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Die Erfindung betrifft eine Heizeinnchtung für feste Brennstoffe, insbesondere Kompaktofen bzw. Kamineinsatz, die aus einer Stirnwand, zwei Seitenwänden, einer Rückwand sowie einem Brennraumboden und einer, beispielsweise einen Rauchgasauslass aufweisenden, Deckplatte zusammengesetzt ist, welche über einen in der Stirnwand angeordneten Türausschnitt zugänglich ist und mit einer Brennraumauskleidung sowie mit einer Primär- und Sekundarluftzufuhr ausgestattet ist, mit einem im Bereich der Seitenwande und der Rückwand nach aussen beabstandeten Konvenktionsmantel und zumindest einem schräg zur Deckplatte verlaufenden Lufterhitzerrohr
Es ist bereits eine Fülle der unterschiedlichsten Heizeinrichtung für feste Brennstoffe bekannt.
So unter anderem sogenannte Kaminöfen, bei welchen es sich meist aus Stahlblech gefertigte Öfen zum Verheizen von festen Brennstoffen handelt, die mit Türanordnungen mit transparenten Sichtscheiben versehen sind, um den Brennvorgang des Brennmaterials von aussen, insbesondere in Wohnräumen beobachten zu können. Derartige Heizvorrichtung des gleichen Erfinders sind bereits aus der DE 38 33 263 A und DE 40 03 835 A bekannt. Derartige Heizeinrichtungen weisen je nach der Ausbildung des Brennraums einen unterschiedlichen Wirkungsgrad auf. Dann sind sie nicht zuletzt aus Gründen der Berührungssicherheit mit einem den Ofenmantel umgebenden Konvektionsmantel versehen, zwischen welchen und dem Ofenmantel ein Konvektionsraum ausgebildet ist
Beim Entlangstreichen bzw.
Hochsteigen der Luft von der Bodenplatte in Richtung der Deckplatte wird die Luft im Konvektionsraum erwarmt und an die zu erwärmende Raumluft bzw. in den zu erwärmenden Raum abgegeben.
Ein überwiegender Teil der Wärmeinleitung in den zu beheizenden Raum erfolgt somit über Konvektions- und nicht über Strahlungswärme. Strahlungswärme tritt im wesentlichen im Bereich der Türanordnung, insbesondere der Sichtscheiben auf.
Bei manchen Ausbildungen des Brennraums solcher Kaminöfen, wäre es zweckmässiger, einen intensiveren Übergang der im Brennraum vorhandenen Wärme auf die zu erwärmende Raumluft zu ermöglichen
Des weiteren sind sogenannte Kamineinsätze bekannt, z. B. gemäss DE 38 18 524 A des gleichen Erfinders bekannt. Derartige Kamineinsätze werden in ummauerte Raume, die nach aussen hin mit Kacheln verkleidet sind oder teilweise auch in früher als offene Kamine betriebene Heizanlagen eingesetzt. Für derartige Kamineinsätze wurden früher überwiegend aus Gusseisen gefertigte Heizeinrichtungen verwendet, die keinen Konvektionsmantel aufgewiesen haben, wodurch die Warmeverteilung auf die vom Ofenbauer gewählte Situierung, insbesondere die Konvektionsräume zwischen den Kamineinsatz und der Ummantelung beschränkt war.
Die FR 1 297 366 B1 zeigt eine Heizeinrichtung mit einem Ofenmantel, welcher aus einer Stirnwand, zwei Seitenwanden, einer Rückwand, einem Brennraumboden und einer Deckplatte zusammengesetzt ist. Ein Brennraum, welcher über eine in der Stirnwand angeordnete Türanordnung zugänglich ist, ist an den Seitenwänden und der Rückwand von einem Konvektionsmantel umgeben, wodurch ein Konvektionsraum zwischen diesem und dem Brennraum ausgebildet wird. In einem der Deckwand zugewandten Endbereich ist mindestens ein Lufterhitzerrohr angeordnet, weiches nach oben in Richtung der Deckplatte und schräg zur Aufstandsfläche geneigt verläuft.
Bei Verwendung einer derartigen Ausbildung als Kamineinsatz wird aufgrund der fehlenden Brennraumauskleidung eine grosse Menge der im Brennraum entstehenden Wärmeenergie über die Seitenwände bzw. die Rückwand an das Mauerwerk abgegeben, wodurch eine derartige als Kamineinsatz verwendete Heizeinrichtung einen ungünstigen Wirkungsgrad aufweist. Weiters stromen die Rauchgase ohne Ablenkung auf kürzestem Wege vom Brennraum zum Rauchgasauslass, wodurch auch die in den Rauchgasen gespeicherte Wärmeenergie ungenügend genutzt wird.
Darüber hinaus werden die Lufterhitzerrohre einer direkten Flammeneinwirkung ausgesetzt, was einen erhöhten Materialverschleiss zur Folge hat.
Aus der US 4,372,286 A1 ist eine Heizeinrichtung bekannt, welche einen mit einer Brennraumauskleidung versehenen Brennraum aufweist, der von bereichsweise schräg zur Aufstandsflache bzw Deckplatte verlaufenden Lufterhitzerrohren durchsetzt ist, in denen durch ein Gebläse bewegte Konvektionsluft von einem der Stirnwand entgegengesetzten Bereich des Brennraumes zur Stirnwand geleitet wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung der einleitend genannten Art zu schaffen, der eine bessere Ausnutzung der durch den Verbrennungsvorgang
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erzeugten Wärme zur Erhitzung der Raumluft ermöglicht und auch als Kamineinsatz verwendet werden kann
Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass im Brennraumboden eine Aufnahme- schüssel ausgebildet wird und dass eine Platte aus hochtemperaturfestem Material, bevorzugt Iso- liermaterial, einen Brennraum innerhalb der Heizeinrichtung nach oben begrenzt, wodurch zwi- schen dieser Platte und einem Rauchgasauslass, beispielsweise in der Deckplatte, eine Rauchgas- kammer ausgebildet wird, welche das Lufterhitzerrohr umschliesst.
Der überraschende Vorteil dieser Losung liegt darin, dass durch die Anordnung zusätzlicher den Rauchraum durchquerender Lufterhitzerrohre, die im Brennraum erzeugte Wärmeenergie besser auf die zu erhitzende Raumluft verteilt werden kann, wobei ein Grossteil der erzeugten Wärmeenergie im Bereich des Konvektions- mantels zur Ubertragung auf die Raumluft zur Verfügung steht, da durch die unterhalb der Lufter- hitzerrohre angeordnete, aus hochtemperaturfesten Isoliermaterial bestehenden Platte, die beim Verbrennungsvorgang entstehende Hitze zuerst über einen gewissen Zeitraum im Brennraum gehalten wird, um die erzeugte Wärme möglichst intensiv auf die Rückwand bzw. Seitenwände und den diesen vorgeordneten Konvektionsräumen zu verteilen, wobei die dann noch abströmende Wärme in den Lufterhitzerrohren auf die Raumluft übertragen werden kann.
Nach einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Platte schräg zur Deckplatte des Brennraumes verlaufend gehaltert ist, wodurch eine Verwirbelung bzw. ein Rückstau der beim Ver- brennungsvorgang entstehenden Rauchgase durch die schräge Anordnung der Rauchgasumlenk- vorrichtung bzw. der dieser bildenden Platte verhindert wird.
Möglich ist weiters, dass die Platte einen Teil der parallel zur Deckplatte verlaufenden Quer- schnittfläche des Brennraumes abdeckt, womit die Platte der Rauchgasumlenkvorrichtung einen Durchströmkanal für die heissen Rauchgase freilässt, der entsprechend den gewünschten Zugver- hältnissen der Heizeinrichtung beliebig variiert werden kann.
Durch eine andere Weiterbildung, wonach die Aufnahmeschussel umlaufende Wände aufweist, die von der Rückwand, den Seitenwänden und der Stirnwand bzw. von der diesen vorgeordneten Brennraumauskleidung beabstandet angeordnet sind, wird erreicht, dass das zum Verheizen ange- ordnete Brennmaterial von den Seitenwänden bzw. der Rückwand und der Stirnwand distanziert angeordnet werden kann, sodass im gesamten Umfangsbereich des Brennraums eine ausreichen- de Zufuhr von Verbrennungsluft, insbesondere Sauerstoff zur Erzielung einer vollständigen Ver- brennung möglich ist.
Vorteilhaft ist es auch, wenn in einer Bodenfläche der Aufnahmeschüssel eine, insbesondere bewegbare, Rostplatte angeordnet ist, da die Primärluft dann durch die Rostplatte hindurch zuge- führt werden kann
Eine andere Weiterbildung, wonach in den Wänden der Aufnahmeschüssel Durchbrüche an- geordnet sind, die in einen Luftverteilkanal einer Primärluftzuführung und/oder einer Sekundärluft- zuführung münden, ermöglicht eine gezielte und exakte Messung der Primär- bzw. Sekundärluftzu- fuhr zum Abbrandbereich.
Eine gleichmässige Verteilung der Primär- und Sekundärluft kann beispielsweise dadurch er- reicht werden, dass eine Oberkante der Wände der Aufnahmeschüssel oberhalb der Unterkante des Türausschnittes angeordnet ist, da die Sekundärluft, beispielsweise die zum Spülen der dem Brennraum zugewandten Innenseite der Hubtüre verwendete Sekundärluft nicht in den Bereich des festen Brennmaterials zum Ausgasen der brennbaren Gase hinabsinken kann, sondern vom Rand der Aufnahmeschüssel direkt in den Mittelbereich zwischen den ausgasenden Brennmaterial und den Flammenspitzen, also die Mischzone zwischen den brennbaren Gasen und der Luft zugeführt werden kann.
Die Sekundärluftzufuhr kann dadurch noch begünstigt werden, dass die Wände der Aufnahme- schüssel zumindest im Bereich des Türausschnittes in Richtung der Rostplatte abgestuft ausgebil- det sind
Dadurch, dass die Aufnahmeschüssel nach oben einen umlaufenden Rand aufweist, wobei zu- mindest eine Wand der Aufnahmeschüssel einen uber diesen Rand hochragenden Steg aufweist, wird eine Umlenkung der im Bereich der Stirnwand absinkenden kalten Sekundärluft über den gesamten Umfang des Brennraumes gestattet, sodass ein gleichmässiger Abbrand des Brennmate- rials über das gesamte Volumen sichergestellt werden kann
Schliesslich ist es noch möglich, dass die Höhe des Steges ausgehend vom Türausschnitt in
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Richtung auf die Rückwand des Brennraumes abnimmt,
wodurch die anteilsmassige Zufuhr der Sekundärluft in den Bereich der Mischzone begünstigt wird.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh- rungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 Eine Frontansicht der erfindungsgemässen Heizeinrichtung bei geschlossener Türanordnung ; Fig. 2 eine Seitenansicht der Heizeinrichtung geschnitten gemäss den Linien 11-11 in Fig 1 ; 3 eine Draufsicht auf die Heizeinrichtung nach Fig 1 im Halbschnitt
In Fig. 1 ist eine Heizeinrichtung 1 gezeigt, die als Kamineinsatz 2 ausgebildet ist Der Kamin- einsatz 2 besteht aus einem Ofenmantel 3, der aus einer Rückwand 4, Seitenwanden 5,6 einen Brennraumboden 7 bzw. einer Stirnwand 8 und einer Deckplatte 9, in der ein Rauchgasauslass 10 angeordnet ist, an den ein Rauchrohr 11, welches zu einem nicht dargestellten Kamin führen kann, angeschlossen werden kann. Der Ofenmantel 3 ist von einem Konvektionsmantel 12 umgeben, der in etwa U-förmig bzw.
C-förmig ausgebildet ist und zumindest den Seitenwänden 5,6 und der Rückwand 4 des Ofenmantels 3 in Abstand vorgeordnet ist, sodass zwischen dem Ofenmantel 3 und dem Konvektionsmantel 12 ein Konvektionsraum 13 ausgebildet wird, in dem die zu erwär- mende Raumluft -- schematisch durch Pfeile 14 angedeutet -- von einer Aufstandsfläche 15 in Richtung der Deckplatte 9 hochsteigen kann.
Unterhalb des Ofenmantels 3 ist ein Antriebsaufnahmefach 16 angeordnet.
Ein dem Ofenmantel 3 angeordneter Brennraum 17 ist mit einer Brennraumauskleidung 18 ausgestattet, wozu auf der dem Brennraum 17 zugewandten Seite den Seitenwänden 5,6 bzw. der Rückwand 4 Schamottplatten 9 vorgeordnet sind. Der Brennraum 17 wird in Richtung der Auf- standsfläche 15 durch eine Bodenplatte 21 begrenzt, auf der zur Halterung des festen Brennmate- rials 22 eine Aufnahmeschüssel 23 angeordnet sein kann. Diese Aufnahmeschüssel 23 kann bei- spielsweise auch durch einen ein- oder mehrstückigen Gussteil gebildet sein. Es ist aber ebenso möglich, die Aufnahmeschüssel 23 aus abgekanteten Blechprofilen in Art einer Schweisskonstruk- tion herzustellen. In eine Bodenfläche 24 ist eine bevorzugt bewegliche Rostplatte 25 eingesetzt, unterhalb welcher ein Aschenkasten 26 angeordnet ist.
Der Brennraum ist in Richtung der Deck- platte 9 durch eine Rauchgasumlenkvornchtung 27 von einer dem Brennraum nachgeordneten Rauchgaskammer 28 getrennt. Diese Rauchgasumlenkvorrichtung besteht aus einer Platte 29, ins- besondere auch hochtemperaturfesten Isoliermaterial. Diese Platte liegt einerseits auf den Scha- mottsteinen 20 der Brennraumauskleidung 18 auf und ist andererseits an seinem vorragenden Ende über eine Haltevorrichtung 30 in einer schräg zur Rückwand 4 in Richtung der Haltevorrich- tung 30 ansteigenden Lage gehalten. Nachdem sich die Platte 29 nur über einen Teil der Quer- schnittsfläche des Brennraums 17 erstreckt, können die vom Brennraum 17 hochsteigenden Ra- uchgase -- Pfeil 31 -- in dieser Richtung der Stirnwand 8 umgelenkt werden, sodass sie vor dem Eintritt in den Rauchgasauslass 10 ein Lufterhitzerrohr 32 eines Konvektionskanals 33 umspülen.
Dieses Lufterhitzerrohr 32, von welchen vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei parallel zueinander im Abstand voneinander angeordnet sind, ist in einem Winkel 34 zur Rückwand 4 angeordnet, der kleiner ist als 90 . Damit steigt das Lufterhitzerrohr 32 in Richtung der Stirnwand an. Da auch die Platte 29 unter einem Winkel 35 angeordnet ist, der im wesentlichen gleich gross im vorliegenden Ausführungsbeispiel geringfügig grösser ist, als der Winkel 34, unter dem die Lufterhitzerrohre 32 angeordnet sind, wird neben dem Effekt, dass ein Stau der Rauchgase am oberen Ende des Brenn- raums 17 entsteht in den Lufterhitzerrohren 32 die Thermosyphonwirkung unterstützt, d. h. die sich erwärmende leichter werdende Luft verwirbelt sich nicht an den Wänden der Lufterhitzerrohre 32, sondern kann in Art eines Kamins durch deren ansteigende Anordnung ungehindert hochsteigen.
Damit wird eine äusserst guter Wärmeübergang und eine rasche Abfuhr von Wärmeenergie durch die durchströmende Luft -- mit Pfeilen 36 angedeutet -- erreicht. Diese zu erhitzende Luft kann, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, dem Konvektionsraum 13 entnommen sein, sodass die durch die Pfeile 36 angedeutete Luft auf noch höhere Temperatur erhitzt wird.
Es ist aber ebenso möglich, wie mit strichlierten Linien in Fig. 2 eingezeichnet, dass sich die Lufterhitzerrohre 32 durch den Konvektionsmantel 12 hindurch in die Umgebungs- bzw. Aussenluft oder Raumluft erstrecken und gesondert zu der Erhitzung der Luft im Konvektionsraum 13 eine Erhitzung der Raumluft erfolgt.
Wenn die Luft zur Erhitzung in den Raucherhitzerrohren 32 aus den Konvektionsraum 13 ent- nommen ist, ist es zur Unterstützung bzw. Verstärkung des Luftdurchsatzes durch den Konvekti-
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onsraum bzw. die Lufterhitzerrohre 32 möglich, im Antriebsaufnahmeraum 16 ein Gebläse 37 an- zuordnen, dessen Auslass 38 in den Konvektionsraum 12 mündet und dessen Einlassstutzen 39 die zu erwärmende Luft der Raumluft oder der Aussenluft entnimmt.
In der Stirnwand 8 ist weiters ein Türausschnitt 40 angeordnet, in dem eine Türanordnung 41 vorgesehen ist Diese Türanordnung 41 wird durch eine Hubtüre 42 gebildet, die in den Seiten- wänden 5,6 bzw. der Stirnwand 8 angeordneten Höhenführungen 43 verschiebbar gelagert ist
Zur Betätigung der Hubtüre 42 ist ein Handgriff 44 vorgesehen.
Um die Hubtüre 42 zu unterstützen bzw. ein Offenhalten der Hubtüre 42 im angehobenen Zu- stand sicherzustellen, ist die Hubtüre 42 mit Seilzügen 45 verbunden, die über in einer Vertikal- ebene angeordneten Umlenkrollen 46 umgelenkt sind und an deren anderem Ende ein Ausgleichs- gewicht 47 befestigt ist.
Das Gewicht des Ausgleichsgewichtes 47 entspricht in etwa dem Gewicht der Hubtüre 42 bzw. ist geringfügig kleiner, sodass zum Verändern der Stellung der Hubtüre 42 nur die Reibung der Seil- züge 45 in den Umlenkrollen bzw. der Hubtüre 42 in den Höhenführungen 43 überwunden werden muss.
Eine noch bequemere Betätigung der Hubtüre 42 kann dann erreicht werden, wenn die Seilzü- ge 45 im Bereich ihrer dem Antriebsaufnahmefach 16 zugewandten Ende auf einer Aufwickelvor- richtung 48 befestigt ist. Diese Aufwickelvorrichtung 48 kann dann in einfacher Weise mit einem Antriebsmotor 49 gekuppelt sein, der uber eine Steuervorrichtung 50 fernbedienbar ausgebildet sein kann.
Zur Betätigung des Antriebsmotors 49 bzw. zur Beaufschlagung der Steuervorrichtung 50 kann im Bereich der Heizeinrichtung ein entsprechendes, manuell bedienbares oder fernbedienbares Schaltorgan angeordnet sein.
Die Ausbildung bzw Anordnung der Hubtüre 42 mit der Höhenführung ist dabei so gewählt, dass eine Demontage bei einem eingebauten, allseits verblendeten Kamineinsatz möglich ist.
Wie bereits zuvor erwähnt, ist der Brennraum 7 in Richtung der Aufstandsfläche 15 durch eine Aufnahmeschüssel 23 abgeschlossen. Seitenwände 51,52 dieser Aufnahmeschüssel 23 sind um eine Distanz 54 bzw. 55 von der Stirnwand 8 bzw. den Seitenwänden 5,6 distanziert angeordnet
Es ist aber auch möglich, dass die Seitenwand 51-- mit strichlierten Linien angedeutet -- von den Schamottsteinen 20 der Brennraumauskleidung 18 entfernt ist.
Damit sind die Seitenwände 51,52, 53 immer in Richtung einer Brennraummittelachse 57 dis- tanziert. In diesen Seitenwänden 51 bis 53 können, wie schematisch im Bereich der Seitenwand 51 eingezeichnet, Durchbrüche 58 vorgesehen sein, die mit einem umlaufenden Luftverteilkanal 59 einer Sekundärluftzufuhrvorrichtung 60 in Verbindung stehen, bzw. den Luftverteilkanal 59 mit dem Brennraum 17 verbinden. Dadurch kann in eine Mischzone 61 zwischen einer durch Pfeile 62 an- gedeuteten Sekundärluft und durch Pfeile 63 angedeuteten aus dem festen Brennstoff ausdiffun- dierenden, brennbaren Gasen ausreichend Sauerstoff zugefuhrt werden, sodass es zu einer Zün- dung der brennbaren Gase und der Bildung von Flammen 64 kommt.
Zur Zufuhr der Primärluft kann eine Primärluftzufuhrvorrichtung 65 vorgesehen sein, die im Be- reich des Aschenkastens 46 in den Ofenmantel 3 mündet und über die Rostplatte 25 den Brenn- raum 17 zuströmt.
Zur Verhinderung des Beschlagens der Türanordnung auf der dem Brennraum 17 zugewand- ten Seite, insbesondere dann, wenn die Türanordnung 42 durch eine transparente Sichtscheibe gebildet ist, ist ein Teil der Sekundarluftzufuhrvorrichtung 60 als Luftverteilkanal 66 in dem der Deckplatte 8 zugewandten Oberkantenbereich des Türausschnittes 40 ausgebildet. Durch diesen Luftverteilkanal 66 wird kalte Sekundärluft, die eine höhere Dichte und damit eine höheres Gewicht als die im Brennraum 17 enthaltene erhitzte Luft aufweist, über die gesamte Breite der Türanord- nung 42 zugeführt und sinkt, wie mit Pfeilen 67 ersichtlich gemacht, auf der dem Brennraum 17 zugewandten Innenseite der Türanordnung 42 in Richtung der Aufnahmeschüssel 23 herab.
Dadurch, dass nun die Seitenwand 52 oberhalb einer Unterkante 68 der Türanordnung liegt, sammelt sich die Sekundärluft in diesem Einschnitt zwischen der Aufnahmeschüssel und der Turanordnung 42, wie durch Pfeile 70 angedeutet, und wird direkt in den Bereich der Mischzone 61 umgeleitet Dadurch wird diese auch über die Sichtscheibe der Türanordnung 42 zugeführte Se- kundärluft zur Zündung der brennbaren Gase in der Mischzone 61 genutzt und damit ein noch besserer Verbrennungsablauf und eine noch bessere und bzw. vollständige Verbrennung erzielt.
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Vorteilhaft ist es weiters aber auch, wenn beispielsweise die Seitenwand 52 in Richtung der Aufnahmeschüssel 23 abgestuft ist, da durch die Sekundärluft Brandteile, die trotzdem noch in Richtung der Rostplatte 25 absinken, verzögert werden und damit die Chance, dass diese mehr erhitzt werden und wieder in Richtung der Mischzone 61 aufsteigen, vergrössert wird.
Wie nun weiters in Fig. 2 schematisch angedeutet, kann die Aufnahmeschüssel 23 auch mit ei- nem umlaufenden Rand 71 versehen sein, dessen Höhe in Richtung der Rückwand 4 von der Stirnwand 8 ausgehend abnimmt. Während dieser Rand 71 im vorliegenden Ausführungsbeispiel parallel zur Stirnwand 8 bzw. Rückwand 4 verlaufend gezeigt ist, kann er beispielsweise auch unter einem entsprechenden Winkel in Richtung der Brennraummittelachse 57 geneigt sein. Mit dem Rand 71 kann die Sekundärluft, die gemäss den Pfeilen 67 entlang der Türanordnung 42 zugeführt wird, über den ganzen Umfang des Brennraums 17 verteilt werden, wobei durch eine entspre- chende Bemessung der Höhe dieses Randes 71, vor allem dann, wenn sich diese in Richtung der Rückwand 4 verringert, ein über den Umfang verteiltes gleichmässiges Zuströmen der Sekundärluft erreicht werden.
Damit kann das zur Spülung der Türanordnung 42 benötigte Sekundärluftvolumen zur Begüns- tigung des Abbrandes der brennbaren Gase und zur vollständigeren Verbrennung genutzt werden, wodurch nicht nur der Wirkungsgrad der Heizeinrichtung 1 erheblich verbessert, sondern darüber hinaus der Schadstoffausstoss der Heizeinrichtung 1 verringert wird. Die zur Dosierung und Regu- lierung der mit der Primär- bzw. Sekundärluftzufuhrvorrichtung 60 und 65 zugeführten Luftmengen benotigten Steuer- und Regelorgane können entsprechend aus den aus dem Stand der Technik bekannten Ausbildungen ausgewählt werden und sind deshalb in den dargestellten und beschrie- benen Ausführungsbeispielen nicht näher ausgeführt.
Selbstverständlich kann auch die Luftzufuhr in den Luftverteilkanal 59 und 66 getrennt erfolgen, aber es ist auch möglich, die gemäss den Pfeilen 60 an der Türanordnung 42 herabsinkende Se- kundärluft über entsprechende Öffnungen in den Luftverteilkanal 59 zuzuführen, sodass die Sekun- därluft im Luftverteilkanal 59 über den Umfang des Brennraums verteilt werden kann.
Ein Teil der dem Luftverteilkanal 59 zugeführten Sekundärluft kann im Bereich der Oberkante der Türanordnung 41 auch in Richtung der Brennraummittellängsachse abströmen und führt dort zu einer Sauerstoffanreicherung, die ein noch besseres Verbrennen der brennbaren Gase im Brennraum 17 sicherstellt.
Des weiteren kann durch die Wahl der Winkel 34 und 35 die Abströmgeschwindigkeit der Rauchgase in Richtung des Rauchrohres 11 verändern, insbesondere durch Vergrössern der Win- kel 34 und 35 verkleinert werden.
Um ein Herausfallen von Brennmaterial 22, insbesondere Holzstücken, beim Betrieb der erfin- dungsgemässen Heizeinrichtung 1 bei geöffneter Türanordnung 41 zu verhindern, kann im Bereich der Seitenwand 52 der Aufnahmeschüssel auch noch ein durch einen umlaufenden Bügel gebilde- ter Holzfänger 72 angeordnet sein.
Zum besseren Verständnis der erfindungsgemässen Ausbildung der Heizeinrichtung 1 wurden einzelne Details und Bauteile derselben unmassstäblich bzw. massstäblich verzerrt dargestellt.
Des weiteren können auch Einzelteile, bzw. einzelne Merkmale der beschriebenen Merkmals- kombinationen in dem Ausführungsbeispiel für sich eigenständige erfindungsgemässe Lösungen bilden. Dies trifft vor allem für die Ausbildung der Aufnahmeschüssel 23 bzw. die Ausbildung der Hubtüre 42 der Türanordnung 41 zu.
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The invention relates to a heating device for solid fuels, in particular a compact stove or fireplace insert, which is composed of an end wall, two side walls, a rear wall and a combustion chamber floor and a cover plate, for example having a flue gas outlet, which is accessible via a door cutout arranged in the end wall and is equipped with a combustion chamber lining and with a primary and secondary air supply, with a convection jacket spaced outward in the region of the side walls and the rear wall and at least one air heater tube running obliquely to the cover plate
An abundance of the most varied heating devices for solid fuels is already known.
So, among other things, so-called wood-burning stoves, which are mostly stoves made of sheet steel for heating solid fuels, which are provided with door arrangements with transparent windows so that the burning process of the fuel can be observed from the outside, especially in living rooms. Such heating device of the same inventor are already known from DE 38 33 263 A and DE 40 03 835 A. Such heating devices have a different efficiency depending on the design of the combustion chamber. Then, not least for reasons of safe contact, they are provided with a convection jacket surrounding the furnace jacket, between which and a convection chamber is formed the oven jacket
When swiping or
When the air rises from the base plate in the direction of the cover plate, the air is heated in the convection room and released to the room air to be heated or into the room to be heated.
A major part of the heat input into the room to be heated thus takes place via convection and not via radiant heat. Radiant heat essentially occurs in the area of the door arrangement, in particular the viewing windows.
With some designs of the combustion chamber of such stoves, it would be more expedient to enable a more intensive transition of the heat present in the combustion chamber to the room air to be heated
So-called fireplace inserts are also known, e.g. B. according to DE 38 18 524 A of the same inventor. Such fireplace inserts are used in walled rooms that are covered with tiles on the outside or in some cases also in heating systems previously operated as open fireplaces. For such chimney inserts, heating devices made of cast iron that did not have a convection jacket were mainly used in the past, as a result of which the heat distribution was restricted to the situation chosen by the stove builder, in particular the convection spaces between the chimney insert and the casing.
FR 1 297 366 B1 shows a heating device with a furnace jacket which is composed of an end wall, two side walls, a rear wall, a combustion chamber floor and a cover plate. A combustion chamber, which is accessible via a door arrangement arranged in the end wall, is surrounded on the side walls and the rear wall by a convection jacket, as a result of which a convection chamber is formed between the latter and the combustion chamber. At least one air heater tube is arranged in an end region facing the cover wall, which pipe runs upwards in the direction of the cover plate and is inclined at an angle to the contact surface.
When using such a design as a fireplace insert, due to the lack of a combustion chamber lining, a large amount of the thermal energy generated in the combustion chamber is emitted to the masonry via the side walls or the rear wall, as a result of which such a heating device used as a fireplace insert has an unfavorable efficiency. Furthermore, the flue gases flow without being deflected in the shortest possible way from the combustion chamber to the flue gas outlet, which means that the thermal energy stored in the flue gases is also insufficiently used.
In addition, the air heater tubes are exposed to direct flame, which results in increased material wear.
From US 4,372,286 A1, a heating device is known which has a combustion chamber provided with a combustion chamber lining, which is interspersed with air heater tubes which run obliquely to the contact surface or cover plate, in which convection air moved by a blower is directed from a region of the combustion chamber opposite the end wall to the end wall becomes.
The present invention has for its object to provide a heater of the type mentioned, the better utilization of the combustion process
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generated heat for heating the room air and can also be used as a fireplace insert
This object of the invention is achieved in that a receptacle bowl is formed in the combustion chamber floor and that a plate made of high-temperature-resistant material, preferably insulating material, delimits an upper combustion chamber within the heating device, as a result of which between this plate and a flue gas outlet, for example a flue gas chamber is formed in the cover plate, which encloses the air heater tube.
The surprising advantage of this solution is that the arrangement of additional air heater tubes that cross the smoke chamber means that the heat energy generated in the combustion chamber can be better distributed to the room air to be heated, with a large part of the heat energy generated in the area of the convection jacket for transmission to the room air is available because the heat generated during the combustion process is first kept in the combustion chamber for a certain period of time through the plate arranged below the air heater tubes and made of high-temperature-resistant insulating material, so that the heat generated is applied as intensively as possible to and from the rear wall or side walls distribute upstream convection rooms, whereby the heat still flowing out in the air heater pipes can be transferred to the room air.
According to one embodiment variant, it is provided that the plate is held at an angle to the cover plate of the combustion chamber, which prevents turbulence or a backflow of the flue gases generated during the combustion process by the oblique arrangement of the flue gas deflection device or the plate forming it.
It is also possible for the plate to cover part of the cross-sectional area of the combustion chamber running parallel to the cover plate, so that the plate of the flue gas deflection device leaves a flow channel for the hot flue gases which can be varied as desired in accordance with the desired draft conditions of the heating device.
Another development, according to which the receiving bowl has circumferential walls which are arranged at a distance from the rear wall, the side walls and the end wall or from the combustion chamber lining arranged upstream of the latter, ensures that the fuel material arranged for heating is removed from the side walls or The rear wall and the front wall can be arranged at a distance, so that a sufficient supply of combustion air, in particular oxygen, is possible in the entire peripheral region of the combustion chamber in order to achieve complete combustion.
It is also advantageous if a, in particular movable, grate plate is arranged in a bottom surface of the receiving bowl, since the primary air can then be supplied through the grate plate
Another further development, according to which openings are arranged in the walls of the receiving bowl and which open into an air distribution channel of a primary air supply and / or a secondary air supply, enables a targeted and exact measurement of the primary or secondary air supply to the burn-up area.
A uniform distribution of the primary and secondary air can be achieved, for example, by arranging an upper edge of the walls of the receiving bowl above the lower edge of the door cutout, since the secondary air, for example the secondary air used to purge the inside of the lifting door facing the combustion chamber, is not in the area of the solid fuel for outgassing the combustible gases can sink down, but can be fed from the edge of the receiving bowl directly into the middle area between the outgassing fuel and the flame tips, that is to say the mixing zone between the combustible gases and the air.
The secondary air supply can be further favored by the fact that the walls of the receiving bowl are designed to be stepped in the direction of the grate plate, at least in the area of the door cutout
The fact that the receiving bowl has a circumferential edge at the top, with at least one wall of the receiving bowl having a web projecting beyond this edge, allows the cold secondary air sinking in the region of the end wall to be deflected over the entire circumference of the combustion chamber, so that it is more even Burning of the burning material can be ensured over the entire volume
Finally, it is still possible that the height of the web starting from the door cutout in
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Decreases towards the back wall of the combustion chamber,
whereby the proportionate supply of secondary air in the area of the mixing zone is favored.
The invention is explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiments illustrated in the drawings.
1 shows a front view of the heating device according to the invention with the door arrangement closed; FIG. 2 shows a side view of the heating device cut along lines 11-11 in FIG. 1; 3 shows a top view of the heating device according to FIG. 1 in half section
1 shows a heating device 1, which is designed as a fireplace insert 2. The fireplace insert 2 consists of a furnace jacket 3, which consists of a rear wall 4, side walls 5, 6, a combustion chamber floor 7 or an end wall 8 and a cover plate 9, in which a flue gas outlet 10 is arranged, to which a flue pipe 11, which can lead to a chimney, not shown, can be connected. The furnace jacket 3 is surrounded by a convection jacket 12 which is approximately U-shaped or
Is C-shaped and at least the side walls 5, 6 and the rear wall 4 of the furnace shell 3 are arranged at a distance, so that a convection space 13 is formed between the furnace shell 3 and the convection shell 12, in which the room air to be heated - schematically indicated by arrows 14 - can rise from a contact surface 15 in the direction of the cover plate 9.
A drive receiving compartment 16 is arranged below the furnace shell 3.
A combustion chamber 17 arranged in the furnace jacket 3 is equipped with a combustion chamber lining 18, for which purpose fireclay panels 9 are arranged upstream of the side walls 5, 6 and the rear wall 4 on the side facing the combustion chamber 17. The combustion chamber 17 is delimited in the direction of the contact area 15 by a base plate 21, on which a holding bowl 23 can be arranged for holding the solid combustion material 22. This receiving bowl 23 can, for example, also be formed by a one-piece or multi-piece casting. However, it is also possible to produce the receiving bowl 23 from bent sheet metal profiles in the manner of a welded construction. A preferably movable grate plate 25 is inserted into a bottom surface 24, below which an ash box 26 is arranged.
The combustion chamber is separated in the direction of the cover plate 9 by a flue gas deflecting device 27 from a flue gas chamber 28 arranged downstream of the combustion chamber. This flue gas deflection device consists of a plate 29, in particular also high-temperature-resistant insulating material. This plate lies on the one hand on the firebricks 20 of the combustion chamber lining 18 and, on the other hand, is held at its projecting end by a holding device 30 in a position which rises obliquely to the rear wall 4 in the direction of the holding device 30. After the plate 29 extends only over part of the cross-sectional area of the combustion chamber 17, the smoke gases - arrow 31 - rising from the combustion chamber 17 can be deflected in this direction of the end wall 8, so that they enter the flue gas outlet 10 wash around an air heater tube 32 of a convection duct 33.
This air heater tube 32, two exemplary embodiments of which are arranged parallel to one another at a distance from one another, is arranged at an angle 34 to the rear wall 4 which is smaller than 90. The air heater tube 32 thus rises in the direction of the end wall. Since the plate 29 is also arranged at an angle 35, which is essentially the same size in the present exemplary embodiment, is slightly larger than the angle 34 at which the air heater tubes 32 are arranged, in addition to the effect that a build-up of the flue gases at the upper end of the combustion chamber 17 arises in the air heater tubes 32, the thermosiphon effect supports, d. H. the warming lighter air does not swirl on the walls of the air heater tubes 32, but can rise unhindered in the manner of a chimney due to their increasing arrangement.
An extremely good heat transfer and a rapid dissipation of thermal energy through the air flowing through are thus achieved - indicated by arrows 36. As in the present exemplary embodiment, this air to be heated can be removed from the convection space 13, so that the air indicated by the arrows 36 is heated to an even higher temperature.
However, it is also possible, as shown with dashed lines in FIG. 2, that the air heater tubes 32 extend through the convection jacket 12 into the ambient or outside air or room air and, separately from the heating of the air in the convection room 13, heating of the room air he follows.
When the air for heating in the smoke heater pipes 32 is removed from the convection space 13, it is to support or increase the air throughput by the convection
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onsraum or the air heater tubes 32 possible to arrange a fan 37 in the drive receiving space 16, the outlet 38 of which opens into the convection space 12 and the inlet connection 39 takes the air to be heated from the room air or the outside air.
A door cutout 40 is also arranged in the end wall 8, in which a door arrangement 41 is provided. This door arrangement 41 is formed by a lifting door 42 which is displaceably mounted in the side walls 5, 6 or the end wall 8 arranged height guides 43
A handle 44 is provided for actuating the lifting door 42.
In order to support the lifting door 42 or to ensure that the lifting door 42 is kept open in the raised state, the lifting door 42 is connected to cable pulls 45 which are deflected via deflecting rollers 46 arranged in a vertical plane and a counterweight at the other end thereof 47 is attached.
The weight of the counterweight 47 corresponds approximately to the weight of the lifting door 42 or is slightly smaller, so that in order to change the position of the lifting door 42 only the friction of the cables 45 in the deflection rollers or the lifting door 42 in the height guides 43 has to be overcome ,
An even more convenient actuation of the lifting door 42 can be achieved if the cable pulls 45 are fastened on a winding device 48 in the region of their end facing the drive receiving compartment 16. This winding device 48 can then be coupled in a simple manner to a drive motor 49, which can be designed to be remotely controllable via a control device 50.
To actuate the drive motor 49 or to act on the control device 50, a corresponding, manually operated or remotely operated switching element can be arranged in the area of the heating device.
The design or arrangement of the lift door 42 with the height guide is selected so that disassembly is possible with a built-in fireplace insert that is blinded on all sides.
As already mentioned above, the combustion chamber 7 is closed off in the direction of the contact surface 15 by a receiving bowl 23. Side walls 51, 52 of this receiving bowl 23 are arranged at a distance 54 or 55 from the end wall 8 or the side walls 5, 6
However, it is also possible for the side wall 51 - indicated by dashed lines - to be removed from the firebricks 20 of the combustion chamber lining 18.
The side walls 51, 52, 53 are therefore always spaced in the direction of a central combustion chamber axis 57. In these side walls 51 to 53, as schematically shown in the area of the side wall 51, openings 58 can be provided, which are connected to a circumferential air distribution duct 59 of a secondary air supply device 60, or connect the air distribution duct 59 to the combustion chamber 17. As a result, sufficient oxygen can be fed into a mixing zone 61 between a secondary air indicated by arrows 62 and combustible gases diffusing out of the solid fuel, indicated by arrows 63, so that the combustible gases ignite and form flames 64 is coming.
To supply the primary air, a primary air supply device 65 can be provided, which opens into the furnace casing 3 in the area of the ash pan 46 and flows into the combustion chamber 17 via the grate plate 25.
To prevent fogging of the door arrangement on the side facing the combustion chamber 17, in particular when the door arrangement 42 is formed by a transparent lens, part of the secondary air supply device 60 is designed as an air distribution duct 66 in the upper edge region of the door cutout 40 facing the cover plate 8 , Through this air distribution duct 66, cold secondary air, which has a higher density and thus a higher weight than the heated air contained in the combustion chamber 17, is supplied over the entire width of the door arrangement 42 and sinks, as can be seen with arrows 67 on which Combustion chamber 17 facing the inside of the door arrangement 42 in the direction of the receiving bowl 23.
Because the side wall 52 now lies above a lower edge 68 of the door arrangement, the secondary air collects in this incision between the receiving bowl and the door arrangement 42, as indicated by arrows 70, and is diverted directly into the region of the mixing zone 61 Secondary air supplied via the viewing window of the door arrangement 42 is used to ignite the combustible gases in the mixing zone 61 and thus achieve an even better combustion process and an even better and / or complete combustion.
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It is also advantageous, however, if, for example, the side wall 52 is stepped in the direction of the receiving bowl 23, since the secondary air delays fire parts, which nevertheless still sink in the direction of the grate plate 25, and thus the chance that they will be heated more and again rise in the direction of the mixing zone 61, is enlarged.
As is also indicated schematically in FIG. 2, the receiving bowl 23 can also be provided with a peripheral edge 71, the height of which decreases in the direction of the rear wall 4 starting from the front wall 8. While this edge 71 in the present exemplary embodiment is shown running parallel to the front wall 8 or rear wall 4, it can, for example, also be inclined at a corresponding angle in the direction of the central axis 57 of the combustion chamber. With the edge 71, the secondary air, which is supplied according to the arrows 67 along the door arrangement 42, can be distributed over the entire circumference of the combustion chamber 17, with a corresponding dimensioning of the height of this edge 71, especially when it is reduced in the direction of the rear wall 4, a uniform inflow of the secondary air distributed over the circumference can be achieved.
The secondary air volume required for purging the door arrangement 42 can thus be used to favor the combustion of the combustible gases and for more complete combustion, as a result of which not only the efficiency of the heating device 1 is considerably improved, but also the pollutant emissions of the heating device 1 are reduced. The control and regulating elements required for metering and regulating the air quantities supplied with the primary or secondary air supply devices 60 and 65 can be selected accordingly from the designs known from the prior art and are therefore not in the exemplary embodiments shown and described detailed.
Of course, the air supply to the air distribution duct 59 and 66 can also be carried out separately, but it is also possible to supply the secondary air which descends according to the arrows 60 on the door arrangement 42 via corresponding openings in the air distribution duct 59, so that the secondary air in the air distribution duct 59 can be distributed over the circumference of the combustion chamber.
A portion of the secondary air supplied to the air distribution duct 59 can also flow off in the area of the upper edge of the door arrangement 41 in the direction of the central longitudinal axis of the combustion chamber and leads there to an oxygen enrichment which ensures an even better combustion of the combustible gases in the combustion chamber 17.
Furthermore, by choosing the angles 34 and 35, the outflow speed of the flue gases in the direction of the flue pipe 11 can be changed, in particular by enlarging the angles 34 and 35.
In order to prevent fuel 22, in particular pieces of wood, from falling out during operation of the heating device 1 according to the invention when the door arrangement 41 is open, a wooden catch 72 formed by a circumferential bracket can also be arranged in the region of the side wall 52 of the receiving bowl.
For better understanding of the design of the heating device 1 according to the invention, individual details and components of the same have been shown to scale or to scale.
Furthermore, individual parts or individual features of the combinations of features described can also form independent solutions according to the invention in the exemplary embodiment. This applies in particular to the design of the receiving bowl 23 or the design of the lifting door 42 of the door arrangement 41.
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