CZ2003618A3

CZ2003618A3 - Komínová hlava

Info

Publication number: CZ2003618A3
Application number: CZ2003618A
Authority: CZ
Inventors: Rudolf Rawe; Christian Lennartz; Andreas Jaspers
Original assignee: Schiedel Gmbh & Co.
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2003-08-13
Also published as: EP1370804A1; DE10113568B4; DE10113568A1; SK2832003A3; SK286333B6; HRP20030245A2; DE50205942D1; HUP0301595A2; WO2002075215A1; PL197269B1; PL359644A1; CZ300694B6; HU228966B1; HRP20030245B1; ATE319045T1; EP1370804B1

Description

Komínová hlava

Oblast techniky

Vynález se týká komínové hlavy s krycí deskou, ve které jsou vedle sebe směrem vzhůru uspořádána ústí průduchu spalin a zavětrávacího a odvětrávacího průchodu a mezi nimi vzhůru otevřené ústí průduchu čerstvého vzduchu, přičemž nad ústím průduchu spalin je nástavec spalin a nad ústím zavětrávacího a odvětrávacího průduchu je zavětrávací a odvětrávací nástavec, který má v blízkosti krycí desky alespoň jeden nasávací otvor pro zavětrávací vzduch.

Dosavadní stav techniky

Komínová hlava má průduch spalin, zavětrávací a odvětrávací průduch a mezi nimi uložený průduch čerstvého vzduchu s ústím obráceným vzhůru.

Zavětrávací a odvětrávací průduch má uvnitř zavětrávacího průduchu, většinou v jeho středu, odvětrávací průduch tak, že zavětrávací vzduch je veden v prstencovité mezeře v protiproudu k odvětrávacímu vzduchu. Zavětrávací vzduch se nasává v patní oblasti zavětrávacího a odvětrávacího nástavce. K tomuto účelu tam je jeden nebo více sacích otvorů nebo je celá patní oblast provedena jako mřížka kolem celého obvodu. V zavětrávacím a odvětrávacím průduchu se s výhodou napojují ohniště, která pracují nezávisle na vzduchu v místnosti.

Zvláštní průduch čerstvého vzduchu se zřizuje když se čerstvý vzduch dostává do styku se vzduchem v místnosti, například u otevřených krbových kamen nebo u ohniště na pevné palivo.

• · • · · · • · • · · ·

Z DE-A 33 42 360 a DE 296 21 701 U1 je známa komínová hlava vždy pro jeden průduch spalin a jeden průduch čerstvého vzduchu, přičemž spaliny unikají nad krycí deskou a zavětrávací vzduch se nasává pod krycí deskou a vede se do průduchu čerstvého vzduchu.

Podobné řešení je známo z DE-U 297 19 924 pro komínovou hlavu se dvěma vedle sebe uspořádanými průduchy, přičemž alespoň jeden z průduchů je tvořen jako zavětrávací a odvětrávací průduch. Zavětrávací vzduch pro zavětrávací a odvětrávací průduch se nasává pod límcovitě vytvořenou krycí deskou.

DE-G 92 01 176.4 spalovacího vzduchu a vystupují z nástavce popisuje dále zařízení na přívod odvod kouřových plynů, přičemž spaliny spalin nad střešní krytinou, zatímco čerstvý vzduch se nasává pod střešní krytinou a přivádí se k spalování v zavětrávacím a odvětrávacím průduchu.

Ve výše uvedených případech je provedení komínové hlavy poměrně nákladné, protože buď je potřeba pod krycí deskou další uzavírací deska nebo jsou na spodní straně krycí desky potřeba prvky, které vodí vzduch. V obou výše uvedených případech není krycí deska vytvořena z jednoho kusu spolu s opláštěním komína.

Úkolem předkládaného vynálezu je u výše popsané komínové hlavy omezit míru recirkulace spalin do průduchu čerstvého vzduchu zavětrávacího a odvětrávacího průduchu i za nepříznivých větrných poměrů na méně než 5 %. Nepříznivé větrné poměry se vyskytují když vítr vane ve směru podélné osy krycí desky od průduchu výstupu spalin k zavětrávacímu a odvětrávacímu průduchu. Kromě toho má být krycí deska podle možnosti vyrobitelná z jednoho kusu s opláštěním komína.

Podstata vynálezu

Uvedené řeší komínová hlava s krycí deskou, ve které jsou vedle sebe směrem vzhůru uspořádána ústí průduchu spalin a zavětrávacího a odvětrávacího průchodu a mezi nimi vzhůru otevřené ústí průduchu čerstvého vzduchu, přičemž nad ústím průduchu spalin je nástavec spalin a nad ústím zavětrávacího a odvětrávacího průduchu je zavětrávací a odvětrávací nástavec, který v blízkosti krycí desky má alespoň jeden nasávací otvor pro zavětrávací vzduch, u které je podle vynálezu nad ústím průduchu čerstvého vzduchu umístěna vodící plocha překrývající ústí a u které vodící plocha má tvar se zlomovou hranou, uzpůsobený pro odvod spalin vystupujících z nástavce spalin směrem vzhůru, a pro odvod z nástavce spalin vystupujících spalin pryč přes ústí průduchu čerstvého vzduchu a přes nasávací otvor zavětrávacího a odvětrávacího nástavce.

Komínová hlava je s výhodou provedena tak, že vodící plocha má tvar stříšky s čelními plochami otevřenými pro vzduch, přičemž hřeben slouží jako zlomová hrana. Komínová hlava je přitom s výhodou provedena tak, že je hřeben stříškovité vodící plochy orientován ve směru příčné osy krycí desky (12).

Vodící plocha má trojúhelníkovitý průřez, s výhodou v průřezu ve tvaru rovnoramenného trojúhelníku, popřípadě má v průřezu tvar pětiúhelníku.

Vodící plocha má v patní oblasti v blízkosti krycí desky otvory.

S výhodou je nad ústím průduchu čerstvého vzduchu vodící plocha uspořádána tak, že spaliny vystupující z nástavce spalin jsou odváděny vzhůru a proudění se odtrhává na zlomové hraně vodící plochy.

Pokud se použije vodící plocha, která se nenapojuje bezprostředně na zavětrávacím a odvětrávacím nástavci, nýbrž která jen překrývá ústí zavětrávacího průduchu, mohou se v důsledku Coandova jevu spaliny hromadit na vnější straně vodící plochy a tak za nepříznivých větrných poměrů vést přímo do sacího otvoru zavětrávacího a odvětrávacího nástavce.

Aby se i v tomto případě zabránilo vnikání spalin z průduchu spalin do sacího otvoru zavětrávacího průduchu, doporučuje se vodící plocha, která překrývá ústí průduchu čerstvého vzduchu a která spaliny vystupující z průduchu spalin odhání směrem vzhůru a má zlomovou hranu.

Vodící plocha je s výhodou vytvořena jako stříška, přičemž hřeben stříšky probíhá zhruba ve směru příčné osy krycí desky. Čelní plochy vodící plochy jsou pro vzduch volné a umožňují vstup čerstvého vzduchu ze strany do prostoru pod zakrytím, v jehož spodní ploše je ústí průduchu čerstvého vzduchu. Pod čelní plochou, která je otevřená pro vzduch se podle vynálezu nerozumí jenom zcela volná, nýbrž také mřížkou opatřená čelní plocha.

Stříškovitá vodící plocha může být vytvořena jako šikmá stříška s plochami stříšky sahajícími až k ploše vespod, takže vznikne trojúhelníkovitý průřez.

Zvláště elegantně působí vodící plocha pokud má v průřezu tvar rovnoramenného trojúhelníku.

Na komínové hlavě s touto vodící plochou byly měřeny recirkulační poměry za různých podmínek proudění. Recirkulační poměr R v % byl stanovován měřením obsahu CO2 podle vzorce:

• ·« · ···· • ·· ·

Obsah CO₂ (zavětrávací vzduch) - obsah C0₂ (okolí)

R 91%] x 100

Obsah CO₂ (spaliny) - obsah CO₂ (okolí)

Podle analogického vzorce s obsahem CO₂ (čerstvý vzduch) namísto obsahu CO₂ (zavětrávací vzduch) se měřil recirkulační poměr v průduchu čerstvého vzduchu.

V diagramu 1 je uveden recirkulační poměr v zavětrávacím vzduchu zavětrávacího a odvětrávacího průduchu a v diagramu 2 je uveden recirkulační poměr v čerstvém vzduchu průduchu čerstvého vzduchu v závislosti na rychlosti vzduchu od 0 m/s (bezvětří) do 6 m/s pro různé úhly dopadu od -30° do +30°. Z nástavce spalin vystupují spaliny, které odpovídají spalování pevného paliva s výkonem 20 kW. Přitom uniká kolem 40 m³ spalin za hodinu s obsahem 10,2 obj. % CO₂. Proudění probíhá za nejméně příznivého úhlu proudění, tj. přesně ve směru od průduchu spalin k zavětrávacímu a odvětrávacímu průduchu. Úhel dopadu označuje proudění větru ve vertikální rovině probíhající rovnoběžně k směru přicházejícího proudění, přičemž proudění vzduchu šikmo ze spodu nahoru je přiřazena negativní hodnota úhlu dopadu větru. Sklon stříšky činí 23°.

Jak je to patrné z diagramů 1 a 2, není i u velmi nepříznivých dodatečných podmínek, konkrétně při rychlosti větru v rozsahu od 2 m/s do 3 m/s a při úhlu dopadu +30° šikmo se shora dolů dosažen recirkulační poměr 5 % ani u čerstvého vzduchu, ani v zavětrávacím vzduchu. I při jiných sklonech stříšky v rozsahu od 0° (plochá střecha) do 45° (šikmá střecha) se nenaměřily vyšší recirkulační poměry. Při zvyšujícím se sklonu stříšky se naměřily hodnoty nižší. U srovnávacího měření, při němž nad ústím průduchu čerstvého vzduchu byl kryt vytvořený jako polovina válce, byly v zavětrávacím vzduchu v zavětrávacím a odvětrávacím průduchu za jinak stejných podmínek naměřeny to · · · •to ·♦>· ····

recirkulační poměry více než 9 %. Ukazuje to velmi zřetelně vliv zlomové hrany na proudění u zakrytí v důsledku Coandova jevu.

Aby se dosáhlo co možná největšího prostoru pod vodící plochou, může mít vodící plocha v průřezu tvar pětiúhelníku.

Vodící plocha může mít v zásadě libovolný průřez. Je ale důležité, aby v oblasti vrcholu byla zlomová hrana, která umožňuje odpoutání proudu. V patní oblasti vodící plochy v blízkosti krycí desky mohou být uspořádány otvory. K tomu může být patní oblast například provedena jako mřížka. Tím může čerstvý vzduch proudit v podélném směru podél krycí desky a navíc vstupovat do prostoru ležícího na závětrné straně zlomové hrany.

Přehled obrázků na výkrese

Další podrobnosti, výhody a význaky vynálezu vyplývají nejen z nároků a význaků z nich vyplývajících anebo jejich kombinací, nýbrž také z následujícího popisu příkladu výhodného provedení, které je znázorněno na výkresu, kde na obr. 1 je v půdorysu schematicky znázorněna komínová hlava, obr. 2 je komínová hlava znázorněná v nárysu, obr. 3 je v bokorysu znázorněná první komínová hlava podle vynálezu s deskovitou vodící plochou, obr. 4 je v bokorysu znázorněná druhá komínová hlava v průřezu s trojúhelníkovitou vodící plochou, obr. 5 je v bokorysu znázorněná třetí komínová hlava v průřezu s trojúhelníkovitou vodící plochou a obr. 6 je v bokorysu znázorněná čtvrtá komínová hlava v průřezu s pětiúhelníkovitou vodící plochou.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je v půdorysu schematicky znázorněna komínová hlava 10 a na obr. 2 tatáž hlava v bokorysu. Komínová hlava 10 je ·· ·· tt · tt· ···· • · · · · · • tttt • tt · · tt · opatřena krycí deskou 12, ve které jsou vedle sebe uspořádány směrem nahoru otevřená ústí průduchu 14 spalin a zavětrávacího a odvětrávacího průduchu 16, jakož i mezi nimi směrem nahoru otevřené ústí průduchu 18 čerstvého vzduchu. Nad ústím průduchu 14 spalin je kónický nástavec 20 spalin a nad ústím zavětrávacího a odvětrávacího průduchu 16 je kónický závětrávací a odvětrávací nástavec 22, který má v blízkosti krycí desky 12 nasávací otvor 24 ve formě válcovité mřížky rozkládající se v oblasti jeho paty po celém jeho obvodu. V zavětrávacím a odvětrávacím průduchu 16 je uvnitř zavětrávacího průduchu 26 uspořádán odvětrávací průduch 28 tak, že pro zavětrávání zůstává volný prstencovitý průřez. Na obr. 1 je rovněž vyznačena podélná osa 30 krycí desky 12 a příčná osa 32 krycí desky 12.

Na obr. 1 jsou šipkami β vyznačeny směry proudění větru ve vodorovné rovině, přičemž nejnepříznivější proudění vzduchu je při β = 180°, které proudí přesně ve směru podélné osy 30 od nástavce 20 spalin k zavětrávacímu a odvětrávacímu nástavci 22.

Na obr. 2 jsou šipkami a vyznačeny úhly dopadu proudění větru ve vertikální rovině, přičemž proudění šikmo seshora dolů je přiřazena kladná hodnota úhlu dopadu a a proudění šikmo zespoda nahoru je přiřazena záporná hodnota úhlu dopadu a.

Na obr. 3 je v bokorysu znázorněna první komínová hlava 110 podle vynálezu s deskovitou vodící plochou 134. Vodící plocha 134 je provedena jako tenká deska, která vychází od nástavce 20 spalin a překrývá s odstupem ústí průduchu 18 čerstvého vzduchu, jakož i nasávací otvor 24 zavětrávacího a odvětrávacího nástavce 22. Deska je širší než je ústí průduchu 18 čerstvého vzduchu a má v oblasti nástavce 20 spalin a zavětrávacího a odvětrávacího nástavce 22 otvory, kterými procházejí.

··· • 9 · · · ·

99 9 •9 9 9 9 9 9 9

9 9999 999· ···· ···· 9 9 9

Na obr. 4 je v bokorysu znázorněna druhá komínová hlava 210 podle vynálezu se stříškovitou vodící plochou 234, která vychází z krycí desky 12. Vodící plocha 234 je v průřezu vytvořena trojúhelníkovitě, přičemž rovnoběžně s příčnou osou 32 krycí desky 12 probíhající hřeben tvoří zlomovou hranu 36 pro směr proudění probíhající ve směru podélné osy 30 krycí desky 12.

Na obr. 5 je v bokorysu znázorněna třetí komínová hlava 310 podle vynálezu rovněž se stříškovitou vodící plochou 334, která vychází z krycí desky 12. Vodící plocha 334 je v průřezu vytvořena jako rovnoramenný trojúhelník s ostrým úhlem, přičemž rovnoběžně s příčnou osou 32 krycí desky 12 probíhající hřeben tvoří zlomovou hranu 36 pro směr proudění probíhající ve směru podélné osy 30 krycí desky 12.

Na obr. 6 je v bokorysu znázorněna čtvrtá komínová hlava 410 podle vynálezu rovněž s vodící plochou 434, která vychází z krycí desky 12. Vodící plocha 434 je v průřezu vytvořena jako pětiúhelník, přičemž rovnoběžně s příčnou osou 32 krycí desky 12 probíhající hřeben tvoří zlomovou hranu 36 pro směr proudění probíhající ve směru podélné osy 30 krycí desky 12. Při pohledu v průřezu vycházejí z horní strany krycí desky 12 zhruba v pravém úhlu boční stěny 438, 440, které jsou nahoře skloněny a spojeny v hřebenu stříšky.

• · • ·· · reclrkulainl poměr % reclrkulainl poměr %

rychlost větru m/s

Diagram 1

>Uhel dopadu -30* úhel dopadu -15* úhel dopadu 0* úhel dopadu +15* Uhel dopadu +30*

♦ úhel dopadu	-30·
X úhel dopadu	-15·
— A'“úhel dopadu	o·
X úhel dopadu	♦15·
X ¹¹¹ úhel dopadu	♦30’

rychlost větru m/s

Diagram 2

44 4 4 44 · · · · •4 9 4 4 9 4 4 9

9 9 9 9 4 4 4 4

9 9 4 9 9 4 4 9 4 9

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Komínová hlava (210, 310, 410) s krycí deskou (12), ve které jsou vedle sebe směrem vzhůru uspořádána ústí průduchu (14) spalin a zavětrávacího a odvětrávacího průchodu (16) a mezi nimi vzhůru otevřené ústí průduchu (18) čerstvého vzduchu, přičemž nad ústím průduchu (14) spalin je nástavec (20) spalin a nad ústím zavětrávacího a odvětrávacího průduchu (16) je zavětrávací a odvětrávací nástavec (22), který v blízkosti krycí desky (12) má alespoň jeden nasávací otvor (24) pro zavětrávací vzduch, vyznačující se tím, že nad ústím průduchu (18) čerstvého vzduchu je umístěna vodící plocha (234, 334, 434) překrývající ústí a že vodící plocha (234, 334, 434) má tvar se zlomovou hranou (36), uzpůsobený pro odvod spalin vystupujících z nástavce (20) spalin směrem vzhůru, a pro odvod z nástavce (20) spalin vystupujících spalin pryč přes ústí průduchu (18) čerstvého vzduchu a přes nasávací otvor (24) zavětrávacího a odvětrávacího nástavce (22) .
2. Komínová hlava podle nároku 1 vyznačující se tím, že vodící plocha (234, 334, 434) má tvar stříšky s čelními plochami otevřenými pro vzduch, přičemž hřeben slouží jako zlomová hrana (36).
3. Komínová hlava podle nároku 2 vyznačující se tím, že hřeben stříškovité vodící plochy (234, 334, 434) je orientován ve směru příčné osy (32) krycí desky (12).
4. Komínová hlava podle nároků 1 až 3 vyznačující se tím, že vodící plocha (234, 334) má trojúhelníkovitý průřez.

·· 9999

99 9999

99 9999

41 5. Komínová hlava podle nároku 4 vyznačující se tím, že vodící plocha (334) má v průřezu tvar rovnoramenného trojúhelníku.

6. Komínová hlava podle nároků 1 až 5 vyznačující se tím, že vodící plocha (434) má v průřezu tvar pětiúhelníku. 7. Komínová hlava podle nároků 1 až 6 vyznačující se tím, že vodící plocha (234, 334, 434) má v patní oblasti v blízkosti krycí desky (12) otvory.

1/3