DE3222387C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaskanal, insbesondere mit eingebautem Schalldämpfer aus mit Mineralwolle gefüllten Kulissen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Bestückung von Abgaskanälen wie beispielsweise Kaminen mit Regenschutzvorrichtungen ist insbesondere dann nötig, wenn die Kamine nicht ständig benutzt werden, so daß es in diese hineinregnen kann, wodurch beispielsweise in den Abgaskanal eingebaute Schalldämpfer beschädigt werden kön­ nen. Derartige Kamine findet man beispielsweise bei mit Gasturbinen angetriebenen Notstromaggregaten.

Ein dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechender Abgaska­ nal in Form eines Auspuffrohres für Kraftfahrzeuge oder der­ gleichen ist aus der US 26 30 748 und der US 25 54 167 bekannt. Bei den hierin gezeigten Auspuffrohren sind zur Verhinderung des Eindringens von Regenwasser an der Innen­ seite des Rohres zwei gegenüberstehende, sich teilweise überdeckende Blechteile vorgesehen, die eventuell anfallen­ des Regenwasser sammeln und über Ablaufkanäle nach außerhalb des Abgaskanales ableiten. Diese Lösungen bieten beispiels­ weise für vertikal angeordnete Auspuffrohre bei Kraftfahr­ zeugen wirksamen Schutz gegen eindringendes Regenwasser. Nachteilig bei diesen Lösungen ist jedoch, daß aufgrund der Anordnung der Blechteile dem austretenden Gasstrom ein er­ heblicher Strömungswiderstand entgegengesetzt wird, mit der Folge eines übermäßigen Druckverlustes im Abgaskanal.

Ein dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechender Abgas­ kanal in Form eines Kamins, der beispielsweise aus der DE-OS 26 50 026 bekannt ist, ist daher zur Verhinderung des Eindringens von Regenflüssigkeiten mit einer dach­ artigen Regenschutzvorrichtung versehen, deren Abdeck­ teil in einem Abstand oberhalb der Mündung des Kamins in die Umgebung angeordnet ist. Die durch den Kamin strömenden Gase können durch den zwischen dem Abdeck­ teil und der Mündung des Kamins freibleibenden Zwischen­ raum in die Umgebung gelangen.

Hierbei ist jedoch nachteilig, daß bei hohen Strömungs­ geschwindigkeiten der Gase, die bei einigen Anwendungs­ gebieten für derartige Abgaskanäle bis zu 35 m/s be­ tragen können, starke Geräusche entstehen, die insbe­ sondere durch Schallreflektionen an dem Abdeckteil eine hohe Lärmbelastung der Umgebung zur Folge haben. Weiterhin besteht bei sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Gases die Gefahr, daß das dachartige Abdeckteil den ständigen hohen Belastungen nicht standhält, so daß es von dem Gasstrom weggeblasen werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch die scharfe Umlenkung des Gases an dem Abdeckteil hohe Druckverluste entstehen, die den Zug des Kamines verschlechtern.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Abgaskanal der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Gattung zu schaffen, der eine Verminderung der Druckverluste gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch wird neben einem sicheren Schutz gegen das Ein­ dringen von Regenflüssigkeiten in die Kanalanordnung erreicht, daß die Gasströmung nur eine gemäßigte Um­ lenkung erfährt, die beispielsweise dem Stromlinienver­ lauf in einer Venturidüse vergleichbar ist, so daß die auftretenden Druckverluste äußerst gering sind und die Gasströmung somit kaum beeinträchtigen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß an der Kaminmündung keine Schallreflektionen entstehen, da die Regenschutzvorrichtung innerhalb des Abgaskanals ange­ ordnet ist. Außerdem wirken aufgrund der nur mäßigen Ablenkung der Strömung wesentlich geringere Kräfte auf die Regenschutzvorrichtung als dies bei einer senkrecht zur Strömungsrichtung angeordneten Regenschutzvorrich­ tung der Fall wäre, wodurch auch die Gefahr von Be­ schädigungen oder im Extremfall das Wegblasen der Regen­ schutzvorrichtung wesentlich vermindert wird.

Bei der besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgaskanals gemäß Anspruch 3 treten praktisch keine zusätzlichen Druckverluste auf, da es möglich ist, die Regenschutzvorrichtung in Übergangs­ abschnitte zwischen Kanalabschnitten unterschiedlicher Weite derart anzuordnen, daß der Neigungswinkel der Kegelstumpf- oder Pyramidenstumpfflächen, auf denen die Lamellen angeordnet sind, dem Verlauf der Strom­ linien des Gases im Übergangsabschnitt angepaßt ist, so daß eine zusätzliche Umlenkung der Strömung mittels der Regenschutzvorrichtung und dabei auftretende zu­ sätzliche Druckverluste vermieden werden.

Die Unteransprüche 2, 4 und 5 haben vorteilhafte Weiter­ bildungen der Erfindung zum Inhalt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 einen in schematischer Weise vereinfacht darge­ stellten Längsschnitt durch einen Abschnitt des erfindungsgemäßen Abgaskanals, und

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung des Abgas­ kanals gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Kanalabschnitt 1 eines erfindungsge­ mäßen Abgaskanals, der im Beispielsfalle aus einem Kanal­ teil 2, einem daran nach oben anschließenden, sich ver­ jüngenden Verbindungsteil 3 und einem wiederum daran nach oben anschließenden Kanalteil 4 besteht. Das Kanal­ teil 2, das im Beispielsfalle einen kreisförmigen Quer­ schnitt aufweist, der größer ist als derjenige des Kanalteils 4, weist einen Stutzen 5 auf, der knapp unter­ halb des oberen Endes des Kanalteils 2 die Umfangswand 6 des Kanalteils 2 zur Bildung eines Mannlochs 7 durch­ tritt, das mittels eines Deckels 8 verschließbar ist.

Der obere Rand 9 des Kanalteils 2 ist mit einem kreis­ ringförmigen Flansch 10 versehen, auf dem ein entsprechen­ der Flansch 11 des Verbindungsteils 3 zur Verbindung dieser beiden Teile festlegbar ist. Das Verbindungsteil 3 verjüngt sich bis sein oberer Durchmesser D ₁ dem Durch­ messer D ₂ des Kanalteils 4 entspricht und weist an seinem oberen Rand 12 einen weiteren kreisringförmigen Flansch 13 auf, auf dem ein entsprechender Flansch 14 des Kanalteiles 4 festlegbar ist.

Der Kanalabschnitt 1 des erfindungsgemäßen Abgaskanals ist im Beispielsfalle ein Teil eines vertikalen Kamins, der im Kanalteil 2 einen nicht näher dargestellten Schalldämpfer aus mit Mineralwolle gefüllten Kulissen enthält. Das Kanalteil 4 bildet den letzten Abschnitt des Kamins und leitet die im Kamin befindlichen Gase in die Umgebung ab.

Zur Verhinderung des Eindringens von Regenflüssigkeit in den Kamin, welches von der Mineralwolle der dort vorge­ sehenen Schalldämpferkulissen aufgesaugt werden würde, wodurch sich ihre Absorptionseigenschaften verschlechtern, ist in einem Über­ gangsabschnitt 15 zwischen den Kanalteilen 2 und 4 eine Regenschutzvorrichtung 16 angeordnet. Die Regenschutz­ vorrichtung 16 besteht aus einer Mehrzahl von im Bei­ spielsfalle kegelstumpfförmigen Lamellen 17 und einer Auffangschale 18, die im Abstand voneinander angeord­ net sind, so daß Durchtrittsöffnungen 19 für das Gas entstehen. Die Lamellen 17 sind konzentrisch zur Mittel­ achse 20 des Kanalabschnittes 1 und zu dieser hin im spitzen Winkel geneigt angeordnet, wobei der jeweilige obere Rand 21 der Lamellen 17 einen unteren Randbe­ reich 22 einer in Radialrichtung jeweils unmittelbar benachbarten Lamelle 17 überdeckt. Die Abdeckflächen 23 der Lamellen 17 schließen dabei jeweils einen Winkel von weniger als 90° mit der Mittelachse 20 des Kanal­ abschnittes 1 ein. Der Neigungswinkel der Abdeckfläche 23 gegenüber der Mittelachse 20 sollte in jedem Falle er­ heblich geringer als 90° sein und in der Regel auch unter 45° liegen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist entsprechend der Wandneigung im Übergangsabschnitt 15 ein Winkel von etwa 30° gewählt, so daß sich durch die Lamellen 17 keine wesentliche Änderung der Stromlinien der ungestörten Strömung ergibt.

Die Auffangschale 18 weist eine nach oben weisende Öff­ nung 24 und einen geschlossenen Sammelboden 25 auf und ist über eine im Sammelboden 25 befindliche Austrittsöff­ nung 26 mit einem Ablaufrohrsystem 27 für die Flüssig­ keit aus dem Abgaskanal verbunden.

Die sich an die Auffangschale in Radialrichtung nach außen anschließenden Lamellen 17 sind im Beispielsfalle auf Kegelstumpfflächen angeordnet, da der Kamin runden Querschnitt aufweist. Sollte es sich jedoch um einen Kamin mit rechtwinkligem Querschnitt handeln, sind die Lamellen 17 entsprechenderweise auf Pyramidenstumpf­ flächen mit wenigstens annähernd gleichen Neigungs­ winkeln angeordnet. Die Umfangswand 28 der Auffang­ schale 18 kann zur Minimierung von Strömungsverlusten derart ausge­ bildet sein, daß sie ebenfalls einen wenigstens annähernd gleichen Neigungswinkel wie die Lamellen 17 aufweist bzw. in einem sol­ chen Neigungswinkel ausläuft und mit Abstand unterhalb des oberen Randes 21 der benachbarten Lamelle 17 endet.

Zur Befestigung und zur Einhaltung des Abstandes zwi­ schen den Lamellen 17 bzw. zwischen der Auffangschale 18 und der zu dieser benachbart angeordneten Lamelle 17 sind diese Teile untereinander mittels Radialblechen 29 verbunden, die praktisch keinen Strömungswiderstand auf­ weisen, da sie parallel zur Strömungsrichtung des Gases angeordnet sind. Im Beispielsfalle bilden das Verbin­ dungsteil 3, die Lamellen 17 und die Auffangschale 18 eine Baueinheit, zu deren Herstellung die Lamellen 17 und die Auffangschale 18 mittels der Radialbleche 29 untereinander und an dem Verbindungsteil 3 befestigt werden. Dabei ist jede der Lamellen 17 mit einer Auf­ fangeinrichtung 30 für die ablaufende Flüssigkeit ver­ sehen, die jeweils aus einer am unteren Randbereich 22 angeordneten Auffangrinne 31 besteht, die ebenso wie die Auffangschale 18 an das Ablaufrohrsystem 27 angeschlos­ sen sind. Zur Montage des Kanalabschnittes 1 wird das aus dem Verbindungsteil 3 und der Regenschutzvorrich­ tung 16 bestehende Bauteil mit dem Kanalteil 2 und 4 über die Flansche 10, 11, 13 und 14 verbunden. Das Ab­ laufrohrsystem 27 wird an einem in den Außenbereich des Kanalabschnittes führenden Leitungsteil 32 angeschlossen.

Da sich der Übergangsabschnitt 15 im Beispielsfalle zwi­ schen den zwei Kanalteilen 2 und 4 unterschiedlicher Wei­ te verjüngt, sind die Neigungswinkel der Kegelstumpf­ flächen, auf denen die Lamellen 17 angeordnet sind, dem Verlauf der Stromlinien des Gases im Übergangsabschnitt 15 angepaßt. Dabei sind die Lamellen 17 in Richtung auf die Mündung des im Beispielsfalle vertikalen Kanalteiles 4 hin konvergierend ausgebildet. Damit wird ein zusätz­ licher Druckverlust aufgrund einer zusätzlichen Ablen­ kung der Strömung durch die Regenschutzvorrichtung 16 vermieden, da die Lamellen 17 wenigstens annähernd parallel zu den ohnehin durch die Verjüngung im Kanal­ abschnitt 1 abgelenkten Stromlinien angeordnet sind. Da die Regenschutzvorrichtung 16 mit Abstand unterhalb der Mündung des Kanalteiles 4 in die Umgebung angeordnet ist, wird in das Kanalteil 4 eindringende Regenflüssigkeit bis zum Erreichen der Regenschutzvorrichtung 16 be­ ruhigt und trifft vertikal fallend auf diese, so daß ein Eindringen von Flüssigkeit in den unterhalb der Regenschutzvorrichtung 16 liegenden Bereich des Kamines sicher verhindert wird.

Jedoch kommt auch bei Abgaskanälen, die keine Quer­ schnittsänderungen aufweisen, die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Regenschutzvorrichtung 16 zur Geltung, da lediglich mäßige Ablenkungen der Strömung im Bereich der Regenschutzvorrichtung 16 erfolgen, da die Lamellen 17 einen Winkel von weniger als 90° mit der Mittelachse 20 des Abgaskanales einschließen. Damit werden eine scharfe Ablenkung der Strömung und daraus resultierende starke Verwirbelungen, die wiederum hohe Druckverluste zur Folge haben, vermieden.

Weiterhin ist unabhängig von der Ausbildung des Abgas­ kanales mittels der Regenschutzvorrichtung 16 jederzeit Sicherheit gegen das Eindringen von Regenflüssigkeit in die unterhalb der Regenschutzvorrichtung 16 liegen­ den Kanalabschnitte und der darin vorgesehenen Einbauten gewährleistet. Ebenso ist der Einbau der Regenschutzvor­ richtung 16 auch in Abgaskanälen möglich, die nicht aus mehreren separaten Bauteilen zusammengesetzt werden, von denen eines ein mit der Regenschutzvorrichtung 16 kombiniertes Bauteil ist. In einem solchen Falle wird die Regenschutzvorrichtung 16 mittels der Radialbleche 29 oder ähnlicher passender Befestigungseinrichtungen in den Abgaskanal in dem zum Einbau der Regenschutzvorrich­ tung 16 bestimmten Bereich befestigt.

Aus Fig. 2 wird deutlich, daß durch die überlappende Anordnung der ineinanderliegenden Lamellen 17 und der im Bereich der Mittelachse 20 angeordneten Auffangschale 18, deren Umfangswand 28 unterhalb des oberen Randes 21 der unmittelbar benachbarten Lamelle 17 endet und deren oberer Rand 21 vom oberen Rand 21 dieser Lamelle 17 über­ deckt wird, der gesamte Querschnitt des unterhalb der Abdeckeinrichtung 16 liegenden vertikalen Kanalteils abgedeckt wird. Durch die Anordnung des Mannlochs 7 knapp unterhalb des oberen Randes 9 des Kanalteils 2 ist die Regenschutzvorrichtung 16 auch in fertig montiertem Zustand des Kamins jederzeit zugänglich und kann bequem von Verschmutzungen befreit werden oder es können jeder­ zeit etwaige auftretende Defekte beseitigt werden.

Soweit eine Regenschutzvorrichtung dieser Art in einer Kanalerweiterung statt einer Kanalverjüngung angeordnet werden soll, kann statt der veranschaulichten nach oben konvergierenden Anordnung der Lamellen 17 eine ent­ sprechende divergierende Anordnung vorgesehen werden, bei der die oberen Ränder der Lamellen die unteren Rand­ bereiche der radial nach außen benachbarten Lamellen überdecken. Die Auffangschale kann dann vorteilhaft als Kegel mit nach unten weisender Spitze ausgebildet sein.

Claims (5)

1. Abgaskanal, insbesondere mit eingebautem Schalldämpfer aus mit Mineralwolle gefüllten Kulissen, dessen in die Umgebung mündender aufrechter Endabschnitt eine Regenschutzvorrichtung aufweist, deren, die Regentropfen ableitenden Abschirmbleche unter Freilassung eines Strömungsweges für die Abgase sich zumindest teilweise gegenseitig überdecken, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschirmbleche von konzentrisch angeordneten Lamellen (17) gebildet werden, die im Abstand zueinander und im Abstand unterhalb der Mündung des Endabschnittes (1) angeordnet sind,
daß die Lamellen (17) im spitzen Winkel geneigt zur Mittelachse (20) des Endabschnittes (1) angeordnet sind und jeweils mit ihrem oberen Rand (21) den unteren Randbereich (22) einer in Radialrichtung jeweils unmittelbar benachbarten Lamelle (17) überdecken, wobei die unteren Randbereiche (22) der Lamellen (17) jeweils mit einer Auffangrinne (31) für die ablaufende Regenflüssigkeit versehen sind,
daß im Bereich der Mittelachse (20) eine Auffangschale (18) mit nach oben weisender Öffnung (24) zum Auffangen der innerhalb der innersten Lamelle fallenden Regenflüssigkeit vorgesehen ist, und
daß die Auffangrinnen (31) der Lamellen (17) und die Auffangschale (18) an ein Ablaufrohrsystem (27) angeschlossen sind.

2. Abgaskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (24) der Auffangschale (18) mit Abstand unterhalb des oberen Randes (21) der benachbarten Lamelle (17) liegt.

3. Abgaskanal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenschutzvorrichtung in einem Übergangsabschnitt (15) zwischen Kanalabschnitten (Kanalteile 2, 4) unterschiedlicher Weite angeordnet ist.

4. Abgaskanal nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (17) in Richtung auf die Mündung des Endabschnittes (Kanalteil 4) konvergierend ausgebildet sind.

5. Abgaskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenschutzvorrichtung als an seinem äußeren Randbereich zu befestigender Einsatzkörper ausgebildet ist.