DE4312883C1 - Kamin mit metallenem Innenzug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kamin mit metallenem Innenzug gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

1. Einleitung

Die Rauchgase und andere Abgase von industriellen und Heizungs-Anlagen enthalten außer Wasserdampf auch chemisch aggressive Bestandteile. Diese machen es häufig erforderlich, daß Kamine Innenzüge erhalten, die aus hochwertigen Materialien (z. B. Edelstahl) beste­ hen, damit sie der chemischen und thermischen Beanspruchung widerstehen. Wenn ver­ mieden werden soll, daß es im Kamin zur Taupunktunterschreitung kommt, wird der Zwi­ schenraum zwischen Innenzug und Kamin mit Wärme-Isolier-Material (Mineralwolle, Glas­ wolle . . .) wenigstens teilweise gefüllt. Der außen gemauerte Kamin oder der Außenmantel aus Stahlblech übernimmt die statisch und dynamisch notwendige Halte-Funktion z. B. gegen­ über Windlasten. Der Innenzug muß sich dagegen nur selbst tragen (Bild 1). Wenn die Lärmquelle (Kessel, Gebläse . . .) zu hohe Schalleistung in den Kamin einspeist, müssen zwi­ schen dieser und der Kaminmündung Schalldämpfer eingesetzt werden, die die von der Mündung abgegebene Schalleistung auf das maximal zulässige Maß begrenzen. Diese von der Kaminmündung ausgehende akustische Umweltbelastung kann man grob in 3 Frequenzbereiche einteilen:

• - hohe Frequenzen (< 1 kHz)
• - mittlere Frequenzen (250 . . . 1 kHz)
• - tiefe Frequenzen (< 250 Hz).

Von herkömmlichen Schalldämpfern werden hohe und mittlere Frequenzen ausreichend und auch wirtschaftlich so gedämpft, daß sie für den Immissionsschutz keine Rolle mehr spielen. Für tiefe Frequenzen müssen entweder sehr große (dicke) Schalldämpferkulissen oder teuere Konstruktionen von reaktiven Absorbern zusätzlich eingebaut werden. Die Innen­ rohre der Kamine liefern dagegen trotz ihrer z. T. sehr großen Längen nur ganz geringe Bei­ träge zur Pegelminderung bis zur Kamin-Mündung. Die zusätzlich für tiefe Frequenzen not­ wendigen Schalldämpfer sind aber nicht nur teuer, sie beanspruchen auch zusätzliches Bauvolumen und bedeuten zusätzlichen Druckverlust im Abgassystem.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Innenzug so weiterzubilden, daß im Kamin eine be­ achtliche Schallabsorption stattfinden kann.

Dies wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

2. Ausbildung der Innenzüge als Schallabsorber

Die Innenzüge können als Schallabsorber für tiefe und/oder mittlere Frequenzen genutzt werden, wenn sie entsprechend aufgebaut werden. Dieser Aufbau muß den Schalldurch­ gang durch die Wand des Innenzuges in ein Schall-absorptions-System zwischen Innenzug und Außen-Kamin gestatten. Dazu muß der bisher praktizierte runde Querschnitt der Innen­ züge verlassen bzw. modifiziert werden, so daß Vieleck-Innenzug-Plattenabsorber z. B. nach dem Prinzip der gestaffelten ebenen Platten als Resonanz-Dämpfer (GEPARD) entstehen. Dieser Resonanzdämpfer ist ausführlich in der Patentanmeldung P 43 12 886 beschrieben.

Mögliche Anordnungen sind im Bild 2 skizziert. Sobald der Schall im Innenzug nicht mehr das akustisch wenig transparente Rohr vorfindet, sondern ebene Flächen, können akustisch relevante Energieanteile durch diese hindurch in den Raum zwischen Innen- und Außen­ kamin eintreten und dort absorbiert, d. h. in Wärmeenergie umgesetzt werden.

Der Vieleck-Innenzug Plattenabsorber des Kamins kann je nach Material, Materialdicke, Kantenlängen und Geometrie als schmal- oder breitbandig wirksamer Absorber mit Einfü­ gungs-Dämpfungen von 5 bis 10 dB/m bei tiefen Frequenzen gebaut werden. Das Bild 3 zeigt z. B. die Einfügungsdämpfung eines 2 m langen Rechteck-Innen-Zuges aus 0,5 mm Stahlblech von 250 × 250 mm² bzw. 325 × 175 mm² Querschnitt im runden Stahlblech-Ka­ min von 400 mm Innendurchmesser. Es wird deutlich, daß man damit bei den üblichen In­ nenzug-Längen von Kaminen von 5 bis 50 m beachtliche Einfügungsdämpfungen schmal- oder breitbandig nur dadurch erzielen kann, daß man vom runden Querschnitt des Innen­ zuges auf einen vieleckigen Querschnitt übergeht. Der Raum zwischen Innenzug und äuße­ rem Kamin kann leer, mit Wärme-Isolation gefüllt und/oder mit GEPARD-Absorbern gefüllt sein.

3. Wirkung der Schalldämpfung im Vieleck-Innenzug

Die Vieleck-Innenzug-Plattenabsorber wirken in der von Kuhl in [1] beschriebenen Art, aber breitbandiger. Eine Schallisolierung, wie von Kuhl beschrieben [1], ist hier nicht nötig, weil der Außenkamin als gemauerter Kamin oder als Rohr steif genug ist, so daß die Schalldäm­ mung i.a. ausreicht. Nur bei extrem hohen akustischen Anforderungen kann es notwendig werden, am Kamin noch eine zusätzliche Schallisolierung anzubringen.

4. Vorteile und Möglichkeiten der Erfindung

Die Erfindung dient dem Ziel, vorhandene Kanal-Längen im Kaminbau als Schalldämpfer für die besonders lästigen tieffrequenten Geräuschanteile zu nutzen, für die sonst großvolumige Schalldämpfer gebaut werden müßten. Die Erfindung nutzt dabei nicht nur die bekannten Effekte im Rechteck-Kanal, sondern macht die Dämpfer breitbandiger durch Vieleck-Kanäle mit verschiedenen Plattenabmessungen und daher auch verschiedenen Resonanzfre­ quenzen.

Der Innenzug der Kamine oder Rohre/Kanäle nach Bild 2 ist vieleckig so aufgebaut, daß

• a) verschiedene Kantenlängen des Innenzug-Querschnittes zu einer breit- bandigen Dämpfung im tieffrequenten Bereich führen,
• b) eine zusätzliche Schallisolierung des Außenmantels des Kamins/Rohrs/ Kanals entfallen oder nachträglich angebracht werden kann, letzteres aber nur bei ex­ tremen akustischen Anforderungen,
• c) eine ohnehin vorhandene Wärmeisolierung zwischen Innen- und Außen­ mantel zur akustischen Bedämpfung des Hohlraumes verwendet werden kann, wenn es sich nur um offenporiges Material (z. B. Mineralwolle) handelt,
• d) durch von Haus aus vorhandene große Längen zusätzliche Schalldämpfer für die tiefen Frequenzen entweder (meistens) ganz vermieden oder in ihrer Länge/ihrem Bauvolu­ men stark reduziert werden können.

Dadurch, daß der Innenzug/der Innenkanal nicht mit rundem, sondern vieleckigem Quer­ schnitt (mindestens dreieckig) ausgeführt wird, kann die Isolierung zwischen Innenzug und Kamin nicht nur als thermische Isolierung, sondern auch als akustische Bedämpfung des Hohlraumes genutzt werden, außerdem akustisch die hohe Schalldämmung und statisch die Belastbarkeit des äußeren Kamins/Kanals zur Halterung des dünnwandigen inneren Kanals genutzt werden.

Falls auf einen runden Innenzug nicht verzichtet werden kann, muß dieser aus schall­ durchlässigem Material (z. B. Lochblech) gebaut sein und sich nach außen ein vieleckiger Kanal, wie beschrieben, anschließen.

Zur Absorption tiefer Frequenzen kann ein Teil des Innenzuges als Membranabsorber nach DE 35 04 208 C1 ausgebildet sein.

Literatur
[1] Kuhl, W.: Schalldämpfung in dünnwandigen, rechteckigen Lüftungskanälen. ACUSTICA 47 (1981), S. 192-198.

Claims (6)

1. Kamin mit metallenem drei- oder mehreckigem Innenzug dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Innenzuges (3) derart dünn als Membranabsorber ausgebildet sind, daß sie schwingungsfähig sind und nach dem Prinzip als Resonanzdämpfer arbeiten, wobei mehrere gestaffelte ebene Platten als Absorber vorgesehen sind.

2. Kamin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzug körperschallisoliert ist.

3. Kamin nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (2) zwischen Innenzug (3) und Kamin (1) mit Schalldämm-Material und/oder thermischem Isoliermaterial gefüllt ist.

4. Kamin nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzug (3) zwei- oder mehrschalig aufgebaut ist, wobei die Abstände zwischen den Platten vom Innenzug zum Kamin hin zunehmen.

5. Kamin nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß Wände des Innenzuges als Membranabsorber ausgebildet sind.

6. Kamin nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Innenzuges (3) ein runder perforierter Innenzug (4) vor­ gesehen ist.