DE2924963C2

DE2924963C2 - Chimney head for air-exhaust chimneys

Info

Publication number: DE2924963C2
Application number: DE2924963A
Authority: DE
Inventors: Friedel 4690 Herne Hackler; Otto Ing.(grad.) 4270 Dorsten Menzel; Hans Dipl.-Ing. 4300 Essen Sommers
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EON Ruhrgas AG
Priority date: 1979-06-21
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1985-09-05
Also published as: DE2924963A1; ATE2697T1; EP0021281A1; EP0021281B1

Abstract

1. A flue terminal for room-sealed flue systems for taking clean combustion air to and venting products of combustion from all room-sealed appliances connected to any such room-sealed flue systems, characterized in that the cross section of the flue (2) at the top widens into a diffuser (3) and ends with a sharp upper edge (5), and further characterized in that the upper edge (6) of the air duct (1) is rounded from the outer edge towards said air duct and the cross section of said air duct is smaller in the rounded inlet edge area (6) than the cross section of the air duct proper and widens in a divergent section (7) to reach said cross section of the air duct proper.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kaminkopf für Luft-Abgas-Schornsteine, die allen angeschlossenen Feuerstätten Luft zuführen und die Abgase abführen.The invention relates to a chimney head for air-exhaust chimneys, supply air to all connected fireplaces and discharge the exhaust gases.

Bekanntlich wird zum Betrieb von Feuerstätten Verbrennungsluft benötigt, die dem die Feuerstätte umgebenden Raum entnommen wird. Da aus Gründen der Energieeinsparung bei Neubauten fugendichte Fenster verlangt werden, verringert sich der Luftwechsel des die Feuerstätte umgebenden Raumes. Dies kann in Extremfällen zu einer Verminderung der Verbrennungsgüte bzw. zu unvollständiger Verbrennung mit den damit verbundenen bekannten Nachteilen oder Gefahren führen. Um diese zu vermeiden, sind schon Maßnahmen vorgeschlagen worden, die dazu dienen sollen, den Feuerstellen die benötigte Verbrennungsluft auf andere Weise als aus dem umgebenden Raum zuzuführen. Zu diesen Maßnahmen gehören z. B. die sogenannten Luft-Abgas-Schornsteine, die insbesondere zum Anschluß mehrerer Gasfeuerstätten dienen sollen. Diese Schornsteine führen den Feuerstätten Verbrennungsluft von außerhalb des Hauses zu und leiten gleichzeitig die Abgase übers Dach ins Freie ab.It is known that combustion air is required for the operation of fireplaces, which is the surrounding air of the fireplace Space is taken. For reasons of energy saving in new buildings, joint-tight windows are required, the air exchange rate of the is reduced The fireplace surrounding the room. In extreme cases, this can lead to a reduction in the quality of combustion or lead to incomplete combustion with the associated known disadvantages or dangers. To avoid this, measures have already been proposed that are intended to serve the fire pits to supply the required combustion air in a different way than from the surrounding room. to these measures include B. the so-called air-exhaust chimneys, which are to be used in particular to connect several gas fireplaces. These chimneys feed combustion air to the fireplaces from outside the house and at the same time conduct the exhaust gases over the roof into the open.

Es sind verschiedene Bauweisen von Luft-Abgas-Schornsteinen bekannt:Various designs of air-exhaust chimneys are known:

a) Bei der einschenkligen Bauweise wird die Verbrennungsluft an der tiefsten Stelle des Kamins über einen waagerechten Kanal zugeführt und das Abgas-Luftgemisch über einen Schornstein, der mit dem Kanal verbunden ist, abgeführt. Die angeschlossenen Feuerstätten entnehmen dem Schornstein ihre Verbrennungsluft und führen ihre Abgase in den gleichen Schornstein zurück. Auf diese Art und Weise erhält nur die unterste Feuerstätte reine Verbrennungsluft und die darüber angeordneten Luft, die mehr oder weniger mit Abgas verdünnt ista) With the single-leg design, the combustion air is at the deepest point of the chimney a horizontal duct and the exhaust-air mixture via a chimney, which is connected to connected to the channel, discharged. The connected fireplaces are taken from the chimney their combustion air and lead their exhaust gases back in the same chimney. In this way only the lowest fireplace is kept clean Combustion air and the air above it, which is more or less diluted with exhaust gas

b) Bei der doppelschenkligen Bauweise wird die Verbrennungsluft über einen senkrechten Schacht, der vom Dach des Gebäudes ausgeht, zugeführt und ebenfalls ein Abgas-Luft-Gemisch über einenb) With the double-legged construction, the combustion air is fed through a vertical duct, the emanating from the roof of the building, and also an exhaust-air mixture via a

ίο Schornstein, der unten mit dem Luftschacht verbunden ist, abgeführt Wie bei der einschenkligen Bauweise entnehmen die Feuerstätten dem Schornstein ihre Verbrennungsluft die mehr oder weniger mit Abgas verdünnt ist und führen ihre Abgase in den gleichen Schornstein zurück.ίο the chimney that is connected to the air duct below is, discharged As with the single-leg design, the fireplaces take from the Chimney their combustion air which is more or less diluted with exhaust gas and lead their Exhaust gases are returned to the same chimney.

c) Aus dem DE-GM 77 06 857 ist ein Luft-Abgas-Schornstein bekannt bei dem der Abgasschacht konzentrisch im Luftschacht angeordnet ist Auch bei diesem Luft-Abgas-Schornstein sind Luft- und Abgas-Schacht unten miteinander verbunden. Hier handelt es sich aber um ein System, bei dem die Feuerstätten ihre Verbrennungsluft nur dem Luftschacht entnehmen und ihre Abgase dem Abgasschacht zuführen. Es ist auch möglich, Abgasschacht und Luftschacht nebeneinander anzuordnea Auch hierbei sind der Luft- und der Abgasschacht unten miteinander verbunden. Alle Feuerstätten werden mit reiner Verbrennungsluft versorgt, sind aber den unterschiedlichen Drücken im Luft- und im Abgasschacht ausgesetztc) From DE-GM 77 06 857 an air-exhaust chimney is known in which the exhaust shaft is arranged concentrically in the air shaft. Also with this air-exhaust chimney there are air and Exhaust duct connected to one another at the bottom. However, this is a system in which the Fireplaces only take their combustion air from the air duct and their exhaust gases from the flue gas duct respectively. It is also possible to arrange the exhaust duct and air duct next to one another Here, too, the air duct and the exhaust duct are connected to one another at the bottom. All fireplaces are supplied with pure combustion air, but are subject to the different pressures in the Exposed in the air duct and in the exhaust duct

Messungen an Luft-Abgas-Schornsteinen dieser Art haben ergeben, daß sowohl mit als auch ohne bekannte Kaminaufsätze oder -abdeckungen bereits ohne Windeinfluß erheblich unterschiedliche Druckdifferenzen zwischen Lufteintritt und Abgasaustritt an den einzelnen Geräten bestehen, die mit steigender Schachthöhe abnehmen und davon abhängen, welche bzw. wie viele Geräte gerade in Betrieb sind. An dew obersten Geräten traten unter Umständen sogar negative Druckdifferenzen auf, die einen Betrieb der Geräte unmöglich machten. Beim Wind kommt ein weiterer Einfluß auf den Betrieb der Gasfeuerstätten hinzu. Je nach Windgeschwindigkeit entstehen mehr oder weniger große Druckschwankungen zwischen Luft- und Abgasschacht, die am obersten Ende des Schachtes am stärksten sind. Außerdem verschieben sich je nach Windrichtung und -geschwindigkeit die mittleren Druckdifferenzen an den einzelnen Feuerstätten in den verschiedenen Höhen.Measurements on air-exhaust chimneys of this type have shown that both with and without known Chimney attachments or covers, even without the influence of wind, have considerably different pressure differences between the air inlet and exhaust gas outlet at the individual There are devices that decrease with increasing shaft height and depend on which or how many Devices are currently in operation. Under certain circumstances, negative pressure differences even occurred on the uppermost devices that made it impossible to operate the devices. The wind has a further influence on the Operation of gas fireplaces added. Depending on the wind speed, more or less large ones are created Pressure fluctuations between the air and exhaust duct, which are strongest at the top of the duct. In addition, depending on the wind direction and speed, the mean pressure differences at the individual fireplaces at different heights.

Die Einflüsse wirken sich unmittelbar auf den Betrieb der Feuerstätten aus, derart daß die Luftzahlen bei der Verbrennung und die Abgastemperaturen sich in unerwünschter Weise ändern. Dies kann zu einer labilen Betriebsweise oder zu einem verschlechterten Wirkungsgrad der angeschlossenen Feuerstätten führen; in Extremfällen kann der Betrieb der Feuerstätten sogar unmöglich werden.The influences have a direct effect on the operation of the fireplace, so that the air numbers at the Combustion and the exhaust gas temperatures change in an undesirable manner. This can become an unstable one Operating mode or lead to a deteriorated efficiency of the connected fireplaces; in In extreme cases, it can even become impossible to operate the fireplace.

Aus der CH-PS 36 697 ist es bekannt, als Kaminaufsatz für einen nur Abgas führenden Kamin, einen konisehen röhrenförmigen Blechkörper vorzusehen, der sich in Strömungsrichtung der Abgase erweitert. Ein Schutzblech ist mit Abstand über dem erweiterten Ende angeordnet. Dieses Schutzblech soll eine direkte Bestrahlung der äußeren Kaminaufsatzmündung durch die Sonne sowie das Eindringen von Regenwasser in den Kamin vermeiden.From CH-PS 36 697 it is known as a chimney attachment for a flue leading only to exhaust gas, to provide a conical tubular sheet metal body that extends expanded in the direction of flow of the exhaust gases. A fender is spaced over the enlarged end. This protective plate is intended to direct exposure of the outer chimney attachment mouth to the sun and prevent rainwater from entering the chimney.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Kaminkopf der eingangs genannten Art so auszubilden, daßThe object of the invention is to design the chimney head of the type mentioned so that

die Druckdifferenz zwischen Verbrennungslufteintritt und Abgasaustritt der einzelnen Feuerstätten möglichst gering und weitgehend unbeeinflußt beispielsweise von Windbedingungen gehalten wird. Außerdem soll diese Druckdifferenz an allen Feuerstätten unabhängig davon, in welchem Stockwerk sie angebracht sind, möglichst gleich sein.the pressure difference between the combustion air inlet and the exhaust gas outlet of the individual fireplaces, if possible is kept low and largely unaffected by wind conditions, for example. In addition, this should Pressure difference at all fireplaces regardless of the floor on which they are installed, if possible be equal.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk male des Anspruchs 1 gelöstThe object is achieved according to the invention by the characterizing Features of claim 1 solved

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnetAdvantageous developments of the invention are in characterized the subclaims

Nachstehend wird anhand der F i g. 1 und 2, die beispielsweise Ausführungsformen zeigen, die Ausbildung und die Wirkungsweise des -«irfindungsgemäßen Kaminkopfes erläutertIn the following, with reference to FIG. 1 and 2, which show exemplary embodiments, the training and the mode of operation of the chimney head in accordance with the invention explained

F i g. 1 zeigt einen Längsschsiitt durch den Kaminkopf eines doppelschenkligen Luft-Abgas-Schornsteines, bei dem die angeschlossenen Feuerstätten ihre Verbrennungsluft dem Luftschacht 1 entnehmen und ihre Abgase in den Abgasschacht 2 abführen.F i g. 1 shows a longitudinal section through the chimney head a double-sided air-flue gas chimney, in which the connected fireplaces use their combustion air remove them from the air duct 1 and discharge their exhaust gases into the exhaust duct 2.

F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch den Kaminkopf eines Luft-Abgas-Schornsteines, bei dem der Abgabschacht 2 konzentrisch im Luftschacht 1 angeordnet ist und bei dem die Feuerstätten ebenfalls ihre Verbrennungsluft dem Luftschacht 1 entnehmen und ihre Abgase in den Abgasschacht 2 abführen.F i g. 2 shows a longitudinal section through the chimney head an air-exhaust chimney, in which the discharge duct 2 is arranged concentrically in the air duct 1 and in which the fireplaces also take their combustion air from the air shaft 1 and their exhaust gases into the exhaust duct 2.

Bei den in den F i g. 1 und 2 gezeigten Anwendungsbeispielen des erfindungsgemäßen Kaminkopfes ist der Kopf des Abgasschachtes 1 derart ausgebildet daß sich der Innenquerschnitt in Strömungsrichtung der Abgase diffusorartig erweitert Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, der diffusorartigen Erweiterung 3 einen Neigungswinkel gegenüber der Senkrechten von bis zu 10° vorzugsweise bis zu 5° zu geben.In the case of the FIGS. 1 and 2 shown application examples of the chimney head according to the invention is the The head of the exhaust duct 1 is designed in such a way that the inner cross-section extends in the direction of flow of the exhaust gases Expanded in the manner of a diffuser It has proven advantageous to give the diffuser-like expansion 3 an angle of inclination to be given in relation to the vertical of up to 10 °, preferably up to 5 °.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform befindet sich als weitere vorteilhafte Ausbildung unterhalb der diffusorartigen Erweiterung 3 eine abgerundete Querschnittsverengung 4, von der aus sich der Querschnitt, wie vorstehend beschrieben, diffusorartig erweitert In the case of the in FIG. The embodiment shown in FIG. 2 is located below as a further advantageous embodiment the diffuser-like enlargement 3 has a rounded cross-sectional constriction 4, from which the cross-section, as described above, expanded like a diffuser

Durch die diffusorartige Erweiterung 3 werden die Abgase so geführt, daß die Strömungsgeschwindigkeit und damit die Bewegungsenergie der Abgase verringert und nahezu verlustfrei in Druckenergie umgewandelt wird. Hierdurch ist es möglich, das Druckniveau im oberen Teil des Abgasschachtes abzusenken und dem im Luftschacht in gleicher Höhe anzugleichen. Eine gegen die Abgasausströmung gerichtete Windströmung wird durch die diffusorartige Erweiterung 3 behindert Die Abschlußkante 5 des Abg~sschachtes 2 ist scharfkantig ausgeführt Bei Versuchen wurde festgestellt, daß auf den Kamin':opf gerichtetes Wind sich in diesem Fall weniger ungünstig auf die Druckverhältnisse im Kamin auswirkt als bei Ausführung mit stumpfer oder abgerundeter Kante. Die Windströmung wird an der scharfen Kante des Abgasschachtkopfes geteilt und gelangt nicht, wie bei einer stumpfen Kante, zusammen mit benachbarten Luftströmungen in den Kamin hinein.Through the diffuser-like extension 3, the exhaust gases are guided so that the flow velocity and thus the kinetic energy of the exhaust gases is reduced and converted into pressure energy with almost no loss will. This makes it possible to lower the pressure level in the upper part of the exhaust duct and that of the Adjust the air shaft at the same height. A wind flow directed against the exhaust gas flow becomes obstructed by the diffuser-like extension 3 The end edge 5 of the exhaust shaft 2 is sharp-edged During tests it was found that the wind directed towards the chimney is in this case has less of an adverse effect on the pressure conditions in the chimney than in the version with blunt or rounded Edge. The wind flow is divided and arrives at the sharp edge of the exhaust shaft head not, as with a blunt edge, together with neighboring air currents into the chimney.

Eine weitere Verringerung des Windeinflusses wird durch die in Fig.2 dargestellte abgerundete Querschnittsverengung 4 im Abgasschacht mit anschließender diffusorartiger Erweiterung 3 erreicht Durch diese Einrichtung wird "die Ausströmung der Abgase nicht behindert, während das Einströmen von Wind — infolge einer Strömungsablösung durch die schroffe Querschnittserweiterung — erheblich behindert wird. Auch bei dieser Ausführungsfcrm ist die Abschlußkante 5 aus Ηρπ nhen Benannten Gründen scharfkantig ausgeführtA further reduction in the influence of the wind is achieved by the rounded cross-sectional constriction shown in FIG 4 in the exhaust duct with a subsequent diffuser-like expansion 3 achieved through this Facility will "not hinder the outflow of exhaust gases, while the inflow of wind - as a result a flow separation due to the sharp widening of the cross-section - is significantly hindered. In this embodiment too, the terminating edge 5 is off Ηρπ nhen named reasons executed with sharp edges

Die obere Abschlußkaiite 6 des Luftschachtes 1 ist von außen nach innen aberundet Dadurch bringt sie ein höheres und günstigeres Druckniveau im Oberteil des Luftzuführungsschachtes als eine stumpfe Abschlußkante. Der Luftdurchtrittsquerschnitt ist im Bereich der Abrundung kleiner als der Schachtquerschnitt und erweitert sich von dort aus allmählich auf den vollen Schachtquerschnitt Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dieser diffusoraitigen Erweiterung 7 einen Neigungswinkel gegenüber der Senkrechten bis zu 10°, vorzugsweise bis zu 5°C zu geben. Durch die o. g. Maßnahmen wird eine nahezu verlustlose Führung der Luftströmung — ohne Stoß- und Beschleunigungsverluste am Eintritt in den Luftschacht — erreicht Eine durch Windsog am Luftschachteintritt erzeugte Luftrückströmung oder ein Windstoß, der sich vom Kamin rückwärts zum Luftschachteintritt fortpflanzt wird durch den verringerten Querschnitt des Luftschachteintrittes und durch die abgerundete Qiierschnittsverengung mit anschließender diffusorartigsr Erweiterung 3 des Abgasschachtes bzw. -kaminkopfes weitgehend verhindertThe upper Abschlusskaiite 6 of the air shaft 1 is but rounded from the outside to the inside This brings a higher and more favorable pressure level in the upper part of the Air supply shaft as a blunt end edge. The air passage cross-section is in the area of Rounding smaller than the shaft cross-section and gradually expanding from there to the full one Shaft cross-section It has proven advantageous to give this diffusor-like extension 7 an angle of inclination to give up to 10 °, preferably up to 5 ° C compared to the vertical. Through the above measures becomes an almost lossless guidance of the air flow - without shock and acceleration losses at the inlet into the air shaft - reached A backflow of air generated by wind suction at the air shaft inlet or a The gust of wind that propagates backwards from the chimney to the duct inlet is reduced by the Cross-section of the air duct inlet and through the rounded cross-section narrowing with subsequent Diffusor-like extension 3 of the exhaust duct or chimney head largely prevented

Den technischen Regeln für Luft-Abgas-fchornsteine (DVGW-Arbeitsblatt G 627) entsprechend ist die Luftzuführungsöffnung mindestens 10 cm unterhalb der Abgasausmündung angeordnetThe technical rules for air exhaust chimneys (DVGW worksheet G 627) is the air inlet opening accordingly Arranged at least 10 cm below the exhaust outlet

Der erf-adungsgernäße Kaminkopf kann je nach Bauweise des Kamins als Aufsatz gefertigt und ggf. nachträglich auf den Kamin aufgesetzt werden oder bei Bau des Kamines als ein Teil desselben gefertigt werden.The required chimney head can depending on the construction of the chimney can be manufactured as an attachment and, if necessary, subsequently placed on the chimney or during construction of the fireplace can be manufactured as part of the same.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Kaminkopfes hat zur Folge, daß die Druckdifferenzen zwischen Lufteintritt und Abgasaustritt an den einzelnen Feuerstätten sehr gering sind und auch bei starken Winden wenig schwanken. Außerdem wird erreicht, daß die Druckdifferenzen an den einzelnen Feuerstätten unabhängig vom Standort d. h. der Geschoßhöhe, in der die Feuerstätten mit den Kaminschächten verbunden sind, fast gleich sind, so daß auch die Feuerstätten in den oberen Stockwerken eines Hauses ohne Beeinträchtigung arbeiten. The inventive design of the chimney head has the consequence that the pressure differences between the air inlet and exhaust gas leakage at the individual fireplaces are very low and little even in strong winds vary. It is also achieved that the pressure differences at the individual fireplaces regardless of their location d. H. the height of the storey at which the fireplaces connected to the chimney shafts are almost the same, so that the fireplaces are in the upper ones Working on floors of a house without impairment.

Für eine weitere Verringerung der Druckdifferenzen an den einzelnen Feuerstätten erwiesen sich Druckausgleichsöffnungen zwischen dem Luft- und dem Abgasschacht in der Nähe der Abgasstutzen oder konzentrisch zu den Abgasstutzen der Feuerstätten als zweckmäßig. For a further reduction in pressure differences At the individual fireplaces there were pressure equalization openings between the air duct and the flue gas duct in the vicinity of the flue gas outlet or concentrically to the flue gas outlet of the fireplace as appropriate.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Chimney head for air-exhaust chimneys, all of them supply connected fireplaces with clean air and discharge the exhaust gases, characterized by that the upper edge (6) of the air duct (1) is rounded from the outside to the inside is that the air passage cross-section in the area the Abnmdung is smaller than the shaft cross-section and from there diffuser-like on the Well cross-section is designed to widen and that the inner cross-section in a manner known per se of the exhaust duct (2) at the upper end in the direction of the flow the exhaust gas is designed to widen like a diffuser and has a sharp-edged upper connecting edge (5).

2. Chimney head according to claim 1, characterized in that that the exhaust duct (2) at the upper end below the diffuser-like extension (3) a has rounded cross-sectional constriction (4) and that this cross-sectional constriction (4) the adjoins diffuser-like expansion (3)

3. Chimney head according to claim 1 or 2, characterized in that the diffuser-like extensions (3, 7) of the air duct ^ 1) and the exhaust duct (2) an angle of inclination with respect to the vertical of up to 10 °, preferably up to 5 ° exhibit.

4. Chimney head according to one of claims 1 to 3, characterized in that the upper parts of the Exhaust and the air shaft, which form the chimney head, are designed as chimney attachments.