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Vorrichtung zur Vergrösserung des Unterdrucks in Kaminen, Lüftungsschächten, Rohren und dergleichen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vergrösserung des Unterdrucks in Kaminen, Lüftungs- schächten, Rohren und dergleichen, die von einem gasförmigen Medium, insbesondere Aussenluft, angeströmt werden.
Es sind verschiedene Arten von Vorrichtungen bekannt, durch welche der Kaminunterdruck bei normaler Anströmung, d. h. bei einer Anströmungsrich- tung der Aussenluft, die ungefähr horizontal verläuft, erhöht werden soll. Bei einer bekannten Vorrichtung ist in der Mitte der Kaminaustrittsöffnung ein Zylinderkörper angeordnet, auf den die Luft mittels Leit- blechen hingelenkt wird. Sie streicht dabei an diesem zylindrischen Körper vorbei und erzeugt hinter ihm einen Raum geringen Druckes. Der Wirkungsgrad einer solchen Anordnung ist in der Praxis aber sehr gering.
Zur Erzielung eines besseren Wirkungsgrades wurden auch schon Vorrichtungen vorgeschlagen, die in der Art einer Düse ausgebildet sind. Die Luft, welche durch diese Düse im wesentlichen in horizontaler Richtung hindurchströmt, wird in Richtung zur Austrittsöffnung des Kamins oder Schachtes hin beschleunigt; infolgedessen sinkt der statische Druck dieser Strömung ab. Da sich aber die Austrittsöffnung im Gebiet des grössten Unterdrucks befindet, so teilt sich der an dieser Stelle herrschende Unterdruck dem gesamten Kamin- bzw. Schachtkanal mit.
Eine derartige Vorrichtung ist z. B. zur Lüftung von Gebäuden mit Giebeldächern vorgeschlagen worden, bei denen entlang dem First eine Öffnung vorgesehen wird, über der eine Ablenkplatte bzw. -leiste angebracht ist, deren Querschnitt rhombisch, dreieckig oder auch in Form eines nach unten offenen V ausgebildet ist. Die Düsenwirkung dieser Anordnung ist aber relativ gering, so dass sie für Aufsätze für Kamine oder dergleichen ungeeignet ist.
Eine andere bekannte, auf Düsenwirkung beruhende Anordnung besteht aus zwei auf dem oberen Ende des Kamins, Schachtes, Rohres oder dergleichen mittels Stützen im Abstand voneinander angeordneten Platten. Die Oberseite der unteren Grundplatte ist nach oben konvex und die Unterseite der oberen Deckplatte nach unten konvex ausgebildet, und die Grundplatte weist eine Öffnung auf, in die der Innen- raum des Kamins, Schachtes, Rohres oder dergleichen mündet, so dass eine Düse entsteht. Die Deckplatte hat jedoch die Form einer nach oben offenen Schale.
Hierdurch entstehen insbesondere auf der Oberseite des Aufsatzes ungünstige Strömungsverhältnisse infolge Wiibelbildung, so dass auch bei dieser Vorrichtung der Nutzeffekt noch relativ klein ist und mit Abweichung des Anströmwinkels der Luft von der Horizontalen schnell sinkt.
Der Nachteil der Unwirksamkeit schon bei geringen vertikalen Strömungskomponentenanteilen ist allen bekannten Vorrichtungen gemeinsam und führt dazu, dass ihre Wirkung in Wirbelgebieten, wie sie z. B. hinter Bauwerken, Bergen und Hausdächern anzutreffen sind, sehr stark herabgemindert ist. Gerade in solchen Wirbelgebieten werden aber Kaminaufsätze oder dergleichen angebracht, weil hier infolge der ungünstigen Strömungsverhältnisse z. B. Heizanlagen nur mangelhaft arbeiten.
Die Erfindung betrifft daher eine in Form einer Düse ausgebildete Vorrichtung zur Vergrösserung des Unterdrucks in Kaminen, Lüftungsschächten, Rohren und dergleichen, die von einem gasförmigen Medium, wie insbesondere der Aussenluft, angeströmt werden, und aus zwei auf dem oberen Ende des Kamins,
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Schachtes, Rohres oder dergleichen mittels Stützen im Abstand voneinander angeordneten Platten besteht, wobei die Oberseite der unteren Grundplatte nach oben konvex und die Unterseite der oberen Deckplatte nach unten konvex ausgebildet ist und die Grundplatte eine Öffnung aufweist, in die der Innenraum des Kamins, Schachtes, Rohres oder dergleichen mündet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung so auszubilden, dass der Unterdruck über einen relativ grossen Anströmungsbereich des gasförmigen Mediums nahezu konstant und g e- ,lügend gross gehalten wird.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Durchströmraumteil zwischen den beiden Platten über der gesamten Öffnung der Grundplatte wenigstens in zwei entgegengesetzten Richtungen von der Seite her durchströmt werden kann und die Deckplatte an ihrer Oberseite derart konvex ausgebildet ist, dass sie wenigstens in einer Richtung im Vertikalschnitt die Querschnittsform einer bikonvexen Linse aufweist.
Durch entsprechende Ausbildung einer derartigen, auf einem Kamin angeordneten erfindungsgemässen Vorrichtung kann erreicht werden, dass bei einer An- strömrichtung des gasförmigen Mediums, die bis zu 60 von der horizontalen Anströmrichtung abweicht, keine Änderung der Druckverhältnisse, die im Zentrum der Vorrichtung und damit im Kamin- kanal herrschen, erfolgt;
erst bei einer Vergrösserung des Anströmwinkels über 60 hinaus beginnt der Unterdruck abzusinken, um bei 90 , d. h. bei einer Anströ- mung der Vorrichtung parallel zur Kaminkanalachse, 75 % des Unterdrucks zu erreichen, den der Kamin ohne die Vorrichtung bei horizontaler Anströmung hat. Damit ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst.
Gegenüber den bekannten Anordnungen auch mit gewölbten Deck- und Grundplatten können Verbesserungen in der Unterdruckerzeugung von 100% und mehr erreicht werden. Diesen Sachverhalt bestätigten eindeutig durchgeführte Windkanalver- suche. Im Gegensatz zu Kaminen ohne oder mit den bisher bekannten Aufsätzen gibt es bei Verwendung einer entsprechenden erfindungsgemässen Vorrichtung keine Anströmrichtung für das gasförmige Medium, bei der ein Überdruck im Kaminkanal auftritt.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht auch noch darin, dass bei Sonnenbestrahlung oder sonstiger Erwärmung der oberen Deckplatte keine Beeinträchtigung der Grösse des durch den natürlichen Auftrieb entstehenden Unterdruckes, wie sonst üblich, stattfindet. Durch die Erwärmung der Deckplatte und damit der unmittelbar über ihr lagernden Luftschicht, steigt die erwärmte Luft infolge ihres geringeren spezifischen Gewichtes gegenüber der umgebenden Luft nach oben und saugt die nicht erwärmte Luft von unten und von der Seite nach. Die dadurch entstehende Strömung bewirkt ihrerseits die Bildung eines zusätzlichen Unterdruckes z.
B. im Kamin, der jedoch entsprechend den Luftablösungen über der Deckplatte nur intermittierend ist. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung für Kamine, Schächte, Rohre oder dergleichen mit einem einzigen Zug weisen beide Platten - wie an sich bekannt - eine kreisförmige Grundfläche auf.
Die obere, von Stützen getragene Deckplatte ist dabei linsenförmig mit zwei etwa gleich stark gekrümmten Oberflächen ausgebildet, deren Krümmungsradien grösser als der Durchmesser der Grundfläche der Deckplatte sind. Bei dieser Form der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Unterdruckerzeugung über einem grossen An- strömbereich optimal, d. h. es werden bei Anordnung der Vorrichtung auf einem Kamin in der Zeiteinheit auch in Wirbelgebieten optimal grosse Rauchmengen aus dem Kamin entfernt.
In den Fig. 1 bis 5 der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung als Aufsätze für Kamine von Gebäuden oder dergleichen dargestellt und nachstehend näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Kamin mit einem Zug und die auf diesen aufgesetzte Vorrichtung zur Vergrösserung des Unterdrucks im Kamin, Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 1, entlang der Linie 11-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht eines Abschnittes einer Vorrichtung für Kamine mit mehreren parallelen Zügen,
Fig.4 einen Querschnitt durch die Vorrichtung längs einer Düse entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 3 entlang der Linie V-V.
Ein besonders praktisches Ausführungsbeispiel der Vorrichtung für einen Kamin 1 oder dergleichen mit nur einem Zug 2 veranschaulichen Fig. 1 und 2. Die eine Düse bildende Vorrichtung entsteht dadurch, dass über der Austrittsöffnung 4 des Kamins oder dergleichen eine kugelkalottenförmige, an ihrer Oberseite nach oben konvexe Platte 5 und in Abstand über dieser als Gegenstück eine linsenförmige bikonvexe Abdeckplatte 6 angeordnet ist, die mit Hilfe von Stützen 7 auf der Grundplatte 5 befestigt ist. Der Zug 2 steht über eine Öffnung der Grundplatte mit dem düsenartig wirkenden Raum 3 zwischen den Platten 5 und 6 in Verbindung.
Es ist zu erkennen, dass der Durchströmraumteil zwischen den beiden Platten über der gesamten Öffnung der Grundplatte in allen Richtungen von der Seite her durchströmt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel für Reihenkamine bzw. mehrere parallele Lüftungsschächte lassen die Fig. 3 bis 5 erkennen. Hier treten an die Stelle der kreisrunden Grund- und Abdeckplatten 5 und 6 rechteckige Platten 8 und 9, die sich nach ihren Kanten 10 an der Breitseite hin schneidartig verjüngen. Die Abstützung der Deckplatte 9 gegenüber der Platte 8 erfolgt durch Stützen 11, die etwa den gleichen bikonvexen Querschnitt haben wie die Abdeckplatte 9.
Durch diese Stützenanordnung wird eine zusätzliche Einschnürung der Stromlinien in den Düsenkanälen
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12 und ein damit verbundener erhöhter Unterdruck erzeugt. Es ist aber zu erkennen, dass der Durchström- raumteil in den Düsenkanälen 12 zwischen den beiden Platten über allen Öffnungen, und zwar jeweils über der gesamten Öffnung der Grundplatte, nur in zwei entgegengesetzten Hauptrichtungen etwa senkrecht zur Kaminbreitseite, d. h. etwa parallel zu den Stützen 11, von der Seite her durchströmt werden kann.
Die Vorrichtungen können in unterschiedlicher Weise hergestellt werden, z. B. aus Blech, Asbestzement oder auch aus Beton oder dergleichen anderem geeignetem Material, und zwar sowohl als Hohlkörper oder als massive Formkörper.