SE534083C2

SE534083C2 - Chimney with valve devices arranged to be operated by the inner tube's thermal expansion

Info

Publication number: SE534083C2
Application number: SE0950024A
Authority: SE
Inventors: Paavo Valkama
Original assignee: Paavo Valkama
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2011-04-26
Also published as: FI20085069A0; FI120987B; SE0950024L; FI20095031A; FI20095031A0

Abstract

Uppfinningen avser en skorsten (12), vilkeninnefattar ett innerror (18) som bildar enrokkanal (21), ett omgivande isoleringslager(20) och ett ytterholje (22). Dessutom ingåren avkylningskanal, vilken transporteraravkylningsluft nedifrån och uppåt, mellaninnerroret (18) och ytterholjet (22),utrustad med ventilanordningar som styrs avrokgasens temperatur, for sankande av temperaturen i ytterholjet. The invention relates to a chimney (12), which comprises an inner tube (18) which forms a rock channel (21), a surrounding insulating layer (20) and an outer casing (22). In addition, a cooling duct is included, which transports cooling air from below and upwards, the intermediate inner tube (18) and the outer casing (22), equipped with valve devices which control the temperature of the exhaust gas, for lowering the temperature in the outer casing.

Description

534 083 2 Ansökningspublikationen DE 2317972 beskriver ett system i anslutning till en skorsten utrustad med en avkylningskanal. 534 083 2 The application publication DE 2317972 describes a system adjacent to a chimney equipped with a cooling duct.

Systemet innefattar en temperaturgivare, en elektrisk regulator och ett ställdon samt en klaffventil i avkylningskanalens övre Sände. Med hjälp av en temperaturgivare kan upptäckas om temperaturen på avkylningskanalens ytteryta stiger. På grundval av detta styr en regulator öppningen av klaffventilen, varvid luftflödet stiger i avkylningskanalen och ytterhöljets inneryta endast avkyls vid behov. Problemet med detta system är 10anordningarnas tekniska komplexitet och behovet av energi utifrån.The system includes a temperature sensor, an electrical regulator and an actuator as well as a flap valve in the upper end of the cooling duct. With the help of a temperature sensor it can be detected if the temperature on the outer surface of the cooling duct rises. On the basis of this, a regulator controls the opening of the flap valve, whereby the air flow rises in the cooling duct and the inner surface of the outer casing is only cooled when necessary. The problem with this system is the technical complexity of the devices and the need for external energy.

Avsikten med denna uppfinning är att åstadkomma en skorsten där det med enkla arrangemang skapas ett effektivt flöde av 15avkylningsluftendastvidbehov.Dennauppfinningskännetecknande drag framgår av vidstående patentkrav. Flödet av avkylningsluft regleras med en ventil, som får sin kraft från det rör som utgör rökkanal, förmånligast från ett stålrörs värmeutvidgning.The object of this invention is to provide a chimney in which, with simple arrangements, an efficient flow of cooling air is created when needed. This characterizing feature of the invention appears from the appended claims. The flow of cooling air is regulated with a valve, which gets its power from the pipe that forms the flue, most advantageously from the thermal expansion of a steel pipe.

Kylningen kommer igång automatiskt endast vid behov, med hjälp av 20ett mycket enkelt arrangemang. Systemet fungerar utan elektricitet eller annan kraft utifrån.The cooling starts automatically only when needed, with the help of a very simple arrangement. The system works without electricity or other external force.

I det följande beskrivs uppfinningen detaljerat med hänvisning till bifogade figurer, vilka visar en tillämpning av uppfinningen, 25enligt vilken Figur la visar en skorsten enligt uppfinningen i anslutning till en öppen spis 30Figur lb visar en skorsten i genomskärning Figur 2 visar en skorstens klaffventil i stängt läge Figur 3 visar en skorstens klaffventil i öppet läge Figur 4 visar kylningens funktion i en skorsten 534 083 3 Figur 5 visar en annan tillämpning på en skorsten i enlighet med uppfinningen En skorsten enligt uppfinningen passar som skorsten för många 5 olika slags eldstäder. När det önskas att en rökkanal utgår rakt uppåt fràn en eldstad (här en öppen spis 10, figur 1) används en färdig skorsten 12 enligt figur la, vilken skorsten i allmänhet är en stålskorsten omsluten av en isoleringsmantel. Trots isoleringen stiger skorstenens yttertemperatur högt i en vanlig 10skorsten, vilket särskilt försvårar en genomföring 16 genom ett bjälklag 15 eller annan dylik konstruktion. Brandföreskrifterna kräver en anmärkningsvärt låg yttemperatur på erï skorsten.In the following the invention is described in detail with reference to the attached figures, which show an application of the invention, according to which Figure 1a shows a chimney according to the invention in connection with a fireplace 30Figure 1b shows a chimney in section Figure 2 shows a chimney flap valve in closed position Figure 3 shows a chimney flap valve in open position Figure 4 shows the cooling function in a chimney 534 083 3 Figure 5 shows another application on a chimney in accordance with the invention A chimney according to the invention is suitable as a chimney for many different types of fireplaces. When it is desired that a flue extends straight upwards from a fireplace (here a fireplace 10, figure 1), a finished chimney 12 according to figure 1a is used, which chimney is generally a steel chimney enclosed by an insulating jacket. Despite the insulation, the outer temperature of the chimney rises high in an ordinary chimney, which makes it particularly difficult for a bushing 16 through a floor 15 or other such construction. The fire regulations require a remarkably low surface temperature on the chimney.

För att sänka en skorstens ytterhöljes temperatur leds luft in 15 skorstenen via en anslutning 14, vilket beskrivs närmare nedan. Även ett litet flöde, vilket lätt kan åstadkommas med ett naturligt omlopp kyler skorstenens ytterhölje effektivt.To lower the temperature of the outer casing of a chimney, air is led into the chimney via a connection 14, which is described in more detail below. Even a small flow, which can easily be achieved with a natural circulation, cools the chimney's outer casing efficiently.

Enligt figur lb innefattar skorstenen 12 ett innerrör 18 som bildar Z)en rökkanal 21, ett.mellanhölje 19, ett isoleringslager 20 och ett ytterhölje 22. Särskilt ytterhöljets yttemperatur är enligt brandföreskrifterna avgörande med avseende på de säkerhetsavstånd som krävs. Luftkanalen 17 som bildats mellan innerröret 18 och mellanhöljet 19 är en central faktor, medelst vilken ytterhöljets 2522 yttemperatur kan sänkas. Anslutningen 14 ligger 50 - 100 cm under genomföringen 16. Anslutningen 14 leder rumsluft till avkylningskanalen 17, vilken är öppen till uteluften i skorstenens övre ände. Härvid sjunker temperaturen avsevärt hos mellanhöljet 19 och vidare ytterhöljet 22 när eldstaden används, jämfört med 30ett läge utan ett avkylningsflöde inuti skorstenen i luftkanalen 17 mellan innerröret 18 och ytterhöljet 19. Skorstenens övre ände är skyddad så att det inte kan komma in regnvatten i avkylningskanalen ens vid stormigt väder (visas ej). 534 083 4 Vid anslutningen 14 finns det ett brott i isoleringsmanteln 20, fastän den övre och nedre delen är fast förbundna med varandra med lämpliga fästanordningar (visas ej). Den undre delen har en övre ände 27, mot vilken en fläns 26 trycker när innerröret 18 är kallt, Sfigurerna 2 och 3. Ventilen är då stängd. När eldstaden används, värmer de heta rökgaserna upp innerröret 18, vilket värmeutvidgas några millimeter utefter sin längd under anslutningen 14. Flänsen 26 ligger mot mellanhöljet 19, vilket i sin tur ligger mot innerröret 18. Flänsen 26 stiger således ur änden 27 p.g.a. 10innerrörets 18 värmeutvidgning. Samtidigt kommer hålen 24 fram, genom vilka det kommer avkylningsluft till avkylningskanalen mellan innerröret 18 och mellanhöljet 19, vilken luft när den uppvärms orsakar ett kraftigt drag. 15Flänsen 26 har plats att röra sig mellan ändarna.According to Figure 1b, the chimney 12 comprises an inner pipe 18 which forms Z) a flue 21, an intermediate casing 19, an insulating layer 20 and an outer casing 22. In particular the outer temperature of the outer casing is decisive according to the fire regulations with regard to the required safety distances. The air duct 17 formed between the inner tube 18 and the intermediate housing 19 is a central factor, by means of which the surface temperature of the outer housing 2522 can be lowered. The connection 14 is 50 - 100 cm below the bushing 16. The connection 14 leads room air to the cooling duct 17, which is open to the outdoor air at the upper end of the chimney. In this case, the temperature of the intermediate casing 19 and further the outer casing 22 drops considerably when the fireplace is used, compared with a position without a cooling flow inside the chimney in the air duct 17 between the inner pipe 18 and the outer casing 19. The chimney upper end is protected so that no rainwater can enter the cooling duct. in stormy weather (not shown). 534 083 4 At the connection 14 there is a break in the insulating jacket 20, although the upper and lower part are firmly connected to each other with suitable fastening devices (not shown). The lower part has an upper end 27, against which a flange 26 presses when the inner tube 18 is cold, Figures 2 and 3. The valve is then closed. When the fireplace is used, the hot flue gases heat the inner tube 18, which expands heat a few millimeters along its length below the connection 14. The flange 26 lies against the intermediate housing 19, which in turn lies against the inner tube 18. The flange 26 thus rises from the end 27 due to The thermal expansion of the inner tube 18. At the same time, the holes 24 emerge, through which cooling air enters the cooling duct between the inner tube 18 and the intermediate housing 19, which air when heated causes a strong draft. The flange 26 has space to move between the ends.

Isoleringsmanteln 20 värmeutvidgas endast i mycket liten utsträckning.The insulating jacket 20 is heat expanded only to a very small extent.

Anslutningen 14 är i figurerna 2 och 3 skyddade med det estetiskt designade skyddet 32, vilket ej har någon teknisk betydelse så 20länge det inte hindrar flödet till anslutningen.The connection 14 is in Figures 2 and 3 protected with the aesthetically designed protection 32, which has no technical significance as long as it does not impede the flow to the connection.

Enligt figur 4 åstadkommer innerrörets 18 upphettning p.g.a. inverkan av de i rökkanalen 21 strömmande heta rökgaserna en utvidgning av innerröret, vilket öppnar ventilen i anslutningen 2514. Härvid flödar avkylningsluft till den avkylningskanal som omsluter innerröret. Ytterhöljets temperatur förblir låg och det går att tillämpa enklare brandskyddsföreskrifter t.ex. för skyddsavstånd. 30En klaffventil eller motsvarande kan naturligtvis även placeras i skorstenens övre ände, där den av värmeutvidgningen åstadkomma förskjutningen är avsevärt större än i ovan nämnda exempel. Under alla förhållanden måste avkylningskanalens övre ände skyddas särskilt väl, eftersom regnvatten vid stormigt väder faller 534 083 5 horisontellt. Utöver skorstenshatten 30 innefattar avkylningskanalens 17 övre anslutning särskilda skyddsanordningar (visas ej). 5I figur 5 har det för funktionellt samma slags delar använts samma referensnummer som ovan. Sålunda leds avkylningsluft från anslutningen 14 till luftkanalen 17, vilken har bildats mellan inneröret 18 av stål och mellanhöljet 19. Isoleringslagret 20 har placerats mellan mellanhöljet 19 och ytterhöljet 22. Innerröret 1018 är här ett alldeles sammanhängande och vanligt stålrör.According to Figure 4, the inner tube 18 causes heating due to under the influence of the hot flue gases flowing in the flue 21, an expansion of the inner pipe, which opens the valve in the connection 2514. In this case, cooling air flows to the cooling duct which encloses the inner pipe. The temperature of the outer casing remains low and it is possible to apply simpler fire protection regulations e.g. for safety distances. A flap valve or the like can of course also be placed in the upper end of the chimney, where the displacement caused by the thermal expansion is considerably larger than in the above-mentioned example. In any case, the upper end of the cooling duct must be particularly well protected, since in stormy weather rainwater falls horizontally. In addition to the chimney cap 30, the upper connection of the cooling duct 17 includes special protection devices (not shown). In Figure 5, the same reference numbers as above have been used for functionally the same kind of parts. Thus, cooling air is led from the connection 14 to the air duct 17, which has been formed between the inner tube 18 of steel and the intermediate casing 19. The insulating layer 20 has been placed between the intermediate casing 19 and the outer casing 22. The inner tube 1018 is here a very coherent and ordinary steel pipe.

Mellanhöljet 19 har här framställts av galvaniserad stålplåt. Det ytterhölje 22 som förblir synligt inomhus framställs förmånligt av blank rostfri plåt eller av plastbelagd stålplåt. Anslutningen 14 innefattar en eller flera öppningar för att leda luft från 15 rummet till luftkanalen 17. Omkring anslutningen 14 kan det finnas ett estetiskt skydd 32 såsom visas i figurerna la och 2.The intermediate housing 19 has here been made of galvanized sheet steel. The outer casing 22 which remains visible indoors is advantageously made of shiny stainless steel or of plastic-coated steel sheet. The connection 14 comprises one or more openings for directing air from the room to the air duct 17. Around the connection 14 there may be an aesthetic protection 32 as shown in figures 1a and 2.

Vid behov används mellanlägg mellan innerröret 18 och mellanhöljet 19 för att behålla luftkanalens form intakt (visas ej). Det bör 20dock fästas uppmärksamhet vid mellanläggens kvalitet, så att de ej orsakar buller p.g.a. värmeutvidgningens rörelser. I speciellt höga skorstenar fästsxnellanhöljet vid.innerröret på en sádan.höjd att innerrörets övre höjd till änden åstadkommer ett tillräckligt värmeutvidgningsavstànd. 25 En klaffventil bildas i skorstenens övre del med hjälp av en fläns 26 som fungerar som regnskydd och den övre flänsen 27, där flänsen 26 får sin drivkraft av innerrörets värmeutvidgning. Den övre flänsen 26 innefattar ett skydd 25, vilket förhindrar att 30regnvatten kommer in i luftkanalen.If necessary, spacers are used between the inner tube 18 and the intermediate housing 19 to keep the air duct shape intact (not shown). However, attention should be paid to the quality of the spacers, so that they do not cause noise due to the movements of thermal expansion. In particularly high chimneys, the casing attaches to the inner tube at such a height that the upper height of the inner tube to the end provides a sufficient thermal expansion distance. A flap valve is formed in the upper part of the chimney by means of a flange 26 which acts as a rain cover and the upper flange 27, where the flange 26 gets its driving force from the thermal expansion of the inner pipe. The upper flange 26 comprises a protection 25, which prevents rainwater from entering the air duct.

Omkring det heta innerröret 18 och mot detta kan om så önskas användas ett särskilt tunt värmeisoleringslager, vilken 534 083 6 konstruktion medför att den samlade tjockleken av isoleringslagren blir till ett minimum.Around the hot inner tube 18 and against this, a particularly thin thermal insulation layer can be used if desired, which construction means that the total thickness of the insulation layers is kept to a minimum.

Diametern hos de vanligaste innerrören är 100 - 150 mm. En vanlig Sisoleringstjocklek är 50 - 60 mm och luftspalten 10 - 15 mm. Den totala diametern hos en skorsten avsedd för vanliga inomhusutrymmen blir inklusive isoleringar således 250 - 300 mm.The diameter of the most common inner tubes is 100 - 150 mm. A standard insulation thickness is 50 - 60 mm and the air gap 10 - 15 mm. The total diameter of a chimney intended for ordinary indoor spaces, including insulation, will thus be 250 - 300 mm.

Claims

534 083 PATENT REQUIREMENTS

A chimney (12) emanating from a room space via a bushing, which comprises an inner pipe (18) forming a flue 5 (21), a surrounding insulating layer (20), an outer casing (22) and a cooling duct (17) between the inner tube (18) and the outer casing (22) for lowering the temperature in the outer casing and valve devices (26, 27) which are controlled by the temperature of the flue gas for controlling the flow of the cooling air, characterized in that the said valve devices consist of a flap valve (26, 27) arranged to be operated by the thermal expansion of the inner tube (18).

A chimney according to claim 1, characterized in that the inner pipe (18) is a steel pipe. 15

A chimney according to claim 1 or 2, characterized in that the insulating layer (20) is placed between a special intermediate layer (19) and the outer layer (22).

A chimney according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cooling channel (17) is located between the insulating layer (20) and the inner tube (18).

A chimney according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the flap valve (26, 27) is located in the lower end of the cooling duct (17).

A chimney according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the flap valve (26, 27) is located in the upper end of the cooling duct (17).

A chimney according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a connection (14) leading to the cooling duct (17) is located in a room space. 35