DE19621514A1 - Vertikale Röhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine vertikale Röhre, insbesondere als Kamin oder Kühlturm, mit einem Mantel (2) mit kreisförmigem, elliptischem, rechteckigem oder vieleckigem Querschnitt, dessen Durchmesser über die Höhe konstant oder hyperbolisch verläuft oder in eine Richtung konisch zuläuft.

Derartige vertikale Röhren dienen z. B. als Kühltürme oder große Kamine. Sie müssen am Fuß so gestützt sein, daß der Luftzutritt möglich ist, z. B. über große Öffnungen oder vertikale Stützen. Wegen des Aufwinds, den sie erzeugen sollen, müssen diese Röhren natürlich innen offen sein und dürfen möglichst keine behindernde Einbauten aufweisen. Dies ist aber für das Tragverhalten, die Statik und insbesondere die Dynamik unter Windlast von großem Nachteil. Unter Windlast "ovalisiert" ihre Querschnittsform, insbesondere vom oberen Rand her, so daß im Mantel sehr ungünstige Biege-, Zug- und Druckbeanspruchungen auftreten. Die Verteilung der resultierenden Normalkraft in Meridianrichtung weicht sehr weit von der idealen im Querschnitt linearen Spannungs- bzw. Dehnungsverteilung ab.

Man hat zwar, insbesondere bei den typischen Betonschalen- Kühltürmen, alle möglichen Mittel ergriffen, um dieses Problem zu lindern. Üblich sind insbesondere Aussteifungen außen am oberen Rand und meridian verlaufende Rippen an der Außenseite, die nach Windkanalmessungen ausgelegt sind und eine möglichst günstige Windkraftverteilung bewirken sollen. Diese Rippen sind aber nicht geeignet, das Problem prinzipiell zu lösen. Deshalb gilt z. B. eine Höhe von etwa 200 m heute als Obergrenze der Höhe von Kühltürmen, obwohl hinsichtlich der erforderlichen Kühlwirkung sehr viel höhere Türme nötig und wünschenswert wären.

Eine Möglichkeit, Sonnenenergie in Strom zu verwandeln, bieten sogenannte Aufwindkraftwerke. Unter einem flachen, kreisförmigen, am Umfang offenen Dach aus Glas oder Folie, das zusammen mit dem natürlichen Boden darunter einen Warmluftkollektor bildet, wird Luft durch die Sonnenstrahlung erwärmt. In der Mitte des Daches steht senkrecht eine Kaminröhre mit großen Zuluftöffnungen am Fuß. Das Dach ist luftdicht an den Kaminfuß angeschlossen. Da warme Luft ein geringereres Gewicht als kalte Luft hat, steigt sie im Kamin auf. Durch den Kaminsog wird gleichzeitig warme Luft aus dem Kollektor nachgesaugt, und von außen strömt kalte Luft zu. So bewirkt die Sonnenstrahlung einen kontinuierlichen Aufwind im Kamin. Die darin enthaltene Energie wird mit Hilfe druckgestufter Windturbinen, die am Fuße des Kamins stehen, in mechanische und über konventionelle Generatoren in elektrische Energie umgewandelt. Ein einzelnes Aufwindkraftwerk kann mit entsprechend großen Glasdachflächen und einem hohen Kamin für 100, 200 oder mehr MW Leistung ausgelegt werden. So können wenige Aufwindkraftwerke bereits ein großes Kernkraftwerk ersetzen. Diese Kraftwerke sind vor allem für Entwicklungsländer sehr interessant, weil ihre Bauweise einfach und billig ist, sie robust und wartungsarm sind und daher auch in Entwicklungsländern direkt gebaut und unterhalten werden können. Ein Problem ist allerdings die Höhe des Kamins, die für die oben erwähnte Auslegung 1000 bis 2000 m betragen sollte. Betonschalenkamine sind aus den oben erwähnten Gründen nicht stabil genug und aufwendige äußere Abspannungen sind zu anfällig und zu teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße vertikale Röhre bereitzustellen, die auf einfache und billige Weise gegen Windlasten stabilisiert ist und eine Bauhöhe von über 1000 m zuläßt.

Die Lösung besteht darin, daß mindestens eine in der Querschnittsebene der Röhre (1) verlaufende Aussteifung (7) mit zwischen einem äußeren Rahmen (8) und einem inneren Rahmen (9) verlaufenden speichenartigen Elemente so vorgespannt sind, daß sie in unbelastetem Zustand unter Zug stehen.

Der erfinderische Gedanke besteht also darin, solche vertikalen Röhren in einer Ebene oder in mehreren Ebenen über die Höhe abgestuft mit sozusagen "luftdurchlässigen Schotten" so auszusteifen, daß einerseits die Mantelform auch unter beliebigen Wind- oder Erdbebenlasten weitestgehend gewährleistet bleibt, ohne andererseits den vertikalen Luftzug gravierend zu behindern. Die speichenförmigen Elemente sind so konstruiert, daß sie vorgespannt werden, d. h. in belastungsfreiem Zustand alle unter Zug stehen, so daß sie in der Lage sind, unter Belastung nicht nur Zug-, sondern auch Druckkräfte aufzunehmen. Die Vorspannung kann am Ende der speichenförmigen Elemente, am äußeren oder am inneren Rahmen eingeleitet werden. Eine andere Möglichkeit ist das Vorspannen durch das eigene Gewicht der speichenförmigen Elemente und des inneren Rahmens.

Die radialen speichenförmigen Elemente sind vorzugsweise Seile, Stangen oder Flachstäbe, die jedenfalls aus zugfestem Material bestehen. Besonders geeignet ist Stahl. Die speichenförmigen Elemente können unmittelbar, z. B. durch Verschweißen, oder mittelbar, z. B. mit Ringen, Platten o. ä., an den Rahmen befestigt sein. Man kann eine oder mehrere Lagen speichenförmiger Elemente an den Rahmen befestigen. Die zweite Alternative eröffnet eine weitere Möglichkeit der Verspannung, nämlich das Spreizen oder Zusammenziehen der speichenförmigen Elemente am inneren Rahmen.

Die erfindungsgemäß ausgesteiften vertikalen Röhren sind billig herzustellen und können mit einer geringeren Wandstärke ausgeführt werden, als ohne eine solche Aussteifung notwendig wäre. Dadurch werden nicht nur die Baukosten, sondern auch das nach unten lastende Gewicht erheblich verringert. Der Bau besonders hoher Kaminröhren, inbesondere für Aufwindkraftwerke, wird ermöglicht.

Vorzugsweise, aber nicht zwingend, ist der äußere Rahmen eine Felge im oder am Mantel des Kühlturms oder Kamins und der innere Rahmen eine Nabe in der Röhrenachse. Die Felge kann ein Stahlrahmen sein, der innerhalb oder außerhalb oder in der Achse des Mantels so angeordnet ist, daß er zumindest hinsichtlich der Übertragung tangentialer Schubspannung mit diesem oder auch insgesamt unverschieblich mit diesem gekoppelt ist. Eine besonders bevorzugte Art der Befestigung der Felge am Mantel ist das Anbetonieren und/oder Anschrauben an die innere Mantelfläche. Die Felge kann aber auch aus Beton und/oder unmittelbar Teil des Mantels bzw. eine innere oder äußere Verstärkung des Mantels sein. Eine radial verschiebliche Befestigung ist zum Beispiel mittels radial verschieblicher, z. B. in Gleitlagern gelagerter Befestigungszapfen möglich, welche den Mantel durchdringen. Die Nabe dient, wie erwähnt, zur Kopplung der speichenförmigen Elemente in der Achse. Bei kreisförmigem Querschnitt des Kühlturms oder Kamins erhält man also ein "Speichenrad".

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen, 1000 m hohen vertikalen Röhre mit vier Speichenrädern, wobei links im Bild die Höhe der vertikalen Röhre und die Manteldicke aufgetragen sind;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der über den Umfang verteilten, auf eine vertikale Röhre wirkenden Windlasten;

Fig. 3a eine computergraphische, überhöhte Darstellung der durch die in Fig. 2 dargestellten Windlasten verursachten Verformungen ohne Speichenrad;

Fig. 3b eine Abwicklung des Kräfteverlaufs in einer Hälfte des in Fig. 3a gezeigten Mantels in dreidimensionaler Darstellung;

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf ein Speichenrad einer erfindungsgemäßen vertikalen Röhre;

Fig. 5a eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts Va in Fig. 4 (Schnitt entlang der Linie Va-Va in Fig. 5b);

Fig. 5b einen Schnitt entlang der Linie Vb-Vb in Fig. 5a;

Fig. 5c, 5d Darstellungen gemäß Fig. 5a, 5b mit einer anderen Form der Befestigung der Felge am Mantel.

Fig. 6a eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts VIa in Fig. 4 (Schnitt entlang der Linie VIa-VIa in Fig. 6b);

Fig. 6b einen Schnitt entlang der Linie VIb-VIb in Fig. 6a;

Fig. 7a das Speichenrad aus Fig. 4 in Seitenansicht, wobei die Speichen durch ihr Eigengewicht vorgespannt sind;

Fig. 7b eine Darstellung gemäß Fig. 7a mit zwei gespreizten Lagen von Speichen;

Fig. 7c eine Darstellung gemäß Fig. 7b mit zusammengezogenen Speichen;

Fig. 8a, 8b, 9a, 9b, 10a, 10b
Darstellungen gemäß Fig. 3a und 3b mit ein, zwei und vier Speichenrädern.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Kaminröhre mit kreisförmigem Durchschnitt soll hier Teil eines Aufwindkraftwerks mit einer Leistung von 200 MW sein. Diese Leistung erreicht man bei einem Kollektordurchmesser von 5,5 km mit einer Kaminröhre von 1000 m Höhe und 170 m Durchmesser. Die Dicke des Mantels 2 ist an der linken Seite der Fig. 1 aufgetragen. Sie beträgt am Fuß einen knappen Meter und wird kontinuierlich reduziert, bis in 600 m Höhe noch etwa 25 cm beträgt. Diese Stärke bleibt dann konstant. Der Mantel 2 ist am Fuß 4 auf radialen Stützwänden 3 aufgelagert. Dort ist das hier nicht dargestellte Glasdach des Aufwindkraftwerks so befestigt, daß der Luftstrom, der zwischen dem Erdboden 5 und dem Glasdach erzeugt wird und zwischen den Stützen 3 in die Kaminröhre 1 einströmt, nicht seitlich am Mantel 2 austritt. Die Kaminröhre 1 ist mit vier Speichenrädern 7a bis 7d ausgesteift, die jeweils in einer Querschnittsebene der Kaminröhre 1 in Höhen von 500 m, 660 m, 840 m und 1000 m angebracht sind.

In Fig. 2 sind in einer Draufsicht mit Pfeilen die Kräfte symbolisiert, die unter Windbelastung aus Richtung des Pfeiles A auf den Mantel 2 einer Kaminröhre 1 einwirken. Diese Belastungen addieren sich nach unten hin, d. h. in Richtung des Fußes 4 der Kaminröhre 1. Die Luvseite 2a des Mantels 2 steht unter Druckbelastung, die Leeseite 2b des Mantels 2 steht unter Sog- oder Zugbelastung. Durch die Umströmung erhält der Mantel 2 auch von seitlich (2c, 2d) eine Sogbelastung.

Das Ergebnis ist in den Fig. 3a und 3b dargestellt. Fig. 3a zeigt in vierfach vergrößerter Darstellung eine unversteifte Kaminröhre 1, deren Mantel 2 infolge der Windlast "Dellen" aufweist. Fig. 3b ist eine Abwicklung des Kräfteverlaufs im halben Mantel 2 in Fig. 2, d. h. von der Luvseite 2a über die Seite 2d bis zur Leeseite 2b. Die Darstellung umfaßt den Höhenbereich von 100 bis 1000 m. Im Idealfall müßte die Darstellung der auf den Mantel 2 wirkenden Kräfte in jedem Horizontalschnitt linear sein. Dies ist jedoch nicht der Fall, sondern es entstehen Belastungsspitzen, die nur sehr schwer aufzufangen und an der Seite 2d bzw. 2c besonders hoch sind. Bisher waren große Wanddicken erforderlich, um Beulen zu verhindern, die auf der Druckseite zu Rissen im Beton führen. Folglich wurde viel Bewehrungsstahl benötigt.

Ein Ausführungsbeispiel eines Speichenrades 7 für eine erfindungsgemäße vertikale Röhre ist in Fig. 4 schematisch in Draufsicht dargestellt. Das Speichenrad 7 weist im wesentlichen eine äußere Felge 8 und eine innere Nabe 9 sowie eine Anzahl radial verlaufender Speichen 10 auf. Die Anzahl der Speichen hängt von der Auslegung des Speichenrades 7 ab. Typisch sind mehr als 6 Speichen, z. B. 12 oder auch bis zu z. B. 8 × 12 = 96 Speichen. Die Speichen 10 können Stahlseile, Stangen, Bleche oder Flachstäbe sein. Stahlbleche bzw. Flachstäbe haben den Vorteil, daß sie billig sind. Der Durchmesser der Nabe 9 (typischerweise 2 bis 10 m) hängt lediglich von der Anzahl der Speichen 10 ab, denn sämtliche Speichen 10 und/oder die dafür vorgesehenen Befestigungsvorrichtungen müssen am Außenumfang der Nabe 9 Platz finden.

Die in Fig. 5a dargestellte Ausschnittsvergrößerung der Felge 8 läßt erkennen, daß sie ein z. B. aus Stahlblechen zusammengeschweißter Hohlkörper mit 4 Seiten 8a-d ist. An der zur Nabe 9 des Speichenrads 7 weisenden Seite 8a sind die Speichen 10 (im dargestellten Ausführungsbeispiel Flachstäbe) mit Augenstäben 11 befestigt. Die Felge 8 ist mit ihrer zum Mantel 2 weisenden Seite 8b an den Mantel 2 anbetoniert. Zusätzlich erstrecken sich Zugstäbe 13 von der Innenseite 8a der Felge 8 her durch die Felge 8 und den Mantel 2. Zur Erhöhung der Festigkeit sind sowohl der Hohlraum der Felge 8 als auch der Mantel 2 mit Beton ausgegossen. Damit entsteht ein Verbundkörper, so daß ein Teil des Mantels 2 wie eine Felge wird und einen Teil der oben beschriebenen Kräfte aufnimmt. Neben der technisch einfachen Montage hat dies den Vorteil, daß man die Felge weniger massiv ausführen muß, als dies normalerweise der Fall wäre. Allerdings muß man berücksichten, daß eine ungleichmäßige Wärmeausdehnung von Mantel 2 und Speichenrad 7 möglich ist, z. B. wenn der Mantel 2 von der Sonne beschienen wird, das Speichenrad 7 aber noch im Schatten liegt. Da die Versteifung der Röhre 1 mit den Speichenrädern 7 aber eine dünnere Ausführung der Wände des Mantels 2 ermöglicht (vgl. Fig. 1), bleibt diese Beanspruchung gering und stellt in der Regel kein Problem dar.

Es ist aber auch möglich, die Felge am Mantel nur tangential unverschieblich, aber radial verschieblich zu lagern. Ein Ausführungsbeispiel dieser Befestigungsart ist in den Fig. 5c und 5d dargestellt, die den Fig. 5a und 5b entsprechen. An den Seiten 8c und 8d der Felge 8 sind Befestigungsstreben 18, 20 befestigt. In Fig. 5d sind drei Streben 18, 18′, 18′′ an der Seite 8d dargestellt, in Fig. 5c sieht man je eine Strebe 18 an der Seite 8d und eine Strebe 20 an der Seite 8c. Eine weitere Strebe 19 tritt in Verlängerung der Speiche 10 durch die Felge 8 hindurch (vgl. Fig. 5c). Die Befestigungsstreben 18-20 durchdringen den Mantel 2 der Röhre 1, und werden auf der Außenseite durch einen Gürtel 21 zusammengehalten. Die Streben 18-20 sind radial verschieblich fixiert. Zumindest die äußeren Streben 18 und 20 ruhen in Gleitlagern 22. Diese Gleitlager sind im Ausführungsbeispiel Neoprenkissen.

Die in den Fig. 6a und 6b dargestellten Ausschnittsvergrößerungen aus dem Bereich der Nabe 9 betreffen ebenfalls ein Ausführungsbeispiel mit Flachstäben, wobei die Speichen 10 wieder mit Augstäben 15 an der Nabe 9 befestigt sind.

Wählt man statt der Flachstäbe Seile für die Speichen 10, kann man diese natürlich entweder direkt oder auch mit Hilfe von Halterungen, wie z. B. Seilköpfen an der Felge 8 bzw. an der Nabe 9 befestigen.

Die Fig. 7a bis 7c zeigen Seitenansichten verschiedener Ausführungsthemen von Speichenrädern 7, die auf verschiedene Art und Weise vorgespannt sind.

In Fig. 7a ist ein selbstspannendes Speichenrad 7 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform werden die Speichen 10 schlaff zwischen Felge 8 und Nabe 9 befestigt. Beim Aufziehen des Speichenrades 7 in der Kaminröhre 1 hängen die Speichen 10 durch und spannen sich durch ihr eigenes Gewicht selbst vor. Dies geht natürlich nur, wenn das Speichenrad 7 schwer genug ist.

In Fig. 7b ist ein Speichenrad 7 dargestellt, an dessen Felge 8 eine untere Schicht Speichen 10a und eine obere Schicht Speichen 10b befestigt sind, die mit ihrem anderen Ende jeweils an einer Nabe 9a, 9b befestigt sind. Vor der Montage des Speichenrades 7 in der Kaminröhre 1 werden die Speichen 10a und 10b gespreizt, indem zwischen die Naben 9 a, 9b ein Druckstab 16 eingesetzt wird.

In Fig. 7c ist ein Speichenrad 7 mit einer oberen Felge 8 und einer unteren Felge 8′ dargestellt, an denen jeweils eine Schicht Speichen 10 bzw. 10′ befestigt ist. Die Speichen 10, 10′ sind an der Nabe 9 zusammengezogen. Zusätzlich sind Druckstäbe 17 zwischen die Speichen 10, 10′ montiert.

In der Fig. 8a bis 10b sind entsprechend der Darstellung in den Fig. 3a, 3b die Effekte der Versteifung durch ein, zwei oder vier Speichenräder dargestellt. Die Fig. 8a, 9 a, 10a zeigen jeweils eine computergrafische vergrößerte Darstellung der Kaminröhre 1 mit einem, zwei bzw. vier Speichenrädern 7. Die Fig. 8a ist 20-fach vergrößert, die Fig. 9a und 10a sind 50-fach vergrößert. Die Fig. 8b, 9b, 10b zeigen jeweils den Verlauf der Kräfte über eine halbe Abwicklung des Mantels 2, wie es bereits für die Fig. 3 b beschrieben wurde. Man erkennt, daß mit der zunehmenden Anzahl der Speichenräder 7 die Belastungsspitzen des Mantels 2 (in Höhe der waagrechten Koordinate 0) fast ganz verschwinden. Mit anderen Worten: Die Topographie der Diagramme wird zunehmend eben. Das belegt unmittelbar die überraschend günstige Wirkung dieser Speichenräder 7 für die Bemessung und die Stabilität erfindungsgemäßer Kaminröhren 1. In der Tat gibt es aus statischer Sicht praktisch keine Höhenbeschränkung für solche erfindungsgemäßen vertikalen Röhren 1 mehr. Wie beschrieben, ist die Verteilung der Meridiankräfte unter Windlast durch die Ovalisierung des Querschnitts stark nichtlinear (Fig. 3 b). Dies macht den klassischen vertikalen Röhren wegen der dadurch entstehenden sehr hohen Spannungen zu schaffen. Die Wirkung der Speichenräder 7 kann allerdings nicht auf einer "Schubsteifigkeit" beruhen, obwohl die einzigen Kräfte, die vom Mantel 2 in das ebene Speichenrad 7 eingeleitet werden können, Schubkräfte sind. Diese Schubkräfte haben entsprechend der Windwirkung einen über den Umfang des Randes beliebigen, aber stetigen Verlauf. Die Speichen 10 weisen aber keine Quersteifigkeit auf. Die Speichen 10 reagieren allerdings nicht auf diese rechnerischen Größen, sondern auf die daraus entstehenden Verformungen. Sie können diese radialen Verformungen offensichtlich wirksam verhindern, wenn sie vorgespannt sind. Da alle Speichen 10 unter Zug stehen, erfahren einige der Speichen 10 bei der Beaufschlagung mit Wind einen noch stärkeren Zug, andere Speichen 10 erfahren einen Druck. Diesen Druck "nehmen" sie aber nicht als solchen "wahr", sondern als Verringerung der Zugkräfte, unter denen sie stehen.

Die Speichenräder 7 werden folgendermaßen hergestellt und montiert: Ausschlaggebend für die Auslegung der Felge 8 ist die Tatsache, daß sie einem bestimmten Druck standhalten muß, wenn das fertige Speichenrad 7 zur Montage in der vertikalen Röhre 1 angehoben werden muß. Danach wird die Felge 8 ausgelegt. Die Speichen 10 werden hingegen entsprechend der auf die Röhre 1 voraussichtlich einwirkenden Kräfte ausgelegt. Man berechnet also zunächst diese Kräfte und leitet daraus die benötigten Vorspannkräfte für die Speichen 10 des Speichenrades 7 ab. Je nach Größe und Material, des Speichenrades 7 und der Struktur der Speichen 10 kann man das Gewicht des Speichenrades 7 abschätzen und somit auch, ob die gewählte Ausführungsform schwer genug ist, um durch ihr Eigengewicht in ausreichendem Ausmaß vorgespannt zu werden. Sollte dies nicht der Fall sein, muß man sich für eine der oben beschriebenen Alternativen zur Vorspannung entscheiden (vgl. Fig. 7b, 7c). Die Nabe 9 wird allein nach der Anzahl der Speichen 10 ausgelegt, d. h. danach, daß sämtliche Speichen 10 und ihre Befestigungsvorrichtungen am Umfang der Nabe 9 Platz finden.

Das fertige Speichenrad 7 wird während des Baus der vertikalen Röhre 1 montiert. Wenn eine bestimmte Bauhöhe erreicht ist, in der ein Speichenrad 7 eingezogen werden soll, wird dieses innerhalb der im Bau befindlichen vertikalen Röhre 1 nach oben gezogen und an ihrem oberen Rand montiert. Dazu wird die Felge 8 an die Innenwand des Mantels 2 betoniert und anschließend durch den Beton hindurch mit dem Mantel 2 verschraubt. Anschließend wird der Hohlraum der Felge 8 ebenso wie der Hohlraum des Mantels 2 mit Beton ausgegossen. Damit entsteht der erwähnte Verbundkörper, durch den ein Teil des Mantels 2 als Felge wirkt. Wenn mehrere Speichenräder montiert werden sollen, ist es von Vorteil, die oberen Speichenräder gleich mitzuheben und bei der erreichten Bauhöhe "zwischenzuparken". Es ist einfacher, die Speichenräder etappenweise zu heben, als sie in einem Stück von der Basis bis zur Spitze in der Kaminröhre 1 hochzuziehen.

Auf diese Weise kann man die erfindungsgemäßen vertikalen Röhren 1 in beliebige Höhe errichten.

Bezugszeichenliste

1 Kaminröhre
2 Mantel
2a Luvseite
2b Leeseite
2c, 2d Flanken
3 radiale Stützwände
4 Fuß
5 Erdboden
7 Speichenrad
8 äußerer Rahmen, Felge
9 innerer Rahmen, Nabe
10 speichenartige Elemente, Speichen
11 Augstab an der Felge
12 Beton
13 Zugstab
14 Hohlraum der Felge
15 Augstab an der Nabe
16 Druckstab
17 Zugstäbe
18-20 Befestigungszapfen
21 Gürtel
22 Gleitlager

Claims (17)

1. Vertikale Röhre, insbesondere als Kamin oder Kühlturm, mit einem Mantel (2) mit kreisförmigem, elliptischem, rechteckigem oder vieleckigem Querschnitt, dessen Durchmesser über die Höhe konstant oder hyperbolisch verläuft oder in eine Richtung konisch zuläuft, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine in der Querschnittsebene der Röhre (1) verlaufende Aussteifung (7) mit zwischen einem äußeren Rahmen (8) und einem inneren Rahmen (9) verlaufenden speichenartigen Elementen (10) vorgesehen ist, wobei die speichenartigen Elemente (10) so vorgespannt sind, daß sie in unbelastetem Zustand unter Zug stehen.

2. Vertikale Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die speichenartigen Elemente (10) Seile, Stangen oder Flachstäbe sind.

3. Vertikale Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die speichenartigen Elemente (10) aus zugfestem Material, insbesondere Stahl bestehen.

4. Vertikale Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die speichenartigen Elemente (10) mittelbar oder unmittelbar an die Rahmen (8, 9) gekoppelt sind.

5. Vertikale Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lagen speichenartiger Elemente (10a, 10b, 10, 10′) an mindestens einem inneren Rahmen (9a, 9b) und an mindestens einem äußeren Rahmen (8, 8′) befestigt sind.

6. Vertikale Röhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagen speichenartiger Elemente (10a, 10b) zur Vorspannung gespreizt sind.

7. Vertikale Röhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagen speichenartiger Elemente (10, 10′) zur Vorspannung zusammengezogen sind.

8. Vertikale Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rahmen eine am Mantel befindliche Felge (8) und der innere Rahmen eine in der Röhrenachse liegende Nabe (9) ist.

9. Vertikale Röhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (8) zumindestens hinsichtlich der Übertragung tangentialer Schubspannungen oder insgesamt mit dem Mantel (2) unverschieblich gekoppelt ist.

10. Vertikale Röhre nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (8) ein Teil des Mantels (2) ist.

11. Vertikale Röhre nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (8) an den Mantel (2) anbetoniert und/oder angeschraubt ist.

12. Vertikale Röhre nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (8) mindestens zwei radial verschiebliche Befestigungszapfen (18-20) aufweist, die den Mantel (2) durchdringen, wobei mindestens die randständigen Befestigungszapfen in Gleitlagern (22) radial verschieblich gelagert sind.

13. Vertikale Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rahmen (8) ein im Querschnitt rechteckiger oder runder, massiver oder hohler Stahl- oder Betonrahmen ist.

14. Vertikale Röhre nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rahmen (8) ein hohler, mit Beton verfüllter Stahlrahmen ist.

15. Vertikale Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (2) eine Betonschale oder ein Stahlflechtwerk ist.

16. Vertikale Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Mantels (2) 18-200 cm, vorzugsweise 20-100 cm beträgt.

17. Verwendung einer vertikalen Röhre (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Kamin eines Aufwindkraftwerkes.