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Titel: Rauchrohr und Verfahren zu seiner Herstellung
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Die Erfindung betrifft ein Rauchrohr aus Schamotte mit oberflächenbeschichtung,
insbesondere für mehrschalige Schornsteine, und hat ein Verfahren zur Herstellung
eines solchen Rauchrohres zum Gegenstand.
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FUr häusliche Feuerstätten werden in der Regel mehrschalige Schornsteine
verwendet, in welche die in den Öfen, Heizkesseln od. dgl. bei Feuerungen anfallenden
Rauchgase eingeleitet werden und übers Dach ins Freie entweichen.
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Beim Betrieb als Warmsohornstein werden die Rauchgase mit einer so
hohen Temperatur eingeleitet, daß im Schornstein der Taupunkt nicht unterschritten
wird. Die Abgase haben dann beim Verlassen des Schornsteines noch eine Temperatur
von ca. 2000 C, so daß erhebliche Energiemengen verlorengehen.
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U Energie zu sparen, ist ets wichtig, auch den Wärmeinhalt der Abgase
weitgehend zu nutzen und die in den Feuerungen anfallenden heißen Abgase in nachgeschalteten
Heizflächen oder geeigneten Wärmetauschern auf niedrigere Temperaturen abzukühlen
und sie erst dann in den Schornstein zu entlassein. Hierbei besteht Jedoch die Schwierigkeit,
daß im Schornstein der Taupunkt fur das Abgasgemisch unterschritten wird und die
Abgase sich noch vor der Rundung des Schornsteines in eine gasförmige und in eine
flüssige Phase trennen. Der
Schornstein muß dann als Kaltschornstein
betrieben werden, bei dem nur die gasförmigen Bestandtelle am Schornsteinkopf ins
Freie entweichen, wahrend die fliissigen Bestandteile im Schornstein zurückbleiben.
Diese schlagen sich an der Innenwandung des Schornsteinrohres nieder und fließen
an dieser entlang zur tiefsten Stelle des Schornsteines, wo sie aufgefangen und
abgeführt werden müssen, Die durch Taupunktunterachritung abgeschiedenen flüssigen
Bestandteile der Abgase, die in beträchtlichen Mengen anfallen, enthalten unter
anderem Salzsäure, Sühwefelsäure, schweflige Säure und Salpetersäure und sind deshalb
außerordentlich aggressiv. Sie zerstören sehr rasch alle bisher bekannten, für Schornsteine
verwendeten Materialien.
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Um einen höheren Widerstand gegen diese aggressiven Flüssigkeiten
zu schaffen, die aus den Abgasen, insbesondere von Gasfeuerungen, abgeschieden werden,
sind innenglasierte Schamotterohre in Gebrauch. Diese glasierten Schamotterohre
haben zwar zunächst eine geschlossene Oberfläche, im Betrieb des Schornsteines sind
die Rohre jedoch wechselnden Warmespannungen unterworfen, die zu Rissen in der Glasur
fuhren, in welche Feuchtigkeit eingesogen werden kann, welche die Bestandteile mit
sich führt, die aus den Abgasen abgeschieden worden sind.
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Das in den Scherben über das Rissenetz hinter die Glasurschicht eingedrungene
Medium breitet sich dort flächenmäßig aus und kann bei Warmbeaufschlagung zu DampfdrUcken
fuhren, die die Glasur ab sprengen können. Je nach Menge und Art können die in den
Scherben eingedrungenen Säuren dort Salze bilden, welche den Scherben sprengen und
die Glasur abplatzen lassen, so daß nach gewisser Zeit das Rauchrohr auf großen
Teilen seiner Länge ungeschützt dem Angriff der aus dem Rauchgas abgeschiedenen
Flüssigkeit ausgesetzt ist. Außerdem durchfeuchtet der Schornstein im Laufe der
Zeit mehr und mehr, wodurch seine Wärmednmmung verlorengeht, Versottungen eintreten
können und der Taupunkt auch bei höheren Abgastemperaturen schon im unteren Teil
des Schornateines unterschritten wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rauchrohr aus Schamotte zu schafen,
das auch unter Einwirkung von säurehaltigen Gasen und Flüssigkeiten im Schornstein
die Wärmedämmfähigkeit erhält, weder morsch noch brüchig wird, und Abplatzungen
und Säure- und Salzkonzentrationen entgegenwirkt.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Oberflächenbeschichtung
eine Oberflächenversiegelung ist, die auf der Innenfläche des Rauchrohres angeordnet
ist und von einer feuerversiegelten keramischen Masse gebildet wird, deren Mineralbestandteile
im wesentlichen aus Illit bestehen.
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Mit einer derartigen Oberflächenversiegelung wird erreicht, daß die
Innenfläche des Rohres dichter und glatter wird. Der Uberzug ist jedoch nicht starr
wie eine Glasur, sondern bildet gleichsam einen Schuppenpanzer, dessen Schuppen
den Bewegungen des Schcbens folgen können, wenn sich das Rohr unter dem Einfluß
wechselnder Temperaturen verformt, d,h, ausdehnt und zusammenzieht. Die Innenfläche
des Rohres wird durch diese Feuerversiegelung nach der Erfindung zwar geschützt,
und sich bildende Flüssigkeit kann den schuppigen Ueberzug entlang nach unten fließen,
der Scherben ist Jedoch nicht hermetisch abgeschlossen und bleibt atmungsaktiv.
Die Feinporigkeit der keramischen Feuerversiegelung verhindert, daß Feuchtigkeit
in schädlicher Konzentration in den Scherben eindringt. Dies hat den Vorteil, daß
nur eine Oberflächenfeuchtigkeit entsteht, die wieder ins Innere des Rauchkanals
zurück entweichen und abgeführt werden kann, beispielsweise dann, wenn Nebenluft
in den Schornstein geleitet wird, welche den Rauchkanal austrocknen soll. Die Innenfläche
des Rauchrohres bleibt also atmungsaktiv, so daß der Scherben eingedrungene Feuchtigkeit
ins Innere des Schornsteines abgibt und diese nicht nach außen in die Isolierung
und in das Mantelrohr eindringt, welche das Innenrohr umgebene
Der
für die Feuerversiegelung verwendete Illit, der Quarz, Tonerde, Farboxyde, Erdalkalien
und Alkalien enthält, zeichnet sich durch eine kristalline Struktur aus und bildet
sehr kleine Kristalle, die in der kolloidalen Größenordnung bleiben und kleine Plättchen
bilden, die bei der Herstellung der Rauchrohre erhalten bleiben sollen. Um dies
zu erreichen, wird bei dem Verfahren nach der Erfindung so vorgegangen, daß zunächst
das Rohr aus Ton und ggf. mit geeigneten Beimengungen geformt, danach die keramische
Versiegelungsmasse auf die Innenfläche des Rohres aufgespritzt und schließlich das
Rohr derart zu einem Schamotterohr gebrannt wird, daß die Versiegelungsmasse an
der Rohrinnenfläche ansintert, jedoch nicht zu einer geschlossenen Oberfläche verglast.
Damit sich beim Auftragen die Kristallplättchen des Illit in einer Richtung auf
dem Rohrscherben ordnen und sich dort wie Schuppen übereinanderlegen, an denen die
sich im Schornstein bildende Flüssigkeit entlangfließen kann, ist es zweckmäßig,
wenn die keramische Masse in das Rohr in Richtung von dessen oberem Ende zu dessen
unterem Ende hin eingespritzt wird. Die keramische Versiegelungsmasse bildet dann
gleichsam wie Dachziegel übereinandergreifende Schuppen, welche sich mit der Innenwandung
des Rohres beim Brennen verbinden, jedoch nicht zu einer glasigen Fläche zusammenlaufen.
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Beim Aufspritzen der keramischen Beschichtungsmasse wird zweckmäßig
so vorgegangen, daß die Mineralbestandteile der keramischen Masse in einer Flüssigkeit,
insbesondere in Wasser, zu einer Suspension aufgeschwemmt werden, die dann in fein
verteilter Form auf die Innenwandung des Rohres gespritzt wird.
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Der Brand erfolgt dann in an sich bekannter Weise bei einer Temperatur
zwischen 8000 und 1.1000 C.
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Weitere merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und der Zeichnung in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
an einem Beispiel näher erläutert wird. Es zeigt: Fig. 1 ein Rauchrohr nach dem
Formen und vor dem Brennen beim Aufspritzen der keramischen Versiegelungsmasse in
einer perspektivischen Darstellung und Fig. 2 einen mit Rauchrohren nach der ErSindung
aufgebauten mehrschaligen Kaltschornstein fUr häusliche FeuerstEtten in einem vertikalen
iängsschnitt.
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In Fig. 2 ist mit 10 ein dreischaliger Kaltschornstein bezeichnet,
der auf einem Fundament 11 steht und aus einem äußeren Mantelrohr 12 und aus einem
inneren Rauchrohr 13 besteht. Zwischen dem Mantelrohr 12 und dem Rauchrohr 13 befindet
sich ein ringförmiger Zwischenraum, der mit einer Isolierung 14 ausgefüllt ist,
die beispielsweise aus Perlit, Glaswolle oder Steinwolle bestehen kann0 Das Mantelrohr
12 besteht aus mehreren, übereinandergesetzten Mantelsteinen aus Bimsbeton, Ziegelsplittbeton
oder anderen geeigneten druckfesten Werkstoffen0 Das Rauchrohr 13 ist aus mehreren
Rauchrohrschüssen zusammengesetzt, von denen in Fig. 1 ein Rauchrohrschuß dargestellt
ist.
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Am unteren Ende des Schornsteines 10 stehen Rauchrohr 13 und Isolierung
14 auf einem Betonsockel 16 auf. Der am oberen Ende des Schornsteines 10 angeordnete
Schornsteinkopf 17 ist mit einer Kragplatte 18 an dem hier nicht näher dargestellten
Bauwerk gelagert, für den der Schornstein bestimmt ist. Der Schornsteinkopf 17 ist
mit einer Abdeckplatte
18 abgedeckt, unter der ein Dehnungsfugenblech
19 angeordnet ist, dessen innerer Rand 20 den oberen Rand des Rauchrohres 13 übergreift.
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Man erkennt aus Fig. 2, daß das Rauchrohr 13 an seinem unteren Ende
eine Sammeltasse 21 bildet, die mit einer zentrischen Öffnung 22 in ein Abflußrohr
23 munde, das im Sockel 16 angeordnet ist und die sich aus den Rauchgasen an der
Innenfläche 24 des Rauchrohres 13 aus den Rauchgasen niederschlagende Flüssigkeit
ab abfuhrt.
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Der Schornstein hat ferner noch eine obere Reinigungsöffnung 25, eine
untere Reinigungsöffnung 26 und Rauchrohranschlüsse der Feuerungsstätten, von denen
in Fig.
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2 nur ein Rauchrohranschluß 27 dargestellt ist.
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Wie bereits oben erwähnt, ist das Rauchrohr 13 aus mehreren Rohrschüssen
zusammengesetzt, die übereinandergestellt sind und von denen 3eder an seiner oberen
Stirnfläche 15 eine umlaufende Leiste 28 und an seiner unteren Stirnfläche 29 eine
der Leiste entsprechende Ringnut aufweist, in die die Leiste des darunter angeordneten
Rohrschusses eingreifen kann, die Jedoch in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.
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Das Rauchrohr 13, das auch als durchgehendes Rohr ausgebildet oder
aus stockwerkhohen Rohrteilen zusammengesetzt sein kann, hat an seiner Innenfläche
24 eine Oberflächenversiegelung 30 aus einer feuerbeständigen keramischen Masse,
die im wesentlichen aus Illit besteht.
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Die Mineralbestandteile dieser keramischen Nasse NUr die Oberflächenversiegelung
30 hat folgende Zusammensetzung: Quarz (SiO2) 50 - 52 Gew. % Tonerde (Al2O3) 20
- 21 Gew. %
Farboxyde (Fe203, TiO2, MgO, MnO2) 0 - 20 Gew. % Erdalkalien
(CaO) 0 - 3 Gew. % Alkalien (K2O, Na2O) 4 - 5,5 Gew. % Bei der Herstellung des Rauchrohres
13 bzw. der einzelnen Rchrscbtisse dieses Rauchrohres wird nach der Erfindung so
vorgegangen, daß zunächst das Rohr bzw. die einzelnen Rohrsohüsse aus Ton geformt
und danach die keramische Besohichtungssasse auf die Innenfläche 24 des Rohres aufgespritzt
wird. Hierzu bedient man sich zweckmäßig einer Sprühlanze 31, die an ihrem unteren
Ende eine DUse 32 aufweist, durch die die keramische Versiegelungsmasse in fein
verteilter Form rings auf die Innenwandung 24 aufgespruht werden kann. Die Mineralbestandteile
des Illit werden vor dem Auftragen mit Wasser zu einer dünnflüssigen Suspension
aufgeschlämmt, die dann in einem feinen Sprühnebel auf die Innenfläche 24 des Rauchrohres
13 aufgespruht wird. Hierbei ist es wichtig, daß die keramische Masse in das zu
beschichtende Rauchrohr 13 in Richtung von dessen oberem Ende 15 zu dessen unterem
Ende 29 hin eingespritzt wird, damit sich die kristallinen Schuppen des Illit in
längsrichtung des Rohres übereinanderlegen und auch sich etwa bildende Tropfen später
so an der Innenwand ansintern, daß sie die sich niederschlagende Feuchtigkeit nach
unten abtropfen lassen.
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Das so behandelte, oberflächenversiegelte Rauchrohr 13 wird bei einer
Temperatur zwischen 8000 und 101000 C gebrannt. Die Brenntemperatur hängt von der
Art des verwendeten Materials ab, soll/jedoch nicht so hoch sein, daß die keramische
Versiegelungsmasse auf der Innenfläche des Tonrohres verglast.
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Die Erfindung ist nicht auf di. dargestellte Ausführungsform beschränkt,
Das Rauchrohr kann Jeden üblichen Querschnitt haben, insbesondere auch rund oder
quadratisch sein, wie dies bei iehrsohaligen Schornsteinen üblich ist. Ferner ist
es auch möglich, mit den Rauchrohren nach der Erfindung zweischalige oder auch sogar
einschalige Schornsteine aufzubauen. Ferner eignen sich die nach der Erfindung hergestellten
Rauchrohre nicht nur zus Abfuhren von Rauchgasen aus Feuerungen, sondern auch zu
Ableiten von aggressiven Abgasen aus chemischen Reaktionsprozessen oder anderen
industriellen Fertigungen.