WO2002031266A1 - Druckluft als schutzvorrichtung - Google Patents

Druckluft als schutzvorrichtung Download PDF

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WO2002031266A1 PCT/EP2001/011581 EP0111581W WO0231266A1 WO 2002031266 A1 WO2002031266 A1 WO 2002031266A1 EP 0111581 W EP0111581 W EP 0111581W WO 0231266 A1 WO0231266 A1 WO 0231266A1
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Horst Schmitt
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    • A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
    • A62C99/0072—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using sprayed or atomised water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F8/00—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic
    • E01F8/0094—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic constructions for generation of phase shifting
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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    • G10K11/162—Selection of materials

Definitions

  • the invention relates to a protective device against environmental disturbances or environmental pollution, in particular against noise generation from a sound source, according to the features of the preamble of patent claim 1.
  • Air traffic, motor vehicle traffic, rail traffic and procedural systems and manufacturing generate environmental pollution, in particular in the form of noise, which is perceived by people as annoying and sometimes reaches a harmful level.
  • These environmental impacts are usually reduced or eliminated by using solid substances. These are, for example, dams made of earth or walls or also metal, plastic and glass walls or halls against noise, smells and the like and radiation.
  • the invention is therefore based on the object of providing protective devices which avoid these disadvantages.
  • means are present at least partially around the source of the interference, which reduce or eliminate the severity of the interference using compressed air or other gaseous substances under pressure.
  • Noise for example, is transmitted by the exciter or generator, i.e. the sound source, which can be an airplane, a car, a motorcycle, a truck or a rail vehicle, as well as other stationary or mobile systems, by means of sound waves.
  • the sound waves propagate in a circular or spherical shape from the generator and decrease in their strength with the distance from the generator.
  • the rate of spread in gaseous substances (such as air) is much greater than in solid substances.
  • Compound solid materials for example concrete or earth
  • a light breeze changes the strength of sound waves.
  • This can be used to advantage by using compressed air.
  • the generation of compressed air is sufficiently strong in fixed and movable stations, noise-damped and far-reaching, but has so far not been used to reduce noise.
  • the compressed air can be emitted from movable nozzles in order to direct the compressed air exactly to the point at which the source of the interference (for example the sound source), which can also move, is located.
  • the source of the interference for example the sound source
  • an arrangement of a plurality of nozzles in a row allows
  • the strength of the air flow and the generation of an "air carpet” or an “air wall” can be changed and adapted to the required conditions.
  • the targeted intake of air to extract compressed air can also be used to reduce the disturbance. Further gaseous or liquid media can also be added to the compressed air. If this is, for example, an extinguishing agent, the on-site fire can be contained and extinguished directly without the need for a mobile fire brigade.
  • the source of the fire can be localized, for example, visually by observation or automatically, at which point the extinguishing agent is dispensed via the nozzles.
  • FIG. 4 sound insulation by guiding the compressed air over the excitation source and the swirling of the sound
  • FIG. 5 guidance of the compressed air over the objects to be protected and noise reduction by swirling
  • FIG. 6 Multi-stage guidance (A and B) of compressed air over the object to be protected and noise reduction by swirling and by the air drawn in
  • FIG. 7 multiple guiding of compressed air over the object to be protected with intermingling of compressed air, possibly with foam or aerosols and complete sound removal,
  • Figure 8 Enclosure of the sound source in several stages (A and B) and noise reduction by swirling through the compressed air
  • FIG. 9 accompanying multi-stage containment (A and B) of the sound source
  • Figure 10 Lightening and removal of fog, sleet or snow by heated compressed air.
  • the frequencies of a remaining sound can be changed simultaneously in a way which is pleasant for the human ear.
  • the means for generating the compressed air or the nozzles are always arranged (at least partially, in particular entirely) around the sound source.
  • These nozzles can, for example, be arranged in a straight line one behind the other to the right and left of the runway for an aircraft.
  • this has the further advantage that the take-off or landing of the aircraft is not restricted by protective devices that obstruct the view.
  • accompanying substances such as extinguishing agents can be added to the compressed air. According to FIG.
  • Plants which occasionally or permanently excrete gaseous components which are a nuisance or danger to the environment can be enclosed or enclosed by an "air wall" made of compressed air or insulating gas mixtures, so that the harmful components transported to higher layers of air, swirled there and made safe by the resulting dilution.
  • an air wall made of compressed air or insulating gas mixtures, so that the harmful components transported to higher layers of air, swirled there and made safe by the resulting dilution.
  • the pollutants By simultaneously sucking in the air, the pollutants can additionally, at least partially, be filtered out and removed.
  • the angle of the openings of the suction and discharge nozzles can be made variable.
  • Compressor systems that generate compressed air sales of, for example, 30,000 cbm per minute are computer-controlled and can be switched to several in succession, in order to make entire airports and their landing and departure lanes more bearable for their environment by reducing noise. In contrast to fixed soundproofing devices, there is no mechanical hazard to aircraft or vehicles from the compressed air.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung gegen Umweltstörungen und Umweltbelastungen, insbesondere gegen die Geräuschentwicklung einer Schallquelle, wobei erfindungsgemäß zumindest teilweise um die Schallquelle herum Mittel vorhanden sind, die unter Verwendung von Druckluft oder anderen gasförmigen Stoffen unter Druck einen 'Luftteppich' oder eine 'Luftwand' bilden und damit die Störungen, insbesondere die Geräuschentwicklung, verringern oder beseitigen.

Description

Druckluft als Schutzvorrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung gegen Umweltstörungen oder Umweltbelastungen, insbesondere gegen Geräuschentwicklung einer Schallquelle, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Flugverkehr, Kraftfahr∑eugverkehr, Schienenverkehr und verfahrenstechnische Anlagen und Fertigungen erzeugen Umweltbelastungen insbesondere in Form von Geräuschentwicklungen, die vom Menschen als störend empfunden werden und mitunter eine gesundheitsschädliche Stärke erreichen. Üblicherweise werden diese Umweltbelastungen durch Verwendung von festen Stoffen verringert oder beseitigt. Dies sind zum Beispiel Dämme aus Erde oder Mauern oder aber auch Metall-, Kunststoff- und Glaswände oder Hallen gegen Lärm, Gerüche und dergleichen und Strahlungen.
Vielfach sind solche Schutzvorrichtungen aus festen Materialien nicht ausreichend in ihrer Wirkung, nicht groß oder hoch genug herstellbar oder zu teuer oder im Einzelfall nicht anwendbar. Oftmals steht auch der Platz nicht zur Verfügung, um eine solche Schutzvorrichtung zu errichten. Weiterhin besteht der Nachteil, daß solche Schutzvorrichtungen den Betrieb der Anlagen und dergleichen stören oder beeinträchtigen können.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Schutzvorrichtungen bereitzustellen, die diese Nachteile vermeiden.
Erfindungsgemäß sind zumindest teilweise um die Störungsquelle herum Mittel vorhanden, die unter Verwendung von Druckluft oder anderen gasförmigen Stoffen unter Druck die Stärke der Störung verringern oder beseitigen. Dies führt in vorteilhafter Weise:
• zu einer Verringerung oder Beseitigung von Schall, so daß die Geräuschentwicklung der Schallquelle als nicht mehr störend oder gar nicht mehr wahrgenommen wird,
• zu einer Veränderung von Tonhöhen (Frequenzen) von Schall,
• zu einer Beseitigung von Gerüchen, Gasen und zum Strahlenschutz,
• zu einer Vertreibung von Nebel, Sandwolken, Schnee, Schneeregen und dergleichen, • zu einer Abschirmung gegen unerwünschte Temperaturen (zum Beispiel Kälte) sowie
• zu einem Brandschutz.
Lärm zum Beispiel wird von Erreger oder Erzeuger, also der Schallquelle, bei der es sich um ein Flugzeug, ein Auto, ein Motorrad, einen Lastwagen oder ein Schienenfahrzeug sowie um sonstige stationäre oder mobile Anlagen handeln kann, durch Schallwellen übertragen. Die Schallwellen breiten sich kreis - beziehungsweise kugelförmig vom Erzeuger aus und verringern sich in ihrer Stärke mit der Entfernung von diesem. Die Geschwindigkeit der Ausbreitung in gasförmigen Stoffen (wie zum Beispiel Luft) ist viel größer als in festen Stoffen. Zusammengesetzte feste Stoffe (zum Beispiel Beton oder Erde) bewirken zwar eine Minderung des Schalls durch die Deformation der Schallwellen durch die unterschiedlichen Schallgeschwindigkeiten der Bestandteile (zum Beispiel Zement, Kies, Steine). Schallschutz aus festen Stoffen errichtet ist also sehr wirkungsvoll, aber nachteiligerweise auch sehr teuer und oft auch störend und nicht bis in große Höhen reichend zu errichten.
5
Hier bietet es sich an, durch die Maßnahmen der Erfindung unter Verwendung von Druck auf gasförmige Medien, insbesondere Luft, gegebenenfalls auch in Verbindung mit festen und flüssigen Stoffen die Störungsquelle, also zum Beispiel Schall, Gerüche und Strahlungen einzuschließen, zu verändern, zu deformieren, 10 zu verwirbeln, zu zerstören, fortzuleiten oder mit Hilfsmitteln anzureichern.
Schon ein leichter Windhauch verändert zum Beispiel die Stärke von Schallwellen. Dies läßt sich durch die Anwendung von Druckluft vorteilhaft nutzen. Die Erzeugung von Druckluft ist nach dem heutigen Stand der Technik in 15 ausreichender Stärke in festen und beweglichen Stationen, geräuschgedämpft und weitreichend möglich, wurde bislang aber nicht zur Geräuschverminderung eingesetzt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
>0
So kann die Druckluft aus beweglichen Düsen abgegeben werden, um die Druckluft genau an die Stelle zu leiten, an der sich die Störungsquelle (zum Beispiel die Schallquelle), die sich auch bewegen kann, befindet. Außerdem ermöglicht eine Anordnung von einer Vielzahl von Düsen hintereinander,
15 gegebenenfalls auch versetzt zueinander, die Erzeugung eines „Luftteppichs" oder einer „Luftwand" durch den beziehungsweise durch die die störenden Auswirkungen der Störungsquellen an der weiteren Ausbreitung gehindert werden. Je nach Stärke der Geräuschemission, die meßtechnisch erfaßt werden kann, kann die Stärke des Luftstromes sowie die Erzeugung eines „Luftteppichs" oder o einer „Luftwand" verändert und den erforderlichen Gegebenheiten angepaßt werden. Auch das gezielte Ansaugen von Luft zur Gewinnung der Druckluft kann zur Minderung der Störung genutzt werden. Weiterhin können der Druckluft weitere gasförmige beziehungsweise flüssige Medien beigefügt werden. Handelt es sich hierbei zum Beispiel um ein Löschmittel, kann der vor Ort entstehende Brand direkt eingedämmt und gelöscht werden, ohne daß es der Hinzuziehung einer mobilen Feuerwehr bedarf. Der Brandherd kann zum Beispiel visuell durch Beobachtung oder auch automatisch lokalisiert werden, wobei an dieser Stelle das Löschmittel über die Düsen abgegeben wird.
Bevorzugte Anwendungsbeispiele der Druckluft zur Verminderung von Störungen, zum Beispiel der Geräuschentwicklung einer Schallquelle, auf die die Anwendung allerdings nicht beschränkt ist, sind im folgenden beschrieben und anhand der Figuren 1 bis 10 erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 : Verlängerung eines festen Schallschutzes durch Einsatz von
Druckluft mit Verwirbelung des Schalls,
Figur 2: alleiniger Schallschutz durch Druckluft und Verwirbelung des Schalls,
Figur 3 alleiniger Schallschutz durch gegen den Schallerreger gerichtete
Druckluft mit vollständiger Verwirbelung des Schalls, durch gezielte Ansaugung der Luft verstärkt,
Figur 4: Schallschutz durch Führung der Druckluft über die Erregerquelle und die Verwirbelung des Schalls,
Figur 5: Führung der Druckluft über die zu schützenden Objekte hinweg und Schallminderung durch Verwirbelung, Figur 6: Mehrstufige Führung (A und B) von Druckluft über das zu schützende Objekt hinweg und Schallminderung durch Verwirbelung und durch die angesaugte Luft,
Figur 7: mehrfache Führung von Druckluft über das zu schützende Objekt mit Zwischenverwirbelung von Druckluft, gegebenenfalls mit Schaum oder Aerosolen und vollständiger Schallbeseitigung,
Figur 8: Einschließung der Schallquelle in mehreren Stufen (A und B) und durch die Druckluft Schallminderung durch Verwirbelung,
Figur 9: begleitende mehrstufige Einschließung (A und B) der Schallquelle,
Minderung durch Verwirbelung und den Möglichkeiten nach Figuren 7 und 8, wobei durch Computersteuerung nur in Höhe der Schallquelle und der Schallschleppe Druckluft erforderlich ist,
Figur 10: Aufhellung und Beseitigung von Nebel, Schneeregen oder Schnee durch erwärmte Druckluft.
Bei allen Druckluftanwendungen der vorstehenden Figuren können gleichzeitig die Frequenzen eines verbleibenden Schalls auf eine für das menschliche Ohr angenehme Weise verändert werden. Dazu sind immer um die Schallquelle herum (zumindest teilweise, insbesondere gänzlich) die Mittel zur Erzeugung der Druckluft beziehungsweise die Düsen angeordnet. Diese Düsen können zum Beispiel in einer Geraden hintereinander rechts und links neben der Start- oder Landebahn für ein Flugzeug angeordnet sein. Dies hat zum weiteren neben der Geräuschreduzierung den Vorteil, daß der Start oder die Landung des Flugzeuges nicht durch sichtbehindernde Schutzvorrichtungen eingeschränkt ist. Außerdem können der Druckluft Begleitstoffe wie zum Beispiel Löschmittel zugefügt werden. Nach Figur 3 könnte somit ohne Einsatz von Löschfahrzeugen ein Flugzeugbrand vor Ort in Sekundenschnelle gelöscht werden. Für die Minderung und Verwirbelung von Schall, Gerüchen oder Nebel und dergleichen kann auch die für die Druckluftgewinnung angesaugte Luft mitverwendet werden (wie zum Beispiel in Figur 6 eingezeichnet, aber auch in allen anderen Fallen der Druckluftanwendung möglich ).
Anlagen (Fabriken, Kraftwerke, Kernkraftwerke und dergleichen), die vereinzelt oder ständig gasförmige Bestandteile ausscheiden, die für die Umgebung eine Belästigung oder Gefahr darstellen, können durch eine "Luftwand" aus Druckluft oder isolierende Gasmischungen umschlossen oder eingeschlossen werden, so daß die schädlichen Bestandteile in höhere Luftschichten befördert, dort verwirbelt und durch die entstehende Verdünnung gefahrlos gemacht werden. Durch gleichzeitige Ansaugung der Luft können die Schadstoffe zusätzlich, zumindest teilweise ausgefiltert und beseitigt werden.
Der Winkel der Öffnungen von Ansaug- und Ausstoßdüsen läßt sich veränderlich gestalten.
Kompressoranlagen, die einen Druckluftumsatz von zum Beispiel 30000 cbm pro Minute erzeugen werden computergesteuert und können zu mehreren in Folge geschaltet werden, um somit zum Beispiel ganze Flughäfen und ihre Lande- und Abflugbahnen durch Schallminderung für ihre Umgebung erträglicher machen. Eine mechanische Gefährdung von Flugzeugen oder Fahrzeugen durch die Druckluft ist im Gegensatz zu festen Schallschutzeinrichtungen nicht gegeben.
Fiαurenerläuterunq:
? Bewegliche oder feste Drucklufterzeuger
^ j> Verteiler- und Austrittsrohre der Druckluft
X'
S 's Druckluft
S
Verwirbelter Schall
Figure imgf000008_0001
'/o°o°° ' Druckluft mit Zusatzmitteln
# « # • • » r 0 • Schnee, Nebel oder dergleichen
f Angesaugte Luft
/ / ,/A Erwärmte Luft
/

Claims

Patentansprüche10
1. Schutzvorrichtung gegen Umweltstörungen oder Umweltbelastungen, insbesondere gegen Geräuschentwicklung einer Schallquelle, dadurch 5 gekennzeichnet, daß zumindest teilweise um die Störungsquelle herum Mittel vorhanden sind, die unter Verwendung von Druckluft oder anderen gasförmigen Stoffen unter Druck die Störung beziehungsweise die Belastung verringern oder beseitigen.
,o 2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß einzelne oder durch Rohrleitungen verbundene mehrere fest installierte Anlagen für die Druckluftgewinnung vorgesehen sind.
3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 5 einzelne oder durch Rohrleitungen verbundene mehrere bewegliche Anlagen für die Druckluftgewinnung vorgesehen sind.
4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagen für die Druckluftgewinnung auf oder unter der Erde angeordnet o sind.
5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagen für die Druckluftgewinnung in mehreren Ebenen oder Etagen übereinander angeordnet sind.
6. Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft aus Düsen in der benötigten Stärke abgebbar ist.
7. Schutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in jede Richtung beweglich ausgeführt sind.
8. Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluft weitere gasförmige oder flüssige Medien, insbesondere Löschmittel, beifügbar sind.
9. Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft oder andere gasförmige Stoffe unter Druck zur Veränderung von Tonhöhen (Frequenzen), von Schall, zur Beseitigung von Gerüchen, Gasen, Nebel, Sandwolken, Schnee, Schneeregen und dergleichen, zum Strahlenschutz, Brandschutz, zur Abschirmung gegen unerwünschte Temperaturen und andere Störungen verwendet werden.
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