CZ300694B6 - Komínová hlava - Google Patents

Abstract

Komínová hlava (110, 210, 310, 410) s krycí deskou (12), ve které jsou vedle sebe smerem vzhuru usporádána ústí pruduchu (14) spalin a zavetrávacího a odvetrávacího pruchodu (16) a mezi nimi vzhuru otevrené ústí pruduchu (18) cerstvého vzduchu, pricemž nad ústím pruduchu (14) spalin je nástavec (20) spalin a nad ústím zavetrávacího a odvetrávacího pruduchu (16) je zavetrávací a odvetrávací nástavec (22), který v blízkosti krycí desky (12) má alespon jeden nasávací otvor (24) pro zavetrávací vzduch. Nad ústím pruduchu (18) cerstvého vzduchu je umístena vodicí plocha (234, 334, 434) prekrývající ústí. Vodicí plocha (234, 334, 434) má tvar se zlomovou hranou (36), uzpusobený pro odvod spalin vystupujících z nástavce (20) spalin smerem vzhuru, a pro odvod z nástavce (20) spalin vystupujících spalin pryc pres ústí pruduchu (18) cerstvého vzduchu a pres nasávací otvor (24) zavetrávacího a odvetrávacího nástavce (22).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká komínové hlavy s krycí deskou, ve které jsou vedle sebe uspořádána ústí průduchu spalin a zavětrávacího a odvětrávacího průchodu, otevřená směrem vzhůru a mezi nimi ústí průduchu Čerstvého vzduchu, otevřené směrem vzhůru, 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 projeden 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 popisuje dále zařízení na přívod spalovacího vzduchu a odvod kouřových plynů, přičemž spaliny vystupují z nástavce 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, nebojsou 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.

⁴⁵

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 uspořádána ústí průduchu spalin a zavétrávacího a odvětrávacího průchodu, otevřená směrem vzhůru a mezi nimi ústí průduch čerstvého vzduchu, otevřené směrem vzhůru, přičemž nad ústím průduchu spalin je nástavec spalin a nad ústím zavétrávacího a odvětrávacího průduchu je zavětrávací a odvětrávací nástavec, který má v blízkosti krycí desky alespoň jeden nasávací otvor pro zavětrávací vzduch, u které je podle vynálezu nad ústím průduchu čerstvého vzduchu umístěno vodicí zařízení přelo krývající ústí průduchu a u kterého má vodicí zařízení tvar se zlomovou hranou, který je uzpůsobený pro odvádění proudu spalin, vystupujícího z nástavce spalin, směrem vzhůru, a pro odvádění spalin vystupujících z nástavce spalin pryč přes ústí průduchu čerstvého vzduchu a přes nasávací otvor zavétrávacího a odvětrávacího nástavce. Komínová hlava je s výhodou provedena tak, že vodicí zařízení má tvar stříšky s čelními plochami otevřenými pro vzduch, přičemž hřeben stříšky slouží jako zlomová hrana.

Komínová hlava je přitom s výhodou provedena tak, že je hřeben stříšky vodícího zařízení orientován ve směru příčné osy krycí desky (12).

Vodicí zařízení má trojúhelníkovitý příčný průřez, s výhodou v příčném průřezu ve tvaru rovnoramenného trojúhelníku, popřípadě má v příčném průřezu tvar pětiúhelníku.

Vodicí zařízení má v patní oblasti v blízkosti krycí desky otvory.

S výhodou je nad ústím průduchu čerstvého vzduchu vodicí zařízení uspořádané tak, že spaliny vystupující z nástavce spalin jsou odváděny vzhůru a proudění se odtrhává na zlomové hraně vodícího zařízení.

Pokud se použije vodicí zařízení, které se nenapojuje bezprostředně na zavětrávacím a odvětráva30 cím nástavci, nýbrž které jen překrývá ústí zavétrávacího průduchu, mohou se v důsledku Coandova jevu spaliny hromadit na vnější straně vodícího zařízení, a tak za nepříznivých větrných poměrů vést přímo do sacího otvoru zavétrávacího a odvětrávacího nástavce.

Aby se i v tomto případě zabránilo vnikání spalin z průduchu spalin do sacího otvoru zavětráva35 čího průduchu, doporučuje se vodicí zařízení, které překrývá ústí průduchu čerstvého vzduchu a která spaliny vystupující z průduchu spalin odhání směrem vzhůru a má zlomovou hranu.

Vodicí zařízení je s výhodou vytvořeno jako stříška, přičemž hřeben stříšky probíhá zhruba ve směru příčné osy krycí desky. Čelní plochy vodícího zařízení 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.

Stříškovité vodicí zařízení může být vytvořeno jako šikmá stříška s plochami stříšky sahajícími až k ploše vespod, takže vznikne trojúhelníkovitý příčný průřez.

Zvláště elegantně působí vodicí zařízení pokud má v příčném průřezu tvar rovnoramenného trojúhelníku.

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

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

R [%] = -x 100

Obsah CO₂ (spaliny) - obsah CO₂ (okolí)

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

V diagramu 1, viz obr. 7, je uveden recirkulační poměr v zavětrávacím vzduchu zavětrávacího a odvětrávacího průduchu a v diagramu 2, viz obr. 7 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 io 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 stříška) do 45° (šikmá stříška) 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 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 vodicím zařízením, může mít vodicí zařízení v příčném průřezu tvar pětiúhelníku.

Vodicí zařízení může mít v zásadě libovolný příčný průřez. Je ale důležité, aby v oblasti vrcholu stříšky byla zlomová hrana, která umožňuje odpoutání proudu. V patní oblasti vodícího zařízení 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 závětmé straně zlomové hrany.

Přehled obrázků na výkresech

Další podrobnosti, výhody a význaky vynálezu vyplývají nejen z nároků a význaků z nich vyplývajících anebo jejich kombinaci, nýbrž také z následujícího popisu příkladu výhodného provede40 ní, 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 deskovitým vodicím zařízením, obr. 4 je v bokorysu znázorněná druhá komínová hlava v příčném průřezu s trojúhelníkovitým vodicím zařízením, obr. 5 je v bokorysu znázorněná třetí komínová hlava v příčném průřezu s trojúhelníkovitým vodicím zařízením a obr. 6 je v bokorysu znázorněná čtvrtá komínová hlava v příčném průřezu s pětiúhelníkovitým vodicím zařízením.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je v půdorysu schematicky znázorněna komínová hlava 10 a na obr. 2 tatáž hlava v bokorysu. Komínová hlava JO je opatřena krycí deskou 12, ve které jsou vedle sebe uspořádány směrem nahoru otevřená ústí průduchu J4 spalin a zavětrávacího a odvětrávacího průduchu 16, jakož i mezi nimi směrem nahoru otevřené ústí průduchu 18 čerstvého vzduchu. Nad ústím prů55 duchu J_4 spalin je kónický nástavec 20 spalin a nad ústím zavětrávacího a odvětrávacího průduCZ 300694 B6 chu jó je kónický zavětrávací 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 zavetrávacím a odvětrávacím průduchu 16 je uvnitř zavětrávacího průduchu 26 uspořádán odvětrávací průduch 28 tak, že pro zavětrávání zůstává volný prstencoví tý příčný průřez.

Na obr. 1 je rovněž vyznačena podélná osa 30 krycí desky 12 a příčná osa 32 krycí desky 12Na obr. 1 jsou šipkami B vyznačeny směry proudění větru ve vodorovné rovině, přičemž nejnepříznivější proudění vzduchuje při β = 180°, které proudí přesně ve směru podélné osy 30 od nástavce 20 spalin k zavětrávacímu a odvětrávacímu nástavci 22.

io

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

is Na obr. 3 je v bokorysu znázorněna první komínová hlava 110 podle vynálezu s deskovitým vodicím zařízením 134. Vodicí zařízení 134 je provedeno jako tenká deska, která vychází od nástavce 20 spalin a překrývá s odstupem ústí průduchu J_8 čerstvého vzduchu, jakož i nasávací otvor 24 zavětrávacího a odvětrávacího nástavce 22. Deska je širší než je ústí průduchu J_8 čerstvého vzduchu a má v oblasti nástavce 20 spalin a zavětrávacího a odvětrávacího nástavce 22 otvory, kterými procházejí.

Na obr. 4 je v bokorysu znázorněna druhá komínová hlava 210 podle vynálezu se stříškovitým vodicím zařízením 234, které vychází z krycí desky J_2. Vodicí zařízení 234 je v příčném průřezu vytvořeno trojúhelníkovitě, přičemž rovnoběžně s příčnou osou 32 krycí desky J_2 probíhající hřeben stříšky 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 stříškovitým vodicím zařízením 334, které vychází z krycí desky 12. Vodicí zařízení 334 je v příčném průřezu vytvořeno 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 vodicím zařízením 434, které vychází z krycí desky 12. Vodicí zařízení 434 je v příčném průřezu vytvořeno 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 12Při pohledu v příčném průřezu vycházejí z horní strany krycí desky J_2 zhruba v pravém úhlu boční stěny 438, 440, které jsou nahoře skloněny a spojeny v hřebenu stříšky.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   5 1, Komínová hlava (210, 310, 410) s krycí deskou (12), ve které jsou vedle sebe uspořádána ústí průduchu (14) spalin a zavětrávacího a odvětrávacího průchodu (16), otevřená směrem vzhůru a mezi nimi ústí průduch (18) čerstvého vzduchu, otevřené směrem vzhůru, 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 má v blízkosti krycí desky (12) alespoň io jeden nasávací otvor (24) pro zavětrávací vzduch, vyznačující se tím, že nad ústím průduchu (18) čerstvého vzduchuje umístěno vodicí zařízení (234, 334, 434) překrývající ústí průduchu (18), a že vodicí zařízení (234, 334, 434) má tvar se zlomovou hranou (36), kterýje uzpůsobený pro odvádění proudu spalin vystupujícího z nástavce (20) spaliny směrem vzhůru a pro odvádění spalin vystupujících z nástavce (20) spalin pryč přes ústí průduchu (18) čerstvého

   15 vzduchu a přes nasávací otvor (24) zavětrávacího a odvětrávacího nástavce (22).
2. 2. Komínová hlava podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodicí zařízení (234, 334, 434) má tvar stříšky s čelními plochami otevřenými pro vzduch, přičemž hřeben stříšky slouží jako zlomová hrana (36).
3. 3. Komínová hlava podle nároku 2, vyznačující se tím, že hřeben stříšky vodícího zařízení (234, 334, 434) je orientován ve směru příčné osy (32) krycí desky (12).
4. 4. Komínová hlava podle nároků laž3, vyznačující se tím, že vodicí zařízení

   25 (234,334) má trojúhelníkovitý příčný průřez.
5. 5. Komínová hlava podle nároku 4, vyznačující se tím, že vodicí zařízení (334) má v příčném průřezu tvar rovnoramenného trojúhelníku.

   30
6. 6. Komínová hlava podle nároků 1 až5, vyznačující se tím, že vodicí zařízení (434) má v příčném průřezu tvar pětiúhelníku.
7. 7, Komínová hlava podle nároků laž6, vyznačující se tím, že vodicí zařízení (234,334,434) má v patní oblasti v blízkosti krycí desky (12) otvory.