CN102918327A - 炉灶 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种炉灶，其带有燃烧室（10），燃烧室被燃烧室里衬（13）限定边界并且能穿过门（11）或盖进入，其中，燃烧室里衬至少部分用陶瓷材料或玻璃陶瓷材料制成，以及其中，在背对燃烧室的一侧上在用陶瓷或玻璃陶瓷制的燃烧室里衬后方至少部分布置有壁元件（18）。为了改善功能以及改善功率效益，按照本发明规定，壁元件与相关的燃烧室里衬间隔地布置，使得形成间隙（14）。在间隙中可以布置热交换器或绝热材料。

Description

炉灶
技术领域
本发明涉及一种炉灶，尤其单室炉灶，其带有燃烧室，燃烧室被燃烧室里衬限定边界并且能穿过门而进入，其中，燃烧室里衬至少部分由陶瓷或玻璃陶瓷材料制成，以及其中，在背对燃烧室的一侧上在陶瓷或玻璃陶瓷制成的燃烧室里衬后方至少部分布置有壁元件。
背景技术
在目前的炉灶中，在燃烧室内使用耐火建材，耐火建材或属于天然硅酸盐，或属于人造硅酸盐。
属于天然造硅酸盐的有所谓的铝硅酸盐，在这种铝硅酸盐中，硅部分被铝替代。属于此的例如有岛状硅酸盐、层状硅酸盐和架状硅酸盐如云母、硅线石、莫来石和长石。蛭石，一种层状硅酸盐，达到了作为绝热材料的技术意义，其是一种蕴藏在自然界中的、通过剥蚀产生的矿物（云母片岩），带有例如下列化学分子式(Mg,Ca,K,Fe)3(Si,AL,Fe)4O10(OH)2O4H2O。通过特殊的热处理，化合的水被震动状地排出，其中，蛭石被膨胀到其体积的10至35倍。膨胀后的蛭石大多可以作为颗粒，部分也作为板而买到并且基于其较低的价格而通常被用于燃烧室里衬。
这些用作燃烧室里衬或耐火材料的硅酸盐，总体上共同地具有很小的耐温度变化性能（＜500℃）、很高的膨胀系数（i.d.R＞10x10-6k-1）、很小的化学稳定性以及很高的渗透性。由此总体上造成了作为燃烧室里衬的受限的应用性能。
陶瓷产品正好在热膨胀系数方面具有有利的特性，陶瓷产品属于人工硅酸盐。在此尤其提到堇青石陶瓷（CTE约3x10-6k-1，镁铝硅酸盐），堇青石陶瓷直接在烧结带有陶土、高岭土、耐火黏土、刚石和莫来石的添加物的滑石或滑石粉时产生。纯陶瓷堇青石的成分近似简化为约14%的MgO、35%的Al2O3和51%的SiO2。
陶瓷产品通过燃烧制造，此时带有添加剂如石英砂或石英粉末的陶土被处理。在炉灶的燃烧室中使用耐火产品。最适合使用的就是所谓的耐火砖。人们通过在高温下燃烧原始的、塑性的陶土和剧烈燃烧的粗颗粒状粉碎的耐火陶土的混合物而获得耐火砖。质量较高的耐火砖（高应用温度）的特征在于尽量高的Al2O3成分，以便形成尽量多的莫来石3Al2O3*2SiO2。
尽管基于热膨胀系数而更好的耐温度变化性能，这些材料共同基于其通过烧结过程的制造而具有巨大的渗透性。结合炉灶的燃烧室内的腐蚀性气体，这导致很小的机械和化学稳定性。
玻璃，尤其是玻璃陶瓷，联合了所有基本特性，以便适合作为燃烧室里衬的材料。尤其是较小的热膨胀系数（＜1.5x10-6k-1）、不存在的渗透性、高耐温度变化性能（至800℃）、化学和机械的稳定性适合于这种应用。
玻璃和玻璃陶瓷属于人工硅酸盐。尤其是带有完全确定的、适用于特殊目的的特性的特殊玻璃，可以利于在炉灶中的使用。在此要提的是玻璃陶瓷，其例如已经用作观察窗。
这种炉灶由DE 198 01 079公开。在此使用一种结构，在这种结构中，耐火砖上安装有玻璃陶瓷成型件。耐火砖这样配属于燃烧室，使得玻璃陶瓷成型件限定燃烧室的边界。为了更好的效率，玻璃陶瓷成型件配设有反射红外辐射的涂层。
此外由现有技术公开了一种烟囱，烟囱的燃烧室由储热的或绝热的材料限定边界。现在为此目的尤其使用耐火砖、蛭石、钙硅酸盐板或硅线石。若设备/炉灶具有附加的用于使水或空气变暖/加热的装置，例如热交换器，那么这个热交换器主要定位在燃烧室内炉灶上方。例如DE 31 23 568描述了一种带有间隙的烟囱，在间隙内，液体穿流而过的热交换器通过循环空气被加热。
由DE 102 08 089公开了一种附加模块，该附加模块可以插套在市面上常见的烟囱炉上，以便利用烟气的废热加热水。
此外，由现有技术公开了水换热器，其由导水的壁的形成。导水的壁在此配属于燃烧室。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，创造一种本文开头所述类型的炉灶，其以改良后的功能实现了较高的功率收益。
该技术问题由此解决，即，由陶瓷或玻璃陶瓷制成的相关燃烧室里衬的壁元件被间隔布置，从而形成一个间隙。间隙可以例如由此用于热传递，即，通过陶瓷或玻璃陶瓷，来自燃烧室的热能被排出并且进入间隙。通过陶瓷或玻璃陶瓷的设计，可以根据应用情形控制到间隙的热量输入。陶瓷或玻璃陶瓷在其面朝燃烧室的那一侧上形成了一个易于清洁的表面，简单地用扫帚或传统的玻璃清洁剂就能将干扰性的烟灰沉积物从该表面清除。因此确保了可以达到保持相同的高效率。尤其在有小炉灶的空间加热器中，基于玻璃陶瓷的类似镜面的表面，实现了燃烧室的视觉扩大。此外，可以从侧向位置看到火焰，这如果没有按本发明的燃烧室里衬就无法毫无困难地实现。
按照一种优选的发明变型方案，在陶瓷或玻璃陶瓷与壁元件之间的间隙中布置有热交换器。热交换器在此可以例如构造成空气/水-热交换器（或其它介质，例如油）。但也可以考虑的是，将空气/空气-热交换器定位在间隙中。通过陶瓷或玻璃陶瓷，红外辐射被从燃烧室排出。红外辐射作用到热交换器上并且加热在热交换器中流动的热交换器介质。相比现有技术，现在提供这样的优势，即，借助红外辐射通过陶瓷或玻璃陶瓷的导引，可以达到热交换器的更佳的效率。此外，热交换器防腐蚀地安装在陶瓷或玻璃陶瓷后方。当热交换器构造成空气/水-热交换器时，对流部分也能用于热交换器加热。与之对应的是，在间隙内产生了空气流动，其将加热后的空气导引通过热交换面。
一种特别优选的发明变型方案在于，燃烧室里衬对于红外辐射部分透明或配设有吸收红外辐射的涂层。以此方式确保，红外辐射的一部分从燃烧室通过陶瓷或玻璃陶瓷到达间隙内。陶瓷或玻璃陶瓷附加地吸收一部分红外辐射。陶瓷或玻璃陶瓷由于吸收了红外辐射而变热，因而实现了到间隙内以及因此到必要时布置在间隙内的热交换器装置内的附加的能量输入。
按本发明的炉灶可以设计成在间隙内形成一个空气导引通道。这个空气导引通道与外界环境连通，因而可以实现附加地对流加热其中安装着炉灶的安装室。也可以考虑将空气导引通道连接在外部的热交换器上。
特别优选的是一种实施变型方案，在该方案中，热交换器布置在空气导引通道中。以此方式，热交换器既能用红外辐射加热又能对流加热，并且实现了一种节省空间的结构方式。
按照一种备选的发明变型方案，间隙至少部分用形式为散装物料或形式为柔软易曲的垫子的绝热材料填充。在这种变型方案中，耐高温的陶瓷或玻璃陶瓷提供了能方便地清洁炉内腔和改善视觉外观的优势。对烟囱或炉的隔热而言可以使用用于隔热的材料，这些材料目前并未使用在炉结构中。可以考虑的是，在间隙中安置颗粒、砂或其它散装物料、纤维垫或纤维板或例如空心球。它们可以大大减轻炉的重量以及使炉更为轻便和易于运输。可以考虑构造壁元件，在壁元件中，陶瓷或玻璃陶瓷、填充的绝热材料和壁元件形成了一种封闭的结构单元，该结构单元可以作为一个整体得到操作和安装。
附图说明
接下来借助附图所示实施例详细阐述本发明。其中：
图1以示意性侧视图和剖面图示出了带有空气/水-热交换器的炉灶；以及
图2以示意性侧视图和剖面图示出了带有隔热装置的炉灶。
具体实施方式
图1示出了炉灶，其典型地使用在居住区/起居内室中。这种炉灶具有燃烧室10，燃烧室被燃烧室里衬13包围。在正面，穿过带有用玻璃陶瓷或玻璃材料制的观察窗的门11可以进入燃烧室10。在门11的上方设置有正面里衬12，正面里衬可以由耐火砖或铸铁材料形成，尤其是以传统方式构造。
燃烧室里衬13当前由五块陶瓷或玻璃陶瓷材料制的板构成。与之相应的是设有一块顶侧的板13.1、一个后壁13.2、一个底部13.3和两个垂直的侧壁13.4。顶侧的板13.1和后壁13.2与炉灶的壁元件18平行间隔地放置。以此方式产生了间隙14。底部13.3与底座17的分界壁平行间隔。以此方式在底部13.3和分界壁之间形成了一个构造成空气导引通道15的间隙14。如箭头所示可知，空气导引通道15与迟滞的间隙14空间相连。在正面，空气导引通道15通过入口15.1与放置有炉灶的房间在空间上相连。在顶侧的板13.1和所配属的壁元件18之间同样形成有一个间隙14，该间隙在正面通过出口16与安装室空间相连。间隙14和空气导引通道15形成了空气导引系统，外界空气可以通过该空气导引系统循环。
在间隙14中安装有热交换器20。热交换器20当前被构造成空气/水热交换器。其具有铺设在间隙14内的管路。水可以通过这些管路循环，为此例如在外部连接有泵。
在炉运行期间，在燃烧室10内产生了火焰40，火焰发出红外辐射。这种红外辐射通过燃烧室里衬13（顶侧的板13.1、后壁13.2和侧壁13.4）的对红外辐射部分透明的陶瓷或玻璃陶瓷排出并且进入相关的间隙中。在此，红外辐射碰撞到热交换器20并且加热该热交换器以及因而加热导入热交换器20的载热材料。燃烧室里衬13的陶瓷板或玻璃陶瓷板可以尤其配设有吸收红外辐射的涂层，因此通过吸收过程，陶瓷或玻璃陶瓷被加热。以此方式面对空气导引通道15产生了一个加热后的面，循环的空气可以在该面上变热。这样做的优势在于，热交换器20可以附加地通过对流过程被加热。因此专门在炉灶的加热阶段可以实现到存储介质（水）的高能量输入。加热后的空气通过出口16排出到房间内，由此可以附加地用于房间供暖。
图2示出了炉灶的另一种实施变型方案，其基本上与按图1的炉灶一致地构造。仅在顶侧的板13.1、后壁13.2和侧壁13.4以及各相关的壁元件18之间的间隙14构造得不同。按图1的实施形式中设置有热交换器20，而按图2的间隙14则用形式为散装物料，亦即尤其是形式为颗粒的绝热材料装填。取代散装物料的是，也可以在燃烧室里衬13的陶瓷板或玻璃陶瓷板后方在间隙14中设置柔软易曲的绝热垫。这种柔软易曲的垫一方面由燃烧室里衬13另一方面则由壁元件18支撑和保持。

Claims (15)

1.一种炉灶，尤其是单室炉灶，带有燃烧室（10），燃烧室被燃烧室里衬（13）限定边界并且能够穿过门（11）或盖进入该燃烧室，其中，燃烧室里衬（13）至少部分用陶瓷材料或玻璃陶瓷材料制成，以及其中，在背对燃烧室（10）的一侧上在用陶瓷或玻璃陶瓷制的燃烧室里衬（13）后方至少部分布置有壁元件（18），其特征在于，所述壁元件（18）与相关的燃烧室里衬（13）间隔地布置，从而形成间隙（14）。
2.按权利要求1所述的炉灶，其特征在于，在所述间隙（14）中布置热交换器（20）。
3.按权利要求2所述的炉灶，其特征在于，所述热交换器（20）被构造成空气/水-热交换器。
4.按权利要求2或3所述的炉灶，其特征在于，燃烧室里衬（13）对于红外辐射局部透明或配设有吸收红外辐射的涂层。
5.按权利要求1至4之一所述的炉灶，其特征在于，在间隙（14）内形成空气导引通道（15）。
6.按前述权利要求之一所述的炉灶，其特征在于，热交换器（20）布置在空气导引通道（15）中。
7.按权利要求1至6之一所述的炉灶，其特征在于，间隙（14）至少部分被装填了形式为散装物料或形式为柔软易曲的垫的绝热材料。
8.按权利要求1至7之一所述的炉灶，其特征在于，燃烧室里衬（13）由玻璃陶瓷材料构成，该玻璃陶瓷材料包含高温石英混合晶体作为主晶相。
9.按权利要求1至7之一所述的炉灶，其特征在于，燃烧室里衬（13）由玻璃陶瓷材料构成，该玻璃陶瓷材料包含热液石英混合晶体作为主晶相。
10.按权利要求1至7之一所述的炉灶，其特征在于，燃烧室里衬（13）由玻璃陶瓷材料构成，其中，包括玻璃陶瓷的物体的组织具有由热液石英混合晶体构成的主晶相以及由高温石英混合晶体构成的第二晶相，其中，在高温石英混合晶体相和热滚石英混合晶体相之间的比例向着包括玻璃陶瓷的物体的边缘连续地或逐级地上升。
11.按权利要求1至7之一所述的炉灶，其特征在于，燃烧室里衬（13）由玻璃陶瓷材料构成，其中，包括玻璃陶瓷的物体的组织具有由热滚石英混合晶体构成的主晶相以及由高温石英混合晶体构成的第二晶相，以及附加地作为辅助相具有锌类晶石混合晶体、钛酸锆混合晶体、氧化钛混合晶体直至具有类似莫来石和/或类似塞拉西安（Celasian）的晶相。
12.按权利要求1至7之一所述的炉灶，其特征在于，燃烧室里衬（13）由玻璃陶瓷材料构成，其中，包括玻璃陶瓷的物体的组织具有由热滚石英混合晶体构成的主晶相以及由高温石英混合晶体构成的第二晶相，以及附加地作为辅助相具有锌类晶石混合晶体、钛酸锆混合晶体、氧化钛混合晶体直至具有莫来石和/或类似塞拉西安（Celasian）的晶相，以及具有带尽量非结晶形的组织的边缘区域。
13.按权利要求9至12之一所述的包括玻璃陶瓷的组织，其特征在于，尽量非结晶形的第一组织区域的边缘区域积聚在锌类晶石混合晶体上，和/或尽量非结晶形的第一组织区域的非边缘区域积聚在锌类晶石混合晶体上。
14.按权利要求1至7之一所述的炉灶，其特征在于，燃烧室里衬（13）由玻璃陶瓷材料构成，玻璃陶瓷材料含有例如堇青石、莫来石、石英砂（经烧结的石英玻璃）、蛭石、耐火黏土、石英玻璃。
15.按权利要求1至7之一所述的炉灶，其特征在于，燃烧室里衬（13）由玻璃陶瓷材料构成，玻璃陶瓷材料含有例如尖晶石、云母、长石或含有大量这些矿物的陶瓷。
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