DE2355632C3 - Vorrichtung zur Dämpfung des Geräuschs in einer Leitung für strömende Gase - Google Patents

Description

Die L'rfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämp fung des Geräusches in einer Leitung für strömende Gase und zur Verringerung der Gasgeschwindigkeit, mit einem Behälter, dessen Innenfläche mit einer Schicht eines schallschluckenden Materials ausgekleidet ist und der mit einer Gaszufuhröffnung an einem und einer Gasabfuhröffnung am änderen Ende sowie in seinem Innern mit Mitteln zur Führung des Gasstroms versehen ist.

Die Mittel zur Geräuschdämpfung dieser Art werden u. a. hinter Druckminderventilen für strömende Gase eingesetzt Das Druckminderventil und die angeschlossenen Leitungen können eine sehr starke Geräuschquel-Ie bilden.

In den Fällen, wo das Verhältnis des Gasdrucks vor und hinter einem Ventil nur wenig größer oder geringer ist als das sog. kritische Druckverhältnis, d. h. das Druckverhältnis, bei dem die Durchflußgeschwindigkeit

ίο des Gases durch das Ventil ihren Höchstwert erreicht, soll der Druckverlust im Schalldämpfer möglichst niedrig gehalten werden, damit die Kapazität des Druckminderventils vollständig ausgenutzt werden kann. Um dabei zugleich die Gasgeschwindigkeit auf den gewünschten Wert herabsetzen zu können, wird der Schalldämpfer, wie an sich bekannt, diffusorförmig ausgebildet Der Nachteil dieser Diffusoren und somit auch der Schalldämpfer ist die große Baulänge, da der öffnungswinkel meistens, je nach der Art des Gases, weniger als 10° beträgt.

Aus der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 70 10 486 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 Regelung gestattet.

Auch ist bekannt, Leitungsabschnitte mit einer schalldämpfenden Auskleidung und mit Führungsplatten zu versehen, wie in der offengelegten niederländisehen Patentanmeldung 2 71 427 angegeben ist. Diese Vorrichtung kann auch als Diffusor dienen. Nachteil dieser Vorrichtung ist ebenfalls die große Baulänge.

Es ist auch ein Geräuschdämpfer für eine Gasleitung mit einem schallabsorbierendem Abschnitt bekannt (CH-PS 4 11 486), Form eines venturiartigen Durchlasses besitzt. Eine Verminderung der Gasgeschwindigkeit wird bei dieser Vorrichtung jedoch nicht angestrebt und erreicht.
Es ist ferner ein Geräuschdämpfer bekannt (DE-PS 1 91 050), bei dem mittels glockenförmiger Einbauten Pufferräume gebildet werden, in denen ein stoßweise eintretender Gasstrom so gepuffert wird, daß ein gleichmäßiger Strom austritt. Die Dämpfung erfolgt dabei also nicht durch Diffusorwirkung, sondern durch »Pufferung« bzw. »Umlenkung«.

Ferner ist eine Vorrichtung zur Geräuschdämpfung hnter einer Einschnürung am Beginn einer Gasleitung, insbesondere hinter einem Gasdruckregler bekannt (DE-AS 12 59 154), die aus einem hinter der Einschnürung angeordneten sich erweiternden Kanal besteht, in dessen Eingang ein an die Einschnürung anschließender Rohrstutzen unter Belassung eines Injektorringspaltes einmündet. Dabei hat der sich erweiternde Kanal auf seiner gesamten Länge einen radialen Abstand zu der

ω umgebenden Innenwand der Gasleitung, so daß am Kanalausgang ein Teil des Gasstromes in den um den Kanal befindlichen Ringraum abgesaugt und dem Kanaleingang durch den Injektorringspalt wieder zugeführt wird. Diese bekannte Anordnung hat jedoch,

(Γι wie alle Diffusoren, eine erhebliche Einbaulänge.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Vorrichtung zur Dämpfung des Geräuschs in einer Leitung für strömende Gase und zur Verringerung der

Gasgeschwindigkeit der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden, daß bei Verbesserung der Dämpfungswirkung eine sehr kurze Baulänge erzielt wird.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Mittel zur Führung des Gasstromes einerseits ein unmittelbar an die Gaszufuhröffnung angeschlossenes, in Strömungsrichtung des Gases sich kontinuierlich erweiterndes Rohr aufweisen, dessen Achse etwa mit der Achse des Dehälters zusammenfällt, und andererseits eine an einem Ende verschlossene Büchse od. dgl., deren Innenfläche wenigstens zum Teil mit einem schallschluckenden Material versehen ist und mit einem gewissen Zwischenraum das sich erweiternde Rohr umschließt, derart, daß aas Rohr in Richtung auf das verschlossene Ende innerhalb der Büchse frei mündet, und die Querschnittsfläche des einen Gasdurchflußkanal bildenden Zwischenraumes in der Richtung des Gasstromes sich kontinuierlich vergrößert.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner dadurch gelöst, daß bei einer vorstehend erläuterten Vorrichtung das sich erweiternde Rohr doppelwandig ausgeführt ist, so daß zwischen Innen- und Außenwand ein hohlraum besteht, wobei die Innenwand aus einer perforierten Metallplatte besteht. Dabei kann die Wand des Behälters örtlich mit einem außen oder innen angebrachten Ring versteift oder gedämpft sein.

Durch die Erfindung wird also eine Vorrichtung geschaffen, die sehr wirkungsvoll Geräusche in einer Leitung für strömende Gase dämpft und eine Verringerung der Gasgeschwindigkeit bewirkt, ohne daß durch die Verbesserung der Dämpfungswirkung eine größere Baulänge entsteht Im Gegenteil hat die erfindungsgemäße Vorrichtung eine wesentlich kürzere Baulänge als die schlechthin bekannten nach der Diffusorwirkung arbeitenden Schalldämpfer.

Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Ausführungjiorm und

F i g. 2 eine Ansicht ähnlich F i g. 1 durch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung.

Ein zylindrischer Druckbehälter 1 ist mit einer axialen Gaszufuhröffnung 2 und einer axialen Gasabfuhröffnung 3 versehen. An die Gaszufuhröffnung schließt sich ein divergierendes Rohr 4 an, dessen Achse mit der Achse des Behälters 1 zusammenfällt. Die Erzeugenden der konischen Innenfläche des divergierenden Rohres und die Richtung der Achse bilden einen Winkel a/2. in dem a der Öffnungswinkel des divergierenden Rohres ist. An der Innenwand des Gefäßes ist eine Schicht eines schallschluckenden Materials 5, z. B. Glaswolle, angebracht, weiche von einem Korb 6. z. B. aus gelöchertem Stahlblech oder Gewebe, an ihrem Platz gehalten wird. Ein Glasgewebe 7 verhindert, daß die Glaswolle dur^h die Löcher des Korbs 6 hinaustritt.

Um das divergierende Rohr 4 befindet sich eine zylindrische, am einen Ende verschlossene Büchse 8. In diesem Beispiel besteht die Büchse 8 aus einem aus Stahlblech hergestellten Außenmantel 9 und einem aus bo demselben Werkstoff 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 Büchse 8 an etwa 6^r) ober die Länge des divergierenden Rohrs 4 mit Löchern versehen; dieser gelochte Teil ist mit 13 bezeichnet. Zwischen diesem Teil 13 des Innenmnntels 10 und dem schallschluckenden Werkstoff 11 ist wiederum Glasgewebe 12 vorgesehen.

Das Gas strömt mit großer Geschwindigkeit, z. B. 300 m/sec bei 2 ein. Am Ende des divergierenden Rohres 4 ist diese Geschwindigkeit bereits auf etwa 100 bis 150 m/s zurückgegangen. Der Gasstrom kehrt hier um, und das Gas fließt zwischen der Außenseite 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/s hat. Mit dieser Geschwindigkeit strömt das Gas zwischen der Außenseite der Büchse 8 und der Innenseite des Behälters 1 in die Abfuhröffnung 3 und die daran angeschlossene N iederdru-'· gasleitung.

Wie in F i g. 2 dargestellt, in der d!°se'ben Einzelteile wie in Fig. 1 mit denselben Bezugsziftern bezeichnet sind, kann die Zufuhröffnung 2 und/oder die Abfuhröffnung 3 seitlich statt axial an den Enden des Gei'aßes 1 angebricht sein; eine an der Seite angebrachte Zufuhröffnung geht über einen Rohrkrümmer 2 in das divergierende Rohr über.

Es sind mehrere Ausführungsformen des dargestellten Beispiels möglich. In manchen Fällen hat es sich als wünschenswert 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 der Behälter 1 nicht selbst in Resonanz gerät. Dazu wird die Wand des Behälters 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, muldenförmig oder in einer anderen gerundeten Form ausgebildet sein, die Büchse 8 oder wenigstens deren 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 schalldämmendes Material angebracht sein, namentlich kann der ganze Schalldämpfer an seiner Außenseite mit derartigem Material vermeidet sein.

Die Vorrichtung wird vorzugsweise im wesentlichen rotationssymmetrsch ausgeführt; Gefäß und Büchse sind vorzugsweise zylindrisch ausgebildit.

Als schallschluckendes Material können sämtliche als solches bekannten Materialien verwendet werden. Seh< geeignet sind u. d. Stoffe wie Glaswolle, Stein- und Schlackenwolle, Textil, rostfreie Stahlwolle, korkähnliche Stoffe oder Blähpolymerisate.

Für Patentanspruch 1 wird die Priorität der niederländischen Patentanmeldung 72 15 065 vom 8. November 1972 beansprucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Dämpfung des Geräusches in einer Leitung für strömende Gase und zur Verringerung der Gasgeschwindigkeit, mit einem Behälter, dessen Innenfläche mit einer Schicht eines schallschluckenden Materials ausgekleidet ist und der mit einer Gaszufuhröffnung am einen und einer Gasabfuhröffnung am anderen Ende sowie in seinem Innern mit Mittel zur Führung des Gasstromes versehen ist, da durch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Führung des Gasstromes einerseits ein unmittelbar an die Gaszufuhröffnung angeschlossenes, in der Strömungsrichtung des Gases sich kontinuierlich erweiterndes Rohr (4) aufweisen, dessen Achse etwa mit der Achse des Behälters (1) zusammenfällt, und andererseits eine an einem Ende verschlossene Büchse od. dgl. (8), deren Innenfläche wenigstens zum Teil mit einem schallschluckenden Material (1) versehen ist und mit einem gewissen Zwischenraum das sich erweiternde Rohr (4) umschließt, derart, daß das Rohr (4) in Richtung auf das verschlossene Ende innerhalb der Büchse (8) frei mündet, und die Querschnittsfläche des einen Gasdurchflußkanal bildenden Zwischenraums in der Richtung des Gasstromes sich kontinuierlich vergrößert.

2. Vorrichtung zur Dämpfung des Geräusches in einer Leitung für strömende Gase und zur Verringerung der Gasgeschwindigkeit mit einem Behälter, desⁱ?n Innenfläche mit einer Schicht eines schallschluckenden Materials ausgekleidet ist und der eine Gaszufuhröffnung am einen und eine Gasabfuhröffnung am anderen Fnde aufweist, ferner ein an die Gaszufuhröffnung angeschlossenes, in der Strömungsrichtung des Gases sich kontinuierlich erweiterndes Rohr, dessen Achse etwa mit der Achse des Behälters zusammenfällt, und eine an einem Ende verschlossene Büchse od. dgl., deren Innenfläche wenigstens zum Teil mit einem schallschluckenden Material versehen ist und mit einem gewissen Zwischenraum das sich erweiternde Rohumschließt, derart, daß das Rohr in Richtung auf das verschlossene Ende innerhalb der Büchse frei mündet, und die Querschnittsfläche des einen Gasdurchflußkanal bildenden Zwischenraums in der Richtung des Gasstromes sich kontinuierlich vergrößert, dadurch gekennzeichnet, daß das sich erweiternde Rohr (4) doppelwandig ausgeführt ist, so daß zwischen Innen- und Außenwand ein Hohlraum besteht, und wobei die Innenwand aus einer perforierten Metallplatte besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Behälters (1) mit einem außen oder innen angebrachten Ring versteift oder gedämpft ist.