AT403405B - Eckstein für einen aus formsteinen aufgebauten grundofen - Google Patents

Description

AT 403 405 B

Die Erfindung betrifft einen Eckstein für einen aus Formsteinen aufgebauten Grundofen in stehender oder liegender Ausführung, der bei stehender Ausführung vier Seitenwände, eine einstückige Decke und einen ggf. unterteilten Boden aufweist, wobei der Eckstein oder mehrere aufeinandergesetzte Ecksteine je zwei Seitenwände miteinander verbindet oder verbinden und jeder Eckstein - im stehenden Einbauzustand -zwei vertikale, rechtwinkelig zueinander stehende Außenflächen, zwei vertikale, jeweils rechtwinkelig zu diesen stehende, ggf. abgewinkelte Anschlußflächen zum Anschluß der Seitenwände und eine diese Anschluß-flächen verbindende konkave, im Einbauzustand dem Feuerraum zugewandte Innenfläche, sowie eine Deck- und eine Bodenfläche aufweist.

Ein derartiger Eckstein ist aus der EP 218 786 A 2 bekannt. Dieser Eckstein hat sich sehr bewährt. Mit vier solchen Ecksteinen und vier einfachen Verbindungsplatten läßt sich mörteifrei ein Glied eines Grundofens sehr einfach aufbauen. Mehrere hintereinanderstehende identische Glieder bilden dann den Ofen, der einen ringsherum konkav gewölbten Feuerraum begrenzt, der keine toten Ecken mehr aufweist. Damit wird ein wesentlich besserer Abbrand erreicht, als dies bei eckigen Feuerräumen der Fall ist.

Dem Fachmann ist weiterhin bekannt, daß durch Sekundärluftzufuhr in den Feuerraum die Verbrennung weiterhin gefördert werden kann. So zeigt z.B. die DE-36 05 644 A1 bei einem Kachelofeneinsatz eine Sekundärluftzufuhr auch in den oberen Bereichen. Dazu weist der Heizeinsatz eine Anzahl Kanäle auf, die die Sekundärluft vorwärmen und zu den Auslaßöffnungen in der Schamotteauskleidung fuhren. Die Seitenkanäle verlaufen dabei oberhalb der Schamotte-Bodenwanne.

Aus dem DE 87 05 532 U ist das Prinzip der Sekundärluftzufuhr in einem Grundofen verwirklicht, wobei die Kanäle in die Schamotte-Wandsteine integriert sind. Die Wandsteine haben rückseitige Steigkanäle mit oberen Luftauslaßöffnungen. Die Kanäle werden außenseitig durch eine Vormauerung begrenzt und stehen unten mit Verteilkanälen in Verbindung. Diese Art des Ofens hat gewisse Nachteile, einmal deswegen, weil die Wandsteine oben und unten Absätze bilden, die einer optimalen Verbrennung entgegenstehen und die weiterhin nur den unteren Teil des Feuerraumes auskleiden, sodaß die Sekundärluft nicht die Flammenspitze erreichen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Eckstein der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er zum Transport von Sekundärluft benutzt werden kann und daß ein mit solchen Ecksteinen aufgebauter Ofen im wesentlichen ohne zusätzliche äußere Bauteile ein Luftkanalsystem beinhaltet.

Diese Aufgabe wird bei einem Eckstein der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß im Eckstein ein über wenigstens den größten Teil seiner Höhe reichender, umfangsmäßig geschlossener Luftkanal ausgebildet ist, der in einer, ggf. durch eine Ausbrechmembrane geschlossene erste Öffnung in der Bodenfläche des Ecksteins mündet und im Höhenabstand davon eine, an der konkaven Innenfläche mündende weitere Öffnung aufweist.

Die Erfindung bringt erhebliche Vorteile, da der Luftkanal vollständig im Eckstein ausgebildet ist, somit keine weiteren Abschlußplatten benötigt, wie dies beim Gegenstand des DE 87 05 532 U noch nötig ist. Während dort die Schamottewandsteine durch den rückseitigen Strömungskanal geschwächt werden und zwar über eine Breite, die an sich für die Luftzufuhr unnötig ist, findet eine solche Schwächung der zwischen den Ecksteinen anzuordnenden Wandsteine gemäß der Erfindung nicht statt. Dagegen ist die Materialschwächung" im Eckstein sogar vorteilhaft, weil eine geschickte Anordnung der Querschnittsform und der Lage des Luftkanals im Eckstein für eine Gesamtmaterialstärke sorgt, die etwa derjenigen der Seitenwände entspricht. D.h., daß durch den Luftkanal die diagonal gemessene Gesamtmaterialdicke etwa in der Größenordnung der Dicke der Seitenwände liegt. Das Temperaturverhalten wird dadurch vergleichmäßigt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Ecksteine sowohl liegend als auch stehend verwendet werden können. Liegend heißt, daß der konkave Feuerraum eine liegende Achse hat. Die Ecksteine erstrecken sich dann längs der beiden oberen und unteren Längskanten des Ofens. Bei stehender Ausführung stehen die Ecksteine mit ihren Stirnflächen auf den vier Ecken der Bodenmulde und es können dieselben einfachen plattenförmigen Wandsteine zwischen jeweils zwei Ecksteinen verwendet werden wie bei der liegenden Ausführung; die Luftkanäle in den Ecksteinen verlaufen jedoch im wesentlichen vertikal. In jedem Fall reichen die Luftkanäle bis nahezu an die Schamotte-Decke des Ofens, sodaß die Sekundärluft die Flammenspitze in jedem Fall erreicht.

Ausgestaltungen der Erfindungen gemäß der Unteransprüche ermöglichen es, die Luft aus den weiteren Öffnungen der Ecksteine je nach der Form des Feuerraumes optimal auszurichten und auch zu dosieren, sodaß die richtige Menge an Sekundärluft auch an die richtige Stelle kommt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die weitere Öffnung am Ende eines vom Luftkanal abzweigenden Zweigkanals angeordnet ist.Dadurch wird erreicht, daß die weitere Öffnung z.B. auf mittlerer Höhe des Ofens liegt, um bei hohen Feuerräumen Sekundärluft auch auf mittlerem Niveau zuzuführen. 2

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Eine wichtige Weiterbildung besteht darin, daß die Deckfläche des Ecksteins einen vom Luftkanal bis zur konkaven Innenfläche reichenden, gegenüber der Deckfläche vertieft liegenden Absatzbereich in Form einer flachen Tasche aufweist, womit erreicht wird, daß Sekundärluft unmittelbar unter der Feuerraumdecke von allen Seiten zur Flammenspitze geleitet wird.

Um eine fächerartige Luftverteilung zu erreichen, besteht eine weitere Ausgestaltung darin, daß der Zweigkanal von zur weiteren Öffnung hin divergierenden Seitenflächen begrenzt ist.

Mit der Weiterbildung, daß vom Luftkanal ein bis zu mindestens einer der beiden Außenflächen reichender flacher Zweigkanal abzweigt kann der Luftkanal an seitliche Luftvorwärmkammern angeschlossen werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der weiteren Öffnung eine ausbrechbare Membrane zur individuellen Aktivierung zusätzlicher Luftstrahlen oder ein separater Paßeinsatz aus feuerfestem Material zur Dosierung und Lenkung der Luftstrahlen zugeordnet ist.

Eine Ausgestaltung besteht darin, daß der Luftkanal zylindrisch ausgebildet ist. Dadurch wird die Fertigung vereinfacht.

Noch eine Ausgestaltung besteht darin, daß die Zylinderachse des Luftkanals in der Winkelhalbierungsebene der beiden Außenflächen liegt, womit gleichmäßige Schamottequerschnitte erreicht werden, und daß der Luftkanal einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Damit wird ein sehr niedriger Strömungswiderstand durch Vermeidung von Toträumen erreicht.

Schließlich ist noch eine Ausgestaltung darin zusehen, daß der Luftkanal , allenfalls abgesehen von Ausbrechmembranen, über die gesamte Höhe des Ecksteins reicht. Das ermöglicht ein Aneinanderreihen mehrerer Ecksteine unter Erhalt der Luftleitfunktion, indem aus den fluchtenden Luftkanäien Luftröhren gebildet werden.

Anhand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele darstellt, sei die Erfindung näher beschrieben.

Es zeigt; FIQ. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Grundofen, FIG. 2 eine Perspektivansicht einer Ecke des Grundofens in größerem Maßstab, FIG. 3 eine Draufsicht auf die Ofenecke gemäß FIG. 2, FIG. 4 eine Perspektivansicht eines beim Ofen verwendeten Ecksteins, FIG. 5 einen Paßeinsatz aus

Schamotte mit dem die Umfangsöffnung an der Innenfläche des Ecksteins geschlossen werden kann, FIG. 6 einen abgewandelten Paßeinsatz für eine gerichtete Luftauslaßströmung, FIG. 7 einen Paßeinsatz zum Schließen einer weiteren Tasche, die den Luftkanal mit außerhalb des Feuerraumes liegenden Räumen verbindet, FIG. 8 einen Diagonalschnitt längs der Linie 8-8 der FIG. 3, FIG. 9 einen Vertikalschnitt durch einen Ofen mit liegender Feuerraumachse und FIG. 10 einen Längsschnitt längs der Linie 10-10 der FIG. 9.

Ein Ofen 10 besteht aus vier Ecksteinen 12, die senkrecht zur Darstellung gemäß FIG. 1 einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen, sowie vier Wandsteinen 14, 16 zwischen jeweils zwei Ecksteinen 12. Die Wandsteine 14 sind länger als die Wandsteine 16, wodurch sich ein länglicher Feuerraum 18 ergibt. Der so gebildete Ofen ist von vorgemauerten Außenwänden 20 umgeben. Die Ecksteine 12 und Wandsteine 14, 16 stehen auf einer Bodenplatte 22, die sich aus vier Eckstücken 24, 26 zusammensetzt. Die einander diagonal gegenüberliegenden Eckstücke 24, 24 bzw. 26, 26 sind identisch. Die Bodenplatte 22 bildet eine Mulde 28. die sich zur Muldenmitte hin stetig vertieft. Dadurch ergibt sich ein erhöhter Außenrand 30, auf dem die Ecksteine 12 und die Wandsteine 14, 16 ruhen. Die Kontur der Vertiefung 28 auf der Höhe des Außenrandes 30 entspricht genau derjenigen der Eckstein-Wandstein-Anordnung, sodaß ein absatzloser Übergang gewährleistet ist. Im Vertikalschnitt verläuft die konkave Krümmung der Mulde 28 so, daß sie auf Höhe des Randes 30 wenigstens angenähert vertikal ausläuft und damit stetig in die inneren Begrenzungsflächen der aus Ecksteinen 12 und Wandsteinen 14, 16 gebildeten Ofenwand einläuft.

Jeder Eckstein 12 hat zwei gleichlange, rechtwinkelig übereck liegende Außenflächen 32, 34, zwei abgesetzte Anschlußflächen 36, 38 und eine konkav gewölbte, die Anschlußflächen 36, 38 miteinander verbindende Innenfläche 40. Stirnseitig ist der Eckstein 12 von zwei parallelen Stirnflächen 42, 44 begrenzt. Von der oberen Stirnfläche 44 geht im inneren Bereich eine an die Innenfläche 40 anschließende und außen von Stegen der Stirnfläche 44 rahmenartig eingefaßte Freisparung aus, deren Boden durch eine Absatzfläche 46 gebildet wird. Durch den gesamten Eckstein 12 erstreckt sich ein gerader Luftkanal 48 von kreisförmigem Querschnitt der oben in der Absatzfläche 46 und unten in der Stirnfläche 42 mündet. Eine auf die Ecksteine 12 und Wandsteine 14, 16 aufgelegte rechteckförmige Deckwand 50 bildet mit der Absatzfläche 46 eine flache Tasche 52 (FIG. 8), deren Umfangsöffnung 54 sich über die ganze Breite der Innenfläche 40 erstreckt. Die Seitenwände dieser Tasche 52 laufen tangential in die Kontur des Luftkanals 48 ein. Je nach Durchmesser und Anordnung des Luftkanals 48 divergieren die Seitenwände der Tasche 52 3

AT 403 405 B somit unter einem Winkel, der gemäß FIG. 3 kleiner als 90 ’ und gemäß Figuren 2 und 4 gleich 90 ° ist.

Die Bodenplatte 26 hat unterhalb des umlaufenden Randes 30 eine Umfangs-Freisparung, die einen ringförmigen Umfangskanal 56 bildet, wenn die Bodenplatte 22 auf einen Stützboden gesetzt und mit vorgemauerten Seitenplatten versehen ist. In jedem Eckbereich der Bodenplatte 22 geht von dem Bodenkanal 56 ein vertikales Loch 60 aus, das zum Luftkanal 48 koaxial liegt und denselben Durchmesser wie dieser hat. Der Bodenkanal 56 hat an geeigneter Stelle in einer der Seitenplatten 58 eine Lufteinlaßöffnung, die vorzugsweise mittels eines Schiebers absperrbar ist. Bei geöffnetem Schieber zieht der Unterdrück im Feuerraum Luft in den ringumlaufenden Bodenkanal 56 und durch die vier Luftkanäle 48 in den Ecksteinen 12 nach oben, wo sie unmittelbar unter der Decke 50 durch die Taschen 52 und aus den Umfangsöffnungen 54 austritt.

Die unmittelbar unter der Decke 50 liegenden Umfangsöffnungen 54 führen die Sekundärluft zur Flammenspitze. Je nach der Form des Feuerraums kann es günstig sein die Sekundärluftzuführung mengen-und richtungsmäßig zu verändern. Dazu dienen die Paßeinsätze 62, 64 gemäß Figuren 5 und 6, die genau in die Taschen 52 passen. Der Paßeinsatz 62 schließt die Umfangsöffnung 54 ab. Dies kann beispielsweise an den Ecken der Vorderwand des Ofens vorteilhaft sein. Der Paßeinsatz 64 ist an einem Seitenbereich ausgespart, sodaß ein sich zur Umfangsöffnung 54 hin querschnittsmäßig verjüngender Auslaßkanal 66 gebildet wird. Vier solcher Paßeinsätze 64 lassen die Luftstrahlen in vier Richtungen ausströmen, die eine imaginären Zylinder in der Mitte des Feuerraumes tangieren, sodaß die Brenngase in eine Zirkularbewegung gebracht werden, die für eine gute Durchmischung ursächlich ist.

Zusätzlich zu den deckseitigen Umfangsöffnungen 54 sind noch Radialkanäle 68 auf tiefer liegendem Niveau vorgesehen, die mit dem Luftkanal 48 kommunizieren und in der konkaven Innenfläche 40 des Ecksteins 12 münden. Die Luftkanäle 68 sind vorzugsweise bei der Herstellung mittels angeformter Membranen 70 geschlossen, die wahlweise aufbrechbar sind, um die Luftkanäle 68 zu aktivieren.

Mit denselben Ecksteinen 12 und denselben Wandsteinen 14, 16 läßt sich auch ein Ofen 11 mit liegender Feuerkammer aufbauen, wobei der Querschnitt gemäß FIG. 1 dann als Vertikalschnitt zu sehen ist. Mehrere identische, jeweils aus vier Ecksteinen 12 und vier Wandsteinen 14, 16 aufgebaute Ofenglieder 72 sind dann hintereinander angeordnet und der Ofen 11 ist endseitig durch Abschlußwände geschlossen, von denen eine die Ofentür aufweist. Die Luftkanäle 48 mehrerer hintereinander geschalteter Ecksteine 12 bilden jeweils eine horizontale Luftröhre. Alle vier Luftröhren stehen miteinander in Verbindung und sind vorzugsweise an eine gemeinsame Lufteinlaßöffnung 74 angeschlossen, um sie mit einem einzigen Absperrorgan abzusperren. Diese Lufteinlaßöffnung 74 mündet in einen Bodenkanal 76, der die beiden unteren seitlichen Luftröhren miteinander verbindet. Um diese Verbindung zu erreichen weist jeder Eckstein 12 einen vom Luftkanal 48 ausgehenden Querkanal in Form einer flachen Tasche 78 auf, die vorzugsweise an beiden Außenflächen 32, 34 in Form von Lufteintrittsschlitzen mündet. Diese flache Tasche 78 ist gemäß FIG. 4 zwischen beiden stirnseitigen Enden des Ecksteins 12 und gemäß Figuren 9 und 1Q in Form eines Absatzes, an dem der Tasche 52 gegenüberliegenden Ende angeordnet. Die äußeren Taschen 78 der beiden unteren Reihen von Ecksteinen 12 verbinden die Luftkanäle 48 dieser Ecksteine mit dem Bodenkanal 76 im Stützboden 80. Gleichzeitig führen diese Außentaschen 78 die Luft in einen vertikalen Verbindungskanal 82, der an beiden Seiten des Ofens ausgebildet ist und außen von einer Seitenwand 84 begrenzt wird, die mit einer Vielzahl kurzer Distanzfüßchen 86 ausgestattet ist, welche sich an der Außenseite der seitlichen Feuerraumwandung abstützen. Die zuströmende Luft wird in dem Luftzuführungssystem angewärmt. Die Länge des Strömungsweges läßt sich durch Schließen einzelner Taschen 78 mit den Paßstücken 88 gemäß FIG. 7 beeinflußen, wobei auch Teilpaßstücke verwendet werden können, um die Luft aus dem Verbindungskanal 76 in die erste Tasche 78 und vor dort in den Luftkanal 48 einzuführen, jedoch zu verhindern, daß die Luft aus dieser Tasche in den vertikalen Verbindungskanal 82 strömt. Die Tasche 78 im anschließenden Eckstein 12 wird dann durch den Paßeinsatz 88 geschlossen und erst die letzte Tasche 78 ist zum vertikalen Verbindungskanal 82 offen. In gleicher Weise kann die Lufteinspeisung in die oberen Luftkanäle 48 erfolgen, sodaß die Luft einen langen Strömungsweg hat und gut angewärmt wird, wenn sie aus den in FIG. 9 gestrichelt dargestellten Taschen 52 und den Umfangsöffnungen 54 austritt.

In die Taschen der unteren Ecksteine 12 sind die Paßeinsätze 64 eingesetzt, deren Umfangsöffnungen kürzer sind und nur an einem Ende der Innenfläche 40 angeordnet sind. Diese kleineren Luftauslässe sind in den Figuren 9 und 10 mit 90 bezeichnet und befinden sich im Abstand vom Boden des Feuerraums, sodaß keine Asche eindringen kann.

Anstelle der beiden seitlichen Verbindungskanäle 82 läßt sich in einer nicht dargestellten Ausführungsform auch eine rückseitige mit Distanzfüßchen 86 versehene Endplatte verwenden, wobei die vier horizontalen, aus den Luftkanälen 48 gebildeten Luftröhren in die flache Verbindungskammer münden. 4

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Patentansprüche 1. Eckstein für einen aus Formsteinen aufgebauten Grundofen in stehender oder liegender Ausführung, der bei stehender Ausführung vier Seitenwände, eine einstückige Decke und einen ggf. unterteilten s Boden aufweist, wobei der Eckstein oder mehrere aufeinandergesetzte Ecksteine je zwei Seitenwände miteinander verbindet oder verbinden und jeder Eckstein - im stehenden Einbauzustand - zwei vertikale, rechtwinkelig zueinander stehende Außenflächen, zwei vertikale, jeweils rechtwinkelig zu diesen stehende, ggf. abgewinkelte Anschlußflächen zum Anschluß der Seitenwände und eine diese Anschlußflächen verbindende konkave, im Einbauzustand dem Feuerraum zugewandte Innenfläche, io sowie eine Deck- und eine Bodenfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Eckstein (12) ein über wenigstens den größten Teil seiner Höhe reichender, umfangsmäßig geschlossener Luftkanal (48) ausgebildet ist, der in einer, ggf. durch eine Ausbrechmembrane geschlossene erste Öffnung in der Bodenfläche des Ecksteins (12) mündet und im Höhenabstand davon eine, an der konkaven Innenfläche (40) mündende weitere Öffnung (54, 90) aufweist. T5 2. Eckstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Öffnung (54,90) am Ende eines vom Luftkanal (48) abzweigenden Zweigkanals (52, 66, 68) angeordnet ist. 3. Eckstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfläche (44) des Ecksteins (12) 20 einen, vom Luftkanal (48) bis zur konkaven Innenfläche (40) reichenden, gegenüber der Deckfläche vertieft liegenden Absatzbereich (46) in Form einer flachen Tasche aufweist. 4. Eckstein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweigkanal (52) von zur weiteren Öffnung (54) hin divergierenden Seitenflächen begrenzt ist. 25 5. Eckstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vom Luftkanal (48) ein bis zu mindestens einer der beiden Außenflächen (32, 34) reichender flacher Zweigkanal (78) abzweigt. 6. Eckstein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der weiteren Öffnung (54) 30 eine ausbrechbare Membrane oder ein separater Paßeinsatz (62, 64, 88) aus feuerfestem Material zugeordnet ist. 7. Eckstein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (48) zylindrisch ausgebildet ist und seine Zylinderachse in der Winkelhalbierungsebene der beiden Außen- 35 flächen (32, 34) liegt. 8. Eckstein nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (48) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. 40 9. Eckstein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (48), allenfalls abgesehen von Ausbrechmembranen, über die gesamte Höhe des Ecksteins (12) reicht.

Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 45 50 5 55 ÖSTERREICHISCHES PATENTAMT Ausgegeben 25. 2.1998 Blatt 1

Patentschrift Nr. AT 403 405 B Int. Ci/ : F24B 5/02

14 FIG.1 4 f > & & t 26 a ) '40 22 14 12

Claims (3)

1. ÖSTERREICHISCHES PATENTAMT Ausgegeben 25.
2. 2.1998 Blatt 2 Patentschrift Nr. AT 403 405 B Int. Ci.6 : F24B 5/02

   SB 56 26 FIG.2 ÖSTERREICHISCHES PATENTAMT Ausgegeben 25. 2.1998 Blatt
3. 3 Patentschrift Nr. AT 403 405 B Int. Cl.‘ : F24B 5/02