DE9321407U1

DE9321407U1 - Schornsteinauskleidung

Info

Publication number: DE9321407U1
Application number: DE9321407U
Authority: DE
Original assignee: THEODOR VANCK GmbH
Current assignee: THEODOR VANCK GmbH
Priority date: 1993-07-31
Filing date: 1993-07-31
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2003-08-01

Description

Andrejewski, Honke & Sozien Patentanwälte

European Patent Attorneys * European Trademark Attorneys

Diplom-Physiker Dr. Waiter Andrejewski (-1996) Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke * Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch * Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Rainer Albrecht * Diplom-Physiker Dr. Jörg Nunnenkamp * Diplom-Chemiker Dr. Michael Rohmann Anwaltsakte:

85 448/Be/Al D 45127 Essen, Theaterplatz 3 D 45002 Essen, P.O. Box IO 02 54

18. September 1997

Gebrauchsmusteranmeldung Theodor Vanck GmbH 54655 Malbergweich

Schornsteinauskleidung Andrejewski, Honke & Sozien, Patentanwälte in Essen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Schornsteinauskleidung zur Innensanierung eines Schornsteins, der einen Stahlbetonmantel und ein sanierungsbedürftiges Futter aus keramischen Steinen aufweist, wobei das Futter aus einzelnen FutterSchüssen besteht, die auf mit dem Stahlbetonmantel verbundenen Konsolen aufgesetzt sind, und wobei zwischen dem Stahlbetonmantel und dem Futter ein begehbarer, belüfteter Zwischenraum angeordnet ist. Schornsteine des beschriebenen Aufbaus sind als Industrieschornsteine und Schornsteine in Kraftwerksanlagen eingesetzt. Dabei wird im Rahmen der Erfindung vorausgesetzt, da/3 die durch den Schornstein abgeleiteten Rauchgase durch Abwärmenutzung und/oder durch ein vorgeschaltetes nasses Rauchgasreinigungsverfahren im Dauerbetrieb eine Temperatur von maximal 120 ⁰C haben. Es wird ferner vorausgesetzt, da/3 das gemauerte Futter durch Schadstoffeinwirkung und/oder Kondensation instandsetzungsbedürftig geworden ist.

Zur Innensanierung des Schornsteins bestehen im Rahmen der bekannten Maßnahmen verschiedene Möglichkeiten. Das Futter kann erneuert und mit einer säurefesten Beschichtung versehen werden. Solche Beschichtungen haben sich in der Praxis jedoch nicht besonders bewährt. Als weitere Möglichkeit bietet sich an, das Futter aus dem Schornstein zu entfernen und durch eine Stahl- oder Kunststoffauskleidung zu ersetzen. Das Entfernen des Futters ist jedoch aufwendig. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß der ursprünglich vorhandene Zwischenraum zwischen Stahlbetonmantel und Futter entfällt. Dieser Zwischenraum stellt eine beachtliche Wärmedämmung dar und redu-

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ziert die Temperaturbeanspruchung des tragenden Stahlbetonmantels durch die hei/3en Rauchgase.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zur Innensanierung eines Schornsteins anzugeben, welches durchführbar sind, ohne da/3 das Futter entfernt oder durch eine neue Ausmauerung ersetzt werden muß.

Gegenstand der Erfindung ist eine Auskleidung gemäß den Ansprüchen 1 bis 6. - Die Erfindung lehrt, daß man unter Beibehaltung des Futters Rohrschüsse aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) in den Schornstein einbringt und diese mit Abstand zum Futter an den die Futterschüsse tragenden Konsolen aufhängt und daß man die einzelnen, lediglich an ihrem oberen Mantelabschnitt aufgehängten RohrSchüsse durch Weichstoffkompensatoren miteinander verbindet. Die Konsolen sind regelmäßig als massive Stahlbetonringe ausgeführt und durch Profilträger mit dem Stahlbetonmantel des Schornsteins verbunden. Zur Befestigung werden die Rohrschüsse zweckmäßigerweise an ihrem oberen Mantelabschnitt aufgehängt. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, die Futterschüsse oder zumindest einige der Futterschüsse auf den mit dem Stahlbetonmantel verbundenen Konsolen aufzustellen. Durch die erfindungsgemäße Befestigung der Rohrschüsse an den Konsolen wird eine Belastung von dem nicht mehr standfesten Futter ferngehalten. Gleichzeitig ist eine lotrechte Ausrichtung der Rohrschüsse innerhalb des Schornsteins auf einfache Weise gewährleistet, insbesondere wenn die Rohrschüsse an den Konsolen aufgehängt werden. In dem von dem Futter begrenzten Ringraum an der Außenseite der GFK-Rohrschüsse entsteht durch Erwärmung ein beachtlicher Kaminzug. Frischluft kann durch Öffnungen im Futter, die

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gegebenenfalls nachträglich angebracht werden, nachströmen. Auf diese Weise ist eine wirksame Belüftung an der
Außenseite der GFK-Rohrschüsse gewährleistet und störende Kondensation am Futter ausgeschlossen.

In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, da/3 man die Rohr schlisse im Schornstein aus vorgefertigten Bogensegmentstücken zusammensetzt, wobei die Bogensegmentstücke an außenseitig angeordnete Ringe aus glasfaserverstärktem Kunststoff angeschlossen und die Nähte zwischen benachbarten Bogensegmentstücken innenseitig überlaminiert werden. Vorzugsweise bestehen die Rohrschüsse jeweils aus mehreren, in Längsrichtung hintereinander angeordneten Abschnitten, die im Schornstein mit Hilfe von Ringen aus glasfaserverstärktem Kunststoff miteinander verbunden werden, wobei die Ringe an der Außenseite des RohrSchusses angeordnet und die Anschlußnähte zwischen den Abschnitten innenseitig überlaminiert werden. Die Ringe bestehen aus vorgefertigten Ringsegmenten, die im Schornstein durch Überlaminierung verbunden und dadurch zu den Ringen geschlossen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbespiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Schornstein, der nach der erfindungsgemäßen Lehre ausgekleidet wurde,

Fig. 2 die Einzelheit A aus Fig. 1,

Fig. 3 die Außenfläche eines bei der Auskleidung verwendeten Bogensegmentstückes, und

Fig. 4 den Schnitt B-B in Fig. 3.

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Der in Fig. 1 dargestellte Schornstein weist einen Stahlbetonmantel 1 und ein Futter 2 aus keramischen Steinen auf. Das Futter 2 besteht aus einzelnen Futterschüssen, die auf Konsolen 3 aufgesetzt sind. Die Konsolen 3 sind als Stahlbetonringe ausgeführt und über Profilträger 4 mit dem Stahlbetonmantel 1 verbunden, wobei zwischen dem Stahlbetonmantel 1 und dem Futter 2 ein begehbarer, belüfteter Zwischenraum 5 angeordnet ist.

Durch Schadstoffeinwirkung ist das Futter 2 des in der Fig. 1 dargestellten Schornsteins sanierungsbedürftig geworden. Zum Zwecke der Innensanierung ist in den Schornstein ein Innenrohr 6 aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) eingebracht Worden, welches aus mehreren RohrSchüssen 7 und zwischengeschalteten Weichstoffkompensatoren 8 besteht. Die Rohrschüsse 7 sind mit Abstand zum Futter 2 an den die Futterschüsse tragenden Konsolen 3 aufgehängt und untereinander durch die Weichstoffkompensatoren 8 verbunden. Der Fig. 1 entnimmt man, da/3 die GFK-Rohrschüsse 7 aus Bogensegmentstücken 9 zusammengesetzt sind, die außenseitig an umlaufenden Ringen 10, 11 aus glasfaserverstärktem Kunststoff angeschlossen sind. Die Nähte 12 zwischen benachbarten Bogensegmentstücken 9 sind an der Rohrinnenseite mit einer Laminatschicht überzogen. Die Bogensegmentstücke 9 werden in den Schornstein eingebracht und erst dort zu den Rohrschüssen 7 zusammengesetzt. Die Rohrschüsse 7 bestehen jeweils aus mehreren in Längsrichtung hintereinander angeordneten Abschnitten 13, 13', 13' ' , die im Schornstein mit Hilfe der GFK-Ringe 10 miteinander verbunden werden. Die Montage erfolgt abschnittsweise. Zunächst wird jeweils der oberste Abschnitt 13 an einer Konsole 3 des Schornsteins aufgehängt. An diesen werden dann

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von oben nach unten fortschreitend die weiteren Abschnitte 13', 13'' des Rohrschusses 7 angeschlossen.

Für die Aufhängung der Rohrschüsse 7 ist an dem oberen Mantelabschnitt der Rohrschüsse 7 jeweils ein Tragring 11 aus glasfaserverstärktem Kunststoff angeschlossen. Dieser ist an einem an der zugeordneten Konsole 3 des Schornsteins gehaltenen Auflagerring 14 befestigt. Der Auflagerring 14 ist im Ausführungsbeispiel aus U-Profilen aufgebaut, die zu einem Kreisring verbunden sind. Der Auflagerring 14 liegt auf vorstehenden Trägern 15 auf, die auf der Konsole 3 des Schornsteins abgestützt sind und zusätzlich an dem Stahlbetonmantel 1 befestigt sein können. Es versteht sich, da/3 auch eine Befestigung ausschließlich an der Konsole 3 möglich ist.

Der Fig. 2 entnimmt man, daß der Tragring 11 als Profil 18 ausgebildet ist, welches durch elastische Verformung eine thermische Ausdehnung des Rohrschusses 7 in radialer Richtung aufnimmt. An seiner Rückwand ist das Profil 18 an Pratzen 19 angeschraubt, die in äquidistanten Abständen auf dem Auflagerring 14 angeordnet sind. Unterseitig ist das Profil 18 zusätzlich durch ein Auflageblech 20 abgefangen, welches an der Pratze 19 angeschweißt ist. Die Bogensegmentstücke 9 sind mit Blindnieten 21 an dem Profil 18 fixiert sowie durch eine Laminatüberschichtung 22 mit diesem verbunden. Die Ringe 10, welche Abschnitte 13, 13', 13'' eines Rohrschusses miteinander verbinden, sind entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Tragring ausgebildet.

Die Ringe 10, 11 bestehen aus vorgefertigten Ringsegmenten, die im Schornstein montiert und anschließend durch Überlami-

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— 6 —

nierung verbunden werden. Durch die Überlaminierung werden die Ringsegmente zu den Ringen 10, 11 geschlossen. Erforderlichenfalls können die Ringsegmente Ausklinkungen aufweisen, durch welche der Innenraum des Profils zugänglich ist. Die Herstellung der als Profile ausgebildeten Ringsegmente erfolgt zweckmäßigerweise unter Benutzung eines Polyurethan-Schaumkerns als verlorener Kern.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eines der Bogensegmentstücke 9. An der Außenseite des Bogensegmentstückes 9 sind Verstärkungsrippen 23 aus glasfaserverstärktem Kunststoff angeordnet, die als U-Profile ausgebildet sind und einen Kern 24 aus Polyurethan-Schaum enthalten. Der Abstand zwischen den Verstärkungsrippen 23 richtet sich nach dem im Kamin herrschenden Unterdruck, der von oben nach unten zunimmt.

Bei der Montage der Bogensegmentstücke 9 ist die Rückseite, d. h. der Raum zwischen GFK-Auskleidung und Ausmauerung, nicht erreichbar. Aus Stabilitätsgründen müssen die Verstärkungsrippen 23 ebenso wie die Ringe 10, 11 ringförmig geschlossen sein. An den Stellen, an denen die Verstärkungsrippen 23 sowie die Ringe 10, 11 außenseitig anschließen, weisen die Bogensegmentstücke 9 Ausklinkungen 25 auf. Durch die Ausklinköffnungen sind die Ringsegmente sowie die Verstärkungsrippen 23 von innen her zugänglich. Sie werden von innen her mit einem Überlaminat geschlossen. Anschließend wird der Hohlraum zwischen den Ringen und der Innenwandfläche des Bogensegmentes ausgefüllt und die Ausklinköffnung mit Überlaminat geschlossen.

Die Rohrschüsse 7 bilden ein zylindrisches Innenrohr 6 mit einer glatten Innenwandfläche, an der keine Ablagerungen auf-

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treten können. Um störende Ablagerungen im Anschlußbereich zwischen den einzelnen Rohrschüssen 7 zu vermeiden, weisen die Weichstoffkompensatoren 8 eine nach innen gewölbte Dehnfalte auf, die annähernd bündig an die Innenwandfläche der Rohrschüsse anschließt. Im Ausführungsbeispiel sind die Endbereiche der Weichstoffkompensatoren 8 mit den anschließenden Rohrschüsseii 7 verklebt. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, Flanschverbindungen vorzusehen oder die Weichstoffkompensatoren an Ringe des zuvor beschriebenen Aufbaus anzuschließen, die den Kompensator mit dem zugeordneten Ende des GFK-Rohrschusses verbinden.

Der Fig. 1 entnimmt man, daß zwischen dem GFK-Innenrohr 6 und dem noch vorhandenen Futter 2 ein Ringraum 16 gebildet ist, in dem sich aufgrund der an der Innenrohrwand übertragenen Wärme sich eine beachtliche Thermik einstellt. Es entsteht eine durch Pfeile angedeutete freie Konvektionsströmung, wobei Frischluft über Öffnungen 17 im Futter nachströmt. Auf diese Weise erfolgt eine wirksame Belüftung an der Außenseite des GFK-Innenrohres 6, wobei eine störende Kondensation an dem Futter 2 nicht auftreten kann.

Die GFK-Auskleidung entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre erstreckt sich bis zum Mündungsbereich des Kamins. Um den Mündungsaustrittsquerschnitt zu vergrößern, kann es zweckmäßig sein, den obersten Futtermauerwerksstoß zu entfernen. An die Stelle der Ausmauerung tritt in diesem Bereich eine Isolierung, die an der Rückseite der GFK-Bogensegmentstücke befestigt wird. Zweckmäßigerweise ist auch die im Mündungsbereich des Kamins vorgesehene Tropfenfalle als GFK-Bauteil ausgebildet.

Claims

Andrejewski, Honke & Sozien, Patentanwälte in Essen — 8 — Schutzansprüche

1. Auskleidung eines Schornsteins, der einen Stahlbetonmantel und ein sanierungsbedürftxges Futter aufweist, wobei das Futter aus einzelnen Futterschüssen besteht, die auf mit dem Stahlbetonmantel verbundenen Konsolen aufgesetzt sind, und wobei zwischen dem Stahlbetonmantel und dem Futter ein begehbarer belüfteter Zwischenraum angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein Innenrohr (6) aus glasfaserverstärktem Kunststoff, welches aus mehreren Rohrschüssen (7) und zwischengeschalteten Weichstoffkompensatoren (8) besteht, wobei die Rohrschüsse (7) mit Abstand zum Futter (2) an den die Futterschüsse tragenden Konsolen (3) befestigt und untereinander durch die Weichstoffkompensatoren (8) verbunden sind.

2. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschüsse (7) aus Bogensegmentstücken (9) zusammengesetzt sind, die au/3enseitig an umlaufende Ringe (10, 11) aus glasfaserverstärktem Kunststoff angeschlossen sind, wobei die Nähte (12) zwischen benachbarten Bogensegmentstücken (9) an der Rohrinnenseite mit einer Laminatschicht überzogen sind.

3. Auskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den oberen Mantelabschnitt der Rohrschüsse (7) jeweils ein Tragring (11) aus glasfaserverstärktem Kunststoff angeschlossen ist, der an einem an der zugeordneten Konsole (3) des Schornsteins gehaltenen Auflagerring (14) befestigt ist.

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4. Auskleidung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, da/3 die umlaufenden Ringe (11), die thermische Ausdehnungen der Rohrschüsse (7) in radialer Richtung zwischen Konsole (19) und U-Pröfil (14) zulassen.

5. Auskleidung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da/3 der Auflagerring (14) auf vorstehenden Trägern (15) aufliegt, die auf der Konsole des Schornsteins (3) abgestützt sind.

6. Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, da/3 die Rohrschüsse (7) ein zylindrisches Innenrohr (6) bilden und die Weichstoffkompensatoren (8) eine nach innen gewölbte Dehnfalte aufweisen, die annähernd bündig an die Innenwandfläche der Rohrschüsse (7) anschließt.