DE8208903U1

DE8208903U1 - Mehrschaliger schornstein

Info

Publication number: DE8208903U1
Application number: DE19828208903U
Authority: DE
Original assignee: Schiedel GmbH and Co
Current assignee: Schiedel GmbH and Co
Priority date: 1981-03-30
Filing date: 1982-03-29
Publication date: 1982-10-21
Also published as: DE3211536A1; FR2502745A1; YU44727B; CH658096A5; US4545293A; BE892653A; IT8267411A0; YU148184A; YU69882A; CH666077A5; NL8201319A; FR2502745B1; DE3211536C2; AT398106B; IT1191180B; DE8208909U1; ATA148581A

Description

• · IiU

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrschaligen Schornstein gemäß der Gattung von Anspruch 1. Derartige mehrschalige Schornsteine bzw., was mit der Erfindung auch umfaßt werden soll, entsprechende Schornsteinfertigteile sind beispielsweise bereits aus der DE-PS 19 22 389 bekannt.

Aufgrund unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften der einzelnen Schalen der Schornsteine bzw. der sie aufbauenden Fertigteile kann es zu Taupunktunterschreitungen innerhalb des Schornsteins kommen, was als Folge zu Durchfeuchtungsund Versottungserscheinungen und damit verbunden zu einer Verminderung der Wärmedämmwirkung führen kann. Diese nachteiligen Erscheinungen werden noch durch die vom Wasserdampf mitgeführten aggressiven Bestandteile der Rauchgase, insbesondere SO, und SO₃ und verschiedene Kohlenwasserwasserstoffe, verstärkt. Bei Kondensation kommt es dabei beispielsweise zur Niederschlagung von schwefeliger Säure oder Schwefelsäure.

Bei dem genannten gattungsgemäßen Schornstein wird derartigen Auswirkungen durch eine Dampfdiffusionsdämmschicht entgegengewirkt, welche verhindern soll, daß Feuchtigkeit und mitgeführte aggressive Bestandteile radial außerhalb der Dampfdiffusionsdämmschicht gelangen, sondern möglichst in dem radial inneren Kernbereich des Schornsteins gehalten werden, in welchem es noch nicht zu Taupunktunterschreitungen kommt. Die hierfür erforderlichen Maßnahmen sind jedoch recht aufwendig hinsichtlich Material- und Konstruktionsaufwand und auch bei Verwendung vieler Dämmateralien alterungsanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen alternativen

Lösungsweg zur Beherrschung der erwähnten Durchfeuchtungs- bzw. Versottungserscheinungen aufzuzeigen, welcher mit kleinem technischem Aufwand realisierbar ist und wenig alterungsanfällig ist.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen mehrschaligen Schornstein gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst.

Im Rahmen der Erfindung wird eine Möglichkeit geschaffen, anfallende Feuchtigkeit und mitgeführte aggressive Bestandteile dynamisch auf ein praktisch unschädliches Maß in den

( durch Taupunktunterschreitung gefährdeten Bereichen herabzusetzen, indem auftretende Feuchtigkeit im gasförmigen oder flüssigen Aggregatszustand mitsamt ihren aggressiven Bestandteilen durch einen vom Rauchgas unabhängigen, aber durch den Schornstein selbst geführten Belüftungsgasstrom abgeführt wird. Als Belüftungsgas kann in besonders einfacher Weise Luft dienen. Konstruktiv ist nicht mehr der Aufbau einer besonderen Schale erforderlich, ja es sind sogar überhaupt besondere Bauelemente außerhalb derer, die als Grundmaterial sowieso schon für den Aufbau des Schornsteins Verwendung finden, entbehrlich. Zur Schaffung der Strömungswege muß lediglich der beteiligten Schale bzw. den beteiligten Schalen eine bestimmte Formgebung

^ verliehen werden oder gar im Grenzfall nur eine schon vorhandene Formgebung dieser Schornsteinelemente in neuartiger Weise zum Anschluß an Eingang und Ausgang eines Belüftungsstromes ausgenutzt werden.

Der erfindungsgemäße Schornstein bietet die Möglichkeit, einerseits durch entsprechende Dimensionierung der Strömungswege und deren Verteilung innerhalb des Schornsteins, ferner durch Bemessung der Ein- und Austrittsöffnungen des Belüftungsgases und schließlich durch Aufprägung bestimmter Randbedingungen des Belüftungsgases, wie Druck, Temperatur und gegebenenfalls auch physikalische und chemische Zu-

sammensetzung eine Anpassung an sehr unterschiedliche Betriebsverhältnisse des Schornsteins erreichen zu können. Dabei sind sogar solche Betriebszustände beherrschbar, bei denen bereits innerhalb des Innenrohres des Schornsteins Taupunktunterschreitungen stattfinden.

Gemäß Anspruch 2 kann bereits die radial innerste Schale, das Innenrohr, Träger von Strömungswegen für das Belüftungsgas sein. Dies bietet den Vorteil,, die Feuchtigkeit im Rauchgas bereits an der Quelle ihrer Auswirkung im Schornstein bekämpfen zu können. Die Zuführung des Belüftungsgases in das Innenrohr kann entweder an dessen Stirnseite, z.B. durch einen Aufstandssockel, erfolgen oder durch mindestens eine seitliche Anzapfung. Entsprechendes gilt für die Abführung, gegebenenfalls in besonders konstruierten Schornsteinkopfstücken.

Anspruch 3 gibt eine Möglichkeit an, den Strömungsweg zwischen dem Innenrohr und der Wärmedämmschicht zu führen und hierzu Führungskanäle an der Außenfläche des Innenrohres auszubilden. Die Vorsprünge und Vertiefungen können dabei verschiedene geometrische geradlinig begrenzte oder mehr oder minder abgerundete Gestalt haben, so daß sich beispielsweise eine Umfangswellung, abwechselnde Stege oder Nuten oder verschieden gestaltete Verrippungen ergeben. Entsprechende Gestaltungen sind gemäß Anspruch 4, 5 und 9 auch an der radial inneren und an der radial äußeren Fläche der Wärmedämmschicht und an der radial inneren Fläche der Ummantelung möglich. Man kann daran denken, derartige Umfangsprofilierungen auch an beiden einander zugewandten Grenzflächen benachbarter Schichten vorzusehen. Meistens dürfte es ausreichen, derartige Profilierungen nur an einer Schicht vorzusehen und so den Formgebungsaufwand weiter zu reduzieren. Es ist dabei nicht unbedingt erforderlich, ja gar nicht immer anstrebenswert, daß die einzelnen über den Umfang des Schornsteins verteilten Strömungswege von-

einander getrennt sjjicl. Vielmehr können sie durchaus in ümfangsrichtung mehr oder minder kurzgeschlossen sein, beispielsweise infolge eines zwischen benachbarten Schalen bestehenden Radialspiel;?. Man kann auf derartige Profilierungen gegebenenfalls sogar ganz dann verzichten, wenn ein hinreichend großes Radialspiel zwischen benachbarten Schichten vorhanden ist.

Im Falle der Wärmedämmschicht können die Vorsprünge und Vertiefungen am Umfang besonders einfach nach Anspruch 6 von geöffneten Schlitzen an gebogenen geschlitzten Wärmedämmplatten gebildet sein, die beispielsweise so geformt sind, wie es die deutsche Auslegeschrift 21 18 046 zeigt.

Die Strömungswege können aber auch gemäß Anspruch 7 innerhalb der Wärmedämmschicht von unten nach oben verlaufen. Neben einer bekannten Möglichkeit, hierzu die Wärmedämmschicht mit inneren Kanälen zu versehen, kann man besonders vorteilhaft auch nach Anspruch 8 die Porosität der Wärmedämmschicht selbst als freie Querschnitte der Strömungswege verwenden.

Schließlich kann man auch nach den Ansprüchen 10 bis 17 aufsteigende Strömungswege innerhalb der Ummantelung für die Erfindung mit nutzbar machen. Es ist zwar bekannt (DE-OS 18 16 975) , bei Mantelsteinen für gattungsgemäße mehrschalige Schornsteine aus Schornsteinfertigteilen vertikale Schächte in der Ummantelung als Belüftungskanäle, Kabelschächte u. dgl. zu verwenden. Solche Zusatzschächte für Belüftungszwecke dienen bisher als Luftanschlüsse für Sanitärräume, Heizungsräume o. dgl., nicht jedoch zur Belüftung des von der Ummantelung des Schornsteins umgebenen Schornsteininnenraumes. Abgesehen davon, daß sich solche Zusatzschächte nicht über den ganzen Umfang des Schornsteins erstrecken, haben sie aufgrund ihrer Anordnung und Wandungsausbildung auch keine praktisch nutzbare Funktion zur Entfernung von mit dem Rauchgas in den gattungsgemäßen Schornstein eingedrungener Feuchtigkeit. Hierzu ist es vielmehr erforderlich, daß die Strömungswege in der Ummantelung mindestens diffusionsmäßig hinrei-

• · I 1 I *

chend an den radial innenliegenden Bereich des Schornsteins angekoppelt
sind. Dies ist nach Anspruch 10 etwa durch dampfdif fusionsdurchgängige
Wandbereiche der Uitmantelung erfüllt und noch in stärkerem Maße gegeben,
wenn gemäß den Ansprüchen 11 bis 17 offene Durchbrüche radial nach innen
vorhanden sind.

Besonders gefährdet durch Feuchtigkeitsbeladung ist die Wärmedämmschicht,

schon wegen Verminderung der Wärmedämmwirkung. Die Erfindung kann es jedoch

zulassen, daß die Feuchtigkeit in die Wärmedämmschicht eintritt, ja durch f diese sogar radial hindurchtritt, wenn eine ständige Abführung von Feuch- 'i tigkeit innerhalb der Unroantelung erfolgt und so die Feuchtigkeit sich in i der Wärmedämmschicht nicht über ein erträgliches Maß hinaus akkumulieren

kann. . /

Eine Belüftung einer Wärmedämmschicht eines Schornsteins ist an sich bei I einem gattungsfernen zweischaligen Schornstein bekannt (US-PS 2 446 729), _; bei dem Lüftungskanäle eine zugleich als Wärmedämmung dienende Ummantelung
durchziehen. ?

Formtechnisch am einfachsten herstellbar sind die Durchbrüche als vertikale : Schlitze (Anspruch 12). Die beste Ankopplung an den radial innen liegenden | Raum des Schornsteins erhält man dann nach Anspruch 13 unter Verwendung 'J relativ breiter Schlitze. Diese können jedoch die Abstützung der Wärmedämmschicht beeinträchtigen, so daß insbesondere bei in sich nicht sehr ,;: stabilen Wärmedaninschichten engere Ausbildungen vorzuziehen sind (Anspruch j 14). Im Bedarfsfall kann laan die vertikalen Schlitze in den Strömungsweg ' mit einbeziehen (Anspruch 15), man Kann sie jedoch auch nur mit be- \ schränkter Höhe intervallweise vorsehen, z.B. den jeweiligen Fertigteilen | zugeordnet, und so beispielsweise größere Umfangsstabilität in der Um- | mantelung gewinnen. Wenn Besorgnis bezüglich der Tragfähigkeit der Umman- | telung besteht, kann man auch horizontale Schlitze vorsehen (Anspruch 16). | Diese können formtechnisch besonders einfach nach Anspruch 17 gewonnen | werden. |

Es ist an sich bekannt, Mantel steine von Schornsteinen rechteckig bzw.
quadratisch auszubilden und in den Eckenbereichen Hohlräume auszusparen,
die im allgemeinen an einer Stirnseite abgeschlossen sind. Entsprechend
kann man bei einer polygonalen Urrmantelung die Strömungswege in deren.

-s-

ausbilden (Anspruch 18). Freien Querschnitt für Strömungswege zwischen benachbarten Schalen erhält man auch dann, wenn nach Anspruch 20 im großen eine unterschiedliche Formgebung besteht, so daß eine zusätzliche Profilierung im kleinen im Sinne der früher erörterten Vorsprünge und Vertiefungen nicht mehr erforderlich ist. Dies ist beispielsweise dann gegeben, wenn ein quadratisches Innenrohr in einer runden oder länglich gerundeten Wärmedämmschicht angeordnet ist oder wiederum diese in einer rechteckigen bzw. quadratischen Ummantelung angeordnet ist.

Es ist sehr zweckmäßig, die Strömungswege mit vertikaler Erstreckung vorzusehen, um den thermischen Auftrieb des Belüftungsgases für dessen Transport nutzbar zu machen. Dabei kann jedoch die vertikale Erstreckung der Strömungswege eine Neigungskomponente in Umfangsrichtung des Schornsteins haben (21), um auf demselben Weg größere Flächenbereiche bei der Abführung von Feuchtigkeit erfassen zu können. In Frage kommt beispielsweise eine wendeiförmige Strömungswegführung.

Es ist nicht erforderlich, daß die Strömungswege jeweils einer bestimmten Schale oder einer bestimmten Grenzfläche zwischen zwei Schalen zugewiesen sind. Die Strömungswege können beispielsweise auch zugleich in mehreren Schalen und/oder Grenzflächen zwischen Schalen parallel verlaufen. Man kann aber auch nach Anspruch 22 sogar die Strömungswege längs des Schornsteines zwischen verschiedenen Schalen wechseln lassen, sei es beispielsweise zwischen der Wärmedämmschicht und dem Außenmantel oder der Wärmedämmschicht und dem Innenrohr oder gar zur Zuführung von Belüftungsgas zum Innenrohr durch die Ummantelung und die Wärmedämmschicht hindurch. Hierzu kann man in bevorzugter Weise sogar Strömungswegen, die innerhalb des Innenrohres verlaufen, Belüftungsgas intervallweise am Umfang aus der mit Belüftungsgas erfüllten und/oder vom Belüftungsgas umströmten Wärmedämmschicht intermittierend zuführen. Konstruktiv kann dann innerhalb des Schornsteins das Innenrohr in

bestimmten Abständen übereinander mit Eingangsöffnungen für das Belüftungsgas versehen sein. Man kann aber auch den Wechsel zwischen verschiedenen Schalen dazu nutzen, daß man in der einen Schale gewisse vertikale Längenabschnitte mit geringerem Strömungswiderstand vorsieht und so als Überbrückungsstrecken von Bereichen relativ hohen Strömungswiderstandes benachbarter Schalen verwendet. Beispielsweise kann man in der Ummantelung freie vertikale Querschnitte vorsehen, die jeweils pro Formteil stirnseitig abgeschlossen sind und eine überbrückung der Abschnitte in der Ummantelung entweder über die Porosität der Wärmedämmschicht, vorhandene Radialspielbereiche oder Umfangsprofilierungen der betreffenden Grenzschicht erreichen. Ein Vorteil besteht einmal in größerer Stabilität des mit nicht vertikal durchlaufenden Kanälen versehenen Schalenelements. Im Falle der Ummantelung kann man dabeiAuf t rags flächen für Mörtel gewinnen, ohne daß dann die Gefahr besteht, daß Mörtel in die Belüftungskanäle hineinfällt. Wenn man die Porosität der Wärmedämmschicht zur Verbindung verwendet (Anspruch 22) kann man dabei einerseits in diesen Anschlußbereichen die Wärmedämmschicht sogar eng an die Ummantelung anlegen und auch dort eine Sperre gegen Hereinfall von Mörtel bilden und andererseits sogar solche Materialien bzw. mikroskopische Formen von Wärmedämmschichten zur Führung des Belüftungsgases wenigstens intervallweise nutzbar machen, deren Strömungswiderstand sonst zu hoch wäre, um über die ganze Höhe des Schornsteines als Strömungsweg für das Belüftungsgas mit hinreichender Effizienz dienen zu können.

Eine Einstelleinrichtung für den Massenstrom des Belüftungsgases (Anspruch 24) läßt es zu, bei Änderung der Betriebsverhältnisse der Heizungsanlage jeweils neu einen optimalen Kompromiß zwischen maximaler Feuchtigkeitsabführung und minimaler Abkühlung des Schornsteins einstellen zu können. Diese Einstelleinrichtung kann selbsttätig steuerbar sein (Anspruch 25). Als Stellgröße bietet sich insbesondere die Temperatur,

oder alternativ die Feuchtigkeit, des austretenden Belüftungsgases an, wobei man gegebenenfalls auch über ein Programm beide Meßgrößen zu einer gemeinsamen Stellgröße kombinieren kann.

Das zur Einstellung des Massenstroms dienende Ventil kann besonders einfach als Klappe ausgebildet sein (Anspruch 26).

Manchmal reicht der thermische Auftrieb nicht zur Förderung des Belüftungsgases aus. Dann kann man ein Gebläse verwenden (Anspruch 27), das bedarfsweise am Eingang und/oder am Aus- ; gang des Strömungsweges anzuordnen ist. Meist wird man aller-

V dings anstreben, allein unter thermischem Auftrieb zu arbeiten ■ (Anspruch 2 8).

Vorteilhaft wird eine Vorwärmeinrichtung für das Belüftungsgas verwendet (Anspruch 29). Diese erhöht nicht nur den
thermischen Auftrieb, sondern auch die Feuchtigkeitsaufnahmekapazität des Belüftungsgases. Ferner besteht dadurch die Möglichkeit, bei Beaufschlagung insbesondere des Innenrohres mit Belüftungsgas unerwünschte Abkühlungen zu vermeiden. Zur Vorwärmung kann man in bequemer Weise durch Wärmetausch das in den Schornstein eintretende Rauchgas selbst verwenden, vorzugsweise durch einen mit dem Anschlußrohr des Schornsteins für das Abgas zusammenwirkenden Wärmetauscher.

In vielen Fällen wird man die Strömungswege im wesentlichen ■; über die gesamte Schornsteinhöhe leiten (Anspruch 30) , wenn

von vorneherein mit großem Feuchtigkeitsanfall in unteren
■ Schornsteinbereichen zu rechnen ist. Dies gilt insbesondere

bei modernen Heizkesseln mit niedriger Abgastemperatur. Man £■ kann aber auch die Strömungswege nur über einen Teilbereich :| des Schornsteins leiten, insbesondere nur über einen oberen % Abschnitt des Schornsteins (Anspruch 31), wo das sich im
Schornstein abkühlende Rauchgas zunehmend kalter wird. Dies 'L gilt beispielsweise dann, wenn der Schornstein durch ein
5ί kaltes Dachgeschoß geführt wird.

·· im

■·· « 1 « « aiii

In vielen Fällen wird es jedoch zweckmäßig sein, abschnittsweise J

über die Höhe des Schornsteins unterschiedliche Belüftungszonen y„

zu schaffen (Anspruch 23) , beispielsweise um bereits mit Feuchtig- ;. keit beladene Belüftungsluft durch frische Luft zu ersetzen.

Die erfindungsgemäßen Belüftungsstromwege können auch eingesetzt werden, wenn man von der Verwendung von Dampfdiffusionsdämmschichten nicht absehen will (Anspruch 33, 34). Dann kann man es in Kauf nehmen, wenn derartige Dampfdiffusionsdämmschichten noch gewisse Durchlässigkeit haben und die entsprechenden Massenströme der Belüftung geringer wählen. Schließlich kann man die Erfindung aber auch sogar zur Sanierung von bereits mit gealterten oder nicht ordnungsgemäß eingebauten Dampfdiffusionsdämmschichten versehenen Schornsteinen verwenden, jedenfalls dann, wenn die schon vorhandene innere Geometrie des Schornsteines den Anschluß von Belüftungsstromkreisen erlaubt. Ebenso kann man die Erfindung auch zur nachträglichen Sanierung von Schornsteinen ohne Dampfdiffusionsdämmschicht in gleicher Weise verwenden.

Eine Kurzschließung der Strömungswege in ümfangsrichtung (Anspruch 35) ist nicht nur zur besseren Verteilung des Belüftungsgases innerhalb des Schornsteins vorteilhaft, sonderen auch da- ; zu, um etwa entstandene, den Durchgang des Belüftungsgases verhindernde Verschlüsse umgehen zu können. Außerdem kann man dabei eine größere Montagefreiheit bezüglich der Winkelausrichtung von den Schornstein aufbauenden Fertigteilen gewinnen. Auch wird die Möglichkeit geschaffen, dann, wenn der innere Aufbau des Schornsteines einer selbsttätigen Verteilung des Belüftungsgases im Schornstein entgegensteht, im Einlaß-und im Auslaßbereich des Belüftungsgases mit einem an einer einzigen Umfangsstelle angeordneten Anschluß auszukommen (Anspruch 36). Man ist dann auch nicht mehr daran gebunden, etwa die Umfangslage des Einlasses und des Auslasses relativ zueinander zu koordinieren und kann daher am Fuß des Schornsteins und in höheren Bereichen, etwa an einem Kopfstück die Anschlüsse in

10 -

unterschiedlicher Umfangsrichtung anordnen. Man kann sogar eine diametrale Anordnung von Einlaß und Auslaß dam, wenn keine Kurzschlüsse in umfangsrichtung vorhanden sind, aber die innere Geometrie des Schornsteins eine Verteilung des Belüftungsgases schließlich über den ganzen Schornsteinquerschnitt zuläßt, dazu nutzbar machen, daß man den Strömungsweg von einer Umfangsstelle zwangsweise zur anderen Umfangsstelle, ja besonders günstig der diagonal gegenüberliegenden Umfangsstelle, führt (Anspruch 37).

Hydrophobiertes Material, insbesondere hydrophobierte Mineralfasern, sind an sich bekannt und auf dem Markt erhältlich. Ein Einsatz für Schornsteine war bisher nicht recht sinnvoll, weil auch die Verwendung hydrophobierter Mineralfasern eine zunehmende Beladung der Dämmschicht mit Feuchtigkeit und eine damit verbundene drastische Senkung der Wärmedämmung nicht verhindern kann. Im Rahmen der Erfindung wird jedoch der Einsatz hydrophobierter Materialien für die Wärmedämmschicht optimal nutzbar gemacht, da man eine Porenverstopfung oder auch nur übergroße Beladung von Poren einer Wärmedämmschicht sicher vermeiden kann oder wenigstens dann, wenn eine gewisse Feuchtigkeitsakkumulation in der Wärmedämmschicht stattgefunden hat, diese intervallweise durch Belüftung wieder auf ein erträgliches Maß oder auf Null reduziert werden kann.

Dem entspricht, daß die erfindungsgemäße Belüftung grundsätzlich auf zwei Arten durchgeführt werden kann. Zum einen kann man während des Schornsteinbetriebes selbst belüften und so kontinuierlich, oder intervallweise, Feuchtigkeit abführen. Zum anderen kann man aber auch die Belüftung in Betriebspausen des Schornsteins vorsehen und so eine unnötige Auskühlung des Schornsteins oder Energieaufwands in Verbindung mit Vorwärmung des Belüftungsgases vermeiden oder mindestens stark reduzieren. Gegebenenfalls kann man die Einstelleinrichtung für das Belüftungsgas entsprechend selbsttätig oder von Hand steuern.

ta ,

■ t ι

11 -

Es wurde erwähnt, daß die erfindungsgemäß insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 21, vorgesehene besonders einfache Gewinnung von Strömungswegen ohne Zusatzaufwand besonders bevorzugt ist. Diese Maßnahmen werden durch die weiteren Unteransprüche gefördert. Mindestens diese haben aber auch noch selbständige Bedeutung bei weniger vorteilhaft konstruierten Schornsteinen bzw. Schornsteinfertigteilen, soweit die besprochenen strömungsmäßigen und steuerungstechnischen Vorteile gegeben sind. So könnte man die genannten Steuerungsmaßnahmen auch bei Schornsteinen vorsehen, bei denen innere oder äußere Belüftungskanäle durch zusätzliche bauliche Maßnamen gewonnen werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen und radialen, teilweise abgebrochenen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Schornsteins;

Fig. 2 einen horizontalen Querschnitt in zwei alternativen Halbdarstellungen einer abgewandelten Ausführungsform des Schornsteins gemäß Fig. 1;

Fig. 3 in abgebrochener Darstellung einen vertikalen und längs eines Radius verlaufenden Schnitt durch einen zu Fig. alternativen Schornstein;

Fig. 4^ in teilweise abgebrochener Darstellung einen vertikalen und längs eines Radius verlaufenden Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Schornsteins;

Fig. 5 einen horizontalen Schnitt in vier alternativen Darstellungen in den einzelnen Quadranten durch einen Schornstein, dessen beide untere Quadranten dem Schorn-

- 12 stein gem'4ß Fig. 6 entsprechen können;

Fig. 6 einen Ausschnitt in zwei radialen Halbdarstellangen an zwei Schornsteinen in alternativer Gestaltung zu Fig. 4;

Fig. 7 in vergrößertem Maßstab einen radialen und vertikalen

Schnitt durch ein Außenmantelfertigteil mit Dämmschicht

und Innenrohr für einen Schornstein gemäß der rechten Halbdarstellung von Fig. 6; und

Fig. 8 bis 12

horizontale Schnitte durch eine Vielzahl von alter-

^ nativen Schornsteinformen, von denen in Fig. 8 drei

in den beiden linken Quadranten sowie der rechten Halbdarstellung, in Fig. 9 und Fig 10 je vier in den vier Quadranten und in den Fig. 11 und 12 je eine dargestellt sind.

Die horizontalen Schnitte beziehen sich gleichermaßen auf ganze Schornsteine wie auch auf Schornsteinfertigteile. Auch soweit Schornsteine im ganzen oder ausschnittweise in vertikalen Schnitten dargestellt sind, sollen mit diesen Schnitten ebenso die Fertigteile beschrieben werden, aus denen die Schornsteine aufgebaut sind. Es wird dabei davon ausgegangen, daß alle dargestellten Schornsteine aus vertikal übereinandergesetzten Fertigteilen aufgebaut sind.

Alle dargestellten und beschriebenen Schornsteine bzw. Schornsteinfertigteile sind dreischalig aufgebaut, und zwar aus (mindestens) einem Rauchgas führenden Innenrohr 2, einer das Innenrohr umgebenden Wärmedämmschicht 4 und einerdiese wiederum umgebenden Ummantelung 6. Das Grundmaterial des Innenrohres ist meist Schamotte, das Grundmaterial der Wärmedämmschicht meist Mineralfaser (einschließlich Glasfaser) und das Grundmaterial der Ummantelung meist Leichtbeton. Es kommen alle für derartige dreischalige Schornsteine geeigneten Grundmaterialien auch hier in Frage. Ebenso sind die

• · · · ·■«■·■ if ι«

• · · 11 · It'!

■ ····( I lic ' <

• · <■ ■ I t , t ·

- 13 -

üblichen weiteren Ausgestaltungen möglich, wie etwa zusätzliche Luftschächte und Armierungen in der Ummantelung, Ofenanschlüsse usw.. Es ist jedoch wesentlich, daß alle Schornsteine nur aus den genannten drei Schalen zu bestehen brauchen und keine weiteren Materialien als die Grundmaterialien der drei Schalen erforderlich sind.

Bei dem Schornstein gemäß Fig. 1 ist im Bereich des Schornsteinfußes am Innenrohr ein seitlicher Stutzen 8 ausgebildet, in den das Anschlußrohr 10 für das Abgas der nicht gezeigten Heizungsanlage eingesteckt ist. Das Anschlußrohr 10 durchdringt dabei die Wärmedämmschicht 4 und die Ummantelung 6 in einer in diesen beiden Schalen ausgebildeten seitlichen Ausnehmung, in die teilweise auch noch der Stutzen 8 hineinragt. Das Anschlußrohr 10 ist gegen den Stutzen 8 durch Dichtschnüre, Kitt ö.dgl. 12 ringsum abgedichtet. Der Stutzen S endet im Bereich der Ummantelung 6.

Das Anschlußrohr 10 ist von einem Ringkanal 14 eines Wärmetauschers 16 umgeben, der über ein Gebläse 18 an einer Ansaugöffnung 20 Luft aus der Umgebung des Schornsteins ansaugt. Diese Luft wird gemäß den Pfeilen durch den Ringkanal 14 des Wärmetauschers 16 geführt und über einen die Ummantelung durchdringenden seitlichen Kanal 22 in einen Ringkanal 24 eingeleitet, der in Nachbarschaft des Innenrohres über einen Teil der Breite der Wärmedämmschicht 4 in dieser ausgebildet ist.

Im Innenrohr 2 verlaufen schraubenlinienförmig nach oben Innenkanäle 26, die durch eine seitliche Bohrung 28 im Innenrohr mit dem Ringkanal 24 der Wärmedämmschicht in Verbindung stehen. Dadurch wird für die bei 20 angesaugte Belüftungsluft ein erster Strömungsweg aus dem Ringkanal 24 in die Innenkanäle 26 im Innenrohr 2 eröffnet.

Ferner ist die Wärmedämmschicht 4 so porös ausgebildet, daß die Belüftungsluft auch neben dem Innenrohr in der Wärme-

% m

■ « ■ ■

- 14 dämmschicht 4 parallel zum Innenrohr 2 aufsteigen kann.

Je nach den Anforderungen kann man dabei die Bemessung so treffen, daß entweder der Strömungsweg durch das Innenrohr kleineren Strömungswiderstand hat als der Strömungsweg durch die Wärmedämmschicht, daß die Strömungswiderstände etwa gleich sind oder daß die Verhältnisse umgekehrt sind. Es kann dabei sowohl vorkommen, daß der Strömungswiderstand im Innenrohr sehr klein ist gegenüber dem der Wärmedämmschicht, als auch daß der Strömungswiderstand in der Wärmedämmschicht sehr klein ist im Verhältnis zu dem im Innenrohr. Im folgenden betrachtet sei besonders der Fall, daß der Strömungswiderstand im Innenrohr kleiner ist oder sehr klein ist im Verhältnis zu dem der Wärmedämmschicht.

Das Innenrohr besteht aus einzelnen Rohrstücken 30, zwischen denen jeweils der Durchgang durch die Innenkanäle 26 durch eine Zwischenschicht versperrt ist. Diese Zwischenschicht kann Fugenmörtel sein oder aber auch ein Dichtmaterial, welches in die stirnseitigen Enden der Innenkanäle eingefüllt ist. Im Bereich der beiden Enden jedes RohrStücks ist jeweils eine seitliche Bohrung 28 wie die Bohrung vorgesehen, welche mit dem Ringkanal 24 kommuniziert. Es ist möglich, im Bereich dieser Bohrungen jeweils auch einen den Anschluß bewirkenden Ringkanal 24 in der Wärmedämmschicht auszusparen. Beim Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung jedoch jeweils über einen relativ kurzen Abschnitt der Wärmedämmschicht 4 entsprechend den Verbindungspfeilen 32. Da dabei der Strömungsweg nur über eine relativ kurze Strecke der Wärmedämmschicht verläuft,, ist trotz deren größeren Strömungswiderstandes pro Längeneinheit die Abbremsung der Strömung an den Verbindungsabschnitten nur relativ gering. Zugleich erhält man jedoch eine Mischung der im Innenrohr geführten Belüftungsluft mit der in der Wärmedämmschicht aufsteigenden Belüftungsluft und daher eine Verdünnung bereits mit Feuchtigkeit mehr oder minder gesättigter Luftanteile aus dem Innenrohr.

* · III· 1 > »

111 ·· 11 ti '»»111

- 15 -

Entsprechendes gilt auch bei den anderen genannten Widerstandsverhältnissen zwischen Strömungsweg im Innenrohr und Strömungsweg in der Wärmedämmschicht.

Innerhalb eines Fertigteiles kann das Innenrohr mehrere Rohrstücke 30 aufweisen.

Es ist möglich, daß auf diese Weise der Strömungsweg sich vom Fuß des Schornsteins bis zum Schornsteinkopf erstreckt. Dort ist wiederum ein Ringkanal 24 in der Wärmedämmschicht am Innenrohr ausgebildet und kommuniziert mit der obersten seitlichen Bohrung 28 am Innenrohr 2. Dieser oberste Ringkanal 24 sammelt die durch den Schornstein einerseits durch Innenkanäle 26 und andererseits durch die Wärmedämmschicht 4 geströmte Belüftungsluft und leitet diese über einen seitlichen Kanal 34 nach außen. Man erkennt, daß der seitliche Kanal 34 diametral gegenüber dem seitlichen Kanal 22 liegt, durch welchen die Belüftungsluft in den Schornstein eintritt.

Der durch den Schornstein auf den beschriebenen Strömungswegen geleitete Massenstrom des Belüftungsgases kann durch eine einstellbare Belüftungsklappe 36 eingestellt und bedarfsweise ' mittels eines Stellmotors 38 nach einer Stellgröße geregelt oder verstellt werden.

Zweckmäßig werden je ein spezielles Fertigteil vorgesehen, welche dem Belüftungslufteinlaß (und dem Anschlußrohr 10) einerseits sowie andererseits dem Belüftungsluftauslaß zugeordnet sind.

Es ist auch möglich, in nicht dargestellter Weise den Belüftungslufteinlaß in einer mittleren Höhe des Schornsteins vorzusehen und den unteren Schornsteinbereich ohne Belüftung zu lassen.

t» t · lilt·· ti I·

111)·· 11 I ' *—

) III·· > t · J I I

i B ill« ) 1 I

1)1 Il i) ti ) J I)IB

- 16 -

Fig. 1 zeigt jedoch auch noch die weitere Alternative (gestrichelt) , daß der Stromkreis durch den Schornstein in mehrere vertikal übereinanderliegende Teilkreise unterteilt ist. Hierzu kann beispielsweise an den Wärmetauscher 16 eine Zweigleitung 40, gegebenenfalls mit Frischluft zumischendem Mischventil 42, außerhalb des Schornsteins oder in der Ummantelung, vorgesehen sein, welche erst in einer mittleren Höhe des Schornsteins über einen seitlichen Kanal 44 mit einem Ringkanal 24 in der Wärmedämm-

■ schicht kommuniziert und über diesen die Belüftungsluft in eine

■ seitliche Bohrung 28 und die daran angeschlossenen Innenkanäle

ζ C 26 leitet. In der Wärmedämmschicht 4 ist eine Strömungssperre

;■; ausgebildet.

Unterhalb der Strömungssperre ist ein weiterer Ringkanal 24 in ; der Wärmedämmschicht 4 vorgesehen, welcher über einen seitlichen Kanal 34 durch den Schornstein seitlich nach außen geführt .'.st. Hier ist ebenfalls eine durch Stellmotor 38 verstellbare Luftklappe 36 vorgesehen. Auf diese Weise erhält man einen ersten Strömungskreis unterhalb der Strömungssperre 46 und einen weiteren Strömungskreis der Belüftungsluft oberhalb der Strömungs- : sperre 46. Eine entsprechende Vervielfachung ist in beliebiger Weise möglich. Beispielsweise kann man pro Fertigteil des Schornsteins oder pro eine kleine Zahl von Fertigteilen, z.B. wenn ^- zwei Fertigteile auf ein Stockwerk eines Wohngebäudes kommen, jeweils pro Stockwerk einen Strömungskreis vorsehen.

Die Belüftungsluft braucht nicht, wie hier gezeigt, von dem An-ρ schlußrohr 10 vorgewärmt zu sein. Man kann auch gesonderte Vor- % wärmnippel vorsehen oder auch, insbesondere in höheren Schorn-If Steinbereichen, auch auf Vorwärmung verzichten. Man kann auch evtl. die Vorwärmung nur im untersten Stromkreis vom Anschlußrohr 10 vornehmen lassen und in oberen Strömungskreisen gesonderte Vorwärmmittel vorsehen.

■ If ·· <C If

- 17 - ■*:

Statt auf die Porosität der Wärmedämmschicht 4 zu vertrauen, oder um ■'; bei vorhandener Porosität den Strömungswiderstand weiter zu erniedri- *

gen, kann man sich auch ein radiales Spiel der Wärmedämmschicht 4 Jf

und die dadurch gewonnenen Hohlräume nutzbar machen. Dieses radia- |

Ie Spiel kann gemäß Fig. 2 als Freiraum 48 zwischen der Wärme- jfc,

dämmschicht 4 und dem Innenrohr 2 und/oder als Freiraum 50 zwi- |,

sehen der Wärmedämmschicht 4 und der ummantelung 6 vorgesehen _;|

sein. Da es vorkommt, daß sich die Wärmedämmschicht mehr oder h minder zufällig teils am Innenrohr 2, teils an der Ummantelung 6 abstützt, wenn etwas Radialspiel vorgegeben ist, können die Freiräume 48 und 50 auch nur über Teilbereiche der Schornsteinlänge ^ und/oder des Schornsteinumfanges vorhanden sein. In jedem Fall

können sie jedoch eine erwünschte Verteilungsfunktion für das Γ Belüftungsgas erfüllen.

Während nach Fig. 1 die Strömungswege sowohl im Innenrohr 2 als auch in der Wärmedämmschicht verlaufen und eine Zuführung des Belüftungsgases von der Umfangsseite des Schornsteins her sowohl in die Wärmedämmschicht als auch in das Innenrohr hinein erfolgt, ; kann auch der Strömungsweg des Belüftungsgases allein im Innenrohr verlaufen, wobei der Anschluß an der unteren und an der oberen Stirnseite des Innenrohres erfolgt. Dies ist in Fig. 3 gezeigt. Fig. 3 (in Verbindung mit Fig. 8) zeigt ferner noch die Alternative $ " ty / zu Fig. 1, daß im Innenrohr 2 eine Vielzahl von vertikalen Innenkanälen 26 |

in diesem und über dessen Umfang verteilt verlaufen. Die Zufuhr |

des Belüftungsgases erfolgt durch einen seitlichen Kanal 54 in |

einem Basisteil 56 des Schornsteins. Die Belüftungsluft wird |

über einen Ringkanal 58 auf die einzelnen Innenkanäle 26 verteilt. *>

In entsprechender Weise erstreckt sich oberhalb des Innenrohrs ψ

2 und der Wärmedämmschicht 4 ein Verteilerteil 60 im Schorn- l|.

Steinkopf, welches einen die mit Feuchtigkeit beladene Belüf- |^;

tungsluft aufnehmenden Ringkanal 58 aufweist und über einen 1

ΰ IM ■ r c ■(. 3

seitlichen Kanal 62 nach außen abführt. Die Anordnung von Luftklappe 36 und Stellmotor 38 entspricht der der Fig. 1.

Fig. 4 zeigt eine zu Fig. 1 alternative Bauweise eines Schornsteins mit folgenden wesentlichen Besonderheiten:

Der Einlaß für die Belüftungsluft ist mit offenem ringförmigen Einlaßquerschnitt 64 ausgebildet, so daß die Förderung des Belüftungsgases allein unter thermischem Auftrieb erfolgt. Sonst wird wie in Fig. 1 die Wärme des im Anschiußrohr 10 geförderten ν Abgases der Heizungsanlage zur Vorwärmung der Belüftungsluft genutzt.

Der Auslaß der Belüftungsluft mit durch Stellmotor 38 einstellbarer Luftklappe 36 entspricht konstruktiv der Anordnung von Fig. 1, mit der Ausnahme, daß hier der Auslaß an derselben Umfangsseite wie der Einlaß angeordnet ist.

Die genannten Besonderheiten können jedoch auch mit den entsprechenden Anordnungen von Fig. 1 ausgetauscht werden. Dasselbe gilt für die Möglichkeit, mehrere Belüftungsstromkreise über die Höhe des Schornsteins vorzusehen oder die Belüftung , nur auf einen Abschnitt, insbesondere einen oberen Abschnitt des Schornsteins, zu beschränken.

Der wesentliche Unterschied der Anordnung von Fig. 4 im Vergleich mit der von Fig. 1 besteht darin, daß in Fig. 4 der Strömungsweg primär durch die Ummantelung 6 verläuft. Hierzu ist im Bereich des Einlasses und des Auslasses in der Ummantelung jeweils ein Ringkanal 66 ausgebildet, die mit einer Reihe von über den Umfang der Ummantelung 6 verteilten

- 19 -

und in dieser vertikal aufsteigender Belüftungskanäle 68 kommunizieren.

Die Belüftungskanäle 68 können dadurch radial nach innen in Dampfdiffusionsverbindung stehen, daß die Wandbereiche 70 der Ummantelung zwischen den Belüftungskanälen 68 und der der Wärmedämmschicht 4 zugewandten Innenfläche 72 der Ummantelung dampfdiffusionsdurchgängig ausgebildet sind (vgl. auch Fig. 9, rechter oberer Quadrant).

Diese Wandbereiche 70 brauchen jedoch nicht dampfdiffusions-C durchgängig ausgebildet zu sein, wenn in ihnen Durchbrüche vorgesehen sind, die sich über die Höhe des belüfteten Schornsteins verteilen und die Belüftungskanäle 68 mit dem Bereich der Wärmedämmschicht 4 verbinden.

Selbst wenn das Innenrohr 2 und die Wärmedämmschicht 4 nicht, wie im Fall der Fig. 1, belüftet sind, kann eine Belüftung der Ummantelung einen radialen Strömungsgradienten für das mit Feuchtigkeit und aggressiven Bestandteilen beladene radial diffundierende Rauchgas erzeugen und damit verhindern, daß es in dem radial innerhalb des von den Belüftungskanälen 68 in der Ummantelung 6 eingenommenen Bereiches des Schornsteins zu einem unerwünschten Grad von Feuchtigkeitskumulierung und Niederschlag aggressiver Bestandteile kommt.

Die Hauptströmung der Belüftungsluft wird bei dieser Anordnung innerhalb der Ummantelung 6 verlaufen. Es kann aber auch zu einer Kurzschlußströmung in der Wärmedämmschicht 4 kommen infolge deren Ankoppelung an die Belüftungskanäle über die Durchbrüche 74. Es hängt dann vom relativen Strömungswiderstand ab, ob der Hauptbelüftungsstrom in der Ummantelung 6 oder in der Wärmedämmschicht 4 (oder allein oder unter Einbeziehung von Umfangsspalten infolge Radialspiel der Ummantelung im Sinne

von Fig. 2) strömt.

t Es ist auch möglich, die Anordnung von Fig. 4 insoweit mit der

H von Fig. 1 zu kombinieren und über eine vertikale Strömung in δ der Wärmedämmschicht 4 auch noch eine innerhalb des Innnenrohres $ verlaufende Strömung zu speisen.

si Bei ümmantelungen rechteckigen, z.B. quadratischen. Querschnitts

'-■ ist es an sich üblich, in den Eckbereichen zur Massenaussparung Hohlräume 76 (vgl. Fig. 9, untere Quadranten und linker oberer

. r- Quadrant) mit an den Ecken abgerundet rechteckigem Querschnitt vorzusehen, die sich von einer geschlossenen Stirnseite des die Ummantelung bildenden Fertigteils zur anderen offenen Stirnseite erstrecken und so auch leicht formbar sind. Diese Form dreieckiger Hohlräume 76 ergibt sich dann, wenn die radial weiter innen liegende Schale, also die Wärmedämmschicht 4, runden Außenquerschnitt hat.

Die Querschnittsform dieser Hohlräume kann für die Belüftungskanäle 68 voll übernommen werden. Dabei können die Durchbrüche 74 verschieden gestaltet werden.

; Eine bevorzugte Gestalt der Durchbrüche 74 zeigt Fig. 7. Hier-• ( nach sind die Durchbrüche 74 horizontale Schlitze am unteren und am oberen Ende von die Ummantelung 2 bildenden Formstücken, bei denen also im Bereich der horizontalen Schlitze 74 die Wandbereiche 70 relativ zur ganzen Länge des Formstücks zurückgesetzt sind. Man erhält dadurch den Aufbau der rechten Ansicht in Fig. 6, wo die die Ummantelung bildenden Formstücke 78 jeweils stirnseitig im Höhenbereich der zwei aneinander anschließenden Formstücken gemeinsamen Durchbrechung 74 außen durch eine Mörtelschicht 80 dicht verbunden sind.

' Es ist dabei zweckmäßig, die Fertigteile für den Schornstein so zu gestalten, daß die von feuerfestem Mörtel 82 abgedichtete Stufenfuge 84 zwischen einander anschließenden Innenrohren 2 axial gegenüber der Mörtelschicht 80 bzw. der Stoßfuge zwischen

den Formstücken 78 der Ummantelung versetzt ist, und zwar bis zu halber Formstücklänge.

zu erstrecken.

Man kann dabei auch gemäß Fig. 6, linke Darstellungshälfte, die Durchbrüche 74 (in den beiden unten in Fig. 5 gezeigten Alternativen) von der unteren Stirnseite des die Ummantelung bildenden Formstücks 78 bis fast zu dessen oberer Stirnseite durchlaufend gestalten und im oberen Stirnbereich des jeweiligen Formstücks 78 sowohl den jeweiligen Belüftungskanal 68 als auch die zugehörige Durchbrechung 74 durch eine stirnseitige Wand 86 des Formteils 78 unterbrechen, so daß der Belüftungsweg im Bereich der stirnseitigen Wände 86 jeweils in den anschließenden Bereich der Wärmedämmschicht 4, oder eines dort bestehenden radialen Spiels 50 im Sinne von Fig. 2, linke Darstellung, umgelenkt wird. Hier verläuft also der Strömungsweg in

Alternativ zu den beschriebenen horizontalen Schlitzen können Jj die Durchbrüche 74 auch von vertikalen Schlitzen gebildet sein, j§ wie sie in den beiden unteren Quadranten in Fig. 5 gezeigt sind. f Dabei sind die vertikalen Schlitze 74 im rechten unteren Qua- ; dranten von Fig. 5 relativ zu dem in Umfangsrichtung des )

Schornsteins gemessenen Durchmesser des Strömungswegs im Belüftungskanal 68 eng ausgebildet, während sie in dem von Fig. 5 links unteren Quadranten sich im wesentlichen über den ganzen in Umfangsrichtung des Schornsteins gemessenen Durchmesser des Strömungswegs erstrecken. Dementsprechend ist der Querschnitt im rechten unteren Quadranten pilzförmig und im linken unteren Quadranten hausförmig.

Es ist dabei in Fig. 5, rechter unterer Quadrant, dargestellt, daß in Abwandlung der in Fig. 4 gezeigten Anordnung die Durchbrüche 74 zu einem gemeinsamen Vertikalschlitz vereinigt sind, der sich längs des ganzen zugehörigen Belüftungskanals 68 durchgehend erstreckt. Mit analogem Querschnitt brauchen sich aber auch vertikale Schlitze jeweils nur über eine beschränkte Höhe

- 22 -

den einzelnen Formstücken 78 innerhalb der Ummantelung 6 und außerhalb derselben unter kurzschließender überbrückung im Einbaubereich der Wärmedämmschicht 4 oder in deren Porosität selbst. Da wiederum nur relativ kurze axiale Strecken der Wärmedämmschicht 4 für die Umleitung des Strömungsweges aus der Ummantelung 6 benötigt werden, kann der Strömungswiderstand der Wärmedämmschicht selbst noch relativ hoch sein, ohne die Funktion zu beeinträchtigen.

Die Wand 86 dient hierbei als Träger der Mörtelschicht 80, (' die hier anders als bei der rechten Darstellungshälfte von Fig. 6 eine Ausdehnung über die ganze Stirnfläche der Ummantelung 6 haben kann.

Es wurden bisher nur einige wenige aus einer Vielzahl von Möglichkeiten beschrieben, Strömungswege für Belüftungsgas durch den Schornstein verlaufen zu lassen. In allen Fällen können der Einlaß für Belüftungsluft oder ein anderes Belüftungsgas und der zugeordnete Auslaß entsprechend angeordnet werden, wie dies anhand der Fig. 1 und 4 oder gegebenenfalls auch in entsprechender Abwandlung von Fig. 3 geschildert ist. Wesentlich ist dabei stets, daß der Einlaßkanal und der Auslaßkanal für das Belüf-,-tungsgas in den entsprechenden Freiräumen mündet, in welchem der Strömungsweg des Belüftungsgases durch den eigentlichen Schornsteinkörper verläuft. Dabei ist es denkbar, auch nur zonenweise horizontal zu belüften. Im allgemeinem wird man jedoch im Schornstein aufsteigende Strömungswege verwenden, die entweder direkt vertikal angeordnet sind oder mindestens eine Vertikalkomponente haben, wie der schraubenförmige Weg der Kanäle 26 in Fig. 1. im nachfolgenden wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit jeweils auf einen vertikal aufsteigenden Strömungsweg Bezug genommen, der jedoch ebenfalls mit Horizontalkomponente versehen sein kann.

- 23 -

Es wird auch jeweils vorausgesetzt, daß jeder Zuleitung und jeder Ableitung des Belüftungsgases ein gesondertes angepaßtes Schornsteinfertigteil zugeordnet ist. Zwischen diesen kann man zum Teil bekannte, zum Teil gesondert angepaßte Schornsteinquerschnitte der dazwischenliegenden Schornsteinfertigteile verwenden. Im folgenden werden typische derartige Schornsteinquerschnitte im einzelnen beschrieben, die einzeln, aber auch in beliebiger Kombination, Anwendung finden können.

Ein Vergleich der horizontalen Schnittdarstellung von Fig. 10 mit denen der Fig. 2, 5, 8 und 9 zeigt weiter, daß sowohl Innenrohre 2 mit rechteckiger, hier an den Ecken leicht gerundeter quadratischer, Form (Fig. 10) als auch Innenrohre mit Zylinderform (die anderen genannten Figuren) Anwendung finden können. Soweit nachfolgend die eine oder andere Gestalt der Strömungswege für eine dieser Querschnittsformen des Innenrohres beschrieben ist, läßt sie sich entsprechend auch für die andere Querschnittsform übertragen.

Bei zylinderischer Querschnittsform des Innenrohres 2 ist dann auch jeweils bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen die Wärmedämmschicht 4 zylindrisch, während die Ummantelung 6 rechteckig bzw. quadratisch ist. Bei quadratischem (oder rechteckigem) Querschnitt des Innenrohres 2 sind auch die daran anschließenden Schalen der Wärmedämmschicht 4 und der Ummantelung 6 quadratisch bzw. rechteckig. In beiden Fällen kann die Wärmedämmschicht 4 aus Isolierplatten zusammengesetzt sein, die im Falle der gebogenen Form der Wärmedämmschicht ihrerseits gebogen sein können. Soweit nicht Hohlräumen in der Ummantelung 6 besondere Funktionen zugeordnet sind, wie es für die Belüftungskanäle 68 beschrieben ist, beziehen sich die nachfolgenden horizontalen Querschnitte unabhängig von der gewählten Darstellungsform sowohl auf solche Ausführungsformen, bei denen gemäß Fig. 8 der Querschnitt der Ummantelung 6 massiv ist, als auch auf solche, bei denen gemäß Fig. 9 Hohlräume 76 in den Eckbereichen vorhanden sind. Derartige Hohlräume kommen insbesondere

in Frage, wenn die Wärmedämmschicht zylindrisch, die entsprechende Innenwand der Ummantelung 6 ebenfalls eine Zylinderfläche, die Außenwand der Ummantelung 6 jedoch eine Rechteckfläche ist. Aber auch bei innen und außen rechteckigen Ummantelungen können noch zusätzliche nicht dargestellte Hohlräume vorhanden sein. ^: Es können bei beiden besonders hervorgehobenen Konfigurationen ; zusätzliche Schächte, wie Luftschächte, vorhanden sein.

Die rechte Darstellungshälfte von Fig. 8 zeigt zunächst noch Ü einmal die Anordnung von Fig. 3 im horizontalen Querschnitt.

\t , Hier verlaufen die Innenkanäle 26 im Innenrohr 2 vertikal und

ρ sind innere Bohrungen der Wandung des Innenrohres 2 über dessen

Ii Umfang gleichmäßig verteilt.

Entsprechende zur Belüftung dienende Innenkanäle 88 können f gemäß dem rechten oberen Quadranten von Fig. 9 auch in der

Wärmedämmschicht 4 vorgesehen sein, innerhalb deren Wandung sie sich vertikal erstrecken und über deren Umfang sie gleichmäßig verteilt sind. In den beiden oberen Quadranten von Fig. 10 ist dargestellt, daß die Innenkanäle 88 entweder, wie oben rechts in Fig. 9 gezeigt, runden oder auch einen anderen Querschnitt haben können, hier gemäß dem rechten oberen Quadranten von Fig. 10 eine langgestreckte Schlitzform, welche sich in (^ Umfangsrichtung der die Wärmedämmschicht 4 bildenden Schale erstreckt. Entsprechende Freiheit zur Querschnittgestalt der Innenkanäle hat man natürlich auch in den vergleichbaren J; anderen Fällen, wie in dem der Innenkanäle 26 des Innenrohrs 2.

Im rechten oberen Quadranten von Fig. 9 ist ferner gezeigt, daß an die Stelle der Hohlräume 76 im Außenmantei (gemäß den anderen Quadranten) auch ein durchgehender Kanal 68 gleichen Querschnitts treten kann, der durch eine ebenfalls durchgehende Wand 70, die aber dampfdiffusionsdurchlässig ist, a*¹ den radial innen liegenden Bereich angekoppelt ist.

Auch die Querschnittsform der Belüftungskanäle 68 der Dmman- telung 6 kann variiert werden, solange dadurch die Wandstärken p nicht statisch zu sehr geschwächt werden. ff

Zur Belüftung dienende Strömungswege können sich jedoch auch ύ in Grenzschichten zwischen zwei benachbarten Schalen erstrecken, | wie dies an Fig. 2 bereits für das Beispiel eines Radialspiels i 50 zwischen ummantelung 6 und Wärmedämmschicht 4 oder 48 zwi- f| schen Wärmedämmschicht 4 und Innenrohr 2 beschrieben ist. Wenn \ kein Freiraum durch Radialspiel vorhanden ist oder dessen ;

freier Querschnitt nicht ausreicht, kann man Profile für Strömungswege an den betreffenden Grenzschichten der Schalen ausbilden. Meist wird man dabei mit einer Profilierung einer der ]. Dämmschichten an einer der Schalen auskommen; es ist jedoch auch eine komplementäre Ausbildung der Strömungswege durch Profilierung beider gegenüberliegenden Grenzschichten der Schalen möglich.

Bevorzugt ist dabei eine solche Profilierung, bei der die betreffende Grenzschicht in ümfangsrichtung der zugehörigen Schale abwechselnd mit Vorsprüngen und Vertiefungen versehen ist, so daß die Strömungswege zwischen den Vorsprüngen in den Vertiefungen verlaufen.

Im linken oberen Quadranten von Fig. 9 sind derartige Vor- .: sprünge 90 als Stege ausgebildet, die zwischen sich einen relativ großen Umfangsabschnitt lassen, so daß die dadurch gebildeten Vertiefungen 92 längs des ümfangs des Innenrohres 2 gekrümmte Schlitze sind. Die Wärmedämmschicht 4 ist dabei radial innen an den Stegen 90 abgestützt.

Wenn diese Abstützung nicht ausreicht oder sich in ümfangsrichtung erstreckende Spalte nahe des Innenrohres nicht ge- ■; wünscht sind, kann man auch eine, gegebenenfalls relativ

enge. Wellung gemäß dem linken unteren Quadranten von Fig* vorsehen, deren Wellentäler die Vertiefungen 92 und Wellenberge die Vorsprünge 90 bilden, wobei eine Vielzahl von Vorsprüngen 90 die Wärmedämmschicht 4 radial innen abstützt.

Der rechte untere Quadrant in Fig. 9 zeigt - ohne Beschränkung der Allgemeinheit am Beispiel einer Wellung -, daß auch die dem Innenrohr 2 zugewandte Innenfläche der Wärmedämmschicht 4 mit einer zu den Vorsprüngen 90 und Vertiefungen 92 am Umfang des Innenrohres 2 komplementären Wellung aus Vorsprüngen 94 und Vertiefungen 96 versehen sein kann, so daß die Strömungswege an der Grenzschicht zwischen Innenrohr 2 und Wärmedämmschicht 4 in den komplementären Vertiefungen 92 und 96 vertikal verlaufen. Ein Strömungskurzschluß in ümfangsrichtung is⁺. dabei nicht erforderlich, aber auch möglich.

Es versteht sich, daß die Wellungen jede bekannte Form haben können, sei es krummlinig oder geradlinig, sei es sägezahnförmig oder mit abwechselnden Nuten oder Stegen mit radial oder schräg stehenden Nutwänden. Bevorzugt sind solche Profilformen, welche als Abstandshalter für die Wärmedämmschicht besonders geeignet sind und zwischen sich ein günstiges Belüftungsprofil frei lassen.

Der linke untere Quadrant in Fig. 10 zeigt, daß entsprechende Vorsprünge 98 und Vertiefungen 100 auch an der dem Innenrohr 2 zugewandten Grenzfläche der Wärmedämmschicht 4 ausgebildet sind, hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit am Beispiel von abwechselnden rechteckigen Stegen und Nuten. Der Abstand zwischen den Nuten kann dabei im Gegensatz zur Darstellung des linken oberen Quadranten von Fig. 9 etwa den gleichen oder nur einen geringfügig größeren Abstand als die Nutbreite haben, um einen optimalen Querschnitt zwischen Abstützung der Wärme-

dämmschicht umd dem Strömungsquerschnitt des Belüftungsgases zu haben. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Vorsprünge 98 schmaler als die Breite der Vertiefungen 100 sind (insoweit wie im linken oberen Quadranten von Fig. 9), aber auch die Vertiefungen nur eine relativ geringe Umfangserstreckung haben.

Entsprechende Vorsprünge 102 und Vertiefungen 104 können auch an der der Ummantelung zugewandten Außenfläche der Wärmedämmschicht 4 vorgesehen sein, wie es - wiederum ohne Beschränkung der Allgemeinheit - an einer gerundeten Sägezahnform im linken oberen Quadranten und an einer trapezförmigen Nut- und Stegfolge im linken unteren Quadranten von Fig. 8 dargestellt ist.

Die Vorsprünge 102 und Vertiefungen 104 können dabei durch die Stege und Schlitze einer aufgespreizten, geschlitzten und gebogenen Wäremdämmplatte gemäß Fig. 2 der DE-AS 21 18 046 gebildet sein. Eine entsprechende Ausbildung ist auch für die Vorsprünge 98 und Vertiefungen 100 möglich bei umgekehrter Orientierung der geschlitzter* Wärmedämmplatte.

Schließlich kann auch die der Wärmedämmschicht 4 zugewandte Innenfläche der Ummantelung 6 mit VorSprüngen 106 und Vertiefungen 108 ausgebildet sein, die sich wiederum über den Umfang der Ummantelung als Wellung erstrecken.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist dabei die Umfangswelle im linken oberen Quadranten von Fig. 5 so zickzackförmige gewählt, daß die Scheitel der Vorsprünge und Vertiefungen jeweils annähernd rechteckig sind, während im linken oberen Quadranten von Fig. 8 die Zickzackwellung spitze Scheitel und Vertiefungen zeigt.

Im rechten oberen Quadranten von Fig. 5 besteht die Umfangswellung aus abwechselnden rechteckigen Nuten ur.d Stegen mit etwas geringerer Stegbreite als Nutenbreite. Auch diese Form kann gegen die Trapezform des linken unteren Quadranten von Fig. 8 der entsprechenden Wellung an der Wärmedämmschicht ausgetauscht werden.

Auch in diesem Grenz schichtbereich können Nuten und Vertiefungen an der Wärmedämmschicht Nuten und Vertiefungen an der ummantelung ganz oder teilweise komplementär gegenüberliegen.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen waren bisher jeweils beide einander gegenüberliegenden Grenzflächen benachbarter Schalen im großen gesehen jeweils rund oder jeweils rechteckig, und die Profilierung in ümiangsrichtung stellte lediglich eine Formgebung dieser großen Grundform im kleinen dar.

Die Fig. 11 und 12 zeigen, daß aber auch die Formgebung im großen an den einander zugewandten Grenzschichten benachbarter Schalen unterschiedlich sein können, um im dadurch gewonnenen Zwischenraum Strömungswege für Belüftungsgas zu gewinnen.

Fig. 11 zeigt dabei den Fall, daß das Innenrohr 2 und die Wärmedämmschicht 4 zylindrisch, aber die Ummantelung 6, hier mit konstanter Wandstärke, quadratisch ausgebildet ist. Dadurch wird die Wärmedämmschicht 4 an vier äußeren Anlagestellen 110 in der Ummantelung 6 zentriert gehalten, wobei sogar noch ein gewisses Radialspiel zusätzlich sein mag. Etwa dreieckige freie Querschnitte 112 werden in den vier Zwickeln zwischen Wärmedämmschicht 4 und Ummantelung 6 gewonnen.

Während hier der Strömungsweg für das Belüftungsgas an der Grenze zwischen Wärmedämmschicht 4 und Ummantelung 6 verläuft,

verläuft er bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12 zwischen dem K

i-Innenrohr 2 und der Wärmedämmschicht 4. Das Innenrohr 2 und die ·(■> Ummantelung 6 haben hier dieselbe Form wie in Fig. 11. Die ^ Wärmedämmschicht ist jedoch aus vier geradlinigen Isolierplat- J; ten 112 zusammengesetzt, von denen sich ein gegenüberliegendes %

Paar sich jeweils längs der ganzen Länge zweier gegenüberlie- Vi

gender Innenflächen der Ummantelung 6 erstreckt, während die | beiden anderen Isolierplatten sich zur Bedeckung der anderen £ beiden Innenflächen der Ummantelung 6 zwischen dem anderen f Isolierplattenpaar erstrecken. Hierbei wird das Innenrohr 2 s an vier Anlagestellen 114 innerhalb der Wärmedämmschicht 4 zentriert, gegebenenfalls noch mit etwas Radialspiel gehalten, und in den Zwickelräumen zwischen Innenrohr 2 und Wärmedämmschicht 4 jeweils ein freier Querschnitt 116 für einen Strömungsweg des Belüftungsgases gewonnen. Sowohl bei der Ausführungsform von Fig. 11 als auch bei der von Fig. 12 sind vier _j derartige freie Querschnitte vorhanden, die gegebenenfalls insbesondere auf der Seite der Ummantelung 6, noch im Querschnitt

wunschgemäß gestaltet, beispielsweise eingeengt, werden können. Vier jeweils um 90° längs des Umfangs verteilte Anlagestellen reichen jeweils zur Zentrierung der Wärmedämmschicht (Fig. 11} bzw. des Innenrohres (Fig. 12) aus.

Es versteht sich, daß aus den geschilderten runden und rechteckigen bzw. quadratischen Konfigurationen einzelner Schalen auch andere Schalenformen, beispielsweise längliche, ovale oder elliptische, in Frage kommen sowie alle anderen Formen, mit denen sich Grenzschichten benachbarter Schalen im großen unter Bildung eines freien Querschnitts für ein Belüftungsgas unterscheiden.

Claims

u.Z.: Q 923 M1+a+M1a 29. März 1982 Schiedel GmbH & Co. München "Mehrschaliger Schornstein" nsprüche

1. Mehrschaliger Schornstein mit mindestens einem Rauchgas führenden Innenrohr, einer das Innenrohr umgebenden Wärmedämmschicht und einer diese außen stützenden Ummantelung, dadurch gekennzeichnet ,

daß innerhalb des Grundmaterials mindestens einer von der Ummantelung (6) umgebenen Schale (2,4) und/oder an mindestens einer Grenze zwischen benachbarten Schalen (2,4,6) zwischen von deren jeweiligem Grundmaterial gebildeten Begrenzungsflächen über den Umfang verteilte Strömungswege für ein von außen zugeführtes und nach außen abgeführtes Belüftungsgas vorgesehen sind.

2. Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich Strömungswege (26) innerhalb des Innenrohres (2) von unten nach oben erstrecken.

3. Schornstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Innenrohres (2) in Ümfangsrichtung abwechselnd mit VorSprüngen (90) und Vertiefungen (92) versehen ist und Strömungswege zwischen den Vorsprüngen in den Vertiefungen verlaufen.

4. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Tnnenrohr (2) zugewandte Innenfläche der Wärmedämmschicht (4) in Ümfangsrichtung abwechselnd

mit Vorsprüngen (98) und Vertiefungen (100) verseilen ist und Strömungswege zwischen den Vorsprüngen in den Vertiefungen verlaufen.

■
f;

5. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

ί; gekennzeichnet, daß die der ummantelung (6) zugewandte Außen-

k fläche der Wärmedämmschicht (4) in ümfangsrichtung abwechselnd

jji mit Vorsprüngen (10 2) und Vertiefungen (104) versehen ist und

§? Strömungswege zwischen den VorSprüngen in den Vertiefungen ver-

Ϊ- laufen.

Ü

6. Schornstein nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn-

g (, zeichnet, daß die Vertiefungen (104) von geöffneten

Hf Schlitzen an gebogenen geschlitzten Wärniedämmplatten gebildet j sind.

7. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich Strömungswege (88) innerhalb der Wärmedämmschicht (4) von unten nach oben erstrecken.

8. Schornstein nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität der Wärmedämmschicht (4) den Strömungsweg bildet.

9. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der Wärmedämmschicht (4) zugewandte Innenfläche der Ummantelung (6) in Ümfangsrichtung abwechselnd mit Vorsprüngen (106) und Vertiefungen (108) versehen ist und Strömungswege zwischen den Vorsprüngen in den Vertiefungen verlaufen.

10. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich Strömungswege (68) innerhalb der Ummantelung (6) von unten nach oben erstrecken und ein dampfdiffus ionsdurchgängiger Wandbereich (72) der Ummantelung zwisehen dem Strömungsweg und der der Wärmedämmschicht (4) zugewandten Innenfläche der Ummantelung ausgebildet ist.

11. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich Strömungswege (68) innerhalb der Ummantelung von unten nach oben erstrecken und über Durchbrüche

(74) der Ummantelung (6) zu deren der Wärmedämmschicht (4) zugewandten Innenfläche hin offen sind.

12. Schornstein nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (74) vertikale Schlitze sind.

13. Schornstein nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß sich die vertikalen Schlitze (74) im wesentlichen über &

r den ganzen in Umfangsrichtung des Schornsteins gemessenen )'·.

Durchmesser des Strömungsweges erstrecken (Fig. 5, linker ? unterer Quadrant).

14. Schornstein nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, ;' daß die vertikalen Schlitze (74) relativ zu dem in Umfangs- ; richtung des Schornsteins gemessenen Durchmesser des Strö- V mungswegs eng ausgebildet sind (Fig. 5, rechter unterer Quadrant).

15. Schornstein nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Schlitze (74) Bestandteile des Strömungswegs sind.

16. Schornstein nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, ?: daß die Durchbrüche horizontale Schlitze sind (Fig. 7 und i; rechte Darstellung von Fig. 6). t

17. Schornstein nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, | daß die horizontalen Schlitze am unteren und/oder oberen Ende ?? von die ummantelung bildenden Formstücken ausgebildet sind |

(Fig. 7 und rechte Darstellung von Fig. 6).

18. Schornstein nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer polygonalen ummantelung (6) die

Strömungswege in deren Eckbereichen ausgebildet sind (Fig. 5, beide untere Quadranten)·

19. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Strömungswege vertikal in einem Radialspiel (48; 50) zwischen benachbarten Schalen (2,4; 4,6) verlaufen.

20. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß Strömungswege im Zwischenraum (112; 116) von im großen unterschiedlich, z.B. rund und quadratisch, geform-

r ten Grenzflächen benachbarter Schalen (4,6; 2,4) verlaufen.

21. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine vertikale Erstreckung der Strömungswege eine Neigungskomponente in Umfangsrichtung des Schornsteins hat (Innenkanal 26 in Fig. 1).

22. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schale, oder zwischen zwei Schalen, verlaufende Strömungswege intervallweise, vorzugsweise entsprechend der Folge von Formstücken (78), innerhalb der betreffenden Schale oder des betreffenden Zwischenraums unterbrochen und über eine Nachbarschale

(^ verbunden sind (Fig. 1, Fig. 6, linke Hälfte).

23. Schornstein nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß Porosität der Wärmedämmschicht (4) zur Verbindung dient.

24. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (36) für den Massenstrom des Belüftungsgases.

25. Schornstein nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine selbsttätige Steuereinrichtung (38) der Einstelleinrichtung (36), vorzugsweise in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder Feuchte des austretenden Belüftungsgases·

26. Schornstein nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung als Klappenventil (36) ausgebildet ist.

27. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch ein das Belüftungsgas förderndes Gebläse (18).

28. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch Auslegung der Strömungswege zur Förderung des Belüftungsgases allein unter thermischem Auftrieb.

29. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet durch eine Vorwärmeinrichtung für das Belüftungsgas, vorzugsweise als mit dem Anschlußrohr (10) des Schornsteins für das Abgas zusammenwirkender Wärmetauscher (16).

30. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Strömungswege im wesentlichen über die gesamte Schornsteinhöhe erstrecken.

31. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Strömungswege nur über einen oberen Abschnitt des Schornsteins erstrecken.

32. Schornstein nach ainem der Ansprüche 1 bis 29, gekennzeichnet durch eine Folge mehrerer unabhängiger Strömungswegbereiche längs des Schornsteins (Fig. 1).

33. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 32, gekennzeichnet durch eine radial weiter innen als die Strömungswege angeordnete Dampfdiffusionsdämmschicht.

34. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 33, gekennzeichnet durch eine radial weiter außen als die Strömungswege angeordnete Dampfdiffusionsdämmschicht.

• ·

35. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 34, gekennzeichnet durch mindestens eine die Strömungswege in Umfangsrichtung kurzschließende Verbindung (48,50; 24; 58) oder poröse Verbindungsstrecke der Wärmedämmschicht (4, Fig. 6).

36. Schornstein nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (24) in Höhe des Einlasses (22) und/oder des Auslasses (34) des Belüftungsgases angeordnet ist (Fig. 1).

37. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (34) für das Belüftungsgas

'■ ( ' an einem anderen Umfangsort, vorzugsweise diametral gegenüber, als der Einlaß (22) des Belüftungsgases am Schornstein angeordnet ist (Fig. 1).

Γ

38. Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (4) aus hydrophobiertem Material, vorzugsweise hydrophobierter Mineralfaser, besteht.