EP0294336A2 - Schornsteinaufsatz - Google Patents

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EP0294336A2
EP0294336A2 EP88810363A EP88810363A EP0294336A2 EP 0294336 A2 EP0294336 A2 EP 0294336A2 EP 88810363 A EP88810363 A EP 88810363A EP 88810363 A EP88810363 A EP 88810363A EP 0294336 A2 EP0294336 A2 EP 0294336A2
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EP
European Patent Office
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flow
cap according
chimney cap
jacket
opening
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EP88810363A
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EP0294336A3 (en
EP0294336B1 (de
Inventor
Gert Basten
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Basten Maria Sibylle
Original Assignee
Basten Maria Sibylle
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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, an inner casing arranged at least approximately pyramid-frustum and coaxially with the latter, which projects above the pipe socket, and an outer casing arranged coaxially with the latter and projecting upward from the inner casing and distanced from it to form an annular chamber.
  • a chimney cap with a pipe socket, an inner casing arranged at least approximately pyramid-frustum and coaxially with the latter, which projects above the pipe socket, and an outer casing arranged coaxially with the latter and projecting upward from the inner casing and distanced from it to form an annular chamber.
  • which has at least approximately the shape of the outer surface of a regular prism or a truncated pyramid, at least some of the surfaces forming the outer surface being provided with at least one throughflow opening each.
  • the object of the present invention is, in particular, to create a chimney cap with the aid of which a noticeable improvement in keeping the pressure conditions in a chimney constant can be achieved even with the most extreme wind speeds and / or wind incidence directions.
  • first flow deflection elements are assigned to these throughflow openings for deflecting a flow entering through them into a plane in the interior of the outer jacket that is at least approximately parallel to the opening plane and whose end face facing the assigned throughflow opening corresponds at least approximately to the throughflow cross section of the respective assigned throughflow opening or is larger, and for the deflection of a flow entering through such a flow opening and then flowing directly along the inside of the outer casing towards the inside of the outer casing, on the inside of the outer casing projecting inward from it and assigned to the individual throughflow openings, second flow deflecting elements are provided .
  • the surfaces forming the inner jacket are each provided with at least one throughflow opening, with these throughflow openings for deflecting a flow entering through them into a plane at least approximately parallel to this opening plane in the interior of the inner jacket extending first flow deflection elements , whose end face facing the assigned throughflow opening corresponds at least approximately to or is greater than the throughflow cross section of the respective assigned throughflow opening, and that in order to deflect a flow that enters through such a throughflow opening and then flows directly along the inside of the inside jacket against the inside of the inside jacket, on the inside of the inner jacket, from this inwardly projecting second flow deflection elements associated with the individual flow openings are provided.
  • the first flow deflecting elements are designed as flaps which are increasingly open inwards and upwards at an angle with respect to the respective lateral surface, and this angle is preferably in a range from 15 to 35 ° .
  • the inner and / or the outer jacket for forming the second flow deflection elements is provided with ribs running along the corner edges formed between its side surfaces and directed into the interior of the inner or outer jacket, the height of which preferably increases towards the top, whereby it is expedient if the ribs are formed by inner beads, preferably at least 4 mm wide, which run along the corner edges formed between the side surfaces of the inner and outer jacket.
  • the upper outlet opening of the inner jacket is at least approximately the same area as the cross section of the pipe socket.
  • the chimney cap shown therein is provided with a pipe socket 1 to be inserted into the chimney outlet mouth, a truncated pyramid-shaped inner jacket 2, which projects above the pipe socket 1, and a coaxially arranged with the latter Inner jacket 2 protruding upward and provided by this outer jacket 4 to form an annular chamber 3 open at the bottom and top.
  • the outlet opening 6 of the inner casing 2 is 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 have the shape of the shell of a truncated pyramid with eight flat side surfaces.
  • the inner and outer shells 2 and 4 are provided with inner beads 9 which run along the corner edges formed between its side faces 4 s (see FIGS. 2 and 3) and which at the same time form flow guide ribs 10 or 4 directed into the interior of the inner or outer shell, the height h of which increases towards the top.
  • the angle 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 is connected to a cover and support plate 11 which is intended to rest on the chimney crown and which extends in a plane running perpendicular to the longitudinal axis 12 of the attachment.
  • 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.
  • the cover and support plate 11 is indirectly heated by the flue gas flowing through the pipe socket 1, so that any condensate dripping down from the inner jacket 2 onto the cover and support plate 11 is evaporated there.
  • the through-openings 18 and 18 ' provided in the inner and outer casing 2 and 4' for deflecting a wind flow 19 entering through them into an at least Approximately to the opening plane 4 s parallel plane in the interior of the inner or outer jacket 2 or 4 extending first flow deflection means are assigned, which are designed as flaps 20 which are increasingly open towards the inside and upwards at an angle ⁇ with respect to the respective jacket surface.
  • the inner and outer shells 2 and 4 are to form the second flow deflecting elements along the between its side surfaces 4 s formed corner edges extending into the interior of the inner or outer shell 2 or 4 ribs 10 are provided. These ribs 10, as can be seen in particular from FIG. 3, are formed by inner beads 9 running along the corner edges of the lateral surfaces.
  • FIG 4 a second embodiment is shown with an outer jacket 4 ', the horizontal cross section of which has the shape of a regular prism.
  • an upwardly projecting, coaxially arranged to the longitudinal axis 12 of the attachment and extending along this cylindrical flow guide part 15 is provided, the lower one Inlet opening 16 is flanged to the outside and, seen in the axial direction of the attachment, projects above the upper outlet opening 6 of the inner jacket 2, so that liquid on the outside of the flow guiding part 15 drips onto the outside of the inner jacket 2 and thus does not get into the interior of the chimney.
  • 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 of the inner shell 2 should preferably be 1.45 to 1.55 times as large as the radius of the inner circle of the top surface 6 of the inner 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.
  • ribs 10 are provided. These ribs 10, as can be seen in particular from FIG. 3, are formed by inner beads 9 running along the corner edges of the lateral surfaces.
  • FIG 4 a second embodiment is shown with an outer jacket 4 ', the horizontal cross section of which has the shape of a regular prism.
  • an upwardly projecting, coaxially arranged to the longitudinal axis 12 of the attachment and extending along this cylindrical flow guide part 15 is provided, the lower one Inlet opening 16 is flanged to the outside and, seen in the axial direction of the attachment, projects above the upper outlet opening 6 of the inner jacket 2, so that liquid on the outside of the flow guiding part 15 drips onto the outside of the inner jacket 2 and thus does not get into the interior of the chimney.
  • 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 of the inner shell 2 should preferably be 1.45 to 1.55 times as large as the radius of the inner circle of the top surface 6 of the inner 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.

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Abstract

Der Schornsteinaufsatz ist mit einem Rohrstutzen (1), einem pyramiden-stumpfförmigen Innenmantel (2), der den Rohr­stutzen (1) nach oben überragt, sowie einem den Innenmantel (2) nach oben überragenden -pyramidenstumpfförmigen Aussen­mantel (4) versehen.
Um selbst bei extremsten Windstärken und Windeinfallsrich­tungen möglichst konstante Druckverhältnisse im Austritts­mündungsbereich des Kamins zu erhalten und die Ablösung der Abgasfahne vom Schornsteinaufsatz zu verbessern, sind die den Innen- und die den Aussenmantel (2 resp. 4) bildenden Flächen mit je einer Durchströmöffnung (18,18′) versehen. Diesen letzteren sind erste Strömungsumlenkelemente (20) zugeordnet, deren der zugeordneten Durchströmöffnung (18, 18′) zugewandte Stirnfläche (21) dem Durchströmquerschnitt der jeweiligen zugeordneten Durchströmöffnung entspricht. Auf der Innenseite des Innen- und des Aussenmantels (2,4) sind diesen Durchströmöffnungen (18,18′) zugeordnete, nach innen ragende zweite Strömungsumlenkelemente (10) zugeord­net.

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, der mindestens annähernd die Form der Man­telfläche eines regulären Prismas oder eines Pyramidenstum­pfes aufweist, wobei mindestens einige der den Aussenmantel bildenden Flächen mit mindestens je einer Durchströmöffnung versehen sind.
  • Schornsteinaufsätze der vorgenannten Art sind aus der PCT-An­meldung mit der internationalen Veröffentlichungsnummer WO 86/06818 bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die Schaffung eines Schornsteinaufsatzes mit dessen Hilfe eine merkliche Verbesserung der Konstanthaltung der in einem Ka­min herrschenden Druckverhältnisse selbst bei extremsten Windstärken und/oder Windeinfallsrichtungen erreicht werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Schornsteinaufsatz der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass diesen Durchströmöffnungen zur Umlenkung einer durch diese eintre­tenden Strömung in eine mindestens angenähert zur Öffnungs­ebene parallelen Ebene im Innern des Aussenmantels verlau­fende erste Strömungsumlenkelemente zugeordnet sind, deren der zugeordneten Durchströmöffnung zugewandte Stirnfläche mindestens angenähert dem Durchströmquerschnitt der jewei­ligen zugeordneten Durchströmöffnung entspricht oder grösser ist, und dass zur Umlenkung einer durch eine solche Durch­strömöffnung eintretenden und anschliessend unmittelbar längs der Innenseite des Aussenmantels strömenden Strömung gegen das Innere des Aussenmantels zu, auf der Innenseite des Aussenmantels von diesem weg nach innen ragende, den ein­zelnen Durchströmöffnungen zugeordnete zweite Strömungsum­lenkelemente vorgesehen sind.
  • Dabei ist es vorteilhaft, wenn auch mindestens einige der den Innenmantel bildenden Flächen mit mindestens je einer Durchströmöffnung versehen sind, wobei diesen Durchströmöff­nungen zur Umlenkung einer durch diese eintretenden Strömung in eine mindestens angenähert zu dieser Öffnungsebene paral­lelen Ebene im Innern des Innenmantels verlaufende erste Strömungsumlenkelemente zugeordnet sind, deren der zugeord­neten Durchströmöffnung zugewandte Stirnfläche mindestens an­genähert dem Durchströmquerschnitt der jeweiligen zugeord­neten Durchströmöffnung entspricht oder grösser ist, und dass zur Umlenkung einer durch eine solche Durchströmöffnung eintretenden und anschliessend unmittelbar längs der Innen­seite des Innenmantels strömenden Strömung gegen das Innere des Innenmantels zu, auf der Innenseite des Innenmantels von diesem weg nach innen ragende, den einzelnen Durchströmöff­nungen zugeordnete zweite Strömungsumlenkelemente vorgesehen sind.
  • Zur Erzielung einer möglichst einfachen Darstellung sowie einer optimalen Wirkung ist es zweckmässig, wenn die ersten Strömungsumlenkelemente als unter einem Winkel gegenüber der jeweiligen Mantelfläche nach innen sowie nach oben zunehmend geöffnete Klappen ausgebildet sind, und dieser Winkel vor­zugsweise in einem Bereich von 15 bis 35° liegt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Innen- und/oder der Aussenmantel zur Bildung der zweiten Strömungsumlenkelemente mit längs der zwischen seinen Seitenflächen gebildeten Eckkanten ver­laufenden, in das Innere des Innen- respektive Aussenmantels gerichteten Rippen versehen ist, deren Höhe gegen oben vor­zugsweise zunimmt, wobei es zweckmässig ist, wenn die Rippen durch längs der zwischen den Seitenflächen des Innen- re­spektive Aussenmantels gebildeten Eckkanten verlaufende, vorzugsweise mindestens 4mm breite Innensicken gebildet werden.
  • Um den Zug im Kamin möglichst nicht negativ zu beeinflussen ist es vorteilhaft, wenn die obere Austrittsöffnung des In­nenmantels mindestens annähernd flächengleich mit dem Quer­schnitt des Rohrstutzens ist.
  • Zweckmässige Weiterausgestaltungen der Erfindung sind Ge­genstand der Ansprüche 7 bis 16.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung bei­spielsweise näher 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;
    • Fig.3 in vergrössertem Massstab einen Ausschnitt aus Figur 2 zur Darstellung der Strömungsverhältnisse bei Wind; und
    • Fig.4 einen Längsschnitt durch eine zweite beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemässen Schornstein­aufsatzes.
  • Wie aus den Figuren 1,2 und 3 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.
  • 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 Druck­ verhältnisse 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 (siehe Fig. 2 und 3) 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.
  • Der 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 Ab­deck- und Tragplatte 11 hinuntertropfendes Kondensat dort zum Verdunsten gebracht wird.
  • Um nun selbst bei den extremsten Windstärken und Windein­fallswinkeln praktisch konstant bleibende Druckverhältnisse im Austrittsmündungsbereich des Kamins zu erhalten, werden ndungsgemäss den im Innen- und Aussenmantel 2 bzw. 4 vorgesehenen Durchströmöffnungen 18 bzw. 18′ zur Umlenkung einer durch diese eintretenden Windströmung 19 in eine min­destens angenähert zur Oeffnungsebene 4s parallelen Ebene im Innern des Innen- bzw. Aussenmantels 2 bzw. 4 verlaufende er­ste Strömungsumlenkmittel zugeordnet, die als unter einem Winkel β gegenüber der jeweiligen Mantelfläche nach innen sowie nach oben zunehmend geöffnete Klappen 20 ausgebildet sind.
  • Die der zugeordneten Durchströmöffnung 18 zugewandte Stirn­fläche 21 dieser Klappen 20 entspricht praktisch dem Durch­strömquerschnitt der jeweiligen zugeordneten Durchströmöff­nung 18. Zur weiteren Umlenkung einer durch eine solche Durchströmöffnung 18 eintretenden und anschliessend unmit­telbar längs der Innenseite des Innen- bzw. Aussenmantels 2 bzw. 4 strömenden Strömung gegen das Innere des Innen- bzw. Aussenmantels 2 bzw. 4 zu sind auf der Innenseite der letzte­ren von diesen weg nach innen ragende, den einzelnen Durch­strömöffnungen 18 zugeordnete Strömungsumlenkelemente 10 vor­gesehen.
  • Der Innen- und der Aussenmantel 2 bzw. 4 sind zur Bildung der zweiten Strömungsumlenkelemente mit längs der zwischen seinen Seitenflächen 4s gebildeten Eckkanten verlaufenden, in das Innere des Innen- respektive Aussenmantels 2 bzw. 4 gerichteten Rippen 10 versehen. Diese Rippen 10 werden wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich, durch längs der Eck­kanten der Mantelflächen verlaufenden Innensicken 9 gebil­det.
  • In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Aus­senmantel 4′ dargestellt, dessen horizontaler Querschnitt die Form eines regulären Prismas aufweist.
  • Zu dem in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellten ersten Aus­führungsbeispiel analoge Teile sind mit den gleichen Über­weisungszeichen versehen, so dass sich eine nochmalige Be­schreibung dieser analogen Teile erübrigt.
  • Um absolut sicher zu vermeiden, dass selbst bei extremsten Windverhältnissen kein Regen in den Kamin gelangt, wird 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 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.
  • 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 des Innenman­tels 2 sollte vorzugsweise 1,45 bis 1,55 mal so gross sein wie der Radius des Innenkreises der Deckfläche 6 des Innen­mantels. 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 16 und 17 entnommen werden.
  • Durch diese Formgebung des Innen- und Aussenmantels zusammen mit den geöffneten Aussenleitflächen der beiden letzteren wird in Verbindung mit der Umlenkung einer allfälligen Wind­strömung im Innern des derart ausgebildeten Schornsteinauf­satzes die Wirkung einer Beruhigungs- und Ausgleichkammer im Austrittsmündungsbereich des Schornsteines erzielt. Auf die­se Weise wird insbesondere bei stark zunehmenden Windge­schwindigkeiten der ohne einen solchen Schornsteinaufsatz sonst im Schornstein um ein Vielfaches steigende Unterdruck (Zug), wie eingehende Windkanalversuche bewiesen haben, über einen grossen Einsatzbereich nahezu konstant gehalten.
  • seinen Seitenflächen 4s gebildeten Eckkanten verlaufenden, in das Innere des Innen- respektive Aussenmantels 2 bzw. 4 gerichteten Rippen 10 versehen. Diese Rippen 10 werden wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich, durch längs der Eck­kanten der Mantelflächen verlaufenden Innensicken 9 gebil­det.
  • In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Aus­senmantel 4′ dargestellt, dessen horizontaler Querschnitt die Form eines regulären Prismas aufweist.
  • Zu dem in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellten ersten Aus­führungsbeispiel analoge Teile sind mit den gleichen Über­weisungszeichen versehen, so dass sich eine nochmalige Be­schreibung dieser analogen Teile erübrigt.
  • Um absolut sicher zu vermeiden, dass selbst bei extremsten Windverhältnissen kein Regen in den Kamin gelangt, wird 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 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.
  • 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 des Innenman­tels 2 sollte vorzugsweise 1,45 bis 1,55 mal so gross sein wie der Radius des Innenkreises der Deckfläche 6 des Innen­mantels. 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 16 und 17 entnommen werden.
  • Durch diese Formgebung des Innen- und Aussenmantels zusammen mit den geöffneten Aussenleitflächen der beiden letzteren wird in Verbindung mit der Umlenkung einer allfälligen Wind­strömung im Innern des derart ausgebildeten Schornsteinauf­satzes die Wirkung einer Beruhigungs- und Ausgleichkammer im Austrittsmündungsbereich des Schornsteines erzielt. Auf die­se Weise wird insbesondere bei stark zunehmenden Windge­schwindigkeiten der ohne einen solchen Schornsteinaufsatz sonst im Schornstein um ein Vielfaches steigende Unterdruck (Zug), wie eingehende Windkanalversuche bewiesen haben, über einen grossen Einsatzbereich nahezu konstant gehalten.

Claims (17)

1. Schornsteinaufsatz mit einem Rohrstutzen (1), einem koa­xial zu letzterem angeordneten, mindestens annähernd 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 Ringkammer (3) distanzierten Aussenmantel (4), der mindestens annä­hernd die Form der Mantelfläche eines regulären Prismas oder eines Pyramidenstumpfes aufweist, wobei mindestens einige der den Aussenmantel (4) bildenden Flächen mit mindestens je einer Durchströmöffnung (18′) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass diesen Durchströmöff­nungen (18′) zur Umlenkung einer durch diese eintreten­den Strömung in eine mindestens angenähert zur Öffnungs­ebene parallelen Ebene im Innern des Aussenmantels (4) verlaufende erste Strömungsumlenkelemente (20) zugeord­net sind, deren der zugeordneten Durchströmöffnung (18′) zugewandte Stirnfläche (21) mindestens angenähert dem Durchströmquerschnitt der jeweiligen zugeordneten Durchströmöffnung entspricht oder grösser ist, und dass zur Umlenkung einer durch eine solche Durchströmöffnung (18′) eintretenden und anschliessend unmittelbar längs der Innenseite des Aussenmantels (4) strömenden Strö­ mung gegen das Innere des Aussenmantels (4) zu, auf der Innenseite des Aussenmantels (4) von diesem weg nach in­nen ragende, den einzelnen Durchströmöffnungen (18′) zu­geordnete zweite Strömungsumlenkelemente (10) vorgesehen sind.
2. Schornsteinaufsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, dass mindestens einige der den Innenmantel (2) bil­denden Flächen mit mindestens je einer Durchströmöffnung (18) versehen sind, wobei diesen Durchströmöffnungen (18) zur Umlenkung einer durch diese eintretenden Strö­mung in eine mindestens angenähert zu dieser Oeffnungs­ebene parallelen Ebene im Innern des Innenmantels (2) verlaufende erste Strömungsumlenkelemente (20) zugeord­net sind, deren der zugeordneten Durchströmöffnung (18) zugewandte Stirnfläche mindestens angenähert dem Durch­strömquerschnitt der jeweiligen zugeordneten Durchström­öffnung entspricht oder grösser ist, und dass zur Um­lenkung einer durch eine solche Durchströmöffnung (18) eintretenden und anschliessend unmittelbar längs der In­nenseite des Innenmantels (2) strömenden Strömung gegen das Innere des Innenmantels (2) zu, auf der Innenseite des Innenmantels (2) von diesem weg nach innen ragende, den einzelnen Durchströmöffnungen (18) zugeordnete zwei­te Strömungsumlenkelemente (10) vorgesehen sind.
3. Schornsteinaufsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, dass die ersten Strömungsumlenkelemente als unter einem Winkel (β) gegenüber der jeweiligen Mantelfläche nach innen sowie nach oben zunehmend geöff­nete Klappen (20) ausgebildet sind, und dieser Winkel vorzugsweise in einem Bereich von 15 bis 35° liegt.
4. Schornsteinaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, dass der Innen- und/oder der Aus­senmantel (2 resp. 4) zur Bildung der zw®●t®n Strom=ngs­umlenkelemente mit längs der zwischen seinen Seitenflä­chen gebildeten Eckkanten verlaufenden, in das Innere des Innen- respektive Aussenmantels gerichteten Rippen (10) versehen ist, deren Höhe (h) gegen oben vorzugswei­se zunimmt.
5. Schornsteinaufsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­net, dass die Rippen durch längs der zwischen den Seiten­flächen des Innen- respektive Aussenmantels gebildeten Eckkanten verlaufende, vorzugsweise mindestens 4mm brei­te Innensicken (9) gebildet werden.
6. Schornsteinaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, dass die obere Austrittsöffnung (6) des Innenmantels (2) mindestens annähernd flächen­gleich mit dem Querschnitt des Rohrstutzens (1) ist.
7. Schornsteinaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­durch gekennzeichnet, dass die Unterkante (7) des Aussen­mantels (4) höher liegt als die Unterkante (8) des Innen­mantels (2), und die Höhe (HA) des Aussenmantels (4) grösser ist als die Höhe (HI) des Innenmantels (2).
8. Schornsteinaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­durch gekennzeichnet, dass der Aussenmantel (4) und/oder der Innenmantel (2) mindestens annähernd die Form des Mantels eines Pyramidenstumpfes mit acht Seitenflächen aufweist.
9. Schornsteinaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, dass die Neigungswinkel (α₁,α₂) der Seitenflächen des Innen- und des Aussenmantels (2,4) mindestens annähernd gleich gross sind, wobei die Seiten­kanten des Innen- sowie des Aussenmantels vorzugsweise auf jeweils korrespondierenden Durchmesserebenen (d) lie­gen.
10. Schornsteinaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­durch gekennzeichnet, dass der Rohrstutzen (1) mit einer zur Auflage auf der Schornsteinkrone bestimmten Abdeck-­und Tragplatte (11) verbunden ist, welche sich in einer senkrecht zur Aufsatzlängsachse (12) verlaufenden Ebene erstreckt, und dass die Unterkante (8) des Innenmantels (2) sich mindestens annähernd bis zur Oberseite der Ab­deck und Tragplatte (11) hinunter erstreckt.
11. Schornsteinaufsatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­net, dass der Rohrstutzen (1) sowie die Abdeck- und Trag­platte (11) aus Metall, vorzugsweise einer Kupferlegie­rung, bestehen und gut wärmeleitend miteinander verbun­den sind, und dass der Rohrstutzen (1) über seine ober­halb der Abdeck- und Tragplatte (11) sich erstreckenden Länge auf seiner Aussenseite mit einer Wärmeisolierung (13) versehen ist.
12. Schornsteinaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­durch gekennzeichnet, dass der Radius des Innenkreises der Grundfläche des Innen- und/oder Aussenmantels (2 re­spektive 4) 1,35 bis 1,65 mal, vorzugsweise 1,45 bis 1,55 mal so gross ist wie der Radius des Innenkreises der Deckfläche des Innen- respektive des Aussenmantels (4).
13. Schornsteinaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, dass der Durchströmquerschnitt der oberen Austrittsöffnung (5) des Aussenmantels (4) 1,0 bis 1,45, vorzugsweise 1,0 bis 1,3 mal so gross ist wie der Durchströmquerschnitt des Rohrstutzens (1).
14. Schornsteinaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­durch gekennzeichnet, dass im Innern des Oberteils des Aussenmantels (4′) ein diesen nach oben überragender koa­xial zur Längsachse (12) des Aufsatzes angeordneter und längs dieser sich erstreckender rohrförmiger, vorzugswei­se zylindrischer Strömungsführungsteil (15) angeordnet ist, dessen untere Eintrittsöffnung (16) in achsialer Richtung des Aufsatzes gesehen die obere Austrittsöff­nung (6) des Innenmantels (2) überragt, und dessen obere Austrittsöffnung (17) von der Unterseite des Abdecktei­les (14) distanziert ist.
15. Schornsteinaufsatz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­net, dass der Querschnitt des zylindrischen Teiles (15′) mindestens annähernd flächengleich mit dem Querschnitt des Rohrstutzens (1) und dessen unterer Eintrittsteil (15˝) nach aussen umgebogen ist.
16. Schornsteinaufsatz nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (Hs) des Strömungs­führungsteiles (15) 0,2 bis 0,4 mal, vorzugsweise 0,25 bis 0,29 mal der Höhe (HA) des Aussenmantels (4′) ent­spricht, dass die Austrittsseite (17) des Strömungsfüh­rungsteiles (15) die Austrittsöffnung des Aussenmantels (4′) um eine Distanz die 0,06 bis 0,1 mal, vorzugsweise 0,07 bis 0,09 mal dem Innendurchmesser des Rohrstutzens (1) entspricht, überragt, der Abdeckteil (14) um eine Di­stanz die 0,22 bis 0,5 mal, vorzugsweise 0,35 bis 0,42 mal dem Innendurchmesser des Rohrstutzens (1) ent­ spricht, oberhalb der Austrittsöffnung des Aussenmantels angeordnet ist, und der Abdeckteil (14) im Grundriss ge­sehen die Austrittsöffnung des Aussenmantels (4′) über­ragt.
17. Schornsteinaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmöffnungen (18) vorzugsweise mittig der einzelnen Seitenflächen des Innen- und/oder Aussenmantels (2,4) angeordnet sind, sich über mindestens annähernd einen Drittel von deren Höhe erstrecken, und deren Breite (e) in einem Bereich von 35 bis 55% der Breite (f) der zugeordneten Seiten­flächen (4s) liegt.
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