Industrie-Schornstein mit Säureschutzeinrichtung

Abstract

 Die Säureschutzeinrichtung ist als ein Düsenmantel (2) ausgebildet, der um den Schornsteinkopf einen aerodynamischen Düsenringspalt (3) bildet. Der Düsenringspalt ist unten sowie im Bereich der Mündung des Schornsteines offen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Industrie-Schornstein mit Säureschutzeinrichtung im Bereich des Schornsteinkopfes. Solche Säureschutzeinrichtungen sind erforderlich, um eine Säurekorrosion im Bereich des Schornsteinkopfes zu verhindern. Bei Industrie-Schornsteinen, die eine große Höhe aufweisen, entsteht im Bereich des Schornsteinkopfes und häufig darüber hinaus nach unten hin unter dem Einfluß von Wind auf der Lee-Seite eine beachtliche Saugwirkung. Aus der Mündung des Schornsteinkopfes abziehende Rauchgase werden in Form einer Rauchfahne außen an der Schornsteinwandung herabgezogen. Infolge der hier herrschenden niedrigen Temperaturen werden die Rauchgase unter ihren Taupunkt abgekühlt, so daß aggressive Stoffe, wie Schwefelsäure, Schwefelverbindungen u. dgl., eine starke Korrosion auslösen können (sog. Wash-Down-Effekt). Im einfachsten Fall besteht die Säureschutzeinrichtung aus einer äußeren Beschichtung oder Bekleidung des Schornsteinkopfes aus korrosionsfestem Material, z. B. aus Kunststoff.

[0002] Bei dem Industrie-Schornstein, von dem die Erfindung ausgeht (DE-PS 12 64 738), besteht die Säureschutzeinrichtung aus besonderen Maßnahmen im Inneren des Schornsteinkopfes. Die Mündung des Schornsteinkopfes ist mit einer seitlich über die Außenfläche des Schornsteins hinausragenden Ringscheibe versehen, die eine konisch ausgebildete, zur Mündung schwach ansteigende Oberfläche aufweist und eine spitzwinklige Abreißkante bildet. Die Schornsteinmündung selbst ist innen düsenartig verengt. Oberhalb der Ringscheibe befindet sich ein die Abreißkante bildender Endring kleineren Durchmessers, dessen Oberfläche stärker ansteigt als die der Ringscheibe. Der Endring bildet mit seiner Innenfläche den oberen Abschluß der Schornsteininnenfläche. Durch diese Maßnahmen soll erreicht werden, daß ein Übergreifen der Saugwirkung von der Lee-Seite des Schornsteines über den die Ringscheibe umgebenden strömungsfreien Raum nicht eintritt. Zwischen den beiden übereinander angeordneten Ringen, nämlich der Ringscheibe und dem Endring, soll sich ein sogenannter toter Raum ausbilden, in welchen die unterhalb der Ringscheibe auftretende Saugströmung nicht übergreifen kann. Die bekannten Maßnahmen sind aufwendig. Die erreichte Wirkung ist im starken Maße verbesserungsbedürftig und genügt insbesondere bei hohen Schornsteinen den Anforderungen nicht.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Industrie-Schornstein mit einer Säureschutzeinrichtung im Bereich des Schornsteinkopfes zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und auf einfache Weise wirksam verhindert, daß über die Saugwirkung auf der Lee-Seite des Schornsteines bei herrschendem Wind die beschriebenen Korrosionsphänomene auftreten.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Säureschutzeinrichtung als ein Düsenmantel ausgebildet ist, der um den Schornsteinkopf einen aerodynamischen Düsenringspalt bildet, und daß der Düsenringspalt unten sowie im Bereich der Schornsteinmündung offen ist. Rauchgaskanäle, die unter Bildung eines Abstandsspaltes von einem Mantel umgeben sind, sind in der Praxis an sich bekannt, jedoch nicht als Düsenmäntel, die für den angegebenen Zweck einen aerodynamischen Ringspalt bilden.

[0005] Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist der Düsenmantel eine Mantellänge auf, die einem Mehrfachen des Durchmessers des Schornsteinkopfes entspricht. Eine bewährte Mantellänge entspricht etwa dem fünffachen Durchmesser des Schornsteinkopfes. Der Düsenmantel endet nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung im Bereich der Mündung des Schornsteines, z. B. mit der Mündung des Schornsteines oder ein wenig unterhalb. - Erfindungsgemäß wird der Schornsteinkopf düsenringspaltbildend von einem Mantel umgeben. Der Mantel wird daher als Düsenmantel bezeichnet. In der Bezeichnung aerodynamischer Düsenringspalt kommt zum Ausdruck, daß die nach oben gerichtete Luftströmung in dem Düsenringspalt durch die Windkräfte selbst gleichsam aerodynamisch angetrieben wird. Die Spaltdicke des Düsenringspaltes wird, unter Berücksichtigung der Höhe des Industrie-Schornsteines, entsprechend eingerichtet. Sie soll nicht zu groß sein. Unter Beachtung der aerodynamischen Modellgesetze kann die geeignete Spaltdicke des Düsenringspaltes im Windkanal unschwer ermittelt werden. Die Dimensionierung muß jedenfalls so vorgenommen werden, daß die eingangs beschriebene, störende Saugwirkung im Bereich des Schornsteinkopfes auf der Lee-Seite nicht mehr auftritt und folglich der Schornsteinkopf durch Säurekondensation nicht mehr gefährdet ist. Zwar kann auf der Lee-Seite hinter dem Düsenmantel noch eine Saugwirkung auftreten, diese ist jedoch so gering, daß sie nicht mehr stört.

[0006] Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, den Düsenmantel von unten nach oben venturiartig zu verjüngen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Anordnung so zu treffen, daß der Düsenringspalt über Bypasskanäle mit Umgebungsluft in Verbindung steht. Über die Bypasskanäle wird Umgebungsluft in den Düsenringspalt eingesaugt.

[0007] Bei dem erfindungsgemäßen Industrie-Schornstein besteht der Düsenmantel nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung aus einem korrosionsfesten Werkstoff. Grundsätzlich bieten sich insoweit die verschiedensten Werkstoffe an. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, ist in diesem Zusammenhang dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantel aus Glasscheiben einlagig oder mehrlagig zusammengesetzt ist. Die einzelnen Glasscheiben können ihrerseits Verbundglasscheiben sein. Der Düsenmantel kann über Verbundanker, die in Bohrungen des Schornsteines eingesetzt sind, mit dem Schornstein verbunden sein. Insbesondere kann der Düsenmantel über Ausgleichbauteile mit dem Schornstein verbunden sein, wie im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel weiter erläutert wird.

[0008] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1

den oberen Abschnitt eines Industrie-Schornsteines mit Säureschutzreinrichtung im Bereich des Schornsteinkopfes,

Fig. 2

in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab und ausschnittsweise in einem Vertikalschnitt durch den Schornsteinkopf und den Düsenmantel Verankerungsmaßnahmen für die Bauteile des Düsenmantels und

Fig. 3

entsprechend der Fig. 2, jedoch in einem Horizontalschnitt, andere Verankerungsmaßnahmen.

[0009] Der in den Figuren dargestellte Industrie-Schornstein 1 besitzt eine Säureschutzeinrichtung im Bereich des Schornsteinkopfes. Die Säureschutzeinrichtung ist als ein Düsenmantel 2 ausgebildet. Dieser bildet um den Schornsteinkopf einen aerodynamischen Düsenringspalt 3. Der Düsenringspalt 3 ist unten sowie im Bereich der Mündung 4 des Schornsteines 1 offen. Der Düsenmantel 2 besitzt eine Mantellänge, die einem Mehrfachen des Durchmessers des Schornsteinkopfes entspricht. Er endet im Bereich der Mündung 4 des Schornsteines oder ein wenig unterhalb, wie es im Ausführungsbeispiel dargestellt wurde. In Abweichung von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform könnte der Düsenmantel 2 von unten nach oben venturiartig verjüngt sein. Strichpunktiert wurde angedeutet, daß der Düsenringspalt 3 über Kanäle 5 mit dem Rauchgaskanal des Industrieschornsteins 1 in Verbindung stehen kann. Besitzt der Industrieschornstein 1 eine Schachtbelüftung, wie im Unterteil von Fig. 1 ausschnittsweise bei 8 angedeutet, so kann der Düsenringspalt 3 über entsprechende Kanäle 9 auch mit dieser in Verbindung stehen. Beide Maßnahmen verhindern jede Kondensation im Bereich des Schornsteinkopfes.

[0010] Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung befindet sich mit Abstand von der Mündung 4 des Schornsteines 1 von dem oberen Rand des Düsenmantels 2 eine Abdeckplatte 6, die oberhalb der Mündung 4 angeordnet ist.

[0011] Der Düsenmantel 2 besteht aus einem korrosionsfesten Werkstoff. In den Fig. 2 und 3 erkennt man, daß im Ausführungsbeispiel der Düsenmantel 2 aus Glasscheiben 7 zusammengesetzt ist. Dabei können die Glasscheiben 7 einlagig oder mehrlagig ausgebildet und angeordnet sein. Insbesondere kann mit Verbundglasscheiben gearbeitet werden. Die Anordnung der Glasscheiben 7 kann einer sogenannten Schindelung folgen, wie es beim Bauen mit Glasscheiben an sich bekannt ist (vgl. DE-PS 644 761).

[0012] Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Anordnung so getroffen, daß der Düsenmantel 2 über Verbundanker 8, die in Bohrungen des Schornsteinkopfes eingesetzt sind, mit dem Schornsteinkopf verbunden ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 erkennt man, daß der Düsenmantel 2 über Ausgleichbauteile 9 mit dem Schornsteinkopf verbunden ist. Die Ausgleichfreiheitsgrade wurden durch Pfeile 10 angedeutet. Verankerungswinkel 11 wurden mit Schrauben 12 an der Außenwand des Schornsteines 1 befestigt. Die Verankerungswinkel 11 tragen Schienen 13, die einen Längsschlitz 14 bilden, der orthogonal zur Zeichenebene der Fig. 3 verläuft, so daß eine Verstellung orthogonal zur Zeichenebene möglich ist. Auf diese Weise kann der Düsenmantel 2 auf einfache Weise aus Glasscheiben 7 aufgebaut und montiert werden, und zwar ohne daß störende Zwänge in Kauf genommen werden müssen.

Ansprüche

1. Industrie-Schornstein mit Säureschutzeinrichtung im Bereich des Schornsteinkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß die Säureschutzeinrichtung als ein Düsenmantel (2) ausgebildet ist,

   der um den Schornsteinkopf einen aerodynamischen Düsenringspalt (3) bildet, und daß der Düsenringspalt (3) unten sowie im Bereich der Mündung (4) des Schornsteines (1) offen ist.

2. Industrie-Schornstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantel (2) eine Mantellänge aufweist, die einem Mehrfachen des Durchmessers des Schornsteinkopfes entspricht.

3. Industrie-Schornstein nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantel (2) im Bereich der Mündung des Schornsteines (1) endet.

4. Industrie-Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantel (2) von unten nach oben venturiartig verjüngt ist.

5. Industrie-Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenringspalt (3) über Bypasskanäle (5) mit der Umgebungsluft in Verbindung steht.

6. Industrie-Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand von der Mündung (4) des Schornsteines (1) und von dem oberen Rand des Düsenmantels (2) eine Abdeckplatte (6) über der Mündung (4) des Schornsteines (1) angebracht ist.

7. Industrie-Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantel (2) aus einem korrosionsfesten Werkstoff besteht.

8. Industrie-Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantel (2) aus Glasscheiben (7) einlagig oder mehrlagig zusammengesetzt ist.

9. Industrie-Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantel (2) über Verbundanker (8), die in Bohrungen des Schornsteinkopfes eingesetzt sind, mit dem Schornstein (1) verbunden ist.

10. Industrie-Schornstein nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantel (2) über Ausgleichsbauteile (9) mit dem Schornstein (1) verbunden ist.

Zeichnung