EP0293332A2 - Schornsteinaufsatz - Google Patents
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- EP0293332A2 EP0293332A2 EP88810350A EP88810350A EP0293332A2 EP 0293332 A2 EP0293332 A2 EP 0293332A2 EP 88810350 A EP88810350 A EP 88810350A EP 88810350 A EP88810350 A EP 88810350A EP 0293332 A2 EP0293332 A2 EP 0293332A2
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- jacket
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L17/00—Inducing draught; Tops for chimneys or ventilating shafts; Terminals for flues
- F23L17/02—Tops for chimneys or ventilating shafts; Terminals for flues
Definitions
- the invention relates to a chimney cap with a pipe socket, a coaxially arranged to the latter, at least approximately pyramid-shaped inner jacket, which projects above the pipe socket, and an coaxial to the latter, the inner jacket projecting upward and distanced from it to form an annular chamber , whose upper outlet opening is covered by a cover part arranged at a distance above it.
- the object of the present invention is in particular the creation of a chimney cap by means of which raining or snowing into a chimney can be avoided in a simple and safe manner even in extreme wind conditions.
- the flow guide part has a cylindrical shape, the cross section of the cylindrical part being at least approximately the same area as the cross section of the pipe socket and its lower inlet part being widened to the outside.
- the lower extended entry part forces because of its large size seren inlet surface the exhaust gases rising from the pipe socket in the subsequent cylindrical or polygonal flow guide part.
- the lower extension ensures that rain falling from above does not get into the interior of the chimney and evaporate there, thereby generating cold, but is diverted to the outside.
- the upper outlet opening of the inner jacket is at least approximately the same area as the cross section of the pipe socket.
- the lower edge of the outer jacket is higher than the lower edge of the inner jacket and the height of the outer jacket is greater than the height of the inner jacket.
- the outer jacket has at least approximately the shape of the jacket of a truncated pyramid or a regular prism, preferably with eight side faces.
- the inner shell also has at least approximately the shape of the shell of a truncated pyramid with eight side surfaces, and it is expedient if the angle of inclination of the side surfaces of the inner and outer shell are at least approximately the same size, the side edges of the inner and the outer shell preferably lie on the corresponding diameter planes.
- the chimney cap shown therein is provided with a pipe socket 1 to be inserted into the chimney outlet opening, a truncated pyramid-shaped inner jacket 2 which projects above the pipe socket 1, and an inner jacket 2 arranged coaxially with the latter protruding upward and provided by this to form a bottom and top open annular chamber 3 outer jacket 4.
- the upper outlet opening 5 of the outer casing 4 is covered by a cover part 14, which is arranged at a distance above this opening 5 and is normally arranged such that it can be opened.
- the outlet opening 6 of the inner casing 2 approximately the same area as the flow cross-section of the pipe socket 1.
- the lower edge 7 of the outer casing 4 is higher than the lower edge 8 of the inner casing 2 and the height H A of the outer casing 4 is greater than the height H I of the inner casing 4.
- the inner and outer shells 2 and 4 respectively 4 the shape of the shell of a truncated pyramid with eight flat side surfaces.
- the inner and outer sheaths 2 and 4 are provided with inner beads 9, which run approximately 5 mm wide and run along the corner edges formed between its side faces 4 s , and which at the same time lead into the interior of the inner or outer Form outer shell 2 or 4 directed flow guide ribs 10, the height h increases towards the top.
- angles of inclination ⁇ 1 and ⁇ 2 of the side surfaces of the inner and outer shells 2 and 4 are approximately the same size, the side edges of the inner and outer shells lying on corresponding diameter planes d.
- the pipe socket 1 with a to rest on the Chimney crown certain cover and support plate 11 connected, which extends in a plane perpendicular to the longitudinal axis 12 of the top.
- the lower edge 8 of the inner jacket 2 extends down to just above the top of the cover and support plate 11.
- the pipe socket 1 and the cover and support plate 11 are preferably made of a copper alloy and are connected to one another with good thermal conductivity. Furthermore, the pipe socket 1 is provided with thermal insulation 13 on its outside over its length extending above the cover and support plate 11.
- a cylindrical one that projects upwards, is arranged coaxially to the longitudinal axis 12 and extends along the latter
- Flow guiding part 15 is provided, the lower inlet opening 16 of which is flanged or widened outwards and seen in the axial direction of the attachment, projects above the upper outlet opening 6 of the inner casing 2, so that liquid on the outside of the flow guiding part 15 drips onto the outside of the inner casing 2 and as a result, does not get into the interior of the fireplace.
- the size of the upper outlet opening 5 of the outer casing 4 is dimensioned such that the flow cross-section this outlet opening 5 is approximately 64% larger than the flow cross-section of the flow guiding part 15 located in the same plane.
- the flow guide tube 15 could also have the shape of a truncated cone shell which widens downward or some other suitable shape.
- the radius of the inner circle of the base surface 17 or 18 of the inner and outer shell 2 or 4 should preferably be 1.45 to 1.55 times as large as the radius of the inner circle of the top surface 6 or 5 of the inner or outer shell.
- the diameter of the inner circle of the base surface 17 of the inner shell 2 is, for example, 27 cm and the diameter of the inner circle of the top surface 6 of the inner shell 2 is, for example, 19.5 cm, that is to say the same as the diameter of the pipe socket 1, which is also 19.5 cm.
- the height H I of the inner jacket 2 is 17 cm.
- the diameter of the cylindrical part of the flow guiding part 15 is also 19.5 cm, which means that this diameter is also identical to that of the pipe socket 1.
- Figure 3 is a second embodiment with an off senmantel 4 'shown, the horizontal cross section of which has the shape of a regular prism.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Schornsteinaufsatz mit einem Rohrstutzen, einem koaxial zu letzterem angeordneten, mindestens annähernd pyramiden-stumpfförmigen Innenmantel, der den Rohrstutzen nach oben überragt, sowie einem koaxial zu letzterem angeordneten, den Innenmantel nach oben überragenden und von diesem unter Bildung einer Ringkammer distanzierten Aussenmantel, dessen obere Austrittsöffnung von einem oberhalb dieser distanziert angeordneten Abdeckteil überdeckt ist.
- Es ist bekannt, zur Vermeidung des Hineinschneiens oder -regnens in einen Kamin diesen an seiner Austrittsmündung mit einem drehbaren Schornsteinaufsatz zu versehen. Solche Aufsätze weisen jedoch den grossen Nachteil auf, dass deren drehbarer Teil infolge Verschmutzung und/oder Festfrieren des an dieser Stelle entstehenden Kondensat bezüglich seiner Drehbarkeit blockiert oder zumindest stark gehemmt wird, und die Wirkung eines solchen Schornsteinaufsatzes damit sogar kontraproduktiv werden kann.
- Es ist ferner auch bekannt, oberhalb der Austrittsmündung eines Kamins einen feststehenden Abdeckteil anzuordnen. Um den Zug im Kamin möglichst nicht negativ zu beeinflussen, muss ein solcher Abdeckteil genügend weit oberhalb der Kaminmündung angeordnet sein, was den Nachteil zur Folge hat, dass es bei extremen Windverhältnissen doch noch in den Kamin hineinregnen oder -schneien kann.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die Schaffung eines Schornsteinaufsatzes mittels dem auch bei extremen Windverhältnissen auf einfache und sichere Weise ein Hineinregnen oder -schneien in ein Kamin vermieden werden kann.
- Diese Aufgabe wird bei einem Schornsteinaufsatz der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Innern des Oberteils des Aussenmantels ein diesen nach oben überragender koaxial zur Aufsatzlängsachse angeordneter und längs dieser sich erstreckender rohrförmiger Strömungsführungsteil angeordnet ist, dessen untere Eintrittsöffnung in achsialer Richtung des Aufsatzes gesehen die obere Austrittsöffnung des Innenmantels überragt, und dessen obere Austrittsöffnung von der Unterseite des Abdeckteiles distanziert ist.
- Dabei ist es zweckmässig, wenn der Strömungsführungsteil eine zylindrische Form aufweist, wobei der Querschnitt des zylindrischen Teiles mindestens annähernd flächengleich mit dem Querschnitt des Rohrstutzens und dessen unterer Eintrittsteil nach aussen erweitert ist.
- Der untere erweiterte Eintrittsteil zwingt wegen seiner grös seren Eintrittsfläche die aus dem Rohrstutzen aufsteigenden Abgase in den nachfolgenden zylindrischen oder im Querschnitt vieleckigen Strömungsführungsteil. Die untere Erweiterung bewirkt anderseits, dass von oben einschlagender Regen mit Sicherheit nicht in das Schornsteininnere gelangen und dort verdunsten und dadurch Kälte erzeugen kann, sondern nach aussen abgeleitet wird.
- Mit dieser Ausbildung wird durch die dadurch bewirkte leichte Zuganfachung die Bremswirkung des Abdeckteiles wieder aufgehoben, so dass trotz Umlenkung der Abgasströmung eine Verbesserung der Ablösung der Abgasfahne vom Schornsteinkopf aus Gründen des Umwelschutzes erreicht wird.
- Um den Zug im Kamin nicht negativ zu beeinflussen, ist es zweckmässig, wenn die obere Austrittsöffnung des Innenmantels mindestens annähernd flächengleich mit dem Querschnitt des Rohrstutzens ist.
- Zur Erzielung möglichst stabiler Druckverhältnisse an der Schornsteinmündung selbst bei unterschiedlichsten Windanströmverhältnissen ist es vorteilhaft, wenn die Unterkante des Aussenmantels höher liegt als die Unterkante des Innenmantels und die Höhe des Aussenmantels grösser ist als die Höhe des Innenmantels. Dabei hat es sich als zweckmässig erwiesen, wenn der Aussenmantel mindestens annähernd die Form des Mantels eines Pyramidenstumpfes oder eines regulären Prismas, vorzugsweise mit acht Seitenflächen, aufweist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn auch der Innenmantel mindestens annähernd die Form des Mantels eines Pyramidenstumpfes mit acht Seitenflächen aufweist, und es ist zweckmässig, wenn der Neigungswinkel der Seitenflächen des Innen- und des Aussenmantels mindestens annähernd gleich gross sind, wobei die Seitenkanten des Innen- sowie des Aussenmantels vorzugsweise auf jeweils korrespondierenden Durchmesserebenen liegen.
- Vorteilhafte Weiterausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 8 bis 15.
- Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt:
- Fig.1 einen Längsschnitt durch eine erste beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemässen Schornsteinaufsatzes;
- Fig.2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1; und
- Fig.3 in kleinerem Massstab einen Längsschnitt durch eine zweite beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemässen Schornsteinaufsatzes.
- Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, ist der darin dargestellte Schornsteinaufsatz mit einem in die Kaminaustrittsmündung einzuführenden Rohrstutzen 1, einem koaxial zu diesem angeordneten pyramidenstumpfförmigen Innenmantel 2, der den Rohrstutzen 1 nach oben überragt, sowie einem koaxial zu letzterem angeordneten, den Innenmantel 2 nach oben überragenden und von diesem unter Bildung einer unten und oben offenen Ringkammer 3 distanzierten Aussenmantel 4 versehen.
- Die obere Austrittsöffnung 5 des Aussenmantels 4 ist von einem oberhalb dieser Oeffnung 5 distanziert angeordneten, normalerweise aufklappbar angeordneten Abdeckteil 14 überdeckt.
- Zur Vermeidung eines negativen Einflusses auf den Zug im Schornstein ist die Austrittsöffnung 6 des Innenmantels 2 etwa flächengleich mit dem Durchströmquerschnitt des Rohrstutzens 1.
- Zur Erzielung möglichst stabiler Druckverhältnisse im Mündungsbereich des Schornsteines liegt die Unterkante 7 des Aussenmantels 4 höher als die Unterkante 8 des Innenmantels 2, und die Höhe HA des Aussenmantels 4 ist grösser als die Höhe HI des Innenmantels 4.
- Um zu vermeiden, dass bei einer seitlichen Anströmung des Innen- und des Aussenmantels 2 bzw. 4 durch Wind die derart erzeugte Strömung sich um diese beiden Mäntel anlegt und über deren Umfang betrachtet recht unterschiedliche Druckverhältnisse bewirkt, weisen der Innen- und der Aussenmantel 2 bzw. 4 die Form des Mantels eines Pyramidenstumpfes mit acht ebenen Seitenflächen auf.
- Zur Bildung weiterer die Erzeugung von Turbulenz und Strömungsabrissen fördernder Elemente ist der Innen- und der Aussenmantel 2 bzw. 4 mit längs der zwischen seinen Seitenflächen 4s gebildeten Eckkanten verlaufenden, etwa 5mm breiten Innensicken 9 versehen, die gleichzeitig in das Innere des Innen- respektive Aussenmantels 2 respektive 4 gerichtete Strömungsführungsrippen 10 bilden, deren Höhe h gegen oben zunimmt.
- Die Neigungswinkel α₁ respektive α₂ der Seitenflächen des Innen- und des Aussenmantels 2 respektive 4 sind etwa gleich gross, wobei die Seitenkanten des Innen- und des Aussenmantels auf jeweils korrespondierenden Durchmesserebenen d liegen.
- Ferner ist der Rohrstutzen 1 mit einer zur Auflage auf der Schornsteinkrone bestimmten Abdeck- und Tragplatte 11 verbunden, welche sich in einer senkrecht zur Aufsatzlängsachse 12 verlaufenden Ebene erstreckt. Die Unterkante 8 des Innenmantels 2 erstreckt sich bis unmittelbar oberhalb der Oberseite der Abdeck- und Tragplatte 11 hinunter.
- Der Rohrstutzen 1 sowie die Abdeck- und Tragplatte 11 bestehen vorzugsweise aus einer Kupferlegierung und sind gut wärmeleitend miteinander verbunden. Ferner ist der Rohrstutzen 1 über seine oberhalb der Abdeck- und Tragplatte 11 sich erstreckende Länge auf seiner Aussenseite mit einer Wärmeisolierung 13 versehen.
- Auf diese Weise wird die Abdeck- und Tragplatte 11 indirekt durch das durch den Rohrstutzen 1 hindurchströmende Rauchgas beheizt, so dass allfälliges vom Innenmantel 2 auf die Abd Tragplatte 11 hinuntertropfendes Kondensat dort zum Verdunsten gebracht wird.
- Um nun absolut sicher zu vermeiden, dass selbst bei extremsten Windverhältnissen kein Regen in das Kamin gelangt, wird nun auf Grund von eingehenden Strömungsuntersuchungen im Innern des Oberteiles des Aussenmantels 4 ein diesen nach oben überragender, koaxial zur Aufsatzlängsachse 12 angeordneter und längs dieser sich erstreckender zylindrischer Strömungsführungsteil 15 vorgesehen, dessen untere Eintrittsöffnung 16 nach aussen umgebördelt bzw. erweitert ist und in achsialer Richtung des Aufsatzes gesehen die obere Austrittsöffnung 6 des Innenmantels 2 überragt, so dass auf der Aussenseite des Strömungsführungsteiles 15 sich niederschlagende Flüssigkeit auf die Aussenseite des Innenmantels 2 abtropft und dadurch nicht in das Kamininnere gelangt.
- Die Grösse der oberen Austrittsöffnung 5 des Aussenmantels 4 ist dabei derart bemessen, dass der Durchströmquerschnitt dieser Austrittsöffnung 5 etwa 64% grösser ist als der in der gleichen Ebene sich befindende Durchströmquerschnitt des Strömungsführungsteiles 15.
- Selbstverständlich könnte das Strömungsführungsrohr 15 auch die Form eines nach unten sich erweiternden Kegelstumpfmantels oder eine andere geeignete Form aufweisen.
- Eingehende Strömungsuntersuchungen haben ergeben, dass zur Erzielung möglichst optimaler konstanter Druckverhältnisse im Kamin folgende Bemessungsverhältnisse eingehalten werden sollten:
- Der Radius des Innenkreises der Grundfläche 17 respektive 18 des Innen- und des Aussenmantels 2 respektive 4 sollte vorzugsweise 1,45 bis 1,55 mal so gross sein wie der Radius des Innenkreises der Deckfläche 6 respektive 5 des Innen- respektive Aussenmantels. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser des Innenkreises der Grundfläche 17 des Innenmantels 2 beispielsweise 27cm und der Durchmesser des Innenkreises der Deckfläche 6 des Innenmantels 2 beispielsweise 19,5cm, das heisst gleichviel wie der Durchmesser des Rohrstutzens 1, der ebenfalls 19,5cm beträgt. Die Höhe HI des Innenmantels 2 beträgt 17cm.
- Der Durchmesser des zylindrischen Teiles des Strömungsführungsteiles 15 beträgt ebenfalls 19,5cm, das heisst dieser Durchmesser ist ebenfalls identisch mit demjenigen des Rohrstutzens 1.
- Die übrigen Bemessungskriterien können den Ansprüchen 10 bis 14 entnommen werden.
- In Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Aus senmantel 4′ dargestellt, dessen horizontaler Querschnitt die Form eines regulären Prismas aufweist.
- Zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel analoge Teile sind mit den gleichen Uberweisungszeichen versehen, so dass sich eine nochmalige Beschreibung dieser analogen Teile erübrigt.
- Selbstverständlich kann der Innen- und/oder der Aussenmantel 2 respektive 4 beziehungsweise 4′ zusätzlich mit Offnungen versehen sein, wie dies zum Beispiel aus der PCT-Anmeldung PCT/EP 86/00272 oder dem nicht vorveröffentlichten Schweizer Patentgesuch Nr. 2103/87-8 vom 3. Juni 1987.
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