Verfahren zur Geräuschminderung bei der Drosselung von Dampf- und Gasströmen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Geräuschminderung bei der Drosselung von Dampf- und Gass trömen, bei dem aufgeteilte Ströme mit unterschiedlichen Gesehwindigkeiten fließen.

[0002] Das Entspannen von Gasen oder Dümpfen ist für die Regelung in verfahrens technitschen Anlagen notwendig. Besonders bei chemiaohen Prozessen kommt ein solcher Verfahrensschritt oft vor. Dabei entatehen ungewollt Geräusche, die zu Belästigungen am Arbeitsplatz führen und die Umwelt stören.

[0003] Bekannt ist die Aufspaltung eines Stromes in Teilströme, die einzeln einstufig bis zum gewünschten Druck entspannt werden.

[0004] Mit diesem Verfahren können Schallpegelminderungen bis zu 15 dB(A) erreicht werden, die im allgemeinen nicht ausreichen. Der Grund für die geringe Schallpegelminderung ist durch die geometrischen Abmessungen gegeben. Einerseits können die Bohrungen für die Teilströme nicht beliebig klein gemacht werden, da dann die Betriebssicherheit durch Verschmutzungen gefährdet ist. Andererseits werden die Baugrößen bei großen Mengen unhandlich. Weiter hat sich herausgestellt, daß ein einstufiger Druckabbau keineswegs zu optimalen Schallpegelminderungen führt.

[0005] Weiter können Drosselungen durch in Reihe geschaltete Stufenwiderstände verwirklicht werden.

[0006] Die Effektivität der Schallpegelminderung richtet sich entscheidend nach dem Stufendruckgefälle, Welches durch die Konstruktion der Stufenwiderstände vorgegeben wird. Eine Anpassung an bestimmte Betriebsverhältnisse ist deshalb nachträglich kaum möglich. Auch Fertigungsfehler wirken sich ungünstig aus. Weiter sind solche Konstruktionen oft sehr aufwendig, so daß sie neben hohen Investitionskosten auch viel Wartung erfordern.

[0007] Es ist ein Verfahren zu finden, welches die geräuscharme Entspannung von Gasen und Dämpfen mit einfachen, wartungsfreundlichen und betriebssicheren Maßnahmen erlaubt, die ohne Sohwierigkeiten an die ertorderlichen verfahrena- und schalltechnischen Bedingungen angepaßt werden können.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ströme in einer ersten Strecke auf kurzem Wege überkritisch entspannt werden, dann in einer unmittelbar anschließenden zweiten Strecke vielfach aufgeteilt und verlangsamt werden, wobei die Flußquerschnitte der Kanäle in der zweiten Strecke einzeln kleiner sind als in der ersten Strecke aber in ihrer Gesamtheit wesentlich größer sind als die Gesamtheit der Querschnitte in der ersten Strecke.

[0009] Für den Fachmann war es überraschend, daß mit diesem Verfahren eine Pegelsenkung von 30 dB(A) möglich ist. Das kommt dadurch zustande, daß in der ersten Strecke nach Aufteilung in Teilströme die potentielle Energie der Strömung entsprechend dem Druckverhältnis in kinetische Energie umgewandelt wird und daß in der zweiten Strecke die kinetische Energie durch Reibung in Wärme überführt wird. Wesentlich ist dabei, daß in der zweiten Strecke durch die relativ engen Abströmr äume die Energieumwandlung intensiviert und schallarm wird. Außerdem bewirken die engen Abströmungsquersohnitte eine Frequenzerhöhung des Maximums des abgestrahlten Schallspektrums. Die zweite Strecke soll nicht dazu dienen, potentielle Energie abzubauen. Weiter ergibt dieses Verfahren eine gute Regelcharakteristik.

[0010] Nach einer besonderen Durohführung des Verfahrens wird der Strömungsquersohnitt in der zweiten Strecke um das 1,5 - 15 fache Produkt aus dem Quotienten Eingangsdruok zu Enddruok mal dem Strömungsquerschnitt der ersten Strecke erweitert.

[0011] Durch diese ErweiterUng des Querschnittes werden die Freistrahlen so abgeführt, daß eine Vereinigung der Freistrahlen und damit eine zusätzliche Schallentstehung vermieden wird.

[0012] In einer weiteren Durchführung des Verfahrens sind die charakteristischen Abstände der Begrenzungswände der Flußquerschnitte in der zweiten Strecke kleiner als die mittlere Wellenlänge des abgestrahlten Schallspektrums. Durch die Einhaltung dieser Bedingung-Wellenlänge zu charakteristischem Abstand, der u.a. auch in der Strouhal-Zahl enthalten ist - wird erreicht, daß die damit erzielten Impedanzaprünge zu einer Schalldämmung fuhren.

[0013] Bei einer weiteren Durchführung des Verfahrens wird in der ersten Strecke die Entspannung in mehrere Stuten aufgeteilt, was sich besonders bei extrem hohem Druokgefälle als vorteilhaft erwiesen hat.

Ansprüche

1. Verfahren zur Geräuscheverminderung bei der Drosselung von Dampf- und Gasströmen, bei dem aufgeteilte Ströme mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme in der ersten Strecke auf kurzem Wege überkritisch entspannt werden, dann in einer unmittelbar anschliessenden zweiten Strecke vielfach aufgeteilt und verlangsamt werden, wobei die Flußquerschnitte der Kanäle in der zweiten Strecke einzeln kleiner sind als in der ersten Strecke aber in ihrer Gesamtheit wesentlich größer sind als die Gesamtheit der Querschnitte in der ersten Strecke.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das der . gesamte Strömungsquerschnitt in der zweiten Strecke um das 1,5 - 15 fache Produkt aus dem Quotienten Eingangsdruck zu Enddruck mal dem gesamten Strömungsquerschnitt der ersten Strecke erweitert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristischen Abstände der Begrenzungswände der Flußquerschnitte in der zweiten Strecke kleiner als die mittlere Wellenlänge des abgestrahlten Schallspektrums sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannung in der ersten Strecke mehrstufig ist.