DE2849247C2 - Schornstein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schornstein mit einem äußeren Mantel und mit einem inneren, den Querschnitt des Rauchgaskanals begrenzenden Futter, das über die Länge des Schornsteins hin in mehrere aneinaridergesetzte, jeweils auf den äußeren Mantel abgestützte Futterabschnitte unterteilt ist

Ein derartiger Schornstein ist aus der DE-PS 02 576 bekannt

Rauchgase enthalten oft Bestandteile, die aufgrund der auf dem Weg bis zur Schornsteinmündung auftretenden Abkühlung kondensieren. Die Kondensate sind vielfach chemisch aggressiv und greifen deshalb das Futter des Schornsteins an, so daß es im Laufe der Zeit verschleißt oder sogar weitgehend beschädigt wird. Es müssen aufwendige Maßnahmen getroffen werden, um zu verhindern, daß die chemisch aggressiven Kondensate das Futter nach außen hin durchsetzen. Bei starker Kondensatbildung besteht sogar die Gefahr, daß das Kondensat an der Mündung des Schornsteins in Form von Tropfen ausgeworfen wird. Derartige Nachteile treten auf bei einem Schornstein der eingangs genannten Art.

Es ist ferner aus der VDI-Zeitschrift, Band 88, Nr. 35/36 vom 2. September 1944, S. 486 bekannt, sogenannte Schornsteintürme zu verwenden, die jeweils mehrere zueinander konzentrische Abgasrohre haben und konstruktiv zu einem einzigen Bauwerk zusammengefaßt sind. Durch einen äußeren Rauchgasqnerschnitt, der die Form eines Ringraumes hat, sollen im Betrieb

anfallende Dampfabgase geleitet werden, während durch den inneren Querschnittsteil säurehaltige Rauchgase strömen. Diese werden durch die wärmeren Dampfabgase aufgeherzt, um eine Kondensatbildung zu vermeiden.

Eine derartige Beheizung des inneren Querschnittsteils hat den Nachteil, daß im oberen Schornsteinbereich die Beheizung des Rauchgasquersehmttps nicht mehr sehr wirkungsvoll ist, denn auch die Dai.>pfabgase kühlen sich im Verlauf ihres Strömungsweges nach oben hin verhältnismäßig schnell ab, zumal sie gegen eine Wärmeabfuhr in radialer Richtung nach außen nicht wesentlich geschützt sind Es steht deshalb im oberen Schornsteinbereich nur entsprechend wenig Wärmeenergie zur Verfügung, so daß sich die Bildung von Kondensaten in diesem Bereich, nicht mitausreichender Sicherheit verhindern läßt Dennoch: wird zur Erreichung eines derartigen Zwecks bei den bekannten Schornsteinturmen verhältnismäßig viel Wärmeenergie benötigt, was den wirtschaftlichen Aufwand in störendem Maße heraufsetzt Diese Nachteile gelten zumindest in angenähert gleichem Maße auch dann, wenn man die Temperatur eines mittleren Schornsteinrohres, das den den zentralen Rauchgasquerschnitt außen umgebenden nächsten Ringraum begrenzt, durch gesonderte Warmluftzufuhr erhöht, was für derartige Schornsteintürme alternativ vorgeschlagen wird.

Hiervon ausgehend war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs ausgeführten Schornsteinen mit möglichst einfachen Mitteln und geringem Energieaufwand einer Kondensatbildung entgegenzuwirken und diese mit Sicherheit zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß jeder Futterabschnitt in eine Außenschale und eine Innenschale unterteilt ist, daß dem zwischen diesen Schalen gebildeten Ringraum über mindestens jeweils eine Zuleitung Warmluft zugeführt wird, deren Temperatur höher ist als die Rauchgasiemperatur, und daß jeder Ringraum mindestens eine in den Rauchgasquerschnitt mündende Austrittsöffnung aufweist

Das getrennte Zuführen von Warmluft zu den einzelnen Futterabschnitten hat den Vorteil einer besonders wirkungsvollen Beheizung des Futters. Auch die den höhergelegenen Futterabschnitten jeweils zugeführte Warmluft ist kaum abgekühlt und deshalb immer noch ausreichend wirksam, um eine zuverlässige Beheizung des Rauchgasquerschnittes zu gewährleisten. Ferner ist es vorteilhaft, daß die Warmluft nach der Abgabe von Wärme in den jeweiligen Futterabschnitt anschließend unmittelbar in den Rauchgaskanal geleitet wird, denn auch die in der eingeleiteten Warmluft enthaltene Restwärme kann gegebenenfalls noch zur Aufheizung der säurehaltigen Abgase dienen. Vorteilhaft ist es hierbei erfindungsgemäß, wenn die Austrittsöffnung durch einen an der Oberseite eines Futterabschnittes befindlichen und in den Rauchgasquerschnitt mündenden Ringspalt gebildet ist. Hierdurch ist über den Umfang verteilt eine möglichst gleichmäßige Ableitung der Luft gewährleistet.

Es ist auch vorteilhaft, zumindest einen Teil der Luft nach dem Verlassen des Ringraumes in den zwischen Mantel und Futter befindlichen Raum abzuleiten und mit der in der Luft enthaltenen Restwärme auch diesen Bereich zu erwärmen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß eine zur Erwärmung der Luft dienende Heizeinrichtung, ein Gebläse sowie ein Regler Bestand-

(eil eines Regelkreises sind und daß mittels des Regelkreises die temperatur der Uift der jeweiligen RsMcngastemperatur so angepaßt wird, daß die LufttemperaturMmeinen vorgegebenen Wert höher ist als die RaHchgastemp^ratHr, Hierdurch JSBt sich eine rnögifchst wirtsphaftliche Erwärmung des Futters auf die jeweils günstigste Temperatur erreichen.

Nachfolgend wird ein Ausführungspeispie! der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

Fig, I einen schemalischen Längsschnitt durch einen Schornstein;

Fig.2-einen schematischen Querschnitt entlang der LinieH-IIin Fig. I.

Der Schornstein hat. einen äußeren Mantel 10 aus Stahlbeton, der auf ein Fundament 11 aufgesem ist Die in Fig.l dargestellten Proportionen sind insoweit unzutreffend, als der Schornstein in bezug auf die dargestellte Breite wesentlich höher ist. Er kann in dieser Bauweise eine Höhe von mehreren 100 m erreichen.

In senkrechten Abständen von ungefähr 20 rn sind ringförmige Tragplatten 12 mit dem Mantel 10 fest verbunden. Die Tragplatten 12 sind mit Durchgängen 13 versehen, die gerade so groß bemessen sind, daß eine Person hindurchsteigen kann. Auf jede Tragplatte 12 ist ein Abschnitt des inneren Futters 14 aufgesetzt, wobei diese Abschnitte an ihrer Unterseite sich jeweils konisch erweitern, so daß die Unterseite den oberen Rand des jeweils unten anschließenden Futterabschnittes übergreifen kann und der durch das Futter 14 begrenzte Strömungsquerschnitt einen im wesentlichen glatten Verlauf hat.

Das Futter 14 ist jeweils aus einer Außenschale 15, einer Isolierung 16 und einer Innenschale 17 aufgebaut, wobei zwischen der Außenschale 15 bzw. der Isolierung 16 einerseits und der Innenschale 17 andererseits durch einen entsprechenden radialen Abstand dieser Teile ein Ringraum 18 gebildet ist. Die Außenschale 15 und die Innenschale 17 bestehen jeweils aus säurefestem und temperaturbeständigem Steinmaterial, während die Isolierung 16 z. B. aus Fasermatten oder dergleichen hergestellt sein kann. Gegebenenfalls kann aber auch an der Außenseite der Außenschale 15 eine geeignete Isolierung vorgesehen werden.

Der Ringraum 18 verengt sich im oberen Bereich des Futters 14 jeweils zu einem Ringspali 19, der an der oberen Stirnfläche des jeweiligen Abschnittes des Futters 14 offen ist. Die Luft kann also nach Abgabe von Wärme an die Innenschale 17 im Übergangsbereich zu dem nächsthöheren Abschnitt des Futters 14 in den inneren Strömungsquerschnitt desselben eintreten.

Als Alternative zu dieser Ableitung der Luft oder auch als gleichzeitig verwendbare Möglichkeit hierzu sind in dem sich konisch erweiternden unteren Teil eines Abschnitts des Futters 14 jeweils Durchtritte 20 vorgesehen, durch die die Luft nach Abgabe der Wärme an die Innenschale 17 auch in den Freiratim zwischen

ίο dem Mantel 10 und dem Futter 14 austreten kann. Aus diesem Freiraum kann die Luft bis zu den oben .am Mantel 10 befindlichen Austritten 22 gelangen und dort in die freie Umgebung austreten.

Ober den Umfang des Futters 14 verteilt sind

is Anschlußöffnungen 23 vorgesehen, in die einzelne Abzweige eines Leitungssystems 24 münden. Bei dem hier beschriebenen Beispiel sind es drei über den Umfang verteilt angeordnete Steigleitungen 25, von denen jeweils Zuleitungen 26 in horizontaler Richtung

2i) zu den Anschlußöffnungen 23 führen. Die Zuleitungen 26 verlaufen gegenüber der darur.:..:r befindlichen Tragplatte 12 in einer Höhe von etwa 2 r/i.

Von außen her über ein Gebläse 27 angesaugte Umgebungsluft wird also in das Leitungssystem 24

2ί gedrückt, wobei die Luft in einer Heizeinrichtung 28 auf eine bestimmte Temperatur gebracht werden kann, die höher ist als die Temperatur des Rauchgases im Strömungsquerschnitt Anstelle der Umgebungsluft kann aber auch bereits vorgewärmte Luft verwendet

in werden, die eventuell im Bereich einer dem Schornstein zugeordneten Maschinenanlage oder dergleichen zur Verfugung steht.

Zur Steuerung der Lufttemperatur dient ein Regler 29, dem über hier nicht dargestellte Meßleitungen

ii jeweils ein Wert für die augenblickliche Temperatur und den augenblicklichen Druck der Rauchgasströmung zugeleitet werden. Der jeweils optimale Wert für die oberhalb der Rauchgastemperatur liegende Lufttemperatur ist im Einzelfall für jeden Schornstein zu ermiueln.

•in Da bei diesem Beispiel zumindest die Innenschale 15 aus feuerfesten Steinen gemauert ist, kann die den Ring! jum 18 durchsetzende Luft gegebenenfalls auch als dichtendes Luftpolster dienen, wenn sie einen höheren Druck hat als die Rauchga.sströmung. Der

■»"> Regelkreis kann also so ausgelegt sein, daß sich mit Hilfe des Gebläses 27 ein Luftdruck von entsprechender Größe im Ringraum 18 aufbauen kann. Dies wird durch die im Querschnitt engeren Ringspalte 19 unterstützt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   U Schornstein mit einem äußeren Mantel und mit einem inneren, den Querschnitt des Rauchgaskan&ls begrenzenden Futter, das über die Länge des Schornsteins hin in mehrere aneinandergesetzte, jeweils auf dem äußeren Mantel abgestützte Futterabschnitte unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Futterabschnitt in eine Außenschale (15) und eine Innenschale (17) unterteilt ist, daß dem zwischen diesen Schalen (15, 17) gebildeten Ringraum (18) über mindestens jeweils eine Zuleitung (26) Warmluft zugeführt wird, deren Temperatur höher ist als die Rauchgastemperatur, und daß jeder Ringraum (18) mindestens eine in den Rauchgasquerschnitt mündende Austrittsöffnung aufweist

   Z Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung durch einen an der Oberseite eines Futterabschnittes befindlichen und in den Raachgasquerschnitt mündenden Ringspalt (19) gebildet ist

   3. Schornstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Luft nach Verlassen des Ringraumes (18) in den zwischen Mantel (10) und Futter (14) befindlichen Raum abgeleitet wird.

   4. Schornstein nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Erwärmung der Luft dienende Heizeinrichtung (28), ein Gebläse (27) sowie ein Regler (29) Bestandteil eines Regelkreises sind und daß mittels des Regelkreises die Temperatur der Luft der jeweiligen Rauchgastemperatur so angepaßt v/'nd, daß die Lufttemperatur um einen vorgegebenen Wert höher ist als die Rauchgastemperatur.