DE69917917T2

DE69917917T2 - Reaktiver schalldämpfer für lüftungskanäle und dessen verwendung

Info

Publication number: DE69917917T2
Application number: DE69917917T
Authority: DE
Inventors: Henrik Pettersson; Keijo NISSILÄ; Juhani Jokinen; Tauno HEIKKILÄ
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Metso Paper Oy
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2019-09-28
Also published as: ATE268889T1; FI982107A0; EP1117965A1; EP1117965B1; FI113892B; FI982107A; WO2000019152A1; DE69917917D1; US6530452B1; JP2002525697A; JP3530821B2; AU5985999A

Description

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Reaktivschalldämpfer, der im Oberbegriff des nachstehend aufgeführten unabhängigen Anspruches spezifiziert ist, für Industrielieferluft- und Abluftkanäle oder vergleichbare Anwendungen, insbesondere bei Papierherstellmaschinen.
Bei verschiedenen Arten an Industrieanlagen, insbesondere bei Papierherstellmaschinen, bilden Lüfter und Unterdruckpumpen eine beträchtliche Geräuschquelle, von der sich das Geräusch durch Luftkanäle und dergleichen in die Umgebung ausbreitet. Lüfter werden im Allgemeinen auf der Grundlage der erforderlichen Menge an Luft und des Druckverlustes des Systems ausgewählt, und es ist häufig nicht möglich, eine ausreichende Aufmerksamkeit dem von ihnen erzeugten Geräusch zu widmen. Daher muss das Geräusch mittels in den Luftkanälen sitzenden Schalldämpfern gedämpft werden. Bei großen Anlagen erfordert das Verringern des Geräuschpegels bis unterhalb von zunehmend strengen Anforderungen immer größere Schalldämpfer oder sogar eine größere Anzahl an Schalldämpfern, das heißt erhebliche Investitionen. Dies bedeutet, dass die Schalldämpfer auch ein erhebliches Ausmaß an Raum einnehmen, der nicht immer vorhanden ist, insbesondere bei älteren Anlagen.
Das durch die Lüfter erzeugte Geräusch deckt ein weites Spektrum ab. Jedoch funktionieren verschiedene Arten an Schalldämpfern am besten lediglich innerhalb eines spezifischen Spektrumbereiches. Die herkömmlich verwendeten Absorptionsschalldämpfer, bei denen die Schallenergie absorbiert und in Wärme bei einem porösen Material umgewandelt wird, funktioniert am besten bei höheren Frequenzen, wobei ihre maximale Dämpfung bei einer Frequenz von ungefähr 1000 Hz ist. Tiefes Geräusch bei einer Frequenz von unterhalb 200 Hz bleibt meistens durch einen Absorptionsschalldämpfer irgendeiner angemessenen Größe ungedämpft.
Um niedrigere Frequenzen zu dämpfen, ist es bekannt, sogenannte Reaktivschalldämpfer zu verwenden, bei denen eine Schalldämpfung mittels der spezifischen geometrischen Form der Vorrichtung erzielt wird. Ein typischer Reaktivschalldämpfer, der sogenannte Röhrenresonator, weist eine röhrenartige Kammer auf, die größer als ein Luftkanal ist und in der eine Trennwand über die Richtung der Strömung und ein schmales Strömungsrohr durch die Trennwand angeordnet ist.
Der Schalldämpfungseffekt des Röhrenresonators ist auf die Tatsache gegründet, dass, wenn ein Luftstrom zu dem Resonator strömt, er zunächst eine plötzliche Ausdehnung und danach eine erhebliche Kontraktion erfährt, wodurch der Resonator einen Teil der Schallenergie zurück zu der Schallquelle reflektiert. Die Länge der Röhrenresonatorkammer bestimmt die Frequenz ihrer maximalen Dämpfung; das heißt je länger die Kammer ist, desto niedriger ist die Frequenz. Das Verhältnis der Querschnittsfläche der Kammer zu der Querschnittsfläche des Strömungskanals, der durch die Teilungswand für seinen Teil tritt, bestimmt die Höhe der Dämpfung.
Das Strömungsrohr, das durch die Teilungswand bei einem Röhrenresonator tritt, ist häufig mit einem Verlängerungsteil versehen, das mit Perforationen versehen ist, wobei dieser Teil sich von dem Ende des eigentlichen Rohres zu der Lieferöffnung oder Abgabeöffnung des Resonators erstreckt. Die Perforationsrohrverlängerungen verringern den Druckverlust in dem Resonator. Das amerikanische Patent US 5 285 026 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung offenbart einen Röhrenresonator der vorstehend beschriebenen Art, der zusätzlich das spezielle Merkmal hat, dass die Teilungswand bei einer schrägen Position sitzt, um die sogenannte Null-Dämpfungs-Frequenz zu vermeiden.
Die Druckschrift US 2 241 010 beschreibt ein Gerät zum Dämpfen von pulsierenden strömenden Gasströmen. Das Gerät weist ein Gehäuse mit Einlass- und Auslassöffnungen und auch einer Teilung auf, die sich über das Gehäuse erstreckt. Die Teilung hat eine Öffnung, die bei einer versetzten Beziehung in Bezug auf die Einlass- und Auslassöffnungen angeordnet ist.
Die Druckschrift DE 22 57 851 zeigt einen Aufbau bei einem Schalldämpfer mit zumindest einem Rohr, das mit einer Öffnung für ein Abgas verbunden ist, wobei das Rohr durch eine Kammer und weiter durch einen Zwischenraum gerichtet ist, der in Teilkammern geteilt ist. Der Aufbau hat des weiteren ein anderes Rohr separat von dem ersten Rohr und es gibt einen Einspritztyp, der den Durchmesser des Endes von dem ersten Rohr nahe zu dem zweiten Rohr schmal gestaltet.
Von der Perspektive der Geräuschverhinderung sind besonders anspruchsvolle Orte die Papierherstellmaschinen, in denen beispielsweise die Entlüftung des Papiermaschinenraumes, das Entfernen der Feuchtigkeit von der Trockenpartie der Papiermaschine und die Erzeugung eines Unterdrucks ein Abgeben von großen Mengen an Luft mittels Lüftern oder Unterdruckpumpen erforderlich machen. In diesem Fall ist es eine Frage von sowohl großen einzelnen Luftmengen als auch verschiedener kleinerer Luftmengen.
Es ist herausgefunden worden, dass die vorstehend beschriebenen Röhrenresonatoren effizient bei den Kategorien mit kleinerer Größe arbeiten. Bei Kategorien mit größerer Größe, beispielsweise wenn ihre Durchmesser 630 mm überschreiten, treten einige der Schallwellen durch den Resonator ungedämpft. Bei Papierherstellmaschinen können die Luftabgaskanäle Durchmesser von bis zu 2 m haben. Das somit auftretende Schalldämpfungsproblem ist, dort wo es möglich war, gelöst worden, indem der Luftstrom zwischen mehreren kleineren Kanälen aufgeteilt worden ist, wobei in jedem von ihnen sein eigener Schalldämpfer eingebaut worden ist. Jedoch bewirkt ein Aufteilen des Luftstromes zwischen verschiedenen Kanälen und ein Anwenden von separaten Schalldämpfern in jedem Kanal erhebliche zusätzliche Kosten, und es ist häufig nicht möglich, dies aufgrund eines Mangels an Raum auszuführen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbesserung für die vorstehend beschriebenen Probleme mit sich zu bringen.
Die Aufgabe ist es insbesondere, einen Reaktivschalldämpfer zu erzielen, der bei großen Abgabeluft- und Lieferluftkanälen geeignet ist.
Die Aufgabe ist es außerdem, einen Reaktivschalldämpfer zu erzielen, der für eine Anwendung in Verbindung mit mehreren kleineren Abgabeluft- oder Lieferluftkanälen geeignet ist.
Um die vorstehend beschriebenen Aufgaben zu lösen ist der Reaktivschalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung, der aus einer Schalldämpfungskammer besteht, die mit einer Teilungswand und einem Strömungsrohr oder dergleichen, das durch die Teilungswand tritt, eingesetzt ist, durch die Angaben in den kennzeichnenden Teil des nachstehend aufgeführten unabhängigen Anspruchs gekennzeichnet.
Die typische Reaktivschalldämpferkammer gemäß der vorliegenden Erfindung, die für Industrieluftkanäle oder ähnliche Anwendungen gedacht ist, weist somit folgendes auf:

– eine Teilungswand, die die Schalldämpferkammer in einen ersten und einen zweiten Kammerteil teilt,
– eine Zuführöffnung in dem ersten Kammerteil,
– eine Abgabeöffnung in dem zweiten Kammerteil und
– zwei oder mehr Strömungskanäle oder Strömungsrohre, die in der Teilungswand sitzen, um die Lufträume des ersten und des zweiten Kammerteils zu verbinden, wobei die Querschnittsfläche A₁ der Rohre oder Kanäle wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche A₂ der eigentlichen Schalldämpferkammer ist. Vorzugsweise ist die Gesamtquerschnittsfläche ΣA₁ der Strömungskanäle weniger als ein Fünftel der Querschnittsfläche der Schalldämpferkammer, das heißt ΣA₁ < 1/5*A₂.

Gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sitzen zwei oder mehr Zuführöffnungen und zwei oder mehr Abgabeöffnungen in der Schalldämpferkammer. Die Schalldämpferkammer hat in diesem Fall vorzugsweise eine Zuführöffnung und eine Abgabeöffnung pro jeden Strömungskanal, der in der Teilungswand sitzt. Die Zuführöffnungen und die Abgabeöffnungen sitzen vorzugsweise in Paaren konzentrisch entgegengesetzt zueinander. Jedes Strömungsrohr oder jeder Strömungskanal sitzt vorzugsweise konzentrisch zwischen einem Paar an Zuführ- und Abgabeöffnungen.
Die Teilungswand sitzt in der Schalldämpferkammer vorzugsweise derart, dass die Teilungswand die Kammer in einen ersten Kammerteil und einen zweiten Kammerteil in einer derartigen Weise teilt, dass die Länge l₁ des ersten Kammerteils kleiner oder größer als die Länge l₂ des zweiten Kammerteils ist. Typischerweise gilt l₁ = ½*l₂ oder l₁ = 2*l₂.
In besonderen Fällen kann die Schalldämpferkammer in der Strömungsrichtung mittels mehreren aufeinanderfolgenden Teilungswänden in mehrere aufeinanderfolgende Teile in Abhängigkeit von der Dämpfungserfordernis und dem zu dämpfenden Frequenzbereich geteilt werden.
Das Strömungsrohr sitzt in der Teilungswand vorzugsweise in einer derartigen Weise, dass die Länge l₃ von seinem Rohrabschnitt, der in den ersten Kammerteil vorragt, gleich der Hälfte der Länge l₁ des ersten Kammerteils in der Strömungsrichtung ist. In ähnlicher Weise ist die Länge l₄ des Strömungsrohrabschnittes, das in den zweiten Kammerteil vorragt, gleich der Hälfte der Länge l₂ des zweiten Kammerteils in der Strömungsrichtung.
Der Durchmesser des in der Teilungswand sitzenden Strömungsrohres hat vorzugsweise die gleiche Größe wie der Durchmesser der Zuführöffnung und/oder Abgabeöffnung. Eine Verlängerung aus einem perforierten Rohr kann dann zwischen dem Ende von jedem Strömungsrohr und der Zuführöffnung und Abgabeöffnung der Kammer eingesetzt werden, um den Druckverlust zu verringern.
Höchsttypischerweise ist der Schalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem länglichen kastenartigen Aufbau ausgebildet, der mittels einer Längsteilungswand in zwei längliche Kammerteile geteilt ist. Die Teilungswand ist in ihrer Längsrichtung mit zwei oder mehr Öffnungen in einer Reihe versehen, wobei in jeder von ihnen ein Strömungskanal oder ein Strömungsrohr sitzt, der oder das durch die Teilungswand tritt. In ähnlicher Weise sitzen in der ersten langen Außenwand in der Längsrichtung der Wand zwei oder mehr Zuführöffnungen in einer Reihe und in der zweiten langen Außenwand sitzen zwei oder mehr Abgabeöffnungen in der Längsrichtung der Wand.
Die Zuführöffnungen und die Abgabeöffnungen können benachbart zueinander in einer geraden Reihe oder vorzugsweise etwas versetzt bei einer Zickzackmusterreihe sein, wobei in diesem Fall die Öffnungen in einen kleineren Raum passen. Die Strömungsrohre, die die Kammern miteinander verbinden, sitzen vorzugsweise entsprechend in einer geraden Reihe oder in einer Zickzackmusterreihe. Verschiedene Reihen an Öffnungen und Strömungsrohre können übereinander sitzen, wenn dies so erwünscht ist. Diese Art an kastenartigem Aufbau ist kompakt undkann mit Leichtigkeit vertikal oder horizontal beispielsweise an einem Dach einer Industrieanlage eingesetzt werden.
Der Schalldämpfer kann innen oder außen eingesetzt werden. Seine Wände können, wenn dies erforderlich ist, an der Innenseite und/oder Außenseite beispielsweise mit Mineralwolle, geschäumtem Kunststoff, Polyesterfaser oder einer Glasfaserisolation isoliert werden. Die thermische Isolation wirkt auch als akustische Isolation. Eine innerhalb des Schalldämpfers eingepasste Isolation dient auch dem Erzielen eines Absorptionsschalldämpfens.
Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sitzen ein oder mehrere große Hauptrohre oder Hauptkanäle, die durch die Teilungswand treten, in der Schalldämpferkammer, wobei das Rohr oder der Kanal mittels einer oder mehrerer Wände parallel zu der Strömungsrichtung innerhalb des Rohres oder Kanals in zwei oder mehr Abschnitte in der Strömungsrichtung geteilt ist, wobei jeder der Abschnitte sein eigenes separates Verbindungsrohr zwischen den Lufträumen des ersten und zweiten Teils der Schalldämpferkammer ausbildet. In diesem Fall weist die Schalldämpferkammer vorzugsweise eine Zuführöffnung und eine Abgabeöffnung pro Hauptrohr oder Hauptkanal auf. Andererseits kann, wenn dies erwünscht ist, eine separate Zuführöffnung und separate Abgabeöffnung separat für jeden Rohrabschnitt oder Kanalabschnitt ausgebildet werden.
Wenn dies erwünscht ist, kann die eigentliche Schalldämpferkammer auch durch eine oder mehrere zusätzliche Teilungswände, die parallel zu der Strömungsrichtung sind, in zwei oder mehr benachbarte Kammerteile, die parallel zu der Strömungsrichtung sind, geteilt werden. Wenn dies erwünscht ist, kann die Schalldämpferkammer durch zwei zusätzliche Teilungswände, die parallel zur Strömungsrichtung sind und senkrecht in Bezug auf einander eingesetzt sind, in vier Kammerteile parallel zu der Strömungsrichtung geteilt werden. Eine in dieser Weise geteilte Schalldämpferkammer sitzt vorzugsweise mit einer Querteilungswand in jedem Kammerteil, und diese Querteilungswand hat zumindest ein Strömungsrohr oder Strömungskanal.
Die vorstehend beschriebenen Schalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung sind für eine Anwendung beim Dämpfen des Geräusches mit niedriger Frequenz geeignet, das durch Lüfter, eine Unterdruckpumpe und dergleichen erzeugt wird, wobei dieses Geräusch durch die Abluftkanäle einer Papierherstellmaschine gelangt. Die erfindungsgemäße Lösung kann bei Abluftkanälen, die große Mengen an Luft abgeben, angewendet werden, wobei in diesem Fall der Luftstrom mit dem großen Volumen von dem Abluftkanal in mehrere kleinere Luftströme geteilt wird, bevor er in die Schalldämpferkammer genommen wird oder an dem Schalldämpferkammereingang. Andererseits kann der erfindungsgemäße Schalldämpfer auch als ein kompakter gemeinsamer Schalldämpfer für mehrere kleinere Abluftkanäle verwendet werden.
Erhebliche Vorteile werden mittels der vorliegenden Erfindung erzielt, wie beispielsweise die folgenden:

– die integrierte Schalldämpferstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt weniger Raum ein, ist insgesamt eine einfachere Lösung und ist ökonomischer im Hinblick auf die Kosten als zuvor verwendete „Batterien" an Schalldämpfern, die aus mehreren separaten Schalldämpfern bestehen;
– ein Schalldämpfer, der weniger Raum einnimmt, kann an Orten eingesetzt werden, die für frühere Schalldämpferlösungen zu klein gewesen sind;
– der Schalldämpfer funktioniert auch bei Luftströmen mit großem Volumen, die in kleinere Luftströme geteilt werden können;
– der Schalldämpfer kann als ein Modularaufbau aufgebaut sein.

Da weder die Länge des Schalldämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung in der Strömungsrichtung, das Expansionsverhältnis noch die Strömungsraten geändert werden müssen, wenn der Schalldämpfer für Luftströme mit größerem Volumen vergrößert wird, wird die erwünschte Dämpfung mit einem größeren Schalldämpfer ebenfalls erzielt. Mittels des vergrößerten Schalldämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine erheblich effektivere Dämpfung als mittels der Schalldämpfer erzielt, die bislang zur Verfügung standen, wobei die Größe von ihnen gänzlich zugenommen hat, um den Durchfluss eines Luftstromes mit einem größeren Volumen sicherzustellen.
Der Reaktivschalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung verringert ebenfalls den Bedarf an einem zusätzlichen Schalldämpfen. Ein viel kleinerer Absorptionsschalldämpfer ist häufig nach dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer erforderlich, um das Geräusch mit hoher Frequenz zu dämpfen. In einigen Fällen kann der Absorptionsschalldämpfer sogar vollständig weggelassen werden. Erhebliche weitere Kosteneinsparungen können in dieser Weise erzielt werden.
Da die Schalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung bei der gleichen Kostenhöhe dimensioniert werden können, um effizienter als bislang bekannte Schalldämpfer zu sein, ist es ebenfalls möglich, durch Anwenden der vorliegenden Erfindung die Entwicklung zu Lösungen hin zu lenken, die weniger Umgebungsgeräusch erzeugen.
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben.
1 zeigt bildlich einen Querschnitt senkrecht zu der Strömungsrichtung von der Reaktivschalldämpferkammer gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt einen Querschnitt von 1 entlang einer Linie AA.
3 zeigt einen Querschnitt von 2 entlang einer Linie BB.
4 zeigt eine zweite Schalldämpferkammer gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß 2.
5 zeigt eine dritte Schalldämpferkammer gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß 1.
6 zeigt einen Schnitt von 5 entlang einer Linie AA.
7 zeigt eine bildliche Seitenansicht von einer vierten Schalldämpferkammer gemäß der vorliegenden Erfindung mit seinen Zuführ- und Abgaberohren.
8 zeigt die in 7 gezeigte Schalldämpferkammer unter Betrachtung von oben von der Höhe der Linie AA.
9 zeigt die in 7 gezeigte Schalldämpferkammer unter Betrachtung von der Seite von der Höhe der Linie BB.
10 zeigt bildlich einen Querschnitt in der Strömungsrichtung der fünften Schalldämpferkammer gemäß der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt einen Querschnitt von 4 entlang einer Linie AA.
12 zeigt eine sechste Schalldämpferkammer gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß 10.
13 zeigt einen Querschnitt von 12 entlang einer Linie AA.
14 zeigt eine siebente Schalldämpferkammer gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß 10.
15 zeigt einen Querschnitt von 14 entlang einer Linie AA.
Die 1, 2 und 3 zeigen einen typischen Reaktivschalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei in dem Schalldämpfer eine Schalldämpferkammer 10 eingebaut ist. In der Kammer 10 sitzt eine Teilungswand 12, die die Kammer hauptsächlich senkrecht zu der Strömungsrichtung in einen ersten Kammerteil 14 und einen zweiten Kammerteil 16 teilt. Die Teilungswand teilt die Kammer 10 derart, dass die Länge l₁ des ersten Kammerteile gleich ungefähr der Hälfte der Länge l₂ des zweiten Kammerteils 16 ist. Das Verhältnis l₁/l₂ beträgt dann ½. Das Verhältnis der Längen der Kammerteile kann auch anders sein, beispielsweise 2/1 oder 1/3.
Wenn dies erwünscht ist, kann die Teilungswand alternativ bei einer schrägen Position eingepasst sein, wie dies durch die gestrichelten Linien 12' in 2 und in dem amerikanischen Patent US 5 285 026 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung gezeigt ist.
In dem ersten Kammerteil 14 sitzen drei Zuführöffnungen 18, 18', 18'', wobei jede von ihnen mit ihren eigenen separaten kleinen Abluftkanälen verbunden sein kann, die von dem Maschinenraum kommen, oder wobei sie alle mit einem großen verzweigten Abluftkanal 20 verbunden sein können, wobei jede Zuführöffnung 18, 18', 18'' mit einem seiner Abzweigungen 22, 22', 22'' verbunden ist, wie dies durch gestrichelte Linien in 3 gezeigt ist.
In dem zweiten Kammerteil 16 sind drei Abgabeöffnungen 24, 24', 24'' in entsprechender Weise eingesetzt, um Luft aus dem Schalldämpfer heraus abzugeben.
In der Teilungswand 12 sitzen drei Rohre 26, 26', 26'', die durch die Wand treten und die Lufträume des ersten Kammerteils 14 und des zweiten Kammerteils 16 miteinander verbinden. Die Rohre sind konzentrisch zu den Zuführöffnungen 18, 18', 18'' und den Abgabeöffnungen 24, 24', 24''. Die Enden der Rohre ragen über einen erheblichen Abstand von der Teilungswand 12 in sowohl den ersten Kammerteil 14 als auch den zweiten Kammerteil 16 vor. Bei dem in den 1, 2 und 3 gezeigten Fall ragen die Rohre auf halbem Wege in sowohl den ersten als auch den zweiten Kammerteil vor. In diesem Fall beträgt die Länge der Teile 28, 28', 28'' der in den ersten Kammerteil 14 vorragenden Rohre ungefähr ½*l₁ und entsprechend beträgt die Länge der Teile 30, 30', 30'', die in den zweiten Kammerteil 16 vorragen, ungefähr ½*l₂.
Die Gesamtquerschnittsfläche ΣA₁ der Rohre 26, 26', 26'', die in der Teilungswand sitzen, ist wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche A₂ der Schalldämpferkammer senkrecht zu der Strömungsrichtung. Vorzugsweise gilt A₁ < 1/5*A₂.
Der Durchmesser des Rohres 26, 26', 26'' ist typischerweise innerhalb des Bereichs von 400 bis 630 mm. Ein gewisser Vorteil wird offensichtlich dann erzielt, wenn ein sehr großer Kanal, bspw, mit 2000 mm, gemäß der vorliegenden Erfindung in bspw. vier Kanäle mit 1000 mm geteilt wird, die somit größer als die vorstehend erwähnten 630 mm sind.
Zwischen den Rohrteilen 28, 28', 28'', die in dem ersten Teil 14 der Schalldämpferkammer vorragen, und den Zuführöffnungen 18, 18', 18'' kann eine Rohrverlängerung eingesetzt werden, die mit Öffnungen und Perforationen versehen ist. 4 zeigt diese Art an Rohrverlängerung 32, die als eine Verlängerung an dem Ende 28 des Rohres 26 sitzt, das in den ersten Kammerteil 14 vorragt. Die Verlängerung 32 erstreckt sich zu der Zuführöffnung 18. Die Rohrverlängerung hat Öffnungen 34. Entsprechend sitzt eine Verlängerung 36, die sich zu der Abgabeöffnung 24 erstreckt bzw. zu dieser verlängert ist, an dem Ende 30 des Rohres 26, das in den zweiten Kammerteil 16 vorragt, wobei diese Verlängerung Öffnungen 38 hat. Die Rohrverlängerung verringert den Druckverlust, der durch den Schalldämpfer bewirkt wird. Das Verringern des Drucksverlustes ist von Vorteil, da der durch den Schalldämpfer bewirkte Druckverlust für seinen Teil den Bedarf an Lüftern und somit auch das Geräusch vergrößert.
5 und 6 zeigen einen dritten Schalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung, die in den 1 und 2 gezeigt ist. Sofern anwendbar, sind die gleichen Bezugszeichen bei diesen Zeichnungen wie bei 1, 2 und 3 verwendet worden. Bei dem in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sitzen Rohre 26 in zwei Reihen übereinander in der Teilungswand 12 der Schalldämpferkammer 10. Die Rohre bei der unteren und der oberen Reihe sitzen in der Teilungswand bei einem versetzten Zickzack-Muster, was bedeutet, dass sie weniger Raum einnehmen als wenn sie in einer geraden Linie positioniert wären. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es auch das Ziel, das Verhältnis zwischen der kombinierten Querschnittsfläche ΣA₁ der Rohre und der Querschnittsfläche A₂ der gesamten Kammer 10 derart zu halten, dass eine effektive Dämpfung erzielt wird.
Die 7, 8 und 9 zeigen einen vierten Schalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung, der dazu geeignet ist, dass er bspw. an dem Dach einer Papierherstellmaschine sitzt. Sofern anwendbar, sind die gleichen Bezugszeichen in diesen Zeichnungen wie in den 1, 2 und 3 verwendet worden. 7, in der ein Reaktivschalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung als Seitenansicht dargestellt ist, zeigt die Abgabeluftkanäle oder Abgabeluftrohre 40, 42 der Papierherstellmaschine, die mit den Zuführöffnungen 18 der Schalldämpferkammer verbunden sind, wobei diese Kanäle oder Rohre die Abluft von der Papierherstellmaschine zu der Schalldämpferkammer abgeben. 7 zeigt außerdem die Abgabekanäle oder Abgaberohre 44, 46, die mit den Abgabeöffnungen 24 der Schalldämpferkammer verbunden sind, wobei diese Kanäle oder Rohre die Abluft zu der Außenluft abgeben, und wobei die Absorptionsschalldämpfer 48, 50 mit diesen Abgaberohren 44, 46 verbunden sind. Die 7 und 8 zeigen, wie jedes andere Abgaberohr 44 weiter aus der Abgabeöffnung 24 des Schalldämpfers als das benachbarte Abgaberohr 46 vorragt, bevor die Rohre 44, 46 sich in einer nach oben weisenden Richtung wenden. In dieser Weise verbleibt mehr Raum für den Absorptionsschalldämpfer 48, 50 zwischen den Rohren als wenn die Rohre stets nahe zusammenlaufen würden.
Die 7 und 9 zeigen, wie die Rohre 40, 42 des Abluftsystems, die mit den in der langen Außenwand 15 der Schalldämpferkonstruktion eingepassten Zuführöffnungen 18 verbunden sind, in einem versetzten Zickzack-Muster in zwei Reihen eingesetzt sind. Jedes andere Rohr 40 ist mit einer Zuführöffnung bei einer höheren Höhe verbunden und jedes andere Rohr 46 ist mit einer Zuführöffnung bei einer niedrigeren Höhe verbunden. In ähnlicher Weise zeigt 7, dass die in der anderen langen Wand 17 der Kammer sitzenden Abgabeöffnungen ebenfalls in der gleichen versetzten Weise bei einem Zickzack-Muster sitzen. Jedes andere Abgaberohr 46 ist mit einer Abgabeöffnung bei einer höheren Höhe verbunden und jedes andere Abgaberohr 44 ist mit einer Abgabeöffnung bei einer niedrigeren Höhe verbunden. Die Zuführöffnungen und Abgabeöffnungen sind paarweise eingesetzt, wobei sie konzentrisch einander gegenüberstehen. Zwischen jedem Zuführöffnungspaar und Abgabeöffnungspaar ist in der Teilungswand innerhalb der Schalldämpferkammer ein Strömungsrohr konzentrisch eingesetzt, wie dies bspw. in 3 gezeigt ist.
Die 10 bis 15 zeigen geringfügig unterschiedliche Schalldämpferkammern gemäß der vorliegenden Erfindung, die hauptsächlich lediglich eine Zuführöffnung und eine Abgabeöffnung haben. Im Inneren sind die Kammern in verschiedene Strömungsbahnen geteilt, wie bspw. bei den in den 1 bis 9 gezeigten Fällen. Sofern anwendbar, sind die gleichen Bezugszeichen in den 10 bis 15 wie in den 1 bis 9 verwendet worden.
Die 10 bis 11 zeigen eine Schalldämpferkammer 10, die senkrecht zu der Strömungsrichtung in zwei Teile mittels einer Teilungswand 12 geteilt ist. Beide Teile der Kammer 10 sind außerdem durch zwei zusätzliche Teilungswände 52 und 54 parallel zur Strömungsrichtung in vier Teile 56, 58, 60, 62 parallel zur Strömungsrichtung geteilt. Ein Rohr 26 sitzt gemäß der vorliegenden Erfindung in der Teilungswand in jedem der Teile 56 bis 60, wobei das Rohr die Lufträume 14, 16 der Kammerteile, die durch die Teilungswand 12 geteilt sind, miteinander verbindet. Das äußere Erscheinungsbild der Schalldämpferkammer ist zylindrisch. Auch ohne die Teilungswand 52 ist der in den 10 bis 11 gezeigte Schalldämpfer, in dem vier Rohre 26 eingebaut sind, effizienter als ein herkömmlicher Schalldämpfer, der mit einem Rohr versehen ist.
Die 12 und 13 zeigen eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Lösung gemäß der 10 und 11, wobei bei dieser Abwandlung der Schalldämpfer in seinem Querschnitt senkrecht zu der Strömungsrichtung rechtwinklig ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung sitzt eine Teilungswand 12 in dem Schalldämpfer senkrecht zur Strömungsrichtung, und gemäß den 10 und 11 gibt es zwei zusätzliche Teilungswände 52, 54 parallel zu der Strömungsrichtung, die die Kammer in Teile parallel zu der Strömungsrichtung teilen. In jedem Teil sitzt ein Rohr 26 in der Teilungswand 12. Offensichtlich können auch mehrere Rohre in jedem Teil sitzen.
Die 14 und 15 zeigen eine wiederum andere Schalldämpferkammer 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, in der ein einzelnes Strömungsrohr 27 mit einem großen Durchmesser in der Teilungswand 12 sitzt. Dieses Strömungsrohr 27 ist jedoch durch zwei Teilungswände 64, 66 im Inneren des Rohres parallel zur Strömungsrichtung in vier Teile 68, 70, 72, 74 geteilt, wobei diese vier Teile den vier separaten Strömungsrohren 26 gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechen. Die Teilungswände 64, 66 können durch die Wand des Rohres 27 nach oben bis zu der Wand der Schalldämpferkammer treten, wie dies durch eine gestrichelte Linie in 15 dargestellt ist. Ein aus dem Stand der Technik bekannter großer Röhrenresonator könnte derart erachtet werden, dass er in kleinere Teile, bspw. in der in den 14 und 15 gezeigten Weise, geteilt ist, wobei in diesem Fall sein Effekt zur Dämpfung des Schalls zunehmen würde.
Bei dem in 14 gezeigten Fall sind die perforierten Rohrverlängerungen 32, 34, die das Rohr mit der Zuführöffnung 18 und der Abgabeöffnung 24 verbinden, ebenfalls gezeigt.
Die Schalldämpferkammer kann auch so angedacht werden, dass sie mittels der Teilungswände in Teile mit variierenden Größen geteilt ist, wobei in diesem Fall eine unterschiedliche Anzahl an Strömungsrohren 26 in vorteilhafter Weise in den verschiedenen Teilen sitzen.
Es ist nicht das Ziel, dass die vorliegende Erfindung auf die vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern im Gegensatz dazu soll die vorliegende Erfindung breit innerhalb des Schutzumfangs, der durch die nachstehend dargelegten Ansprüche bestimmt ist, anwendbar sein.

Claims

Reaktivschalldämpfer, der für Industrielieferluft- und Abluftkanäle oder vergleichbare Anwendungen gedacht ist, wobei der Schalldämpfer eine Schalldämpfungskammer (10) aufweist, an der Folgendes sitzt: – eine Teilungswand (12), die die Schalldämpfungskammer in einen ersten und einen zweiten Kammerteil (14, 16) teilt, – eine Zuführöffnung (18) in dem ersten Kammerteil (14), – eine Abgabeöffnung (24) in dem zweiten Kammerteil (16) und – zwei oder mehr Kanäle, Rohre (26, 26', 26'') oder dergleichen, die durch die Teilungswand treten, wobei das Rohr die Kammerteile miteinander verbindet, – wobei die Querschnittsfläche (A₁) der Rohre wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche (A₂) der Schalldämpferkammer senkrecht zu der Strömungsrichtung ist, und – die zwei oder mehr Kanäle, Rohre (26, 26', 26'') oder dergleichen, die durch die Teilungswand treten, in der Teilungswand sitzen, wobei die Rohre den ersten Kammerteil (14) mit dem zweiten Kammerteil (16) verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schalldämpfungskammer mit einer Zuführöffnung (18) und einer Abgabeöffnung (24) für jedes Rohr (26) oder dergleichen eingepasst ist, das die Kammerteile (14, 16) miteinander verbindet, und – die Zuführöffnungen (18) und die Abgabeöffnungen (24) hauptsächlich konzentrisch zu jedem Rohr (26) oder dergleichen sitzen.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Zuführöffnungen (18, 18', 18'') und zwei oder mehr Abgabeöffnungen (24, 24', 24'') in der Schalldämpfungskammer sitzen.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (A₁) des Rohres (26), das die Kammern miteinander verbindet, hauptsächlich die gleiche Größe wie der Durchmesser der konzentrisch eingesetzten Zuführöffnung (18) und/oder Abgabeöffnung (24) hat.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer (10) einen länglichen kastenartigen Aufbau – in der ersten langen Außenwand (15) aufweist, bei der zwei oder mehr Zuführöffnungen in einer Reihe in der Längsrichtung der Wand sitzen, und – in der zweiten langen Außenwand (17) aufweist, bei der zwei oder mehr Abgabeöffnungen in der Längsrichtung der Wand sitzen.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführöffnungen (18, 18', 18'') und die Abgabeöffnungen (24, 24', 24'') an den Außenwänden benachbart zueinander in einer gestaffelten Weise bei einem Zickzack-Muster sitzen.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schalldämpfungskammer aus einem länglichen kastenartigen Aufbau ausgebildet ist, der mittels einer länglichen Teilungswand (12) in zwei längliche Kammerteile (14, 16) geteilt ist, und – die Rohre (26), die die Kammerteile miteinander verbinden, in der Kammer benachbart zueinander an einer oder mehreren Höhen sitzen.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Ende (28) des Rohres (26), das die Kammerteile (14, 16) verbindet, eine erste Verlängerung (32) sitzt, in der Luftlöcher (34) ausgebildet sind, die das Innere des Rohres mit dem Raum verbinden, der die Rohrverlängerung umgibt.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Ende (30) des Rohres (26), das die Kammerteile (14, 16) verbindet, eine zweite Verlängerung (36) sitzt, in der Luftlöcher (38) ausgebildet sind, die das Innere des Rohres mit dem Raum verbinden, der die Rohrverlängerung umgibt.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rohrverlängerung (32) sich zu der Zuführöffnung (18) erstreckt und die zweite Rohrverlängerung (34) sich zu der Abgabeöffnung (24) erstreckt.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Schalldämpfungskammer an der Innenseite und/oder an der Außenseite beispielsweise mit Mineralwolle, geschäumtem Kunststoff, Polyesterfaser oder Glasfaserisolation isoliert sind.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilungswand (12) die Schalldämpfungskammer in zwei Teile teilt, bei der die Länge (l₁) des ersten Kammerteils (14) in der Strömungsrichtung kleiner oder größer als die Länge (l₂) des zweiten Kammerteils (16) in der Strömungsrichtung ist.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l₁ des ersten Kammerteils ungefähr der Hälfte der Länge l₂ des zweiten Kammerteils gleich ist, das heißt l₁ = ½ l₂.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l₃ des ersten Rohrteils (28), der in dem ersten Kammerteil (14) vorragt, gleich der Hälfte der Länge l₁ des ersten Kammerteils in der Strömungsrichtung ist.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l₄ des zweiten Rohrteils (30), der in dem zweiten Kammerteil (16) vorragt, gleich der Hälfte der Länge l₂ des zweiten Kammerteils in der Strömungsrichtung ist.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr Rohre oder dergleichen, die in der Teilungswand (12) sitzen, aus einem Hauptrohr (27) oder einem anderen entsprechenden Kanal ausgebildet sind, indem der Kanal in zwei oder mehr Teile (68, 70, 72, 74) mittels einer oder mehrerer Teilungswände (64, 66) parallel zu der Strömungsrichtung geteilt sind.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptrohr (27) in vier Teile (68, 70, 72, 74) mittels zwei Teilungswänden (64, 66) senkrecht zueinander geteilt ist.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer (10) mittels einer oder mehrerer Teilungswände (52) parallel zu der Strömungsrichtung in zwei oder mehr Kammerteile (56, 58, 60, 62) benachbart zueinander und parallel zu der Strömungsrichtung geteilt ist und – bei jedem benachbarten Kammerteil ein Rohr (26) eingepasst ist, das die aufeinander folgenden ersten und zweiten Kammerteile verbindet.
Schalldämpfer gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer mittels zweier Wände (52, 54) parallel zu der Strömungsrichtung, die hauptsächlich senkrecht zueinander sitzen, in mehrere Kammerteile parallel zu der Strömungsrichtung geteilt ist.
Anwendung des Schalldämpfers gemäß den Ansprüchen 1 bis 18 bei Luftkanälen von Papierfabriken, insbesondere bei Abgabeluftkanälen zum Dämpfen von Niedrigfrequenzgeräusch.
Anwendung gemäß Anspruch 19 zum Dämpfen von Geräusch, das von verschiedenen Luftkanälen von verschiedenen Orten kommt.
Anwendung gemäß Anspruch 19 zum Dämpfen von Geräusch, das durch einen großen Luftkanal insbesondere einen Abluftkanal kommt.