DE3022712A1

DE3022712A1 - Entlueftungsvorrichtung fuer raeume und schornsteinzuege

Info

Publication number: DE3022712A1
Application number: DE19803022712
Authority: DE
Inventors: Michel Henri Zaniewski
Original assignee: ZANIEWSKI MICHEL HENRY
Current assignee: ZANIEWSKI MICHEL HENRY
Priority date: 1979-06-18
Filing date: 1980-06-18
Publication date: 1981-01-29
Anticipated expiration: 2000-06-19
Also published as: PT71402A; CA1138702A; JPH0114495B2; BE883861A; NL185733C; IE49686B1; IE801233L; SE443641B; GB2057111B; DK257680A; IT1128325B; AT381581B; FR2459424B1; NL8003483A; CH638028A5; DE3022712C2; NO151382B; US4342258A; JPS563840A; MX150404A

Description

PATENTANWALT " " ■ 8900 Augsburg

ιΑηΑίιΐΛίκη , _rill/r , Wolframstraße9

JÖRG-MICHAEL LEMKE / _{Teiefon 0821/555007}

DIPLOM-INGENIEUR '

L-h 29-07

Michel Henri Zaniewski, Frontignan, Frankreich

Entlüftungsvorrichtung für Räume und Schornsteinzüge

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen, die die Entlüftung von Industrie- und Hausräumen oder Schornsteinzügen ermöglichen.

Bei der Suche nach Entlüftungsvorrichtungen für Räume oder Schornsteinzüge sind verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden: gewisse statische, d.h., daß ihr Resultat nur auf dem Unterdruck beruht, der durch Windzug durch die Vorrichtung selbst hervorgerufen wird, sowie andere dynamische, d.h., daß bei diesen der Unterdruck mittels einer Drehvorrichtung erzeugt wird, die von einer Energiequelle, die der Wind selbst oder eine äußere Energiequelle sein kann, angetrieben wird.Bei weiteren Lösungen

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schließlich werden beide Systeme miteinander kombiniert.

Bei näherem Studium zeigt sich, daß die Leistung der statischen Vorrichtungen ausschließlich von der Form der vom Wind bestrichen« Elemente abhängt, die dazu bestimmt sind, den notwendigen Unterdn in Höhe der Entlüftungsöffnung oder des Schornsteins hervorzurufen. Bei Untersuchungen erreichen die verschiedenen vorgeschlagenen Formen das gewünschte Resultat mit unterschiedlichen Leistungen. Aber sie haben vor allen Dingen den Nachteil, bei schwachem Wind wenig oder gar nicht wirksam zu sein und umgekehrt manchmal Stauungen bei starken Windstößen hervorzurufen. Die dynamischen Vorrichtungen haben natürlich den Nachteil, sofern sie vom Wind selbst angetrieben werden, bei Windstille nicht mehr wirksam zu sein. Bei starkem Wind dagegen haben sie den Nachteil, durchzugehen. Wenn sie von einem elektrischen Motor angetrieben werden, muß wiederum eine besonders wirksame Form entwickelt werden,um durch Verringerung der notwendigen Kraft einen guten Wirkungsgrad zu erreichen.

Außerdem haben die bekannten dynamischen Vorrichtungen besonders bei Schornsteinzügen den Nachteil, stark von den angesaugten heißen Gasen umhüllt zu sein, wodurch sie übermäßig erhitzt werden.

Die vorliegende Erfindung hat daher zum Ziel, diese Nachteile durch die Entwicklung besonderer Formen statischer Elemente zu vermeiden, die selber einen genügenden Unterdruck bei sehr verschiedenen Windgeschwindigkeiten und -richtungen garantieren; dieser Unterdruck kann gesteigert und reguliert werden durch .Verbindung dieser statischen Elemente mit dynamischen Drehelementer die nur wenig oder gar nicht mit den angesaugten heißen Gasen in Kontakt kommen und auf jeden Fall gründlich mit frischer Luft belüftet werden, so daß sie bei niedriger Temperatur gehalten werden können, was eine lange Lebensdauer garantiert.

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COPY ORIGINAL INSPECTED

Daher sind die statischen Elemente mit einer solchen Form versehen/ daß die Winde, denen sie ausgesetzt sind/ sie^ohne Windstöße zu verursachen/ umhüllen, was unterhalb der Vorderseite der dem Wind ausgesetzten Vorrichtung die Schaffung einer im wesentlichen konstanten Unterdruckzone ermöglicht, unabhängig von der Windrichtung und der Anordnung des behandelten Entlüftungs- oder Schornsteinrohrs. Was die dynamischen Elemente angeht, haben sie den Zweck, die von ihnen geschaffene Luftströmung durch einen Wind mit bestimmter Richtung zu ersetzen, der fähig ist/den notwendigen Unterdruck zusammen mit den genannten statischen Elementen laut oben beschriebenem Vorgang zu erzeugen, derart, daß der angestrebte Unterdruck, mit dem das Entlüftungs- oder Schornsteinrohr beaufschlagt werden soll, nicht direkt durch die genannten mechanischen Organe geschaffen wird, sondern durch Einwirkung des von den mechanischen Elementen produzierten Luftstroms auf die oben genannten statischen Elemente erzeugt wird.

Die beiliegenden Zeichnungen, die nur als Beispiel dienen sollen, verdeutlichen verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten des Gegenstands der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht unter Hervorhebung der statischen Elemente, welche Gegenstand der Erfindung bilden;

Fig. 2 eine schematische Aufsicht der dynamischen, verbunden mit den statischen, Elementen, und zwar in einer ersten Ausfuhrungsform nach vorliegender Erfindung, im Längsschnitt;

Fig. 3 eine schematische Ansicht der dynamischen, verbunden mit den statischen, Elementen in einer anderen Ausführungsform (im Längsschnitt) .

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Fig. 4 eine den Fig. 2 und 3 entsprechende Ansicht gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. 5 eine schematische Ansicht unter Hervorhebung

von solchen Elementen, die auf einen Mehrrohrschornstein montiert werden;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf das obere statische Element;

Fig. 7 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht eines Flügels der Spezialspiralturbine.

Gemäß Fig. 1 besteht das statische Hauptelement aus einem hohlen Kreisring 1, der sich am oberen Teil des zu behandelnden Rohrs 2 befindet. Die obere öffnungslippe des Kreisrings 1 ist vertikal in einer asymptotischen verbindenden Kurve 3 vom Kreisring 1 abgehoben.

Das derart geformte Element ist überhöht von einer Ablenkscheibe 4, die an ihrer Oberseite mit einer konzentrischen Kuppel 5 versehen ist. Diese Ablenkplatte 4, deren Durchmesser geringfügig größer ist, als der der öffnung des Kreisrings 1, befindet sich in einem solchen Abstand zur oberen öffnung dieses Kreisrings, daß der Flächenumfang zwischen der genannten oberen öffnung und der Ablenkscheibe 4 wenigstens gleich groß ist mit der Fläche der oberen öffnung des Kreisrings 1.

Bei einer derart ausgestatteten Anlage stellt man fest, daß ihre aerodynamische Durchschnittsleistung, d.h. ihr Verhalten bei ganz verschiedenen Windgeschwindigkeiten und -richtungen

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der Leistung bekannter statischer Vorrichtungen, besonders der der gewöhnlich verwendeten Kegel, überlegen ist.

Man stellt in der Tat fest, daß aufgrund dieser Verbindung die Ablenkscheibe 4 mit dem Kreisring 1, der mit einer abgehobenen Lippe 3 abschließt, der die Vorrichtung beaufschlagende Wind, unabhängig von seiner Richtung, die steigend oder fallend sein kann, siehe Pfeile A und B, abgelenkt wird, um den Kreisring 1 praktisch gleichmäßig zu umgeben, indem an seiner öffnung der gewünschte Unterdruck erzeugt wird. Dies gilt auch bei horizontalem Wind, der die Vorrichtung parallel zur Ablenkscheibe 4 im bekannten Zwischenraum zwischen dieser und der öffnung des Kreisrings 1 durchquert.

Aber man stellt fest, daß man den besten Unterdruck bei abwärtsgerichtetem Wind gemäß Pfeil B (Fig· 1) hat. Es ist daher vorgesehen, künstlich eine solche Luftströmung (Fig. 2) zu erzeugen, indem man die oben beschriebene Vorrichtung mit einem Ventilation organ versieht, das in der Lage ist, eine abwärtsgerichtete, die Vorrichtung umhüllende Luftströmung hervorzurufen. Zu diesem Zweck befindet sich über der Ablenkscheibe 4 ein Mehrblattpropeller 6, zentriert über der genannten Scheibe auf der Achse eines Motors 7 montiert, der wiederum darüber liegt. Man sieht, daß die Drehung dieses Propellers 6 eine abwärtsgerichtete Luftströmung erzeugt, die die Ablenkscheibe 4 gemäß den Pfeilen D1 und D2 umhüllt, den Kreisring 1 tangential beaufschlagt und seine obere öffnung somit in einer konischen Unterdruckζone umschließt. Man stellt ferner fest, daß die heißen Gase gemäß Pfeilen E1 und E2 angesaugt werden, ohne jemals mit dem dynamischen Element 6 in Berührung zu kommen. Und man sieht ferner, daß die Ablenkscheibe 4, die mit den heißen Gasen in Berührung kommt, außerdem an ihrer oberen Seite ständig einen frischen Luftstrom vom Propeller 6 zugeführt bekommt.

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Um den Wirkungsgrad des Systems zu verbessern und um es unabhängiger von den Außenwinden zu machen, wird der Propeller 6 innerhalb der Manschette 8 angetrieben, die einen offenen aerodynamischen Durchgang schafft, dessen untere Fläche in der Höhe der Ablenkscheibe 4 liegt. Das Ganze ist mit der Kuppel 9 Überdeckt, die einen größeren Durchmesser als die Manschette 8 hat, und die die vom Propeller 6 angesaugte Luft durch einen freigelassenen Raum zwischen dieser Kuppel und der Manschette eindringen läßt. Dies garantiert eine konstante Belüftung des Motors 7.

Man versteht daher, daß die vom Propeller 6 erzeugte, abwärtsgeri'chte'te Luftströmung an der Unterseite der Ablenkscheibe 4 eine Unterdruckζone erzeugt, mit der das Entlüftungsrohr beaufschlagt wird, das von der Vorrichtung überdeckt ist, ohne daß jemals die auf diese Weise angesaugten heißen Gase mit dem Ventilator noch mit dem Motor, der ihn antreibt, in Berührung kommen können, da der erhaltene Unterdruck nicht durch den Ventilator selbst, sondern durch die Luftströmung, die dieser erzeugt, eingeleitet wird.

Um den Wirkungsgrad dieser Vorrichtung noch weiter zu steigern, ist die Ablenkscheibe 4 vom ringförmigen Element 1 (Fig. 3) getrennt und mit dem Propeller 6 in einem bestimmten Abstand verbunden, wodurch sie gleichzeitig mit ihm, durch den Motor 7 angetrieben, rotieren kann. Außerdem ist die Unterfläche dieser selben Ablenkscheibe 4 mit kleinen Schaufeln versehen, die die Halbzylinderform einer Regenrinne annehmen können und somit eine Zentrifugalturbine 10 bilden. Daraus folgt, daß man bei Inrotationsetzen dieser beweglichen Einheit in dem zwischen dem Ausgang des aerodynamischen Durchgangs 8 und der oberen öffnung des Kreisrings 1 eingeschlossenen Bereich eine Luftströmung gemäß Pfeil F1 und F2 feststellt, hervorgerufen durch die dynamischen

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Elemente 4 und 6, die die Resultierende der senkrecht abwärtsgerichteten, durch den Propeller 6 erzeugten und der durch die Zentrifugalturbine 10 erzeugten horizontalen Luftströmung ist. Man versteht.daher, daß diese sich ergebende Luftströmung F1 und F2, die die Lippe 3 des Kreisrings und den Kreisring selbst umstreicht, in ihrem Inneren und im Rohr 2 den gewünschten Unterdruck erzeugt, der aufgrund der Turbine nur besser als der bisher geschaffene sein kann. Außerdem stellt man hier fest, daß der Propeller 6 und der Motor 7 von den heißen Gasen nicht erreicht werden können und außerdem ständig innerhalb der Kuppel 9 belüftet werden. Die Turbine 10, die als einziges Element mit den heißen Gasen in Berührung kommt, wird stark durch den oberen Luftström belüftet.

Der Wirkungsgrad kann noch mittels folgender Einrichtungen gesteigert werden, nämlich indem man die Zentrifugalturbine mit einer Windbremse in Form eines Käfigankers 11 verbindet, der an die Ablenkscheibe 4 montiert ist und von außen, ohne sie zu berühren, die obere Lippe 3 des Kreisrings 1 (Fig. 4) einschließt. Es versteht sich, daß in diesem Fall die durch das Zusammenwirken der Turbine 10 und der Windbremse 11 erzeugte Horizontalkomponente des Luftstroms höher als im vorhergehenden Fall ist. In diesem Fall kann ferner der Propeller 6 eine größere Leistung bringen, so daß der produzierte Luftstrom auch bei größerer Ausströmungsmenge die notwendige Ablenkung bewahrt, um den erstrebten Unterdruck im Rohr 2 zu garantieren. Außerdem kommt in diesem Fall zu dem durch auf diese Weise geschaffene senkrechte Luftströme induzierten Unterdruck der durch die Windbremse 11 geschaffene indirekte Unterdruck hinzu, der dank der Turbine 10 im Inneren derselben in einem beträchtlichen Verhältnis bis zu ihrem obersten Flansch gesteigert ist.

In jedem Fall ist die Ablenkscheibe 4 mechanisch mit dem Propeller 6 verbunden, welcher eine hohle horizontalgeöffnete Nabe 12 enthält, die die Scheibe 4 trägt und antreibt und

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gleichzeitig die thermische Brücke, die zwischen der genannten Scheibe 4 und der Antriebswelle 7 entstehen könnte, beseitigt und ein Maximum an Ventilation dieser Nabe garantiert.

Immer auf der Suche nach Verbesserung des Wirkungsgrades ist vorgesehen, daß die Schaufeln des Propellers 6 (Fig. 7) an ihrer Austrittskante mit einer Umbördelung 13 versehen werden können, mit dem Resultat, am Propeller 6 eine gewisse Zentrifugalwirkung zu schaffen, die dazu beiträgt, den von dem genannten Propeller erzeugten vertikalen Luftstrom abzulenken.

Eine solche Vorrichtung, unabhängig von ihrer Ausführungsweise, wird, um in verbundene Mehrrohrschornsteine eingebaut werden zu können, durch eine Zwischenmanschette 14 ergänzt, die zur Achse des Schornsteines versetzt ist, so daß man mehrere Apparate dieser gleichen Art versetzt anbringen kann, um eine Überlagerung bei zu eng nebeneinander verlaufenden verschiedenen, von jedem von ihnen verursachten Luftströmen zu vermeiden, was das gewünschte Ergebnis stören würde.

Schließlich, um die Instandhaltung solcher Vorrichtungen, besonders das Schornsteinfegen zu erleichtern, ist die Ablenkscheibe 4 im Falle einer statischen Vorrichtung mit einer öse 15 versehen, die eine freie Drehung der Scheibe 4 um eine ihrer Stützen 16 ermöglicht, ohne daß man die Schraube, die sie hält, ganz entfernen muß.'

Die Erfindung kann zur beschleunigten Entlüftung von Hausoder Industrieräumen einschließlich des Ablassens von ätzenden Gasen, die ebenfalls nicht mit den dynamischen Elementen der Vorrichtung in Berührung kommen, und zur Gewährleistung eines ordnungsgemäßen Zuges von Schornsteinen verwendet werden.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

f 1.!Vorrichtung zur Entlüftung von Räumen oder Schornsteinzügen, dadurch gekennzeichnet , daß sie an der oberen öffnung des Entlüftungs- oder Schornsteinrohrs (2) ein kreisförmiges, das Rohr umgebendes; und von ihm durchdrungenes Element (4) aufweist, dessen obere öffnung, die den gleichen Durchmesser wie das Rohr hat, an den Kreisring (1) bezüglich der Vertikalen in einer asymptotischen Kurve (3) angepaßt ist, und daß ein mit dem Kreisring (1) verbundenes Element (4)vorgesehen ist, das dafür sorgt, daß der Kreisring (1) von einer ihn tangierenden Luftströmung überstrichen wird, ohne daß Stauungen hervorgerufen werden, so daß ein Unterdruckkegel entsteht, in dessen Inneren sich die obere öffnung des genannten Kreisrings befindet, unabhängig von der Richtung der Luftströmung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem genannten Kreisring (1) verbundene Element eine Ablenkscheibe (4) mit einem geringfügig über dem der oberen öffnung des Kreisrings (1) liegenden Durchmesser ist und sich in solchem Abstand zu dieser öffnung befindet, daß der gesamte Flächenumfang zwischen der Ablenkscheibe (4) und der öffnung des Kreisrings (1) wenigstens gleich groß dem der genannten öffnung ist, wobei die Ablenkscheibe (4) von einer sphärischen Kuppel (5) geringer Höhe überdeckt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem genannten Kreisring (1) verbundene Element ein Ventilationselement, nämlich ein Propeller (6) ist, der durch einen darüberliegenden, elektrischen Motor (7) angetrieben ist und sich über der genannten Ablenkscheibe (4) befindet, auf die er eine vertikal abwärtsgerichtete Luftströmung leitet, die sie umhüllt uiid dadurch einen Luftkegel

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BAD ORIGINAL

erzeugt, der den Kreisring (1) außen tangiert, wobei sich ' das genannte Ventilationsorgan innerhalb einer Manschette (8) befindet, die die Rolle eines offenen aerodynamischen Durchgangs spielt, in dessen Ausgangshöhe sich die genannte Ablenkscheibe (4) befindet, und wobei alles zusammen von einez Kuppel (9) überdeckt ist, die die Zufuhr frischer Umgebungsluft ermöglicht, die die Ventilationsorgane versorgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkscheibe (4) gegenüber dem Kreisring (1) durch Drehung um ihre Achse beweglich ist, indem sie mit dem genannten Ventilationselement (6) verbunden und an ihrer unteren Seite in Form einer Zentrifugalturbine mit Schaufeln versehen ist, wobei ihre relative Position gegenüber der oberen öffnung des Kreisrings (1) unverändert bleibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ventilationselement (6) verbundene, an der unteren Seite entsprechend einer Zentrifugalturbine mit Schaufeln versehene Ablenkscheibe (4) an ihrer Außenseite die Schaufeln einer Windbremse in Form eines Käfigankers trägt, der die obere öffnung des genannten Kreisrings (1), ohne ihn zu berühren, frei umgibt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln einen kleinen Durchmesser und Halbzylinderform aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,daß das Ventilationselement, wie ein Propeller (< eine horizontal geöffnete, hohle Nabe (12) aufweist, die seine eigene Ventilation sicherstellt und die thermische Brücke zwiscl der Ablenkscheibe (4), die sie trägt, und der elektrischen Antriebswelle, mit der sie verbunden ist, unterbricht.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln des Propellers (6), der das Ventilationselement darstellt, an ihrer Austrittskante mit einer Umbördelung (13) versehen sind, was gleichzeitig einen gewissen Zentrifugalventilationseffekt hervorruft.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkscheibe (4), die in bezug auf den Kreisring (1) statisch ist, sich um dne seiner Stützen (16) drehen kann, um das Entlüftungsrohr (2) zu öffnen, indem sie in Höhe der anderen Stütze oder Stützen mit einer öse (15) versehen ist, die nach dem Losschrauben den Durchtritt der Befestigungsschraube erlaubt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels einer röhrenförmigen Manschette (14) , die zur Mittelebene der Schornsteine versetzt ist, auf die Schornsteine mit mehreren, aneinander angrenzenden Rohren montiert ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Gase gar nicht oder nur wenig mit den Ventilationselementen in Kontakt kommen, die den gewünschten, hauptsächlich durch den induzierten Effekt gewonnenen Unterdruck erzeugen, wobei diese Ventilationsorgane ständig der Zufuhr frischer Luft ausgesetzt sind.

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