KÖKSAL KAYA
Tasarım Merkezi Direktörü
24.08.2023
ÖZET
Bu araştırmada mevcut jeneratör sistemlerine ait egzoz sistemlerinde kullanılan egzoz atış borularının akustik ve emisyon konularındaki öneminden bahsedilmiş ve bu boru sistemlerine yenilikçi bir bakış açısı kazandıracak tasarım üzerinde durulmuştur.
ABSTRACT
In this research, the importance of the exhaust pipes used in the exhaust systems of the existing generator systems in terms of acoustics and emissions has been mentioned and the design that will bring an innovative perspective to these pipe systems has been emphasized.
GİRİŞ
Elektrik enerjisini ihtiyaç duyulan her yerde ya ana kaynak ya da yedek kaynak olarak jeneratörler mutlaka vardır. Bu da jeneratörün kullanım alanının ne kadar geniş olduğuna dair açık bir fikir verir. Böylesine geniş bir alana yayılmış olan bu elektrik enerjisi kaynakları, mekanik hareketi elektrik enerjisine çevirmek için 4 zamanlı motorları kullanmaktadır. İşte tam bu noktada motorların çalışması esnasında oluşturduğu yüksek gürültü ile tanışırız. Bu yüksek gürültü kaynağı, susturucu sistemleri kullanılarak azaltılır ve dışarıya daha düşük bir gürültü yayılması sağlanır. Buraya kadar her şey olması gerektiği gibi tasarlanıp süreç devam eder.
Jeneratör Egzoz Atış Borularına Yeni bir Soluk: Akustik Borulama
Bazı durumlarda özellikle yüksek binalarda jeneratörler bodrum kat veya zemin katlara yerleştirilip egzoz dumanının daha yüksek noktalardan dışarı atılması istenir. Böyle bir durumda şu ana kadar üzerinde çok durulmamış yeni bir gürültü faktörü ile tanışırız.
Susturucudan bir miktar sönümlenmiş olarak çıkan gürültü hemen atmosfere atılmayıp metrelerce uzunluktaki borulardan geçerek çıkışa gelene dek rezonans nedeniyle yeni bir gürültü kaynağı haline gelmektedir. Bu boş bir odada konuşulduğunda sesin yankısının oluşturduğu ek bir gürültü gibi düşünülebilir.
Geleneksel borulama yöntemlerinde (Şekil 1), egzoz çıkışından sonra borunun uzatılması durumunda boru çapları belirli hesaplamalarla büyütülerek motor üzerindeki geri tepme basıncının önüne geçilmesi sağlanmaktadır fakat hem çapların büyümesi hem de boruların iç yüzeylerinin pürüzsüzlüğü, susturucudan sonra bir miktar sönümlenmiş sesi özellikle yüksek frekanslarda arttırarak çıkışa doğru yönlendirmektedir. Bunun sonucunda da maalesef daha yüksek bir gürültüye maruz kalınmaktadır. Bunun önüne geçebilmek için egzoz atış borularını bir çeşit rezonatör gibi tasarlamak bu olumsuzlukların önüne geçmemizi sağlayacaktır.
Şekil 1 Şekil 2
1-Dış gövde
2-İzolasyon malzemesi
3-Porositi yapılı iç gövde
Standart bir boru yerine iç cidarında baskın frekansları sönümleyecek şekilde porozitelendirilmiş bir borulama, üzerinde ses yutucu özelliklere sahip 25-75 mm aralığında izolasyon malzemesi ve en dışta koruyucu ikinci bir borulama ile tüm bu dağıtım borularını klasik bir susturucunun oluşturduğu gürültü seviyesinin altına düşürmek mümkündür.
Üstelik bu sistem sadece akustik anlamda bir avantaj sağlamakla kalmayıp egzoz gazının temas ettiği iç yüzeyin porozitesi egzoz gazı içerisindeki kurumların bir miktarını da tutarak en azından direkt olarak atmosfere atılmasının önüne geçip bir çeşit emisyon düşürme görevini de yerine getirecektir. Boru içerisinde birikmiş kurumlar ise belirli noktalara koyulmuş olan toplayıcı haznelerden toplanarak çevreye daha az zarar verecek şekilde imha edilmesine olanak sağlayabilecektir.
Aynı zamanda borulamanın arasındaki izolasyon malzemesi borudan geçen egzoz gazının ısı enerjisini azaltmakta ve dış borunun yüzey sıcaklığını düşürmektedir. Bu da borulara müdahale edilmesi durumunda kişinin güvenliği açısından büyük önem taşımaktadır.
Peki bu sistem kullanıcılara ne kadar bir ek maliyet yükleyecektir?
Geleneksel borulamalarda tercih edilen sanayii borularının et kalınlıkları 3 mm’den başlayarak boru çaplarına göre 10 mm kalınlığa kadar çıkabilmektedir. Bu kalınlıklar ise hammadde kullanımında gereksiz ciddi bir maliyete yol açmaktadır.
Akustik borulama sistemlerinde ise iç yapıdaki poroziteli boru yapısı 1,5 mm / 2 mm arasında tercih edilmekte olup en dış koruyucu boru maksimum 3 mm olarak şekilde tasarlanarak gereksiz hammadde israfının önüne geçecektir. Sistemdeki tek ek maliyet ise borular arasına koyulacak olan ses sönümleyici izolasyon malzemesinin ek maliyeti olarak karşımıza çıkacaktır. Bu ek maliyet ise fiyat performans ve çevresel etkiye olan katkısı düşünüldüğünde önemsenmeyecek kadar düşük kalacaktır.
SONUÇ
Konvansiyonel egzoz borulama hatları mevcut yapılarıyla hem gürültü faktörü hem yüksek emisyon faktörü hem de gereksiz hammadde sarfiyatı nedeniyle akustik borulama hatlarının yanında oldukça eski ve hantal bir yapı olarak kalmaktadır. Akustik borulama, emisyon düşürme özelliği açısından karbon ayak izi, akustik yönden gürültü kirliliği gibi sorunlara yenilikçi çözümler bulmasının yanında yüzey sıcaklığı düşürmesi yönünden çevre güvenliğini önemsemesiyle günümüz endüstrisinin vazgeçilmezi olacaktır.
