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Vorrichtung zur Vergrösserung des Unterdruckes in Kaminen, Lüftungsschächten, Rohren u. dgl.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vergrösserung des Unterdruckes in Kaminen, Lüftungsschächten, Rohren u. dgl., die von einem gasförmigen Medium, wie insbesondere der Aussenluft, angeströmt werden.
Es sind verschiedene Arten von Vorrichtungen bekannt, durch welche der Kaminunterdruck bei normaler Anströmung, d. h. bei einer Anströmungsrichtung der Aussenluft, die ungefähr horizontal verläuft, erhöht werden soll. Bei einer bekannten Vorrichtung ist in der Mitte der Kaminaustrittsöffnung ein Zylinderkörper angeordnet, auf den die Luft mittels Leitblechen hingelenkt wird. Sie streicht dabei an diesem zylindrischen Körper vorbei und erzeugt hinter ihm einen Raum geringen Druckes. Der Wirkungsgrad einer solchen Anordnung ist in der Praxis aber sehr gering.
Zur Erzielung eines besseren Wirkungsgrades wurden auch schon Vorrichtungen vorgeschlagen, die in der Art einer Düse ausgebildet sind. Die Luft, welche durch diese Düse im wesentlichen in horizontaler Richtung hindurchströmt, wird in Richtung zur Kamin- oder Lüftungsschachtaustrittsöffnung hin beschleunigt ; infolgedessen sinkt der statische Druck dieser Strömung ab. Da sich aber die Austrittsöffnung im Gebiet des grössten Unterdruckes befindet, so teilt sich der an dieser Stelle herrschende Unterdruck dem gesamtenKaminrohr mit.
Eine derartige Vorrichtung, ist z. B. zur Lüftung von Gebäuden mit Giebeldächern vorgeschlagen worden, bei denen entlang dem First eine Öffnung vorgesehen wird, über der eine Ablenkplatte bzw. -leiste angebracht ist, deren Querschnitt rhombisch, dreieckig oder auch in Form eines nach unten offenen V ausgebildet ist. Die Düsenwirkung dieser Anordnung ist aber relativ gering, so dass sie für Aufsätze für Kamine od. dgl. ungeeignet ist.
Eine andere bekannte, auf Düsenwirkung beruhende Anordnung besteht aus zwei auf dem oberen Ende des Kamines, Schachtes, Rohres od. dgl. mittels Stützen im Abstand voneinander angeordneten Platten.
Die Oberseite der unteren Grundplatte ist nach oben konvex und die Unterseite der oberen Deckplatte nach unten konvex ausgebildet, und die Grundplatte weist eine Öffnung auf, in die der Innenraum des Kamines, Schachtes, Rohres od. dgl. mündet, so dass eine Düse entsteht. Die Deckplatte hat jedoch die Form einer nach oben offenen Schale. Hiedurch entstehen insbesondere auf der Oberseite des Aufsatzes ungün- stige Strömungsverhältnisse infolge Wirbelbildung, so dass auch bei dieser Vorrichtung der Nutzeffekt noch relativ klein ist und mit Abweichung des Anströmwinkels der Luft von der Horizontalen schnell sinkt.
Der Nachteil der Unwirksamkeit schon bei geringen vertikalen Strömungskomponentenanteilen ist allen bekannten Vorrichtungen gemeinsam und führt dazu, dass ihre Wirkung in Wirbelgebieten, wie sie z. B. hinter Bauwerken, Bergen und Hausdächern anzutreffen sind, sehr stark herabgemindert ist. Gerade in solchen Wirbelgebieten werden aber Kaminaufsätze od. dgl. angebracht, weil hier infolge der ungünstigen Strömungsverhältnisse z. B. Heizanlagen nur mangelhaft arbeiten.
Die Erfindung betrifft nun eine in Form einer Düse ausgebildete Vorrichtung zur Vergrösserung des Unterdruckes in Kaminen, Lüftungsschächten, Rohren u. dgl., die von einem gasförmigen Medium, wie insbesondere der Aussenluft angeströmt werden, und aus zwei auf dem oberen Ende des Kamines, Schachtes, Rohres od. dgl. mittels Stützen im Abstand voneinander angeordneten Platten besteht, wobei die Oberseite der unteren Grundplatte nach oben konvex und die Unterseite der oberen Deckplatte nach un-
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ten konvex ausgebildet ist und die Grundplatte eine Öffnung aufweist, in die der Innenraum des Kamines, Schachtes, Rohres od. dgl. mündet, bei der der Unterdruck über einen grossen Anströmungsbereich nahezu konstant und genügend gross gehalten wird.
Gemäss der Erfindung ist bei einem wenigstens in einer Richtung über der gesamten Öffnung der Grundplatte freien Durchströmquerschnitt zwischen den beiden Platten die Deckplatte in an sich bekannter Weise an ihrer Oberseite konvex ausgebildet, so dass sie in wenigstens einem Vertikalschnitt die Querschnittsform einer bikonvexen Linse aufweist.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung erfolgt bei einer Anströmrichtung, die bis zu t 600 von. der horizontalen Anströmrichtung abweicht, keine Änderung der Druckverhältnisse, die im Zentrum der Vorrichtung und damit im Kaminrohr herrschen. Erst bei einer Vergrösserung des Anströmwinkels über 600 hinaus beginnt der Unterdruck abzusinken, um bei 900, d. h. bei einer Anströmung der Vorrichtung parallel zur Kaminrohrachse, 75 % des Unterdruckes zu erreichen, den der Kamin ohne die Vorrichtung bei horizontaler Anströmung hat. Gegenüber den bekannten Anordnungen auch mit gewölbten Deck- und Grundplatten werden Verbesserungen in der Unterdruckerzeugung von 100 % und mehr erreicht. Diesen Sachverhalt bestätigten eindeutig durchgeführte Windkanalversuche.
Im Gegensatz zu Kaminen ohne oder mit den bisher bekannten Aufsätzen gibt es keine Anströmrichtung, bei der bei Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung ein Überdruck im Kaminrohr auftritt.
Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung besteht auch noch darin, dass bei Sonnenbestrahlung oder sonstiger Erwärmung der oberen Abdecklinse keine Beeinträchtigung der Grösse des durch den natürlichen Auftrieb entstehenden Unterdruckes, wie sonst üblich, stattfindet. Durch die Erwärmung der linsenförmigen Abdeckplatte und damit der unmittelbar über ihr lagernden Luftschicht, steigt die erwärmte Luft infolge ihres geringeren spez. Gewichtes gegenüber der umgebenden Luft nach oben und saugt die nicht erwärmte Luft von unten und von der Seite nach. Die dadurch entstehende Strömung bewirkt, wie bereits erwähnt, ihrerseits die Bildung eines zusätzlichen Unterdruckes im Kaminrohr, der jedoch entsprechend den Luftablösungen über der Deckplatte nur intermittierend ist.
Gemäss einer bevorzugteuAusfülrungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung für Kamine, Schächte, Rohre od. dgl. mit einem einzigen Zug weisen beide Platten - wie an sich bekannt-eine kreisförmige Grundfläche auf. Die obere, von Stützen getragene Deckplatte ist dabei linsenförmig. mit zwei etwa gleich stark gekrümmten Oberflächen ausgebildet, deren Krümmungsradien grösser als der Durchmesser der Grundfläche der Deckplatte sind. Bei dieser Form der Krümmung ist die Unterdruckerzeugung über einem grossen Anströmbereich optimal, d. h. es werden in der Zeiteinheit auch in Wirbelgebieten optimal grosse Rauchmengen aus dem Kamin entfernt.
In den Fig. 1 - 5 der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung als Aufsätze für Kamine von Gebäuden od. dgl. dargestellt und nachstehend näher beschrieben. Hiebei zeigt Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Kamin mit einem Zug und die auf diesen aufgesetzte Vorrichtung zur Vergrösserung des Unterdruckes im Kamin, Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. l, entlang der Linie li-il in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht eines Abschnittes einer Vorrichtung für Kamine mit mehreren parallelen Zügen, Fig. 4 einen Querschnitt durch die Vorrichtung längs einer Düse entsprechend der Linie IV-IV der Fig. 3 und Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 3 entlang der Linie V-V.
Ein besonders praktisches Ausführungsbeispiel der Vorrichtung für einen Kamin 1 od. dgl. mit nur einem Zug 2 veranschaulichen die Fig. 1 und 2. Die Düse 3 entsteht dadurch, dass über der Austrittsöffnung 4 eine kugelkalottenförmigeGrundplatte 5 und über dieser als Gegenstück eine linsenförmige Deckplatte 6 angeordnet ist, die mit Hilfe von Stützen 7 auf der Grundplatte 5 befestigt ist. Der für die obere und die untere Hälfte gleiche Krümmungsradius der Deckplatte 6 ist grösser als der Durchmesser ihrer Grundfläche.
Ein Ausführungsbeispiel für Reihenkamine bzw. mehrere parallele Lüftungsschächte lassen die Fig. 3 - 5 erkennen. Hier treten an die Stelle der kreisrunden Gruna- und Deckplatten 5 und 6 rechteckige Platten 8 und 9, die sich nach ihren Kanten 10 an der Breitseite hin schneidartig verjüngen. Die Abstützung der Deckplatte 9 gegenüber der Platte 8 erfolgt durch Stützen 11, die etwa den gleichen Querschnitt haben wie die Abdeckplatte 9. Derartig ausgebildete Platten 8 und 9 und Stützen 11 sind in bekannten Vorrichtungen auch schon verwendet worden, haben aber bei der erfindungsgemässen Vorrichtung den besonderen Vorteil, dass durch diese Stützenanordnung eine zusätzliche Einschnürung der Stromlinien und ein damit verbundener erhöhter Unterdruck erzeugt wird.
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