DE3208640C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Geräuschdämpfer für expandierende Gase, insbesondere für den Abdampf aus industriell-energetischen Hochdruckkesseln, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und seine Verwendung.

Während des Ingangsetzens von Hochdruckdampfkesseln aus dem Kaltzustand wird der erzeugte Naßdampf bis zur Erreichung der nominalen Betriebskennwerte des Kessels ausgeblasen. Auch nach durchgeführten Reparaturarbeiten, insbesondere nach der Ausmauerung, erstreckt sich der Anlauf des Kessels wegen des unentbehrlichen Trocknens durch allmähliche Erwärmung der Ausmauerung bis zu 30 Stunden, wobei ein ständiges Abführen des in dieser Zeit erzeugten Dampfes notwendig ist. Der aus der Abströmleitung des Kessels direkt in die Atmosphäre abgeleitete Hochdruckdampf entspannt sich plötzlich, wodurch ein Geräusch von sehr hoher Intensität in den Grenzen von 140-160 dB erzeugt wird. Ein derart hoher Geräuschpegel bildet eine Gesundheitsgefährdung für die in unmittelbarer Nähe Arbeitenden und übt einen ungünstigen Einfluß auf die Arbeitsleistung sowie auf das Nervensystem von Personen aus, die sogar in einer verhältnismäßig großen Entfernung von der lästigen Geräuschquelle arbeiten.

Bekannt sind Absorptions- und Tiefpaß-Schalldämpfer bzw. entsprechend zugewählte Sätze dieser Dämpfer.

Es sind auch Kammergeräuschdämpfer für durch sich entspannende Gase und Abdampf der Dampfkessel erzeugte Geräusche bekannt.

Die sich entspannenden Gase strömen dabei durch die einzelnen Kammern des Geräuschdämpfers, wodurch deren Geräuschstärke vermindert wird. Der Nachteil der oben erwähnten Dämpfer besteht darin, daß ihre Anwendung wegen des hohen Druckes des Abdampfes und deren verhältnismäßig kleiner Geräuschdämpfungsfähigkeit begrenzt ist, wobei hochfrequente Geräusche überhaupt nicht gedämpft werden.

Unter den bekannten Geräuschdämpfungseinrichtungen liegt dem Anmeldungsgegenstand der durch das polnische Patent 67 523 geschützte Geräuschdämpfer für sich entspannende Gase und insbesondere für den Abdampf aus Dampfkesseln am nächsten. Diese Dämpfungseinrichtung enthält einen äußeren hohlzylindrischen Leitkörper, innerhalb dessen sich ein von einer Schallisolierung umhüllter Vordrosselungskegel befindet, in dessen Innerem perforierte Entspannungs-Scheidewände angeordnet sind, abgeschlossen von der breiteren Seite des perforierten Teiles durch einen Vorentspannungszylinder, an welchem das perforierte Endstück des durch einen perforierten Enddrosselungskegel abgeschlossenen Entspannungszylinders befestigt ist.

Der Nachteil des beschriebenen Geräuschdämpfers besteht in seinem niedrigen Geräuschdämpfungsvermögen von ungefähr 20% (etwa 25 dB) und in seiner verhältnismäßig komplizierten Konstruktion.

Aus der DE-OS 29 50 630 ist ein Schalldämpfer mit einer schallabsorbierenden Füllung bekannt, die aus übereinander angeordneten Gitterrosten aus insbesondere kreuzweise miteinander verschweißten Stäben besteht.

Aus der US-PS 27 20 276 ist eine Testvorrichtung für Düsenantriebe mit einem Schalldämpfer bekannt, der unter Verwendung von aus perforierten Blechen hergestellten Rohren aufgebaut ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geräuschdämpfer für expandierende Gase zu schaffen, der es ermöglicht, einen hohen Grad der Schalldämpfung von über 50% zu erzielen und welcher in allen Hochdruckkesseln ohne Rücksicht auf den angewandten Druck und die Dampfflußstärke anwendbar ist.

Die Aufgabe wird durch einen Geräuschdämpfer gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Patentansprüche 5 und 6 geben eine vorteilhafte Verwendung des Geräuschdämpfers an.

Eine vorzugsweise Ausführung besteht darin, daß die Löcher der Expansionsdüse und der Ausströmdüse einen Durchmesser von 2-10 mm aufweisen und daß die Ausströmdüse und der Außenmantel sich konisch erweiternd ausgebildet sind.

Es ist vorteilhaft, daß das Verhältnis zwischen dem Durch­ messer des Außenzylinders zum Durchmesser des Einlaufstut­ zens im Deckel 3-5, vorzugsweise 4, das Verhältnis der Länge der gelochten Ausströmdüse zum Durchmesser des Außen­ zylinders mindestens 1 und das Verhältnis der Länge der gelochten Expansionsdüse zum Durchmesser des Einlaufstut­ zens mindestens 12 beträgt.

Vorteilhafte Verwendungen bestehen darin, daß ein Geräuschdämpfer mit den Abdampfleitungen von mehreren Kesseln verbunden ist bzw. daß mehrere parallel angeord­ nete Geräuschdämpfer mit der Abdampfleitung eines Kessels verbunden sind.

Bei einer bevorzugten Ausführung ist der Rohreinsatz mit einer im Gleich- oder Gegenstrom arbeitenden Luft- oder Wasserkühlung versehen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Geräuschdämpfer,

Fig. 2 und 3 Geräuschdämpfer in Einzel- und Batterie­ anordnung,

Fig. 4 einen Geräuschdämpfer unter Verwendung eines Kühlmediums.

Beispiel 1

Ein erfindungsgemäß ausgeführter Geräuschdämpfer enthält einen Deckel mit einem Einlaufstutzen 1, an dem mittels Tragarmen drei Gitterwerke 2 befestigt sind, die zen­ trisch im Einlaufteil eines Außenzylinders 3 und einer eine Kammer mit veränderlichem Querschnitt bildenden und mit schalldämpfendem Material 4 gefüllten gelochten Expan­ sionsdüse 5 angeordnet sind. Die Gitterwerke 2 sind mit einem Abstand vom Einlaufstutzen 1 von 50 mm angeordnet und aus 50 mm starkem Stahlblech hergestellt und weisen eine lichte Weite von 13×13 mm auf. Der Auslaufteil der gelochten Expansionsdüse 5, in welchem ein Manometer 6 eingebaut ist, ist mit einem aus Rohren mit einem Außen­ durchmesser von 10 mm und einer Wandstärke von 2,5 mm her­ gestellten Rohreinsatz 7 verbunden, an dem eine durch eine schalldämpfende Isolierung 9 umhüllte gelochte Ausström­ düse 8, in der ebenfalls eine Expansion erfolgt, befestigt ist, die von einem Außenmantel 10 umgeben ist. Die Aus­ strömdüse 8 und/oder der Außenmantel 10 können zylindrisch oder sich konisch erweiternd (z.B. 15°) ausgeführt werden. An der Grundfläche des Außenmantels 10 ist über dem Flansch der Ausströmdüse 8 ein Gitterwerk 11 mit einer lichten Weite von 13×13 mm befestigt. Das Gitterwerk 11 kann auch in die Ausströmdüse 8 hineinragen (nicht gezeigt), so daß es sich innerhalb der Ausströmdüse 8 befindet.

Der erfindungsgemäße Dämpfer arbeitet wie folgt: Der von einer Abdampfleitung durch den Einlaufstutzen 1 zugeführte Hochdruckdampf strömt durch die drei in einer Reihe hinter­ einander im Dampfstrom aufgestellten, aus Stahlblech ausge­ führten Gitterwerke 2 mit der lichten Weite von 13×13 mm. Die zwischen der gelochten Expansionsdüse 5 und dem Außen­ zylinder 3 gebildete Kammer mit veränderlichem Querschnitt ist mit einem schalldämpfenden Material 4 gefüllt. Der in der Expansionsdüse 5 entspannte Dampf strömt dann durch den aus 390 Rohren mit Außendurchmessern von 10 mm und einer Wandstärke von 2,5 mm zusammengesetzten Rohreinsatz 7, wo er in eine entsprechende Anzahl einzelner Dampfstrahlen geteilt wird, was eine beträchtliche Zerstreuung und Dämp­ fung der akustischen Energie bewirkt. Die in die gemein­ same gelochte Ausströmdüse 8 einströmenden einzelnen Dampf­ strahlen und die sie begleitenden Schallwellen unterliegen dort einer weiteren intensiven Dämpfung, was Untersuchun­ gen bestätigt haben. Das unmittelbar am Flansch der Aus­ strömdüse 8 befestigte Gitterwerk 11 mit einer lichten Weite von 13×13 mm dämpft zusätzlich die Schallwellen.

Mit Hilfe eines Lautstärkemessers Typ MPDA-11 durchgeführ­ te Messungen haben nachgewiesen, daß der an einem Kessel OR 16 für einen Dampfdruck von 32 Atü/3,3 MN/m² an die Dampf­ ableitung mit einem Durchmesser von 32 mm angeschlossene erfindungsgemäße Geräuschdämpfer den Schallpegel des Ab­ dampfes von 138 dB bis auf 69 dB senkte.

Beispiel 2

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Geräuschdämpfers für Kessel, und zwar mit ein­ gesetzter Wasserkühlung dargestellt. Das über einen Stut­ zen 12 zugeführte Wasser strömt nacheinander zwischen den Scheidewänden 14 hindurch und entnimmt eine beträchtliche im Dampf enthaltene Wärmemenge, wobei es gleichzeitig auf eine Temperatur bis ca. 100°C erwärmt und durch einen Stutzen 13 nach außen abgeführt wird. Sowohl der Einsatz eines Gleichstrom- als auch eines Gegenstromwasserkreis­ laufes erniedrigt zusätzlich die Geräuschstärke des Ab­ dampfes um 7 bis 10 dB. Außerdem kann das erwärmte Wasser je nach bestehenden Möglichkeiten und Bedürfnissen für so­ ziale oder technologische Zwecke genutzt werden. Es können auch beliebige andere Kühlmedien wie z.B. Luft eingesetzt werden.

In Fig. 2 sind drei Geräuschdämpfer gezeigt, deren Ein­ laufstutzen mit der Abdampfleitung eines Kessels verbunden sind. Fig. 3 zeigt einen Geräuschdämpfer, dem drei Abdampf­ leitungen zugeführt werden. Selbstverständlich können auch erforderlichenfalls mehrere Schalldämpfer parallel oder auch hintereinander mit der Abdampfleitung eines Kessels verbunden werden.

Claims (6)

1. Geräuschdämpfer für expandierende Gase, insbesondere zur Geräuschdämpfung des Abdampfes aus industriell-energetischen Hochdruckkesseln, zumindest teilweise in Form eines Außenzylinders mit einer Füllung aus einem schalldämpfenden Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenzylinder (3) in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend mindestens ein hinter dem Einlaufstutzen (1) mittels Tragarmen in einer Entfernung von 0-500 mm vom Einlaufstutzen befestigtes Gitterwerk (2) mit einer lichten Weite von 5-20 mm, eine gelochte Expansionsdüse (5) und einen aus einigen hundert Rohren mit einem Durchmesser von 2 bis 50 mm ausgeführen Rohreinsatz (7) enthält und sich daran eine gelochte Ausströmdüse (8) mit einem diese umgebenden Außenmantel (10) und mindestens ein weiteres am Endflansch der Ausströmdüse befestigtes Gitterwerk (11) mit einer lichten Weite von 5 bis 30 mm anschließen.

2. Geräuschdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher der Expansionsdüse (5) und der Ausströmdüse (8) einen Durchmesser von 2-10 mm aufweisen und daß die Ausströmdüse (8) und der Außenmantel (10) sich konisch erweiternd ausgebildet sind.

3. Geräuschdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Außenzylinders (3) zum Durchmesser des Einlaufstutzens (1) im Deckel drei bis fünf, vorzugsweise vier, das Verhältnis der Länge der gelochten Ausströmdüse (8) zum Durchmesser des Außenzylinders (3) mindestens eins und das Verhältnis der Länge der gelochten Expansionsdüse (5) zum Durchmesser des Einlaufstutzens (1) mindestens zwölf beträgt.

4. Geräuschdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohreinsatz (7) mit einer im Gleich- oder Gegenstrom arbeitenden Luft- oder Wasserkühlung versehen ist.

5. Verwendung eines Geräuschdämpfers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Geräuschdämpfer mit den Abdampfleitungen von mehreren Kesseln verbunden ist.

6. Verwendung eines Geräuschdämpfers nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel angeordnete Geräuschdämpfer mit der Abdampfleitung eines Kessels verbunden sind.