DE10010692C1 - Schornstein - Google Patents

Abstract

Ein Schornstein besteht aus miteinander verbundenen Schornsteinelementen (1), die jeweils ein Innenrohr (2) und ein das Innenrohr (2) unmittelbar umgebendes Mantelrohr (3) aufweisen. Das Innenrohr (2) besteht aus dünnwandigem faserverstärkten Keramikmaterial. Das Mantelrohr (3) besteht aus geschäumtem Keramikmaterial auf der Basis von Aluminiumoxid und Siliciumoxid mit Wasserglas als Bindemittel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schornstein, bestehend aus miteinander verbundenen Schornsteinelementen, die jeweils ein Innenrohr und ein Mantelrohr aufweisen.

Die einen Schornstein bildenden Schornsteinelemente werden aufeinander gesetzt und durch Verbindungselemente miteinander verbunden. Üblicherweise sind an den Ecken der Mantelsteine längs verlaufende Zuganker eingelegt. Die Enden der Zuganker benachbarter Schornsteinelemente werden durch Schraub- oder Klemmverbindungselemente miteinander verbunden. Das Mantelrohr besteht üblicherweise aus Beton oder ähnlichem Material und ist gegenüber dem Innenrohr durch eine Isolierschicht isoliert (DE 92 07 952 U1).

Der mehrschichtige Aufbau derartiger Schornsteine führt dazu, daß eine gewisse Mindestwanddicke nicht unterschritten werden kann. Die Verwendung von Beton oder ähnlichem Material führt dazu, daß die Schornsteinelemente verhältnismäßig schwer sind, insbesondere wenn sie in größerer Länge, beispielsweise geschoßhoch ausgeführt werden sollen. Die Handhabung auf der Baustelle ist dadurch wesentlich erschwert.

Das Innenrohr, das aus Keramikmaterial bestehen kann, muß sowohl aus Herstellungsgründen als auch zur Erzielung einer ausreichenden Tragfähigkeit mit einer gewissen Mindestwand­ dicke hergestellt werden; dies trägt wesentlich zum Gesamtgewicht des Schornsteinelements bei.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schornstein der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß seine einzelnen Schornsteinelemente mit verhältnismäßig geringem Gewicht und verhältnismäßig geringer Wanddicke ausgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Innenrohr aus dünnwandigem faserverstärktem Keramikmaterial besteht und daß Mantelrohr das Innenrohr unmittelbar umgibt und aus geschäumtem Keramikmaterial auf der Basis von Aluminiumoxid und Siliciumoxid mit Wasserglas als Bindemittel besteht.

Im Vergleich zu zementgebundenen Materialien ist das Raumgewicht des geschäumten Keramikmaterials, aus dem das Mantelrohr besteht, sehr gering, so daß auch verhältnismäßig lange Schornsteinelemente noch sehr leicht sind und deshalb insbesondere auch bei der Montage leicht zu handhaben sind. Die Wärmeisolationswirkung des geschäumten Keramikmaterials ist sehr hoch, so daß auf eine gesonderte Isolierschicht zwischen dem Mantelrohr und dem Innenrohr verzichtet werden kann. Dadurch verringert sich die Wanddicke des Schornsteins.

Die unmittelbare Verbindung des aus geschäumtem Keramikmate­ rial bestehenden Mantelrohrs mit dem Innenrohr bewirkt, daß das Innenrohr auf seine gesamte Länge vom Mantelrohr gestützt und getragen wird. Schon aus diesem Grund kann das Innenrohr sehr dünnwandig ausgeführt werden. Diese Ausführung ist durch die Verwendung von faserverstärktem Keramikmaterial möglich. Damit lassen sich sehr dünnwandige Keramikrohre herstellen.

Das Innenrohr ist säurefest und abriebsfest und ist vorzugsweise mit Glasfasern, Keramikfasern, Kohlefasern oder Naturfasern verstärkt. Soweit es sich dabei um nicht brennbare Fasern handelt, behalten diese ihre Festigkeit und Armierungswirkung auch bei den hohen Betriebstemperaturen des Schornstein-Innenrohrs bei. Die nicht brennbaren Fasern erhöhen die Festigkeit, die Schadenstoleranz und das Thermoschockverhalten des Innenrohrs. Wenn diese Armierungs­ wirkung nur für den Herstellungsvorgang, nicht jedoch für die Daueranwendung von Bedeutung ist, können auch Naturfasern oder Kohlefasern zur Anwendung kommen.

Der Wegfall einer gesonderten Isolierschicht und die dünnwandige Ausführung des Innenrohrs ermöglichen es, daß Schornsteinelement mit verhältnismäßig geringer Wanddicke herzustellen, so daß Schornsteine mit geringerem Grundriß realisierbar sind.

Vorzugsweise enthält das geschäumte Keramikmaterial des Mantelrohrs organische Füllstoffe, mit denen sich seine Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Druckfestigkeit und der Feuerwiderstandsdauer, noch weiter günstig beeinflus­ sen lassen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Innenrohr jedes Schornsteinelements an seinem einen Ende eine Rohrmuffe bildet, in die ein Anschlußende des benachbarten Innenrohrs paßt. Dadurch wird schon beim Aufeinandersetzen der Schornsteinelemente eine Zentrierung und dichte Verbindung erreicht. Insbesondere wird ohne die Verwendung zusätzlicher besonderer Dichtungsmaßnah­ men an den Verbindungsstellen der Schornsteinelemente ein Austritt von Kondensat verhindert, weil das jeweils untere Anschlußende eines Innenrohrs von oben in die Rohrmuffe des anschließenden Schornsteinelements eingesteckt wird, so daß auch bei einer verbleibenden Fuge kein Kondensat nach außen fließen kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

In der Zeichnung ist ein Abschnitt eines Schornsteins im Längsschnitt gezeigt. Der Schornstein, beispielsweise ein Hausschornstein, besteht aus mehreren, aufeinandergesetzten und miteinander verbundenen Schornsteinelementen 1. Jedes Schornsteinelement 1 weist ein Innenrohr 2 aus dünnwandigem faserverstärktem Keramikmaterial auf. Das Innenrohr ist unmittelbar von einem Mantelrohr 3 umgeben, das aus geschäumten Keramikmaterial auf der Basis von Aluminiumoxid und Siliciumoxid mit Wasserglas als Bindemittel besteht. Das Mantelrohr 3 ist beispielsweise mit quadratischem äußerem Umriß ausgeführt und bildet die Außenseite des Schornsteins. An den Ecken des Mantelrohrs 3 sind längs verlaufende Bohrungen 4 ausgespart, die zur Aufnahme von (nicht dargestellten) Zugankern dienen können.

Das Innenrohr 2 jedes Schornsteinelements 1 bildet an seinem oberen Ende eine Rohrmuffe 5, deren Innendurchmesser gegenüber dem Innendurchmesser des Innenrohrs 2 so erweitert ist, daß er dem Außendurchmesser des Innenrohrs 2 entspricht. Daher paßt das untere Anschlußende 6 des jeweils benachbarten Innenrohrs 2 in die Rohrmuffe 5.

Die Rohrmuffe 5 des Innenrohrs 2 ragt aus der Stirnfläche 7 des Schornsteinelements 1 heraus. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die Rohrmuffe 5 jeweils von einem Kragen 8 des Mantelrohrs 3 umgeben und ragt in eine das Anschlußende 6 des benachbarten Innenrohrs 2 umgebende stirnseitige Ringnut 9 des jeweils benachbarten Schornsteinelements 1. Die so gebildete, im Querschnitt abgekröpfte Verbindungsfuge 10 zwischen benachbarten Schornsteinelementen 1 wird zweckmäßi­ gerweise ganz oder teilweise mit Kleber versehen, um eine dichte und feste Verbindung benachbarter Schornsteinelemente 1 zu erreichen.

Das die Anschlußenden 6 der Innenrohre 2 jeweils von oben in die Rohrmuffen 5 eingesteckt sind, kann an der Verbindungs­ stelle kein Kondensat austreten. Es fließt an der Innenwand des Innenrohrs 2 nach unten, um dort gesammelt und abgeführt zu werden.

Das Keramikmaterial des Innenrohrs 2 ist durch Fasern verstärkt. Hierbei kann es sich beispielsweise um Glasfasern, Keramikfasern, Kohlefasern oder Naturfasern handeln. Die Fasern ermöglichen die Herstellung des Innenrohrs 2 als sehr dünnwandiges Keramikbauteil. Die Herstellung der Innenrohre 2 erfolgt nach der Laminier- und Wickeltechnologie. Dabei wird mit zwei Komponenten-Gießmaterial getränktes Gewebe oder Roving auf einer Innenform in mehreren Lagen aufgewickelt. Nach dem Aushärten wird das fertiggestellte Innenrohr 2 entformt und - sofern erforderlich - endbearbeitet.

Das so hergestellte Innenrohr 2 wird mit dem das Mantelrohr 3 bildenden Keramikmaterial umschäumt, wobei eine intensive Verbindung beider Keramikmaterialien erfolgt. Das geschäumte Keramikmaterial sowohl des Mantelrohrs 3 als auch das Keramikmaterial des Innenrohr 2 auf der Basis von Aluminiumoxid und Siliciumoxid ist mit Wasserglas als Bindemittel hergestellt und kann anorganische Füllstoffe enthalten, z. B. Fasern, Hohlkörper und Chemikalien mit bestimmten Eigenschaften. Das Keramikmaterial wird entweder mit Gewebe zu dünnwandigen Laminaten verarbeitet, beispielsweise zur Herstellung der Innenrohre 2, oder durch Zugabe von Triebmitteln in Formen aufgeschäumt, beispielsweise zur Herstellung der Mantelrohre 3.

Die Aushärtung erfolgt bei Raumtemperatur, so daß auch Fasermaterialien eingesetzt werden können, die keine Temperaturstabilität gegenüber hohen Brenntemperaturen aufweisen. Damit können auch Bauteile großer Abmessungen ohne die Verwendung von teuren Brennöfen hergestellt werden. Es werden ausschließlich anorganische Bestandteile verwendet, so daß die so hergestellten Formteile nicht brennbar nach Baustoffklasse A1 sind.

Das geschäumte Keramikmaterial kann bis zu 35 Gewichtsprozent chemisch gebundenes Kristallwasser enthalten, wodurch die Feuerwiderstandswirkung erhöht wird.

Um eine Höhenanpassung von vorbereiteten Anschlußstellen (nicht dargestellt) in den einzelnen Stockwerken eines Gebäudes zu ermöglichen, können Zwischenstücke 11 verwendet werden, wie in der Zeichnung im oberen Bereich dargestellt. Das Zwischenstück 11 weist einen Innenrohrstutzen 12 auf, der an seinem oberen Ende eine Rohrmuffe 13 bildet, die entsprechend der Rohrmuffe 5 ausgebildet ist und in gleicher Weise wie diese das Anschlußende 6 des benachbarten Innenrohrs 2 aufnimmt.

Der Innenrohrstutzen 12 hat einen Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des Innenrohrs 2 entspricht. Zur Höhenanpas­ sung wird ein Schornsteinelement 1' glatt abgeschnitten und mit der ebenfalls glatten Stirnfläche 14 des Zwischenstücks 11 durch Klebung verbunden. Das untere, vorstehende Ende des Innenrohrabschnitts 12 ragt passend in das abgeschnittene Innenrohr 2 des darunter befindlichen Schornsteinelements 1'.

Claims (7)

1. Schornstein, bestehend aus miteinander verbundenen Schornsteinelementen, die jeweils ein Innenrohr und ein Mantelrohr aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (2) aus dünnwandigem, faserverstärktem Keramikmate­ rial besteht und daß das Mantelrohr (3) das Innenrohr (2) unmittelbar umgibt und aus geschäumtem Keramikmaterial auf der Basis von Aluminiumoxid und Siliciumoxid mit Wasserglas als Bindemittel besteht.

2. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikmaterial des Innenrohrs mit Glasfasern, Keramikfa­ sern, Kohlefasern oder Naturfasern verstärkt ist.

3. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr aus faserverstärktem Keramikmaterial auf der Basis von Aluminiumoxid und Siliciumoxid mit Wasserglas als Bindemittel besteht.

4. Schornstein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das geschäumte Keramikmaterial des Mantelrohrs (3) anorgani­ sche Füllstoffe enthält.

5. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschäumte Keramikmaterial des Mantelrohrs (3) bis zu 35 Gewichtsprozent chemisch gebundenes Kristallwasser enthält.

6. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (2) jedes Schornsteinelements (1) an seinem einen Ende eine Rohrmuffe (5) bildet, in die ein Anschlußende (6) des benachbarten Innenrohrs (2) paßt.

7. Schornstein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrmuffe (5) des Innenrohrs (2) aus der Stirnfläche (7) des Schornsteinelements (1) herausragt und in eine das Anschlußende (6) des Innenrohrs (2) umgebende Ringnut (9) des jeweils benachbarten Schornsteinelements (1) paßt.