DE2807553C2

DE2807553C2 - Mantel für Kühltürme oder Großkamine und Verfahren zur Herstellung des Mantels

Info

Publication number: DE2807553C2
Application number: DE2807553A
Authority: DE
Inventors: Günter Ing. Mayr (grad.), 7000 Stuttgart
Original assignee: Individual
Current assignee: MAYR, GUENTER, DIPL.-ING. (FH), 8000 MUENCHEN, DE
Priority date: 1978-02-22
Filing date: 1978-02-22
Publication date: 1982-10-28
Also published as: DE2807553A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Mantel für Kühltürme oder Großkamine, der auf einer Stützkonstruktion ruht und Bleche mit in Mantellängsrichtung verlaufender Profilierung aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Mantels.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (USPS 48 990) besteht aus einer Stahlfachwerkkonstruktion, die mit einer nichttragenden Verkleidung aus den ca. mm starken Profilblechen versehen ist

Diese Bauweise bedingt wegen der notwendigen dreidimensionalen Fachwerkkonstruktion und wegen der zusätzlich erforderlichen Verkleidung sehr hohe Kosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Mantel so durchzubilden, daß er mit geringen Baustoffmengen und geringem Gewicht einfacher und billiger hergestellt und montiert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die kraftschlüssig miteinander verbundenen Bleche mit horizontalen Aussteifungsringen den selbsttragenden Mantel bilden und daß die Stützkonstruktion an den unteren Aussteifungsringen angreift.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ein solcher Mantel bei geringer Blechdicke für horizontale und vertikale Lasten tragfähig ist. Die kraftschlüssige Verbindung der Bleche verleiht dem Mantel ein schalenartiges Tragverhalten, so daß auf die sonst übliche Fachwerkkonstruktion verzichtet werden kann. Die Aussteifungsringe geben durch ihre Biegesteifigkeit dem Mantel eine große Formstabilität bezüglich seines rohrförmigen Querschnittes, wodurch die Schnittkräfte infolge der Windlasten sehr ausgeglichen und in ihrer Größe erheblich reduziert werden. Dadurch werden Mantel sehr großer Abmessung möglich, wie sie für Kühltürme und Großkamine benötigt werden.

Die Stützkonstruktion ermöglicht die Zuluftöffnung von Kaminen und Kühltürmen bzw. die Auslaßöffnungen von Silos über dem Boden Sie besteht z. B. aus Fachwerkstäben, die dreieckige öffnungen bilden, oder aus biegesteifen Stäben, die, direkt unter dem Mantel oder konzentrisch zum Mantel angeordnet, im Fundament und im Mantel eingespannt sind.

Ais profilierte Bleche können vorzugsweise handelsübliche Profilbleche mit gewelltem oder trapezförmigem Profil Verwendung finden.
Als Material für den Mantel nach der Erfindung kommt Stahl, Aluminium, Kunststoffe oder dergleichen in Frage. Grundsätzlich kann der Mantel beliebige Querschnitte aufweisen, insbesondere kann sich der Querschnitt über die Höhe ändern, so daß z. B. zylindrische, konische und hyperbolische Mäntel entstehen. Zur Erzielung der Querschnittsänderung können z. B. Profilbleche mit veränderlicher Sickenbreite oder in Abständen keilförmige Zwickelbleche verwendet werden.

Die Aussteifungsringe werden vorzugsweise an der Außenseite des Mantels angeordnet, da gegenüber der Anordnung an der Innenseite ein strömungsgünstigerer Querschnitt erreicht wird. Der Ringanschluß kann sinnvoll in die kraftschlüssige Verbindung der Profilble-

ehe mit einbezogen sein.

Die Aussteifungsringe können als Vollwandträger oder als Fachwerkträger ausgebildet sein, die aus Walzprofilen, Rohren oder Blechen hergestellt werden. Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Aussteifungsringe durrh Speichen ausgesteift sind und daß die Speichen auf Zug vorgespannt sind. Durch die Speicher,, die zug und drucksteif oder auf Zug vorgespannt sein können, wird den Ringen eine sehr große Formsteifigkeit verliehen und kann die Biegesteifigkeit der Ringe und damit ihr Gewicht reduziert werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Mantel durch mindestens in einer Höhe und nach im Grundriß in mindestens drei Richtungen angeordnete vorgespannte Abspannungen gehalten. Die Abspannungen bestehen vorzugsweise aus hochfesten Stahlseilen. Sie können aus je einem oder aus Doppelseilen bestehen, wobei bei letzterer Lösung die beiden Seile bevorzugt tangential an den Mantel angeschlossen werden, da sich hierbei eine günstige Krafteinleitung ergibt, insbesondere wenn in diesem Bereich zusätzlich ein Außenblech angeordnet ist. Die Anzahl und der Abstand der Abspannungen über der Höhe werden vorzugsweise so gewählt, daß die über den Mantel in die Abspannung einzuleitende Windlast in wirtschaftlicher Weise auf die Tragfähigkeit der profilierten Bleche auf Schub abgestimmt ist.

Der Mantel kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung in seinem Inneren in vertikaler Richtung mindestens eine, vorzugsweise konzentrisch angeordnete drucksteife Stütze aufweisen. Durch die Stütze können besonders günstig größere Vertikalkräfte, ζ. 'ύ. die aus den Abspannungen, abgeleitet werden. Die Stütze kann dabei vorzugsweise mit mindestens einem Teil der Ringe mittels der Speichen kraftschlüssig gekoppelt werden. Dadurch ergibt sich eine Knickaussteifung für die Stütze.

Des weiteren kann der Mantel so gestaltet sein, daß auf seiner Außenseite zusätzlich wendelförmig geführte Rippen angeordnet sind. Durch solche Rippen können vom Wind angeregte Schwingungen verhindert werden. Sie können nichttragend oder tragend zur Abtragung von Querkräften ausgebildet sein.

Der Mantel kann in seinem Querschnitt durch Trennwände unterteilt sein. Dadurch entstehen mehrere Kamin oder Kühlturmzüge. Die Trennwände können zur Lastabtragung und zur Aussteifung des Mantels herangezogen werden.

Besonders für Kamine kann die Innenseite des Mantels mit einem zusätzlichen glatten Blech, vorzugsweise aus speziellem korrosionsbeständigem Werkstoff, versehen sein. Dadurch werden etwaige chemisch aggressive Substanzen vom eigentlichen Mantel abgehalten, und das zusätzliche Blech kann bei entsprechender kraftschlüssiger Verbindung zum Profilblech mittragend sein.

Wenn die Außenseite des Mantels mit einem zusätzlichen glatten Blech versehen ist, ergibt sich ein sehr niedriger Windwiderstand des Mantels, und bei kraftschlüssiger Verbindung kann das Blech ebenfalls mittragend sein.

Nach einer weiteren Ausführungsform kann der Mantel mit einer geeigneten Kaminisolierung versehen sein. Damit werden die thermischen Verhältnisse verbessert, und Feuchtigkeitsniederschlag wird verhindert. Die Isolierung kann vorzugsweise aus Leichtbaustoffen bestehen.

Mantel nach der Erfindung können in der für

bekannte Konstruktionen üblichen Weise hergestellt werden, z. B. indem vorgefertigte Mantelabschnitte aufeinander gesetzt werdea Dazu kann ein nach oben mitkletternder Kran verwendet werden.

Ein bevorzugtes Herstellverfahren, bei dem der fertige Mantelbereich durch eine Hebeeinrichtung taktweise angehoben und in einer Fertigungseinrichtung am Boden nach unten verlängert wird (FRPS ίο 14 55 816), ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zusammenbau der profilierten Bleche und sonstigen Bauteile und ihr Anschluß an den fertigen Mantelbereich in der Fertigungseinrichtung unter werkstattähnlichen Bedingungen erfolgt Dadurch ist eine besonders wirtschaftliehe und gefahrlose Herstellung des Mantels möglich, da sämtliche notwendigen Arbeiten am Erdboden durchgeführt werden können. Insbesondere können die nach unten anzubauenden Mantelabschnitte leicht aus allen Einzelbauteilen montiert werden, da in der Fertigungseinrichtung werkstattmäßige Arbeitsbedingungen herrschen. Die Baustoffe, insbesondere die profilierten Bleche, können in kompakter, leicht transportierbarer Form angeliefert werden. Beim Zusammenbau können die kraftschlüssigen Verbindungen der profilierten Bleche durch einfache konstruktive Maßnahmen weitgehend gasdicht gemacht werden, so daß kalte Fehlluft nicht eindringen kann.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des Herstellungsverfahrens besteht darin, daß der Mantel während des ■i° Herstellvorganges durch besondere Montagehilfsseüe oder vorzugsweise durch die endgültigen Abspannseile stabilisiert wird, welche durch eine geeignete Hilfseinrichtung taktweise oder stetig kraftschlüssig während des Hebens mitgeführt werden. Der Mantel kann dadurch bis zu größten Abmessungen problemlos und ohne große zusätzliche Aufwendungen im Montagezustand stabilisiert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den ⁴⁽¹ Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Großkamins oder Kühlturmes.

Fig.2 bis 4 drei Querschnitte des Mantels nach F i g. 1 und
F i g. 5 schematisch die Herstellung des Mantels.

F i g. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel einen zylindrischen Mantel 1 aus trapezförmig geformtem, profiliertem Blech 2, das erfindungsgemäß nach allen Richtungen zug und druckfest gestoßen ist. Die Stöße sind im Ausführungsbeispiel mit horizontal angeordneten Aussteifungsringen 3 zusammengelegt. Die Aussteifungsringe 3 weisen teilweise radial geführte Speichen 4 auf. Die Speichen 4 können, wie beispielhaft dargestellt, mit einer konzentrisch angeordneten Stütze 6 gekoppelt sein. Abspannseile 5 stabilisieren den Mantel gegenüber Horizontallasten, z. B. aus Wind, wenn der Mantel hoch und schlank ist. Beim Anschluß der Abspannseile 5 am Mantel 1 ist zur besseren Lasteinleitung in das dünne profilierte Blech 2 ein Bereich des Mantels 1 mit einem zusätzlichen Außenblech 5' versehen, das kraftschlüssig mit dem Profilblech 2 verbunden ist.

Der Mantel 1 ist im oberen Bereich mit wendeiförmigen Rippen dargestellt.

Am obersten Mantelabschnitt sind Möglichkeiten der

^h' Querschnittsänderung über der Höhe angedeutet. Dazu werden entweder Profilbleche 15 verwendet, deren Blechsicken durch eine Reckeinrichtung keilförmig verbreitert sind, oder es werden zwischen Blechen mit

parallelen Sicken keilförmig Zwickelbleche 16 angeordnet.

Schließlich zeigt die Fig. 1, wie der Mantel 1 durch eine biegesteife Stützkonstruktion 8a, z. B. aus Rechteckrohren, abgefangen wird, die in der Gründung und in den Aussteifungsringen 3 eingespannt sein können. Ebenfalls ist die Möglichkeit einer fachwerkartigen Stützkonstruktion Sb für den Mantel 1 gezeigt, die, wie dargestellt, aus Stäben besteht, die Dreiecke bilden. Dadurch entsteht am Boden ein freier Querschnitt als Lufteintrittsöffnung bei Kaminen und Kühltürmen.

Fig.2 zeigt einen Querschnitt des Mantels 1 zwischen zwei Aussteifungsringen und zeigt die Anordnung des profilierten Bleches 2 mit trapezförmigem Querschnitt, der Rippen 7 auf der Außenseite des Mantels 1, zusätzlicher glatter Bleche 10 und 11 auf der Innen bzw. Außenseite, sowie der Kaminisolierung 12.

Fig.3 zeigt einen Querschnitt des Mantels 1 mit einem der Aussteifungsringe 3 auf der Außenseite des profilierten Bleches 2. Der Aussteifungsring 3 ist teilweise biegesteif, teilweise durch drucksteife Speichen 4a oder vorgespannte Speichen Ab ausgesteift, die mit der zentralen Stütze 6 gekoppelt dargestellt sind.

In F i g. 4 sind im Mantel 1 neben dem Ring 3 und der Stütze 6 Trennwände 9 dargestellt, die verschiedene Kamin oder Kühlturmzüge bilden.

Fig.5 zeigt die bevorzugte Herstellmöglichkeit des erfindungsgemäßen Mantels 1. Dazu wird am Boden eine eventuell mehrstöckige Fertigungseinrichtung 13 geschaffen, die einen rationellen Zusammenbau des Mantels 1 unter gleichbleibenden werkstattmäßigen Bedingungen erlaubt.

Die fertiggestellten Mantelabschnitte werden taktweise durch die Hebeeinrichtung 14 angehoben, so daß nach unten weitere Mantelabschnitte angebaut werden können. Der Mantel 1 wird durch Abspannseile 5, die während des Hebens kraftschlüssig mitgeführt werden, stabilisiert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mantel für Kühltürme oder Großkamine, der auf einer Stützkonstruktion ruht und Bleche mit in Mantellängsrichiung verlaufender Profilierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssig miteinander verbundenen Bleche (2\ mit horizontalen Aussteifungsringen (3) den selbsttragenden Mantel (1) bilden und daß die Stützkonstruktion (8a, Sb) an den unteren Aussteifungsringen ι ο (3) angreift

2. Mantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussteifungsringe (3) durch Speichen (4a) ausgesteift sind.

3. Mantel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (4b) auf Zug vorgespannt sind.

4. Mantel nach einem d**r Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er durch mindestens in einer Höhe und nach im Grundriß mindestens drei Richtungen angeordnete auf Zug vorgespannte Abspannungen (5) gehalten wird.

5. Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Mantels in vertikaler Richtung mindestens eine, vorzugsweise konzentrisch angeordnete drucksteife Stütze (6) vorgesehen ist.

6. Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (6) mit mindestens einem Teil der Ringe (3) mittels der Speichen (4) kraftschlüssig gekoppelt ist.

7. Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf seiner Außenseite zusätzliche wendelförmig geführte Rippen (7) angeordnet sind.

8. Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß sein Querschnitt durch Trennwände (9) unterteilt ist

9. Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß seine Innenseite mit einem zusätzlichen glatten Blech (10), vorzugsweise aus speziellem korrosionsbeständigem Werkstoff, versehen ist

10. Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß seine Außenseite mit einem zusätzlichen glatten Blech (11) versehen ist.

11. Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Blech (10,11) mit dem profilierten Blech (2) kraftschlüssig verbunden ist

IZ Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer geeigneten Kaminisolierung (12) versehen ist

13. Verfahren zum Herstellen eines Mantels nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der fertige Mantelbereich durch eine Hebeeinrichtung taktweise angehoben und in einer Fertigungseinrichtung am Boden nach unten verlängert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusammenbau der profilierten Bleche und sonstigen Bauteile und ihr Anschluß an den fertigen Mantelbereich in der Fei dgungseinrichtung unter werkstattähnlichen Bedingungen erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel während des Herstellvorganges durch besondere Montagehilfsseile oder durch die endgültigen Abspannseile stabilisiert wird, welche durch eine geeignete Hilfseinrichtung taktweise oder stetig kraftschlüssig während des Hebens mitgeführt werden.