CH676271A5

CH676271A5 -

Info

Publication number: CH676271A5
Application number: CH1754/88A
Authority: CH
Inventors: Georges E Mueller
Original assignee: Rmb Handels Ag
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1988-05-09
Publication date: 1990-12-28
Also published as: DE58903205D1; EP0341523B1; ATE84342T1; EP0341523A1

Abstract

The element has a double-walled, supporting pipe, the outer and inner shell (4, 5) of which are in the form of metal pipes. The outer and the inner shell (4, 5) are connected by means of end caps (9, 10). The cavity between them is filled with an insulating material (6). A refractory lining pipe (2) made of bonded ceramic fibres is provided in the supporting pipe (1). An intermediate space (3) is formed between the outer side of the lining pipe and the inner shell (5). Consequently, the aggressive condensate produced in the lining pipe does not substantially reach the inner shell (5) and is evaporated by the air circulation in the intermediate space, so that no corrosion occurs. The lining pipe (2) serves as flue-gas passage and as heat insulation, so that the flow of heat to the supporting pipe part is checked and the maximum permissible temperature values at its outer shell (5) are not exceeded. <IMAGE>

Description

1 1

CH 676 271 A5 CH 676 271 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Kaminrohrelement mit einem doppelwandigen, tragenden Rohr, dessen Aussen- und Innenmantel aus Metall bestehen und mittels Endkappen miteinander verbunden sind. The invention relates to a chimney pipe element with a double-walled, supporting pipe, the outer and inner shell of which are made of metal and are connected to one another by means of end caps.

Solche Kaminrohrelemente sind seit langem bekannt. Sie werden als vorgefertigte Elemente zum Aufbau von Kaminen insbesondere für Holz- und Festbrennstoffeuerungen verwendet. Der doppel-wandige Aufbau soll der Wärmedämmung dienen, so dass am Aussenmantel nicht zu hohe Temperaturen auftreten. Selbst unter Einsatz von Wärmedämmstoffen im Raum zwischen Aussen- und Innenrohr hat sich die Wärmedämmung besonders bei hohen Abgastemperaturen, wie sie bei der Holzfeuerung auftreten, als ungenügend erwiesen. Such chimney pipe elements have been known for a long time. They are used as prefabricated elements for the construction of fireplaces, especially for wood and solid fuel heating. The double-walled structure is intended to serve as thermal insulation so that the outer jacket does not experience excessive temperatures. Even when using thermal insulation materials in the space between the outer and inner pipe, the thermal insulation has proven to be insufficient, especially at high exhaust gas temperatures, such as those that occur with wood firing.

Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden (vgl. EU-Pat. Nr. 0 038 211) den Innenmantel des doppelwandigen, tragenden Rohrs aus gebundenen, keramischen Fasern auszubilden. Damit kann die Wärmedämmung zwar verbessert werden. Insbesondere an den Endkappen werden jedoch Wärmebrücken gebildet, falls diese aus Metall bestehen. Bestehen die Endkappen andererseits ebenfalls aus gebundenen keramischen Fasern, so weist das Rohr für Lagerung, Transport, Montage und Betrieb in diesem Bereich keine ausreichende Festigkeit auf, so dass mit grosser Wahrscheinlichkeit Beschädigungen auftreten, womit die Stossstellen zwischen aneinandergrenzenden Elementen nicht mehr dicht sind. Die Ausgestaltung des Innenmantels aus gebundenen, keramischen Fasern hat zudem den gravierenden Nachteil, dass darin durch das Temperaturgefälle Feuchtigkeit des Rauchgases kondensiert und das Kondensat in die Wärmedämmung zwischen Innen- und Aussenrohr eintritt. Damit verliert diese ihre Wirkung und der Aussenmantel aus Metall kann durch das aggressive Kondensat von der Innenseite her korrodieren. It has therefore already been proposed (cf. EU Pat. No. 0 038 211) to form the inner jacket of the double-walled, load-bearing tube from bonded, ceramic fibers. Thermal insulation can thus be improved. However, thermal bridges are formed in particular on the end caps if they are made of metal. If, on the other hand, the end caps are also made of bonded ceramic fibers, the tube for storage, transport, assembly and operation in this area does not have sufficient strength, so that there is a high probability of damage, which means that the joints between adjacent elements are no longer tight. The design of the inner jacket made of bonded, ceramic fibers also has the serious disadvantage that moisture in the flue gas condenses therein due to the temperature gradient and the condensate enters the thermal insulation between the inner and outer pipes. This loses its effectiveness and the metal outer jacket can corrode from the inside due to the aggressive condensate.

Es stellt sich damit die Aufgabe, ein Kaminrohrelement der eingangs erwähnten Art derart zu verbessern, dass eine gute Wärmedämmung über die gesamte Länge, insbesondere auch im Bereich der Endkappen, erzielbar ist, so dass am Aussenmantel nicht zu hohe Temperaturen auftreten und dass zugleich keine Korrosionsprobleme durch kondensierte Feuchtigkeit entstehen. It is therefore the task of improving a chimney pipe element of the type mentioned at the outset in such a way that good thermal insulation can be achieved over the entire length, in particular also in the area of the end caps, so that temperatures which are not too high occur on the outer jacket and at the same time there are no corrosion problems caused by condensed moisture.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Einsatzrohrteil aus gebundenen keramischen Fasern, das am Innenmantel des tragenden Rohrs angebracht ist, derart, dass zwischen seiner Aussenseite und dem Innenmantel ein Zwischenraum gebildet ist. This object is achieved by an insert tube part made of bonded ceramic fibers, which is attached to the inner jacket of the supporting tube, in such a way that an intermediate space is formed between its outside and the inner jacket.

Das Einsatzrohrteil aus gebundenen, keramischen Fasern, vorzugsweise Aluminiumoxidsilikat-fasern, kann damit ein durchgehendes wärmedämmendes Rauchgasrohr bilden, während das doppel-wandige Rohr vorwiegend Tragfunktion hat. Das durch die Wärmedämmung und den damit verbundenen Temperaturgradienten im Einsatzrohrteil allfällig gebildete Kondensat wird durch die Luftzirkulation im erwähnten Zwischenraum verdunstet und nach aussen abgeführt. Da das Einsatzrohrteil den Innenmantel im wesentlichen nicht berührt, gelangt das Kondensat in der Regel gar nicht auf das Innenrohr und trocknet sonst ebenfalls aus. Es kann mit diesem Aufbau insbesondere vermieden werden, dass Teile des Aussenrohrs im Bereich der Endkappen vom Rauchgaskanal berührt werden, womit Wärmebrücken verhindert werden. The insert tube part made of bonded ceramic fibers, preferably aluminum oxide silicate fibers, can thus form a continuous, heat-insulating flue gas tube, while the double-walled tube has a predominantly supporting function. The condensate possibly formed by the thermal insulation and the associated temperature gradient in the insert tube part is evaporated by the air circulation in the above-mentioned space and discharged to the outside. Since the insert tube part essentially does not touch the inner jacket, the condensate does not usually get onto the inner tube and otherwise also dries out. With this construction it can in particular be avoided that parts of the outer tube in the area of the end caps are touched by the flue gas duct, thus preventing thermal bridges.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen: An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing. In it show:

Fig. 1 eine Schnittansicht senkrecht zur Achse eines Kaminrohrelements, 1 is a sectional view perpendicular to the axis of a chimney pipe element,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch mehrere Elemente und Fig. 2 shows a longitudinal section through several elements and

Fig. 3 eine Ansicht der Elemente gemäss Fig. 2 und Fig. 3 is a view of the elements of FIGS. 2 and

Fig. 4 eine Schnittansicht wie in Fig. 1 durch eine zweite Ausführungsform. Fig. 4 is a sectional view as in Fig. 1 by a second embodiment.

In Fig. 1 ist ein Kaminrohrelement'gemäss der Erfindung im Schnitt senkrecht zu seiner Achse dargestellt. Ein doppelwandiges, tragendes Rohr 1 besitzt einen rohrförmigen Aussenmantel 4 und einen Innenmantel 5, zwischen denen eine Wärmedämmung 6, z.B. aus einer Matte keramischer Fasern oder Mineralstoffwolle angeordnet ist. Innen- und Aussenmantel 4, 5 bestehen aus Edelstahl, wobei der Innenmantel z.B. aus besonders korrosionsbeständigem Chrom-Nickel-Molybdän-Edelstahl mit einer Wandstärke von 1 mm gefertigt sein kann. Innen* und Aussenmantel sind über obere und untere Metallendkappen 9, 10 miteinander verbunden (Fig. 2) und bilden so ein tragendes, steifes Element. Zum Aufbau eines Kamins werden die einzelnen Elemente mit ihren Endkappen ineinandergefügt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Profilierung der Endkappen 9, 10 kann dabei in an sich bekannter Weise auf unterschiedliche Art gestaltet sein. Wesentlich ist ihre Halterungs-, Zentrierungs- und Dichtungsfunktion. In Fig. 1, a chimney pipe element according to the invention is shown in section perpendicular to its axis. A double-walled, supporting tube 1 has a tubular outer jacket 4 and an inner jacket 5, between which a thermal insulation 6, e.g. is arranged from a mat of ceramic fibers or mineral wool. Inner and outer jacket 4, 5 are made of stainless steel, the inner jacket e.g. can be made of particularly corrosion-resistant chrome-nickel-molybdenum stainless steel with a wall thickness of 1 mm. Inner * and outer jacket are connected to one another via upper and lower metal end caps 9, 10 (FIG. 2) and thus form a load-bearing, rigid element. To build a fireplace, the individual elements are inserted with their end caps, as shown in Fig. 2. The profiling of the end caps 9, 10 can be designed in different ways in a manner known per se. Their mounting, centering and sealing functions are essential.

Innerhalb dieses tragenden Rohrs ist ein feuerfestes, korrosionsunempfindliches Einsatzrohr 2 aus gebundenen, keramischen (Aluminiumoxidsilikat-) Fasern angeordnet. Zwischen diesem Einsatzrohr 2 und dem tragenden Rohr 1 ist mittels Stegen 7 ein Zwischenraum 3 gebildet. Die Stege 7 bestimmen den Abstand zwischen dem Innenmantel 5 des tragenden Rohrs 1 und dem Einsatzrohr 2 und dienen zur Halterung desselben im tragenden Rohr 1. Zu diesem Zweck sind die Stege 7 durch Verklebung mit dem Innenmantel 5 verbunden. Weil die gebundenen keramischen Fasern, welche das Einsatzrohr 2 bilden, eine relativ geringe, mechanische Stabilität besitzen, sind sie nicht als tragende Teile ausgebildet. A fire-proof, corrosion-insensitive insert tube 2 made of bonded ceramic (aluminum oxide silicate) fibers is arranged within this supporting tube. An intermediate space 3 is formed by means of webs 7 between this insert tube 2 and the supporting tube 1. The webs 7 determine the distance between the inner jacket 5 of the supporting tube 1 and the insert tube 2 and serve to hold the same in the supporting tube 1. For this purpose, the webs 7 are connected to the inner jacket 5 by gluing. Because the bound ceramic fibers, which form the insert tube 2, have a relatively low mechanical stability, they are not designed as load-bearing parts.

Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, schlies-sen die Einsatzrohre 2 benachbarter Kaminrohrelemente im Bereich der Endkappen aneinander an und bilden einen Rauchgaskanal 8, der das tragende Rohr 1 nicht berührt. Der Zwischenraum 3 zwischen dem Äusseren des Einsatzrohres 2 und dem tragenden Rohr 1 erstreckt sich über die gesamte Länge des Elements und schliesst an den entsprechenden Zwischenraum des Nachbarelements an. Es kann damit entlang dem Äusseren des Einsatzrohres 2 bzw. entlang dem Innenmantel 5 des tragenden As can be seen in particular from FIG. 2, the insert pipes 2 of adjacent chimney pipe elements adjoin one another in the region of the end caps and form a flue gas duct 8 which does not touch the supporting pipe 1. The space 3 between the outside of the insert tube 2 and the supporting tube 1 extends over the entire length of the element and adjoins the corresponding space of the neighboring element. It can thus along the outside of the insert tube 2 or along the inner jacket 5 of the load-bearing

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

CH 676 271 A5 CH 676 271 A5

4 4th

Rohrs eine Luftzirkulation durch das Kamin stattfinden. Werden nur drei schmale Stege 7 vorgesehen, Air circulation through the chimney takes place. If only three narrow webs 7 are provided,

wie in Fig. 1 gezeigt, so bleibt die Zirkulation in Kaminlängsrichtung ungeachtet einer verdrehten Montage benachbarter Elemente erhalten, wie dies 5 in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Die Stege 7' des Nachbarelements stören dabei nicht. Bei mehreren oder breiteren Stegen, wie sie etwa bei grösseren Kamindurchmessern vorgesehen sein können, kann es von Vorteil sein, diese bei benachbarten Elemen- 10 ten aufeinander auszurichten. Hierzu sind für diese Fälle Markierungen 12 für die Lage der Stege im Bereich der Endkappen vorgesehen (Fig. 3), welche bei der Montage die richtige Positionierung gestatten. 15 As shown in Fig. 1, the circulation in the longitudinal direction of the chimney is maintained regardless of a twisted assembly of adjacent elements, as is indicated by dashed lines 5 in Fig. 1. The webs 7 'of the neighboring element do not interfere. In the case of several or wider webs, such as may be provided with larger chimney diameters, it can be advantageous to align them with one another in the case of neighboring elements. For this purpose, markings 12 are provided for the position of the webs in the region of the end caps (FIG. 3), which permit correct positioning during assembly. 15

Eine solche Einsatzrohrausgestaltung ist in Fig. 4 gezeigt. Dabei ist eine Vielzahl von Stegen 7 über den Umfang des Einsatzrohrs 2 verteilt. Da das gebundene Fiberkeramikmaterial keine grosse Eigenstabilität aufweist, kann diese durch die grössere 20 Anzahl von Stegen oder Rippen 7 verbessert werden. Such an insert tube configuration is shown in FIG. 4. A large number of webs 7 is distributed over the circumference of the insert tube 2. Since the bonded fiber ceramic material does not have great inherent stability, this can be improved by the greater number of webs or ribs 7.

Ebenfalls zur Verbesserung der Luftzirkulation im Zwischenraum 3 können an einem unteren Kaminrohrelement Luftdurchtritte 11 durch das tragende 25 Rohr 1 in den Zwischenraum 3 vorgesehen sein. Likewise to improve the air circulation in the intermediate space 3, air passages 11 through the supporting pipe 1 into the intermediate space 3 can be provided on a lower chimney pipe element.

Im Betrieb dient das Einsatzrohr 2, wie erwähnt, zur Rauchgasführung, wie mit Pfeilen 14 in Fig. 2 angedeutet ist. Die keramischen Fasern, welche in an sich bekannter Weise durch Vakuumformung aus 30 einer Mischung von kurz geschnittenen Aluminiumoxidsilikatfasern mit einem Binder (z.B. Zement) zum Einsatzrohr 2 geformt werden, bilden dabei ein feuerfestes, wärmedämmendes, jedoch nicht vollständig dampfdichtes Kamin. Die Dampfdiffusion kann in 35 Verbindung mit dem Temperaturgradienten im Einsatzrohr zur Kondensation von Feuchtigkeit führen. Dank dem Zwischenraum 3 zwischen Einsatzrohr 2 und Innenmantel des tragenden Rohrs gelangt dieses Kondensat im wesentlichen jedoch nicht 40 auf diesen Innenmantel. Die Luftzirkulation in diesem Zwischenraum 3 verhindert ferner, dass sich das Kondensat längere Zeit ansammelt. Es trocknet schon während dem Betrieb, aber auch im nicht betriebenen Zustand des Kamins durch die zirkulieren- 45 de Luft. Die Temperatur am Innenmantel 5 des tragenden Rohrs 1 ist im Betrieb durch die Wärmedämmung des Einsatzrohrs 2 und den Zwischenraum 3 erheblich herabgesetzt, so dass trotz der Wärmebrücken an den Endkappen 9, 10 der Aussenmantel 50 4 eine Temperatur annimmt, die unter den zulässigen Höchstwerten liegt. In operation, the insert pipe 2 serves, as mentioned, to guide the flue gas, as indicated by arrows 14 in FIG. 2. The ceramic fibers, which are formed in a manner known per se by vacuum forming from a mixture of short-cut aluminum oxide silicate fibers with a binder (e.g. cement) to form insert tube 2, form a fire-resistant, heat-insulating, but not completely steam-tight chimney. The vapor diffusion in connection with the temperature gradient in the insert tube can lead to condensation of moisture. Thanks to the space 3 between the insert tube 2 and the inner jacket of the supporting tube, this condensate does not essentially reach this inner jacket. The air circulation in this space 3 also prevents the condensate from accumulating for a long time. It dries through the circulating air during operation, but also when the fireplace is not in use. The temperature on the inner jacket 5 of the supporting tube 1 is significantly reduced in operation by the thermal insulation of the insert tube 2 and the intermediate space 3, so that, despite the thermal bridges at the end caps 9, 10, the outer jacket 50 4 assumes a temperature which is below the permissible maximum values .

Wie bereits erwähnt, kann die Ausgestaltung der Stege 7 auf verschiedene Weise erfolgen. Bei der in den Figuren gezeigten Variante ist die Minimalan- 55 zahl von drei Stegen 7 vorgesehen, die sich über die ganze Länge des Elements erstrecken und damit Längskanäle begrenzen. As already mentioned, the webs 7 can be designed in different ways. In the variant shown in the figures, the minimum number of three webs is provided, which extend over the entire length of the element and thus limit longitudinal channels.

In einer anderen Variante sind die Stege nicht über das ganze Element durchlaufend, sondern in 60 Längsrichtung unterbrochen. Insbesondere können sie auch nur im Bereich der Endkappen vorgesehen sein. Die Stege 7 werden vorzugsweise bei der Vakuumformung der Einsatzrohre mit eingeformt. Es ist jedoch auch möglich, sie nachträglich aussen an 65 In another variant, the webs are not continuous over the entire element, but rather are interrupted in the longitudinal direction. In particular, they can also be provided only in the area of the end caps. The webs 7 are preferably molded in with the vacuum forming of the insert tubes. However, it is also possible to retrofit them outside at 65

einem zylindrisch geformten Einsatzrohr aus Fiberkeramik anzubringen. to attach a cylindrically shaped fiber ceramic insert tube.

Insgesamt ergeben die beschriebenen Massnahmen ein Kaminrohrelement, das auch bei schwierigen Feuerungsbedingungen an seiner Aussenseite keine unzulässigen Temperaturwerte annimmt und zugleich gegen Korrosion durch aggressive Kondensate unempfindlich ist. Zudem ist das Element einfach aufgebaut und deshalb kostengünstig herzustellen. Overall, the measures described result in a chimney pipe element which, even in difficult firing conditions, does not assume inadmissible temperature values on the outside and at the same time is insensitive to corrosion by aggressive condensates. In addition, the element is simple and therefore inexpensive to manufacture.

Claims

1. chimney pipe element with a double-walled, load-bearing pipe (1), the outer and inner jacket (4, 5) of which are made of metal and are connected to one another by means of end caps (9, 10), characterized by an insert pipe part (2) made of bonded ceramic fibers, which is attached to the inner jacket of the supporting tube (1) in such a way that an intermediate space (3) is formed between its outside and the inner jacket.

2. Chimney pipe element according to claim 1, characterized in that ceramic fibers are arranged as thermal insulation between the outer and the inner jacket of the supporting tube.

3. Chimney pipe element according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate space (3) between the insert pipe part and the inner jacket extends over the entire length of the element.

4. Chimney pipe element according to one of the preceding claims, characterized in that the insert pipe part (2) limits the flue gas duct over the entire pipe element length, such that parts of the supporting pipe do not engage in the flue gas duct.

5. Chimney pipe element according to one of the preceding claims, characterized in that the insert pipe part has a smaller outside diameter than the inner jacket (5) of the supporting pipe (1) and is connected to it via webs (7).

6. chimney pipe element according to claim 5, characterized in that the webs (7) are integrally formed on the insert tube part (2).

7. chimney pipe element according to one of the preceding claims, characterized in that the insert pipe part is formed from bound aluminum oxide silicate fibers.

8. Chimney pipe element according to claim 5, characterized in that the webs (7) are integrally formed on the outside of the insert pipe part (2) in the longitudinal direction and leave longitudinal channels between them over the entire pipe length.

9. chimney pipe element according to claim 8, characterized in that in the region of the end caps (9, 10) of the supporting pipe means (12) are provided for mutually aligning the longitudinal channels of adjacent elements.

10. chimney pipe element according to one of the preceding claims, characterized in that in the supporting pipe air passages (11) in the intermediate space (3) between its inner jacket and the insert pipe part are provided.

3rd