DE10200766A1

DE10200766A1 - chimney

Info

Publication number: DE10200766A1
Application number: DE2002100766
Authority: DE
Inventors: Ansgar Morawe; Kai Wendker
Original assignee: SOLVIS SOLARSYSTEME GmbH
Current assignee: Solvis De GmbH
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-07-31
Also published as: EP1329667A1

Abstract

Ein Schornstein für die Ableitung von Verbrennungsgasen (15) besitzt einen Schornsteinkopf (30). Der Innenquerschnitt des Schornsteinkopfes (30) ist relativ zum Innenquerschnitt des Schornsteins (20) kleiner bemessen. Auf diese Weise wird eine Reduzierung des vom Verbrennungsabgas abgegebenen Geräusches erzielt.A chimney for the discharge of combustion gases (15) has a chimney head (30). The inside cross section of the chimney head (30) is smaller relative to the inside cross section of the chimney (20). In this way, a reduction in the noise emitted by the combustion exhaust gas is achieved.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schornstein für die Ableitung von Verbrennungsgasen mit einem Schornsteinkopf. The invention relates to a chimney for the derivation of Combustion gases with a chimney head.

Unter einem Schornstein wird hier sowohl ein gemauerter Schornstein im herkömmlichen Sinn verstanden als auch ein über Metall- und/oder Kunststoffrohr die Verbrennungsgase in die Umgebung außerhalb eines beheizten Gebäudes führendes Abgasleitsystem. Under a chimney there is both a brick chimney in the understood conventional sense as well as a metal and / or plastic pipe the combustion gases into the environment outside of a heated building leading exhaust control system.

In Heizungsanlagen treten im Heizkessel und bei den Brennern Strömungsgeräusche auf. Diese entstehen durch die Rezirkulation von Verbrennungsgasen in den eingesetzten Brennern. Ein Teil der verbrannten Gase wird vor die Flamme des Brenners zurückgezogen und verdampft das von der Öldüse verstäubte Heizöl. Beim Zusammentreffen mit der Verbrennungsluft entstehen Druckwellen. In heating systems occur in the boiler and at the burners Flow noises. These arise from the recirculation of combustion gases in the burners used. A part of the burned gases is in front of the flame withdrawn from the burner and vaporizes what is dusted by the oil nozzle Heating oil. Pressure waves occur when they meet the combustion air.

Diese Druckwellen regen in der Abgasströmung Schallwellen an. Mit zunehmender Brennerleistung steigen diese störenden Geräusche an. These pressure waves stimulate sound waves in the exhaust gas flow. With these disturbing noises increase with increasing burner output.

Es wird häufig versucht, diesen Schallemissionen entgegenzuwirken. Dazu werden im Regelfall Absorptionsschalldämpfer zur Reduzierung des Luftschalls eingesetzt. Diese Absorptionsschalldämpfer besitzen weiche poröse Wände, auf die die Schallwellen auftreffen. Die Luftmoleküle dringen bei ihrer Bewegung in das Material ein und werden auf diese Weise abgebremst. Attempts are often made to counteract these noise emissions. To are usually absorption silencers to reduce airborne noise used. These absorption silencers have soft porous walls on which the sound waves hit. The air molecules penetrate into it as they move Material and are slowed down in this way.

Aufgrund der erheblichen Abmessungen gibt es bei solchen Abgasschalldämpfern für Heizungskessel oft Probleme beim Einbau. Auch ist eine raumluftunabhängige Betriebsweise mit solchen Abgasschalldämpfern sehr aufwendig umzusetzen. Because of the considerable dimensions there are Exhaust silencers for boilers often have problems installing. Is also one Room air independent operation with such exhaust silencers is very complex implement.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Möglichkeit zu finden, diesen Schallemissionen ohne derartige Absorptionsschalldämpfer entgegenzuwirken. In contrast, the object of the invention is to find a possibility of this To counteract noise emissions without such absorption silencers.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Innenquerschnittsfläche des Schornsteinkopfes relativ zur Innenquerschnittsfläche des Schornsteins kleiner bemessen ist. This object is achieved in that the inner cross-sectional area of the Chimney head smaller relative to the inner cross-sectional area of the chimney is measured.

Durch diese Querschnittverringerung wird der Effekt ausgenutzt, dass ein Teil des Schalls in den Schornstein zurückreflektiert wird. Insbesondere bei tiefen Tönen, also kleinen Frequenzen der Schallwellen, wird daher eine sehr gute und erhebliche Schallreduzierung erzielt. Durch die erfindungsgemäße Konzeption des Schornsteins wird insbesondere das sonst aus dem Schonstein austretende Brummgeräusch bekämpft. This reduction in cross-section takes advantage of the effect that one part of the sound is reflected back into the chimney. Especially at deep Tones, i.e. small frequencies of sound waves, will therefore be a very good one achieved significant noise reduction. Through the concept according to the invention of the chimney becomes in particular what otherwise emerges from the stone Fights hum.

Um den durch die kleinere Öffnung entstehenden Druckverlust auszugleichen, kann ein stärkeres Brennergebläse verwendet werden, um trotzdem die gleiche Schornsteinhöhe zu erreichen. Dies ist aber unproblematisch. Übliche Brenner können auch bei leicht erhöhten Förderdrucken von 2 bis 4 hPa statt der sonst üblichen 0,5 bis 1 hPa noch sauber starten. Natürlich sollte insbesondere im Bereich von Dichtungen und Abgassyphons darauf geachtet werden, dass diese auch den entsprechend erhöhten Drücken standhalten, um einem unerwünschten Austritt von Abgas zu vermeiden. To compensate for the pressure loss caused by the smaller opening, a stronger burner fan can be used to get the same one anyway To reach chimney height. But this is not a problem. Usual burners can also be used at slightly increased delivery pressures of 2 to 4 hPa instead of the otherwise Start the usual 0.5 to 1 hPa cleanly. Of course, especially in Area of seals and exhaust siphons be careful that this also withstand the correspondingly increased pressures in order to to avoid undesired emission of exhaust gas.

In Testversuchen konnten die Geräusche um 6 bis 10 dB(A) reduziert werden. In tests, the noise was reduced by 6 to 10 dB (A).

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Schornsteinkopf als separat zu montierende Baueinheit vorgesehen ist. Es ist dann möglich, ihn zum einen einfacher auszutauschen und ggf. zu reparieren, zum zweiten ist auch eine Nachrüstung der erfindungsgemäßen Abgasschalldämmung bei separaten Baueinheiten problemlos möglich, und schließlich vereinfacht sich auch die Reinigung und Wartung. It is particularly advantageous if the chimney head is closed as separate mounting unit is provided. It is then possible to make it easier on the one hand to be replaced and repaired if necessary, the second is retrofitting the exhaust sound insulation according to the invention in separate units possible without any problems, and finally cleaning and Maintenance.

Besonders bevorzugt ist es außerdem, wenn die Querschnittsverringerung stufenweise erfolgt. In Versuchen hat sich dabei herausgestellt, dass bereits eine Stufe sehr wirkungsvoll ist. Das bedeutet, dass ein von unten in seinem Querschnitt weitgehend unverändertes Rohr nach oben flächig abgeschlossen ist mit Ausnahme einer gegenüber dem Rohrdurchmesser verringerten Durchmesser, das dann nach oben fortgesetzt wird. It is also particularly preferred if the cross-sectional reduction done gradually. Experiments have shown that one Level is very effective. That means one from below in his Cross-section largely unchanged tube is completed with flat Exception of a reduced diameter compared to the pipe diameter, which is then continued upwards.

Die stufenweise Querschnittsverengung hat dabei auch den praktischen Vorteil, besonders leicht und kostengünstig herzustellen zu sein. The gradual narrowing of the cross-section also has the practical advantage to be particularly easy and inexpensive to manufacture.

Alternativ ist es auch möglich, eine kontinuierliche Querschnittsverengung einzusetzen, also beispielsweise Teilabschnitte insbesondere im Schornsteinkopf konisch nach oben verengend auszubilden. Alternatively, it is also possible to continuously narrow the cross-section to use, for example, sections in particular in the chimney top form conically narrowing upwards.

Die Erfindung ist sowohl bei klassischen Schornsteinen als auch bei Schornsteinen mit Metalleinsätzen einsetzbar. The invention is both with classic chimneys and at Chimneys can be used with metal inserts.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Querschnittsverringerung herausgestellt, bei der das Verhältnis des unverengten zum verengtem Querschnitt zwischen 2 : 1 und 10 : 1 liegt. A reduction in cross-section has proven to be particularly advantageous, where the ratio of the unrestricted to the narrowed cross section between 2: 1 and 10: 1.

Das Verhältnis der Querschnittsflächen des unverengten zum verengten Innenquerschnitt wird optimiert und ist abhängig von der Brennerleistung, der Schornsteinhöhe, im Wesentlichen aber von den gegebenenfalls angeregten Frequenzen der Schallwellen, auf welche wiederum die Konstruktion des Gesamtsystems einen recht komplexen Einfluss hat. The ratio of the cross-sectional areas of the narrowed to the narrowed Internal cross-section is optimized and depends on the burner output Chimney height, but essentially from the possibly excited Frequencies of the sound waves, on which in turn the construction of the overall system has a fairly complex impact.

Die zweckmäßigste Form des Schornsteinkopfes kann daher experimentell, also empirisch festgelegt werden oder aber auch unter Berücksichtigung der festliegenden Daten des Gesamtsystems errechnet werden. The most appropriate shape of the chimney head can therefore be experimental, that is be determined empirically or taking into account the fixed data of the overall system can be calculated.

Es ist möglich, durch Bausätze auch eine mehrfache Querschnittverengung vorzusehen, falls dies in bestimmten Situationen sinnvoll sein sollte. Tests haben aber auch gezeigt, dass in einigen Fällen sogar schon eine sehr einfache Variante zu einer signifikanten Schallreduzierung führt, nämlich der Einsatz einer Blende als Querschnittsflächenverringerung, also ohne eine Fortsetzung des Schornsteinkopfes oberhalb der einengenden Blende. It is possible to reduce the cross-section several times by using kits to be provided if this should make sense in certain situations. Have tests but also shown that in some cases it was even a very simple one Variant leads to significant noise reduction, namely the use of a Aperture as a reduction in cross-sectional area, i.e. without a continuation of the Chimney head above the restricting panel.

Im Folgenden wird an Hand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen: The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment described. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Heizungsanlage mit Abgasführung; und Figure 1 is a schematic representation of a heating system with exhaust gas routing. and

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Abgas-Schalldämmungsvorrichtung. Fig. 2 is an enlarged view of an exhaust sound insulation device.

Eine in der Fig. 1 dargestellte Heizungsanlage 10 weist als wesentlichen Bestandteil zunächst einen Heizungskessel 11, beispielsweise mit einem Blaubrenner, auf. Diesem Blaubrenner wird von einer Öldüse zerstäubtes Heizöl zugeführt, außerdem Frischluft mit Sauerstoff. Bei dem Verbrennungsvorgang entstehen Verbrennungsgase 15, welche dann über Leitungen 16 zunächst zu einem Kesselanschlussstück 12 und dann zu einem Schornstein 20 geführt werden. In dem Schornstein 20 steigen sie dann auf und verlassen diesen nach oben in die Umgebung. A heating system 10 shown in FIG. 1 initially has, as an essential component, a heating boiler 11 , for example with a blue burner. This oil burner is supplied with atomized heating oil from an oil nozzle, as well as fresh air with oxygen. During the combustion process, combustion gases 15 are generated, which are then led via lines 16 first to a boiler connection piece 12 and then to a chimney 20 . They then rise in the chimney 20 and leave it upwards into the surroundings.

Ein Teil der Verbrennungsgase 15 wird allerdings in dem Heizungskessel 11 vor die Flamme des Blaubrenners zurückgezogen und verdampft das von der Öldüse zerstäubte Heizöl. Dieser Teil der Verbrennungsgase 15 wird also rezirkuliert. Beim Zusammentreffen dieser verschiedenen Bestandteile entstehen Druckwellen. However, a part of the combustion gases 15 is withdrawn in the heating boiler 11 in front of the flame of the blue burner and evaporates the heating oil atomized by the oil nozzle. This part of the combustion gases 15 is therefore recirculated. When these different components come together, pressure waves arise.

Der dadurch initiierte Schalldruck regt bestimmte Frequenzen durch Rückkopplung mit dem Brennraum und dem Abgassystem an. Mit zunehmender Brennerleistung steigt der Geräuschpegel. The sound pressure thus initiated excites certain frequencies Feedback with the combustion chamber and the exhaust system. With increasing Burner output increases the noise level.

Herkömmlich (nicht dargestellt) wird man nun in die Leitungen 16, durch die das Abgas geführt wird, Absorptionsschalldämpfer zur Reduzierung des Luftschalls einsetzen. Dabei treffen die Schallwellen auf eine weiche poröse Wand in den Leitungen. Die Luftmoleküle dringen in das Material der weichen porösen Wand ein und werden abgebremst. Conventionally (not shown), absorption silencers for reducing the airborne noise will now be used in the lines 16 through which the exhaust gas is guided. The sound waves hit a soft porous wall in the pipes. The air molecules penetrate the material of the soft porous wall and are slowed down.

Erfindungsgemäß wird von dem Einbau derartiger Absorptionsschalldämpfer abgesehen. According to the invention, the installation of such absorption silencers apart.

Stattdessen wird im oberen Bereich des Schornsteins, also am Schornsteinkopf 30, ein in Fig. 2 als separat ausgeführtes Bauteil dargestelltes Zusatzelement vorgesehen. Dieses Zusatzelement ist eine Schalldämmhaube. Die Schalldämmhaube stellt den obersten Teil des Schornsteins 20, also den Schornsteinkopf dar und wird auf den Schornstein 20 aufgesetzt. Sie verringert ihren Querschnitt vom unteren, dem Schornstein 20 benachbarten Ende zum oberen Ende, an dem nunmehr die Verbrennungsgase die Heizungsanlage 10 verlassen. Instead, in the upper region of the chimney, that is to say on the chimney head 30 , an additional element shown in FIG. 2 as a separate component is provided. This additional element is a sound insulation hood. The sound insulation hood represents the uppermost part of the chimney 20 , ie the chimney head, and is placed on the chimney 20 . It reduces its cross section from the lower end adjacent to the chimney 20 to the upper end at which the combustion gases now leave the heating system 10 .

Der sehr kostengünstig und einfach zu erstellende Aufbau des Schornsteinkopfes 30 als separates Bauteil ist in Fig. 2 gut zu erkennen. Fig. 2 zeigt rechts eine perspektivische Draufsicht auf den Schornsteinkopf 30 und links in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch dieselbe Ausführungsform. The very inexpensive and easy to construct structure of the chimney head 30 as a separate component can be clearly seen in FIG. 2. Fig. 2 shows on the right a perspective top view of the chimney head 30 and on the left an enlarged view of a cross section through the same embodiment.

Zu erkennen ist der Aufbau des Schornsteinkopfes 30 aus zwei Zylindern 31 und 32. Der untere Zylinder 31 besitzt einen Innenquerschnitt von beispielsweise 80 mm Durchmesser, was einer Fläche von ungefähr 5000 mm² entspricht. Der Zylinder ist im eingebauten Zustand mit seiner Achse senkrecht und zentriert auf dem Schornstein 20 angeordnet. Seine Höhe beträgt ungefähr 80 mm. The construction of the chimney head 30 from two cylinders 31 and 32 can be seen . The lower cylinder 31 has an inner cross section of, for example, 80 mm in diameter, which corresponds to an area of approximately 5000 mm ² . In the installed state, the cylinder is arranged with its axis perpendicular and centered on the chimney 20 . Its height is approximately 80 mm.

Der obere Zylinder 32 ist ebenfalls 80 mm hoch, mittig und zentriert auf dem unteren Zylinder 31 aufgesetzt und besitzt einen Innendurchmesser von beispielsweise 35 mm Durchmesser, was einer Innenquerschnittsfläche von etwa 900 mm² entspricht. The upper cylinder 32 is also 80 mm high, placed in the middle and centered on the lower cylinder 31 and has an inner diameter of, for example, 35 mm, which corresponds to an inner cross-sectional area of approximately 900 mm ² .

Das Verhältnis der beiden Innenquerschnittsflächen liegt damit etwa bei 5,5 : 1. The ratio of the two inner cross-sectional areas is approximately 5.5: 1.

Der untere Zylinder 31 ist nach oben durch eine flache Scheibe 33 aus dem gleichen Material abgeschlossen. Diese flache Scheibe 33 lässt jedoch in der dargestellten Ausführungsform genau mittig den Innenquerschnitt des oben aufgesetzten oberen Zylinders 32 frei. Andere als mittige Anordnungen sind möglich. The lower cylinder 31 is closed at the top by a flat disk 33 made of the same material. In the illustrated embodiment, however, this flat disk 33 leaves the inner cross section of the top cylinder 32 placed on top in the middle. Arrangements other than central arrangements are possible.

Der untere Zylinder 31 ist nach unten und der obere Zylinder 32 nach oben ganz offen. Die Scheibe 33 verdeckt damit im wesentlichen genau den Bereich zwischen den beiden Zylindern 31, 32, der durch die unterschiedlichen Innenquerschnitte nicht übereinstimmt. Die Scheibe 33 kann am Rand überstehen. The lower cylinder 31 is open at the bottom and the upper cylinder 32 at the top. The disk 33 thus essentially covers the area between the two cylinders 31 , 32 which does not match due to the different inner cross sections. The disk 33 can protrude at the edge.

Als Material des Schornsteinkopfes 30 mit den beiden Zylindern 31, 32 und der Scheibe 33 kann Blech, Edelstahl, Kunststoffspritzguss oder auch anderes witterungsbeständiges und gegen die Verbrennungsgase relativ resistenten Material gewählt werden. Sheet metal, stainless steel, plastic injection molding or other weather-resistant material that is relatively resistant to the combustion gases can be selected as the material of the chimney head 30 with the two cylinders 31 , 32 and the disk 33 .

Als Dicke der Wandung sind Wandstärken in einer Größenordnung von 0,3 bis etwa 1 mm besonders geeignet, eine Wandstärke von 0,6 mm hat sich als besonders günstig erwiesen. The wall thickness is in the order of 0.3 to about 1 mm particularly suitable, a wall thickness of 0.6 mm has proven to be proven particularly favorable.

Mit der Erfindung und der Querschnittsreduzierung haben sich in Tests bereits Schornsteinhöhen von bis zu 12 m und Schallreduzierungen um 6 bis 10 dB(A) erreichen lassen, größere Höhen und noch optimierte Reduzierungen scheinen möglich. Bezugszeichenliste 10 Heizungsanlage
11 Heizungskessel
12 Kesselanschlussstück
15 Verbrennungsgase
16 Leitungen
20 Schornstein
30 Schornsteinkopf
31 Unterer Zylinder
32 Oberer Zylinder
33 Scheibe
With the invention and the reduction in cross-section, chimney heights of up to 12 m and sound reductions of 6 to 10 dB (A) have already been achieved in tests. Greater heights and further optimized reductions seem possible. Legend: 10 heating system
11 boilers
12 boiler connection piece
15 combustion gases
16 lines
20 chimney
30 chimney head
31 Lower cylinder
32 Top cylinder
33 disc

Claims

1. chimney for the discharge of combustion gases ( 15 ), with a chimney head ( 30 ), characterized in that the inner cross section of the chimney head ( 30 ) is dimensioned smaller relative to the inner cross section of the chimney ( 20 ).

2. Chimney according to claim 1, characterized in that the inner cross section of the chimney head ( 30 ) decreases from the bottom to the top.

3. chimney according to claim 1 or 2, characterized, that the internal cross-section is reduced in stages.

4. chimney according to one of the preceding claims, characterized, that the internal cross-section is reduced continuously.

5. Chimney according to one of the preceding claims, characterized in that the chimney head ( 30 ) is designed as a separately attachable component.

6. chimney according to claim 5, characterized in that the chimney head ( 30 ) is made of metal, in particular steel or zinc.

7. chimney according to one of the preceding claims, characterized, that the ratio of further to narrower internal cross-sectional area is between 2: 1 and 10: 1.

8. chimney head as a structural unit with an internal cross-section decreasing from bottom to top for use in the chimney ( 20 ) of a heating system ( 10 ).

9. Procedure for selecting a cross-sectional area ratio for Chimneys and / or chimney heads, characterized, that the cross-sectional area ratio is dependent on the excited Frequency of sound waves is selected.

10. The method according to claim 9, characterized, that the selection is made empirically.