CZ307820B6 - Kamna na pevná paliva se dvěma spalovacími komorami - Google Patents

Abstract

Kamna na pevná paliva, se dvěma spalovacími komorami (1, 2), kde kamna jsou tvořena skříní (1000), která vykazuje první spalovací komoru (1), upravenou k uložení a spalování pevného paliva v jejím topeništi a vybavenou vstupními a výstupními otvory vzduchových přívodních a pro odpadní plyn odváděcích kanálů a vybavenou kotoučovým nebo deskovitým dvojitým dnem (10) topeniště, kde spodní části tohoto topeniště či jeho dnu (10) je přiřazen alespoň jeden z přívodů sekundárního spalovacího vzduchu a na kteréžto topeniště je centrálním průchodem (13) plynů, napojena druhá, dohořívací a popelová, spalovací komora (2), upravená pro spalování plynů, vyvíjených z pevného paliva v první spalovací komoře (1), přičemž první spalovací komora (1) je obklopena podkovovitým či prstencovitým prvním, alespoň jedním kanálem (11) přívodu primárního spalovacího vzduchu. V úrovni spodní části první spalovací komory (1) jsou v plášti kamen vytvořeny vnější otvory (201, 202, 203) pro vnější přívod primárního a sekundárního spalovacího vzduchu, a to s propojením na kanály (11, 12) přívodu primárního a prvního sekundárního spalovacího vzduchu, vytvořené v první spalovací komoře. Podstata vynálezu spočívá v tom, že skříň (1000) kamen je vytvořena s dvojitým pláštěm, kde vnitřní plášť (100) obepíná první spalovací komoru (1) a druhou spalovací komoru (2) a vytváří současně odváděcí kanály (14, 15) pro odpadní plyny a kde meziprostor (1001) mezi vnitřním pláštěm (100) a vnějším pláštěm (200) je upraven jako ohřívací konvenkční prostor ohřívaného vzduchu, přičemž propojení vnějších otvorů (201, 202, 203), pro vnější přívod primárního a sekundárního spalovacího vzduchu, a to propojení na první kanály (11) přívodu primárního spalovacího vzduchu, na druhé kanály (12) přívodu prvního sekundárního spalovacího vzduchu, a také propojení na dutinu (101) ve dvojitém dnu (10) první spalovací komory (1) pro přívod druhého sekundárního spalovacího vzduchu, je provedeno ohřívacími kanály (2011, 2021, 2031), vedoucími meziprostorem (1001) mezi vnějším pláštěm (200) a vnitřním pláštěm (100) kamen.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká kamen na pevná paliva, především na dřevo, kde jsou vytvořeny dvě spalovací komory, a to první komora, kde je uloženo a spaluje se pevné palivo, a druhá komora, kde se spalují hořlavé plyny, vyvinuté v první komoře za vyšší teploty zpěvného paliva. Technické řešení se zaměřuje na zlepšení v oblasti přívodu a regulace primárního a sekundárního vzduchu pro spalování jak pevného paliva, tak i hořlavých plynů zpěvného paliva vyvíjených. Současně se jedná i o řešení přestupu tepla z kamen do okolí.

Dosavadní stav techniky současnosti jsou známa různá provedení kamen, kde jsou vytvořeny dvě spalovací komory, a to první komora, kde se nachází zásoba pevného paliva, které se tam i samo o sobě spaluje, a druhá komora, napojená průchozím otvorem či kanálem na výstup z první komory, kde v této druhé komoře se spalují hořlavé plyny, vyvíjené za vyšší teploty v první komoře z tam přítomného pevného paliva. U kamen popsaného typuje třeba řešit přívod primárního vzduchu pro spalování pevného paliva a současně i přívod či přívody sekundárního vzduchu pro spalování hořlavých plynů, vyvinutých z pevného paliva v první komoře. Jedno ze známých řešení právě popsaného typu je patrné ze spisu EP 1340943, kde jsou vytvořena kamna na pevná paliva, zejména na dřevo, s vlastní skříní, která vykazuje šamotem obloženou první, palivovou zásobní a spalovací komoru, s blízko první spalovací komory umístěnými otvory vzduchových přívodních a pro odpadní plyny odváděčích kanálů, s kotoučovým nebo desko vitým dnem topeniště, jehož spodní části je přiřazen přívod sekundárního vzduchu a na které je centrálním průchodem vzduchu prostřednictvím prstencového průchodu, z pohledu proudění vzduchu, napojena druhá, dohorivací a popelová komora, přičemž v dolní části první spalovací komory centrálně umístěné dno tohoto topeniště je obklopeno prstencovým kanálem přívodu vzduchu, a kde mezi uvedenými komorami jsou vytvořeny otvory pro přívod primárního a sekundárního vzduchu, a to v kanálu přívodu vzduchu, přičemž podstata spočívá v tom, že otvory sekundárního vzduchu jsou vytvořeny jako v prstencovém kanálu provedené radiální průchody, kde každý takový radiální průchod je tvarován jako vývrt nebo vybrání ve střední oblasti alespoň dvou bočních okrajů spalovací komory, a že jsou vytvořeny, jako v poloze pode dnem první spalovací komory se nacházející a k centrálnímu, průchodem opatřenému dvojitému dnu náležející otvory pro přivádění sekundárního vzduchu do dohorivací komory. Dále je zde upraven přívod vzduchu z vnějšku tak, že na přední straně kamen je vytvořena štěrbina, a to alespoň jako výřez a/nebo řada se vzájemným odstupem vytvořených otvorů. Pro regulaci takových přívodů vzduchu je, přednostně na přední straně kamen, vytvořena společná regulační klapka přívodu vzduchu. Pro primární vzduch je patrné na jedné nebo na každé straně kamen, s určitými vzájemnými odstupy v obvodovém směru, uspořádání alespoň dvou k prstencovému kanálu náležejících otvorů. Uspořádání vstupů vzduchu do spalovací komory je takové, že prstencový kanál pro přívod vzduchu v tomto provedení obklopuje šamotovou desku, která podpírá v oblasti nad centrálním průchodem dno spalovací komory. Co se pak dále týče přívodu sekundárního vzduchu, jev tomto spisu patrné, že otvory pro sekundární vzduch ústí v axiálním meziprostoru mezi šamotovou deskou a pod ní uspořádaným dvojitým dnem. Dno první spalovací komory vykazuje pak ještě nad centrálním mezikomorovým průchodem umístěný vodorovný rošt, na který navazuje ke dvojitému dnu obrácená prstencová štěrbina.

Přívody vzduchu, upravené pro minimální přívod vzduchu jsou vytvořeny v tomto provedení zejména na zadní straně kamen, a to příkladně jako tryskovité radiální průchody, resp. jako vývrty s nastavitelnou šířkou, apod., které ústí v blízkosti dvojitého dna, nebo přímo do prstencovitého kanálu, výše zmíněného. Je zde uvedena varianta, kde prstencovitý kanál přívodu sekundárního vzduchu je integrován do stěn kamen, kde je vytvořen přímo ve vazbě na

- 1 CZ 307820 B6 šamotovou vyzdívku kamen, nebo k ní tvarově podobně přiléhá. Tvar komor, ve kterých jsou uloženy prstencový kanál a dvojité dno, vytvořené pod hlavním dnem, se rozšiřují směrem k přední stěně kamen, a to přednostně v trapézovém tvaru. Z hlediska možné interakce mezi výstupními kanály a prstencovým kanálem přívodu sekundárního vzduchu je uvedeno, že tyto výstupní kanály zahrnují alespoň zčásti oblast prstencového kanálu. V citovaném spise se zmiňuje i možnost pod dvojitým dnem přivádět terciární vzduch, a to zejména redukujícími větvemi již uváděného prstencového kanálu. Co se týče regulace v oblasti výstupních kouřových plynů, pak v citovaném spise je zmíněna i konstrukční varianta, kde dráha komínových plynů může mít vytvořen obtok, resp. může být odchýlena či přesměrována, například prostřednictvím uzávěrky či klapky v nátrubku kamen. Přitom z vyobrazení lze usuzovat, že klapka je umístěna tak, že mění poměr mezi množstvím plynů, vystupujících z kamen přímo z první spalovací komory ve vztahu k množství plynů, vystupujících ze druhé spalovací komory. Přitom je ještě uvedeno, že otevření dvířek spalovací komory kamen automaticky způsobuje obtok, resp. přesměrování ve vedení plynů, což je zřejmě opatření k podpoře přímého odtahu kouřových plynů v okamžiku přikládání paliva.

Popsaná kamna vykazují velmi dobré parametry z pohledu účinnosti spalování i účinnosti vytápění, ale v oblasti tepelné bilance se zde nevyužívá plně možností rekuperace tepla mezi výstupními plyny a přívody sekundárního vzduchu a zejména primárního vzduchu. To je závažné především z toho důvodu, že u tohoto typu kamen s druhou spalovací komorou pro hoření plynů, vyvíjených v první spalovací komoře, záleží ve velké míře na tom, aby teplota ve druhé spalovací komoře se udržovala relativně vysoká, a to nejen za provozu na vysoký výkon, ale také při sníženém výkonu a analogicky při roztápění kamen je velmi důležité dosáhnout co nejrychleji v uvedené druhé, plynové spalovací komoře provozní teploty co nejdříve.

Úkolem předkládaného vynálezu se v těchto souvislostech jeví jednak optimalizace v regulaci a předehřívání jak primárního, tak i sekundárního vzduchu na jejich přívodech, a současně i zlepšení v oblasti přestupu tepla do okolí kamen, a to pokud možno za přispění k urychlení roztápěcí fáze, tedy v podstatě období do dosažení hoření ve druhé spalovací komoře za podmínek maximálně účinného spalování jak z pohledu maximální výtěžnosti paliva, tak z hlediska minimalizace škodlivin v kouřových plynech.

Podstata vynálezu

Právě ve zmíněném úkolu vytčené cíle se v podstatné míře dosahují u předkládaného vynálezu, představovaného kamny na pevná paliva, se dvěma spalovacími komorami, kde kamna jsou tvořena skříní, která vykazuje první spalovací komoru, upravenou k uložení a spalování pevného paliva v jejím topeništi a vybavenou vstupními a výstupními otvory vzduchových přívodních a pro odpadní plyny odváděčích kanálů a vybavenou kotoučovým nebo deskovitým dvojitým dnem topeniště, kde spodní části tohoto topeniště či jeho dnu je přiřazen alespoň jeden z přívodů sekundárního vzduchu a na kteréžto topeniště je centrálním průchodem plynů, a to prostřednictvím prstencového průchodu na vstupu do tohoto centrálního průchodu plynů, z pohledu proudění plynů, napojena druhá, dohorivací a popelová, spalovací komora, upravená pro spalování plynů, vyvíjených z pevného paliva v první spalovací komoře, přičemž v dolní části první spalovací komory, alespoň podél její zadní stěny a jejích bočních stěn, je tato první spalovací komora obklopena podkovovitým či prstencovitým prvním, alespoň jedním, kanálem přívodu primárního vzduchu, a současně v úrovni spodní části první spalovací komory jsou v plášti kamen vytvořeny otvory pro vnější přívod primárního a sekundárního vzduchu, a to s propojením na kanály přívodu primárního vzduchu, vytvořené v první spalovací komoře, a také s propojením na dutinu ve dvojitém dnu první spalovací komory, upravenou pro přívod sekundárního vzduchu do centrálního průchodu plynů z první spalovací komory do druhé spalovací komory, a to pro přívod obvodovými otvory, vytvořenými podél obvodu tohoto centrálního průchodu plynů, přičemž podstata spočívá vtom, že skříň kamen je vytvořena s dvojitým pláštěm, kde vnitřní plášť obepíná první a druhou spalovací komoru a vytváří současně

-2CZ 307820 B6 hlavní odváděči kanály pro odpadní plyny a kde meziprostor mezi vnitřním a vnějším pláštěm je upraven jako ohřívací konvekční prostor ohřívaného vzduchu, přičemž propojení vnějších otvorů, vytvořených ve vnějším plášti kamen, pro vnější přívod primárního a sekundárního vzduchu, a to propojení na první kanály přívodu primárního vzduchu, na druhé kanály přívodu prvního sekundárního vzduchu, obojí vytvořené v první spalovací komoře, a také propojení na dutinu ve dvojitém dnu první spalovací komory pro přívod druhého sekundárního vzduchu, je provedeno ohřívacími kanály, vedoucími meziprostorem mezi vnějším a vnitřním pláštěm kamen. S výhodou vnější otvory pro vnější přívod vzduchu jsou ve vnějším plášti kamen uspořádány vedle sebe, v alespoň jedné skupině, a jsou, v každé takové skupině, kryty společným šoupátkem se šoupátkovými otvory, upravenými pro variabilní a navzájem provázané odkrývání jednotlivých vnějších otvorů pro vnější přívod spalovacího vzduchu. V některé situaci je výhodné, jestliže vnější otvory pro přívod spalovacího vzduchu jsou vytvořeny ve vnějším plášti kamen právě ve dvou skupinách, vždy pro přívod primárního vzduchu, prvního sekundárního vzduchu a druhého sekundárního vzduchu, a to s vytvořením každé skupiny v jedné boční stěně vnějšího pláště kamen, vždy s propojením na vstupy do první spalovací komory a do centrálního průchodu plynů, provedeným pro každou skupinu otvorů, a to vždy s propojením vlastní skupinou ohřívacích kanálů. Jedná se o alternativu k variantě s jedinou skupinou vnějších otvorů pro přívod spalovacího vzduchu, umístěnou zpravidla v zadní stěně vnějšího pláště kamen. Výhodné je dále, jestliže v první spalovací komoře je vytvořen druhý kanál pro přívod prvního sekundárního vzduchu tak, že má vyústění do první spalovací komory v její přední horní části. Výhodné je tomto případě, jestliže druhý kanál prvního sekundárního vzduchu je veden od zadní stěny první spalovací komory, dvěma větvemi, nejprve vždy horizontálně podél obou jejích bočních stěn a pak vždy vertikálně vzhůru podél okrajů dvířek a nahoře jsou takto vytvořené větve propojeny horním příčným kanálem s výstupní štěrbinou či otvory, směrovanými ke dvířkům. Výhodné je také, jestliže alespoň dvířka, přiřazená první spalovací komoře, jsou opatřena ohnivzdorným sklem, kde potom výstupní štěrbina či otvory přívodu prvního sekundárního vzduchu jsou směrovány pro omývání shora takového skla dvířek. S výhodou jsou odváděči kanály odpadních plynů kanály vytvořeny tak, že první odváděči kanál nahoře propojuje výstup z první spalovací komory s komínovým nátrubkem, zatímco druhý odváděči kanál je veden, v podobě jedné až tří vzestupných větví, od alespoň jednoho výstupu z druhé spalovací komory vzhůru, také ke komínovému nátrubku, přičemž vmiste před vstupem do komínového nátrubku jsou tyto odváděči kanály spojeny ve výstupní směšovací komoře, kde současně ve výstupu prvního odváděcího kanálu do této směšovací komory je zařazeno regulační a uzavírací šoupátko či klapka. S touto úpravou lze regulovat poměr množství výstupních plynů mezi výstupem z první a ze druhé spalovací komory, a to až do stádia, kdy, při uzavření jmenovaného regulačního a uzavíracího šoupátka či klapky, veškeré výstupní plyny odcházejí do komínového nátrubku pouze ze druhé spalovací komory. S výhodou pak ještě alespoň jeden z ohřívacích kanálů prochází také jednou ze vzestupných větví druhého odváděcího kanálu. Tím se dále zvýší intenzita přestupu tepla do ohřívacích kanálů. Obecně mohou ohřívací kanály procházet jen meziprostorem ve dvojitém plášti kamen, nebo zčásti či zcela procházet druhým odváděcím kanálem, jak v právě zmíněné verzi navrženo, resp. uvedeno. S výhodou meziprostor mezi prvním a druhým pláštěm je opatřen dole vstupními plášťovými otvory a nahoře dvěma různými výstupními plášťovými otvory či dvěma skupinami různých výstupních plášťových otvorů, kde alespoň jeden z výstupních plášťových otvorů je vybaven nátrubkem, upraveným k napojení vzduchovodu. V takovém provedení, kde meziprostor je vybaven nahoře dvěma různými výstupními plášťovými otvory či skupinami výstupních plášťových otvorů, je pak výhodné, jestliže alespoň jeden výstupní plášťový otvor je opatřen nátrubkem, upraveným pro připojení vzduchovodu. Tak lze částí vystupujícího teplého vzduchu ohřívat místnost s kamny a část vystupujícího teplého vzduchu vést vzduchovodem do jiných prostorů. Výhodou také je, jestliže alespoň některý ze vstupních a výstupních plášťových otvorů ohřívaného vzduchu je opařen regulačními a/nebo uzavíracími prostředky. Celkově je také výhodné, jestliže alespoň jeden vstupní plášťový otvor, představující vzduchový vstup do meziprostoru mezi prvním a druhým pláštěm, je opatřen ventilátorem. V takovém případě je výhodou, jestliže alespoň některé další volné vzduchové plášťové vstupy, tedy vstupy bez ventilátoru, jsou opatřeny regulačními a/nebo uzavíracími prostředky na principu zpětné klapky, upravené pro blokování proudu

-3CZ 307820 B6 vzduchu, směrovaného ven z meziprostoru mezi prvním a druhým pláštěm. Tak se umožní při provozu bez ventilátoru samovolný vstup vzduchu do ohřívaného meziprostoru, zatímco při zapnutí ventilátoru se volné vstupy automaticky uzavřou a meziprostor je pak pod mírným přetlakem, působící proudění ohřívaného vzduchu výhradně k horním výstupním plášťovým otvorům, a to podle volby do otvorů s nátrubky a tudy případně do vzdálenějších prostorů vzduchovody, nebo ostatními výstupními plášťovými otvory do okolí kamen, nebo při nepřipojeném vzduchovodu do okolí kamen třeba i výstupními plášťovými otvory s nátrubky. Pro kamna v některém z výše uvedených provedení je výhodou, jestliže alespoň v jedné vzestupné větvi druhého odváděcího kanálu odpadních plynů jsou vloženy převážně svisle směrované trubky, svým dole umístěným vstupem a svým nahoře umístěným výstupem propojené s meziprostorem mezi vnitřním a vnějším pláštěm kamen, upravené takto pro průchod ohřívaného vzduchu vnitřním prostorem této vzestupné větve druhého odváděcího kanálu, a to na principu přídavného výměníku tepla. Pro kamna s druhým odváděcím kanálem svíce vzestupnými větvemi je výhodné, jestliže právě tento druhý odváděči kanál je veden vzhůru v podobě právě dvou vzestupných větví, které jsou vedeny konkrétně po stranách spalovacích komor a které jsou nahoře zaústěny do výstupní směšovací komory. U právě zmíněné varianty je výhodou, jestliže dvě vzestupné větve jsou dole doplněny příčnými napojovacími větvemi, vedoucími od jediného společného výstupního otvoru v zadní části druhé spalovací komory. Pro všechny uvedené varianty kamen je v některých případech výhodnou, jestliže alespoň jedna stěna vnějšího pláště, z rozsahu zadní stěna a boční stěny, je, alespoň zčásti, opatřena vodním pláštěm a/nebo je, alespoň zčásti, vytvořena jako desko vitý vodní výměník tepla. Pro takové provedení zřejmě již nebude tvořena varianta, mající současně i napojení na vzduchovody, i když taková kombinace je možná a pro některé kombinace potřeb vytápění i výhodná.

Tím se celkově dosáhne vytvoření kamen se dvěma spalovacími komorami, jednou pro primární hoření paliva a druhou pro sekundární dohořívání v první komoře vyvinutých hořlavých plynů, kde díky dvou plášťovému uspořádání se dosahuje nejen vyšší účinnosti přestupu tepla do okolí, ale kde současně v meziprostoru mezi vnitřním a vnějším pláštěm kamen se již může předehřívat veškerý vstupující primární i sekundární vzduch, a také při provozu bez ventilátoru, resp. i s omezením průchodu ohřívaného vzduchu při roztápění lze významně urychlit náběh teploty kamen na hodnoty, kdy nastane plnohodnotná funkce hoření ve druhé spalovací komoře, neboť při omezení průtoku ohřívaného vzduchu zmíněným meziprostorem působí tam přítomný vzduchový plášť jako tepelná izolace, což navíc ještě podporuje předehřívání vstupujícího primárního i sekundárního vzduchu v jejich přívodních kanálech, procházejících právě tímto meziprostorem. Výhradní přívod primárního i sekundárního vzduchu z jednoho místa v zadní části kamen umožňuje soustředit veškerou regulaci těchto přívodů pod jediný regulační prvek, přednostně jednoduché šoupátko s více otvory, kde pak regulaci jednotlivých přívodů lze snadno konstrukčně navzájem provázat. Kamna potom mají nejen vysokou účinnost, ale i mimořádně rychlý náběh do plnohodnotného provozního režimu, a to současně za jednoduché regulace.

Objasnění výkresů

Kamna podle předkládaného vynálezu jsou dále podrobněji popsána a jejich podstata vysvětlena na příkladném provedení, kde na obr. 1 je rozložený perspektivní horní zadní průhled předmětnými kamny se dvěma spalovacími komorami, na obr. 2 je potom analogický rozložený perspektivní horní přední průhled těmito kamny, na obr. 3 je pak dále nerozložený perspektivní zadní horní průhled těmito kamny, ale zde s odňatým vnějším pláštěm kamen a také bez druhého odváděcího kanálu, na obr. 4 je pak ještě podélný svislý řez popisovanými kamny a na obr. 5 je příčný svislý řez těmito kamny, kde na těchto obrázcích, tedy na obr. 4 a obr. 5, je patrný systém otvorů, kanálů a proudění spalovacího vzduchu a odpadních plynů, načež ještě je připojen obr. 6, kde je znázorněn detail šoupátka na vstupu do vnějších otvorů pro přívod spalovacího vzduchu, a to v zobrazení při pohledu na zadní stěnu kamen.

-4CZ 307820 B6

Příklady uskutečnění vynálezu

Jako příkladné provedení jsou popsána kamna se dvěma spalovacími komorami, uskutečněná v souladu s předkládaným vynálezem. Jde o kamna na pevná paliva, se dvěma spalovacími komorami 1, 2, kde kamna jsou tvořena skříní 1000, která vykazuje první spalovací komoru 1, upravenou k uložení a spalování pevného paliva v jejím topeništi a vybavenou vstupními a výstupními otvory vzduchových přívodních a pro odpadní plyny odváděčích kanálů a vybavenou zde deskovitým dvojitým dnem 10 topeniště, kde spodní části tohoto topeniště, resp. zde jeho dnu

10. je přiřazen jeden z přívodů sekundárního vzduchu a na kteréžto topeniště je centrálním průchodem 13 plynů, a to prostřednictvím prstencového průchodu 111 na vstupu do tohoto centrálního průchodu 13 plynů, z pohledu proudění plynů, napojena druhá, dohořívací a popelová, spalovací komora 2, upravená pro spalování plynů, vyvíjených z pevného paliva v první spalovací komoře 1, přičemž v dolní části první spalovací komory 1, podél její zadní stěny a jejích bočních stěn, je tato první spalovací komora 1 obklopena podkovovitým prvním, zde právě jedním, kanálem 11 přívodu primárního vzduchu, a současně v úrovni spodní části první spalovací komory 1 jsou ve vnějším plášti 200 kamen vytvořeny vnější otvory 201, 202, 203 pro vnější přívod primárního a sekundárního vzduchu, a to s propojením na první kanály 11 přívodu primárního vzduchu, na druhé kanály 12 přívodu prvního sekundárního vzduchu, obojí vytvořené v první spalovací komoře 1, a také s propojením na dutinu 101 ve dvojitém dnu 10 první spalovací komory 1, upravenou pro přívod druhého sekundárního vzduchu do centrálního průchodu 13 plynů z první spalovací komory 1 do druhé spalovací komory 2, a to pro přívod obvodovými otvory 131, vytvořenými podél obvodu tohoto centrálního průchodu 13 plynů. Přitom podstatné je, že skříň 1000 kamen je vytvořena s dvojitým pláštěm, kde vnitřní plášť 100 obepíná první spalovací komoru 1 a druhou spalovací komoru 2 a vytváří současně odváděči kanály 14, 15 pro odpadní plyny a kde meziprostor 1001 mezi vnitřním pláštěm 100 a vnějším pláštěm 200 je upraven jako ohřívací konvekční prostor ohřívaného vzduchu, přičemž propojení vnějších otvorů 201, 202, 203, vytvořených ve vnějším plášti 200 kamen, pro vnější přívod primárního a sekundárního spalovacího vzduchu, a to propojení na první kanály 11 přívodu primárního vzduchu, na druhé kanály 12 přívodu prvního sekundárního vzduchu, obojí vytvořené v první spalovací komoře 1, a také propojení na dutinu 101 ve dvojitém dnu 10 první spalovací komory 1 pro přívod druhého sekundárního vzduchu, je provedeno ohřívacími kanály 2011, 2021, 2031, vedoucími meziprostorem 1001 mezi vnějším pláštěm 200 a vnitřním pláštěm 100 kamen. Vnější otvory 201, 202, 203 pro vnější přívod spalovacího vzduchu jsou zde ve vnějším plášti 200 kamen uspořádány vedle sebe, v tomto provedení konkrétně v jedné skupině, a jsou kryty společným šoupátkem 19 se šoupátkovými otvory 191, upravenými pro variabilní a navzájem provázané odkrývání jednotlivých vnějších otvorů 201, 202, 203 pro vnější přívod spalovacího vzduchu. V některé situaci, zde neznázorněné, je výhodné, jestliže vnější otvory 201, 202, 203 pro přívod spalovacího vzduchu jsou vytvořeny ve vnějším plášti 200 kamen právě ve dvou skupinách, vždy pro přívod primárního vzduchu, prvního sekundárního vzduchu a druhého sekundárního vzduchu, a to s vytvořením každé skupiny v jedné boční stěně vnějšího pláště 200 kamen, vždy s propojením na vstupy do první spalovací komory 1 a do centrálního průchodu 13 plynů, provedeným pro každou skupinu otvorů, a to vždy s propojením vlastní skupinou ohřívacích kanálů. Jedná se o alternativu k variantě, která je znázorněna na příkladném provedení, a to s jedinou skupinou vnějších otvorů pro přívod spalovacího vzduchu, umístěnou zde v zadní stěně vnějšího pláště 200 kamen. Tato alternativa, s více skupinami vnějších otvorů, by byla aktuální, pokud by se volilo provedení s bočně vedenými vzestupnými větvemi druhého odváděcího kanálu 15. Ohledně vedení přívodů spalovacího vzduchu je zde voleno výhodné provedení, kde v první spalovací komoře 1 je vytvořen druhý kanál 12 pro přívod prvního sekundárního vzduchu tak, že má vyústění do první spalovací komory i v její přední horní části, tedy na straně dvířek 20, resp. zde přikládacích dvířek. S ještě další výhodou je v tomto případě druhý kanál 12 prvního sekundárního vzduchu veden od zadní stěny první spalovací komory 1, dvěma větvemi, nejprve vždy horizontálně podél obou jejích bočních stěn a pak, vždy vertikálně, vzhůru podél okrajů dvířek 20 a nahoře jsou takto vytvořené větve propojeny horním příčným kanálem 121 s výstupní štěrbinou 1211, nebo lze jako technický ekvivalent vytvořit takový výstup i jako otvory, přičemž takové výstupy jsou směrovány ke dvířkům 20, kde napomáhají

-5CZ 307820 B6 odklánět spaliny od těchto dvířek 20, zejména je-li u nich použito výplně ve formě skla 21. V této souvislosti je zde také voleno provedení, kde dvířka 20, přiřazená první spalovací komoře 1, jsou opatřena ohnivzdorným sklem 21, kde potom výstupní štěrbina 1211 či k ní technicky ekvivalentní otvory přívodu prvního sekundárního vzduchu jsou směrovány pro omývání shora takového skla 21 dvířek 20. V tomto provedení potom jsou odváděči kanály 14, 15 odpadních plynů vytvořeny tak, že první odváděči kanál 14 nahoře propojuje výstup z první spalovací komory 1 s komínovým nátrubkem 18, zatímco druhý odváděči kanál 15 je veden, v podobě jedné až tří vzestupných větví, od výstupu z druhé spalovací komory 2 vzhůru, také ke komínovému nátrubku 18, přičemž v místě před vstupem do komínového nátrubku 18 jsou tyto odváděči kanály 14. 15 spojeny ve výstupní směšovací komoře 16, kde současně ve výstupu prvního odváděcího kanálu 14 do této směšovací komory 16 je zařazeno, obecně vzato, regulační a uzavírací šoupátko či klapka 17. Přitom v příkladném provedení je volena klapka 17. S touto úpravou lze regulovat poměr množství výstupních plynů mezi výstupem z první a ze druhé spalovací komory 1, 2, a to až do stádia, kdy, při uzavření jmenovaného regulačního a uzavíracího šoupátka či zde konkrétně klapky 17, veškeré výstupní plyny odcházejí do komínového nátrubku 18 pouze ze druhé spalovací komory 2. V takovém provozním režimu potom veškeré plyny z první spalovací komory 1 procházejí přes druhou spalovací komoru 2, kde nespálený podíl plynů dohořívá, s okysličením pomocí druhého sekundárního vzduchu, přiváděného obvodovými otvory 131 do centrálního průchodu 13. V tomto příkladném provedení potom ještě ohřívací kanály 2011, 2021, 2031 procházejí vzestupnou větví druhého odváděcího kanálu 15. Tím se dále zvýší intenzita přestupu tepla do těchto ohřívacích kanálů. Obecně mohou ohřívací kanály procházet jen meziprostorem ve dvojitém plášti kamen, nebo zčásti či zcela procházet druhým odváděcím kanálem, jak v právě zmíněné verzi navrženo, resp. uvedeno. S výhodou meziprostor 1001 mezi prvním a druhým pláštěm 100, 200 je zde opatřen dole vstupními plášťovými otvory 10011 a nahoře dvěma různými výstupními plášťovými otvory 10012, i když obecně by se mohlo jednat i o dvě skupiny různých výstupních plášťových otvorů, kde zde dva z výstupních plášťových otvorů 10012 jsou vybaveny vždy nátrubkem 10013, upraveným k napojení vzduchovodu. Tak lze částí vystupujícího teplého vzduchu ohřívat místnost s kamny a část vystupujícího teplého vzduchu vést vzduchovodem do jiných prostorů. Obecně výhodou také je, jestliže alespoň některý ze vstupních a výstupních plášťových otvorů ohřívaného vzduchuje opatřen regulačními a/nebo uzavíracími prostředky 23. Takové prostředky zde nejsou vesměs znázorněny, pouze na obr. 4 je jako tento prostředek 23 patrné plášťové šoupátko. Ovšem odborník bude schopen takové prostředky, samo o sobě známé a dostupné, zvolit a na vhodné místo vestavět. Dále pak, v tomto provedení, jeden vstupní plášťový otvor 10011, představující vzduchový vstup do meziprostoru 1001 mezi prvním a druhým pláštěm 100, 200, je opatřen ventilátorem 22. V takovém případě je, obecně vzato, výhodou, jestliže alespoň některé další volné vzduchové plášťové vstupy, resp. otvory 10011, tedy vstupy bez ventilátoru, jsou opatřeny regulačními a/nebo uzavíracími prostředky na principu zpětné klapky, upravené pro blokování proudu vzduchu, směrovaného ven z meziprostoru mezi prvním a druhým pláštěm. Tak se umožní při provozu bez ventilátoru samovolný vstup vzduchu do ohřívaného meziprostoru, zatímco při zapnutí ventilátoru se volné vstupy automaticky uzavřou a meziprostor je pak pod mírným přetlakem, působící proudění ohřívaného vzduchu výhradně k horním výstupním plášťovým otvorům, a to podle volby do otvorů s nátrubky a tudy případně do vzdálenějších prostorů vzduchovody, nebo ostatními výstupními plášťovými otvory do okolí kamen, nebo při nepřipojeném vzduchovodu do okolí kamen třeba i výstupními plášťovými otvory s nátrubky. Pokud se zpětné klapky nepoužijí, bude vyfukovaný ohřátý vzduch proudit, při použitém a zapnutém ventilátoru, ze všech otevřených otvorů, což nemusí být vždy nevýhodou.

Pro kamna ve všech předmětných variantách provedení je, obecně vzato, výhodou, jestliže alespoň v jedné vzestupné větvi druhého odváděcího kanálu odpadních plynů jsou vloženy převážně svisle směrované trubky, svým dole umístěným vstupem a svým nahoře umístěným výstupem propojené s meziprostorem mezi vnitřním a vnějším pláštěm kamen, upravené takto pro průchod ohřívaného vzduchu vnitřním prostorem této vzestupné větve druhého odváděcího kanálu, a to na principu přídavného výměníku tepla. Takové provedení není na popisovaném příkladu použito, ovšem lze tak dosáhnout dalšího zvýšení účinnosti přestupu tepla do

-6CZ 307820 B6 ohřívaného vzduchu. Pro kamna s druhým odváděcím kanálem s více vzestupnými větvemi je výhodné, jestliže právě tento druhý odváděči kanál je veden vzhůru v podobě právě dvou vzestupných větví, které jsou vedeny konkrétně po stranách spalovacích komor a kteréžto větve jsou nahoře zaústěny do výstupní směšovací komory. U právě zmíněné varianty, zde neznázorněné, je výhodou, jestliže dvě vzestupné větve jsou dole doplněny příčnými napojovacími větvemi, vedoucími od jediného společného výstupního otvoru spalin v zadní části druhé spalovací komory. Tak vznikne varianta, kde bude vytvořen jediný výstup spalin ze druhé spalovací komory a na něj se napojí, uvedenými napojovacími větvemi, dvě, zpravidla postranní, vzestupné větve druhého odváděcího kanálu.

Pro všechny uvedené varianty kamen jev některých případech výhodou, jestliže alespoň jedna stěna vnějšího pláště, z rozsahu zadní stěna a boční stěny, je, alespoň zčásti, opatřena vodním pláštěm a/nebo je, alespoň zčásti, vytvořena jako deskovitý vodní výměník tepla. Pro takové provedení zřejmě již nebude tvořena varianta, mající současně i napojení na vzduchovody, i když taková kombinace je možná a pro některé kombinace potřeb vytápění i výhodná. V příkladném provedení taková varianta není znázorněna.

Tím se celkově i u popisovaného příkladného provedení dosáhne vytvoření kamen se dvěma spalovacími komorami, jednou pro primární hoření paliva a druhou pro sekundární dohorivání v první komoře vyvinutých hořlavých plynů, kde díky dvouplášťovému uspořádání se dosahuje nejen vyšší účinnosti přestupu tepla do okolí, ale kde současně v meziprostoru mezi vnitřním a vnějším pláštěm kamen se již může předehrivat veškerý vstupující primární i sekundární vzduch, a také při provozu bez ventilátoru, resp. i s omezením průchodu ohřívaného vzduchu při roztápění lze významně urychlit náběh teploty kamen na hodnoty, kdy nastane plnohodnotná funkce hoření ve druhé spalovací komoře, neboť při omezení průtoku ohřívaného vzduchu zmíněným meziprostorem působí tam přítomný vzduchový plášť jako tepelná izolace, což navíc ještě podporuje předehrivání vstupujícího primárního i sekundárního vzduchu v jejich přívodních, resp. ohřívacích kanálech, procházejících právě tímto meziprostorem. Tato výhoda je ještě větší, jestliže ohřívací kanály procházení druhým odváděcím kanálem. Výhradní přívod primárního i sekundárního vzduchu z jednoho místa v zadní části kamen umožňuje soustředit veškerou regulaci těchto přívodů pod jediný regulační prvek, přednostně jednoduché šoupátko s více otvory, kde pak regulaci jednotlivých přívodů lze snadno konstrukčně navzájem provázat. Kamna potom mají nejen vysokou účinnost, ale i mimořádně rychlý náběh do plnohodnotného provozního režimu, a to současně za jednoduché regulace.

Průmyslová využitelnost

Kamna podle předkládaného vynálezu jsou využitelná jako běžná kamna k vytápění jednotlivých prostorů a též i k vytápění více prostorů, s použitím propojení pomocí vzduchovodu, vždy ovšem s velmi vysokou účinností a s vysokou úrovní čistoty spalin.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (17)

1. Kamna na pevná paliva, se dvěma spalovacími komorami (1,2), kde kamna jsou tvořena skříní (1000), která vykazuje první spalovací komoru (1), upravenou k uložení a spalování pevného paliva v jejím topeništi a vybavenou vstupními a výstupními otvory vzduchových přívodních a pro odpadní plyny odváděčích kanálů a vybavenou kotoučovým nebo deskovitým dvojitým dnem (10) topeniště, kde spodní části tohoto topeniště či jeho dnu (10) je přiřazen alespoň jeden z přívodů sekundárního spalovacího vzduchu a na kteréžto topeniště je centrálním průchodem (13) plynů, a to prostřednictvím prstencového průchodu (111) na vstupu do tohoto centrálního průchodu (13) plynů, z pohledu proudění plynů, napojena druhá, dohorivací a popelová, spalovací komora (2), upravená pro spalování plynů, vyvíjených z pevného paliva v

-7 CZ 307820 B6 první spalovací komoře (1), přičemž v dolní části první spalovací komory (1), alespoň podél její zadní stěny a/nebo jejích bočních stěn, je tato první spalovací komora (1) obklopena podkovovitým či prstencovitým prvním, alespoň jedním kanálem (11) přívodu primárního spalovacího vzduchu, a současně v úrovni spodní části první spalovací komory (1) jsou v plášti kamen vytvořeny vnější otvory (201, 202, 203) pro vnější přívod primárního a sekundárního spalovacího vzduchu, a to s propojením na kanály (11, 12) přívodu primárního a prvního sekundárního spalovacího vzduchu, vytvořené v první spalovací komoře, a také s propojením na dutinu (101) ve dvojitém dnu (10) první spalovací komory (1), upravenou pro přívod sekundárního spalovacího vzduchu do centrálního průchodu (13) plynů z první spalovací komory (1) do druhé spalovací komory (2), a to pro přívod obvodovými otvory (131), vytvořenými podél obvodu tohoto centrálního průchodu (13) plynů, vyznačená tím, že skříň (1000) kamen je vytvořena s dvojitým pláštěm, kde vnitřní plášť (100) obepíná první spalovací komoru (1) a druhou spalovací komoru (2) a vytváří současně odváděči kanály (14, 15) pro odpadní plyny a kde meziprostor (1001) mezi vnitřním pláštěm (100) a vnějším pláštěm (200) je upraven jako ohřívací konvekční prostor ohřívaného vzduchu, přičemž propojení vnějších otvorů (201, 202, 203), vytvořených ve vnějším plášti (200) kamen, pro vnější přívod primárního a sekundárního spalovacího vzduchu, a to propojení na první kanály (11) přívodu primárního spalovacího vzduchu, na druhé kanály (12) přívodu prvního sekundárního spalovacího vzduchu, obojí vytvořené v první spalovací komoře (1), a také propojení na dutinu (101) ve dvojitém dnu (10) první spalovací komory (1) pro přívod druhého sekundárního spalovacího vzduchuje provedeno ohřívacími kanály (2011, 2021, 2031), vedoucími meziprostorem (1001) mezi vnějším pláštěm (200) a vnitřním pláštěm (100) kamen.

2. Kamna podle nároku 1, vyznačená tím, že vnější otvory (201, 202, 203) pro vnější přívod spalovacího vzduchu jsou ve vnějším plášti (200) kamen uspořádány vedle sebe, v alespoň jedné skupině, a jsou, v každé takové skupině, kryty společným šoupátkem (19) se šoupátkovými otvory (191), upravenými pro variabilní a navzáj em provázané odkrývání j ednotlivých vněj ších otvorů (201, 202, 203) pro vnější přívod spalovacího vzduchu

3. Kamna podle nároku 2, vyznačená tím, že vnější otvory (201, 202, 203) pro přívod spalovacího vzduchu jsou vytvořeny ve vnějším plášti (200) kamen ve dvou skupinách, vždy pro přívod primárního spalovacího vzduchu, prvního sekundárního spalovacího vzduchu a druhého sekundárního spalovacího vzduchu, a to s vytvořením každé skupiny v jedné boční stěně vnějšího pláště (200) kamen, vždy s propojením na vstupy do první spalovací komory (1) a do centrálního průchodu (13) plynů, provedeným, pro každou skupinu otvorů, pro přívod spalovacího vzduchu vlastní skupinou ohřívacích kanálů (2011, 2021, 2031).

4. Kamna podle nároků 1 až 3, vyznačená tím, že druhý kanál (12) pro přívod prvního sekundárního spalovacího vzduchuje vytvořen tak, že má vyústění do první spalovací komory (1) v její přední horní části.

5. Kamna podle nároku 4, vyznačená tím, že druhý kanál (12) prvního sekundárního spalovacího vzduchuje veden od zadní stěny první spalovací komory (1) horizontálně, ve dvou větvích, podél obou jejích bočních stěn a pak vždy vertikálně vzhůru podél okrajů dvířek a nahoře jsou obě takto vytvořené větve propojeny horním příčným kanálem (121) s výstupní štěrbinou (1211) či otvory, směrovanými ke dvířkům (20).

6. Kamna podle nároku 5, vyznačená tím, že alespoň dvířka (20), přiřazená první spalovací komoře (1), jsou opatřena ohnivzdorným sklem (21), kde potom výstupní štěrbina (1211) či otvory přívodu prvního sekundárního spalovacího vzduchu jsou směrovány pro omývání shora takového skla (21) dvířek (20).

7. Kamna podle některého z nároků 1 až 6, vyznačená tím, že odváděči kanály (14, 15) odpadních plynů jsou vytvořeny tak, že první odváděči kanál (14) nahoře propojuje výstup z první spalovací komory (1) s komínovým nátrubkem (18), zatímco druhý odváděči kanál (15) j e

-8CZ 307820 B6 veden, v podobě jedné až tří vzestupných větví, od alespoň jednoho výstupu z druhé spalovací komory (2) vzhůru, také ke komínovému nátrubku (18), přičemž v místě před vstupem do komínového nátrubku (18) jsou tyto odváděči kanály (14, 15) spojeny ve výstupní směšovací komoře (16), kde současně ve výstupu prvního odváděcího kanálu (14) do této směšovací komory (16) je zařazeno regulační a uzavírací šoupátko či klapka (17).

8. Kamna podle nároku 7, vyznačená tím, že alespoň jeden z ohřívacích kanálů (2011, 2021, 2031) prochází také jednou ze vzestupných větví druhého odváděcího kanálu (15).

9. Kamna podle některého z nároků 1 až 8, vyznačená tím, že meziprostor (1001) mezi prvním pláštěm (100) a druhým pláštěm (200) je opatřen dole vstupními plášťovými otvory (10011) a nahoře dvěma různými výstupními plášťovými otvory (10012) či dvěma skupinami různých výstupních plášťových otvorů.

10. Kamna podle nároku 9, vyznačená tím, že alespoň jeden z výstupních plášťových otvorů (10012) je vybaven nátrubkem (10013), upraveným k napojení vzduchovodu.

11. Kamna podle nároku 9 nebo 10, vyznačená tím, že alespoň některý ze vstupních a výstupních plášťových otvorů (10011, 10012) ohřívaného vzduchuje opatřen regulačními a/nebo uzavíracími prostředky (23).

12. Kamna podle některého z nároků 9 až 11, vyznačená tím, že alespoň jeden vstupní plášťový otvor (10011), představující vzduchový vstup do meziprostoru (1001) mezi prvním pláštěm (100) a druhým pláštěm (200), je opatřen ventilátorem (22).

13. Kamna podle nároku 12, vyznačená tím, že alespoň některé z dalších volných vstupních plášťových otvorů (10011), představujících volné vzduchové vstupy do meziprostoru (1001), tedy vstupy bez ventilátoru (22), jsou opatřeny regulačními a/nebo uzavíracími prostředky na principu zpětné klapky, upravené pro blokování proudu vzduchu, směrovaného ven z meziprostoru (1001) mezi prvním pláštěm (100) a druhým pláštěm (200).

14. Kamna podle některého z nároků 7 až 13, vyznačená tím, že alespoň v jedné vzestupné větvi druhého odváděcího kanálu (15) odpadních plynů jsou vloženy převážně svisle směrované trubky, svým dole umístěným vstupem a svým nahoře umístěným výstupem propojené s meziprostorem (1001) mezi vnitřním pláštěm (100) a vnějším pláštěm (200) kamen, upravené takto pro průchod ohřívaného vzduchu vnitřním prostorem této vzestupné větve, a to na principu přídavného výměníku tepla.

15. Kamna podle některého z nároků 7 až 14, vyznačená tím, že druhý odváděči kanál (15) je veden vzhůru v podobě dvou vzestupných větví, které jsou vedeny po stranách spalovacích komor (1, 2) a které jsou nahoře zaústěny do výstupní směšovací komory (16).

16. Kamna podle nároku 15, vyznačená tím, že dvě vzestupné větve jsou dole doplněny příčnými napojovacími větvemi, vedoucími od jediného společného výstupního otvoru v zadní části druhé spalovací komory (2).

17. Kamna podle některého z nároků 1 až 16, vyznačená tím, že alespoň jedna stěna vnějšího pláště (200) z rozsahu zadní stěna a boční stěny je, alespoň zčásti, opatřena vodním pláštěm a/nebo je, alespoň zčásti, vytvořena jako desko vitý vodní výměník tepla.