CH674842A5

CH674842A5 - Coating for ceramic chimney tubes

Info

Publication number: CH674842A5
Application number: CH367/88A
Authority: CH
Inventors: Hans Dr Stollenwerk; Wilfried Anspach; Hermann Leupold; Friedrich Schiedel; Ulrich Wengenroth
Original assignee: Didier Werke Ag; Schiedel Gmbh & Co
Priority date: 1987-02-10
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1990-07-31
Also published as: AT393835B; DK65588D0; NO880576D0; NO880576L; NO170880B; IT1219433B; IT8847616A0; ATA29188A; DE3704020C1; NO170880C; DK65588A

Abstract

Ceramic chimney tubes are coated by immersion in an aq. soln. contg. (a) Na or K Me-siliconate as hydrophobic impregnation agent and (b) Me-cellulose. Only the outside of the tubes is allowed to come into contact with the impregnating soln. and the immersion time is just sufficient for a partial impregnation of the tube wall. The impregnating agent pref. contains 0.1-1.0%, esp. 0.5% Me cellulose. The impregnating agent is diluted with water in ratio 1:10-100, esp. 1:50. The immersion time is esp. 5-25 sec. The tube is internally pressurised. Immersion depth is regulated by immersion time and/or the internal pressure.

Description

       

  
 



  Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Imprägnierung von keramischen Schornsteinrohren durch Eintauchen in ein hydrophobierendes Silikon- Imprägnierungsmittel, insbesondere eine wässrige Lösung eines Natrium- oder Kaliummethylsilikonates. 



  Mit einem derartigen Verfahren, bei dem die Rohrwandung aufgrund der Kapillarwirkung der Poren zwangsläufig vollständig durchtränkt wurde, hat man versucht, Schornsteinrohre gegenüber den Rauchgasen und deren Kondensat unempfindlich und undurchlässig zu machen. Beim Einsatz derartig imprägnierter keramischer Schornsteinrohre erfolgt jedoch ein unerwünschter Niederschlag und Herablaufen von Kondensat in dem Schornstein oder Kamin beim Durchströmen kondensatreicher kalter Rauchgase. 



  Zur Lösung dieses Problems hat man bereits keramische Schornsteinrohre auf ihrer Aussenseite mit einer Glasur versehen, so dass das Kondensat von der offenporigen Struktur der Rohrinnenwandung während der Durchströmung kondensatreicher kalter Rauchgase aus diesen aufgenommen  und beim Durchstömen heisser Rauchgase an diese wieder abgegeben werden kann. Derartige Glasuren sind jedoch schwierig aufzubringen und wenig beständig, da sie unter den herrschenden Beanspruchungen leicht reissen. 



  Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit Hilfe dessen auf einfache Weise keramische Schornsteinrohre hergestellt werden können, bei deren Anwendung das nachteilige Herablaufen von Kondensat beim Durchströmen kondensatreichen Rauchgases vermieden wird und die eine grosse Lebensdauer haben. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss im wesentlichen dadurch gelöst, dass man ein Silikon-Imprägnierungsmittel verwendet, welches einen Zusatz aus Methylcellulose enthält, dass man während des Tauchvorgangs das Silikon-Imprägniermittel von aussen an die Rohrwandung kommen lässt, und dass man die Tauchzeit so wählt, dass die Rohrwandung nur teilweise durchtränkt wird. 



  Durch die Kombination der Auswahl des verwendeten Silikon-Imprägniermittels erhöhter Viskosität sowie der Art und Dauer der Anwendung des Silikon-Imprägnierungsmittel wird sichergestellt, dass die Rohrwandung nur selektiv von aussen bis zu wenigen Millimeter Eindringtiefe imprägniert wird. Der innere Rohrwandungsteil der porösen Struktur bleibt dagegen erfindungsgmäss frei von Imprägnierungsmitteln und steht daher für die kapillare Aufnahme des Kondensats beim Durchströmen kondensatreichen Rauchgases quasi als Speicher zur Verfügung. Wird das Schornsteinrohr dann von heisseren Rauchgasen durchströmt, wird das Kondensat wieder allmählich in das Rauchgas abgegeben und aus dem Schornstein herausgeführt. Dieses Wechselspiel kann sich beliebig lange wiederholen.

  Das Verfahren ist damit einfach ausführbar, die erhaltenen keramischen Schornsteinrohre haben grosse Lebendauer, da die Imprägnierung im Vergleich zu üblichen Glasuren bis zu 300 bis 350 DEG C unempfindlich ist. Die mit dem beschriebenen Verfahren erhaltenen keramischen Schornsteinrohre erfüllen ihre Funktion hinsichtlich der Vermeidung des Ablaufs von Kondensat überraschend gut. 



  Eine selektive Tränkung der Rohrwandung von aussen ist dann besonders günstig auszuführen, wenn das Silikon-Imprägniermittel zwischen 0,1 und 1,0 vorzugsweise etwa 0,5%, Methylcellulose enthält. 



  Ferner wird mit der Erfindung vorgeschlagen, das Silikon-Imprägniermittel vorzugsweise in einer Verdünnung mit Wasser im Verhältnis 1:100 bis 1:1000, vorzugsweise etwa 1:50, zu verwenden. 



   Die gewünschten Ergebnisse der selektiven Tränkung der Rohrwandung von aussen ergeben sich insbesondere dann, wenn man den Tauchvorgang für etwa 20 bis 30 Sekunden ausführt. Hieraus ergibt sich, dass bei der erfindungsgemässen Verwendung von Silikon-Imprägnierungsmitteln erhöhter Viskosität der Zeitaufwand für die Imprägnierung nur verhältnismässig gering ist. 



  Eine besondere Ausführungsart ist darin zu sehen, dass man während des Tauchvorgangs in dem Schornsteinrohr einen erhöhten Innendruck aufrechterhält. Dies kann dadurch geschehen, dass das jeweils zu imprägnierende Schornsteinrohr vor dem Eintauchen in das Silikon-Imprägnierungsmittel an seinen beiden Stirnseiten verschlossen und der so entstehende Innenraum an eine Druckquelle angeschlossen wird. Die Eindringtiefe des Silikon-Imprägnierungsmittels kann somit erfindungsgemäss nicht nur über die Viskosität des Silikon-Imprägnierungsmittels, sondern auch über die Tauchzeit und/oder den Rohrinnendruck gesteuert werden. 



  Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Schornsteinrohr, welches mittels eines Verfahrens der zuvor geschilderten Art hergestellt ist und sich dadurch auszeichnet, dass die Rohrwandung von aussen selektiv mit einer Eindringtiefe von einer halben Rohrwandtiefe imprägniert ist. 



  Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. 



  Ein Schornsteinrohr aus keramischem Werkstoff auf der Basis  von Schamotte, mit einem Al2O3-Gehalt von 30 bis 35 Gew.-%, Fe2O3-Gehalt von 2 Gew.-% und einem Alkali-Gehalt von 1,5 bis 2 Gew.-%, einer Porosität von 13 bis 16%, einer Wandstärke von 15 bis 30 mm und einer axialen Länge von 330 mm wurde zunächst an seinen beiden Enden verschlossen und in dem Innenraum durch Anschluss an eine Druckquelle ein Druck von 0,8 bar erzeugt. Das so vorbereitete keramische Schornsteinrohr wurde in eine wässrige Lösung eines Kaliummethylsilikonates für 20 Sekunden eingetaucht und während des Eintauchens ein Druck im Rohrinnenraum von 0,8 bar aufrechterhalten. Das Silikon-Imprägnierungsmittel war im Verhältnis 1:50 mit Wasser verdünnt.

  Es enthielt 0,5% wasserlösliche Methylcellulose mit geringem Verätherungsgrad (</= 2 OH-Gruppen je Glykoserest.) Nach Beendigung des Eintauchens wurde festgestellt, dass das erfindungsgemässe Imprägnierungsmittel von aussen bis zu 8 bis 10 mm in die Rohrwand eingedrungen war. Der Tauchvorgang wurde bei einer Temperatur von 20 DEG C ausgeführt. Danach wurde das Schornsteinrohr für 8 Stunden bei einer Temperatur von 80 DEG C getrocknet. Bei einer Beaufschlagung eines so imprägnierten Schornsteinrohres mit einem kondensatreichen Rauchgas einer Temperatur von 60 DEG C schlug sich das Kondensat auf der Innenfläche der Rohrwandung ab und wurde von der Kapillarstruktur der Wandung aufgesaugt, ohne innen abzulaufen oder aussen aus der Rohrwandung auszutreten.

   Bei einer nachfolgenden Beaufschlagung des Schornsteinrohres  mit einem heissen Rauchgas einer Temperatur von 130 DEG C wurde das in der Rohrwandung gespeicherte Kondensat allmählich wieder an das Rauchgas abgegeben und die Rohrwandung für die Aufnahme neuen Kondensats bei Beaufschlagung mit Rauchgasen niedriger Temperatur geeignet gemacht. 



  
 



  The invention relates to a method for impregnating ceramic chimney pipes by immersing them in a hydrophobic silicone impregnating agent, in particular an aqueous solution of a sodium or potassium methyl siliconate.



  With such a method, in which the pipe wall was inevitably completely soaked due to the capillary action of the pores, attempts have been made to make chimney pipes insensitive and impervious to the flue gases and their condensate. When using such impregnated ceramic chimney pipes, however, undesirable precipitation and condensate run down in the chimney or chimney when cold flue gases rich in condensate flow through them.



  To solve this problem, ceramic chimney pipes have already been glazed on their outside, so that the condensate can be taken up by the open-pored structure of the pipe inner wall during the flow of condensate-rich cold flue gases and released again when hot flue gases flow through them. However, such glazes are difficult to apply and not very durable because they tear easily under the prevailing stresses.



  The object of the present invention is to propose a method of the type mentioned at the beginning, with the aid of which ceramic chimney pipes can be produced in a simple manner, the use of which avoids the disadvantageous running down of condensate when condensate-rich flue gas flows through and which have a long service life.



  This object is achieved according to the invention essentially by using a silicone impregnation agent which contains an additive made from methyl cellulose, by allowing the silicone impregnation agent to come to the outside of the tube wall during the dipping process, and by choosing the dipping time in such a way that the pipe wall is only partially soaked.



  The combination of the selection of the silicone impregnating agent with increased viscosity and the type and duration of the application of the silicone impregnating agent ensures that the pipe wall is only selectively impregnated from the outside up to a few millimeters penetration depth. In contrast, the inner tube wall part of the porous structure remains free of impregnation agents according to the invention and is therefore available as a storage for the capillary absorption of the condensate when condensate-rich flue gas flows through. If hotter flue gases then flow through the chimney pipe, the condensate is gradually released into the flue gas and led out of the chimney. This interplay can be repeated for any length of time.

  The process is thus easy to carry out, the ceramic chimney pipes obtained have a long service life, since the impregnation is insensitive to 300 to 350 ° C. in comparison to conventional glazes. The ceramic chimney pipes obtained with the described method perform their function surprisingly well with regard to avoiding the drainage of condensate.



  A selective impregnation of the tube wall from the outside is particularly advantageous if the silicone impregnating agent contains between 0.1 and 1.0, preferably about 0.5%, methyl cellulose.



  Furthermore, the invention proposes to use the silicone impregnating agent preferably in a dilution with water in a ratio of 1: 100 to 1: 1000, preferably about 1:50.



   The desired results of the selective impregnation of the pipe wall from the outside result in particular when the immersion process is carried out for about 20 to 30 seconds. It follows from this that when using silicone impregnation agents of increased viscosity according to the invention, the time required for the impregnation is only comparatively short.



  A special embodiment can be seen in the fact that an increased internal pressure is maintained in the chimney pipe during the immersion process. This can be done by closing the chimney pipe to be impregnated on both ends before immersing it in the silicone impregnation agent, and connecting the resulting interior to a pressure source. According to the invention, the penetration depth of the silicone impregnation agent can thus not only be controlled via the viscosity of the silicone impregnation agent, but also via the immersion time and / or the internal pipe pressure.



  The invention also relates to a chimney pipe which is produced by means of a method of the type described above and is characterized in that the pipe wall is selectively impregnated from the outside with a penetration depth of half a pipe wall depth.



  The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.



  A chimney pipe made of ceramic material based on chamotte, with an Al2O3 content of 30 to 35% by weight, Fe2O3 content of 2% by weight and an alkali content of 1.5 to 2% by weight, a porosity of 13 to 16%, a wall thickness of 15 to 30 mm and an axial length of 330 mm was initially closed at both ends and a pressure of 0.8 bar was generated in the interior by connection to a pressure source. The ceramic chimney pipe prepared in this way was immersed in an aqueous solution of potassium methyl siliconate for 20 seconds and a pressure of 0.8 bar was maintained in the pipe interior during the immersion. The silicone impregnation agent was diluted 1:50 with water.

  It contained 0.5% water-soluble methyl cellulose with a low degree of etherification (</ = 2 OH groups per glycose residue.) After the immersion had ended, it was found that the impregnating agent according to the invention had penetrated into the tube wall from the outside up to 8 to 10 mm. The dipping process was carried out at a temperature of 20 ° C. The chimney pipe was then dried at a temperature of 80 ° C. for 8 hours. When a chimney pipe impregnated in this way was subjected to a condensate-rich flue gas at a temperature of 60 ° C., the condensate separated off on the inner surface of the pipe wall and was sucked up by the capillary structure of the wall without running off inside or escaping from the outside of the pipe wall.

   When the chimney pipe was subsequently subjected to a hot flue gas at a temperature of 130 ° C., the condensate stored in the pipe wall was gradually released again to the flue gas and the pipe wall was made suitable for receiving new condensate when it was exposed to low temperature flue gases.

Claims

1. A method for impregnating ceramic chimney pipes by immersing them in a hydrophobizing silicone impregnation agent, characterized in that a silicone impregnation agent is used which contains an addition of methyl cellulose, that during the immersion process the silicone impregnation agent is only applied to the outside of the pipe wall and that you choose the dive time so that the pipe wall is only partially soaked.

2. The method according to claim 1, characterized in that an aqueous solution of a sodium or potassium methyl siliconate is used as the impregnating agent.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the silicone impregnation agent contains between 0.1 and 1.0 preferably about 0.5% methyl cellulose.

4th

Method according to claims 1 or 3, characterized in that the silicone impregnation agent is diluted with water in a ratio of 1:10 to 1: 100, preferably about 1:50.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that one carries out the dipping process for up to about 1 min., Mainly 5 to 25 s.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that an increased internal pressure is maintained in the chimney pipe during the immersion process.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the depth of penetration of the silicone impregnation agent is controlled via the duration of the dipping process and / or via the internal pressure.

8th.

Chimney pipe, which is produced by means of a method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the pipe wall is selectively impregnated from the outside with a penetration depth of half a pipe wall depth.