DE2706591B1

DE2706591B1 - Schalldaempfungskulisse

Info

Publication number: DE2706591B1
Application number: DE2706591A
Authority: DE
Inventors: Diether Uderstaedt
Original assignee: SCHWING BAU D UDERSTAEDT KG
Current assignee: SCHWING BAU D UDERSTAEDT KG
Priority date: 1977-02-16
Filing date: 1977-02-16
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2706591C2

Description

Die erfindungsgemäße Schalldämpfungskulisse, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schmutzfanggitter in die an der Schalldämpfungskulisse vorbeigeführte Gasströmung ragende, die Schmutzfanggitter in Schwingungen versetzende Anregungskörper aufweisen. Es wird also ein Teil der Energie der Gasströmung ausgenutzt, um permanent - über die Anregungskörper - die Schmutzfanggitter in Schwingungen zu versetzen, so daß von der Gasströmung mitgeführte Partikel fester Stoffe sich auf den Schmutzfanggittern nicht ablagern können, nämlich immer wieder »abgeschüttelt« werden.
Also können die Schmutzfanggitter so fein- bzw.
engmaschig ausgeführt sein, daß sie tatsächlich ein Hindurchtreten von Partikeln fester Stoffe verhindern.
Gleichwohl verlieren die Schmutzfanggitter nicht die notwendige akustische Transparenz, so daß die anfängliche Schallabsorptionsfähigkeit der Schalldämp fungskulisse über lange Zeit auch dann erhalten bleibt, wenn die an der Schalldämpfungskulisse vorbeigeführte Gasströmung Partikel fester Stoffe mitführt. Darin ist zusammengefaßt der durch die Erfindung erreichte Vorteil zu sehen.
Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäß gestaltete Schalldämpfungskulisse weiterzubilden, was im folgenden beispielhaft erläutert werden soll.
Bei der in Rede stehenden Schalldämpfungskulisse sind die Anregungskörper, mit deren Hilfe die Schmutzfanggitter in Schwingungen versetzt werden, vorzugsweise senkrecht zur Gasströmung und parallel zu den Schmutzfanggittern angeordnet. Dadurch wird bei einer bestimmten gewollten Schwingungsamplitude und -frequenz die Gasströmung durch die Anregungskörper nur minimal beeinflußt, Es ist aber auch möglich, Anregungskörper beliebigen Querschnitts unter einem spitzen Winkel zur Gasströmung, also in bezug auf die Strömungshauptachse schwach geneigt, anzuordnen.
Hierbei entstehen Abreißwirbel mit Kräften senkrecht zur Gasströmung und parallel zu den Schmutzfanggittern. Durch diese Kräfte werden die Schmutzfanggitter zu Biegeschwingungen angefacht, deren Ebene senkrecht zur Gasströmung und quer zu den Schmutzfanggittern liegt.
Die für eine erfindungsgemäß gestaltete Schalldämpfungskulisse notwendige oder zumindest zweckmäßige Anzahl von Anregungskörpern hängt natürlich stark von der Größe der Schalldämpfungskulisse, insbesondere von der Erstreckung in Richtung der Gasströmung ab. Zumeist empfiehlt es sich, in Richtung der Gasströmung mehrere Anregungskörper hintereinander anzuordnen, bzw. bei schwach zur Gasströmung geneigten Anregungskörpern mehrere Anregungskörper gestaffelt vorzusehen.
In bezug auf die Ausführung der Anregungskörper gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zunächst können die Anregungskörper brett- oder balkenförmig ausgeführt und vorzugsweise unter einem spitzen Winkel zur Gasströmung an die Schmutzfanggitter angeschlossen sein. Nach einer weiteren Lehre, der besondere Bedeutung zukommt, sind jedoch die Anregungskörper kreis- oder kreiszylinderförmig ausgeführt und vorzugsweise mit Abstand von den Schmutzfanggittern an die Schmutzfanggitter angeschlossen. Bei dieser Ausführungsform der Anregungskörper entstehen senkrecht zur Gasströmung und senkrecht zu den Schmutzfanggittern gerichtete Kräfte (periodische Kräfte nach Kärmän bei günstiger Zuordnung von Querschnitt der Anregungskörper und Geschwindigkeit der Gasströmung oder stochastische Kräfte bei Strömungsabriß), die besonders wirkungsvoll die Schmutzfanggitter in Schwingungen versetzt.
Im übrigen empfiehlt es sich, die Schmutzfanggitter in Richtung der Gasströmung mehrfach zu fixieren. Die »Fixpunkte« können hierbei aus definierten Federn (Blattfedern od. dgl.) bestehen. Diese Maßnahme dient dem Ziel, eine bestimmte Schwingungsamplitude und -frequenz zu erzielen, vor allem die Schwingungsamplitude der Beschaffenheit des gasförmigen Mediums und der mitgeführten Stäube anzupassen. Dem gleichen Ziel dient eine weitere Lehre, die dadurch gekennzeichnet ist, daß den Schmutzfanggittern - vorzugsweise am in Richtung der Gasströmung gesehenen vorderen und/oder hinteren Ende - Spannvorrichtungen zur Einstellung der die Eigenfrequenz bestimmenden Biegesteifigkeit zugeordnet sind.
In Abhängigkeit von den die Schwingungsfrequenz der Schmutzfanggitter bestimmenden Parametern (u. a.
Geschwindigkeit der Gasströmung, spezifische Dichte des strömenden Gases, Reynoldssche Zahl) kann dann die die Eigenfrequenz der Schmutzfanggitter bestimmende Biegesteifigkeit eingestellt werden.
Häufig sind Schalldämpfungskulissen der in Rede stehenden Art mit Anström- und/oder Abströmprofilen versehen. Diese Anström- und Abströmprofile sind am in Richtung der Gasströmung gesehenen vorderen und hinteren Ende der Schalldämpfungskulisse verwirklicht, - also dort, wo auch zweckmäßigerweise die zuvor erläuterten Spannvorrichtungen zur Einstellung der die Eigenfrequenz bestimmenden Biegesteifigkeit der Schmutzfanggitter vorgesehen sind. Damit nun diese Spannvorrichtungen auch bei bereits montierten Anström- und Abströmprofilen betätigt werden können, empfiehlt es sich, die Anström- und Abströmprofile mit Ausnehmungen für die Betätigung der Spannvorrichtungen zu versehen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt F i g. 1 in schematischer Darstellung, die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäß gestalteten Schalldämpfungskulisse, Fig.2 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 längs der Linie ll-ll und F i g. 3 in perspektivischer Darstellung und gegenüber den Fig. 1 und 2 vergrößertem Maßstab, ein Schalldämpfungselement aus der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Schalldämpfungskulisse.
Die in den Fig.l und 2 schematisch dargestellte Schalldämpfungskulisse ist für den Lärmschutz, z. B. bei Kühltürmen, Großventilatoren u. dgl., bestimmt und besteht zunächst aus einer Vielzahl von Tragwänden 1, die aus Tragelementen 2 zusammengesetzt sind, und aus innerhalb der Tragwände 1 angeordnetem Absorptionsmaterial 3, das seinerseits in Absorptionseinbauten 4 vorgesehen ist. Die Tragelemente 2 und die das Absorptionsmaterial 3 enthaltenden Absorptionseinbauten 4 bilden Schalldämpfungselemente 5 der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Schalldämpfungskulisse.
Im übrigen zeigen die F i g. 1 und 2 von der Vielzahl der insgesamt vorgesehenen Tragwände 1 der Schalldämpfungskulisse nur drei solcher Tragwände 1.
Wie die F i g.3 zeigt, gehören zu der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Schalldämpfungskulisse noch das Absorptionsmaterial 3 einschließende, akustisch transparente Abdeckungen 6, z. B. aus Lochblech, und vor den Abdeckungen 6 vorgesehene Schmutzfanggitter 7, die relativ feinmaschig ausgeführt sind Die Schmutzfanggitter 7 weisen, wie F i g. 3 zeigt, in die an der Schalldämpfungskulisse vorbeigeführte Gasströmung ragende, die Schmutzfanggitter 7 in Schwingungen versetzende Anregungskörper 8 auf. Mit Hilfe der Anregungskörper 8 wird ein Teil der Energie der Gasströmung ausgenutzt, um die Schmutzfanggitter 7 permanent in Schwingungen zu versetzen, so daß von der Gasströmung mitgeführte Partikel fester Stoffe sich auf den Schmutzfanggittern 7 nicht ablagern können, nämlich immer wieder »abgeschüttelt« werden. Daraus resultiert, daß die Schmutzfanggitter 7 ihre akustische Transparenz nicht verlieren, obwohl sie so feinmaschig ausgeführt sind, daß sie ein Hindurchtreten von von der Gasströmung mitgeführten Partikeln fester Stoffe verhindern.
Wie F i g. 3 zeigt, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Anregungskörper 8 senkrecht zur Gasströmung und parallel zu den Schmutzfanggittern angeordnet, und zwar - in Richtung der Gasströmung -mehrere Anregungskörper hintereinander. Im übrigen sind die Anregungskörper 8 kreisringzylinderförmig ausgeführt und mit Abstand von den Schmutzfanggittern 7 an die Schmutzfanggitter 7 angeschlossen. Durch einen Doppelpfeil 9 ist angedeutet, daß senkrecht zur Gasströmung und senkrecht zu den Schmutzfanggittern 7 Kräfte auftreten, die die Schmutzfanggitter 7 in Schwingungen versetzen (Ausnutzung des Kärmanschen Wirbeleffektes).
Im übrigen zeigt Fig.3 insoweit eine bevorzugte Ausführungsform, als die Schmutzfanggitter 7 in den Punkten der durch die Anregungskörper 8 erzeugten Schwingungen in an die Tragwand 1 angeschlossenen Abstandshaltern 10 eingespannt sind und den Schmutzfanggittern 7 - am in Richtung der Gasströmung gesehenen vorderen Ende - Spannvorrichtungen 11 zur Einstellung der die Eigenfrequenz der Schmutzfanggitter 7 bestimmenden Biegesteifigkeit zugeordnet sind.
Da im dargestellten Ausführungsbeispiel die Tragwände 1 mit Anströmprofilen 12 und Abströmprofilen 13 versehen und die Spannvorrichtungen 11 im Bereich der Anströmprofile 12 verwirklicht sind, weisen die Anströmprofile 12 Ausnehmungen 14 für die Betätigung der Spannvorrichtungen 11 auf.

Claims

Patentansprüche: 1. Schalldämpfungskulisse für den Einbau in Strömungskanäle, in denen mit Stäuben durchsetzte gasförmige Medien transportiert werden, mit mindestens einer Tragwand, mit akustisch transparenten Abdeckungen und mit vor den Abdeckungen angebrachten Schmutzfanggittern, d a d u r c h ge k e n n z e i c h n e t. daß die Schmutzfanggitter (7) in die an der Schalldämpfungskulisse vorbeigeführte Gasströmung ragende, die Schmutzfanggitter (7) in Schwingungen versetzende Anregungskörper (8) aufweisen.
2. Schalldämpfungskulisse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungskörper (8) senkrecht, unter einem spitzen Winkel oder parallel zur Gasströmung sowie parallel oder unter einem spitzen Winkel zu den Schmutzfanggittern (7) angeordnet sind
3. Schalldämpfungskulisse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Gasströmung mehrere Anregungskörper (8) hintereinander und/oder nebeneinander und/oder gestaffelt versetzt angeordnet sind.
4. Schalldämpfungskulisse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungskörper brett- oder balkenförmig ausgeführt und vorzugsweise unter einem spitzen Winkel zur Gasströmung an die Schmutzfanggitter angeschlossen sind
5. Schalldämpfungskulisse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungskörper (8) kreis- oder kreiszylinderförmig ausgeführt und vorzugsweise mit Abstand von den Schmutzfanggittern (7) an die Schmutzfanggitter (7) angeschlossen sind
6. Schalldämpfungskulisse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmutzfanggitter (7) in bestimmten Punkten der durch die Anregungskörper (8) erzeugten Schwingungen in an die Tragwand (1) angeschlossenen Abstandshaltern (10), die als Federn ausgeführt sein können, eingespannt sind
7. Schalldämpfungskulisse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Schmutzfanggittern (7) - vorzugsweise am in Richtung der Gasströmung gesehen vorderen und/oder hinteren Ende - Spannvorrichtungen (11) zur Einstellung der die Eigenfrequenz bestimmenden Biegesteifigkeit zugeordnet sind.
8. Schalldämpfungskulisse nach Anspruch 7, bei der Anströmprofile und/oder Abströmprofile vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmprofile (12) und/oder die Abströmprofile Ausnehmungen (14) für die Betätigung der Spannvorrichtungen (11) aufweisen.

Die Erfindung betrifft eine Schalldämpfungskulisse für den Einbau in Strömungskanäle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, der sich auf die Lehre der DT-OS 2326499 abstützt. Zur Erzielung der Schalldämpfung kann innerhalb der Tragwand Absorptionsmaterial angeordnet sein und/oder kann die Tragwand mit frequenzangepaßten Hohlräumen versehen sein.

Schalldämpfungskulissen werden als Lärmschutz in zunehmendem Maße mit relativ großem Gesamtvolumen benötigt. Das resultiert daraus, daß die Lärmstrahler, bei denen Schalldämpfungskulissen der in Rede stehenden Art eingesetzt werden, immer großflächiger werden, z. B. bei Kühltürmen von Kraftwerken, bei Großventilatoren für die Absaugung von gasförmigen Medien (Saugzüge bei KW-Kesselanlagen, Sintergebläse in Stahlwerken u. a.) und die Entlüftung von staubintensiven Produktionsanlagen.

Hinsichtlich ihres mechanischen Aufbaus sind Schalldämpfungskulissen der grundsätzlich in Rede stehenden Art insbesondere auch aus den deutschen Offenlegungsschriften2439907,2501 470 und 2501 471 bekannt.

Schalldämpfungskulissen der in Rede stehenden Art, die also mit Absorptionsmaterial gefüllt sind und/oder frequenzangepaßte Hohlräume haben, sind dann problematisch, wenn die Gasströmung, die an solche Schalldämpfungskulissen vorbeigeführt wird, Partikel fester Stoffe, z. B. Staub, Ruß usw., mit sich führt.

Tatsächlich dringen nämlich von der Gasströmung mitgeführte Partikel fester Stoffe in das Absorptionsmaterial und/oder in die frequenzangepaßten Hohlräume ein und reduzieren die Schallabsorptionsfähigkeit. Das gilt auch dann, wenn sich die von der Gasströmung mitgeführten Partikel fester Stoffe auf den das Absorptionsmaterial und/oder die frequenzangepaßten Hohlräume einschließenden Abdeckungen ablagern, so daß diese nicht mehr oder nicht mehr hinreichend akustisch transparent sind.

Bei der eingangs beschriebenen, aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 26499 bekannten Schalldämpfungskulisse sollen die vor den das Absorptionsmaterial einschließenden Abdeckungen vorgesehenen Schmutzfanggitter eine Reduzierung der Schallabsorptionsfähigkeit durch von der Gasströmung mitgeführte Partikel fester Stoffe verhindern. In Wirklichkeit wird jedoch eine Reduzierung der Schallabsorptionsfähigkeit nicht verhindert, sondern nur verzögert. Entweder sind die Schmutzfanggitter so fein- oder engmaschig, daß sie tatsächlich ein Hindurchtreten von Partikeln fester Stoffe verhindern. Dann lagern sich jedoch die von der Gasströmung mitgeführten Partikel fester Stoffe auf den Schmutzfanggittern ab, so daß diese ihre notwendige akustische Transparenz verlieren und das Absorptionsmaterial nicht mehr wirksam sein kann. Oder die Schmutzfanggitter sind so grobmaschig, daß sie durch von der Gasströmung mitgeführte Partikel fester Stoffe ihre akutische Transparenz nicht verlieren können.

Dann dringen jedoch die von der Gasströmung mitgeführten Partikel fester Stoffe durch die Schmutzfanggitter hindurch, wenn auch in geringem Maße, als wenn solche Schmutzfanggitter nicht vorgesehen wären.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Schalldämpfungskulisse so auszugestalten und weiterzubilden, daß noch wirksamer verhindert wird, daß von der Gasströmung mitgeführte Partikel fester Stoffe die Schallabsorptionsfähigkeit reduzieren.