DE10049884C1

DE10049884C1 - Druckluft als Schallschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE10049884C1
Application number: DE2000149884
Authority: DE
Inventors: Horst Schmitt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: WO2002031266A1

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.

Figurenerläuterung

Claims

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.