DK170287B1 - Svingningsdæmper til skorsten - Google Patents

Description

C

DK 170287 B1

Den foreliggende opfindelse angår en svingningsdæmper til skorstene, omfattende en delvis væskefyldt beholder placeret ved skorstenens top, i hvilken beholder der er fastgjort et antal perforerede pladelegemer, som strækker 5 sig nedefra og opefter på en sådan måde, at pladelegemerne opdeler beholderen i rum, som står i indbyrdes strømningsmæssig forbindelse via pladelegemernes perforeringer.

10 I forbindelse med høje skorstene, specielt fritstående skorstene, opstår der ofte det problem, at vindens passage omkring skorstenen, f.eks. ved en cirkulær skorsten, medfører et vekslende trykfelt, der påvirker skorstenen med kræfter vinkelret på vindretningen. Dette kan medføre 15 ved specielle vindhastigheder, at der opstår et resonans-lasttilfælde, der kan føre til særdeles voldsomme tværsvingninger af skorstenen. Ud over at sådanne tværsving-ninger er ubehagelige, idet tværsvingningerne blandt andet kan initialisere støj ved rystelserne, kan de være 20 farlige for skorstenen, idet de kan føre til udmattelses-brud i skorstenens konstruktion og i ekstreme tilfælde kan føre til at dele af skorstenen vælter.

Derfor benyttes det ofte, specielt i forbindelse med me-25 get slanke skorstene, at forsyne skorstenens top med en svingningsdæmper, som så at sige tapper den af vinden tilførte energi ud af skorstenen og omsætter den til varmeenergi, der frigives til omgivelserne.

30 Der er igennem tiderne foreslået adskillige svingningsdæmpere til dette formål, hvoraf nogle baserer sig på det grundliggende princip at ophænge en fast masse friktionsmæssigt og fjedrende bevægeligt i forhold til skorstenens konstruktion, hvorved denne masse vil fungere som sving-35 ningsdæmper. Sådanne konstruktioner er relativt dyre og kræver jævnlig vedligeholdelse for at opretholde den ønskede dæmpningskarakteristik, idet de bevægelige frik- DK 170287 B1 2 tionselementer på grund af slid, vejrlig og lignende kan ændre f.eks. dæmpningskarakteristika.

Derimod foreslås der ifølge tysk fremlæggelsesskrift 5 nr. 1227633 en svingningsdæmper til en skorsten, som baserer sig på det indledningsvis nævnte princip, hvor skorstenens top er forsynet med en beholder, hvori der er fastgjort et antal lodrette, perforerede pladelegemer, sådan at disse opdeler beholderen i separate rum, som 10 står i indbyrdes strømningsmæssig forbindelse via pladelegemernes perforeringer. Idet beholderen delvis er fyldt med en væske, fungerer svingningsdæmperen ved at væsken, når skorstenen sættes i svingninger, vil søge at strømme igennem perforeringerne på de i væsken neddyppede plade-15 legemer, hvorved der på grund af den opståede turbulens i væsken samt indre friktion afsættes energi i form af varme til konstruktionen og videre til omgivelserne. På denne måde er der opnået en svingningsdæmper til en skorsten, som er relativt vedligeholdelsesfri, idet sving-20 ningsdæmperen virker helt uden mekaniske føringer, fjedre, dæmpere osv.

Den foreliggende opfindelse baserer sig på dette grundliggende princip ifølge tysk fremlæggelsesskrift 25 nr. 1227633 og er således en videreudvikling af dette.

Det er hensigten med den foreliggende opfindelse, at angive en svingningsdæmper, som er enkel og billig at fremstille, og som udviser forbedrede egenskaber med hensyn 30 til dæmpning, specielt når svingninger initialiseres.

Dette opnås ved at svingningsdæmperen udformes som angivet i krav 1, idet den i beholderen indeholdte væskemængde ved hjælp af f.eks. et i hovedsagen vandret perforeret 35 pladelegeme ved væskens overflade forhindres i at bevæge sig frit opadtil i beholderen, sådan som det er tilfældet ifølge tysk fremlæggelsesskrift nr. 1227633.

DK 170287 B1 3

Derimod tvinges den i beholderen indeholdte væske ved skorstenens tværgående svingningsbevægelse til at strømme igennem perforeringer i såvel den vandrette plade.som i de perforerede pladelegemer, der strækker sig fra 5 beholderens bund og opefter. Hermed opnås der med et relativt lille forbrug af perforerede plader en god dæmpning, idet den vandrette plade primært dæmper de store lodrette bevægelser ved overfladen og de perforerede pladelegemer, som strækker sig fra beholderens bund og opef-10 ter, dæmper horisontale strømninger i væsken.

Fra tysk fremlæggelsesskrift nr. 1275759 er det i denne forbindelse kendt at forsyne svingningsdæmpere til skorstene med vandrette plader, som er neddykket i en væske i 15 dæmperbeholderen. Der benyttes her et flertal af plader, som fortrinsvis er koncentreret ved beholderens bund, hvorved der opnås en dæmpning ved friktion hidrørende fra væskens horisontale strømning mellem pladerne. For at denne væskestrømning overhovedet kan finde sted, er pla-20 derne forsynet med huller, hvorved væsken kan undvige opadtil. Dette betyder i praksis at dæmpningseffekten øges jo større hullerne i de vandrette plader er, idet væsken alt andet lige vil strømme hurtigere. Hullerne i pladerne er derfor etableret med et helt andet formål og 25 med en helt anden effekt end perforeringerne i de vandrette plader ifølge den foreliggende opfindelse.

Svigningsdæmperen ifølge opfindelsen kan omfatte et antal vandrette perforerede pladelegemer ved væskens overflade, 30 men i en hensigtsmæssig udførelsesform benyttes der alene én vandret perforeret plade ved væskens overflade, idet der ved hensigtsmæssig dimensionering af antallet af perforeringer i pladen samt perforeringernes areal kan opnås tilnærmelsesvis de samme dæmpningsegenskaber, som ved 35 brug af flere plader.

DK 170287 B1 4

Ved at den vandrette perforerede plade er placeret i eller under væskens overflade, som angivet i krav 3, opnås der en speciel god dæmpning, idet den væske, der befinder sig under pladen, er fuldstændig sikret imod frie lodret-5 te bevægelser, ud over strømning igennem perforeringerne i pladen.

Ved at de fra beholderens bund forløbende plader strækker sig helt neden for den vandrette plade, sådan som det er 10 angivet i krav 4, udnyttes det samlede areal af de perforerede plader optimalt, samtidig med at der opnås en væsentlig produktionsmæssig fordel, idet pladerne kan fastgøres til hinanden på simpel måde og derved vil virke indbyrdes afstivende. Krav 5 og 6 angiver udførelsesfor-15 mer for opfindelsen, som er specielt produktionsvenlige, og med hvilke der opnås gode dæmpningsegenskaber i forhold til materialeforbruget for den samlede konstruktion.

Opfindelsen beskrives nærmere i det følgende under hen-20 visning til tegningen, hvor: fig. 1 viser en skorsten med en svingningsdæmper placeret ved skorstenens top, set fra siden, 25 fig. 2 viser et vandret snit gennem en svigningsdæmper ifølge opfindelsen, set ovenfra, fig. 3 viser en svingningsdæmper set fra siden med et delvis udsnit, 30 fig. 4 viser en svingningsdæmper som i fig. 3, men i en alternativ udførelsesform.

På fig. 1 vises således en skorsten 1 af en fritstående 35 type, dvs. at den alene understøttes ved fundamentet 3, som holder skorstenen oprejst. Skorstenen er forsynet med en indløbsåbning for røggasser 4 samt en udløbsåbning el- h DK 170287 B1 5 ler top 2. Den viste skorsten er udført i stålplader med et cirkulært tværsnit. Ved skorstenens top 2 er der på kendt vis indrettet en svingningsdæmper 5 ifølge opfindelsen, og denne svingningsdæmper 5 kan enten være monte-5 ret direkte på skorstenen som en sammenbygget enhed, eller den kan udgøres af en selvstændig enhed, som efterfølgende kan monteres på f.eks. eksisterende skorstene, som allerede er i brug. Hovedsagen er, at svingningsdæmperen 5 er relativt stift forbundet med skorstenens 1 10 konstruktion, således at svingninger i skorstenen, eventuelt hidrørende fra vindpåvirkninger, overføres direkte til svingningsdæmperen.

Svingningsdæmperen 5 kan principielt placeres på et hvil-15 ket som helst sted på skorstenen 1, men det er klart, at den dæmpende effekt opnås bedst, når svingningsdæmperen 5 er placeret på skorstenen 1, der hvor svingningsamplituden på skorstenen 1 er størst. Dvs. ved skorstenens 1 top 2.

20 På fig. 2 ses en snittegning af svingningsdæmperen 5 på fig. 1, set ovenfra. Som det ses afgrænser ydervæggen 6 og indervæggen 7 en beholder, hvori der er placeret en vandret liggende cirkulær plade 8 med perforeringer, og 25 hvor der langs hele omkredsen er placeret radialt forløbende lodretstående perforerede plader 9a, 9b, 9c.

Svingningsdæmperens beholder afgrænses opadtil, som det ses på fig. 3 af en plade 10 og nedadtil af en tilsvaren-30 de plade 11. De lodretstående radialt forløbende plader 9a, 9b, 9c forløber, som det ses på figuren, fra beholderens bundplade 11 og op til den vandrette perforerede dæmpningsplade 8, og som det ses på figuren er beholderen fyldt delvis op med en væske, hvor væskestanden er indi-35 keret ved 12. Heraf ses det, at såvel de lodrette dæmpningsplader 9a, 9b, 9c som den vandrette dæmpningsplade 8 er totalt neddykket i væsken, når væsken er stillestå- ' DK 170287 B1 6 ende.

I en situation hvor beholderen påvirker en svingningsbevægelse fra skorstenen 1, vil den i beholderen indeholdte 5 væske som følge heraf begynde at strømme frem og tilbage i beholderen. Derved tvinges væske i beholderens nedre del primært igennem perforeringerne på de lodrette plader, og væsken i beholderens øverste del, dvs. ved væskeoverfladen 12, vil tvinges igennem den vandretliggende 10 perforerede plade 8. Det er af ovenstående klart, at selv om det er muligt at opnå dæmpningseffekt ved brug af vandrette perforerede plader i væskens nederste lag og f.eks. lodrette perforerede plader i væskens øvre lag, opnås der en optimal udnyttelse af dæmpningspladernes 15 areal, såfremt de vandrette dæmpningsplader 8 placeres nær ved væskeoverfladen 12, og de lodrette dæmpningsplader 9a, 9b, 9c placeres under den vandrette plade 8. Som det ses i fig. 4, kan der eventuelt benyttes flere - her er der vist to - vandrette dæmpningsplader 8a, 8b, som i 20 henhold til opfindelsens idé er placeret relativt tæt på hinanden ved væskeoverfladen 12. I en ikke vist udførelsesform kan de lodretgående dæmpningsplader 9a, 9b, 9c eksempelvis forløbe hele vejen langs beholderens bund 11 til beholderens top 10. Det foretrækkes dog, at disse 25 lodretstående plader 9a, 9b, 9c fortrinsvis forløber nedenfor de vandrette plader 8, idet der hermed opnås en optimal udnyttelse af pladernes areal.

Selv om der kan opnås rimelige dæmpningseffekter ved 30 placering af de vandrette plader 8 i en lille afstand over væskeoverfladen 12, foretrækkes det dog, at de vandrette plader 8 er let neddykket i væsken, sådan som det ses i fig. 3 og 4, hvorved det opnås at den væske, som indeholdes eller indelukkes mellem bundpladen 11 og de 35 vandrette dæmpningsplader 8, tvinges til at strømme gen-nem perforeringerne i pladerne fremfor at foretage frie skvulpende bevægelser, sådan som det er tilfældet, hvis 7 DK 170287 B1 ikke de vandrette plader 8 er neddykket i væsken.

Afhængig af den givne skorstenskonstruktion 1, som ønskes dæmpet, er det klart at dæmpningsegenskaberne for sving-5 ningsdæmperen 5 skal kunne tilpasses det aktuelle formål. Konstruktionen ifølge opfindelsen giver rige muligheder for at variere forskellige parametre med henblik på at opnå den optimale dæmpning til en given konstruktion. Der kan således varieres på antallet af dæmperplader og på 10 antallet af perforeringer og arealet af perforeringerne i pladerne. Således vil en forøgelse af antallet af plader, en reduktion i antallet af perforeringer eller reduktion af perforeringernes areal, medføre større strømningsmodstand og dermed større dæmpning, alt andet lige. Derud-15 over vil beholderens samlede volumen samt væskens viskositet også influere på svingningsdæmperens dæmpningskarakteristika. Med henblik på at sikre at svingningsdæmperen virker optimalt under forskellige vejrforhold, er det blandt andet af denne grund vigtigt, at den i beholderen 20 indeholdte dæmpningsvæske er frostsikker og har en viskositet, som er relativt uafhængig af væskens temperatur.

Den ovenfor anførte udførelsesform for opfindelsen, er specielt indrettet til brug i forbindelse med skorstene 25 med cirkulært tværsnit, men det er klart, at opfindelsens grundliggende idé kan overføres til andre typer af skorstene, f.eks. med firkantede og ovale tværsnit. Derudover er der for fagmanden righoldige muligheder for brug af forskellige materialer i konstruktionen. Således kan 30 dæmpningspladerne udgøres af simple metalplader med udstandsede huller eller en gitterplade.

35

Claims (7)

1. Svingningsdæmper til skorsten, omfattende en delvis 5 væskefyldt beholder placeret ved skorstenens top, i hvilken beholder der er fastgjort et antal perforerede pladelegemer, som strækker sig nedefra og opefter i beholderen på en sådan måde, at pladelegemerne opdeler beholderen i rum, som står i indbyrdes strømningsmæssig forbindelse 10 via pladelegemernes perforeringer, kendetegnet ved yderligere at omfatte i det mindste et i hovedsagen vandret, perforeret pladelegeme ved væskens overflade.

2. Svingningsdæmper ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at omfatte alene én vandret, perforeret plade ved væskens overflade.

3. Svingningsdæmper ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den vandrette, perforerede plade er placeret i 20 eller under væskens overflade.

4. Svingningsdæmper ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at de nedefra og opefter forløbende perforerede plader strækker sig helt neden for den vand- 25 rette, perforerede plade.

5. Svingningsdæmper ifølge et af foregående krav, kendetegnet ved, at beholderen er ringformet og strækker sig omkring skorstenen. 30

6. Svingningsdæmper ifølge krav 5, kendetegnet ved, at de forløbende perforerede plader er tilnærmelsesvis lodrette og orienteret radialt i forhold til beholderens akse. 35 i.

7. Svingningsdæmper ifølge et af foregående krav, kendetegnet ved, at de nedefra og opefter forløbende