DE9418056U1

DE9418056U1 - Air / exhaust chimney

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Publication number: DE9418056U1
Application number: DE9418056U
Authority: DE
Original assignee: Erlus Baustoffwerke AG
Current assignee: Erlus Baustoffwerke AG
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1995-12-07
Anticipated expiration: 2004-11-12
Also published as: ATE174419T1; DE59504485D1; EP0711954A3; EP0711954B1; EP0711954A2

Abstract

The waste gas pipe (3) is positioned in the chimney shaft forming the air-feed duct (2), a little apart from the shaft wall. The outer periphery of the waste gas pipe has ridges (7), parallel with the pipe's longitudinal axis. The ridges may be lateral to the pipe's longitudinal axis. The cross-sections of the ridges is triangular or rectangular, with rounded free edges.

Description

32 186 20/h Erlus Baustoffwerke AG32 186 20/h Erlus Building Materials AG

84088 Neufahrn84088 Neufahrn

Luft/abgas-SchornsteinAir/exhaust chimney

Beschreibung
15 Description
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Die Erfindung betrifft einen Luft/Abgas-Schornstein mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an air/exhaust gas chimney with the features according to the preamble of claim 1.

Luft/Abgas-Schornsteine der vorstehend angegebenen Art sind bekannt (vgl. DE-U 77 06 857, DE-A 35 39 311). Bei diesen bekannten Schornsteinen strömt die am Kaminkopf eintretende Frischluft im Gegenstrom zu dem im Inneren des Abgasrohres abgeführten Abgasstrom, wobei die Frischluft durch Wärmetausch mit der warmen Rohrwandung des Abgasrohres erwärmt wird. Das ermöglicht einen Rückgewinn der Abwärme und damit eine Energieexnsparung.Air/exhaust gas chimneys of the type specified above are known (cf. DE-U 77 06 857, DE-A 35 39 311). In these known chimneys, the fresh air entering the chimney head flows in countercurrent to the exhaust gas flow discharged inside the exhaust pipe, whereby the fresh air is heated by heat exchange with the warm pipe wall of the exhaust pipe. This enables the waste heat to be recovered and thus energy to be saved.

Im allgemeinen ist eine vorzeitige Abkühlung des Rauchoder Abgases im Inneren des Abgasrohres deshalb nicht erwünscht, weil durch eine entsprechende Unterschreitung des Taupunktes eine beträchtliche Kondensatbildung auftreten kann, die eine Entsorgung des Kondensats notwendig macht. Auch wird durch eine übermässige Abkühlung des Abgases dessen Strömungsgeschwindigkeit im Abgasrohr zu sehr herabgesetzt. Eine Rückgewinnung der Abwärme aus dem Abgas sollte daher bei Schornsteinen im allgemeinen in bestimmten Grenzen gehalten werden.In general, premature cooling of the smoke or exhaust gases inside the exhaust pipe is undesirable because a drop below the dew point can lead to considerable condensate formation, which makes it necessary to dispose of the condensate. Excessive cooling of the exhaust gases also reduces their flow speed in the exhaust pipe too much. The recovery of waste heat from the exhaust gases should therefore generally be kept within certain limits in chimneys.

Andere Verhältnisse gelten jedoch in Fällen, in denen ein Luft/Abgas-Schornstein zur Abführung des Abgases von Brennwertanlagen dient, die in der Regel gasbefeuert sind und bei denen vor allem das Abgas aus den Heizanlagen mit einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck in das Abgasrohr eingefördert wird. Unter diesen Verhältnissen wird allein durch den Überdruck eine verhältnismässig hohe Strömungsgeschwindigkeit des Abgases im Abgasrohr gewährleistet, durch die das Abgas einwandfrei aus dem Schornstein abgefördert wird. Darüber hinaus ist die Zusammensetzung ggf. doch auftretenden Kondensats aufgrund der Wahl des Brennstoffes erheblich weniger aggressiv und wirkt daher nicht in dem üblichen Ausmaß störend.However, other conditions apply in cases where an air/exhaust chimney is used to remove the exhaust gas from condensing boilers, which are usually gas-fired and where the exhaust gas from the heating systems is fed into the exhaust pipe at a pressure above atmospheric pressure. Under these conditions, the excess pressure alone ensures a relatively high flow rate of the exhaust gas in the exhaust pipe, which ensures that the exhaust gas is properly removed from the chimney. In addition, the composition of any condensate that does occur is considerably less aggressive due to the choice of fuel and therefore does not have the same disruptive effect as usual.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Luft/Abgas-Schornstein der genannten Art zu schaffen, der vor allem in Verbindung mit Brennwertanlagen eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades erlaubt.The object of the invention is therefore to create an air/exhaust gas chimney of the type mentioned, which allows an improvement in the thermal efficiency, especially in conjunction with condensing boilers.

Dies wird durch die Gestaltung gemäß Anspruch 1 erreicht.This is achieved by the design according to claim 1.

Aufgrund der geschilderten Gegebenheiten bei Brennwertanlagen ist es möglich, die Grenzen für die Rückgewinnung der Abwärme aus den Abgasen erheblich weiter als bisher zu ziehen. Durch die erhöhte Rückgewinnung der Abwärme kann daher der Energiehaushalt verbessert werden. Eine erhöhte Rückgewinnung bei dem erfindungsgemässen Schornstein ist dadurch möglich, daß infolge der Vergrösserung der wärmeübertragenden Umfangsfläche des Abgasrohres ein intensiverer Wärmeübergang an die Frischluft stattfindet.Due to the circumstances described for condensing boilers, it is possible to set the limits for the recovery of waste heat from the exhaust gases considerably further than before. The increased recovery of waste heat can therefore improve the energy balance. Increased recovery in the chimney according to the invention is possible because the increase in the heat-transferring peripheral surface of the exhaust pipe results in a more intensive heat transfer to the fresh air.

Die an der Außenfläche des Abgasrohres vorgesehenen Rippen können zur Erzielung des erhöhten Wärmeübergangs bezüglich ihrer Gestaltung und ihres Verlaufes in weiten Grenzen variiert werden. Eine bevorzugte Gestaltung sieht vor, daß die Rippen achsparallel zur Längsachse des Abgasrohres auf dessen Außenfläche verlaufen. Die radiale Erstreckung undThe ribs provided on the outer surface of the exhaust pipe can be varied within wide limits in terms of their design and their course in order to achieve increased heat transfer. A preferred design provides that the ribs run axially parallel to the longitudinal axis of the exhaust pipe on its outer surface. The radial extension and

die Anzahl der Rippen ist weitgehend durch einen Kompromiß bezüglich der Bruchempfindlichkeit bei der Handhabung des Abgasrohres und durch die Herstellungsart bestimmt. Es hat sich gezeigt, daß eine Vielzahl verhältnismässig wenig vorspringender Rippen, die der Außenfläche des Abgasrohres den Eindruck einer Riefung vermitteln, eine deutliche Erhöhung des Wärmeüberganges im Vergleich mit einer glatten Rohrwandung ergeben. Jedoch sind auch radial weiter vorspringende Rippen in geringerer Anzahl wirkungsvoll und auch noch verhältnismässig wenig bruchgefährdet, wenn ihre Dicke entsprechend grosser ist. Der Abstand benachbarter Ripppen voneinander muß dabei so gewählt sein, daß zwischen den benachbarten Rippen auch eine Strömung stattfindet, die den angestrebten Wärmeübergang ergibt.The number of ribs is largely determined by a compromise regarding the susceptibility to breakage when handling the exhaust pipe and by the manufacturing method. It has been shown that a large number of relatively few protruding ribs, which give the outer surface of the exhaust pipe the impression of grooves, result in a significant increase in heat transfer compared to a smooth pipe wall. However, smaller numbers of radially protruding ribs are also effective and are also relatively less likely to break if their thickness is correspondingly greater. The distance between adjacent ribs must be chosen so that a flow takes place between the adjacent ribs, which results in the desired heat transfer.

Zur Steigerung des Wärmeübergangs kann auch daran gedacht werden, in einem gewissen Maß im Bereich der Rippen eine Turbulenz der Luftströmung zu bewirken. Das kann durch eine Quer- oder Schräganordnung der Rippen relativ zu der Frischluftströmung erreicht werden. Von Vorteil hierbei erweist sich ein schraubenförmiger Verlauf der zueinander parallelen Rippen aufdem Außenumfang des Abgasrohres.To increase heat transfer, it is also possible to create a certain degree of turbulence in the air flow in the area of the fins. This can be achieved by arranging the fins transversely or at an angle relative to the fresh air flow. A helical course of the fins parallel to one another on the outer circumference of the exhaust pipe proves to be advantageous here.

Die hier vorgeschlagenen Abgasrohre können aus den herkömmlichen Materialien hergestellt sein. Bevorzugt werden jedoch Keramik-Abgasrohre, die bei Herstellung im Wege des isostatischen Pressens eine sehr weitgehende Gestaltungsfreiheit für die Rippen ergeben. Während z.B. bei im Strangpreßverfahren hergestellten Keramikrohren die Rippen nur achsparallel zur Preßrichtung verlaufen können, erlaubt das isostatische Pressen auch den geschilderten Schrägverlauf der Rippen bezüglich der Rohrachse.The exhaust pipes proposed here can be made from conventional materials. However, ceramic exhaust pipes are preferred, which, when manufactured using isostatic pressing, allow for a very wide range of design freedom for the ribs. While, for example, in ceramic pipes manufactured using the extrusion process, the ribs can only run parallel to the axis of the pressing direction, isostatic pressing also allows the described diagonal course of the ribs with respect to the pipe axis.

Zweckmässigerweise ist das Abgasrohr in der üblichen Form durch einzelne Rohrabschnitte aufgebaut. Von Vorteil hierbei sind Rohrabschnitte mit an einem Ende vorgesehenen Muffen, die ein Zusammenfügen im Wege der SteckverbindungThe exhaust pipe is expediently constructed in the usual form from individual pipe sections. Pipe sections with sleeves at one end are advantageous here, which allow joining by means of a plug connection

erlauben. Der Rohrquerschnitt kann rund oder viereckig sein.allow. The pipe cross-section can be round or square.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawings:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil eines Schornsteins, bei dem ein Abgasrohr nach der Erfindung eingesetzt ist;Fig. 1 is a schematic longitudinal section through part of a chimney in which an exhaust pipe according to the invention is used;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, undFig. 2 is a cross-section along the line II-II in Fig. 1, and

Fig. 3 in gegenüber Fig. 2 vergrössertem Maßstab einen Teil-Querschnitt des Abgasrohres.Fig. 3 shows a partial cross-section of the exhaust pipe on an enlarged scale compared to Fig. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte Teil eines Luft/Abgas-Schornsteins weist einen aus einer Anzahl von Mantelsteinen 1 aufgebauten Kaminmantel auf, in dessen Schacht 2 ein aus einzelnen Rohrabschnitten 3 aufgebautes Abgasrohr konzentrisch angeordnet ist. Zumindest an einigen der Rohrabschnitte 3 sind an deren Außenfläche Metallbänder 4 befestigt, von denen aus sich Distanzhalter 5 schräg nach außen erstrecken. Die Distanzhalter 5 (in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier Stück je Metallband) dienen dazu, das Abgasrohr konzentrisch in dem Schacht 2 zu halten, zugleich aber Relativ-Wärmedehnungen nicht zu behindern.The part of an air/exhaust gas chimney shown in Fig. 1 has a chimney casing made up of a number of casing stones 1, in whose shaft 2 an exhaust pipe made up of individual pipe sections 3 is arranged concentrically. At least some of the pipe sections 3 have metal bands 4 attached to their outer surface, from which spacers 5 extend diagonally outwards. The spacers 5 (in the embodiment shown four per metal band) serve to hold the exhaust pipe concentrically in the shaft 2, but at the same time not to hinder relative thermal expansion.

Der Anschluß des durch die Rohrabschnitte 3 aufgebauten Abgasrohres an die jeweils zu versorgenden Heizanlagen und deren Verbindung mit dem Frischluftkanal 2 sind hinreichend bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erläuterung.The connection of the exhaust pipe constructed by the pipe sections 3 to the respective heating systems to be supplied and their connection to the fresh air duct 2 are sufficiently known and do not require any further explanation here.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Abgasrohr durch relativ dünnwandige keramische Rohrabschnitte 3 gebildet, die durch isostatisches Pressen hergestellt sind. Sie weisen an einem Ende jeweils eine Muffe 6 auf, inIn the embodiment shown, the exhaust pipe is formed by relatively thin-walled ceramic pipe sections 3 which are manufactured by isostatic pressing. They each have a sleeve 6 at one end, in

welche jeweils das andere Ende des nächstfolgenden Rohrabschnittes einsteckbar ist. Eine Gasdichtheit an der Steckverbindung kann durch Kitt erzielt sein.into which the other end of the next pipe section can be inserted. Gas-tightness at the plug connection can be achieved by using putty.

Wie sich aus Fig. 3 ergibt und in Fig. 1 nur örtlich angedeutet ist, weist die Außenfläche der Rohrabschnitte 3 eine Vielzahl von Rippen 7 auf, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dicht nebeneinander liegen und einen Dreieck-Querschnitt haben. Die Wandstärke der Rohrabschnitte 3, gemessen zwischen der Innenwandfläche und dem Grund der durch die Rippen 7 gebildeten Rillen, beträgt beispielsweise 7 mm, die Höhe und Breite der Rippen am Rillengrund betragen etwa 3 mm. Aufgrund der dichten Nebeneinanderanordnung der Rippen 7 und der geschilderten Dimensionierung haben die Rohrabschnitte 3 auf ihrer Außenfläche ein gerieftes Aussehen. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, erstrecken sich die parallel zu der Längsachse der Rohrabschnitte 3 verlaufenden Rippen 7 zwischen dem Ansatz der Muffe 6 und einer Stelle vor dem gegenüberliegenden Ende des Rohrabschnitts 3, die im gefügten Zustand noch außerhalb der nächstfolgenden Muffe 6 liegt.As can be seen from Fig. 3 and only indicated locally in Fig. 1, the outer surface of the pipe sections 3 has a large number of ribs 7, which in the present embodiment are located close to one another and have a triangular cross-section. The wall thickness of the pipe sections 3, measured between the inner wall surface and the base of the grooves formed by the ribs 7, is for example 7 mm, the height and width of the ribs at the base of the groove are approximately 3 mm. Due to the close arrangement of the ribs 7 next to one another and the described dimensioning, the pipe sections 3 have a grooved appearance on their outer surface. As can be seen from Fig. 1, the ribs 7, which run parallel to the longitudinal axis of the pipe sections 3, extend between the base of the sleeve 6 and a point in front of the opposite end of the pipe section 3, which in the joined state is still outside the next sleeve 6.

Um die Bruchgefährdung der Rippen 7 bei der Handhabung auf dem Bau zu verringern, können die freien Kanten des Dreieck-Querschnitts, abweichend von der Darstellung in Fig. 3, abgeflacht oder gerundet ausgebildet werden.In order to reduce the risk of breakage of the ribs 7 during handling on site, the free edges of the triangular cross-section can be flattened or rounded, in contrast to the illustration in Fig. 3.

Claims

32 186 20/h Erlus Baustoffwerke AG 84088 Neufahrn Air/Exhaust Gas Chimney Claims 15

1. Air/exhaust gas chimney for condensing boilers, with an exhaust pipe (3) which is arranged in a shaft of the chimney forming the air supply duct (2) at a distance from the shaft wall,

characterized in that ribs (7) are formed on the outer circumference of the exhaust pipe (3).

2. Chimney according to claim 1,

characterized in that the ribs (7) run parallel to the longitudinal axis of the exhaust pipe (3).

3. Chimney according to claim 1,

characterized in that the ribs (7) run helically on the circumferential surface of the exhaust pipe.

4. Chimney according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rib cross-section is triangular or square.

5. Chimney according to claim 4, characterized in that the free edges of the ribs are rounded.