
im Wesentlichen auf eine Hilfsgasströmung H zurück,
welche auf den Leitungsendabschnitt 34 gerichtet ist und
derart zwischen Basisgehäuse 20 und Leitungsendabschnitt 34 geführt wird,
dass an dem stromabwärtigen Ende des Leitungsendabschnitts 34 die
Hilfsgasströmung H eine Strömungskomponente parallel
zu dem Gasströmungsverlauf V der Rauchgasströmung
S aufweist. Auf diese Art und Weise wird an dem stromabwärtigen
Ende des Leitungsendabschnitts 34 ein Unterdruck hergestellt,
der im Ergebnis Rauchgas ansaugt.
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Zur
Erzeugung der Hilfsgasströmung H ist die Gasfördervorrichtung 12 mit
einer an dem Basisgehäuse 20 angebrachten Hilfsgasstromerzeugungseinrichtung 44 versehen.
Die Hilfsgasstromerzeugungseinrichtung 44 saugt mittels
eines Ventilators 45 Umgebungsluft ein, um diese als Hilfsgasströmung
H auf den Leitungsendabschnitt 34 zu blasen, wobei die
Hilfsgasströmung H über eine Eintrittsöffnung 46 ins
Innere des Basisgehäuses 20 gelangt. Der Hilfsgasstrom
H wird dann in der vorstehend beschriebenen Art und Weise um den
Leitungsendabschnitt 34 sowie an diesen entlang in Richtung des
stromabwärtigen Endes des Leitungsendabschnitt 34 geführt.
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Der
Betrieb der Gasfördervorrichtung 12 bedingt eine
Geräuschemission, die zum Großteil durch Hilfsgasturbulenzen
bei der Erzeugung der Hilfsgasströmung H in der Hilfsgasstromerzeugungsvorrichtung 44 verursacht
wird. Die Schalldämpfervorrichtung 14 hat die
Funktion, diese Geräuschemission zu dämpfen, bevor
sie sich als Kanalgeräusch innerhalb des Schornsteins 28 und
der an dem Schornstein 28 angeschlossenen Abgasableitungsantage 26 in Richtung
gegen den Rauchgasstrom S ausbreitet.
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Zu
diesem Zweck wird Schall, welcher sich ausgehend von der Gasfördervorrichtung 12 durch den
Auslasskanal 32, d. h. zuerst durch den Absorptionsschalldämpfer 16 und
anschließend durch den Resonanzschalldämpfer 18,
hindurch bewegt, zunächst in dem Absorptionsschalldämpfer 16 und dann
in dem Resonanzschalldämpfer 18 gedämpft. Dabei
sind die beiden Schalldämpfer 16, 18 unterschiedlichen
Schallwellenbereichen zugeordnet.
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Während
der Absorptionsschalldämpfer 16 bevorzugt dazu
verwendet wird, den Hochfrequenzbereich der Schallwellen, etwa zwischen
1000 und 2000 Hz, zu absorbieren, ist für die Dämpfung
des Tieffrequenzbereichs der Schallwellen, etwa kleiner 1000 Hz,
der Resonanzschalldämpfer 18 vorgesehen. Durch
entsprechende Wahl von mehreren Schalldämpfern, welche
jeweils zur Dämpfung unterschiedlicher Schallbereiche ausgelegt
sind, kann daher auch eine breitbandige Geräuschemission
der Gasfördervorrichtung, welche von dem Dämpfungsbereich
eines einzelnen Schalldämpfers nicht abgedeckt wird, gedämpft
werden. Es ist aber auch denkbar, dass eine Mehrzahl von Schalldämpfern
mit im Wesentlichen gleichem Dämpfungsbereich verwendet
wird. Dadurch könnte dann eine besonders intensive Dämpfung
innerhalb dieses Bereichs erreicht werden.
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Die
unterschiedlichen Schalldämpfungseigenschaften der in 1 dargestellten
Schalldämpfer 16 und 18 gehen auf ihren
speziellen Aufbau zurück. Der Absorptionsschalldämpfer 16 weist
einen ringförmigen Hohlraum 48 zwischen seinem
Absorptionsschalldämpfergehäuse 22 und
seinem perforierten Absorptionsschalldämpferinnenrohr 40 auf.
in dem Hohlraum 48 ist ein Schalldämpfungsmaterial 50,
wie beispielsweise Mineralwolle, aufgenommen und füllt
diesen aus. Zu dämpfende Schallwellen, welche sich innerhalb
des perforierten Absorptionsschalldämpferinnenrohrs 40 ausbreiten,
treten durch dieses Rohr hindurch und in das Schalldämpfungsmaterial 50 ein,
wo ihre Schallenergie in bekannter Weise in Wärme umgewandelt
wird. Die Dämpfungseigenschaften des Absorptionsschalldämpfers 16 werden
im Wesentlichen durch die Art des Schalldämpfungsmaterials 50 und
durch dessen Dimensionierung bestimmt.
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Wie
allgemein bekannt ist, sind Resonanzschalldämpfer besonders
zur Dämpfung tieffrequenter Schallwellen geeignet. Typischerweise
beruht die Schall dämpfende Wirkung von Resonanzschalldämpfern
auf ihrem Resonatorhohlraum. Der Resonatorhohlraum des Resonanzschalldämpfer 18 ist mit 52 gekennzeichnet
und wird durch das Resonanzschalldämpfergehäuse 24 und
das Resonanzschalldämpferinnenrohr 42 definiert.
Der zu dämpfen de Schall, welcher sich innerhalb des Resonanzschalldämpferinnenrohrs 42 ausbreitet,
gelangt über Schalldurchtrittsöffnungen 54 in
den Resonatorhohlraum 52. Dort wird der Schall mehrfach
reflektiert und schließlich gedämpft. Die Schalldämpfungseigenschaften
des Resonanzschalldämpfers 18 können dabei
einfach über die Dimensionierung des Resonatorhohlraums 52 festgelegt
werden.
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In 2 ist
eine zweite Ausführungsform der Gasableitungsanordnung
gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
dargestellt und wird ganz allgemein mit 110 bezeichnet.
Elemente der Gasableitungsanordnung 110, welche analog
sind zu jenen der ersten Ausführungsform der 1,
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch um den Faktor 100 erhöht.
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Die
Gasableitungsanordnung 110 unterscheidet sich von der Gasableitungsanordnung 10 aus 1 darin,
dass sie relativ zu dem Gasströmungsverlauf V als stromaufwärts
angeordneten Schalldämpfer der Schalldämpfervorrichtung 114 statt
eines Resonanzschalldämpfers einen Absorptionsschalldämpfer 117 aufweist.
Das Funktionsprinzip der beiden Absorptionsschalldämpfer 116 und 117 ist
identisch, zudem ist ihr Aufbau analog. Wie der Absorptionsschalldämpfer 116 ist
der Absorptionsschalldämpfer 117 mit einem Schalldämpfungsmaterial 119 versehen.
Dieses ist in einem ringförmigen Hohlraum 121,
welcher durch ein perforiertes Absorptionsschalldämpferinnenrohr 123 und
ein Absorptionsschalldämpfergehäuse 125 definiert
ist, aufgenommen. Wie in 3 ersichtlich ist, sind die
beiden Schalldämpfungsmaterialien 119 und 150 unterschiedlich
dimensioniert, sodass sie unterschiedliche Dämpfungseigenschaften
aufweisen bzw. unterschiedlichen Schallwellenbereichen zugeordnet
sind. So weist das Schalldämpfungsmaterial 119 eine
in radialer Richtung geringere, aber in axialer Richtung größere
Ausdehnung im Vergleich zu dem Schalldämpfungsmaterial 150 auf.
Dadurch können trotz Verwendung in der Art identischer
Schalldämpfer unterschiedliche Schallbereiche gedämpft
werden.
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3 zeigt
eine Gasfördervorrichtung gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung, die allgemein mit 210 bezeichnet
wird. Die Gasfördervorrichtung 210 entspricht
im Wesentlichen jenen in den 1 und 2 dargestellten Gasfördervorrichtungen 10 und 110,
weist jedoch im Unterschied zu diesen ein Hilfsgasströmungsberuhigungsmittel 256 auf.
Die Gasfördervorrichtung 210 ist normalerweise
ebenfalls mit einer Hilfsgasstromerzeugungseinrichtung ausgestattet,
auf deren Darstellung aber zum besseren Verständnis in 3 verzichtet
wurde. Überdies sind jene Bauteile der Gasfördervorrichtung 210,
welche Bauteilen der Gasfördervorrichtung aus 1 funktionell
sowie strukturell entsprechen, mit identischen Bezugszeichen wie
diese versehen, jedoch erhöht um den Faktor 200.
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Das
Hilfsgasströmungsberuhigungsmittel 256 ist an
einer der Eintrittsöffnung 246 zugewandten Stelle
des Leitungsendabschnitts 234 angeordnet und keilförmig
ausgebildet. Es umfasst an seiner Außenseite zwei konkav
geformte Hilfsgasführungsflächen 258 und 260,
die in Richtung entgegen dem Hilfsgasstrom H zusammenlaufen. Wie
in 3 angedeutet ist, wird durch die keilförmige
Gestalt des Hilfsgasströmungsberuhigungsmittels 256 erreicht, dass
der Hilfsgasstrom H in zwei Teilströme aufgeteilt wird,
ohne dass dabei Turbulenzen entstehen. Somit wird mittels des Hilfsgasströmungsberuhigungsmittels 256 in
vorteilhafter Art und Weise die Geräuschabstrahlung der
Gasfördervorrichtung 210 gemindert.
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Die 4a und 4b zeigen
eine erste und zweite Ausführungsform der Gasfördervorrichtung gemäß dem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Dabei ist die Gasfördervorrichtung
aus 4a bzw. 4b mit 310 bzw. 410 gekennzeichnet.
Beide Gasfördervorrichtungen entsprechen jener in 1 gezeigten,
so dass Elemente derselben, welche jenen der Gasfördervorrichtung
aus 1 entsprechen, mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet
sind, jedoch erhöht um den Faktor 300 bzw. 400.
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4a ist eine schematische Seitenansicht der
Gasfördervorrichtung 310. Diese weist einen rohrförmigen
Aufsatz 356 auf, welcher über einen Adapter 358 an
dem Mündungsbereich 336 der Gasfördervorrichtung 310 angebracht
ist. Der mündungsseitige Leitungsabschnitt 336 ist
mit dem Aufsatz 356 koaxial ausgerichtet, so dass durch
die Gasfördervorrichtung 310 strömendes
Rauchgas einen geradlinigen Gasströmungsverlauf aufweist.
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Der
Aufsatz 356, der einen zusätzlichen Schornsteineffekt
bezweckt, unterstützt die Gasfördervorrichtung 310 in
ihrer Funktion, Rauchgas aus einem in der 4a nicht
dargestellten Schornstein zu saugen. Auf diese Art und Weise kann
die Gasfördervorrichtung 310 entlastet werden,
was in vorteilhafter Weise einerseits deren Energieverbrauch und andererseits
deren Geräuschabstrahlung mindert.
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Der
in 4b gezeigte rohrförmige
Aufsatz 456 hat die besondere Eigenschaft, dass er einfach über
den mündungsseitigen Leitungsabschnitt 436 gestülpt
werden kann und an diesem befestigt ist. Die Verwendung eines Adapters,
wie in 4a gezeigt, wird somit umgangen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 20216502
U1 [0003, 0052]