DE3038860C2 - Schalldämpfende Ausbildung eines Gehäuses einer brennstoffbeheizten Wärmequelle - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine schalldämpfende Ausbildung eines Gehäuses einer brennstoffbeheizten Wärmequelle gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Aus der DEOS 23 10 967 ist ein Gaswasserheizer bekanntgeworden, der als Wärmequelle aus einem "on einem Brenner beheizten Wärmetauscher besteht, der unter ßelassung eines luftgefüllten Zwischenraumes von einem Gehäuse umgeben ist. das an seiner Innenseite von einer schallschluckenden Auskleidung abgedeckt ist.

Aus der DE (JS 23 2b 499 ist eine Vorrichtung zur Verhinderung der Verschmutzung von Schalldämpfern Bekähnlpwörden, die mit schallabsorbierendem Material gefüllt und zürri freien Querschnitt hin akustisch transparent abgedeckt ist,

Aus der DE-OS 20 23 895 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in Feuerräumen Und Rauchgaszügen bekanntgeworden, bei dem die Begrenzungswände so in Loch- und/oder Schlitzform perforiert sind, und wobei hinter diesen Begrenzungswänden vorhandene Hohlräume so mit den Perforationen in Verbindung gebracht werden, daß sich durch entsprechende Abstimmung der Perforationen und der Hohlräume aufeinander schalldämpfende Resonatoren vorzugsweise für tiefere Frequenzen ergeben. Bevorzugt sind die Resonatorhohlräume in die der Kesselisolierung dienende Ummantdung aus Mineralfaserwolle eingebracht.

Aus der DE-AS 15 79 832 ist ein Heizkessel bekanntgeworden, bei dem der Kesselkörper von einer innen mit Schalldämmeinlagen belegten Kesselverkleidung umgeben ist.

Schließlich ist es aus der DE-OS 23 21 649 bekannt, an e..iem ein schallbehaftetes Medium führenden Kanal eine Kammer vorzusehen, bei der mit Koppelgliedern, die auf ein ungerades mehrfaches einer Viertelwellenlänge der Frequenz der abscheidenden Welle bemessen sind, Schallenergie auszukoppeln.

Die Erfindung geht davon aus, daß innerhalb einer brennitoffbeheizten Wärmequelle eine Vielzahl von Schallquellen vorhanden sind, die zudem Schallenergie auf unterschiedlichen Frequenzen abstrahlen, vergleiche hierzu insbesondere Fig. 1.

Aus dem Diagramm der Fig. 1 ist ein Schaubild ersichtlich, das die wichtigsten Geräuschquellen eines bestimmten ausgewählten Gaswasserheizers bei einer Brennerleistung von etwa 20 kW darstellt. Diese sind im wesentlichen: das Verbrennungsgeräusch, das Injektorgeräusch und das Düsengeräusch. Bei ölbeheizten Wärmequellen treten ähnliche analoge Geräuschquellen auf. Wesentlich ist, daß die einzelnen Geräusche der Geräuschquellen sich über das gesamte Frequenzband von etwa 50 H/ bis 1OkHz keineswegs gleichmäßig verteilen, sondern daß bestimmte Frequenzen ausgesprochen Maxima an Geräuschintensitäten darstellen, sowie es auch ausgesprochene Minima gibt. Insbesondere ist aus der F i g. 1 ersichtlich, daß bei einem bestimmten Gerät das Verbrennu.rfsgeräusch sein Maximum bei etwa 300 und 500 Hz aufweist. Bei diesen beiden Frequenzspitzen wird ein Geräuschpegel von 50 dB überschritten und etwa 55 dB erreicht. Für die Wirksamkeit einer schalldämpfenden Maßnahme wäre es hier erforderlich und zweckmäßig, eine Schalldämpfung gezielt im Bereich von 300 und 500 Hz eventuell im Bereich von 300 bis 500 Hz einzusetzen. Das würde zur Folge haben, daß das Frequenzspektrum im angegebe nen Bereich unter die 50-dBGrenze sinkt, ohne daß der übrige Geräuschpegel über das Frequenzband des Verbrennungsgeräusches insgesamt beeinflußt werden müßte. Zwar wäre eine Beeinflussung des außerhalb der angegebenen Grenzen vorhandenen Frequenzbandes auch möglich und wirksam, nur nicht in so großem Ausmaß. Analog folgt, daß man im Bereich des Injektorgeräusches schalldämpfende Maßnahmen im Frequenzband um 2.4 und 8.5 kHz ansetzen müßte. Beim Dusengeräusch müßte man ein Frequenzband von etwa 6 bis 10 kHz bevorzugt einer Dämpfung unterwerfen.

Bei Einsetzen einer solchen frequenzgerichteten Schalldämpfung würden dann Maxima der Schallintensitäten auftreten, die bei anderen Frequenzen liegen. 1st also mit der ersleri SchäHdähipfutigSfn'äßnähme im Bereich des Verbrennungsgeräüsches Und des Injektorgeräusches sowie des Düsengeräusches eine erhebliche Herabsetzung der Intensitäten in einzelnen Frequenzen oder Frequenzbändern erreicht worden und ist eine weitere Herabsetzung zwingend nötwendig, so müssen

die πίπ gebildeten, anders liegenden Frequenzen geprüft werden, die nunmehr die Intensitätsmaxima darstellen, und weitere schalldämpfende Maßnahmen ergriffen werden, um die neu gebildeten Maxima abzubauen.

Diese Maßnahme ist, wie gesagt, für jeden einzelnen Gerätetyp gesondert zu treffen, man kann aber andererseits jedem einzelnen Gerät bestimmte Erstund Zweit-Frequenzen zuordnen, die die Erst- und Zweit-Maxima der Geräuschintensität bilden. Kennt man die Frequenzen, bei denen die Geräuschmaxima der ersten sowie der zweiten und eventuell folgender Dämpfüngsmaßnahmen auftreten, so kann für ein bestimmtes Gerät nach einmaliger Bestimmung der Maxima gezielt schalldämpfende Maßnahmen vorgeschlagen werden, die sich bei Folgegeräten des gleichen Gerätetyps gleich gut auswirken werden. Bei Änderung der baulichen Gegebenheiten der Geräte sind daher die Frequenzen der Schallintensitätsmaxima erneut zu messen und demgemäß diesen neu gemessenen Frequenzen die Dämpfungsmaßnahmen zuzuordnen.

Dieses Vorgehen ist unabhängig von der jeweiligen Ausgestaltung der Wärmequelle, ob es sich demgemäß um einen Gas- oder Ölbrenner handelt, ob es sich um einen Vormischbrenner oder Diffusionsbrenner handelt. Weiterhin ist für diese Vorgehensweise belanglos, ob es sich um einen Kessel, Durchlauferhitzer oder Speicher handelt und ob der Durchlauferhitzer beziehungsweise Kessel lediglich im Durchlauf oder auch im Umlaufverfahren arbeite!. jn

Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgpbe zugrunde, schalldämpfende Maßnahmen für die maßgeblichen Geräuschquellen einer Wärmequelle zu schaffen, die nach einmaliger Bestimmung bei der laufenden Geräteserie ohne Änderung angewendet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkma'c gelöst.

Der hierai" ersichtliche technische Fortschritt liegt darin, daß man nach Messung der die Hauptschallintensität tragenden Frequenzen der Schallquellen gezielt schalldämpfende Maßnahmen treffen kann, die diesen Frequenzen zugeordnet werden können, um die abgestrahlten Schallpegel frequenzmäßig wirksam zu dämpfen.

Weitere Ausgestaltung jnd besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteiansprüehe sowie der nachfolgenden Beschreibung, die anhand der Au:^führungsbeispiele gemäß der Fig. 2 bis 4 Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung darstellen. Fs zeigt

F 1 g. 2 einen Teilschnitt durch einen Umlaufwasserheize^r mit geschnittenem Gehäuse,

F 1 g i einen Querschnitt durch das Gehäuse eines Gaswasserheizers in Seitenansicht und

F 1 g. 4 einen Querschnitt durch einen Gaswasserheizer und sein Gehäuse mit Ansicht von oben.

In den F 1 g. 2 bis 4 bedeuten gleiche Eezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten

_t Eine Wärmequelle 1 weist einen Wärmetauscher 2, ;,eineStrömüngssicherung3 und ein Abgasrohr 4 auf, das ein Gehäuse 5 nach oben im Bereich einer Öffnung 6 durchsetzt. Unterhalb des Wärmetauschers 2 ist ein Brenner 7 angeordnet, der von in einem Gehäuse 8 angeordneten Gas- und Wasserarmatür beaufschlagt ist. Bei dem Brenner handelt ps sich im Ausführungsbeispiel um einen Vormischgasbrenner. An das Gehäure 8 ist eine Gasleitung 9 sowie Umlaufwasserleitungen 10 und 11 angeschlossen. Das Gehäuse 5 besteht aus die Wärmequelle 1 an ihren Seitenwänden sowie an de~ Ober- und Unterseite umgebenden Blechteilen, die in geeigneter Weise miteinander, teils abnehmbar, verbunden sind. Es sind somit Seitenteile 12 und 13 in Fig. 2 sichtbar, in der F i g. 3 die Seitenteile 14 und 15.

Weiterhin ist in der Fig. 2 die Unterseite 16 und die Oberseite 17 erkennbar.

Die Wärmequelle weist zwischen sich und sämtlichen senkrechtstehenden Gehäuseseitenteilen 12 bis 15 kanalartige Zwischenräume 18 auf, die gleichermaßen senkrecht stehen. Unterhalb der Wärmequelle und zwischen ihr und der Unterseite 16 sind gleichfalls hier waagerechte Zwischenräume 18 vorhanden, gleichermaßen auch im Raum oberhalb der Wärmequelle und der Gehäuseoberseite.

Sämtliche Zwischenräume 18, die aber nicht überall vorhanden sein müssen, sondern bedarfsweise sein können, werden auf der der Wärmequelle 1 abgewandten Seite von Mänteln 19 von λ/4 ..analen begrenzt. Diese λ/4- Kanäle weisen schalldämpfende Charakteristiken auf. auf die später noch eingegangen wird.

Die λ/4-Kanäle sind mit ihrer anderen Mantelse'te an der Innenseite des Gehäuses 5 angebracht.

Die /'./4-Kanäle bestehen bevorzugt aus allseitig geschlossenen Hohlkörpern mit einer Eingangsöffnung 20, die jeweils dem Zwischenraum 18 zugewandt ist. Aus der F i g. 2 ist ersichtlich, daß die Wärmequelle 1 sowohl an ihren senkrechten Begrenzungswänden als auch an der Ober- und Unterseite vollständig von solchen λ/4-Kanälen umgeben ist.

Die λ/4-Kanäle sind bevorzugt aus Uförmigen Basisteilen hergestellt, die mit ihrer Unterseite an der Innenseite der Gehäusewände 12 bis 17 angeklebt sind. Diese Uförmigen Basisteile weisen somit Kanäle in Form eines U auf mit zwischen ihnen stehengebliebenen Stegen. Diese Kanäle werden auf die erforderliche Länge entsprechend durch Querbegrenzunge<i 22 gebracht, so daß ein jeder U-förmige Kanal in zwei 21 durch die Querbegrenzung geteilt wird. Die Querbegrenzung 22 w ird jeweils so in das U eingesetzt, daß die entstehenden Kanäle eine solche Länge aufweisen, daß sie gerade einen λ/4-Kanal für die in ihrer Schillintensität zu dämpfende Frequenz f aufweist. Eis besteht bekanntlich der Zusammenhang, daß die Schallgeschwindigkeit c das Produkt aus Wellenlänge und Frequenz f ist. Da die Schallgeschwindigkeit eine Konstante darstellt, kann bei Messung der Frequenzen, bei denen die Schallintensität maximal ,mitritt, mühelos die zu dämpfende S:hallwellenlänge ermittelt werden und demgemäß die λ/4-Kanäle entsprechend berechne¹ werden. Da man eine Vielzahl von Uförmigen Kanälen an deii senkrechtstehenden Seitenwänden des Gehäuses und an der Gehäuse-Ober- sowie -Unterseite anbringen kann, besteht die Möglichkeit, eine Viei/ahl von andersartig abgestimmten λ/4-Kanälen zu bilden, so daß ganze Frequenzspektren in der Schallabstrahlungsintensität geschwächt werden können Die geschlossene Form der λ/4 Kanäle entsteht schluöendlich, indem jeweils mehrere U-förmige Kanäle durch eine Abdeck* platte 23 abgedeckt werden. Diese Abdeckplatte 23 weist die bereits erwähnten Öffnungen 20 je Kanal auf. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die einzelnen λ/4-Kanäle dadurch herzustellen, daß die entsprechen' den Körper im Spritzgußverfahren hergestellt werden und die Öffnungen durch Kerne bewerkstelligt werden.

Hierzu müssen dann die Kerne die entsprechenden Abmessungen zur Erzielung der Λ/4-Kanälc bekommen. Bevorzugt weisen sämtliche λ/4-Kanäle ein quadcrförmiges Innenvolumen auf. Es ist aber auch möglich, daß Innenvolumen zylinderförmig, dreikantförmig oder oval zu gestalten. Wesentlich ist dabei nur, daß bei quaderförmigem Innenvolumen die Breite und Höhe des A/4-Kanals sowie die Öffnungsbreite der Öffnung 20 und deren Höhe sowie die Breite des Zwischenraums 18 gleich groß sind. Der Querschnitt des Λ/4-Kanals entspricht dem Querschnitt der Öffnung 20. Das Material für die Kahalkörper ist schallweich' ausgebildet, mil guten Erfolg können hierbei handelsübliche Materialien eingesetzt werden, z. B. Faserdüitiifistoffe.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schalldämpfende Ausbildung smes Gehäuses einer brennstoffbeheizien Wärmequelle, die im Abstand von einem Gehäuse umgeben ist, wobei der Zwischenraum zwischen Gehäuse und Wärmequelle mit einer schalldämpfenden Einrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zwischenraum (18) wenigstens eine Platte eingelegt ist, die U-artige Schlitze zur Bildung vcn λ/4-Kanä- iü len (21) auf der der Wärmequelle zugewandten Seite aufweist, in die Querbegrenzungen (22) eingesetzt sind.

2. Schalldämpfende Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei λ/4-Kanälen (21) mit quaderförmigem Innenvolumen die Breite und die Höhe des Kanals sowie die Breite der Öffnung (20) und deren Höhe gleich der Breite des Zwischenraums (18) gehalten sind.

3. Schalldämpfende Ausbildung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet,daß der Querschnitt des λ/4-Kanals (2i) der dem Querschnitt dtr öffnung (20) gleich groß ist.

4. Schalldämpfende Ausbildung nach einem tief Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (19) der λ/4-Kanäle (21) aus schallweirhem Material bestehen.

5. Schalldämpfende Ausbildung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß auf die U-artigen Körper Deckel aufgesetzt sind, die öffnungen (20) aufweisen.

6. Schalldämpfende Ausbildung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (20) an den Enden des Gehäuses (1) oder der Gehäuseteile der Wärmequelle (5) mit zwischenliegender Querbegrenzung (22) angeordnet sind.

7. Schalldämpfende Ausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (20) so angeordnet ist. daß eine Umlenkung von 90 Grad aus dem Zwischenraum (18) in Längserstreckung des λ/4-Kanals (21) stattfindet.

8. Schalldämpfende Ausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Körper mit U-förmigen Kanälen aufeinandergesetzt sind.