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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Leiten von heißen Gasen, insbesondere von Verbrennungsabgasen, mit wenigstens einer Abgasleitung, die wenigstens ein Außenrohr und wenigstens ein Innenrohr aufweist, wobei das Außenrohr das Innenrohr über wenigstens einen Wärmedämmraum thermisch voneinander entkoppelt sind.
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Bekannte Vorrichtungen dienen dem Weiterleiten oder Überleiten der in Brennern oder Heizkesseln von Heizungsanlagen oder der in Verbrennungskraftmaschinen von Stromnetzersatzanlagen erzeugten Gase in Wärmetauscher oder dem Ableiten dieser Gase in die freie Atmosphäre. Dabei erreicht das insbesondere aus Metallblech hergestellte Innenrohr regelmäßig Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius. In Abhängigkeit der Art des durch die Abgasleitung hindurchzuleitenden Gases hat das thermisch entkoppelte Außenrohr die Aufgabe, Personen vor Verbrennungen zu schützen, den Kontakt entflammbarer Materialien mit dem Innenrohr zu verhindern oder den Wirkungsgrad der Heizungsanlage zu verbessern. Die im Gas mitgeführte Wärmeenergie bewirkt insbesondere eine Längenausdehnung des Innenrohrs, die in der Größenordnung eines Zentimeters pro Meter Rohrlänge liegt. Um zu verhindern, dass sich das Innenrohr endseitig aus dem Außenrohr herausschiebt und um einen festen Anschluss der Rohrenden des Außenrohres an benachbarte Bauteile zu ermöglichen, ist es bekannt, das Außenrohr an jedem zur Montage der Abgasleitung erforderlichen Befestigungspunkt mit einem sogenannten Balgkompensator auszurüsten, mit welchem das Außenrohr einer vom Innenrohr induzierten Längenänderung folgen kann. Um zu verhindern, dass das Innenrohr endseitig aus dem Außenrohr herausschiebt und um gleichzeitig einen festen Anschluss der Rohrenden des Außenrohres an benachbarte Bauteile zu ermöglichen, ist es auch bekannt, Balgkompensatoren im Innenrohr anzuordnen. Im Innenrohr angeordnete Balgkompensatoren sind jedoch aufgrund der Rauchgasführung einer nachteilig hohen Verrußung ausgesetzt. Da die Balgkompensatoren in der Abgasleitung die am aufwendigsten gestalteten Bauteile sind, werden die Herstellungskosten der bekannten Vorrichtungen in einem nachteilig hohen Maße von den Herstellungskosten der Balgkompensatoren geprägt.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, bei der die Herstellungskosten für die zum Kompensieren der Längenänderung erforderlichen Bauteile maßgeblich herabgesetzt sind.
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Diese Aufgabe ist durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Abgasleitung aus einzelnen Leitungsabschnitten zusammengesetzt ist, dass jeder Leitungsabschnitt eine aus wenigstens einem Außenrohrabschnitt des Außenrohres und wenigstens einem Innenrohrabschnitt des Innenrohres zusammengesetzte Leitungswandung aufweist, und dass der Innenrohrabschnitt über wenigstens eine Aufhängung längsverschieblich in dem Außenrohrabschnitt aufgehängt ist. Der Unterteilung der Abgasleitung in einzelne Leitungsabschnitte zur Folge sind sowohl das Außenrohr als auch das Innenrohr mehrteilig ausgebildet. Dabei erlaubt die mehrteilige Ausbildung des Innenrohrs Relativbewegungen seiner Innenrohrabschnitte untereinander, so dass die Längenänderungen der einzelnen Innenrohrabschnitte einander nicht summieren, sondern durch eine Veränderung der Abstandsmaße zwischen den einzelnen Innenrohrabschnitten kompensiert werden können. Mit der Kompensation dieser Längenänderungen kann vorteilhaft die Gesamtlänge des Innenrohres konstant gehalten werden. Auf diese Weise ist es das Innenrohr, welches sich an ein vom Außenrohr durch seine Befestigungspunkte vorgegebenes festes Längenmaß anpasst. Folglich kann beim Außenrohr vorteilhaft auf den Einbau aufwendig gestalteter Balgkompensatoren verzichtet werden.
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Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung weist der Innenrohrabschnitt wenigstens ein zu einer Schiebemuffe ausgeformtes Rohrende auf. Die Schiebemuffe erlaubt vorteilhaft ein Über- bzw. Ineinanderschieben der in der Abgasleitung jeweils einander unmittelbar zugekehrten Rohrenden der Innenrohrabschnitte. Um einerseits zu verhindern, dass die Längenänderung eines einzigen Innenrohrabschnittes bei den benachbarten Innenrohrabschnitten eine Lageänderung bewirkt und um andererseits zu verhindern, dass die Längenänderung eines einzigen Innenrohrabschnittes zwischen den jeweils benachbarten Innenrohrabschnitten zu einer lichten Spaltbildung führt, weist die Schiebemuffe eine Länge auf, die wenigstens der maximal von einem der Innerohrabschnitte zu erwartenden Längenänderung entspricht. Innerhalb der Abgasleitung wirkt jedes als Schiebemuffe ausgeformte Rohrende eines Innenrohrabschnittes mit einem einer Schiebemuffe gegenüberliegenden Rohrende eines unmittelbar benachbarten Innenrohrabschnittes formschlüssig zusammen.
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Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung weist der Außenrohrabschnitt wenigstens ein zu einer Steckmuffe ausgeformtes Rohrende auf. Die Steckmuffe erlaubt vorteilhaft ein Zusammenstecken der in der Abgasleitung einander unmittelbar zugekehrten Rohrenden der Außenrohrabschnitte. Innerhalb der Gasleitung wirkt jedes als Steckmuffe ausgeformte Rohrende eines Außenrohrabschnittes mit einem einer Steckmuffe gegenüberliegenden Rohrende eines unmittelbar benachbarten Außenrohrabschnittes ebenfalls formschlüssig zusammen. Die zur Herstellung dieser Formschlüssigkeit zu überwindenden Reibkräfte liegen vorteilhaft über den Gleitreibungskräften, die zur Herstellung der Formschlüssigkeit zwischen den Innenrohrabschnitten erforderlich sind.
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Eine zuverlässig leckagefreie Abgasleitung ist dadurch hergestellt, dass der Außenrohrabschnitt wenigstens eine der Steckmuffe zugeordnete Gasdichtung aufweist. Den im Vergleich zu den Temperaturen des Innenrohrabschnittes niedrigen Temperaturen des Außenrohrabschnittes zur Folge ist der Außenrohrabschnitt besonders zur Anordnung einer Gasdichtung geeignet. Diese ist aus chemisch beständigen Elastomeren, insbesondere aus synthetischen Kautschuken hergestellt. Eine besonders hohe Dichtigkeit ist dadurch hergestellt, dass die als Dichtungsring ausgebildete Gasdichtung wenigstens zwei oder mehr parallel zueinander verlaufende Dichtlippen aufweist.
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Um einen temperaturstabilisierten konzentrischen Verlauf des Innenrohres innerhalb seines Außenrohres zu gewährleisten, weist die Aufhängung gleichmäßig am Umfang des Außenrohrabschnittes sowie gleichmäßig am Umfang des Innenrohrabschnittes verteilt angeordnete Aufhängepunkte auf. Für eine besonders verwertungsfreie Anordnung des Innenrohrabschnittes innerhalb des ihm zugeordneten Außenrohrabschnittes weist die Aufhängung wenigstens drei, vorzugsweise jedoch vier oder mehr als vier gemeinsam in der Ebene eines Strömungsquerschnittes angeordnete Aufhängepunkte auf. Je nach Länge eines Leitungsabschnittes ist es durchaus möglich, weitere Aufhängepunkte in mehreren parallel zueinander verlaufenden Ebenen von Strömungsquerschnitten auszubilden.
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Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Aufhängung im Wärmedämmraum angeordnete Winkelbleche auf. Dadurch, dass das zwischen den Außenrohrabschnitten hergestellte Passungsmaß enger ist als das zwischen den Innenrohrabschnitten hergestellte Passungsmaß und die Außenrohrabschnitte an benachbarten baulichen Strukturen fest verlegt sind, fungiert jeder Außenrohrabschnitt als Widerlager für die die Innenrohrabschnitte verschieblich untereinander haltenden Winkelbleche. Durch diese Funktion können Längenänderungen der Innenrohrabschnitte nicht zu Lageveränderungen der Außenrohrabschnitte führen und anlagenbedingt auftretende Vibrationsschwingungen werden gedämpft.
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Die Aufhängung ist vorzugsweise dadurch hergestellt, dass die Winkelbleche, der Außenrohrabschnitt sowie der Innenrohrabschnitt über Verschweißungen stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Derartige Stoffschlussverbindungen sind insbesondere in Form von Widerstandsschweißungen kostengünstig herstellbar und weisen ebenfalls eine hohe thermische Belastbarkeit auf. Grundsätzlich ist es jedoch ebenso denkbar, die Winkelbleche oder gleichwirkendes Befestigungsmaterial, den Außenrohrabschnitt sowie den Innenrohrabschnitt formschlüssig oder kraftschlüssig miteinander zu verbinden.
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Eine besonders wirkungsvolle thermische Entkopplung ist dadurch erreicht, dass der Wärmedämmraum mit wenigstens einem thermisch beständigen Dämmmaterial befüllt ist, in welchem die Aufhängungen der einzelnen Leitungsabschnitte eingebettet sind. Das Dämmmaterial kann in Form eines Faserfließes, eines Formteiles oder in Form einer Schüttung in den Wärmedämmraum eingebracht sein.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1: einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, deren Leitungsabschnitte voneinander getrennt sind;
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2: eine vergrößerte Ansicht eines zwischen den Leitungsabschnitten gemäß 1 herzustellenden Verbindungsbereiches;
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3: einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß 1, jedoch mit zusammengesetzten Leitungsabschnitten im erkalteten Zustand;
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4: eine vergrößerte Ansicht eines zwischen den Leitungsabschnitten gemäß 3 hergestellten Verbindungsbereiches;
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5: einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß 3, jedoch in einem durch Rauchgase erwärmten Zustand;
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6: eine vergrößerte Ansicht eines zwischen den Leitungsabschnitten gemäß 5 hergestellten Verbindungsbereiches;
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7: eine perspektivische Darstellung eines Innenrohrabschnittes zur Befestigung in einem der Leitungsabschnitte gemäß den 1 bis 6, und
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8: eine perspektivische Darstellung eines Leitungsabschnittes mit dem Innenrohrabschnitt gemäß 7.
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Die 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Leiten von heißen Gasen in einer Abgasleitung 1, deren Leitungsabschnitte 2, 3 räumlich voneinander getrennt dargestellt sind. Die Abgasleitung 1 weist ein Außenrohr 4 und ein Innenrohr 5 auf, wobei das Außenrohr 4 und das Innenrohr 5 über einen Wärmedämmraum 6, 7 thermisch voneinander entkoppelt sind. Jeder Leitungsabschnitt 2, 3 weist eine aus einem Außenrohrabschnitt 8, 9 des Außenrohres 4 und einem Innenrohrabschnitt 10, 11 des Innenrohres 5 zusammengesetzte Leitungswandung 12, 13 auf. Jeder Innenrohrabschnitt 10, 11 ist über eine Aufhängung 14, 15 in dem Außenrohrabschnitt 8, 9 desselben Leitungsabschnittes 2, 3 aufgehängt. Jeder Innenrohrabschnitt 10, 11 weist zwei zu einer Schiebemuffe 16, 17 ausgeformte Rohrenden auf und jeder Außenrohrabschnitt 8, 9 weist zwei zu einer Steckmuffe 18, 19 ausgeformte Rohrenden auf. Jeder Außenrohrabschnitt 8, 9 weist eine einer seiner Steckmuffen 18, 19 zugeordnete Rauchgasdichtung 20, 21 auf. Die Aufhängungen 14, 15 weisen jeweils drei im Winkel von jeweils 120° zueinander in ihrem Wärmedämmraum 6, 7 verschweißte Winkelbleche 22, 23 auf. Jeder Wärmedämmraum 6, 7 ist mit einem thermisch beständigen Dämmmaterial befüllt, in welchem die Winkelbleche 22, 23 der Aufhängungen 14, 15 eingebettet sind.
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Die 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines zwischen den Leitungsabschnitten 2, 3 gemäß 1 herzustellenden Verbindungsbereiches 24. Die vergrößerte Ansicht lässt erkennen, dass die Rauchgasdichtung 20 auf den die Steckmuffe 18 ausbildenden Endbereich des Außenrohrabschnittes 8 aufgesteckt ist und eine nach innen gerichtete Dichtlippe 25 aufweist. Die miteinander korrespondierenden Gleitflächen 26, 27 der Steckmuffe 18 sind durch Sicken 28, 29 begrenzt, die in ihren Außenrohrabschnitten 8, 9 ausgebildet sind. Die miteinander korrespondierenden Gleitflächen 30, 31 der Schiebemuffe 17 sind durch eine Sicke 32 und einen Absatz 33 begrenzt, die in jedem Innenrohrabschnitt 10, 11 ausgebildet sind. An den Innenrohrabschnitten 10, 11 endseitig ausgebildete Aufweitungen 34 und mit diesen zusammenwirkende Verjüngungen 35 bilden Montagehilfen beim Zusammenstecken der Leitungsabschnitte 2, 3 aus.
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Die 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß 1, jedoch mit zusammengesetzten Leitungsabschnitten 2, 3 im erkalteten Zustand. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.
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Die 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines zwischen den Leitungsabschnitten 2, 3 gemäß 3 hergestellten Verbindungsbereiches 36. Die vergrößerte Ansicht lässt erkennen, dass die die Steckmuffe 18 ausbildenden Gleitflächen 26, 27 vollständig, die die Schiebemuffe 17 ausbildenden Gleitflächen 30, 31 jedoch nur unvollständig ineinander geschoben sind, so dass zwischen dem Absatz 33 und der Verjüngung 35 ein Abstand 37 ausgebildet ist. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.
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Die 5 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß 3, jedoch in einem durch Rauchgase erwärmten Zustand. Gleiche Bauteile sind hier ebenfalls mit gleichen Bezugszahlen versehen.
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Die 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines zwischen den Leitungsabschnitten 2, 3 gemäß 5 hergestellten Verbindungsbereiches 38. Hier lässt die vergrößerte Ansicht erkennen, dass die die Steckmuffe 18 ausbildenden Gleitflächen 26, 27 abermals vollständig und die die Schiebemuffe 17 ausbildenden Gleitflächen 30, 31 ebenfalls vollständig ineinander geschoben sind, so dass zwischen dem Absatz 33 und der Verjüngung 35 eine Berührungslinie 39 ausgebildet ist. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.
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Die 7 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Innenrohrabschnittes 10 zur Befestigung in einem der Leitungsabschnitte 2, 3 gemäß den 1 bis 6. Die perspektivische Darstellung macht deutlich, dass die Aufhängung 14 drei im Winkel von jeweils 120° zueinander angeordnete Winkelbleche 22 aufweist, über welche der Innenrohrabschnitt 10 mit dem in 8 dargestellten Außenrohrabschnitt 8 punktverschweißt wird. Gleiche Strukturen sind mit gleichen Bezugszahlen versehen. Zum Zwecke eines verbesserten Einblickes in das Innere des Innenrohrabschnittes 10 ist dieser in der Figur oberseits durch einen 45°-Schnitt verkürzt dargestellt.
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Die 8 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Leitungsabschnittes 2 mit dem Innenrohrabschnitt 10 gemäß 7. Zum Zwecke eines verbesserten Einblickes in das Innere des Leitungsabschnittes 2 ist dieser in der Figur ebenfalls mit einem 45°-Schnitt verkürzt dargestellt.
