DE1923639B2 - Dem wind ausgesetzte vorrichtung zum entlueften von raeumen - Google Patents

Description

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seheneii rotationssymmetrischen Hohlkörper, um clessen Mantelfläche eine an einer Windfahne aufgehängte Abdeckvorrichtung in Schildform drehbar geführt ist. Ein solcher Aufsatz weist keine bevorzugte Anströmrichtung auf. Bei der Anströmung von Wind bildet sich um den Kaminaufsatz, der in vereinfachter Anschauung als quer angeströmtes Rohr gesehen werden kann, eine Druckverteilung aus, bei der auf der Anströmseite des Aufsatzes in einem Bereich von etwa ±33 Überdruck herrscht. Dieser Bereich wird durch den von der Windfahne gedrehten Abdeckschild verschlossen, so daß der Wind infolge des Überdrucks nicht in den Schornstein gelangen kann. Auf dem restlichen Umfang des Kaminaufsatzes bildet sich ein Unterdruck aus, der eine bestimmte Verteilung aufweist, wobei die Maxima etwa bei ±70", bezogen auf die Anströmnchtung, liegen.

Dieser Unterdruck verstärkt die Saugwirkung des Kamins. Als nachteilig hatte sich bei Jieser Konstruktion erwiesen, daß der Abdeckschild auch bei Windstille einen Teil des Ausströmquerschnittes verdeckt, so daß eine über den Umfang gleichmäßige Strömung und Saugwirkung des Kamins nicht erreicht werden kann. Im übrigen ist dieser Kaminaufsatz durch seine Konstruktion wartungsbedürftig und störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mangel des zuletzt genannten Kaminaufsatzes ru beseitigen und unter Beibehaltung der Vermeidung einer bevorzugten Anslrömrichtung einen einfach zu realisierenden Kaminaufsatz zu schaffen, der auch bei Windstille den gesamten Austrittsquerschnitt zur Verfügung stellt und keine bevorzugte Wirkungsrichtung aufweist. Bei Wind dagegen muß eine spürbar und meßbar erhöhte Saugwirkung vorhanden sein. Darüber hinaus soll der Kaminaufsatz selbstverständlich auch die sekundären Teilaufgaben, nämlich beispielsweise den Einfall von Regen, Sonnenstrahlen und Wind in den Kamin zu vcrhindern, lösen.

Erfindimgsgcmäß wird dies durch eine dem Wind ausgesetzte Vorrichtung der eingangs geschilderten Art i.rreichl, bei der die Abdeckvorrichtung als ein weitcrer. mit Durchbrechungen versehener, den ersten Hohlkörper in Umfangsrichtung vollständig umgreifender bzw. ausfüllender, rotation.ssymmcirischer Hohlkörper ausgebildet ist und bezüglich des erstcn. ottsfesten Hohlkörpers derart besveglich anscordnet ist, daß beim Auftritt von Wind eine Anlage yo der beiden einander übergreifenden Hohlkörper aneinander längs einer Mantellinic erfolgt. Dabei sind die jeweiligen Durchbrechungen in den beiden Hohlkörpern dera-t versetzt zueinander vorgesehen. daß im Anlagcbercich der beiden Hohlkörper ancinandcr jeweils die Durchbrechungen eines der Hohlkörper von (Jen Wandteilen des anderen Hohlkörpers abgedeckt sind. In besonderer AusfUhrungsform sind die Hohlkörper als Zylinder und/oder Kegelstümpfe ausgebildet.

Zumindest der äußere Hohlkörper ist oben geschlossen, um den Einfall von Regen zu verhindern. Durch die Ausbildung gemäß der Erfindung wird erreicht, daß bei Windstille der gesamte Austrittsquerschnitt zur Verfügung steht. Es erfolgt darüber hinaus eine relativ gennge Umlenkung der Ström-ing, so daß sich die durch die beiden Hohlkörper verursachten Strömungsverluste in vernachlässigbaren Grenzen halten. Bei einer bestimmten Windariströnigeschwindigkeit, die durch die Geometrie und die Masseverteilung des beweglichen Hohlkörpers variiert werden kann, legt sich der beweglich angeordnete Hohlkörper an den fest angeordneten Hohlkörper an. Dabei ist die Anlage in der Anströmebene vollkommen, während sie mit zunehmendem Winkel schlechter wird, weil die beiden Hohlkörper unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Die Abdeckung reicht jedoch für einen Bereich von etwa r33^u aus, so daß der Teil der Druckverteilungskurve, die Überdruck zeigt, abgedeckt ist, so daß kein Wind in den Kamin gelangen kann.

In bevorzugter Ausführungsform ist der innere Hohlkörper fest angeordnet. Der äußere Hohlkörper trägt zwecks Schwerpunktanhebung ein Gegengewicht mit geringer Anströmfläche, bevorzugt cne Kugel. Die Verhältnisse mÜF'.n selbstverständlich so gewählt werden, daß das bezüglich des Lagers vom Wind auf die Hohlkörperfläche ausgeübte Moment größer ist als das vom Wind an dem Gegengewicht verursachte Moment. In einer anderen Ausführingsform ist der äußere Hohlkörper fest angeordnet. Der innere Hohlkörper weist dabei zwecks Anhebung seines Schwerpunktes und um die gegenseitige Anlage der Hohlkörper zu erreichen, ein den äußeren Hohlkörper durchsetzendes Gegengewicht mit relativ großer Anströmfläche auf. Hierbei sind die Momentverhältnisse gerade umgekehrt zu wählen.

Der bewegliche Hohlkörper ist um ein in der gemeinsamen Mittelachse vorgesehenes Punktlager schwenkbar oder in einem in einer Horizontalebene wirksamen Flächenlager, z. B. in einem kardanischen Schlitten, verschiebbar. Das Punktlager kann beispielsweise aus einem kartenförmigen Auflageteil gebildet sein, welches für die radiale Fixierung des Hohlkörpers eine Schraube od. dgl. aufweist. Auch kann die Höhe des beweglichen Hohlkörpers bzw. des Punktlagers einstellbar sein, um Überdeckungsdifferenzen der Durchbrechungen auszugleichen.

Bei Windstille kehrt der bewegliche Hohlkörper, sofern er in einem Punktlager aufgehängt ist, infolge der Schwerkraft wieder in seine Ausgangsstellung zurück. Bei Verwendung eines Flächenlagers dagegen sind zwischen den beiden Hohlkörpern symmetrisch angeordnete Rückholfedern vorgesehen.

In bevorzugter Ausführungsform weisen die Durchbrechungen langlochartige Form oder Rcchteckform auf. Sie erstrecken sich in horizontaler U..ifangsriehtung der Hohlkörper. Mit besonderem Vorteil ist ferner zumindest der innere Hohlkörper in seinem Querschnitt in vertikaler Richtung erweitert ausgebildet, wobei die durch die Summe der freien Schlitzflächen gebildete Durchtrittsflächc größer als die freie Qucrschnittsfläche im Anstiömquerschnitt ist.

Der Erfindungsgedanke läßt an sich die verschiedensten konstruktiven Ausführungeir zu. Einige davon sind in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsmöglichkeit im Querschnitt, bei Windstille,

Fig. 2 dieselbe Vorrichtung wie in Fig. 1, jedoch in ausgelenkter Stellung bei Wind,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie TII-III in F i g. 2,

Fig. 4 die Schlitzgeometrie in der Anströmebene in vergrößerter Darstellung,

Fig. 5 die Schlitzgeometrie der gleichen Ausführung in einer Ebene, die etwa um + 20^r gegenüber der Anströmebene versetzt ist.

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung im Querschnitt,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit außen angeordnetem feststehendem Hohlkörper,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsmöglichkeit,

Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des in die Ebene abgewickelten inneren Hohlkörpers nach dem Aiisführungsbeispie.l der Fi g. 1 bis 3,

Fig. 10 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des in die Ebene abgewickelten äußeren Hohlkörpers nach dem Alisführungsbeispiel der Fi g. 1 bis 3.

Fig. 1 zeigt eine Ausfühmngsform der Vorrich-Uing im Querschnitt bei Windstille. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei einander überdeckenden Hohlkörpern 1 und 2. wobei der Hohlkörper 1 fest und der Hohlkörper 2 beweglich angeordnet ist. Der innere Hohlkörper 1 ist mit Hilfe eines Verbindungsstückes 3 auf die Austrittsöffnung eines Kamins. Schornsteins 4 od. dgl. aufgesetzt. Der Hohlkörper 1 ist unten offen und kann oben geschlossen ausgeführt sein. Im Bereich seines Mantels weist er Durchbrechungen. Schlitze 5 od. dgl. auf, die sich im wesentlichen in horizontaler Umfangsrichtung erstrecken. Der Hohlkörper 1 weist ein in seiner Mittelachse 7 angeordnetes Punktlager 8 auf. welches beispielsweise aus einem kalottenförmigcn Teil und einem entsprechenden Gegenteil gebildet ist. Das Punktlager 8 ist höhenverstellbar, was besonders einfach durch die Verwendung einer konterbaren Schraube erreicht werden kann. Die Einzelausbildung des Punktlagers 8 liegt jedoch im Bereich des fachlichen Ermessens und ist deshalb nicht näher dargestellt.

Der zweite Hohlkörper 2 ist beweglich in dem Punktlager 8 aufgehängt. Er trägt auf seiner Mantelfläche ebenfalls Durchbrechungen. Schlitze 6 od. dgl.. die in ihrer Anordnung und in ihrer Geometrie auf die Durchbrechungen. Schlitze 5 od. dgl. des inneren Hohlkörpers 1 abgestimmt sind.

Die Vorrichtung ist in Fig. 1 bei Windstille, in F i g. 2 dagegen in ausgelenkter Stellung bei Wind dargestellt. Zur Verdeutlichung sei vorausgesetzt, daß der Wind in der Zeichenebene in Richtung des Pfeiles 9 auf den beweglichen Hohlkörper 2 auftrifft, so daß der Hohlkörper 2 bei einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit des Windes an dem festen Hohlkörper 1 zur Anlage gelangt. Dabei werden die Schlitze 5 in dem inneren, als Kegelstumpf ausgebildeten Hohlkörper 1 durch Wandteile 1 des Hohlkörpers 2 abgedeckt, während umgekehrt die Durchbrechungen 6 im Hohlkörper 2 von Wandteilen des Hohlkörpers 1 überdeckt werden. Diese Überdeckung ist unmittelbar in der Anströmebene vollkommen" und erstreckt sich mit guter Wirkung über einen Mantelbereich von etwa ±33". Dies ist jedoch die Fläche, in der sich bei dem quer angeströmten Aufsatz ein Überdruckbereich ausbildet. Dem Wind ist es somit verwehrt innerhalb des Überdruckbereiches in den Schornstein einzudringen und dessen Saugwirkung zu verschlechtern. Im restlichen Bereich des Umfangs der Hohlkörper 1 und 2 iierrscht bekanntlich Unterdruck, dessen Maximum etwa bei einem Winkel von ~~0~ zur Anströmebene liegt. Dieser Unterdruck ist voll wirksam, weil die Schlitze, Durchbrechungen 5,6 od. dgl. in diesem Bereich nicht versperrt sind.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt gemäß der Linie 111—111 in Fig. 2 dargestellt, aus dem die Überdeckungsverhältnisse klar entnommen werden können. Die Fig. 4 und 5 zeigen Einzelheiten der Schlitzgeometrie in vergrößerter Darstellung, wobei Fig. 4 einen Schnitt in der Anströmebene — wie in Fig. 2 — zeigt, während die Darstellung in Fig. 5 einen Schnitt in einer um etwa ' 20 gegenüber der Anströmebene gedrehten Ebene darstellt. Hieraus ist auch ersichtlich, weshalb die Schlitzgeometrie so getroffen werden muß. daß in der Anströmebene die Oberkante des Schlitzes 5 und die Unterkante des Schlitzes 6 etwa auf gleicher Höhe liegen, während die Oberkante des Schlitzes 6 unterhalb der Unterkante des Schlitzes 5 angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich die Notwendigkeit, daß die Schlitze 5 eine größere Höhe als die Schlitze 6 aufweisen müssen. Dies ist selbstverständlich nur dann erforderlich, wenn eine gute Überdeckung gewährleistet sein soll. Für einfache Ausführungen genügt es. die Schlitze 5 und 6 gleich auszuführen.

In Fig. ή ist eine zweite Ausführung der Vorrichtung dargestellt, wobei der innere feste Hohlkörper 1 aus einem Zylinder und der äußere, beweglieh angeordnete Hohlkörper 2 aus einem Kegelstumpf gebildet ist. Der äußere Hohlkörper 2 weist zusätzlich ein Gegengewicht 10 auf. welches lediglich die Aufgabe hat, den Schwerpunkt anzuheben. Damit wird eine leichtere Lagerung erreicht, so daß die Anlage der beiden Hohlkörper 1 und 2 aneinander bereits bei einer relativ niedrigen Windgesehwindigkeit erfolgt. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, daß die Anströmfläche des Gegengewichtes 10 relativ klein zur Anströmfläche des Hohlkörpers 2 selbst "^st· Die Verhältnisse an diesem Ausführungsbeispiel sind ansonsten die gleichen, wie in dem \orangegangenen Beispiel beschrieben.

In dem weiteren Ausführungsheispiel nach F i g. 7 sind die beiden Hohlkörper 1 und 2 lediglich vertauscht. Der äußere Hohlkörper I ist fest angeordnet, während der innere Hohlkörper 2 in einem Punktlager 8' beweglich aufgehängt ist. Der innere Hohlkörper weist eine Stange 11 auf. die den äußeren Hohlkörper 1 durchdringt. Auf die Stange 11 ist ein Gegengewicht 12 aufgesetzt, welches aber zusatz lieh — im Gegensatz zu dem Gegengewicht 10 — noch die Aufgabe hat, den beweglichen Hohlkörper 2 an der Anströmseite an dem festen Hohlkörper 1 zur Anlage zu bringen. Hierbei sei wiederum der Wind in Richtung der Pfeile 9 angenommen. Die Darstellung zeigt jedoch die nicht ausgelenkte Stellung.

F i g. 8 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit. Die beiden Hohlkörper 1 und 2 sind hierbei als einander überdeckende Zylinder ausgebildet, wobei der bewegliche Hohlkörper 2 an dem festen Hohlkörper 1 mit Hilfe eines Flächenlagers 13 geführt ist Das Flächenlager 13 kann beispielsweise als kardanischer Schlitten ausgebildet sein. Zwischen der beiden Hohlkörpern 1 und 2 sind symmetrisch ange ordnete Rückholfedern 14 vorgesehen, die für ein« Rückverstellung des Hohlkörpers 2 in die gezeigti Ausgangsstellung bei Nachlassen des Windes sorgen

Die Fig. 9 und 10 zeigen Ausschnitte dci Hohl körper 1 und 2 bei der Ausfühmngsform nach dei Fig. 1 bis 5 in der Abwicklung. Hieraus ist zi

tv

1999

ersehen, daß die Höhe der Schlitze 5 des inneren festen Hohlkörpers etwa der jeweils dazwischenliegenden Wandteilhöhe entspricht. Bei dem äußeren Hohlkörper 2 dagegen nehmen die Wandteile eine größere Höhe als die Durchbrechungen 6 ein. Die Teilung ist selbstverständlich bei beiden Hohlkörpern gleich. Dies ist erforderlich, um eine möglichst gute

Überdeckiing im Überdruckbereich des Aufsatzes zu erhalten. Eine noch bessere bzw. dichtere Überdeckung der einzelnen Schlitze 5 und 6 erhält man dann, wenn der Hohlkörper 2 auf seiner Innenseite mit einer Schicht aus nachgiebigem Werkstoff, beispielsweise aus einem KunststofTschaum, versehen wird.

JJierzu 2 Blatt Zeichnungen

109 585/119

, 1999

Claims (1)

1. II. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch

   Patentansprüche: gekennzeichnet, daß zumindest der innere Hohl

   körper (1 bzw. 2) in seinem Querschnitt in ver-

   1. Dem Wind ausgesetzte Vorrichtung zum tikaler Richtung erweitert ausgebildet ist, wobei Entlüften von Räumen, insbesondere zugför- 5 die durch die Summe der freien Schlitzfiächen dernder Schornstein- bzw. Kaminaufsatz, mit gebildete Durchtrittsfläche größer als die freie einem Durchbrechungen aufweisenden, fest an- Querschnittsfläche im Anströmquerschnitt ist.
   geordneten, rotationssymmetrischen Hohlkörper

   und einer diese Durchbrechungen in Anström-

   richtung des Windes zumindest teilweise schlie- 10
   ßenden Abdeckvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckvorrichtung Die Erfindung betrifft eine dem Wind ausgesetzte

   a's ein weiterer, mit Durchbrechungen (6) ver- Vorrichtung zum Entlüften von Räumen, insbe-

   sehener, den ersten Hohlkörper in Umfangsrich- sondere einen zugfördernden Schornstein- bzw.

   tung vollständig umgreifender bzw. ausfüllender, 15 Kaminaufsatz, mit einem Durchbrechungen aufwei-

   rotationssymmetrischer Hohlkörper (2) ausge- senden, fest angeordneten, rotationssymmetrischen

   bildet und bezüglich des ersten, ortsfesten Hohl- Hohlkörper und einer diese Durchbrechungen in

   körpers (1) derart beweglich angeordnet ist, daß Anströmrichtung des Windes zumindest teilweise

   beim Auftritt von Wind eine Anlage der beiden schließenden Abdeckvorrichtung. Derartige Vorrich-

   einander übergreifenden Hohlkörper (1,2) an- 20 tungen sind auch als Dachlüfter, Kaminhut oder

   einander längs einer Mantellinie erfolgt, wobei Schornsteinaufbau bekannt. Sie dienen dazu, einer-

   die jeweiligen Durchbrechungen (5, 6) in den scits den Einfall von Regen, Sonnenstrahlen und

   beiden Hohlkörpern (1, 2) derart versetzt zu- Wind in den Kamin bzw. in den zu entlüftenden

   einander vorgesehen sind, dai3 im Anlagebereich Raum zu verhindern und andererseits den Wind zur

   der beiden Hohlkörper (1, 2) aneinander jeweils 25 Unterstützung der Entlüftung bzw. der Saugwirkung

   die Durchbrechungen eines der Hohlkörper des Kamins heranzuziehen.

   (1 bzw. 2) von den Wandteilen des anderen Es sind eine ganze Anzahl Lüftungs- bzw. Schorn-

   Hohlkörpers f. bzw. 1) abgedeckt sind. Steinaufsätze bekannt, beispielsweise durch die

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- deutschen Patentschriften 903 022, 1226 235 und kennzeichnet, dal.', die Honlkörper (1, 2) als 30 1 271 298. Sämtliche Konstruktionen gehen von Zylinder und/oder Kegelstumpf'- ausgebildet sind. einem vier- bzw. achteckigen Querschnitt aus und

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2. da- setzen somit bevorzugte Anströmrichtungen für den durch gekennzeichnet, daß zumindest der äußere Wind voraus. Abgesehen davon, daß sich der Wind Hohlkörper (1 bzw. 2) oben geschlossen ist. in seiner Richtung nicht festlegen läßt, ist die beab-

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3. da- 35 sichtigte Wirkung solcher Aufsätze meist nicht vordurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Hohl- handen. Oft liegt bei der Konstruktion solcher körper (2) mit einem Gegengewicht (10 bzw. 12) Entlüftungsvorrichtungen die Ides zugrunde, mit der versehen ist. Vorrichtung und unter Zuhilfenahme des V/indes

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch ge- eine Ejektorwirkung auf die durch den Kamin zu kennzeichnet, daß der innere Hohlkörper (1) fest 40 ziehende Luftsäule auszuüben. Es ist in der Ströangeordnet ist und der ihn übergreifende Hohl- mungslehre eine bekannte Tatsache, daß eine solche körper (2) das Gegengewicht (10) mit geringer Wirkung jedoch nur dann überhaupt erreichbar ist. Anströmflächc trägt. falls eine Querschnittserwciterung stattfindet.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch ge- Auch die deutsche Patentschrift fiOO 552 und die kennzeichnet, daß das Gegengewicht kugelförmig 45 schweizerische Palentschrift 317 373 zeigen Kaminausgcbildet ist. aufsätze. Auch diese Konstruktionen setzten eine

   7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- bevorzugte Windanströmrichtung voraus. Sie zeigen kennzeichnet, daß der äußere Hohlkörper (1) fest se'bst dann, wenn sie in dieser bevorzugten Richtung angeordnet ist und der innere Hohlkörper (2) ein angeströmt werden, keinerlei erhöhte Saugwirkung den äußeren Hohlkörper (1) durchsetzendes 3-j im Kamin, wie der Anmelder durch Messungen im Gegengewicht (12) mit relativ großer Anström- Windkanal feststellen konnte.

   (lache aufweist. Hifi weiterer Saugkopf für Kamine ist aus der

   H. Vorrichtung nach Anspruch I bis 7. da- deutschen Auslegcsclirift 1 138 502 bekannt, der im durch gekennzeichnet, daß der bewegliche Hohl- wesentlichen aus zwei mittels Stützen im Abstand körper (2) um ein in der gemeinsamen Mittel- 55 voneinander angeordneter Platten besteht, die eine «disc (7) der Hohlkörper (1, 2) vorgesehenes besondere Formgebung aufweisen. Damit wird eine Punktlager (8) schwenkbar oder in einem in einer düsenartige Durchströmung geschaffen. Die sich bei Horizontalebene wirksamen Flächenlager (13), der Anströmung von Wind ausbildenden über- und z. B. kardanischer Schlitten, verschiebbar ist. Unterdruckbereichc haben freien Angriff auf den

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge- 60 Kamin, so daß sich bezüglich der erhofften saugkennzeichnet, daß zwischen den beiden Hohl- fördernden Wirkung nur die Differenz zwischen körpern (I₁ 2) symmetrisch angeordnete Rück- Überdruck und Unterdruck auswirken kann. Im holfedern (14) vorgesehen sind. übrigen weist auch dieser Saugkopf durch die Anord-

   10, Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, da- nung der Stützen bevorzugte Anströmrichtungen auf. durch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen 65 Ein weiterer Kaminaufsatz, von dem die vor- (S, 6) langlochartige oder rechteckige Form auf- liegende Erfindung ausgeht, ist durch die hollänweisen und sich in horizontaler Richtung er- dische Patentschrift 41 516 bekanntgeworden. Dieser strecken. besteht aus einem mit vertikalen Schlitzen ver-