BE1021949B1

BE1021949B1 - Kachel

Info

Publication number: BE1021949B1
Application number: BE2013/0612A
Authority: BE
Inventors: Torstein Hjelmeland
Original assignee: Dovre N.V.
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2016-01-28

Abstract

Kachel bevattende een luchttoevoer, een toevoeropening voor het toevoeren van te verbranden materiaal, alsook een houder voor het houden van het materiaal, welke kachel een basisdeel bevat, welk basisdeel gevormd is door een ruimte gelegen onder een vlak nagenoeg loodrecht op een onderrand van de toevoeropening en in welke ruimte de houder zodanig is aangebracht dat rondom de houder een luchtcirculatieruimte aanwezig is die verbonden is met de luchttoevoer en uitmondt nabij een bovenrand van de houder, en waarbij in een wand van de houder een luchttoevoeropening is aangebracht om lucht aangevoerd via de luchttoevoer in de houder te voeren.

Description

Kachel

De uitvinding heeft betrekking op een kachel bevattende een luchttoevoer, een toevoeropening voor het toevoeren van te verbranden materiaal, alsook een houder voor het houden van het te verbranden materiaal, welke kachel een basisdeel bevat.

Een dergelijke kachel is algemeen bekend en wordt gebruikt voor woningverwarming. In de houder wordt via de toevoeropening te verbranden materiaal, zoals hout en/of kolen, geladen. Voor het verbranden van het materiaal wordt naar de houder lucht toegevoerd die via de luchttoevoer wordt aangevoerd. De kachel wordt voornamelijk gebruikt in woningen waar geen centrale verwarming aanwezig is of als additionele verwarming naast de centrale verwarming.

Doordat de huizen beter, dan vroeger het geval was, geïsoleerd zijn, is het warmteverlies gedaald en kan dus het door de kachel te leveren vermogen verminderd worden. Een lager vermogen houdt dan ook een lager verbruik in en dus ook een lagere brandsnelheid en een lage emissie van schadelijke stoffen. Hierdoor zijn hout- of kolenkachels weer aantrekkelijk geworden, omdat zij bovendien het voordeel bieden van aan de gezelligheid van de huiskamers een bijdrage te leveren. Het verbranden van hout of kolen heeft echter het nadeel dat zij meer schadelijke stoffen zoals CO en roet doen ontstaan, dan bijvoorbeeld het verbranden van aardgas.

De uitvinding heeft tot doel een laag vermogen kachel, in het bijzonder voor het verbranden van kolen of van bio-materiaal zoals hout te realiseren die toch een goede verbrandingswaarde heeft, welke kachel verder een lage emissie van schadelijke stoffen mogelijk maakt.

Een kachel volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk dat het basisdeel gevormd is door een ruimte gelegen onder een vlak nagenoeg loodrecht op een onderrand van de toevoeropening en in welke ruimte de houder zodanig is aangebracht dat rondom de houder een luchtcirculatieruimte aanwezig is, die verbonden is met de luchttoevoer en uitmondt nabij een bovenrand van de houder, en waarbij in een wand van de houder een luchttoevoeropening is aangebracht om lucht aangevoerd via de luchttoevoer in de houder te voeren. Door het aanbrengen van de houder in het basisdeel dat zich onder de onderrand van de toevoeropening bevindt, is de houder relatief laag bij de vloer gelegen waar de lucht koud is. De luchttoevoeropening in de wand zorgt voor de aanvoer van een primaire lucht in de houder en zo voor de nodige lucht van de primaire verbranding van het materiaal. Doordat verder de houder in de ruimte is aangebracht, zodanig dat lucht rond de houder kan circuleren, welke lucht dan uitmondt nabij een bovenrand van de houder, zal het circuleren van deze lucht rond de houder de lucht opwarmen zodat opgewarmde lucht aan de bovenrand van de houder uitmondt. Deze opgewarmde lucht kan zich dan mengen in de rookgassen die boven aan de houder opstijgen en zo een naverbranden van de rookgassen stimuleren waardoor meer schadelijke stoffen worden verbrand en deze dus niet in de atmosfeer terecht komen.

Een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van een kachel volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat een luchtverdeelorgaan ter hoogte van de bovenrand van de houder is aangebracht voor het verdelen van lucht over een bovenvlak van de houder, welk luchtverdeelorgaan een ingang heeft verbonden met genoemde ruimte. De aanwezigheid van een luchtverdeelorgaan ter hoogte van de bovenrand van de houder heeft het voordeel dat de opgewarmde lucht over nagenoeg de gehele bovenrand van de houder wordt verdeeld waardoor een efficiënte menging van deze lucht met de rookgassen wordt gerealiseerd.

Een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van een ka.-, volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat het luchtverdeelorgaan door een reeks openingen aangebracht ter hoogte van de bovenrand van de houder gevormd is. Hierdoor ontstaan als het ware sproeiers die de verwarmde lucht over de bovenrand van de houder sproeien.

Een derde voorkeursuitvoeringsvorm van een kachel volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de luchttoevoer van een regelorgaan is voorzien voor het doseren van de toe te voeren lucht. Het regelorgaan maakt een regeling van de toe te voeren lucht en dus van de verbrandingsintensiteit mogelijk.

Het is gunstig dat de luchttoevoeropening in de wand van de houder gevormd is door een reeks perforaties. Het gebruik van een reeks perforaties biedt het voordeel dat voldoende primaire lucht kan toestromen zonder dat as ontstaan door verbranding naar buiten kan vallen.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van het in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld. In de tekening laat: figuur 1 een geheelbeeld zien van een kachel volgens de uitvinding; figuur 2 een dwarsdoorsnede zien doorheen een kachel volgens de uitvinding; figuur 3 de opbouw van de houder in dat basisdeel zien; en figuur 4 het luchttoevoerregelorgaan uit de kachel zien.

In de tekening is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde referentiecijfer toegekend.

De in figuur 1 weergegeven kachel 1 bevat een behuizing 2 voorzien van een toevoeropening 3 voor het toevoeren van te verbranden materiaal. Dat te verbranden materiaal is bij voorkeur gevormd door hout en/of kolen. De toevoeropening is voorzien van een deur 4, die bij voorkeur scharnierend op de behuizing gemonteerd wordt om een eenvoudig en betrouwbaar openen en sluiten van de kachel mogelijk te maken. De deur is bijvoorkeur voorzien van een doorkijkraam dat uit dubbel glas vervaardigd is. In de figuur is de deur aan één zijde van de kachel aangebracht, maar het is ook mogelijk om de kachel van twee deuren te voorzien die bij voorkeur op tegenover elkaar staande zijden zijn aangebracht om zo doorheen de kachel te kunnen kijken. Een schouw 9 (zie figuur 2) maakt het afvoeren van door verbranding van het materiaal ontstane verbrandingsgassen mogelijk. De kachel is een laag vermogen kachel, in het bijzonder voor het verbranden van bio-materiaal zoals hout en/of kolen. Onder laag vermogen kachel wordt verstaan een kachel met een nominaal vermogen van ten hoogste 5 KW.

Zoals in figuur 2 is weergegeven, bevat het inwendige van de kachel een basisdeel 5 gevolgd door een tussendeel 6 en een afvoerdeel 7. Het tussendeel 6 bevindt zich op nagenoeg dezelfde hoogte als de toevoeropening 3. Het afvoerdeel is verbonden met de schouw 9. Het basisdeel 5 is gevormd door een ruimte 8 gelegen onder een vlak nagenoeg loodrecht op een onderrand 10 van de toevoeropening 3. In deze ruimte 8 is een houder 11 aangebracht voor het houden van het te verbranden materiaal. De houder is zo gedimensioneerd dat wanneer hij in de ruimte is aangebracht, een bovenrand ervan zich onder genoemde vlak nagenoeg loodrecht op een onderrand 10 van de toevoeropening 3 uitstrekt. De houder is zodanig aangebracht dat rondom de houder een luchtcirculatieruimte aanwezig is. Zoals immers in figuur 2 weergegeven, is er een afstand tussen de wand van de behuizing 2 en de wand van de houder 11, zodat lucht in deze ruimte rond de houder kan circuleren. De houder heeft bij voorkeur een diepte ten minste 100mm om enerzijds voldoende materiaal te kunnen ontvangen en anderzijds het materiaal beneden de bovenrand van de houder te kunnen houden en toch een voldoende nominaal vermogen van de kachel te kunnen bereiken. De wanden van de houder zijn bij voorkeur van isolatiemateriaal voorzien.

De ruimte 8 is verbonden via een luchttoevoer 12, aangebracht in de behuizing 2. De luchttoevoer is bijvoorbeeld aan de achterzijde van de behuizing aangebracht, dat is de zijde tegenover dewelke de toevoeropening is aangebracht. Het is echter ook mogelijk om de luchttoevoer aan de onderkant van de kachel aan te brengen zodat de aangevoerde lucht langs onder de kachel instroomt. Om de circulatie van de aangevoerde lucht in de ruimte 8 te verbeteren is aan de binnenzijde van onderkant van de kachel bij voorkeur een reeks deflectoren aangebracht om de aangevoerde lucht rond houder 11 te leiden. De luchttoevoer is voorzien van een regelklep 21 (zie figuur 4) waardoor de hoeveelheid aan te voeren lucht te regelen is. De ruimte 8 is bovenaan begrensd door een bovenrand van de houder 11. De ruimte is ten opzichte van de behuizing geïsoleerd bijvoorbeeld door het aanbrengen van isolatiemateriaal aan de binnenzijde van de behuizing ter hoogte van de ruimte 8.

Zoals weergegeven in figuur 3 bevat de ruimte 8 opstaande wanden 14, en een bodem 15 die deel uitmaakt van de behuizing. Tussen de bodem 15 en een onderkant van de houder is er een afstand voorzien, zodat de lucht in de ruimte 8 ook onder de houder kan stromen.

Een luchtverdeelorgaan 18 is ter hoogte van de bovenrand van de houder aangebracht voor het verdelen van lucht over een bovenvlak van de houder. Het luchtverdeelorgaan heeft een ingang 18 verbonden met de ruimte 8. Bij voorkeur is het luchtverdeelorgaan gevormd door een reeks openingen 18 aangebracht in de opstaande wanden van de houder. De reeks openingen 18 strekt zich bij voorkeur over nagenoeg de gehele omtrek van de houder uit. Het luchtverdeelorgaan kan verder nog zo voorzien zijn dat lucht net boven de houder naar buiten stroomt.

De houder bevat verder nog een luchttoevoeropening 20 die nabij een onderzijde van de houder is aangebracht en verbonden is met de luchttoevoer 12, bij voorkeur via de ruimte 8.

De kachel bevat verder nog een uitgang 19 van de ruimte 8, welke uitgang 19 uitmondt aan de onderrand van de toevoeropening. Hierdoor kan de lucht uit de ruimte 8 langs de toevoeropening stromen in opwaartse richting waardoor een luchtgordijn langs de binnenzijde van de deur wordt gevormd en aanslag van roet en dergelijke op de deur 4 wordt tegengewerkt.

De werking van de kachel volgens de uitvinding zal nu worden beschreven. Doorheen de toevoeropening 3 wordt het te verbranden materiaal naar de houder 11 gebracht, in welke houder het wordt neergelegd. Daar de houder in zijn wand van de luchttoevoeropening 20 is voorzien, kan primaire lucht, welke via de luchttoevoer 12 is binnengestroomd, in de houder worden aangevoerd. Deze primaire lucht is noodzakelijk voor het verbranden van het in de houder neergelegde materiaal.

Na het aansteken van het materiaal zal dit beginnen branden en zullen rookgassen worden gevormd die naar de bovenrand van de houder opstijgen. Daar aan de bovenrand het luchtverdeelorgaan 18 aanwezig is, zal hieruit secundaire lucht stromen die zich met de rookgassen gaat mengen. Hierdoor worden de rookgassen verder verbrand waardoor minder schadelijke stoffen ontstaan. Daar deze secundaire lucht uit de ruimte 8 afkomstig is, zal deze door de wand van de houder worden opgewarmd waardoor het mengen met de rookgassen verder wordt gestimuleerd. Het is gunstig om het luchtverdeelorgaan van een regelklep te voorzien waardoor de toevoer van de secundaire lucht te regelen is. Bij voorkeur wordt zelfs de secundaire lucht slechts enige tijd, bijvoorbeeld tussen de 3 en de 5 minuten, na het aansteken van de kachel toegevoerd om voldoende tijd aan de houder en dus de secundaire lucht te geven om op te warmen. De combinatie van de houder aangebracht in de ruimte gelegen onder de toevoeropening en van de toevoer van primaire en secundaire lucht maken het mogelijk om zelfs met een laag nominaal vermogen van de kachel toch een goede verbrandingswaarde te verkrijgen.

Claims

CONCLUSIES

1. Kachel bevattende een luchttoevoer, een toevoeropening voor het toevoeren van te verbranden materiaal, alsook een houder voor het houden van het te verbranden materiaal, welke kachel een basisdeel bevat, daardoor gekenmerkt dat het basisdeel gevormd is door een ruimte gelegen onder een vlak nagenoeg loodrecht op een onderrand van de toevoeropening en in welke ruimte de houder zodanig is aangebracht dat rondom de houder een luchtcirculatieruimte aanwezig is die verbonden is met de luchttoevoer en uitmondt nabij een bovenrand van de houder, en waarbij in een wand van de houder een luchttoevoeropening is aangebracht om lucht aangevoerd via de luchttoevoer in de houder te voeren.
2. Kachel volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat een luchtverdeelorgaan ter hoogte van de bovenrand van de houder is aangebracht voor het verdelen van lucht over een bovenvlak van de houder, welk luchtverdeelorgaan een ingang heeft verbonden met genoemde ruimte.
3. Kachel volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat het luchtverdeelorgaan door een reeks openingen aangebracht ter hoogte van de bovenrand van de houder gevormd is.
4. Kachel volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de reeks openingen zich over de gehele omtrek van de houder uitstrekt.
5. Kachel volgens één der conclusies 1 tot en met 4, daardoor gekenmerkt dat de luchttoevoer van een regelorgaan is voorzien voor het doseren van de toe te voeren lucht.
6. Kachel volgens één der conclusies 1 tot en met 5, daardoor gekenmerkt dat de luchttoevoeropening in de wand van de houder gevormd is door een verdere reeks openingen.
7. Kachel volgens één der conclusies 1 tot en met 6, daardoor gekenmerkt dat de ruimte verder een uitgang bevat die aan de onderrand van de toevoeropening uitmondt.
8. Kachel volgens conclusie 2, 3 of 4, daardoor gekenmerkt dat het luchtverdeelorgaan van een regelklep is voorzien.
9. Kachel volgens één der conclusies 1 tot en met 9, daardoor gekenmerkt dat aan een binnenzijde van een onderkant van de kachel een reeks deflectoren zijn aangebracht om de aangevoerde lucht rond houder te leiden.
10. Kachel volgens één der conclusies 1 tot en met 10, daardoor gekenmerkt dat de houder een diepte ten minste 100mm heeft.