DE1941685C3 - Schalldämpfer für einen Schmutz mitführenden Abgasstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer nach dem so Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Schalldämpfer sind aus der FR-PS 10 85 907 und dei DE-PS 9 77 514 bekannt.

Aus der Theorie der Sd<allaust eitung in Kanälen ist bekannt, daß eine Schallwelle, die sich in einem teilweise am Umfang schallschluckend ai gestalteten Kanal fortbewegt, dadurch gedämpft wird, daß die in die Wand eindringende Schallenergie wenigstens zum Teil absorbiert und in Wärme umgewandelt wird. Damit geht ein Teil der sich in Längsrichtung bewegenden Schallenergie verloren, so daß eine Längsdämpfung eintritt. Die schallschluckende Wand mit der dahinterliegenden Kammer, die den Schalldruck und die Schallschnelle nach Größe und Phase beeinflußt, stellt somit für die Schallwelle einen komplexen Widerstand dar. dessen Real- und Imaginärlei! über die Dämpfung und über die frequenzabhängige Phasenverschiebung der beiden Schallfeldgrößen Auskunft gibt.

Bei den bekannten Schalldämpfern ist der Realteil des Widerstandes und damit die Dämpfung durch poröse Mineralfaserstoffe in den Kammern realisiert. Die Packungsdichte dieser Faserstoffe ist dabei möglichst locker. Bei Abgasstromen, die Staub- oder Rußpartikel mit sich führen, ist unvermeidbar, daß durch die Lochungen der Abdeckbleche solche Teilchen in die Kammern eindringen, sich dort ablagern und die Faserstoffe verschmutzen und zusammendrücken.

Bei dem aus der FR-PS 10 85 907 bekannten Schalldämpfer kann der Gaskanal schräg zu den Kammern verlaufen. Auch die DE-PS 9 77 514 gibt die Lehre, daß es unter Umständen günstig sein kann, daß die Kammern mit dem Gaskanal spitze Winkel bilden.

Bei den bekannten Schalldämpfern ist lediglich die Richtungsänordnung zwischen Rammern und Gaskanal definiert; die allgemeine Orientierung gegenüber der Umgebung bleibt freigestellt und ist in der FR-PS 10 85 907 im wesentlichen in das Ermessen des Benutzers gestellt.

Das Problem der Verschmutzung ist in den beiden genannten Patentschriften nicht angesprochen, obwohl bei den dort beschriebenen Schalldämpfern der Querschnitt der Kammern mit einem Füllstoff ausgefüllt ist, dessen spezifischer Widerstand ausdrücklich definiert ist. Bereits eine geringfügige Verschmutzung ändert den spezifischen Widerstand und führt somit zu einer Widerstandsänderung und Verschlechterung der Dämpfung. Sollen die bekannten Schalldämpfer zum Dämpfen eines schmutzbeladenen Abgasstrono eingesetzt werden, dann beginnen sie mit einem optimalen Wirkungsgrad, der sich in dem Maße verschlechtert, in dem sich die Poren des in den Kammern verwendeten Füllmaterials mit Schmutz zusetzen. Soweit Kammern nicht gänzlich mit Füllmaterial gefüllt sind und horizontal oder von der Vertikalen weg geneigt sind, setzen sich die zum Gaskanal hin geöffneten Kammern mit Schmutz zu.

Die Erfindung löst durch die Ausbildung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 die Aufgabe, die bekannten Schalldämpfer derart weiterzubilden, daß ihre Dämpfungsleistung auch im Dauerbetrieb nicht durch die Verschmutzung nachläßt.

Die über die vorgegebene Schmutzschichtdicke hinaus in die Kammern gelangenden Schmutzteilchen werden durch ihr Gewicht, durch die Gasströmung sowie durch die Vibration des Dämpfers in den Gasstrom zurückgefordert.

Zur Erzielung einer vorgegebenen Dämpfung ist eine bestimmte Schichtdicke der Ablagerung erforderlich, die sich bei einer bestimmten Neigung der Kammerquerwände von selbst einstellt. Die angestrebte Dämpfung kann auch durch zusätzliche Mineralfaserstoffplatten an ablagerungsfreien Wänden verbessert werden. In Anwendungsfällen, bei welchen die Abgasströme sehr große Schmutzmengen mit sich führen, beispielsweise bei Kaminen, ist eine Drahtgewebe- oder Lochblechabdeckung der Kammern zum freien Querschnitt hin nicht angezeigt. Die schiefen Kammerquerwände lassen auch in diesem Fall p-ir eine Ablagerung von bestimmter Dicke zu und ergeben damit die Dämpfung gewünschter Größe. Neben der Einsparung von Lochblechmaterial wird auf diese Weise auch die Änderung der Dämpfung durch Verstopfung der Lochblechlochungen vermieden.

Bei Inbetriebnahme eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers stellt sich in sehr kurzer Zeit die schalldämpfende Schmutzschicht ein, die zur ordnungsgemäßen Funktion des Schalldämpfers unerläßlich ist.

Bei der sich einstellenden Schmutzschicht wird ständig der Oberflächenbereich umgewälzt, indem er durch neu hinzukommenden Schmutz abgerieben und ersetzt wird. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer ist somit nicht nur selbstreinigend, sondern er erneuert auch ständig die dämpfungsaktive Oberflächenschicht, so daß er nach erfolgter Inbetriebnahme ohne weitere Wartung praktisch so lange in Betrieb bleiben kann, wie das Partikelspektrum der abzudämpfenden Abgase nicht wesentlich geändert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der schematisch gehaltenen Zeichnung näher erläutert, in der analoge Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt

Fig, la—Ic Verschiedene Schalldämpfer mit Schmutzschich^Ablagerungen Und

Fig,2 einen Schalldämpfer mit senkrechtem Abgas* kanal mit Scfrmützschicht^Ablagerungeri Und zusätzlichen Mineralfaserstoffplatten an ablagerungsfreien

Wanden.

In den Fig. la—lcsind Schalldämpfer in verschiedenen Einbaulagen dargestellt.

Fig. la zeigt einen Schalldämpfer mit senkrecht qngeordnetem Abgaskanal I, an den zu beiden Seiten verschieden tiefe Kammern 2,3 mit gleichen Neigungswinkeln ihrer Kammerquerwände 4 angrenzen. Gegen den freien Querschnitt hin sind die Kammern mit Lochblech oder Drahtgewebe 5 akustisch transparent abgedeckt. Ein Teil der vom Abgasstrom mitgeführten Schmutzteilchen dringt in die Kammern ein und lagert sich auf deren Querwänden ab. Nach Erreichen einer gewissen, durch die Neigung der Querwände bestimmten Schichtdicke 7 werden weitere Materiakeilchen aufgrund ihres Gewichtes, der Abgasströmung sowie der Vibration der Kammerwände durch die Lochungen im Lochblech wieder in den Abgaskanal zurückgefördert.

Der Schalldämpfer nach Fig. Ib mit schrägem Abgaskanal weist ebenfalls zu beiden Seiten des freien Querschnitts des Kanals 1 verschieden tiefe Kammern 2, 3 auf. Der Neigungswinkel dieser Kammern ist bezüglich der Kanalmittellinie 6 unterschieden, bezüglich der Senkrechten jedoch gleich, so daß sich wiederum in beiden Kammerreihen gleiche Schichtdikken der Ablagerungen ergeben.

Der Schalldämpfer nach Fig. Ic zeigt einen waagerechten Aogaskanai 1, der nur auf einer Seite Kammern besitzt. Die Neigung der Querwände weist auch hier einen spitzen Winkel mit der Abgasstromrichtung, bzw. der Senkrechten, auf, um die Voraussetzung für die Ablagerung einer bestimmten Schmutzschichtdicke zu schaffen. Ober die durch die Neigung der Querwände

ίο bestimmte Schichtdicke hinausgehende Schmutzmengen rutschen auch hier in den Abgaskanal zurück.

Um die Dämpfung der Kammern 2, 3 nicht ausschließlich von den abgelagerten Schmutzschichten abhängig zu machen, können auch Kammerwände, an weichen keine Schmutzablagerungen auftreten, mit Mineralfaserstoffplatten 8 ausgekleidet werden, wie dies in F i g. 2 gezeigt wird. Abgelagerte Schmutzschicht und Mineralfaserstoffplatten gehen beide in das Dämpfungsmaß ein und ihre Dicke kann empirisch bestimmt werden. Für Abgaskanäle, über die sehr große Schmutzmengen abgeführt werden, beispielsweise Kamine, ist es oft vorteilhaft die Kammern abdeckende Lochbleche 5 wegzulassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schalldämpfer für einen Schmutz mitführenden Abgasstrom mit einem Gaskanal, dessen Wandung von diesem ausgehende Kammern aufweist, welche durch Querwände gebildet sind, die in einem spitzen Winkel zum Gaskanal verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwände (4) gegenüber der Vertikalen um einen Winkel geneigt sind, der die Ablagerung einer Schmutzschicht bis zu einer bestimmten Dicke zuläßt

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwände (4) der Kammern (2, 3) gegenüber der Vertikalen jeweils den gleichen Neigungswinkel aufweisen.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2, 3), mit Ausnahme der Kammerquerwände (4), auf denen die Schmutzschicht entstehen soll, mit Faserschichten aus Schallschluckstoffen ausgekleidet sind.

4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2, 3) zum Gaskanal (1) hin mit Lochblechen oder Drahtgewebe (5) akustisch transparent abgedeckt sind.