เครื่องเก็บเสียงหรือลดความดังของเสียงในอุตสาหกรรม
เสียงดัง (Noise) มีผลต่อสุขภาพเป็นอย่างมาก เพราะเสียงดังกระทบต่อระบบประสาท (Hearing nerve) และการได้ยิน (Hearing) หากสัมผัสกับเสียงดังเกิน 80 เดซิเบล, (Decibel, db) เป็นเวลานาน หรือบ่อยๆ จะทำให้เกิดความเครียด (Stress) และเหนื่อยล้า (Exhaust) หากสัมผัสเป็นเวลานานๆ หรือบ่อยๆ จะทำให้ประสาทหูเสียหาย ส่งผลต่อเสียต่อประสิทธิภาพของการได้ยิน (หูตึง)
เนื่องจากมีผลกระทบเกิดขึ้นมากกับผู้ที่ทำงานในอุตสาหกรรม หรือบริเวณซึ่งมีเสียงดังมากของเครื่องจักรในกระบวนการผลิต จึงจำเป็นต้องป้องกัน โดยเลือกเครื่องจักรที่มีคุณภาพดี (High quality machine) เดินเครื่องเงียบ มีระดับเสียง (Noise level) ไม่เกินค่ากำหนดความปลอดภัย (Safety level) หรือจะต้องติดตั้งอุปกรณ์เพื่อเก็บเสียงหรือลดความดังของเสียง (Noise abatement) ให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยในการทำงาน (ไม่เกินค่าที่ OSHA recommendation เพื่อความปลอดภัย)
เครื่องเก็บเสียงหรือลดความดังของเสียงในอุตสาหกรรม
หลักการทำงานมี 2 แบบ คือ
- Reactive or Reflective Silencer
- Absorptive Silencer
ลักษะณะรูปแบบของเครื่องลดเสียงแบบต่างๆ
1. Reactive Silencer (RS) มีหลักการออกแบบ คือเป็นตัวลดทอน (Dampening) คลื่นเสียงและกระจายคลื่น (Disperse) ออกไป ใช้เพื่อลดผลกระทบจากคลื่นเสียงความถี่ต่ำ (Low frequency noise) และทำให้การลดเสียงรบกวนได้ในช่วงกว้าง (Band width) เช่นที่ใช้ในท่อไอเสียอุตสาหกรรมยานยนต์ หรือที่เรียกว่า Muffler
ส่วนที่เป็นตัวทำให้เกิดปฎิกริยาตอบสนอง (Reaction or diffusion) จะโดยการทำเป็นท่อที่มีรูพรุนโดยรอบซ้อนกันหลายๆชั้น (Multiple chamber and perforated tube) รูพรุนจะปรับทิศทางของคลื่นเสียงให้เกิดการสท้อนเสียงกลับไปยังทิศทางเดิม จะทำให้ความดังของเสียงที่ได้ยินลดลง
IS ชนิดนี้ จะไม่ใช้ฉนวนเก็บเสียง การลดเสียงอาศัยการเปลี่ยนทิศทาง (Re-direct) และการกระจาย (Disperse) ของคลื่นเสียงผ่านท่อและรูเล็กๆ (Perforated hole) เป็นหลัก IS ชนิดนี้จะทำง่ายและสอาดเพราะไม่มีวัสดุชนิดไฟเบอร์ และการเกิดความดันตก (Pressure drop) น้อยมาก
IS ชนิดนี้ จะเหมาะกับ
- ใช้กับของไหลเป็นอากาศที่ความดันใกล้เคียงกับความดันบรรยากาศ เช่นคอมเพรสเซอร์
- ใช้กับของใหลที่อุณหภูมิสูง เช่นแก๊สที่เกิดจากการเผาใหม้ เช่นเครื่องดีเซล แก๊สเอนจิ้น เป็นต้น
- ใช้กับเครื่องยนต์ และเครื่องหมุนที่ความเร็วคงที่ เช่นเจนเนอเรเตอร์ และโบลวเวอร์
2. Absorptive Silencer (AS) คือการดูดซับ (Absorption) เสียงที่หูได้ยิน (Audio noise) ที่มีความถี่สูง (High frequency) ด้วยวัสดุดูดซับเสียง (Sound absorbing material - Fibrous material) คลื่นเสียงที่วิ่งผ่านไฟเบอร์จะถูกทำพลังงานเสียง (Noise energy) เปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน (Heat energy)
วัสดุดูดซับเสียงจะใช้ได้ผลที่คลื่น ความถี่ 500-8,000 Hz. ที่ความถี่สูงหรือต่ำกว่านี้ ประสิทธิภาพการลดเสียงจะค่อยๆต่ำลง IS ชนิดนี้ไม่ชิ้นส่วนภายในอื่นที่ช่วยลดความดังของเสียง ใช้แต่วัสดุเป็นไฟเบอร์ จึงทำให้การไหลผ่านได้น้อย มีความดันตก (Pressure) เมี่อมีสิ่งแปลกปลอมที่มาของใหลไปเกาะติด IS ชนิดนี้ใช้ในทางเข้า (Inlet) ของเครื่องกังหันแก๊ส เซนตริฟูกัลคอมเพรสเซอร์ พัดลมอุตสาหกรรมพัดลมเครื่องปรับความเย็นอากาศและอุปกรณ์ที่มีคลื่นความถี่ของเสียงสูง เป็นต้น อุปกรณ์เหล่านี้จะมีปริมาณการไหลและความเร็วแก๊สสูง ซึ่งความเร็วแก๊สที่สูงมาก จะก่อให้เกิดเสียงดังมาก AS จะใช้เป็นเครื่องกรองฝุ่นเข้ามาในเครื่อง และใช้ลดระดับของเสียงไปในตัว
ผู้ออกแบบเครื่องเก็บเสียง (Designer, Sound engineer) จะต้องเป็นคนที่มีความรู้เรื่องเสียงและการได้ยิน (Acoustic or sound technology) การออกแบบจะต้องทำอย่างถูกหลักการ และการผลิตที่ถูกต้อง มีความปลอดภัย เพราะมีความดัน อุณหภูมิ และพลศาสตร์ของแก๊สมาเกี่ยวข้อง การเลือกวัสดุที่ทำ วัสดุไฟเบอร์ ต้องเหมาะสมกับชนิดของแก๊ส และการใช้งาน คลื่นเสียงมีหลายๆความถี่ที่ออกมาในคราวเดียวกัน มีความความซับซ้อนมาก ซึ่งคนทั่วไปจะไม่เข้าใจธรรมชาติของเสียง เครื่องเก็บเสียงในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะเป็นลูกผสม (Combine) ของหลักการข้างต้น
3. Steam Vent Silencer (VS) เรียกอีกอย่างว่าแก๊สไซเลนเซอร์ ใช้ในการลดเสียงของแก๊สหรือไอน้ำ
รูปแบบ VS แบบต่างๆ
Vent Silencer จะทำงานต่างจาก Reactive Silencer และ Absorptive Silencer เพราะจะไม่มีการเปลี่ยนทิศทางของคลื่นเสียง แต่จะมีการใช้วัสดุดูดเสียงหรือไม่ใช้ก็ได้แล้วแต่การออกแบบ แต่ใช้เทคโนโลยีทั้งสองผสมกัน Vent Silencer จะใช้วิธีการลดเสียงโดยการกระจายออกของแก๊สหรือไอน้ำที่ปลายทางออกของท่อ ซึ่งแก๊สหรือไอน้ำที่ความดันสูงจะถูกเปลี่ยนเป็นความเร็วและปริมาณการไหลสูงที่ปลายท่อออกไหลผ่าน Vent Silencer ก่อนปล่อยออกอากาศ ซึ่งการปล่อยสู่บรรยากาศต้องคำนึงถึงอันตรายต่อผู้คน และชุมชน
Vent Silencer ใช้ในการกระบวนการผลิตแก๊ซ ในอุตสาหกรรมเคมี ในอุตสาหกรรมผลิตไฟฟ้า ที่มี การปล่อยออกอากาศ (Vent หรือ Blow of) ของแก๊ซและไอน้ำความดันสูง ทางออกของวาล์วนิรภัย (Safety valve) การปล่อยน้ำ หรือไอน้ำจากระบบอุปกรณ์ออกที่พื้น (Blowdown) ซึ่งการเปลี่ยนสภาพของใหลที่มีความดันสูง (ลดความดัน) เป็นแก๊สที่มีความเร็วสูงจะก่อให้เกิดความดังของเสียงมาก (Noise) ดังเกิน 80 DB ซึ่งเป็นอันตรายต่อผู้สัมผัส ผู้ทำงาน และต่อชุมชน