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Die
Erfindung betrifft einen montagefähigen Wärmespeicherofen,
insbesondere zur Verbrennung fester Brennstoffe, welcher aus einer
separat vorgefertigten, transportablen Brennkammer mit daran angeordnetem
Rauchgaszugsystem und einer Außenverkleidung besteht.
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Desweiteren
betrifft die Erfindung ein neuartiges Montageverfahren zum Aufbau
dieses Wärmespeicherofens.
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Erfindungen
dieser Art werden vor allem bei der Einrichtung vom individuell
gefertigten Wärmespeicheröfen benötigt.
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Wärmespeicheröfen
sind bereits in den vielfältigsten Ausführungen
bekannt. So beschreibt die
DE
33 02 623 A1 einen Zimmerofen mit großer Wärmespeicherfähigkeit.
Dieser Ofen besteht aus einem Ofenmantel aus wärmespeicherndem
Material und einem Feuerungsraum, wobei mindestens eine Wand des
Feuerungsraumes aus einem separatem Hohlkörper aus gut
wärmeleitendem Material, insbesondere Metall, besteht.
Dieser Hohlkörper steht anstelle einer sonst üblichen
Wand aus feuerfestem Material und ist mit einer Vorlauf- und einer
Rücklaufleitung zur Wasserführung für
die Heizwassergewinnung, die zur Außenseite des Ofens führen,
verbunden.
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Damit
ist es möglich, dass bei gleicher Ofenkonzentration, dieser
Ofen mit weiteren Heizeinrichtungen, welche durch Warmwasser beheizt
werden sollen, in Verbindung steht und durch ihn mit Heizwasser
versorgt werden können. In einem solchen Fall ist zwar
die Beheizung anderer Räume möglich, jedoch wird
dadurch das Wärmespeichervermögen des Ofens reduziert,
da ständig abgekühltes Heizwasser in diesen Hohlraum
zurückströmt. Es ist damit nicht das Wärmespeichervermögen
des Ofens sondern die Effizienz der Wärmeausnutzung verbessert
worden.
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Auch
in der
DE 85 27 115
U1 besteht ein Kaminofen aus einem Brennraum, welcher von
einem Doppelwandmantel als Luftkonvektionsraum umgeben ist.
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Zur
Verhinderung der Austrocknung der Zirkulationsluft ist deshalb in
diesem Weg der Luftkonvektionsströmung ein mit Wasser befeuchteter
Luftfilter angeordnet. Dieser Ofen erzeugt nicht hauptsächlich
eine Strahlungswärme, sondern überträgt
die Wärme über ein Luftzirkulationssystem in den
Raum. Er hat deshalb keine gute wärmespeichernde Eigenschaft.
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Eine
weitere Lösung wird in der
DE 10 2005 007 043 A1 beschrieben.
Hier wird ein Kamineinsatz als Bauelement für Kachelöfen
oder dergleichen beschrieben, bei dem der Einsatzkorpus in einem
den Brennraum begrenzenden Bereich und/oder der Abgasführung
eine zusätzliche Verkleidung aus einem wärmespeicherndem
Medium aufweist. Dazu wird hinter dem Einsatzkorpus oder im Bereich
der Abgasführung ein Wärmespeicherraum gebildet,
dem ein schüttfähiges Wärmespeichermedium
zugeordnet ist. Diese Lösung hat den wesentlichen Nachteil, dass
der Einsatzkorpus durch diese zusätzliche Ausstattung noch
schwerer wird und die Montage dadurch erschwert wird. Desweiteren
erfolgt kein direkter Wärmetransport an den Ofenmantel
da zwischen Ofenmantel und Einsatzkorpus ein Hohlraum bleibt.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Wärmespeicherofen
mit sehr hohen Wärmespeicher- und Wärmeleiteigenschaften
zu schaffen, um die Erzeugung einer lang anhaltenden und gleichmäßig
wirkenden sanften Wärmestrahlung des Ofens zu erzielen,
wobei die Wärmespeicherqualität auf einfache Weise
individuell auf die bestehenden Raumbedürfnisse abstimmbar
sein soll.
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Desweiteren
soll sich der Ofen durch eine schnellere, leicht handhabbare, einfache
und saubere Montagefähigkeit auszeichnen.
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Gleichzeitig
soll der Anteil von Rußpartikeln im Rauchgas reduziert
werden.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 16 gelöst.
Die vorteilhaften Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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So
besteht der montagefähige Wärmespeicherofen, insbesondere
zur Verbrennung fester Brennstoffe, aus einer separat vorgefertigten,
transportablen Brennkammer mit daran angeordnetem Rachgaszugsystem
und einer separat ausgebildeten Außenverkleidung. Die Außenverkleidung
ist dabei als ein die Brennkammer aufnehmender und als ein geschlossener,
einen Hohlraum zwischen dieser und der Brennkammer bildender Außenbehälter
ausgebildet. Dieser Außenbehälter kann sowohl
vorgefertigt oder vor Ort montiert bzw. aufgebaut werden. Der Hohlraum
zwischen der von der Außenverkleidung aufgenommenen Brennkammer
mit dem daran angeordnetem Rauchgasabzugsystem und der Außenverkleidung
ist nachträglich bei der Montage durch eine Schüttung
aus wärmespeicherndem mineralischen Material ausgefüllt.
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Zur
verbesserten Wärmeübertragung weisen die Außenwände
der Brennkammer in den Hohlraum führende Wärmeleiteinrichtungen
auf. Vorteilhafterweise sind diese Wärmeleiteinrichtungen
als in den Hohlraum hineinragende längs verlaufende Lamellen ausgebildet.
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Da
der Außenbehälter durch seine separat gefertigte
Außenhaut und aus dekorativen Gründen die verschiedensten
geometrischen Gebilde aufweisen kann, sind die Lamellen an der Außenwand
der Brennkammer in ihrer geometrischen Ausbildung und Abmessung
an die Außenkontur des Außenbehälters
angepasst. Dadurch wird eine sehr gute und gleichmäßige
Wärmeleitung an die Wand des Außenbehälters
gewährleistet.
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Das
an die separat gefertigte Brennkammer angeordnete Rauchgassystem
weist mindestens einen Steigzug und mindestens einen Sturzzug mit
anschließendem Rachgasabführzug auf. Mit der Umleitung
des Rauchgases in zunächst einem Sturzzug bevor das Rauchgas
den Rauchgasabführzug erreicht, erfolgt eine verbesserte
Abkühlung des Rauchgases und somit eine Reduzierung des
Feinstaubanteils im Rauchgas.
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Unterhalb
der demontagefähigen Abdeckplatte des Außenbehälters
weisen sowohl Sturz- als auch Steigzug eine gemeinsame Revisionsklappe auf.
Diese Revisionsklappe kann vorteilhafter Weise auch gleichzeitig
die Abdeckplatte des Außenbehälters bilden.
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Der
Außenbehälter selbst kann dabei aus Stahlblech,
Alu- oder Grauguss, aus keramischen Material oder Natursteinmaterial
gefertigt sein. Er kann am Stellplatz gefertigt werden oder vorgefertigt sein
und am Stellplatz nur aufgestellt werden.
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Er
besitzt eine Grundplatte, einen Mantel und eine Abdeckung, wobei
die Abdeckplatte immer separat angeordnet wird. Die Grundplatte
kann mit dem Mantel fest verbunden vorgefertigt sein oder bei der Montage
erst mit dem Mantel verbunden werden.
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Nach
der Aufstellung des Außenbehälters bzw. der Grundplatte
erfolgt zunächst die Anordnung der vorgefertigten Brennkammer
mit dem Rauchgaszugsystem und den Wärmeleiteinrichtungen.
Erfolgt die Aufstellung der Brennkammer zunächst auf der Grundplatte,
wird anschließend der Mantel des Außenbehälters
um die Brennkammer mit Rauchgaszugsystem angeordnet.
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Die
Innenwand der Brennkammer weist eine die Oberfläche vergrößernde
und gleichzeitig die Luftführung gewährleistende
Struktur auf. Die Struktur der Innenwand der Brennkammer wird vorteilhafter
Weise durch zum Brennraum hin geöffnete annähernd
längs ausgerichtete, der Luftführung und den Wärmeaustausch
dienende Kammern gebildet. Die Kammern können dabei die
Foren von in die Innenwand der Brennkammer angeordnete Nuten gebildet sein,
wobei bei vorhandenem Luftführungssystemen in der Glastür
der Brennkammer die Nuten auch bogenförmig zum unteren
Bereich der Brennkammer führend ausgebildet sein können.
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Durch
die Bildung einer solchen Struktur an der Innenwand der Brennkammer
wird einerseits erreicht, dass das Brennmaterial nicht flächig
an der Innenwand der Brennkammer anliegt, wodurch eine unnötige
Rußbildungsquelle verhindert wird. Es erfolgt dadurch auch
eine verbesserte und direktere Verbrennungsluftzuführung
zum Brennmaterial, wodurch eine effektive Verbrennung des Brenngutes
erzielt und damit auch eine Verbesserung der Qualität des
Rauchgases erreicht wird.
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Die
Brennkammer selbst kann dabei aus Alu- oder Grauguss oder aus Stahlblech
bestehen.
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Das
wärmespeichernde mineralische Schüttmaterial besteht
vorzugsweise aus Speckstein-, Olivin-, Fosterit- oder Schamottesplitt
oder -granulat oder aus einer aus diesen teilweise zusammengesetzten
Mischung. Diese mineralischen Kunst- oder Natursteinmaterialen besitzen
hervorragende Wärmespeichereigenschaften. Damit besitzt
der Ofen sehr gute Wärmespeichereigenschaften.
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Das
wärmespeichernde Schüttmaterial hat eine Körnung
von 0–10 mm, vorzugsweise eine Körnung von 0–25
mm.
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Das
Kornband der Schüttung ist so aufgebaut, dass ein optimal
Zwischenraumfüllender Effekt bei der Schüttung
erreicht ist.
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Das
Einbringen einer Schüttung aus wärmespeicherndem
Splitt oder Granulat hat den Vorteil, dass bei der Montage schwere
Transportarbeiten vermieden werden und der Hohlraum zwischen Brennkammer
mit Rauchgaszugsystem optimal ausgefüllt werden kann, auch
wenn die vorgeschlagenen Wärmeleiteinrichtungen in diesem
Hohlraum hineinführend angeordnet sind. Auch hierzu ist
ein guter Kontakt realisiert, der einen optimalen Wärmeaustausch
ermöglicht.
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Das
Verfahren zur Montage eines mit den bereits beschriebenen Merkmalen
ausgestatteten Wärmespeicherofens erfolgt durch das Aufstellen
einer separaten vorgefertigten Brennkammer in einer separat gefertigten
Außenverkleidung des Ofens.
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Dabei
wird in einem ersten Arbeitsabschnitt der Außenbehälter
ohne die Abschlussplatte auf seiner Grundplatte aufgestellt, in
diesen Außenbehälter wird anschließend
die vorgefertigte transportable Brennkammer mit daran angeordnetem
Rauchgaszugsystem eingeordnet, danach erfolgt das Einbringen der
Schüttung aus wärmespeicherndem Material in den
zwischen Außenbehälter und Bremskammer mit Rauchgaszugsystem
gebildeten Hohlraum. Das Einbringen erfolgt durch manuelles Hineinschütten der
Schüttung in den Hohlraum, wobei durch geeignete Maßnahmen
während des Schüttvorgangs das Schüttgut
im Hohlraum gut verteilt und gleichzeitig verdichtet wird. Vorteilhafter
Weise kann der Schüttvorgang mit Hilfe einer Schütthilfsvorrichtung
erfolgen.
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In
einem letzten Arbeitsabschnitt wird der Außenbehälter
verschlossen, indem eine doppelwandig ausgebildete Abdeckplatte
fest mit dem Außenbehälter verbunden wird.
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Die
Vorteile eines so ausgestatteten und gefertigten Wärmespeicherofens
bestehen zusammengefasst darin, dass eine Lösung entwickelt
wurde, die den Einsatz einer vorgefertigten transportablen Brennkammer
ermöglicht. Die Montage vor Ort durch das Aufstellen von
Einzelbauteilen erfolgt, wobei das Wärmespeichermaterial
in handlichen Abpackungen transportiert und vor Ort eingebracht
werden kann. Mittels der integrierten Wärmeleiteinrichtungen
erfolgt eine sehr gute Wärmeleitung in das Wärmespeichermaterial,
wodurch die Wärme sanft und gleichmäßig
an den zu beheizenden Raum abgeleitet werden kann.
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Durch
die individuelle Wahl der Größe des Hohlraums
zwischen Brennkammer und Außenverkleidung und der damit
verbundenen Menge an einzubringendem Wärmespeichermaterial,
kann der Ofen individuell auf die Raumbedürfnisse abgestimmt
werden.
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Mit
dem gewählten System der Rauchgasführung und der
Brennraumgestaltung ist es möglich, das Rauchgas weitestgehend
von feinen Rußpartikeln zu entlasten, wobei gleichzeitig
der Effekt einer verbesserten Verbrennung und Energieausbeute erzielt
wird.
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Die
Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
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In
der beigefügten Zeichnung zeigen:
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1 schematische
Darstellung einer eine Montageansicht eines Wärmespeicherofens,
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2 schematische
Darstellung einer Brennkammer von vom mit Rauchgaszugsystem und Wärmeleiteinrichtungen,
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3 schematische
Darstellung eines Brennkammerquerschnitts,
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4 schematischer
Querschnitt einer Brennkammerwand mit Innenwand- und Außenwandgestaltung
und
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5 schematische
Darstellung einer Brennkammer von hinten mit Rauchgaszugsystem und
Wärmeleiteinrichtungen.
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Ausführungsbeispiel:
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Gemäß der 1 bis 5 besteht
eine montagefähiger Wärmespeicherofen 1 zur
Verbrennung fester Brennstoffe aus einer separat vorgefertigten,
transportablen Brennkammer 2 mit einem daran angeordnetem
Rauchgaszugsystem 3 und einer separat ausgebildeten Außenverkleidung.
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Die
Außenverkleidung ist als ein die Brennkammer 2 aufnehmender
und als ein geschlossener, einen Hohlraum 5 zwischen dieser
und der Brennkammer 2 einschließender Außenbehälter 4 ausgebildet,
wobei in diesem Hohlraum 5 eine Schüttung 6 aus
wärmespeicherndem mineralischen Material angeordnet ist.
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Dazu
wird zunächst die Grundplatte 17 des Außenbehälters
aufgestellt, die separate Brennkammer 2 mit dem daran angeordnetem
Rauchgaszugsystem 3 und den Wärmeleiteinrichtungen 7 darauf angeordnet.
Anschließend wird der Außenbehälter 4 ohne
Abdeckplatte 16 die Brennkammer 2 aufnehmend aufgestellt
und die Grundplatte mit dem Mantel des Außenbehälters 4 fest
verbunden. Nunmehr erfolgt das Einbringen der Schüttung 6 in
den Hohlraum 5 zwischen dem Außenbehälter 4 und
der Brennkammer 2 sowie den daran angeordneten Wärmeleiteinrichtungen 7 und
dem Raugaszugsystem 3.
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Die
Schüttung besteht aus einer körnigen schüttfähigen
Mischung aus Specksteinsplitt und Fosteritsplitt, wobei die Korngröße
zwischen 0 bis 12,5 mm gewählt wurde. Das Kornband ist
dabei so gewählt, dass ein optimaler zwischenraumfüllender Aufbau
erreicht ist.
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Während
des Einbringens der Schüttung 6 wird diese in
die Hohlräume 5 gut verteilt und gleichzeitig
verdichtet, so dass der Hohlraum 5 einschließlich
der Zwischenräume der Wärmeleiteinrichtungen 7 und
des Rauchgaszugsystems 3 vollständig ausgefüllt
sind. Zum Verschluss des Außenbehälters 4 wird eine
doppelwandig ausgebildete Abdeckplatte 16 fest mit dem
Außenbehälter verbunden.
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Für
den Wärmetransport von der Brennkammer 2 zum Außenbehälter 4 tragen
wesentlich die an der Brennkammer 2 angeordneten Wärmeleiteinrichtungen
in Form von längs ausgerichteten Lamellen bei. Diese transportieren
die Wärme in das Innere des Bereichs des Wärmespeichermaterials,
wo die Wärme optimal aufgenommen und gespeichert werden
kann. Das Wärmespeichervermögen des Ofens kann
durch die Wahl und Gestaltung des Volumens des Hohlraums 5 optimal
auf die jeweiligen Bedürfnisse und Erfordernisse individuell
angepasst werden. Durch das Wärmespeichermaterial erfolgt
die Abgabe der Wärme an den Raum gleichmäßig
und langanhaltend sowie durch eine angenehme Strahlungswärme.
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Zur
weiteren Verbesserung der Verbrennungsenergieausnutzung ist auch
der Innenraum der Brennkammer 2 erfindungsgemäß gestaltet.
Die Struktur der Innenwand der Brennkammer 2 weist zum
Brennraum hin geöffnete und längs ausgerichtete
Kammern 15 auf, die einerseits der Oberflächenvergrößerung
und damit der besseren Wärmeaufnahme dienen und andererseits
der Luftführung innerhalb der Brennkammer 2 dienen.
Das Brenngut liegt nicht vollflächig an der Innenwand der
Brennkammer 2 an. Es gelangt dennoch Verbrennungsluft an
das Brenngut und es kommt zu einer optimalen Verbrennung bei gleichzeitiger
Minimierung der Rußpartikel im Rauchgas.
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Die
Brennkammer selbst ist aus Alu-Grauguß gefertigt, wobei
der Innenraum mit Schamotte oder einem anderen feuerfestem Material,
wie Feuerbeton oder Skamol, ausgekleidet ist. In diesem Fall ist
die Struktur der Innenwand in dem Schamottematerial integriert.
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Dieser
Ofen bietet den Vorteil, dass er zunächst durch eine vereinfachte
Montage aufgebaut werden kann, den Einsatz einer vorgefertigten Brennkammer
ermöglicht und dennoch alle positiven Effekte eines Wärmespeicherofen
optimal bietet. Er zeichnet sich durch eine hervorragende Wärmespeicherung
aus, welche individuell auf den Bedarf abgestimmt werden kann. Aber
auch die Qualität des Rauchgases ist durch die gewählte
Rauchgasführung und die Innenwandstruktur der Brennkammer verbessert
worden.
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- 1
- Wärmespeicherofen
- 2
- Brennkammer
- 3
- Rauchgaszugsystem
- 4
- Außenbehälter
- 5
- Hohlraum
- 6
- Schüttung
- 7
- Wärmeleiteinrichtungen
- 8
- Steigzug
- 9
- Sturzzug
- 10
- Rauchgasabführung
- 11
- Abdeckung
des Steig- und Sturzzuges
- 12
- Abführöffnung
für das Rauchgas
- 13
- Struktur
der Innenwand der Brennkammer 2
- 14
- Brennraum
- 15
- Kammern
der Innenwand der Brennkammer 2
- 16
- Abdeckplatte
des Außenbehälters 4
- 17
- Grundplatte
des Außenbehälters 4
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3302623
A1 [0004]
- - DE 8527115 U1 [0006]
- - DE 102005007043 A1 [0008]