DE9017396U1

DE9017396U1 - Schalldämpfer für gaseführende Kanäle

Info

Publication number: DE9017396U1
Application number: DE9017396U
Authority: DE
Original assignee: Westaflexwerk & Co Kg 4830 Guetersloh De GmbH
Current assignee: Westaflexwerk & Co Kg 4830 Guetersloh De GmbH
Priority date: 1990-12-22
Filing date: 1990-12-22
Publication date: 1992-01-23
Anticipated expiration: 2000-12-23

Description

PATENTANWÄLTE D-4830 Güteisloh, Vennstraße

- . I Telefon: (0 52 4t) 1 30 54

Dipl.-Ing. Gustav Meldau ,I¹?⁸!?¹^ 21»I^ · 90*

Dipl.Phys. Dr. Hans-Jochen Strauß Unser Zeichen: W 1734

Firma

Westaflexwerk GmbH & Co.KG

Thaddäusstraße 5

4830 Güters loh

Schalldämpfer für qaseführende Kanäle

Bei Kanälen zum Führen von Gasen oder Luft, beispielsweise bei den Vorrichtungen zum Fördern des Mediums in Form von Ventilatoren, ist es bekannt, im Kanalquerschnitt Schalldämpfer anzuordnen, um den von der Fördervorrichtung erzeugten Schall weitgehend zu dämpfen. Für derartige Schalldämpfer hat man bislang Kulissen verwendet, beispielsweise in Form von in Strömungsrichtung eingebauten Kassetten, zwischen denen zum Durchtritt des geförderten Mediums ausreichende Abstände vorgesehen sind. Die Kassetten bestehen aus Rahmen, ihre aktiven Oberflächen bestehen aus einem Lochblech oder Streckmetall das heißt, die Oberflächen sind weitgehend durchlässig. Die Kassetten sind gefüllt mit Glas- oder Mineralwolle bzw. einem anderen schalldämpfenden oder isolierenden Material. Die Oberflächen aus Lochblech oder Streckmetall halten dieses Material zusammen, lassen

- 2 - : W 1734

jedoch die Schallwellen hindurchgehen die im Innern der Kassetten in der Füllung gedämpft oder vollständig absorbiert werden. Die Herstellung und der Einbau solcher, den Schall dämpfenden Kassetten in luft- oder gaseführende Kanäle, beispielsweise Be- oder Entlüftungsvorrichtungen, ist verhältnismäßig aufwendig, denn die zusammenzubauenden Kassetten müssen an den Querschnitt der Kanäle angepaßt sein, sowie auch dem erwünschten Zweck genügen, also je nach dem zu dämpfenden Schall entsprechend größere oder geringere Länge aufweisen. Weiterhin müssen Kassetten sowie Kanäle mit besonderen Vorrichtungen versehen sein, damit die Kassetten in die Kanäle fest eingebaut werden können. Dies erfordert verhältnismäßig umfangreiche Montagearbeiten auch an Ort und Stelle beim Einbau, die nicht mechanisiert werden können und daher erhebliche Kosten verursachen.

Die Neuerung hat sich die Aufgabe gestellt, derartige Schalldämpfer in luft- oder gaseführenden Kanälen zu verbessern und insbesondere ihre Herstellung und ihren Einbau wirtschaftlicher auszuführen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Neuerung ein Schalldämpfer für gaseführende Kanäle dadurch gekennzeichnet, daß in dem Querschnitt des Kanals, den Abstand einander gegenüberliegender Wandungen überspannend, gerillte, flexible und gelochte Rohrabschnitte, die mit einem Isoliermaterial, vorzugsweise Glas- oder Mineralwolle gefüllt sind, in Abständen voneinander angeordnet sind.

Derartige gerillte, flexible und gelochte Rohrabschnitte lassen sich mit kontinuierlich arbeitenden Maschinen in bekannter Weise einfach und wirtschaftlich herstellen, indem ein Band aus Blech oder Folie, zunächst eine kontinuierlich arbeitende Lochstanzvorrichtung durchläuft, anschließend eine bekannte Vielrollenvorrichtung durchläuft, in der es von der Mitte nach außen fortschreitend mit Rillen versehen wird und daran anschließend auf einer Wickelmaschine mit rotierendem Wickelkern und Andruck- sowie Falzrollen in Windungen zum

- 3 - ^J : W 1734

Rohr geformt wird, wobei die Längsränder fest miteinander verfalzt werden. Ein derart gewissermaßen endlos hergestelltes Rohr wird dann in den erforderlichen Längen abgeschnitten, wobei diese Längen durchaus nicht sehr maßhaltig sein müssen, also dem Abstand einander gegenüberliegender Wandungen des Kanalquerschnitts angepaßt sein müssen, weil der Rohrabschnitt aufgrund seiner Rillung auch in Richtung der Rohrachse eine erhebliche Flexibilität aufweist, so daß er durch Ziehen verlängert, durch Drücken verkürzt werden kann. Die mit dem Isoliermaterial gefüllten Rohrabschnitte werden sodann in den Kanalquerschnitt eingesetzt und dort fixiert. Die Fixierung erfolgt am einfachsten derart, daß die Rohrabschnitte mit geringem Übermaß in den Kanalquerschnitt gewissermaßen eingeklemmt werden und dann durch in die Kanalwandung eingesetzte Schraubbolzen, die sich von innen gegen die Wandungen des Rohrabschnittes anlegen, in der gewünschten Lage im Kanalquerschnitt unverrückbar gehalten werden.

Dazu sind entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Neuerung die gerillten, flexiblen und gelochten Rohrabschnitte aus einem Streifen oder Band aus Metallblech oder -Folie hergestellt, das vor dem Rill- und Wickelvorgang mittels Stanzen gelocht wurde. Dabei wird ein derartiges Lochbild in dem Band erzeugt, daß die Lochfläche etwa 30 bis 45% der gesamten Bandfläche ausmacht. Die gerillten, flexiblen und gelochten Rohrabschnitte können entsprechend ihrer Herstellung auf bekannten Rohrwickelmaschinen rechteckigen, dreieckigen oder ovalen, neben dem meist verwendeten runden Querschnitt haben. Mit diesen Querschnitten lassen sich beispielsweise in Kombination besonders strömungsgünstige Einbauten in den gaseführenden Kanälen ausführen.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Neuerung dadurch gekennzeichnet, daß in gleichen Abständen nebeneinander im Kanal Rohrabschnitte mit rechteckigem Querschnitt angeordnet sind, bei besonders flachen Kanälen können die Rohrabschnitte, mit rechteckigem

- 4 - * T-- : ·; ' w 1734

Querschnitt ausgebildet, auch derart eingebaut sein, daß sie mit ihren Schmalseiten längsweise gegen die breiten Seiten des Kanals von innen anliegen. Es ist dann allerdings erforderlich, an beiden Enden die Rechteckrohre mit einem Deckel zu versehen. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Rohrabschnitte an beiden Enden zusammengequetscht und/oder gefaltet werden, so daß sie in Strömungsrichtung einen Grat bilden und so eine günstigere Umströmung erlauben.

Nach einer anderen Ausführungsform können im Kanalquerschnitt in gleichem Abstand nebeneinander Rohre mit flachovalem Querschnitt angeordnet sein, wobei der Strömungsrichtung eine der Rundungen der Rohre zugewandt ist. Hiermit wird auf einfache Weise erreicht, daß die Rohrabschnitte in dem Kanal in günstiger Weise von dem im Kanal geleiteten gasförmigen Medium umströmt werden und der Strömungswiderstand durch den Schalldämpfereinbau erheblich vermindert ist.

Nach einer weiteren Ausführungsform können die Rohre im rechteckigen Querschnitt stehend, querliegend oder in Strömungsrichtung längsweise liegend, insbesondere im letzten Fall auch als Päckchen zu mehreren über- oder nebeneinanderliegend im Kanal angeordnet sein, dabei ist es nach einer vorteilhaften Weiterbildung zweckmäßig, daß zumindest in Strömungsrichtung vor den Rohren mit rechteckigem Querschnitt Rohre mit dreieckigem oder halbrundem Querschnitt angeordnet sind, um eine günstige Umströmung zu erreichen und damit den Strömungswiderstand zu vermindern.

Bei quer zur Strömungsrichtung angeordneten Rohren können diese auch in Reihen hintereinander angeordnet sein, unter besonderen Bedingungen ist es zweckmäßig, bei dieser Anordnung die Rohrabschnitte, die in Reihen hintereinander angeordnet sind, auf Lücke zu stellen. Der Strömungswiderstand wird dann zwar geringfügig vergrößert, jedoch wird eine wesentlich verbesserte Schalldämpfung erreicht, aufgrund der in Reihen hintereinander stehenden Rohrabschnitte, und eine noch

- 5 - &Iacgr; * W 1734

bessere Schalldämpfung wird erreicht, wenn die in Reihen hintereinander stehenden Rohrabschnitte auf Lücke gestellt sind. Diese letzteren Ausführungen sind dann besonders vorteilhaft, wenn ein besonders starker Schall zu dämpfen ist, oder wenn für die Schalldämpferstrecke eine größere Länge zur Verfügung steht und erwünscht ist, daß der Strömungswiderstand besonders gering ist.

Die Neuerung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1: Perspektivische Teilansicht eines Abschnittes der Rohrwandung;

Figuren 2 bis 4: Perpektivische Ansichten von Rohrabschnitten;

Figur 5: Perpektivische Ansicht eines Schalldämpfers in einem gaseführenden Kanal;

Figur 6: Perpektivische Ansicht teilweise geschnitten eines Schalldämpfers in einem gaseführenden Kanal;

Figur 7: Perspektivische Ansicht eines zusammengesetzten Schalldämpfers;

Figur 8: Einbau eines Schalldämpfers nach Figur 7.

Die Wandung eines flexiblen, gerillten und gelochten Rohres ist in Fig. 1 dargestellt. Das Rohr ist aus einem Band 1 gewickelt, das an seinen Rändern 2 und 3 mit den Rändern der vorhergehenden bzw. folgenden Wicklung des Bandes fest und dicht verfalzt ist. Das Band 1 selbst ist über seine gesamte Breite zwischen den Falzen 2 und 3 mit Rillen 4 versehen, die parallel zur Banderstreckung verlaufen, also

- 6 - -I¹^W 1734

«f.

bei in Windungen aufgewickeltem Band 1 das Rohr schraubenförmig in engen Windungen umgeben. Das Band 1 ist weiterhin mit Lochungen 5 versehen, deren freier Durchgangsquerschnitt etwa 21 bis 40% der gesamten freien Bandoberfläche ausmacht.

Mit einer derartigen Wandung entsprechend Fig. 1 versehene Rohrabschnitte sind in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Der Rohrabschnitt nach Fig. 2 hat rechteckigen Querschnitt. An der Wandung ist die Lochung 5 angedeutet, und dieser Rohrabschnitt ist mit Isoliermaterial 6 gefüllt, beispielsweise mit Mineralfasern.

In gleicher Weise ist ein Rohrabschnitt nach Fig. 3 aufgebaut, der einen flachovalen Querschnitt hat. Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 4 mit einem in gleicher Weise aufgebauten Rohrabschnitt, der einen etwa dreieckigen Querschnitt hat, wobei die Basis wesentlich kürzer ist, als die beiden einen spitzen Winkel bildenden anliegenden Schenkel und am äußeren Ende dieser spitzwinklich zueinander liegenden Schenkel eine Abrundung 7 ausgebildet ist.

Nach der Fig. 5 ist in einem Abschnitt eines Lüftungskanals 8, der an seinen beiden Enden mit Anschlußflanschen 9 versehen ist, ein Schalldämpfer mit Rohrabschnitten nach der Fig. 2 eingebaut. Die Rohrabschnitte mit rechteckigem Querschnitt sind im Abstand voneinander und zweckmäßig im gleichen Abstand von den schmalen Seitenwandungen des Kanals 8 in Strömungsrichtung derart eingebaut, daß die Seiten des Querschnittes die Höhe des flachliegenden Kanals überspannen, also von einer breiten Kanalseite bis zur gegenüberliegenden Kanalseite reichen. Damit liegen die schmalen Seiten der Rohrabschnitte die als Schalldämpfer dienen von innen gegen die breiten Seiten des Kanalabschnittes 8 an und können dort auf einfache Weise, beispielsweise mittels von außen anzusetzender Nieten befestigt werden. An den Enden der eingebauten Rohrabschnitte sind diese mit einem Deckel 10 verschlossen. Die Enden der als Schalldämpfer einge-

- 7 - : W 1734

bauten Rohrabschnitte können auch durch Zusammenquetschen und -falten zu einem Grat 11 geformt sein, so daß sich eine strömungsgünstigere Ausbildung mit geringerem Strömungswiderstand ergibt. Dieses Zusammenquetschen und -falten kann auch an Ort und Stelle nach dem Einbau schnell und einfach durchgeführt werden, ohne daß es dazu eines besonderen Aufwandes bedarf.

Der Einbau eines Rohrabschnittes nach Fig. 3 als Schalldämpfer in einem Kanal abschnitt ist in Fig. 6 dargestellt. Der perspektivisch dargestellte Kanalabschnitt 8 ist an seinen beiden Enden wiederum mit Anschlußflanschen 9 versehen und teilweise aufgebrochen, so daß erkennbar ist, wie die Rohrabschnitte aus flexiblen, gerillten und gelochten Rohren, mit Mineralfaser 6 gefüllt und mit Lochungen 5 an ihrer gesamten Wandung versehen, in den Kanalquerschnitt eingestellt sind. Der vorderste Rohrabschnitt ist teilweise aufgeschnitten und an seiner Wandung auch mit Linien versehen, die die Falze 2 und 3 zwischen den einzelnen Bandwindungen des Rohres andeuten. Es ist erkennbar, daß die als Schalldämpfer dienenden Rohrabschnitte mit flachovalem Querschnitt, mit etwas Übermaß in ihrer Länge hergestellt, in den Querschnitt des Kanalabschnittes 8 eingespannt werden können. Um die als Schalldämpfer dienenden Rohrabschnitte gegen ein Verschieben unter dem Druck der Strömung zu sichern, können durch die Wandung des Kanalabschnittes an den beiden Stirnseiten der Rohrabscnitte Bolzen eingesetzt werden, die gegen die Wandung der Rohrabschnitte von innen anliegen. Nach einer anderen Ausführungsform können in den Kanalabschnitt 8 Schienen in Form von einfachen Winkelprofilen eingesetzt sein, die einerseits parallel zu den Seitenwänden der flachovalen Rohrabschnitte verlaufen und gegen diese anliegen, und andererseits, zumindest stromabwärts, beispielsweise über die gesamte Breite des Kanalabschnittes 8 verlaufen, so daß die eingespannten Rohrabschnitte nicht in Strömungsrichtung verschoben werden können. Dazu können beispielsweise auch beim Verbinden des Kanalabschnittes 8 mittels der Flanschen 9 an den anschließenden

- 8 - "; ' W 1734

Kanal zwischen die Verbindungsflanschen nach innen in den Kanalquerschnitt etwas hineinragende Blechstreifen eingesetzt werden, die ein Verschieben oder Weiterwandern der Rohrabschnitte wirksam verhindern.

Eine weitere Ausführungsform eines Schalldämpfers ist in der Fig. 7 perpektivisch dargestellt. Es sind hier zwei Rohrabschnitte entsprechend Fig. 2 mit rechteckigem Querschnitt übereinander gelegt. Die Rohrabschnitte 12 und 13 sind mit ihren breiten Seiten aufeinander gelegt, daran sind die Falze 2 und 3 durch Linien angedeutet, wie auch die Lochung 5 an einzelnen Stellen angedeutet ist. Diese beiden längsweise in den Lüftungskanal einzubauenden Rohrabschnitte 12 und 13 können an ihren beiden Enden an den aufeinanderllegenden Wandungen, beispielsweise mittels Heftklammern miteinander verbunden sein, so daß sie sich nicht gegeneinander verschieben können. Besonderen Kräften hat die Verbindung der beiden Rohrabschnitte 12 und 13 nicht zu widerstehen. An den beiden Enden dieser Rohrabschnitte sind ihre freien Querschnitte abgedeckt durch Rohrabschnitte 14 und 15, die senkrecht gestellt sind und halbrunden Querschnitt haben und mit ihrer flachen, den Durchmesser gebenden Wandung 16 gegen die Enden der Rohrabschnitte 12 und 13 anliegen und diese abschließen.

Dieser aus mehreren Rohrabschnitten Zusammengesetze oder kombinierte Schalldämpfer wird wie vorbeschrieben in einen Kanalquerschnitt eingebaut, der die gleiche Höhe hat wie dieser Schalldämpfer. Die Fixierung kann derart erfolgen, wie das in Zusammenhang mit dem Beispiel nach Fig. 6 erläutert ist. Es ist erkennbar, daß ein Schalldämpfer mit diesem Aufbau entsprechend Fig. 7 in annähernd beliebiger Länge ausführbar ist und daher besonders wirksam mit hohen Dämpfungseigenschaften ausgeführt werden kann. Weiterhin ist aufgrund der Anordnung von abgerundeten Rohrabschnitten 14 und 15 am Einlaufund Auslaufende eine besonders strömungsgünstige Form erreicht und daher der Strömungswiderstand wesentlich verringert. Wesentlich ist

- 9 - 1 W-;734

dabei, daß auch diese den Strömungswiderstand verringernden Rohrabschnitte als Schalldämpfer mit entsprechender Rillung und Lochung und Füllung mit schalldämpfendem Material ausgebildet sind.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist entsprechend Fig. 8 ein kombinierter Schalldämpfer eingebaut, der aus einem mittleren Teil 17 besteht. Dieser Rohrabschnitt 17 hat rechteckigen Querschnitt, wobei die Breitseiten des Rechtecks in Strömungsrichtung liegen. Vor und hinter diesem im Querschnitt rechteckigen Rohrabschnitt 17 sind mit ihren flachen und im Durchmesser verlaufenden Abschlußwänden 16 unmittelbar an die schmalen Seitenwände des mittleren Rohrabschnittes 17 anliegend, und zweckmäßig mit diesem fest verbunden, Rohrabschnitte 18 und 19 mit halbrundem Querschnitt angeordnet. Diese Rohrabschnitte 18 und 19 mit halbrundem Querschnitt begünstigen die Umströmung und verringern den Strömungswiderstand. Sämtliche Rohrabschnitte 17, 18 und 19 stehen senkrecht in dem Kanalabschnitt 8, und mehrere dieser kombinierten Einbauten von Schalldämpfern sind im Abstand nebeneinander angeordnet, so daß die Strömung hindurchtreten kann. Da sämtliche Rohrabschnitte 17, 18 und 19 senkrecht stehend angeordnet sind, lassen sie sich in gleicher Weise einbauen, wie das in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 beschrieben ist.

Ein Schalldämpfer nach der Neuerung hat nicht nur den Vorteil, daß er sehr einfach und wirtschaftlich herstellbar und einbaubar ist, in der Praxis hat sich gezeigt, daß er auch wirksamer ist, als bisher verwendete Schalldämpfer in Kassettenform. Bei diesen müssen strömungsbegünstigende Einbauten an den Stirnflächen gesondert und zusätzlich eingebaut werden mit ensprechendem Mehraufwand.

Schalldämpfer nach der Neuerung wirken nicht nur durch ihre Lochung (und Füllung mit schallschluckendem Material) in herkömmlicher und bekannter Weise sondern, wie die Praxis gezeigt hat, wirkt sich die

- 10 - ' &idiagr; W 1734

Verwendung von gerillten Flächen, die sich im wesentlichen gegenüberstehen, akustisch in besonders stark dämpfender Weise aus, so daß zumeist Schalldämpfer-Einbauten von geringerem Volumen ausreichen, um die gleiche Wirkung zu erzielen. Dadurch ergibt sich entweder bei gleicher akustischer Wirkung ein kleinerer Einbau - mit geringerem Strömungswiderstand - oder bei gleichgroßem Einbau - mit etwa gleichem Strömungswiderstand - eine wesentlich verbesserte akustische Dämpfung.

Claims

PATENTANWÄLTE D-4830 Güteisloh, Vennstraßc 9

..: .Telefon: i(f52 41) &iacgr; 30 54

Dipl.-Ing. Gustav Meldau * Datum: 21.12.90

DipLPhys. Dr. Hans-Jochen Strauß Unser Zeichen: W 1734

Schutzansprüche

01. Schalldämpfer für gaseführende Kanäle, dadurch gekenn zeichnet, daß in dem Querschnitt des Kanals (8), den Abstand einander gegenüberliegender Wandungen überspannend, gerillte, flexible und gelochte Rohrabschnitte (10; 12-15; 17-19;) die mit einem Isoliermaterial (6), vorzugsweise Glas- oder Mineralwolle gefüllt sind, in Abständen voneinander angeordnet sind.

02. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gerillten, flexiblen und gelochten Rohrabschnitte aus einem Streifen oder Band (1) aus Metallblech oder -Folie, das mit Rillen (4) und Löchern (5) versehen ist.

03. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gerillten, flexiblen und gelochten Rohrabschnitte einen rechteckigen, dreieckigen oder ovalen Querschnitt haben (Fig.2 bis 4).

04. Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in gleichen Abständen nebeneinander im Kanal (8) Rohrabschnitte (10) mit rechteckigem Querschnitt angeordnet sind.

- 2 - . ,, -W 1734

05. Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in gleichem Abstand nebeneinander Rohrabschnitte mit flachovalem Querschnitt angeordnet sind, wobei der Strömungsrichtung eine der Rundungen der Rohre zugewandt ist.

06. Schalldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte mit rechteckigem Querschnitt stehend (17), querliegend oder in Strömungsrichtung längsweise liegend (12,13), insbesondere im letzten Fall auch als Päckchen zu mehreren über- oder nebeneinanderliegend, im Kanal (8) angeordnet sind.

07. Schalldämpfer nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeich net, daß zumindest in Strömungsrichtung vor den Rohren mit rechteckigem Querschnitt (12,13;17,19) Rohre mit dreieckigem oder halbrundem Querschnitt (14,15;18,19) angeordnet sind.

08. Schalldämpfer nach einem der vorstehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei quer zur Strömungsrichtung angeordneten Rohrabschnitten diese in Reihen hintereinander angeordnet sind.

09. Schalldämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Reihen hintereinander angeordneter Rohrabschnitte diese Rohrabschnitte auf Lücke stehen.