[发明专利]用于降低噪声的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于被动地降低布置在液面之下的声源所产生的液体(尤其是水)中的声振动的设备、组件以及方法。

背景技术

在水下作业过程中，可能会产生相对较高的噪声水平，这对身处附近的动物或人会形成危害。例如，如果必须要在水下进行打桩作业，在此情形下需要通过位于水面之上的打桩设备将诸如桩之类的桩件打入地下，这会在水下产生极高的噪声水平。由于噪声在水下产生，与假如声源位于水面之上的情形相比，声波将会在距离所述声源更远的位置上被听到。实际上，已经证实当进行打桩作业时，在附近区域，即在半径为1公里或更大的范围内不能进行其它水下作业，这是对水下作业的潜水员的要求。除了桩之外的声源，例如声纳、诸如水雷之类的爆炸或者船舶的空泡螺旋桨(cavitating screw)也会产生大量的噪声，以致会对声源附近区域的动物和人造成伤害。

申请人为MENCK GMBH(蒙科股份有限公司)的DE102006008095A1公开了一种环绕有套筒的桩。所述套筒具有夹层式结构，并包括内壁和外壁。所述内壁与外壁之间设置有隔音材料，并且该隔音材料沿着整个周向将所述内壁与外壁相互连接，但是在特定的环境下，尤其是在水下，这会产生不符合要求的声振动的传递。

JP60159218A公开了一种装配有隔音器的打夯锤。所述隔音器为能够环绕声源布置的弹性波纹管。该隔音器充满有水。该隔音器似乎专门适于在陆地上使用，而不适合在水下形成并保持中间间隔。

DE2538642A1未涉及用于桩的隔音器。该申请公开的主题是一种打夯锤，尤其是该打夯锤在水下的操作方法。

DE2237133A1公开了一种伸缩式隔离幕。由于该隔离幕会受到例如潮汐流所形成的巨大侧向力的影响，因此该隔离幕并不适于在水下使用。

JP05030233似乎公开了一种套筒，但该套筒不适合用于在水下保持充气间隔。

JP04070416公开了一种用于在陆地上使用的隔音装置，该隔音装置不适于在水下使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于降低水下声源所产生的声振动的设备和方法。

根据本发明的第一方面，所述目的通过一种用于被动地降低布置在水体液面之下的声源所产生的液体内的声振动的设备而实现，所述设备包括伸长的管，该管能够布置为包围所述声源，所述管包括外壁、内壁以及位于该外壁与内壁之间并沿着所述管的纵向方向延伸的中间间隔，其中，所述内壁与外壁之间的中间间隔的容纳物完全由气态物质形成，以通过所述中间间隔(intermediate space)减少向所述水体的振动传递。所述中间间隔优选地沿着所述管的整体长度延伸。所述中间间隔优选地沿着所述管的整个周向延伸。

所述中间间隔内基本充满有气态物质的事实，使得通过所述管的内壁与外壁之间的中间间隔能够减少从所述管的中心内部间隔(central interior space)向外部环境的振动传递。从而，能够显著地降低对外部环境的噪声污染。

根据本发明的另一方面，所述目的通过一种用于被动降低水下声源所产生的水内的声振动的设备而实现，其中，所述设备包括伸长的管，该管能够布置为包围所述声源，所述管包括外壁和内壁，其中所述内壁与外壁之间的中间间隔的容纳物基本由气态物质形成。

所述管的中间间隔内的气态物质的压力可以等于或者甚至高于当地空气压力，这是因为在这样的压力下噪声传递的降低也能够实现。但是，在本发明的其它实施方式中，所述中间间隔内的压力低于周围环境压力。在此情形下，所述压力可以为0.5巴或者更低，例如0.1巴或者甚至更低。如下文所述，后者称为所述中间间隔内的“真空”。

由于压力降低，声振动的传播也会受到影响。当处于降低的压力下的中间间隔布置为完全包围管状声源、尤其是具有同心内壁和外壁的圆柱形管状声源时，噪声通过多种介质被部分地削弱，并且仅允许噪声的极小部分通过。从而，显著降低所述声源附近区域(但是显然地该附近区域处于所述管所限定的内部空间的外部)的噪声水平。

所述管的外壁和内壁可以依次地设置在所述水体中，例如，首先将所述内壁锚定到所述水体的底部内，然后环绕所述内壁将所述外壁锚定到所述水体的底部内。但是，也可以将所述管作为一个整体(即所述内壁和外壁已经组装为形成单独的部件)布置到所述底部上。其优点在于，所述管可以在陆地上预先制造，所述中间间隔在顶部和底部可以通过密封部件以相对简单的方式气密性地封闭。