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Xaminturm mit einer Einrichtung zum
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Verhindern von Kaltlufteinbrtlchen Die Erfindung betrifft einen Kaminturm,
insbesondere einen Naturzug-KUhlturm, mit einer Einrichtung sum Verhindern von Kaltlufteinbrüchen.
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Die strömungstechnisch günstigste Form von XamintUrmen ist das Hyperboioid.
Bei einer entsprechenden Konstruktion besteht Jedoch die aefahr von Kaltlufteinbrflchen
entlang der Mantelinnenwand. Diese Kaltlufteinbrüche können sich bis zum Boden des
Turms fortsetzen und den Wirkungsgrad empfindlich beeinträchtigen.
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Bei dem bekannten Turm der eingangs genannten Art ist der obere Turmabschnitt
zylindrisch ausgebildet, wobei der obere Rand des Mantels eine zusätzliche Einschnürung
zur Verhinderung der Kaltlufteinbrüche aufweist. Dadurch wird im Luftaustrittsquerschnitt
die nach oben gerichtete Strömung im Bereich des Mantels beträchtlich gestaut.
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Wirkungsgradverluste sind unvermeidbar. Als weiterer wesentlicher
Nachteil kommt hinzu, daß die Ausbildung des Mantels im oberen Randbereich kompliziert
und aufwendig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Turm mit einer Einrichtung
zum Verhindern von Kaltlufteinbrüchen zu schaffen, der bei vereinfachter Konstruktion
mit besserem Wirkungsgrad arbeitet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Turm nach der Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verhindern von Xaltlurteinbrüchen mindestens
ein im Mittelbereich des Luftaustrittsquerschnitt 8 angeordnet es Verdrängungselement
aufweist. Auf diese Weise vermindern sich die Störungen der Austrittsströmung. Man
kann sogar auf die ursprüngliche Diffusor-Ausbildung des oberen Mantelbereichs z
urUckgreifen, da sich durch entsprechende Konstruktion des VerdrGngungseleienta
eine ausreichende Stabilisierung erzielen läßt.
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Abgesehen davon ergibt sich eine geht einfache Konstruktiont weil
die abrupte Einschnflrung am oberen Mantelrand entbehrlich wird.
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Das Verdrängungielement kann erfindungsgemäß an einem Mast des in
Seilnetz- oder Membranbauweise hergestellten Turms angeordnet sein. Ferner besteht
die erfindungsgemäße Möglichkeit, daß das Verdrängungselement durch radiale Seile
gegen die Turmkrone abgespannt ist.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal weist das Verdrängungselement
radiale Ansätze auf, die Tragelemente fUr einen Abachlußring des in Seilnetz- oder
Membranbauweise hergestellten Turms bilden. Es kann sich beispielsweise um entsprechend
gestaltete Speichen des Abschlußrings handeln.
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In allen der genannten Fälle ergibt sich eine sehr einfache Befestigung
des Verdrängungskörpers.
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Erfindungsgemäß kann der Verdrängungskdrper in senkrechter Projektion
kreis- oder kreisringförmig ausgebildet sein.
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Dadurch wird eine sehr gute Anpassung an den in aller Regel kreisförmigen
Luftaustrittsquerschnitt des Turms geschaffen.
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Nach einem besonders vorteilhaften Merkmal weist das Verdrängungselement
eine nach oben gerichtete, vorzugsweise Uber den Mtlndungsrand des Turmmantels hinausragende
diffusor artige Verlängerung auf. Dadurch besteht die M5glichkeit, zumindest einen
Teil des durch die Einschnürung bedingten Austrittsverlustes zurückzugewinnen. Dieser
Effekt kann dadurch unterstützt werden, daß der Turm gekennzeichnet ißt durch eine
dUsenartige Verengung des Mflndungsrandes. Zwar nimmt man den im Zusammenhang mit
dem Stande der Technik erwähnten zusätzlichen konstruktiven Aufwand in Kauf, jedoch
wird dieser mehr als kompensiert durch die Verbesserung des Wirkungsgrades. Auch
ergibt sich die vorteilhafte M6glichkeit, die dUsenartige Verengung als Windleitwerk
auszubilden.
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Bei dem Verdrängungselement kann es sich um ein flaches Bauteil, beispielsweise
um eine Scheibe o.dgl. handeln.
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Vorteilhafter ist es jedoch, das Verdrängungselement als aufblasbaren,
ballonartigen Körper auszubilden. Man ersielt strömungsgUnstigere Profile bei gleichzeitiger
Gewichtsersparnis. Der ballonartige Körper kann beispielsweise mit Leichtgas gefUllt
sein.
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Ganz besonders vorteilhaft hingegen ist es, daß das als ballonartiger
Körper ausgebildete Verdrängungselement eine untere (Jffnung zum Lufteintritt aufweist.
Dies bedeutet, daß
das Verdrängungselement selbsttätig von der durch
den Turm nach oben strömenden Luft aufgeblasen wird.
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In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung ist der Turm dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdrängungsfläche und/oder die Höhenlage des Verdrängungskörpers einstellbar
sind. Man erzielt dadurch eine Anpassung an unterschiedliche Einsatzzwecke und Betriebsbedingungen.
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Dabei ist vorteilhafterweise die Einstellung der VerdrSngungsfläche
und/oder der Höhenlage des Verdrängungskörpers durch Meßfühler im Luftaustrittsquerschnitt
in Abhängigkeit von den thermo- und/oder aerodynamischen Verhältnissen steuerbar.
Bei ungestörtem Betrieb arbeitet der Turm entsprechend seiner Grundauslegung im
optimalen Wirkungsgradbereich.
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Irgendwelchen Punktionsstörungen wird bereits in der Entstehungsphase
entgegengewirkt. Auf diese Weise ist bei vorgegebenen Turmabmess ungen ein größtmögli
cher Luftdurchsat z sichergestellt .
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Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausrthrungibeispiele
im Zusammehang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt
in: Figur 1 bis 9 schematische Schnittansichten von Termen bzw.
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deren oberen Abschnitten nach abgewandelten Austührungsformen der
Erfindung.
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Figur 1 stellt einen hyperboloidförmigen Turm 1 dar, in dessen Luftaustrittsquerschnitt
11 ein rotationsßymmetrischer Verdrängungskörper 2 angeordnet ist. Letzterer wird
durch radiale Seile 3 gegen die Turmkrone verspannt.
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Gemäß Figur 2 ist der auch hier rotationssymmetrisch ausgebildete
Verdrängungskörper 2 an einem Mast 4 des in Seilnetz- oder Membranbauweise ausgebildeten
Turms 1 befestigt.
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Nach Figur 3 ist das Verdrängungselement 2 torusförmig ausgebildet.
Seine Halterung erfolgt über die radialen Seile 3 und ein zusätzliches Vertikalseil
5.
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Figur 4 zeigt eine Ausfthrungsrorm, bei der der Verdrängungskörper
2 als Scheibe ausgebildet ist.
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Figur 5 zeigt eine Konstruktion, bei der das Verdrängungselement aus
radialen Ansätzen 6 besteht, die gleichzeitig Tragelemente für einen Abschlußring
7 des in Seilnetz- oder Membranbauweise hergestellten Turms i bilden.
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Gemäß Figur 6 besitzt das zentral angeordnete Verdrängungselement
2 eine FUllung aus Leichtgas 8. Es ist als ballonartiger Körper ausgebildet.
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Gleiches gilt für die Ausführungsrorm nach Figur 7, jedoch weist hier
das Verdrängungselement 2 eine nach unten gerichtete ordnung 9 auf, so daß es automatisch
von der im Turm 1 nach oben strömenden Luft aufgeblasen wird.
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Bei dem Ausfthrungsbeispiel nach Figur 8 läßt sich die Verdrängungsfläche
des Verdrängungselements 2 verändern. AuBerdem läßt sich das Verdrängungselenient
2 in Richtung des Doppelpfeils 10 am Mast 4 nach oben und nach unten verschieben.
Zur Steuerung dienen im Luftaustrittsquerschnitt II angeordnete Meßfühler, die eine
Regelung in Abhangigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen zulassen.
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Figur 9 schließlich zeigt ein Ausfthrungsbeispiel, bei dem
das
Verdrängungselement 2 eine nach oben Uber den Luftaustrittsquerschnitt hinausragende
diffusorartige Verläng.rung aufweist. Außerdem ist der Mündungsrand des Turms mit
einer düsenartigen Verengung 11 versehen, die gleichzeitz all Windleitwerk ausgebildet
ist.