DE10049884C1 - Druckluft als Schallschutzvorrichtung - Google Patents
Druckluft als SchallschutzvorrichtungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schallschutzvorrichtung 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
Die Erfindung betrifft eine Schallschutzvorrichtung gegen Umweltstörungen oder
Umweltbelastungen, insbesondere gegen Geräuschentwicklung einer
Schallquelle, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Flugverkehr, Kraftfahrzeugverkehr, 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 Schallschutzvorrichtungen 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.
Vorrichtungen zur Geräuschreduzierung sind zwar aus der DE 39 22 139 C2 und
der DE 196 17 465 A1 bekannt.
Die DE 39 22 139 C2 betrifft eine Vorrichtung zum Reduzieren von Geräuschen
durch Interferenzen, wobei verschiedene Gruppen von Durchlässen vorgesehen
sind, die eine bestimmte Ausrichtung zueinander aufweisen, wodurch bestimmte
Phasen der die Durchlässe passierenden Schallwellen erzielt werden, die sich
durch Interferenz gegenseitig auslöschen.
Die DE 196 17 465 C2 betrifft ein Verfahren zur aktiven Schallreduzierung mit
einem ersten und einem zweiten Volumenstrom, von denen einer so moduliert
wird, daß bei einer nachfolgenden Interferenz der beiden Volumenströme die
Schallreduzierung bewirkt wird. Dabei wird einer der beiden Volumenströme dem
anderen Volumenstrom oder einem bereits vorhandenen Volumenstrom
entnommen.
Hierbei wird also der Effekt der Interferenz zur Auslöschung der Schallwellen
genutzt. Dies erfordert aber einen hohen Abstimmungsaufwand auf die
vorliegenden Frequenzen, wodurch nur in einem bestimmten Frequenzband eine
Geräuschreduzierung ermöglicht wird. Bei danebenliegenden Frequenzbereichen
kommt es nicht zu einer Geräuschreduzierung. Damit sind diese bekannten
Verfahren nur sehr eingeschränkt, das heißt bei festen bekannten Frequenzen,
einsetzbar. Sie versagen bei Schallquellen mit unterschiedlichen Frequenzen, wie
sie zum Beispiel bei unterschiedlichen Typen startender oder landender
Flugzeuge entstehen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Schallschutzvorrichtungen
bereitzustellen, die keine Abstimmung auf die zu reduzierenden Geräusche
erfordern und damit universell einsetzbar sind.
Erfindungsgemäß sind zumindest teilweise um die Störungsquelle herum Mittel
vorhanden, die unter Verwendung von Druckluft oder anderen gasförmigen
Stoffen unter Druck durch Bildung eines Luftteppichs und/oder einer Luftwand 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.
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,
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
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.
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,
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
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
Fig. 1 bis 10 erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Verlängerung eines festen Schallschutzes durch Einsatz von
Druckluft mit Verwirbelung des Schalls,
Fig. 2 alleiniger Schallschutz durch Druckluft und Verwirbelung des Schalls,
Fig. 3 alleiniger Schallschutz durch gegen den Schallerreger gerichtete
Druckluft mit vollständiger Verwirbelung des Schalls, durch gezielte
Ansaugung der Luft verstärkt,
Fig. 4 Schallschutz durch Führung der Druckluft über die Erregerquelle und
die Verwirbelung des Schalls,
Fig. 5 Führung der Druckluft über die zu schützenden Objekte hinweg und
Schallminderung durch Verwirbelung,
Fig. 6 Mehrstufige Führung (A und B) von Druckluft über das zu
schützende Objekt hinweg und Schallminderung durch Verwirbelung
und durch die angesaugte Luft,
Fig. 7 mehrfache Führung von Druckluft über das zu schützende Objekt mit
Zwischenverwirbelung von Druckluft, gegebenenfalls mit Schaum
oder Aerosolen und vollständiger Schallbeseitigung,
Fig. 8 Einschließung der Schallquelle in mehreren Stufen (A und B) und
durch die Druckluft Schallminderung durch Verwirbelung,
Fig. 9 begleitende mehrstufige Einschließung (A und B) der Schallquelle,
Minderung durch Verwirbelung und den Möglichkeiten nach Fig.
7 und 8, wobei durch Computersteuerung nur in Höhe der
Schallquelle und der Schallschleppe Druckluft erforderlich ist,
Fig. 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 Fig. 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 Fig. 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 30 000 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.
Claims (9)
1. Schutzvorrichtung gegen Umweltstörungen oder Umweltbelastungen,
insbesondere gegen Geräuschentwicklung einer Schallquelle, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest teilweise um die Störungsquelle herum Mittel
vorhanden sind, die unter Verwendung von Druckluft oder anderen
gasförmigen Stoffen unter Druck durch Bildung eines Luftteppichs und/oder
einer Luftwand die Störung beziehungsweise die Belastung verringern oder
beseitigen.
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
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
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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