CH658096A5 - Mehrschaliger schornstein sowie formstueck zur herstellung des schornsteines. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrschaligen Schornstein gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Formstück zur Herstellung des Schornsteines.

Derartige mehrschalige Schornsteine sind bekannt (vergleiche z.B. DE-AS 19 22 389). Aufgrund unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften der einzelnen Schalen der Schornsteine bzw. der sie aufbauenden Fertigteile kann es zu Taupunktunterschreitungen innerhalb des Schornsteins kommen, was als Folge zu Durchfeuchtungs- und Versottungser-scheinungen und damit verbunden zu einer Verminderung der Wärmedämmwirkung führen kann. Diese nachteiligen Erscheinungen werden noch durch die vom Wasserdampf mitgeführten aggressiven Bestandteile der Rauchgase, insbesondere SO2 und SO3 und verschiedene Kohlenwasserstoffe, verstärkt. Bei Kondensation kommt es dabei beispielsweise zur Niederschlagung von schwefeliger Säure oder Schwefelsäure.

Bei dem genannten bekannten Schornstein wird derartigen Auswirkungen durch eine Dampfdiffusionsdämmschicht entgegengewirkt, welche verhindern soll, dass Feuchtigkeit und mitgeführte aggressive Bestandteile, z.B. Säuren und Teerprodukte, in die radial ausserhalb der Dampfdiffusionsdämmschicht gelegenen Schornsteinteile gelangen, sondern möglichst in dem radial inneren Kernbereich des Schornsteins gehalten werden, in welchem es noch nicht zu Taupunktunterschreitungen kommt. Die Praxis hat jedoch gezeigt, dass eine derartige Dampfdiffusionsdämmschicht bei Verwendung vieler Dämmaterialien alterungsanfällig ist;

auch die Abdichtung von Fugen ist problematisch.

Aus der DE-OS 25 2.1 692 ist es weiter bekannt, bei einem freistehenden Schornstein zur Vermeidung einer Durchfeuchtung und Versottung Strömungskanäle für ein von aussen zugeführtes und nach aussen abgeführtes Belüftungsgas, nämlich Luft, vorzusehen, doch sind bei diesem Schornstein die Strömungskanäle zwischen der Wärmedämmschicht und der Ummantelung angeordnet. Hierzu ist die Ummantelung mit einer über den Umfang verteilten Innennutung versehen, die einerseits kleine Strömungsquerschnitte aufweisen und somit einen hohen Strömungswiderstand bilden und andererseits zur Verstopfung durch hereinfallenden Mörtel neigen. Im übrigen ist die Abstützung der Wärmedämmschicht ungenügend.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

658 096

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehr-schaligen Schornstein der gattungsgemässen Art sowie ein Formstück zu dessen Herstellung zu schaffen, bei dem Durchfeuchtungs- und Versottungserscheinungen mit grosser Sicherheit auch langfristig vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemässen mehr-schaligen Schornstein durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale und durch ein Formstück zu dessen Herstellung gemäss Anspruch 21 gelöst.

Beim Schornstein nach der Erfindung können anfallende Feuchtigkeit und mitgeführte aggressive Bestandteile dynamisch auf ein praktisch unschädliches Mass in den durch Taupunktunterschreitung gefährdeten Bereichen herabgesetzt werden, indem auftretende Feuchtigkeit im gasförmigen oder flüssigen Aggregatszustand mitsamt ihren aggressiven Bestandteilen durch einen vom Rauchgas unabhängigen, aber durch den Schornstein selbst geführten Belüftungsgasstrom mit grosser Sicherheit und langfristig abgeführt wird. Als Belüftungsgas kann in besonders einfacher Weise Luft dienen. Konstruktiv ist nicht mehr der Aufbau einer besonderen Schale, nämlich der Dampfdiffusionsdämmschicht erforderlich, ja es sind sogar überhaupt besondere Bauelemente ausserhalb derer, die als Grundmaterial sowieso schon für den Aufbau des Schornsteins Verwendung finden, entbehrlich. Zur Schaffung der Strömungswege braucht lediglich der Ummantelung eine bestimmte Formgebung verliehen zu werden. Der erforderliche Aufwand an Material und konstrukti- ■ ver Gestaltung ist dabei klein. Die vertikale Erstreckung der Strömungskanäle ermöglicht es, den thermischen Auftrieb des Belüftungsgases für dessen Transport nutzbar zu machen.

Der erfindungsgemässe Schornstein bietet die Möglichkeit, durch entsprechende Dimensionierung der Strömungskanäle und deren Verteilung innerhalb der Ummantelung und gegebenenfalls angrenzenden Bereichen im Schornstein, ferner durch Bemessung der Ein- und Austrittsöffnungen des Belüftungsgases und schliesslich durch Aufprägung bestimmter Randbedingungen des Belüftungsgases, wie Druck, Temperatur und gegebenenfalls auch physikalische und chemische Zusammensetzung, eine Anpassung an sehr unterschiedliche Betriebsverhältnisse des Schornsteins erreichen zu können. Dabei sind sogar solche Betriebszustände beherrschbar, bei denen bereits innerhalb des Innenrohres des Schornsteins T aupunktunterschreitungen stattfinden.

Bei dem gattungsgemässen bekannten Schornstein ist eine Ummantelung mit quadratischem Aussenumfang und zylindrischem Innenumfang bekannt. Beispielsweise diese oder eine vergleichbare andere Konfiguration der Ummantelung kann ohne zusätzlichen Raumbedarf übernommen werden, da in den Eckbereichen genügend Raum für die Strömungskanäle verfügbar ist, der über offene Durchbrüche an den von der Ummantelung umgebenen inneren Schornsteinraum angeschlossen wird. Die Einsparung an zusätzlichem Raumbedarf bedeutet speziell unveränderte Innen- und Aussen-masse und damit auch keinen zusätzlichen Platzbedarf bei Lagerung, Transport und Aufstellung. Dabei ist der Materialverbrauch minimal. Es lassen sich aber trotzdem, sogar ohne Beeinträchtigung der minimalen Wanddicke, grossflächige Strömungskanäle gewinnen; diese können grosse Mengen Belüftungsgas aufnehmen und weisen daher auch eine grosse Aufnahmefähigkeit für Feuchtigkeit und aggressive Rauchgasbestandteile auf.

Die Verstopfungsgefahr bei der Montage durch hereinfallenden Fugenmörtel o.dgl. ist gering. Falls erwünscht, lassen sich grosse Geschwindigkeiten des Belüftungsgases erreichen. Ein grosser lichter Strömungsquerschnitt bietet dabei einen kleineren Strömungswiderstand als viele Kanäle mit jeweils kleinem lichten Strömungsquerschnitt. Darüber hinaus ist die Abstützung der Wärmedämmschicht höchstens minimal geschwächt. Aber selbst bei langgestreckten und relativ breiten Durchbrüchen lässt sich zur Abstützung der Wärmedämmschicht ein grosser Anteil der Innenumfangsfläche der Ummantelung, insbesondere längs grosser Umfangslängen, 5 beibehalten.

Es hat sich gezeigt, dass bei der Anordnung der Strömungskanäle in den Eckbereichen der Ummantelung eine Belüftung des ganzen Schornsteinumfanges möglich ist. Man kann alternativ aber auch mindestens eine Verbindung der io Strömungskanäle in Umfangsrichtung der Ummantelung (vergleiche Anspruch 7) vorsehen, wenn man das Belüftungsgas weiter über den Umfang des Schornsteins verteilen will; denn es ist nicht unbedingt erforderlich, ja für nicht immer anstrebenswert, dass die einzelnen auf die Eckbereiche der 15 Ummantelung beschränkten Strömungswege voneinander getrennt sind. Vielmehr können sie durchaus in Umfangsrichtung mehr oder minder kurzgeschlossen sein, beispielsweise infolge eines zwischen benachbarten Schalen bestehenden Radialspiels.

20 Besonders gefährdet durch Feuchtigkeitsbeladung ist die Wärmedämmschicht, schon wegen der daraus folgenden Verminderung der Wärmedämmwirkung. Bei einem Schornstein nach der Erfindung kann es jedoch zugelassen werden, dass die Feuchtigkeit in die Wärmedämmschicht eintritt, ja durch 25 diese sogar radial hindurchtritt, wenn eine ständige Abführung von Feuchtigkeit innerhalb der Ummantelung erfolgt und so die Feuchtigkeit sich in der Wärmedämmschicht nicht über ein erträgliches Mass hinaus akkümulieren kann.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 30 2 bis 20 beschrieben.

Die Ankoppelung der Strömungskanäle an den radial innenliegenden Bereich des Schornsteins ist jedoch in noch stärkerem Masse gegeben, wenn vorzugsweise von den Strömungskanälen ausgehende offene Durchbrüche gemäss den 35 Ansprüchen 2 bis 5 vorgesehen sind.

Formtechnisch am einfachsten herstellbar sind beispielsweise die Durchbrüche als vertikale Schlitze (Anspruch 2). Die beste Ahkoppelung an den radial innenliegenden Raum des Schornsteins erhält man dann nach Anspruch 3 unter Ver-to wendung relativ breiter Schlitze. Diese können jedoch die Abstützung der Wärmedämmschicht beeinträchtigen, so dass insbesondere bei in sich nicht sehr stabilen Wärmedämmschichten engere Ausbildungen vorzuziehen sind (Anspruch 4).

45 Im Bedarfsfall kann man die vertikalen Schlitze in den Strömungsweg mit einbeziehen, man kann sie jedoch auch nur mit beschränkter Höhe intervallweise vorsehen, z.B. den jeweiligen Fertigteilen zugeordnet, und so beispielsweise grössere Umfangsstabilität in der Ummantelung gewinnen 50 (Anspruch 5).

Es ist nicht erforderlich, dass die Strömungswege jeweils der Ummantelung allein zugewiesen sind. Die Strömungswege können beispielsweise auch zugleich in mehreren Schalen und/oder Grenzflächen zwischen Schalen parallel verlau-55 fen. Man kann insbesondere den Wechsel zwischen verschiedenen Schalen dazu nutzen, dass man in der einen Schale gewisse vertikale Längenabschnitte mit geringerem Strömungswiderstand vorsieht und so als Überbrückungsstrecken von Bereichen relativ hohen Strömungswiderstandes benach-60 barter Schalen verwendet. Beispielsweise kann man in der Ummantelung freie vertikale Querschnitte vorsehen, die jeweils pro Formteil stirnseitig abgeschlossen sind und eine Überbrückung der Abschnitte in der Ummantelung entweder über die Porosität der Wärmedämmschicht, vorhandene 65 Radialspielbereiche oder Umfangsprofilierungen der betreffenden Grenzschicht erreichen. Ein Vorteil besteht einmal in grösserer Stabilität des mit nicht vertikal durchlaufenden Kanälen versehenen Schalenelements. Im Falle der Umman-

658 096

4

telung kann man dabei Auftragsflächen für Mörtel gewinnen, ohne dass dann die Gefahr besteht, dass Mörtel in die Belüftungskanäle hineinfällt. Wenn man die Porosität der Wärmedämmschicht zur Verbindung verwendet (Anspruch 6), kann man dabei einerseits in diesen Anschlussbereichen die Wärmedämmschicht sogar eng an die Ummantelung anlegen und auch dort eine Sperre gegen Hereinfall von Mörtel bilden und andererseits sogar solchen Materialien bzw. Formen von Wärmedämmschichten zur Führung des Belüftungsgases wenigstens intervallweise nutzbar machen, deren Strömungswiderstand sonst zu hoch wäre, um über die ganze Höhe des Schornsteins als Strömungsweg für das Belüftungsgas mit hinreichender Effizienz dienen zu können.

Eine vorteilhafte Einsteileinrichtung für den Massenstrom des Belüftungsgases (Anspruch 11) lässt es zu, bei Änderung der Betriebsverhältnisse der Heizungsanlage jeweils neu einen optimalen Kompromiss zwischen maximaler Feuchtigkeitsabführung und minimaler Abkühlung des Schornsteins einstellen zu können. Diese EinStelleinrichtung kann selbsttätig steuerbar sein (Anspruch 12). Als Stellgrösse bietet sich insbesondere die Temperatur oder alternativ die Feuchtigkeit des austretenden Belüftungsgases an, wobei man gegebenenfalls auch über ein Programm beide Messgrössen zu einer gemeinsamen Stellgrösse kombinieren kann.

Das zur Einstellung des Massenstroms dienende Ventil kann besonders einfach als Klappenventil ausgebildet sein (Anspruch 13).

Manchmal reicht der thermische Auftrieb nicht zur Förderung des Belüftungsgases aus. Dann kann man ein das Belüftungsgas förderndes Gebläse verwenden (Anspruch 14), das bedarfsweise am Eingang und/oder am Ausgang des Strömungsweges anzuordnen ist. Meist wird man allerdings anstreben, die Förderung des Belüftungsgases allein unter thermischem Auftrieb vorzusehen (Anspruch 15).

Vorteilhaft wird eine Vorwärmeeinrichtung für das Belüftungsgas verwendet (Anspruch 16). Diese erhöht nicht nur den thermischen Auftrieb, sondern auch die Feuchtigkeitsaufnahmekapazität des Belüftungsgases. Ferner besteht dadurch die Möglichkeit, bei Beaufschlagung insbesondere des Innenrohres mit Belüftungsgas unerwünschte Abkühlungen zu vermeiden. Zur Vorwärmung kann man in bequemer Weise durch Wärmetausch das in den Schornstein eintretende Rauchgas selbst verwenden, vorzugsweise durch einen mit dem Anschlussrohr des Schornsteins für das Abgas zusammenwirkenden Wärmetauscher.

In vielen Fällen erstrecken sich die Strömungskanäle im wesentlichen über die gesamte Schornsteinhöhe (Anspruch

17), wenn von vornherein mit grossem Feuchtigkeitsanfall in unteren Schornsteinbereichen zu rechnen ist. Dies gilt insbesondere bei modernen Heizkesseln mit niedriger Abgastemperatur. Man kann aber auch die Strömungskanäle nur über einen Teilbereich des Schornsteins erstrecken, insbesondere nur über einen oberen Abschnitt des Schornsteins (Anspruch

18), wo das sich im Schornstein abkühlende Rauchgas zunehmend kälter wird. Dies gilt beispielsweise dann, wenn der Schornstein durch ein kaltes Dachgeschoss geführt wird.

In vielen Fällen wird es jedoch zweckmässig sein, abschnittsweise über die Höhe des Schornsteins unterschiedliche Belüftungszonen zu schaffen (Anspruch 19), beispielsweise um bereits mit Feuchtigkeit beladene Belüftungsluft durch frische Luft zu ersetzen.

Die Belüftungsstromwege nach der Erfindung können auch eingesetzt werden, wenn man von der Verwendung von Dampfdiffusionsdämmschichten nicht absehen will (Anspruch 20). Dann kann man es in Kauf nehmen, dass derartige Dampfdiffusionsdämmschichten noch eine gewisse Durchlässigkeit haben können, und die entsprechenden Massenströme der Belüftung können geringer gewählt werden.

Eine zweckmässigerweise vorgesehene Kurzschliessung der Strömungskanäle in Umfangsrichtung (Anspruch 7) ist nicht nur zur besseren Verteilung des Belüftungsgases innerhalb des Schornsteins vorteilhaft, sondern auch dazu, um etwa entstandene, den Durchgang des Belüftungsgases verhindernde Verschlüsse umgehen zu können. Ausserdem kann man dabei eine grössere Montagefreiheit bezüglich der Winkelausrichtung von den Schornstein aufbauenden Fertigteilen gewinnen. Auch wird die Möglichkeit geschaffen, dann, wenn der innere Aufbau des Schornsteins einer selbsttätigen Verteilung des Belüftungsgases im Schornstein entgegensteht, im Einlass- und im Auslassbereich des Belüftungsgases mit einem an einer einzigen Umfangsstelle angeordneten Anschluss auszukommen (vergleiche Anspruch 8). Ein solcher Einlass kann vorteilhaft in Höhe des Anschlussrohres des Innenrohres an die Feuerstätte angeordnet sein, ohne an diese Höhenlage gebunden zu sein. Man ist dann auch nicht mehr daran gebunden, etwa die Umfangslage des Einlasses und des Auslasses relativ zueinander zu koordinieren, und kann daher am Fuss des Schornsteins und in höheren Bereichen, etwa an einem Kopfstück, die Anschlüsse in unterschiedlicher Umfangsrichtung anordnen. Man kann sogar eine diametrale Anordnung von Einlass und Auslass dann, wenn keine Kurzschlüsse in Umfangsrichtung vorhanden sind, aber die innere Geometrie des Schornsteins eine Verteilung des Belüftungsgases schliesslich über den ganzen Schornsteinquerschnitt zulässt, dazu nutzbar machen, dass man den Strömungsweg von einer Umfangsstelle zwangsweise zur anderen Umfangsstelle, ja besonders günstig der diagonal gegenüberliegenden Umfangsstelle führt (Anspruch 9).

Hydrophobiertes Material, insbesondere hydrophobierte Mineralfasern, sind an sich bekannt und auf dem Markt erhältlich. Ein Einsatz für Schornsteine war bisher nicht recht sinnvoll, weil auch die Verwendung hydrophobierter Mineralfasern eine zunehmende Beladung der Dämmschicht mit Feuchtigkeit und eine damit verbundene drastische Senkung der Wärmedämmung nicht verhindern kann. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch möglich, den Einsatz hydrophobierter Materialien für die Wärmedämmschicht optimal nutzbar zu machen, da man eine Porenverstopfung oder auch nur übergrosse Beladung von Poren einer Wärmedämmschicht sicher vermeiden kann oder wenigstens dann, wenn eine gewisse Feuchtigkeitsakkumulation in der Wärmedämmschicht stattgefunden hat, diese intervallweise durch Belüftung wieder auf ein erträgliches Mass oder auf Null reduziert werden kann (Anspruch 10).

Dem entspricht, dass die Belüftung des Schornsteins grundsätzlich auf zwei Arten durchgeführt werden kann. Zum einen kann man während des Schornsteinbetriebes selbst belüften und so kontinuierlich oder intervallweise Feuchtigkeit abführen. Zum anderen kann man aber auch die Belüftung in Betriebspausen des Schornsteins vorsehen und so eine unnötige Abkühlung des Schornsteins oder Energieaufwand in Verbindung mit Vorwärmung des Belüftungsgases vermeiden oder mindestens stark reduzieren. Gegebenenfalls kann man die Einsteileinrichtung für das Belüftungsgas entsprechend selbsttätig oder von Hand steuern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 in teilweise abgebrochener Darstellung einen vertikalen und längs eines Radius verlaufenden Schnitt durch eine Ausführungsform eines Schornsteins;

Figur 2 einen halben horizontalen Schnitt in zwei alternativen Darstellungen in beiden Quadranten durch einen Schornstein, dessen beide Quadranten dem Schornstein gemäss Figur 3 entsprechen können;

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

658 096

Figur 3 zwei radiale ausschnittsweise Halbdarstellungen zweier Schornsteine in alternativer Gestaltung zu Figur 1 ;

Figur 4 in vergrössertem Massstab einen radialen und vertikalen Schnitt durch ein Aussenmantelfertigteil mit Dämmschicht und Innenrohr für einen Schornstein gemäss der rechten Halbdarstellung von Figur 3 ; und

Figur 5 einen viertel horizontalen Schnitt durch eine alternative Schornsteinform.

Die horizontalen Schnitte beziehen sich gleichermassen auf ganze Schornsteine wie auch auf Schornsteinfertigteile. Auch soweit Schornsteine im ganzen oder ausschnittweise in vertikalen Schnitten dargestellt sind, sollen mit diesen Schnitten ebenso die Fertigteile beschrieben werden, aus denen die Schornsteine aufgebaut sind. Es wird dabei davon ausgegangen, dass alle dargestellten Schornsteine aus vertikal überein-andergesetzten Fertigteilen aufgebaut sind. Innerhalb eines Fertigteiles kann das Innenrohr mehrere Rohrstücke aufweisen.

Alle dargestellten und beschriebenen Schornsteine bzw. Schornsteinfertigteile sind dreischalig aufgebaut, und zwar aus (mindestens) einem Rauchgas führenden runden bzw. zylindrischen Innenrohr 2, einer das Innenrohr umgebenden zylinderschalenförmigen Wärmedämmschicht 4 und einer diese wiederum umgebenden Ummantelung 6 mit rechteckigem, gegebenenfalls quadratischem Aussenumfang, der an den Ecken leicht gerundet sein kann. Das Grundmaterial des Innenrohres ist meist Schamotte, das Grundmaterial der Wärmedämmschicht meist Mineralfaser (einschliesslich Glasfaser) und das Grundmaterial der Ummantelung meist Leichtbeton. Es kommen alle für derartige dreischalige Schornsteine geeigneten Grundmaterialien auch hier in Frage. Ebenso sind die üblichen weiteren Ausgestaltungen möglich, wie etwa zusätzliche Luftschächte und Armierungen in der Ummantelung, Ofenanschlüsse usw. Es ist jedoch wesentlich, dass alle Schornsteine nur aus den genannten drei Schalen zu bestehen brauchen und keine weiteren Materialien als die Grundmaterialien der drei Schalen erforderlich sind.

Bei dem Schornstein gemäss Figur 1 ist im Bereich des Schornsteinfusses am Innenrohr ein seitlicher Stutzen 8 ausgebildet, in den das Anschlussrohr 10 für das Abgas der nicht gezeigten Heizungsanlage eingesteckt ist. Das Anschlussrohr 10 durchdringt dabei die Wärmedämmschicht 4 und die Ummantelung 6 in einer in diesen beiden Schalen ausgebildeten seitlichen Ausnehmung, in die teilweise auch noch der Stutzen 8 hineinragt. Das Anschlussrohr 10 ist gegen den Stutzen 8 durch Dichtschnüre, Kitt oder dergleichen 12 ringsum abgedichtet. Der Stutzen 8 endet im Bereich der Ummantelung 6.

Das Anschlussrohr 10 ist von einem Ringkanal 14 eines Wärmetauschers 16 umgeben, der Luft aus der Umgebung des Schornsteins ansaugt. Diese Luft wird gemäss den Pfeilen durch den Ringkanal 14 des Wärmetauschers 16 geführt und in einen Ringkanal 66 eingeleitet, der in der Ummantelung 6 ausgebildet ist und von dem aus die Luft in Strömungskanälen 68, die innerhalb der Eckbereiche der Ummantelung ausgebildet sind, aufsteigt. Ferner ist der Ringkanal 66 zur Wärmedämmschicht 4 hin offen. Diese ist so porös ausgebildet, dass die Belüftungsluft auch neben der Ummantelung 6 in der Wärmedämmschicht 4 parallel zum Innenrohr 2 aufsteigen kann. Der Strömungsweg verläuft dabei primär durch die Ummantelung 6.

Der Einlass für die Belüftungsluft ist mit offenem ringförmigem Einlassquerschnitt 64 ausgebildet, so dass die Förderung des Belüftungsgases allein unter thermischem Auftrieb erfolgt. Sonst wird wie in Figur 1 die Wärme des im Anschlussrohr 10 geförderten Abgases der Heizungsanlage zur Vorwärmung der Belüftungsluft genutzt.

Alternativ könnte man Luft aus der Umgebung des

Schornsteins in den Ringkanal 14 auch über ein Gebläse und eine entsprechende Anschlussöffnung ansaugen.

Es ist möglich, dass auf diese Weise der Strömungsweg sich vom Fuss des Schornsteins bis zum Schornsteinkopf s erstreckt. Dort ist wiederum ein Ringkanal 66 in der Ummantelung 6 ausgebildet. Dieser oberste Ringkanal 66 sammelt die sowohl durch die Ummantelung 6 als auch durch die Wärmedämmschicht 4 geströmte Belüftungsluft und leitet diese über einen seitlichen Kanal 34 nach aussen. Man io erkennt, dass dieser den Auslass bildende seitliche Kanal 34 an derselben Umfangsseite des Schornsteins wie der Einlass angeordnet ist; alternativ könnten Einlass und Auslass auch diametral gegenüberliegend angeordnet sein.

Der durch den Schornstein auf den beschriebenen Strö-15 mungswegen geleitete Massenstrom des Belüftungsgases kann durch eine einstellbare Belüftungsklappe 36 eingestellt und bedarfsweise mittels eines Stellmotors 38 nach einer Stellgrösse geregelt oder verstellt werden.

Zweckmässig werden je ein spezielles Fertigteil vorgese-20 hen, welche dem Belüftungslufteinlass und dem Anschlussrohr 10 einerseits sowie andererseits dem Belüftungsluftaus-lass zugeordnet sind.

Es ist auch möglich, in nicht dargestellter Weise den Belüftungslufteinlass in einer mittleren Höhe des Schorn-25 steins vorzusehen und den unteren Schornsteinbereich ohne Belüftung zu lassen.

Der Stromkreis durch den Schornstein kann auch alternativ in mehrere vertikal übereinanderliegende Teilkreise unterteilt sein. Hierzu kann beispielsweise an den Wärmetauscher 3o 16 eine Zweigleitung, gegebenenfalls mit Frischluft zu mischendem Mischventil, ausserhalb des Schornsteins oder in der Ummantelung, vorgesehen sein, welche erst in einer mittleren Höhe des Schornsteins über einen seitlichen Kanal mit einem Ringkanal 66 in der Ummantelung 6 kommuniziert 35 und über diesen die Belüftungsluft einleitet. In der Wärmedämmschicht 4 ist dann eine Strömungssperre ausgebildet. Unterhalb der Strömungssperre kann dann ein weiterer Ringkanal 66 in der Ummantelung 6 vorgesehen sein, welcher über einen seitlichen Kanal durch den Schornstein seitlich 40 nach aussen geführt ist. Hier ist ebenfalls eine durch einen Stellmotor 38 verstellbare Luftklappe 36 vorzusehen. Auf diese Weise erhält man einen ersten Strömungskreis unterhalb der Strömungssperre und einen weiteren Strömungskreis der Belüftungsluft oberhalb der Strömungssperre. Eine ent-45 sprechende Vervielfachung ist in beliebiger Weise möglich. Beispielsweise kann man pro Fertigteil des Schornsteins oder pro eine kleine Zahl von Fertigteilen, z.B. wenn zwei Fertigteile auf ein Stockwerk eines Wohngebäudes kommen, jeweils pro Stockwerk einen Strömungskreis vorsehen. Man kann 50 auch die Belüftung nur auf einen Abschnitt, insbesondere einen oberen Abschnitt des Schornsteins, beschränken.

Die Belüftungsluft braucht nicht, wie hier gezeigt, von dem Anschlussrohr 10 vorgewärmt zu sein. Man kann auch gesonderte Vorwärmrippen vorsehen oder auch, insbesondere 55 in höheren Schornsteinbereichen, auf eine Vorwärmung verzichten. Man kann auch eventuell die Vorwärmung nur im untersten Stromkreis vom Anschlussrohr 10 vornehmen lassen und in oberen Strömungskreisen gesonderte Vorwärmmittel vorsehen.

60 Statt auf die Porosität der Wärmedämmschicht 4 zu vertrauen, oder um bei vorhandener Porosität den Strömungswiderstand weiter zu erniedrigen, kann man sich auch ein radiales Spiel der Wärmedämmschicht 4 und die dadurch gewonnenen Hohlräume mit nutzbar machen. Ein solches radiales 65 Spiel kann als Freiraum zwischen der Wärmedämmschicht 4 und dem Innenrohr 2 und/oder als Freiraum zwischen der Wärmedämmschicht 4 und der Ummantelung 6 vorgesehen sein. Da es vorkommt, dass sich die Wärmedämmschicht

658 096

6

mehr oder minder zufällig teils am Innenrohr 2, teils an der Ummantelung 6 abstützt, wenn etwas Radialspiel vorgegeben ist, können die Freiräume auch nur über Teilbereiche der Schornsteinlänge und/oder des Schornsteinumfanges vorhanden sein. In jedem Fall können sie jedoch eine erwünschte Verteilungsfunktion für das Belüftungsgas erfüllen.

Mit den im Bereich des Einlasses und des Auslasses in der Ummantelung jeweils ausgebildeten Ringkanälen 66 kommuniziert eine Reihe von über den Umfang der Ummantelung 6 verteilten und in dieser vertikal aufsteigenden Strömungskanäle 68.

In den Wandbereichen 70 sind Durchbrüche 74 vorgesehen, die sich über die Höhe des belüfteten Schornsteins verteilen und die Strömungskanäle 68 mit dem Bereich der Wärmedämmschicht 4 verbinden.

Selbst wenn das Innenrohr 2 und die Wärmedämmschicht 4 nicht belüftet sind, erzeugt die Belüftung der Ummantelung 6 einen radialen Strömungsgradienten für das mit Feuchtigkeit und aggressiven Bestandteilen beladene radial diffundierende Rauchgas und verhindert damit, dass es in dem radial innerhalb des von den Strömungskanälen 68 in der Ummantelung 6 eingenommenen Bereiches des Schornsteins zu einem unerwünschten Grad von Feuchtigkeitskumulierung und Niederschlag aggressiver Bestandteile kommt.

Die Hauptströmung der Belüftungsluft wird bei dieser Anordnung innerhalb der Ummantelung 6 verlaufen. Es kann aber auch zu einer Kurzschlussströmung in der Wärmedämmschicht 4 kommen infolge deren Ankoppelung an die Strömungskanäle über die Durchbrüche 74. Es hängt dann vom relativen Strömungswiderstand ab, ob der Hauptbelüftungsstrom in der Ummantelung 6 oder in der Wärmedämmschicht 4 (allein oder unter Einbeziehung von Umfangsspalten infolge Radialspiel der Ummantelung) strömt.

Es ist auch möglich, über eine vertikale Strömung in der Wärmedämmschicht 4 auch noch eine innerhalb des Innenrohres verlaufende Strömung zu speisen.

Bei Ummantelungen rechteckigen, z.B. quadratischen, Querschnitts ist es an sich üblich, in den Eckbereichen zur Massenaussparung Hohlräume mit an den Ecken abgerundet rechteckigem Querschnitt vorzusehen, die sich von einer geschlossenen Stirnseite des die Ummantelung bildenden Fertigteils zur anderen offenen Stirnseite erstrecken und so auch leicht formbar sind. Diese Form dreieckiger Hohlräume ergibt sich dann, wenn die radial weiter innen liegende Schale, also die Wärmedämmschicht 4, runden Aussenquer-schnitt hat. Die Querschnittsform dieser Hohlräume kann für die Strömungskanäle 68 voll übernommen werden. Dabei können die Durchbrüche 74 verschieden gestaltet werden.

Eine bevorzugte Gestalt der Durchbrüche 74 zeigt Figur 4. Hiernach sind die Durchbrüche 74 horizontale Schlitze am unteren und am oberen Ende von die Ummantelung 2 bildenden Formstücken, bei denen also im Bereich der horizontalen Schlitze 74 die Wandbereiche 70 relativ zur ganzen Länge des Formstücks zurückgesetzt sind. Man erhält dadurch den Aufbau der rechten Ansicht in Figur 3, wo die die Ummantelung bildenden Formstücke 78 jeweils stirnseitig im Höhenbereich der zwei aneinander anschliessenden Formstücken gemeinsamen Durchbrechungen 74 aussen durch eine Mörtelschicht 80 dicht verbunden sind.

Es ist dabei zweckmässig, die Fertigteile für den Schornstein so zu gestalten, dass die vom feuerfesten Mörtel 82 abgedichtete Stufenfuge 84 zwischen einander anschliessenden Innenrohren 2 axial gegenüber der Mörtelschicht 80 bzw. der Stossfuge zwischen den Formstücken 78 der Ummantelung versetzt ist, und zwar bis zu halber Formstücklänge.

Alternativ zu den beschriebenen horizontalen Schlitzen können die Durchbrüche 74 auch von vertikalen Schlitzen gebildet sein, wie sie in den beiden Quadranten in Figur 2

gezeigt sind. Dabei sind die vertikalen Schlitze 74 im rechten Quadranten in Figur 2 relativ zu dem in Umfangsrichtung des Schornsteins gemessenen Durchmesser des Strömungsweges im Strömungskanal 68 eng ausgebildet, während sie sich in dem in Figur 2 linken Quadranten im wesentlichen über den ganzen in Umfangsrichtung des Schornsteins gemessenen Durchmesser des Strömungskanals 68 erstrecken. Dementsprechend ist der Querschnitt im rechten Quadranten pilzförmig und im linken Quadranten hausförmig.

Es ist dabei in Figur 2, rechter Quadrant, dargestellt, dass in Abwandlung der in Figur 1 gezeigten Anordnung die Durchbrüche 74 zu einem gemeinsamen Vertikalschlitz vereinigt sind, der sich längs des ganzen zugehörigen Strömungskanals 68 durchgehend erstreckt. Mit analogem Querschnitt brauchen sich aber auch vertikale Schlitze jeweils nur über eine beschränkte Höhe zu erstrecken.

Man kann dabei auch gemäss Figur 3, linke Darstellungshälfte, die Durchbrüche 74 (in den beiden in Figur 2 gezeigten Alternativen) von der unteren Stirnseite des die Ummantelung bildenden Formstückes 78 bis fast zu dessen oberer Stirnseite durchlaufend gestalten und im oberen Stirnbereich des jeweiligen Formstückes 78 sowohl den jeweiligen Strömungskanal 68 als auch die zugehörige Durchbrechung 74 durch eine stirnseitige Wand 86 des Formteils 78 unterbrechen, so dass der Belüftungsweg im Bereich der stirnseitigen Wände 86 jeweils in den anschliessenden Bereich der Wärmedämmschicht 4, oder eines dort bestehenden radialen Spiels, umgelenkt wird. Hier verläuft also der Strömungsweg in den einzelnen Formstücken 78 innerhalb der Ummantelung 6 und ausserhalb derselben unter kurzschliessender Überbrückung im Einbaubereich der Wärmedämmschicht 4 oder in deren Porosität selbst. Da wiederum nur relativ kurze axiale Strek-ken der Wärmedämmschicht 4 für die Umleitung des Strömungsweges aus der Ummantelung 6 benötigt werden, kann der Strömungswiderstand der Wärmedämmschicht selbst noch relativ hoch sein, ohne die Funktion zu beeinträchtigen.

Die Wand 86 dient hierbei als Träger der Mörtelschicht 80, die hier anders als bei der rechten Darstellungshälfte von Figur 3 eine Ausdehnung über die ganze Stirnfläche der Ummantelung 6 haben kann.

Es wurden bisher nur einige wenige aus einer Vielzahl von Möglichkeiten beschrieben, Strömungswege für Belüftungsgas durch die Ummantelung 6 verlaufen zu lassen. In allen Fällen können der Einlass für Belüftungsluft oder ein anderes Belüftungsgas und der zugeordnete Auslass entsprechend angeordnet werden, wie dies anhand der Figur 1 geschildert ist. Wesentlich ist dabei stets, dass der Einlasskanal und der Auslasskanal für das Belüftungsgas in den entsprechenden Freiräumen münden, in welchen der Strömungsweg des Belüftungsgases durch den eigentlichen Schornsteinkörper verläuft.

Es wird auch jeweils vorausgesetzt, dass jeder Zuleitung jeder Ableitung des Belüftungsgases ein gesondertes ange-passtes Schornsteinfertigteil zugeordnet ist. Zwischen diesen kann man zum Teil bekannte, zum Teil gesondert angepasste Schornsteinfertigteile verwenden.

Bei der zylindrischen Querschnittsform des Innenrohres 2 ist dann auch jeweils die Wärmedämmschicht 4 zylindrisch, während die Ummantelung 6 rechteckig bzw. quadratisch ist. Dabei kann die Wärmedämmschicht 4 aus Isolierplatten zusammengesetzt sein, die ihrerseits gebogen sein können. Da dabei die Wärmedämmschicht selbst zylindrisch ist, die entsprechende Innenwand der Ummantelung 6 ebenfalls eine Zylinderfläche, die Aussenwand der Ummantelung 6 jedoch eine Rechteckfläche bildet, stützt dabei die Ummantelung 6 die Wärmedämmschicht 4 aussen ab. Es können dabei zusätzliche Schächte, wie Luftschächte, in der Ummantelung 6 vorhanden sein.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

658 096

Der Darstellungsquadrant von Figur 5 zeigt zusätzliche zu den Strömungskanälen 68 und den Durchbrüchen 74 in der Ummantelung 6 auch noch ebenfalls zur Belüftung dienende Innenkanäle 88 in der Wärmedämmschicht 4, innerhalb deren Wandung sie sich vertikal erstrecken und über deren Umfang sie gleichmässig verteilt sind. Diese Innenkanäle 88 können entweder, wie in Figur 5 gezeigt, runden oder auch einen anderen Querschnitt haben, z.B. eine langgestreckte Schlitzform, welche sich in Umfangsrichtung der die Wärmedämmschicht 4 bildenden Schale erstreckt.

Auch die Querschnittsform der Strömungskanäle 68 der Ummantelung 6 kann variiert werden, solange dadurch die 5 Wanddicken nicht statisch zu sehr geschwächt werden.

Zur Belüftung dienende weitere Strömungswege können sich jedoch auch in Grenzschichten zwischen zwei benachbarten Schalen erstrecken.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

658 096

1. Mehrschaliger Schornstein mit mindestens einem das Rauchgas führenden runden Innenrohr, einer das Innenrohr umgebenden zylinderschalenförmigen Wärmedämmschicht und einer diese aussen abstützenden Ummantelung mit rechteckigem Aussenumfang, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Eckbereiche der Ummantelung (6) von unten nach oben verlaufende Strömungskanäle (68) für ein von aussen zugeführtes und nach aussen abgeführtes Belüftungsgas ausgebildet sind, die mit der Wärmedämmschicht (4) durch offene Durchbrüche (74) in der Ummantelung verbunden sind.

2. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (74) vertikale Schlitze sind.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Schornstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die vertikalen Schlitze (74) mindestens annähernd über die ganze in Umfangsrichtung des Schornsteins gemessene Breite des Strömungskanals (68) erstrecken (Figur 2, linker Quadrant).

4. Schornstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Schlitze (74) relativ zu der in Umfangsrichtung des Schornsteins gemessenen Breite des Strömungskanals (68) eng ausgebildet sind (Figur 2, rechter Quadrant).

5. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (68) intervallweise, vorzugsweise entsprechend der Folge von die Ummantelung (6) bildenden Formstücken (78), innerhalb der Ummantelung unterbrochen und über die Wärmedämmschicht (4) miteinander verbunden sind (Figur 3, linke Hälfte).

6. Schornstein nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Porosität der Wärmedämmschicht (4) zur Verbindung der unterbrochenen Strömungskanäle (68) dient.

7. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verbindung der Strömungskanäle (68) in Umfangsrichtung der Ummantelung (6), vorzugsweise über eine Porosität der Wärmedämmschicht (4), vorhanden ist.

8. Schornstein nach Ansprach 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung in Höhe des Einlasses und/oder des Auslasses des Belüftungsgases angeordnet ist.

9. Schornstein nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass für das Belüftungsgas an einem anderen Umfangsteil des Schornsteins, vorzugsweise diametral gegenüber, als der Einlass des Belüftungsgases angeordnet ist.

10. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (4) aus hydrophobiertem Material, vorzugsweise hydrophobierter Mineralfaser,

besteht.

11. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine EinStelleinrichtung für den Massenstrom des Belüftungsgases aufweist.

12. Schornstein nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass er eine selbsttätige Steuereinrichtung für die Ein-stelleinrichtung, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder Feuchte des abgeführten Belüftungsgases, aufweist.

13. Schornstein nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteileinrichtung als Klappenventil (36) ausgebildet ist.

14. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ein das Belüftungsgas förderndes Gebläse aufweist.

15. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung des Belüftungsgases allein durch thermischen Auftrieb erfolgt.

16. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Vorwärmeinrichtung für das Belüftungsgas aufweist, die vorzugsweise als mit dem Anschlussrohr des Schornsteins für das Abgas zusammenwirkender Wärmetauscher (16) ausgebildet ist.

17. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Strömungskanäle (68) mindestens annähernd über die gesamte Schornsteinhöhe erstrecken.

18. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Strömungskanäle (68) nur über einen oberen Abschnitt des Schornsteines erstrecken.

19. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Folge mehrerer unabhängiger Strömungskanalbereiche längs des Schornsteins aufweist.

20. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine radial weiter innen als die Strömungskanäle (68) angeordnete Dampfdiffusionsdämmschicht aufweist.

21. Formstück zur Herstellung des Schornsteines nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Bildung eines Abschnittes der Ummantelung (6) des Schornsteines einen rechteckigen Aussenumfang und eine zylindrische Innenwand aufweist und in den Eckbereichen von unten nach oben verlaufende Strömungskanäle (68) für ein von aussen zugeführtes und nach aussen abgeführtes Belüftungsgas enthält, wobei die Strömungskanäle (68) über vertikale Schlitze (74) mit der Innenwand verbunden sind.