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Schalldämpfer mit Diffusor Die Erneuerung betrifft eine Vorrichtung
zur Dämpfung des Geräusches in einer Leitung für strömende Gase und zur Herabsetzung
der Gasgeschwindigkeit, welche Vorrichtung aus einem Gefäss besteht, dessen Innenfläche
mit einer Schicht eines schallschluckenden Werkstoffs ausgekleidet ist und das an
der einen Seite mit einer Gaszufuhr und an der anderen Seite mit einer Gasabfuhr
und ferner mit Mitteln zur Führung des Gasstroms in Gefäss versehen ist.
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Schalldämpfer dieser Art werden u.a. hinter Ventilen zur Druckminderung
strömender Gase eingesetzt. Das Druckminderungsvefltil und die angeschlossenen Leitungen
können eine starke Geräuschquelle bilden.
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In den Fällen, wo das Verhältnis des Gasdrucks vor und hinter dem
Ventil nur wenig grösser oder geringer ist als das sog. kritische #ruckverhältnis',(d.h.
das Druckverhältnis, bei demdie Durchflussgeschwindigkeit des Gases durch das Ventil
ihren Höchstwert erreicht, soll der Druckverlust im Schalldämpfer möglichst niedrig
gehalten werden, damit die Kapazität des Druckminderventils vollständig benutzt
werden kann. Um dabei zugleich die Gasgeschwindigkeit auf den gewünschten Wert herabsetzen
zu können, muss der Schalldämpfer diffusorförmig ausgebildet sein. Der Nachteil
dieser Diffusoren und somit#auch der Schalldämpfer ist die grosse Baulänge. Der
Öffnungswinkel
beträgt meistens, je nach der Art des Gases, weniger
als 100.
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Aus der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 7010486 ist
eine diffusorähnliche schalldämpfende Konstruktion bekannt, welche aus einem Leitungsteil
besteht, in dem zwei verschiedene schallschluckende Massen angeordnet sind Die Oberfläche
einer dieser Massen dient zur Führung des Gases im Gefäss und zwar so, dass Geschwindigkeit
und Druck des eintretenden Gases auf niedrigere Werte herabgesetzt werden. Ein Nachteil
dieser Vorrichtung ist, dass die andere Masse, welche von der erstgenannten Masse
umgeben ist, keine Reglung gestattet.
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Auch ist bekannt, Leitungsabschnitte mit einer schalldämpfenden Auskleidung
und mit Führungsplatten zu versehen, wie in der offengelegten niederländischen Patentanmeldung
271427 angegeben ist. Diese Vorrichtung kann, wie sich aus Figur 8 ergibt, auch
als Diffusor dienen. Nachteil dieser Vorrichtung ist nach wie vor die grosse Baulänge.
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Aufgabe der vorliegenden Erneuerung ist die Konstruktion eines Schalldämpfers,
in dem die Geschwindigkeit des einströmenden Gases auf den gewünschten Wert beim
Austritt herabgesetzt wird, ohne dass sich dabei ein nennenswertes Druckgefälle
einstellt, welches Gerät eine kurze Baulänge zeigt und eine schalldämpfende Wirkung
hat, welche besser ist als die eines ausgekleideten Rohrteils.
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Dazu bestehen erneuerungsgemassdie Mittel zur Führung des Gasstromes
aus einem sich an die Gaszufuhr anschliessenden, in der Strömungsrichtung des Gases
divergierenden Rohr, dessen Achse etwa mit der Achse des Gefässes zusammenfällt,
und aus einer am einen Ende verschlossenen Buchse, deren Innenfläche zumindest zum
Teile mit einem schallschluckenden Material versehen ist, welche Buchse unter Beibehaltung
eines gewissen Zwischenraums das dfvergierende Rohr umschliesst und zwar so, dass
das divergierende Rohr nach dem verschlossenen Ende der Buchse gerichtet ist und
die Querschnittsfläche des Gasdurchflusskanals, gebildet durch das divergierende
Rohr und den Raum zwischen der Aussenfläche des divergierenden Rohres und der Innenfläche
der Buchse in Richtung des Gasstroms stets grösser wird.
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Die Vorrichtung wird vorzugsweise im wesentlichen rotationssymmetrisch
ausgeführt; Gefäss und Buchse sind vorzugsweise zylindrisch ausgebildet.
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Als schallschluckendes Material können sämtliche als solches bekannten
Materialien verwendet werden. Sehr geeignet sind u.a. Stoffe wie Glaswolle, Stein-
und Schlackenwolle, Textil, rostfreie Stahtwolle, korkähnliche Stoffe oder Blahpolymerisate.
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Der richtige Wert für den Öffnungswinkel des divergierenden Rohres
wird bedingt durch die Art des Gases und die jeweiligen Betriebsbedingungen.
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Der Offnungswinkel-ann##wischen.i und 100 liegen.
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Die Erneuerung wird anhand der Zeichnung in Form eines nicht ein
schränkenden Beispiels erläutert. Es zeigen Figur 1 einen schematischen Längsschnitt
einer Ausführungsform der erneuerungsgemässen Vorrichtung;-und Figur 2 einen schematischen
Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der erneuerungsgemässen Vorrichtung.
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Ein zylindrisches Drudkgefäss 1 ist mit einer axialen Gaszufuhr 2
und einer axialen Gasabfuhr 3 versehen. An die Gaszufuhr schliesst sich ein divergierendes
Rohr 4 an, dessen Achse mit der Achse des Gefässes 1 zusammenfällt. Die Erzeugenden
der konischen Innenfläche des divergierenden Rohres und die Richtung der Achse bilden
einen Winkel α/2, in dem α der Öffnungswinkel des divergierenden Rohres
ist. An der Innenwand des Gefässes ist eine Schicht eines schallschluckenden Materials
5, z.B. Glaswolle, angebracht, welche von einem Korb 6, z.B. aus gelöchertem Stahlblech
oder Gewebe, an ihrem Platz gehalten wird. Ein Glasgewebe 7 verhindert, dass die
Glaswolle durch die Locher des Korbs 6 hinaustritt.
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Um das divergierende Rohr 4 befindet sich eine zylindrische, am einen
Ende verschlossene Buchse 8. In diesem Beispiel besteht die Buchse 8 aus einem aus
Blechstahl hergestellten Aussenmantel 9 und einem aus demselben Stoff angefertigten
Innenmantel 10. Zwischen den beiden Mänteln 9 und 10 befindet sich eine Schicht
eines schallschluckenden Materials 11, z,B. wiederum Glaswolle Der zylindrische
Teil des Innenmantels 10 ist Vom offenen Ende der Buchse 8 an etwa über die Länge
des diyergierenden Rohrs 4 mit Löchern versehen; dieser gelöcherte Teil ist mit
13 bezeichnet. Zwischen diesem Teil 13 des Innenmantels 10 und dem schallschluckenden
Werkstoff 11 ist wiederum Glasgewebe 12 vorgesehen Das Gas strömt mit grosser Geschwindigkeit,
z.B. 300 m/sec bei 2 hinein. Am Ende des divergierenden Rohres 4 ist diese Geschwindigkeit
bereits auf etwa 100 bis 150 m/sec zurückgegangenen Der Gasstrom kehrt hier um und
das Gas fliesst zwischen der Aussenseité des divergierenden Rohres 4 Und der Innenfläche
der Büchse 8 zum offenen Ende der Büchse 8. Auch über diese Strecke wird die Querschnittsfläche
des Durchströmungskanals, der für den Gasstrom verfügbar ist, stets grösser, so
dass das Gas, nachdem es das offene Ende der Büchse erreicht hat, eine Geschwindigkeit
von etwa 50 m/sec hat. Mit
dieser Geschwindigkeit strömt das Gas
zwischen der Aussenseite der Büchse 5 und der Innenseite des Gefässes 1 in die Abfuhr
3 und die daran angeschlossene Niederdruckgasleitung.
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~ Weil auf diese Weise der Diffusorteil des Schalldämpfers in zwei
Teilen unterteilt ist, wobei der Teil mit den kleinsten Querschnittsflächen innerhalb
des Teils mit den grosseren Querschnittsflächen ~liegt, wird eine kurze Baulänge
möglich, wobei das Gas trotzdem eine lange Strecke am schallschluckenden Material
entlang zurücklegt. Ausserdem liegt der Abschnitt, wo das stärkste Geräusch erzeugt
wird, innerhalb von zwei Schichten (5 und 11) eines schallschluckenden Materials,
wodurch im Vergleich zu anderen schon bekannten Vorrichtungen eine gute Schalldämpfung
erzielt wird.
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Wie in Figur 2 dargestellt, in der dieselben Einzelteile wie in Fig.
1 mit denselben Ziffern bezeichnet sind, kann die Zufuhr 2 und/oder die Abfuhr 3
seitlich statt axial an den Enden des Gefässes 1 angebracht sein; eine an der Seite
angebrachte Zufuhr 1 geht über einen Rohrkrümmer 2 in das divergierende Rohr über.
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Es sind mehrere Ausführungsformen des dargestellten Beispiels möglich.
In manchen Fällen hat es sich als wünsöhenswert ergeben, das divergierende Rohr
4 doppelwandig auszuführen, wobei zwischen Innen- und Außenwand ein Hohlraum ist.
Die Innenwand besteht dabei vorzugsweise aus mit Löchern versehener Metallplatte.
Bei größeren Schalldämpfern sind Vorkehrungen zu treffen, damit das Gefäß 1 nicht
selbst in Resonanz gerät. Dazu wird die Wand des Gefäßes 1 örtlich derart versteift
oder gedämpft, z.B. mit einem äußeren oder inneren Ring, daß störende Resonanzen
nicht entstehen. Weiter kann das verschlossene Ende des Innenmantels 10 zur Erreichung
einer besseren Führung des Gasstroms, wie in Fig. 2 eingezeichnet, mulde-nförmig
oder in einer anderen gerundeten Form ausgebildet sein, die Büchse 8 oder wenigstens
der Außenmantel 9 kann in der Weise konisch ausgebildet sein, daß die Querschnittsfläche
am offenen Ende der Büchse 8 größer ist als am verschlossenen Ende, so daß auch
der Teil zwischen der Außenseite der Büchse 8 und der Innenseite des Gefäßes 1 als
Diffusor wirkt, es kann auch an anderen als den eingezeichneten Stellen ein schallschluckendes
oder scha?ld mr-ndes Mate - L angeL ~it sind, namentlich kann
der
ganze Schalldämpfer auswendig mit derartigem Material verkleidet sein.
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~Diese und ähnliche Ausführungen sollen innerhalb des Rahmens der
vorliegenden Erfindung fallen. Ein Vorteil der Ausführung gemäß dem Beispiel ist
aber die einfache Konstruktion, wodurch niedrige Herstellungskosten möglich sind.