DE2841387A1

DE2841387A1 - Schornstein

Info

Publication number: DE2841387A1
Application number: DE19782841387
Authority: DE
Inventors: Randolph Wilbur Snook
Original assignee: Pullman Inc
Current assignee: Pullman Inc
Priority date: 1977-09-23
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1979-04-05
Also published as: ES473600A1; GB2004632A; DE2841387C2; MX5722E; JPS5459638A; IT1106067B; GB2004632B; IT7851212A0; CA1097099A; JPS5611850B2

Description

PULLMAN INCORPORATED, Chicago, Illinois, V.St.A.

Schornstein

Die Erfindung betrifft Schornsteine mit einem Außenschaft, der üblicherweise aus verstärktem Beton und einem inneren Futter besteht, insbesondere auf zusammen mit inneren Ziegelfuttern verwendbare metallische Einlaßzüge·

Die gegenwärtigen Auflagen und Vorschriften zur Immissionskontrolle machen in vielen Fällen die Anwendung von Gaswaschoder Rieselverfahren bei Abgasen oder Rauchgasen erforderlich. Ungeschützte Stahlfutter von Schornsteinen können dabei korrodieren, weshalb geschützte Stahlfutter gebraucht werden. Um zu vermeiden, derartige beschichtete Futterrohre verwenden zu müssen, wurden Säureziegelkonstruktionen für die Ausfütterung von Schornsteinen kleineren Durchmessers angewandt. Aufbau und Konstruktion von Ziegelfuttern sind allerdings nicht zufriedenstellend, insbesondere bei großen Zugöffnungen. Durch Ungleichmäßigkeiten aufgrund des Vorliegens von Zugöffnungen und Spannungen in den Ziegellagern aufgrund ungleichmäßiger thermischer Gradienten treten hierbei erhebliche Probleme der Rißbildung sowie andere Konstruktionsprobleme auf. Die unterschiedlichen Temperatureinflüsse führen ferner zu erheblichen seitlichen Verschiebungen am

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oberen Ende derartiger Schornsteine, die aufgrund der auf~ tretenden hohen Kräfte nur sehr schwierig zu verringern oder verhindern sind.

Erfindungsgemäß werden die mit Ziegelfuttern verbundenen Probleme vermieden, wobei zugleich deren Vorteile durch Kombination eines Ziegelfutters mit einem isolierten Stahl-Einlaßzug und Stahlfutter erhalten bleiben.

Demzufolge können anstelle weitgehend auf empirischer Basis zu konstruierender Ziegelausmauerungen im Einlaßzugbereich berechenbare Stahlkonstruktionen angewandt werden, wobei zugleich die durch ungleichmäßige thermische Ausdehnung hervorgerufene seitliche Verbiegung von Ziegelfuttern am oberen Schornsteinende verringert wird, hohe Druckbeanspruchungen an der Seite der Zugöffnungen verhindert werden und kleinere Schornsteinfundamente erforderlich sind, da der erfindungsgemäße Schornstein insgesamt leichter ist, wodurch am Schornsteinfuß zusätzlicher nutzbarer Raum gewonnen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Säureziegelfutter von Schornsteinen so zu verbessern, daß die gravierende Rißbildung sowie andere Konstruktionsprobleme vermieden werden, wobei ein Ziegelfutter angegeben werden soll, das einen unteren Teil sowie einen Einlaßzug aufweist, die aus Stahl oder Kunststoff oder einem anderen korrosionsbeständigen Material hergestellt und so aufgehängt sind, daß hohe Druckbeanspruchungen an den Öffnungsseiten verhindert werden, und dazu beiträgt, seitliche Verbiegungen am oberen Ende des Ziegelfutters zu verringern.

Die Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß ein Stahlfutter und ein Einlaßzug aus Stahl am unteren Ende des Ziegelfutters durch Befestigungen

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aufgehängt werden, die mit einem am Außenschaft des Schornsteins gehalterten kreisringförmigen Unterzug verbunden sind, wobei zugleich oben am Einlaßzug Aufhängungen mit konstanter Belastung vorgesehen sind, wo dieser durch den betonierten Außenschaft des Schornsteins hindurchtritt. Die Pederaufhängungen dienen dabei zu einer möglichst gleichmäßigen Belastung des ringförmigen Unterzugs.

Da die größten Unausgeglichenheiten der Gastemperatur in der Nachbarschaft der aufgehängten Einlaßzüge auftreten, werden entsprechend die seitlichen Verbiegungen am oberen Ende des Ziegelfutters erheblich verringert.

Da sich der Teil des Putters in der Nachbarschaft der Zugöffnung unter Spannung befindet, werden dort hohe Druckbelastungen unterdrückt. Zur Erzielung einer zusätzlichen thermischen Ausdehnungsmöglichkeit des Putters kann dieses mit einem Ausdehnungsflansch versehen werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1: eine Querschnittsansicht des unteren Teils eines Schornsteins;

Fig. 2: eine Querschnittsansicht ähnlich Fig. 1,

in der lediglich der Einlaßzugteil modifiziert ist,

Fig. 3: eine Querschnittsansicht eines Teils des

oberen Teils des Futters anhand einer Weiterbildung mit einem Ausdehnungsabschnitt und Fig. 4: eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt der erfindungsgemäße Schornstein einen üblichen Außenschaft 1, der im allgemeinen aus verstärktem Beton oder Zementmörtel besteht und

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der an seinem unteren Teil eine Zugöffnung 2 aufweist. Oberhalb der Zugöffnung 2 befindet sich ein kreisförmiger Unterzug 3 aus verstärktem Beton, der auf einem kreisförmigen Kragen U aufsitzt, wie aus der Zeichnung hervorgeht. Auf dem Unterzug 3 ist ein Putter 5 aus einer Säureziegelkonstruktion aufgebaut, die vom Außenschaft 1 des Schornsteins durch einen Zwischenraum 6 getrennt ist, der, wie im Einzelfalle gefordert, unter Druck gesetzt oder unter Umgebungsbedingungen gehalten werden kann.

Am kreisförmigen Unterzug 3 ist ein Stahlfutter 7 mit einem Einlaßzug vorgesehen, das aus einem senkrechten Teil 8 und einem seitlichen Einlaßzugelement (seitliches Rohrelement 9) besteht, das sich durch die Zugöffnung 2 im Außenschaft 1 des Schornsteins erstreckt. Das obere Ende von 8 ist bei 10 nach außen erweitert, wobei sein Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des kreisförmigen Unterzugs.

Aus der Figur geht hervor, daß das obere Ende von 10 etwas unterhalb des oberen Endes des Unterzugs 3 liegt. In der Nähe des oberen Teils von 8 ist, beispielsweise durch Schweißen, eine Ringplatte 12 angebracht und an im Unterzug eingegossenen Ankerbolzen 13 befestigt. Die Ankerbolzen gehen durch entsprechende Löcher in der Ringplatte 12 hindurch, die mit Scheiben und Muttern 14 befestigt ist. Die Durchmesser der Löcher sind dabei ausreichend größer als die Bolzendurchmesser, und die Muttern werden in der Art angezogen, daß in einem gewissen Ausmaß eine Gleitbewegung zwischen der Ringplatte 12 und der Unterseite des Unterzugs 13 möglich ist, wodurch eine thermische Ausdehnung in Radialrichtung gestattet wird.

Wie aus Fig. 1 ferner hervorgeht, ist eine aus Blei oder einem ähnlich geeigneten Material bestehende Abdeckung 15 vorgesehen, die das obere Ende des sich erweiternden Teils

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10 und den oberen Teil des kreisförmigen Unterzugs 3 überlappt und deren Ende in der Innenwandung des Außenschafts des Schornsteins eingebettet ist. Hierbei ist hervorzuheben, daß das Ziegelfutter auf die Abdeckung aufgesetzt ist. Aus der Figur ist ferner ersichtlich, daß eine Bewegung des oberen Teils von 8 relativ zum ringförmigen Unterzug und dem Ziegelfutter 5 auftreten kann, wodurch thermische Belastungen ausgeglichen werden.

Der seitliche Teil (seitliches Rohrelement 9) ist an der Stelle 16 am betonierten Außenschaft 1 des Schornsteins am oberen Teil der Zugöffnung 2 mit Federaufhängungen 17 mit konstanter Belastung (von denen nur eine dargestellt ist) aufgehängt. Die Aufhängungen sind mit 1 und 9 durch (nicht dargestellte) Einrichtungen wie Haken o.dgl., die eine Drehbewegung ermöglichen, verbunden, wodurch eine Drehung des Stahlfutters 7 aufgrund von Temperaturänderungen aufgefangen und durch das Gewicht des Zugs hervorgerufene, auf den ringförmigen Unterzug 3 wirkende Belastungen verringert werden.

Der äußere Teil von 7 ist mit einer Isolierung 18 beispielsweise aus Glasfasern, Mineralwolle o.dgl. beschichtet. In ähnlicher Weise ist der Zwischenraum zwischen dem Innenteil des ringförmigen Unterzugs 3, der Ringplatte 12 und dem oberen Teil von 8 mit Isoliermaterial ausgefüllt.

Das dargestellte Futter besteht im allgemeinen aus unlegiertem Stahl, jedoch können auch andere Stähle angewandt werden. Das Futter ist zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit außen durch daran angeschweißte (nicht dargestellte) Winkel oder andere konstruktive Ausbildung versteift.

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Anstelle von Stahl können auch andere Materialien
zur Erfüllung besonderer Anforderungen herangezogen werden, beispielsweise Kunststoffe oder andere korrosionsbeständige Materialien, die auch unter den übrigen Betriebsbedingungen beständig sind.

Der seitliche Teil (seitliches Rohrelement 9) ist in Fig. 1 mit einem kleinen Winkel von der Waagrechten dargestellt; das seitliche Rohrelement 9 kann jedoch auch im wesentlichen waagrecht oder andererseits auch noch stärker geneigt vorgesehen sein.

Obgleich in Fig. 1 ferner nur ein einziger Einlaßzug dargestellt ist, kann erfindungsgemäß auch mehr als
ein Einlaßzug vorgesehen sein. Dieser Fall ist aus Fig. 2 ersichtlich, in der zwei einander gegenüberliegende seitliche Einlaßzugelemente 9 und 9¹ dargestellt sind. Das seitliche Rohrelement 9' ist in der Figur mit dem Außenschaft 1
durch eine Federaufhängung 17' verbunden, die mit der
Federaufhängung 17 identisch ist. Obgleich in Fig. 2 zwei Einlaßzüge dargestellt sind, können erfindungsgemäß in
gleicher Weise auch erforderlichenfalls zusätzliche Einlaßzüge vorgesehen werden, wie dem Fachmann geläufig ist. Am ringförmigen Unterzug tritt keine exzentrische Belastung auf, wenn das Futter und die Einlaßzüge eine Einheit bilden, die zur vertikalen Achse symmetrisch oder ihr gegenüber im wesentlichen ausgewogen ist.

In diesen Fällen sind keine Federaufhängungen erforderlich; sie können jedoch gewünsentenfalls zur Verringerung der Belastung am ringförmigen Unterzug angebracht werden.

Wenn eine zusätzliche thermische Ausdehnungsfähigkeit verlangt wird, kann diese leicht durch Einsatz eines Ausdehnungsflansches und von Federaufhängungen im vertikalen

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Teil des Stahlfutters 8 in der Nähe der Unterseite des ringförmigen Unterzugs 3 erreicht werden.

Diese Weiterbildung ist in Fig. 3 dargestellt, wobei der Ausdehnungsflansch 20 am oberen Teil des Stahlfutters 8 unterhalb der Ringplatte 12 vorgesehen ist. Der Flansch 20 besteht aus einer Vielzahl geprägter Rippen, die in ihrer Gesamtheit einen Balgen bilden. An 8 unterhalb der untersten Rippe ist ein Arm 21 fest angebracht, der seitlich hinausragt. Allgemein mit 22 bezeichnete verstellbare Aufhängungen verbinden den Arm 21 mit dem ringförmigen Unterzug 3j wie im folgenden im einzelnen erläutert ist. An der Unterseite des Unterzugs 3 ist eine obere Verbindungslasche 23 fest angebracht, die beispielsweise für einen Ankerbolzen vorgesehen ist. Ein Haken oder Bügel 24 mit einem hängenden Teil 25 ist drehbar an der Verbindungslasche 23 mit einem Stift oder Bolzen befestigt und weist im hängenden Teil eine Bohrung mit Innengewinde auf. Der Arm 21 weist an seinem äußeren Ende eine drehbar angebrachte, verkapselte dehnbare Federvorrichtung 26 auf. Der obere Teil von 26 besitzt einen Innengewindeteil. Ein Bolzen 27 mit Gewindeenden 28 und ist in 25 und 26 eingeschraubt und durch Muttern 30 und 31 in seiner Lage befestigt. Die Aufhängungen sind derart ausgebildet und beabstandet, daß die statische Belastung durch das daran aufgehängte Futter die Federn in ihre Mittelstellung zusammendrückt. Obgleich in Fig. 3 eine Federvorrichtung dargestellt ist, können erfindungsgemäß auch andere dehnbare Aufhängevorrichtungen angewandt werden, beispielsweise hydraulische oder pneumatische Aufhängungen. In gleicher Weise können auch andere Typen von Ausdehnungsflanschen, beispielsweise aus Viton, Teflon, Neopren u.dgl., verwendet werden.

Durch diese Aufhängungsweise behält der entsprechende 9G98U/QS88

Flansch seine Ausdehnungs- und Drehfähigkeit. Der aufgehängte Teil des Futters kann sich in jeder Richtung gelenkig bewegen, Vibrationen absorbieren und unterschiedliche Ausdehnungen aufnehmen. Aufgrund dieser gelenkigen Beweglichkeit kann die Verbindung zwischen dem Ziegelfutter und dem Stahlteil starr sein. Dieser Fall ist in Fig. dargestellt, wo das sich erweiternde Ende 10' im Ziegelfutter eingebettet ist.

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Claims

Ansprüche

IJ Schornstein mit Außenschaft mit einer Außen- und Innenfläche, einem in einem Abstand davon vorgesehenen inneren Ziegelfutter mit einem unteren Ende sowie einer mit dem Futter verbundenen Einlaßvorrichtung,

gekennzeichnet durch

- eine isolierte Einlaßvorrichtung aus einem im allgemeinen parallel zum Ziegelfutter (5) verlaufenden vertikalen Rohrelement (8)

und mindestens einem im allgemeinen horizontal oder unter einem kleinen stumpfen Winkel zum vertikalen Rohrelement (8) angeordneten seitlichen Rohrelement (9)» das sich durch den Außenschaft (1) des Schornsteins hindurch erstreckt und einen Einlaßzug bildet,

- eine mit dem Außenschaft (1) des Schornsteins und dem vertikalen Rohrelement (8) zusammenwirkende Aufhängungseinrichtung zur Aufhängung der Einlaßvorrichtung im Schornstein am unteren Ende des Ziegelfutters (5)

sowie

- eine Aufhängevorrichtung mit konstanter Belastung (17) zur Aufhängung des seitlichen Rohrelements (9) am Außenschaft (1) des Schornsteins in der Nachbarschaft des Einlaßzugs.
2. Schornstein nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen an der Innenfläche des Außenschafts (1) gehaltertern kreis-

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ringförmigen Unterzug (3) mit einer Halterung für das Ziegelfutter (5) und einer Aufhängungseinrichtung für die Einlaßvorrichtung am Unterzug (3).
3. Schornstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßvorrichtung am Unterzug (3) mit fest mit dem oberen Teil des vertikalen Rohrelements (8) verbundenen Ansätzen aufgehängt ist und eine Befestigungseinrichtung vorgesehen ist,mit der die Ansätze an der Unterseite des Unterzugs (3) befestigt sind.
4. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vertikale Rohrelement (8) unterhalb der Aufhängung einen Ausdehnungsabschnitt aufweist.
5. Schornstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vertikale Rohrelement (8) unterhalb der Aufhängung einen Ausdehnungsabschnitt aufweist.
6. Schornstein nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das vertikale Rohrelement (8) unterhalb der Aufhängung einen Ausdehnungsabschnitt aufweist.
7. Schornstein nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das vertikale Rohrelement (8) unterhalb der Aufhängung einen Ausdehnungsabschnitt aufweist und das obere Ende des vertikalen Rohrelements (8) starr mit dem Ziegelfutter (5) verbunden ist und mit ihm eine feste Verbindung bildet.
8. Schornstein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängungseinrichtung zur Aufhängung der Einlaßvorrichtung am Unterzug (3) so ausgebildet ist, daß sie eine Relativbewegung zwischen Ziegelfutter (5) und Einlaßvorrichtung zuläßt.

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9. Schornstein mit Außensc-haft mit einer Außen- und Innenfläche, einem in einem Abstand davon vorgesehenen- inneren Ziegelfutter mit einem unteren Ende sowie einer mit dem. Futter verbundenen Einlaßvorrichtung,

gekennzeichnet durch

- eine isolierte Einlaßvorrichtung aus einem im allgemeinen parallel zum Ziegelfutter (5) verlaufenden vertikalen Rohrelement (8)

und mindestens zwei im allgemeinen horizontal oder unter einem kleinen stumpfen Winkel zum vertikalen Rohrelement (8) angeordneten seitlichen Rohrelement (9)_s wobei die Einlaßvorrichtung zu ihrer vertikalen Achse symmetrisch oder im wesentlichen zu ihr gleichmäßig ausgewogen ist und sich die seitlichen Rohrelemente (9) durch den Außenschaft (1) des Schornsteins hindurch erstrecken und Einlaßzüge bilden,

sowie

- durch eine mit dem Außenschaft (1) des Schornsteins und dem vertikalen Rohrelement (8) zusammenwirkende Aufhängungseinrichtung zur Aufhängung der Einlaßvorrichtung im Schornstein am unteren Ende des Ziegelfutters (5)·

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