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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Heizofen zum Beheizen des Raumes
eines Wohn-Gebäudes, der einen Feuerraum besitzt, in den
je nach Ausgestaltung ein festes, flüssiges oder gasförmiges Brenngut
eingebracht wird. Sie bezieht sich insbesondere auf einen Heizofen,
der sich besonders gut zum Beheizen des Wohnraums eines Wohn-Gebäudes
mit Holz, Kohle, Pellet etc. oder aber Gas eignet und der eine besonders
effiziente Wärmeerzeugung und Wärmeausnutzung
besitzt.
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Stand der Technik
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Als
das aktuellste Thema dieser Zeit könnte das Energiesparen
bezeichnet werden. Es gibt nach Stand der Technik die vielfältigsten Überlegungen und
Ausführungen, die in diese Richtung weisen. Die meisten Öfen
sind spezialisiert auf die verschiedenen Brennstoffe, wie Holz,
Kohle, Öl, Gas, Pellets, Hackschnitzel usw. Gemeinsam verfügen
sie über einen Heiz- oder Brennraum, der nach Bedarf zylindrisch oder
quaderförmig ausgebildet und mit hitzefestem Material ausgekleidet
ist.
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Um
den Wirkungsgrad dieser Brennöfen zu steigern, gibt es
eine Anzahl von Verbesserungen, die die Verbrennung und die Wärmeableitung
optimieren sollen. Dies wird häufig mit Gebläseunterstützung
und speziellen Luftzuführungen durch Röhren und
Luftkanäle erreicht.
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Der
Nachteil dieser Öfen ist, dass sie durch diese Zusatzfunktionen
recht groß geraten sind, um sie einfach z. B. in einem
Wohnraum aufzustellen. Häufig kommt dabei auch die Ästhetik
zu kurz. So ist man nach dem Stand der Technik bei den heutigen Kaminöfen
angekommen, die in vielen Ausgestaltungen vertrieben werden.
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Die
meisten Öfen sind aus Gusseisen oder Ofenstahl gefertigt
und haben einen quaderförmigen oder zylindrischen Brennraum,
der mit hitzefestem Material ausgekleidet ist. Mehr oder weniger ähneln sich
alle Modelle und funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Einige
sind mit einem wärmespeichernden Material umgeben, andere
haben wiederum Elemente, um die Luftzufuhr zu optimieren. Doch dem Wirkungsgrad
sind dieser Art von Öfen enge Grenzen gesetzt, da sie eine
verhältnismäßig kleine Innenraum-Oberfläche
aufweisen.
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Doch
gerade die Größe dieser Innenraumoberfläche
ist sehr wichtig für die Ableitung und Weitergabe der Brenn-Wärme
nach außen in den Raum. Die feuerfeste Auskleidung kann
wie eine Isolierung wirken. Sie bewirkt eher noch eine Verhinderung
der Wärme-Ableitung und hat die Tendenz, dass die Wärme
sozusagen auf dem Weg des geringsten Widerstandes in den Kamin entweicht.
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Auf
dem Markt ist ein Warmluftofen unter dem Namen „Bullerjahn"
erhältlich, bei dem der Heizraum mit abwechselnd in der
einen und der anderen Richtung um etwas weniger als 180° rundgebogenen Rohren
umschlossen ist. Die unten gelegenen Endöffnungen dienen
als Einlaß für die kalte Raumluft, und die oben
gelegenen Endöffnungen dienen als Auslaß für
die in den Rohren erwärmte Raumluft. Bei dieser Konstruktion
findet ein guter Übergang von der im Heizraum entwickelten
Wärme auf die in den Rohren vorhandene Luft statt. Als
Nachteil wird es jedoch angesehen, dass hier eine liegende Anordnung
getroffen ist, so dass sich beim Aufstellen des Warmluftofens im
Raum des Wohngebäudes u. U. Platzprobleme ergeben können.
Darüber hinaus handelt es sich um eine nicht ganz einfach
herzustellende Konstruktion, denn allein schon das Biegen der Rohre bedeutet
einigen Aufwand. Und diese Konstruktion mutet etwas rustikal an.
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Aus
der
DE 102 44 342
A1 ist ein Heizgerät bekannt, das einen Brenner
umfasst, um den herum konzentrisch zwei Reihen von Wärmetauscherohren angeordnet
sind. Diese Rohre werden von oben nach unten zwecks Aufheizung von
Heizungswasser durchströmt. Das Heizungswasser wird am
unteren Ende gesammelt, einem Heizkörper zugeleitet und von
dort nach Abkühlung zurückgeführt. Das
Rohrbündel ist von einem beabstandeten Gehäuse
umgeben. Dieses Heizgerät dient nicht als Ofen zur direkten
Aufheizung eines Raums. Es muß lediglich als Wärmetausche
zwischen den im Brenner erzeugten Brenngasen und dem Heizungswasser
angesehen werden.
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Aus
der
EP 0,295,756 ,
5,
ist ein Heizgerät bekannt, bei dem eine Vielzahl von zu
einander parallelen Luftrohren verwendet wird, die jeweils aus einem
längeren geraden unteren Teilstück und einem gekrümmten
oberen Teilstück bestehen. Die oberen Teilstücke
besitzen jeweils einige nach oben gerichtete Austrittöffnungen,
so dass hier erwärmte Luft austreten kann. Die geraden
unteren Teilstücke sind vertikal ausgerichtet. In ihre
unten gelegene Endöffnung kann Raumluft eintreten. Zwischen
den geraden Teilstücken befindet sich jeweils eine schmale Abstandsleiste,
die dort zwecks Befestigung benachbarter Luftrohre mit einander
an diesen befestigt ist. Wird im von den längeren Teilstücken
gebildeten Heizraum von einer thermischen Energiequelle Wärme
abgegeben, so wird die in den Rohren befindliche Luft erwärmt.
Die Luft strömt von den unteren Endöffnungen der
Rohre durch diese hindurch und tritt an den oben gelegenen Austrittsöffnungen
zwecks Erwärmung des Raums aus.
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Bei
dieser Konstruktion muss die Wärmeausnutzung nicht als
optimal bezeichnet werden, denn durch die genannten Abstandleisten
findet kein Wärmeaustausch mit der in den geraden Teilstücken befindlichen
Luft statt. Darüber hinaus ist diese Konstruktion verhältnismäßig
kompliziert aufgebaut, recht voluminös und daher als Ganzes
schwer handhabbar.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Heizofen anzugeben, der recht einfach
konstruiert ist, ohne großen Aufwand und kostengünstig
hergestellt werden kann, ohne Zusatzelemente auskommt und der dennoch
eine vergleichsweise große Effektivität besitzt.
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Lösung der erfindungsgemäßen
Aufgabe
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Heizofen
mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte
und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der
Erfindung angegeben.
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Wie
sich aus dem Anspruch 1 ergibt, kann Wärme aus dem Brennraum
auf Luftsteigrohre übertragen werden, welche eine untere
Endöffnung aufweisen, durch welche Frischluft des Raumes
angesaugt wird, in welchem der Heizofen aufgestellt ist, und welche
eine obere Endöffnung aufweisen, die direkt in den Raum
des Gebäudes mündet, so dass die in den Luftsteigrohren
erwärmte Luft unmittelbar in den Raum des Gebäudes,
in welchem der Heizofen aufgestellt ist, geleitet wird und den Raum
aufheizt. Solche Luftsteigrohre können die gesamte vertikale Ummantelung
des Feuerraumes ausbilden, indem ausschließlich Luftsteigrohre
den Feuerraum allseits umgeben. Alternativ können jedoch
auch anstelle der Luftsteigrohre oder bevorzugt zusätzlich
zu einer vorgegebenen Anzahl von Luftsteigrohren ein wärmeaufnehmendes
Medium führende Rohre vorgesehen sein, die gemeinsam einen
Zulauf für das wärmeaufnehmende Medium und einen
Ablauf für das wärmeaufnehmende Medium aufweisen.
Selbstverständlich ist es möglich, nur ein einziges
ein wärmeaufnehmendes Medium führendes Rohr neben
einer Vielzahl von Luftsteigrohren vorzusehen. Bevorzugt ist jedoch,
bei einer Ausführungsform, bei welcher beide Rohrarten
vorgesehen sind, eine Vielzahl von ein wärmeaufnehmendes
Medium führenden Rohren vorgesehen, wobei die Rohre vorzugsweise
derart untereinander verbunden sind, dass sie nacheinander oder
parallel durchströmt dasselbe wärmeaufnehmende
Medium führen.
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Als
wärmeaufnehmendes Medium kann beispielsweise Wasser vorgesehen
sein oder eine sonstige Flüssigkeit. Selbstverständlich
sind auch andere Medien vorstellbar. Das wärmeaufnehmende
Medium kann beispielsweise durch Vorsehen eines entsprechenden Radiators
ebenfalls zur Aufheizung des Raumes, in welchem der Ofen aufgestellt
ist, oder eines anderen Raumes dienen. Alternativ oder zusätzlich
kann das wärmeaufnehmende Medium auch zur Aufheizung beispielsweise
von Brauchwasser dienen, beziehungsweise Brauchwasser kann direkt
als durch den Heizofen geleitetes wärmeaufnehmendes Medium
dienen.
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Nachfolgend
werden besonders bevorzugte Ausführungsformen der Luftteigrohre
beschrieben. Die beschriebenen Merkmale sind jedoch ebenso gut auch
bei den das wärmeaufnehmende Medium führenden
Rohren, insbesondere bei Wassersteigrohren, anwendbar.
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Die
genannten senkrechten Luftsteigrohre können nach einer
ersten besonders bevorzugten Ausführungsform einen runden,
insbesondere einen kreisrunden Querschnitt besitzen.
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Sie
können aber auch einen dreieckigen, welligen oder gewölbten
Querschnitt besitzen, wobei alle Luftsteigrohre bevorzugt eine gemeinsame
Außenhülle besitzen, die insbesondere mit Kühlrippen versehen
ist.
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Gemäß einer
zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform können
sie aber auch einen rechteckigen Querschnitt besitzen, wobei jeweils eine
Rohrkante nach außen weist.
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Die
obere und/oder untere Deckplatte kann an der zum Heizraum gerichteten
Außenfläche der Luftsteigrohre befestigt sein.
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Die
Luftsteigrohre können aus Stahl oder aus Aluminium, Kupfer
oder einer Keramik bestehen.
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Von
besonderer ästhetischer Bedeutung ist eine Ausführung,
bei der die Luftsteigrohre vom Raum des Gebäudes her frei
zugänglich sind. Gegebenenfalls kann aber auch im Abstand
zu den Luftsteigrohren eine Verkleidung, insbesondere eine wärmespeichernde
Verkleidung, vorgesehen sein.
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Um
eine besonders gute Wärmeausnutzung zu erzielen, ist nach
einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass im oberen Bereich
des Heizraums einige Querrohre mit ihrem Lufteingang von den Luftsteigrohren
abzweigen, und dass die Querrohre quer durch den Heizraum verlaufen
und mit ihrem Luftausgang in den Raum des Gebäudes oder
in anderen, insbesondere gegenüberliegenden Luftsteigrohren münden.
Wenn entsprechende Querrohre im oberen Bereich des Heizraumes vorgesehen
sind, welche das wärmeaufnehmende Medium führen,
so zweigen diese vorteilhaft von einem vertikalen, das wärmeaufnehmende
Medium führenden Rohr ab und münden in einem vorteilhaft
auf der entgegengesetzten Seite des Heizraumes angeordneten, das
wärmeaufnehmende Medium führende Rohr.
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Eine
bedeutende Steigung der Wärmeausnutzung wird auch, gegebenenfalls
zusätzlich, erzielt, wenn im unteren Bereich des Heizraums
quer durch diesen verlaufend einige Feuerrostrohre angeordnet sind,
deren Einlass von den Luftsteigrohren abzweigt und deren Auslass
in den Luftsteigrohren mündet. Entsprechend können
auch Feuerrostrohre aus Rohren vorgesehen sein, welche das wärmeaufnehmende
Medium führen.
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Um
die Beseitigung von Asche zu erleichtern, kann weiter vorgesehen
sein, dass im Bereich des unteren Teils des Feuerraums ein Ascheabsaugrohr
vorgesehen ist, über das die im Feuerraum sich ansammelnde
Asche vorzugsweise in einen Bereich außerhalb des Raums
des Gebäudes absaugbar ist. Hierbei ist es von Vorteil,
wenn der Frischluftzugang ein Zugangsrohr umfasst, das gleichzeitig
auch als Ascheabsaugrohr vorgesehen ist.
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Es
hat sich im praktischen Betrieb als vorteilhaft herausgestellt,
wenn die Ausgestaltung so vorgenommen ist, dass an der unteren Endöffnung
der Steigrohre ein auswechselbarer Luftfilter anbringbar ist.
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1 in
perspektivischer Ansicht einen Heizofen mit einer Anzahl vertikal
angeordneter runder Luftsteigrohre in kreisrunder Anordnung,
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2 im
perspektivischem Blick einen Längsschnitt durch den Heizofen
von 1,
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3 einen
Blick von oben auf die obere Deckplatte dieses Heizofens,
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4 einen
Blick von oben auf eine bei diesem Ofen eingesetzte Zwischenplatte,
die als Feuerrost für das Brenngut dient und mit einem
Schieber ausgestattet ist,
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5 einen
Blick von oben auf eine bei diesem Ofen eingesetzte untere Deckplatte,
die mit einem unteren Frischluftzugang versehen ist, was einen Abänderung
des in 1 und 2 gezeigten seitlichen Frischluftzugangs
bedeutet,
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6 einen
Blick von oben auf die obere Deckplatte eines weiteren Heizofens,
bei dem die Luftsteigrohre aus dreieckig geformten Längselementen
und einer gemeinsamen zylindrischen Außenhülle
gebildet werden,
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7 einen
Blick von oben auf die obere Deckplatte eines weiteren Heizofens,
bei dem die Luftsteigrohre aus wellig geformten Längselementen und
einer gemeinsamen zylindrischen Außenhülle gebildet
werden,
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8 einen
Blick von oben auf die obere Deckplatte eines weiteren Heizofens,
bei dem eine Vielzahl von Luftsteigrohren aus gewölbt geformten Längselementen
und einer gemeinsamen viereckigen Außenhülle gebildet
werden,
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9 einen
Blick von oben auf die Deckplatte eines weiteren Heizofens entsprechend 8,
allerdings mit weniger Luftsteigrohren,
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10 einen
Blick von oben auf die obere Deckplatte eines weiteren Heizofens,
bei dem die Luftsteigrohre aus dreieckig geformten Längselementen
und einer gemeinsamen dreieckigen Außenhülle gebildet
werden,
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11 in
perspektivischer Ansicht einen weiteren Heizofen mit einer Anzahl
von durchgehend vertikal angeordneten Luftsteigrohren mit rechteckigem
Querschnitt in viereckiger Anordnung,
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12 einen
Blick von oben auf die obere Deckplatte des Heizofens nach 11 und
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13 einen
Schnitte entlang E-E durch den Heizofen gemäß 11 und 12,
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14 ein
erstes Beispiel, bei welchem ein Teil der Steigrohre zur Führung
eines wärmeaufnehmendes Mediums, beispielsweise Wasser,
verwendet wird, und
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15 ein
zweites Ausführungsbeispiel mit ein wärmeaufnehmendes
Medium führenden Rohren,
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16 ein Ausführungsbeispiel mit
einer Vielzahl von Querrohren im oberen Bereich des Brennraumes,
welche in einer Draufsicht von oben senkrecht beziehungsweise quer
zueinander verlaufen,
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17 Draufsichten auf verschiedene mögliche
Anordnungen von Querrohren im Brennraum, insbesondere im oberen
oder unteren Bereich desselben.
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Detaillierte Beschreibung
der Zeichnungen
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Der
Heizofen 2 gemäß 1 bis 5 steht in
der Ecke des Wohnraumes neben einer Wand 4. Kernstück
ist hier ein zylindrischer Heiz- oder Feuerraum 6, in den
als thermische Energiequelle ein Festgut, wie zum Beispiel Holz,
Kohle, Biomaterial, eingebracht wird. Dieses Festgut kann auf einem
Feuer- oder Gitterrost 8 gelagert werden. Prinzipiell könnte der
Feuerraum 6 auch für Gas oder Öl ausgestaltet werden.
Der Feuerraum 6 wird im Wesentlichen gebildet aus einer
Anzahl von sich berührenden und unmittelbar miteinander,
zum Beispiel durch Schweißen) verbundenen Luftsteigrohren 10,
die ausschließlich gerade verlaufen und vertikal in einer kreisrunden
Anordnung ausgerichtet sind. Sind sie dabei zu einer festen Einheit
zusammengefasst. Ersichtlich umgibt diese Einheit den Feuerraum 6 vollständig
in jeder seitlichen Richtung. Die Luftsteigrohre 10 haben
hier einen kreisrunden Querschnitt.
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Die
Luftsteigrohre 10 bestehen bevorzugt aus einem gut wärmeleitenden
Material, zum Beispiel Stahl oder Kupfer. Es soll bereits hier angemerkt werden,
dass durch diese Konstruktion eine relativ große Rohr-Außenfläche
der im Feuerraum 6 entwickelten Wärme ausgesetzt
ist, so dass ein relativ großer Anteil dieser Wärme
auf die in den Luftsteigrohren 10 befindliche Luft übertragen
wird. Prinzipiell können aber auch andere Materialien für
die Rohre 10 eingesetzt werden, zum Beispiel auch Keramik oder
Aluminium.
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Die
obere Endöffnung 12 aller Luftsteigrohre 10 mündet
direkt in den Wohnraum und versorgt im Betrieb diesen mit warmer
Luft. Die untere Endöffnung 14 aller Luftsteigrohre 10 befindet
sich jeweils beabstandet vom Boden 16 des Raums. Jede untere Endöffnung 14 ist
dabei der vergleichsweise kalten Luft des Raums ausgesetzt.
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Zur
Gewährleistung der Einhaltung eines vorgegebenen Abstands
vom Boden 16 sind dabei auf den Boden 16 aufgesetzt
Füße 18 vorgesehen. Deren Höhe
ist vorzugsweise einstellbar, so dass der Heizofen 2 in
gewissem Umfang den Raumgegebenheiten angepasst werden kann.
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Vorliegend
ist eine Besonderheit vorgesehen, die eine Anzahl von Vorteilen
bringt. Sie besteht in einem auswechselbaren Luftfilter 20,
der an den unteren Endöffnungen 14 aller Steigrohre 10 angebracht
ist. Dieser Luftfilter 20 bewirkt folgendes: In den Steigrohren 10 steigt
die erwärmte Luft durch den entstehenden Kamineffekt auf;
sie zieht unten vom Boden 16 vergleichsweise kalte Luft
nach. Diese Luftumwälzung kann relativ stark werden. Sie
wird durch den Luftfilter 20 gebremst. Die angezogene Luft
wird gefiltert. Dadurch wird die Raumluft weitgehend staubfrei gehalten.
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Für
ein optimales Raumklima kann dem Luftfilter 20 fein dosiert
Wasser zugeführt werden (nicht gezeigt), was dort verdampft
und nach oben mitgerissen wird.
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Der
Feuerraum 6 wird nach oben hin gasdicht durch eine obere
Deckplatte 22 abgeschlossen. Diese ist am oberen Teil der
Luftsteigrohre 10 in den Feuerraum 6 eingesetzt
und dort befestigt, z. B. durch Schweißen. Von hier geht
zwecks Ableitung der im Heizraum 6 gebildeten Abgase A
nach oben ein Ofenrohr 24 ab. Dieses kann – wie
in 2 gezeigt – gebogen sein und über
die Wand 4 mit der Außenwelt in Verbindung stehen.
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In
den unteren Teil des Feuerraums 6 führt zwecks
Speisung der thermischen Energiequelle ein Frischluftzugang 25.
Die Frischluft wird bevorzugt von außen, d. h. von außerhalb
des zu heizenden Raums, zugeführt. In 2 liegt
er in Form eines Rohres vor, das mit einer Öffnung in der
Wand 4 verbunden ist. Gemäß 1 kann
natürlich dafür auch eine andere Wand benutzt
werden. Die Zuführung geschieht dabei von der Seite. Wie
später deutlich wird, kann die Frischluft, die für
die Verbrennung des Brennguts auf dem Gitterrost 8 benötigt
wird, auch von unten über eine Öffnung 50 zugeführt
werden.
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Der
Feuerraum 6 wird des weiteren nach unten hin gasdicht durch
eine untere Deckplatte 26 abgeschlossen. Diese ist am unteren
Teil der Luftsteigrohre 10 in den Feuerraum 6 eingesetzt
und dort befestigt. Wie soeben erwähnt, kann von unten
die benötigte Frischluft zugeführt werden, und
zwar durch diese untere Deckplatte 26 hindurch (vgl. Öffnung 50 in 5).
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Um
das Einbringen von Brenngut zu ermöglichen, ist eine Ofentür 28 vorgesehen.
Sie besteht im wesentlichen aus Glas. Im Bereich dieser Ofentür 28 sind
die linearen Luftsteigrohre 10 unterbrochen. Sie sind aber
nach oben und unten hin vorhanden, was zu einem guten ästhetischen
Anblick beiträgt. Der Handgriff für die Ofentür 28 ist
mit 29 bezeichnet.
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In
dem Ausführungsbeispiel nach 1 bis 5 werden
Luftsteigrohre 10 mit kreisrundem Querschnitt verwendet,
die zu einer festen, gasdichten Einheit zusammengefügt
sind. Prinzipiell können z. B. auch elliptische Rohre oder
andere einfach strukturierte längliche Hohlkörper
eingesetzt werden. Später werden in 6 bis 10 noch
weitere Ausbildungen und Querschnittformen gezeigt.
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Es
soll betont werden, dass bei der Ausführungsform nach den 1 und 11 die
Luftsteigrohre 10 vom Gebäuderaum frei zugänglich
sind. Dies trägt zu einem guten optischen Eindruck bei. Nur
dort, wo prinzipiell dies unerwünscht ist oder wo infolge
zu hoher zu erwartender Temperaturen an den Rohren 10 eine
Gefahr zu befürchten ist, wird man um die Luftsteigrohre 10 eine
Hülle 27 (vgl. auch 6 und 8–10)
herumlegen, und zwar bevorzugt in einigem Abstand. Als Verkleidung
kann hier z. B. eine aufgesetzte Steinplatte dienen. Sie kann gleichzeitig
dekorativen Zwecken dienen; gleichzeitig ist sie auch ein gut wärmespeicherndes Medium.
Insgesamt gesehen wird man also auch hier bestrebt sein, die Schutzhülle
oder Verblendung in dekorativer Weise auszugestalten.
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In 2 und 3 ist
gezeigt, dass im oberen Bereich des Heizraums 6 einige
Querrohre 30 kreisrunden Querschnitts, die mit ihrem Lufteingang 32 von
den Luftsteigrohren 10 ausgehen und die durch den Heizraum 6 quer
nach oben verlaufen, mit ihrem Luftausgang 34 in den Gebäuderaum
münden, und zwar an den in 3 dargestellten
elliptischen Öffnungen in der oberen Deckplatte 22.
Von dieser geht auch das Ofenrohr 24 ab. Es muss, wie in 3 dargestellt,
nicht zentral angeordnet sein. Die etwa halbrunden Einkerbungen 30 zur
angepassten Aufnahme der Luftsteigrohre 10 sind gut erkennbar.
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3 zeigt
auch, dass infolge der kreisrunden Aneinanderreihung der Luftsteigrohre 10 ein sehr
großer Teil ihrer Außenfläche der Wärme
im Heizraum 6 ausgesetzt ist. Diese Wärme wird
an die in den Luftsteigrohren 10 befindliche Luft weitergegeben.
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Aus 2 und 4 geht
hervor, dass zwecks Gewährleistung einer gleichmäßigen
Verbrennung im Feuerraum 6 vertikale Frischluft-Zuführrohre 36 relativ
kleinen Querschnitts vorgesehen sind. Sie enden in unterschiedlicher
Höhe und führen Frischluft. Sie kommen vom Raum,
in den der Frischluftzugang 25 mündet. Sie sind
eng an den Luftsteigrohren 10 befestigt.
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Nach 4 ist
im Heizofen 2 eine Zwischenplatte 38 eingesetzt.
Diese hat insgesamt die Funktion des Gitterrosts 8 von 1.
Sie besitzt im zentralen Bereich einen Feuerrost 40 mit
hier 8 länglichen Luftzufuhr-Öffnungen 42.
Auf diesen Feuerrost 40 wird das Brenngut über
die Ofentür 28 aufgelegt. Die Luftzufuhr-Öffnungen 42 sind
durch einen Schieber, der unterhalb der Zwischenplatte 38 angeordnet
und in 4 daher nicht sichtbar ist, nach Bedarf mehr oder
weniger verschlossen. Der Schiebergriff ist in 1 und 2 mit 44 bezeichnet.
Dadurch ist eine Kontrolle der Luftzufuhr und damit der Verbrennung des
Brennguts möglich. Bei Verschließen der Luftzufuhr-Öffnungen 42 und
damit bei Sperrung für die Frischluft gelangt die Frischluft
vornehmlich nur durch die dünnen Frischluft-Zufuhrrohre 36 in
den oberen Teil des Heizraumes 6.
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Am
Rand besitzt die Zwischenplatte 38 entsprechend der oberen
Deckplatte 22 fortlaufend etwa halbrunde Einkerbungen 46 zur
Aufnahme der runden Frischluft-Zufuhrrohre 10.
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Die
in 5 gezeigte untere Deckplatte 26 besitzt
entsprechend am Rand etwa halbrunde Einkerbungen 48 für
die Aufnahme der Frischluft-Zufuhrrohre 10. Die für
die Verbrennung benötigte Frischluft wird hier von unten
durch eine Öffnung 50 in der unteren Deckplatte 26 in
den Feuerraum 6 geführt.
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Im
unteren Bereich des Heizraums 6 können im Prinzip
quer durch diesen verlaufend in einer Weise, die dem oberen Bereich
entspricht, einige Feuerrostrohre, die von der zu erwärmenden
Luft durchströmt werden, angeordnet sein. Dies wird später
anhand von 12 und 13 noch
verdeutlicht.
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Seitlich
von der Ofentür 28, d. h. etwa um 90° um
die Längsachse N versetzt, kann bei Durchbrechung der Luftsteigrohre 10 eine
weitere (nicht gezeigte) Tür im unteren Bereich angeordnet
sein. Durch diese Tür kann ein Aschekasten (vgl. 78 in 13)
in den unteren Teil des Heizraums 6 eingeführt
werden.
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Es
war bereits erwähnt worden, dass bei der Ausführungsform
gemäß 1 und 2 ein seitlicher
Frischluftzugang 25 in Form eines Zugangs-Rohres vorgesehen
ist. Dieser dient der Zuführung der für die Verbrennung
benötigten Frischluft. Nun wurde erkannt, dass man dieses
Zugangsrohr auch als Ascheabsaugrohr benutzen kann. Mit anderen
Worten: Über dieses Rohr kann die sich im unteren Teil
des Feuerraums 6 ansammelnde Asche 51 (vgl. 1)
abgesaugt werden, z. B. mit einer Art Staubsauger. Bevorzugt wird
dabei die Asche 51 in einen Bereich außerhalb
des Wohnraums, in dem der Heizofen 2 steht, abgesaugt.
Dadurch vermeidet man eine Staubablagerung im Wohnraum.
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Es
sollte noch erwähnt werden, dass die höhenverstellbaren
Füße 18, die zur Abstandbildung vorgesehen
sind, direkt an der unteren Deckplatte 26 befestigt sein
können.
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Aus 1 und 2 ist
auch zu entnehmen, dass am Ofenrohr 24 ein Wärmetauscher 52 angeordnet
sein kann. Der Zufuhrschlauch für kaltes Wasser ist dabei
mit 54, der Abfuhrschlauch für warmes Wasser ist
mit 56 bezeichnet. In Strömungsrichtung der Abgase
A gesehen nach dem Wärmetauscher 52 ist am Ofenrohr 24 eine
Drosselklappe 58 angeordnet. Bei dem Wasser kann es sich
um Brauchwasser für den Haushalt, aber auch um Wasser für
eine Fußboden- oder Wandheizung handeln.
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In
den 6 bis 10 wird davon ausgegangen, dass
die einzelnen Luftsteigrohre 10 jeweils einen nicht-kreisrunden
Querschnitt aufweisen und mit Hilfe von mit einander gasdicht verbundenen,
z. B. verschweißten, Längselementen 64, 66 gebildet sind.
Die Längselemente 64, 66 sind zu einer
geschlossenen, ebenfalls gasdichten und ringförmigen Einheit
zusammengefügt. Diese feste ringförmige Einheit
(z. B. Kreis, Rechteck, Quadrat) ist von einer glatten Außenhülle 68 umgeben.
Somit bilden z. B. in 6 jeweils zwei benachbarte gerade,
winklig zu einander angeordnete streifenförmige Längselemente 64, 66 und
eine Teilstück der zylindrischen Außenhülle 68 ein
Luftsteigrohr 10. Dasselbe gilt entsprechend für
die Ausführungsformen gemäß 7 bis 10,
wobei in der 7 wieder eine zylindrische Außenhülle 68,
in den 8 bis 10 dagegen quaderförmige
Außenhüllen 68 verwendet werden. In den
Ecken der quaderförmigen Außenhüllen 68 von 8–10 sind
jeweils als Eckrohre 70 Luftsteigrohre mit quadratischem
Querschnitt vorgesehen. Die Außenhüllen 68 können
jeweils mit einer Anzahl von Kühlrippen 72 versehen
sein, die nach außen weisen und die den Wärmeübergang
in den Wohnraum noch verbessern.
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Die
so gebildeten Luftsteigrohre 10 sind gemäß 6 bis 10 am
entsprechend geformten Außenrand der oberen Deckplatte 22 festgemacht. Entsprechendes
gilt natürlich auch für die untere Deckplatte 26.
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Die
in den 6 bis 10 gezeigten Grundrisse für
die Luftsteigrohre 10 haben, analog zur Ausführungsform
nach den 1 bis 5, den Vorteil,
dass eine relativ große Wärmeübergangsfläche
vom Feuerraum 6 zu der Luft in den Luftsteigrohren 10 vorhanden
ist. Damit ist eine wirkungsvolle und schnelle Heizung des Wohnraums
ermöglicht.
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Die
Ausführungsform nach den 11–13 entspricht
weitgehend derjenigen der 1–5,
so dass sich die Beschreibung auf die Erwähnung der Unterschiede
beschränken kann. Bei dieser Ausführungsform werden
durchgehend vertikal angeordnete Luftsteigrohre 10 mit
rechteckigem Querschnitt, speziell mit quadratischem Querschnitt, verwendet.
Diese sind miteinander über Eck fest zu einer Einheit verbunden,
und zwar so, dass jeweils eine Rohrkante nach außen weist.
Auch diese Konstruktion gewährleistet einen weitflächigen
Wärmeübergang. Gemäß 11 sind
die Luftsteigrohre 10 in dreieckig geformten Einkerbungen 36 der
oberen Deckplatte gasdicht festgemacht, z. B. durch Schweißen.
Der in 11 leere Platz ist für
die Ofentür 28 mit Glasscheibe aus wärmebeständigem,
durchsichtigem Glas bestimmt und mit 74 bezeichnet.
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Aus 11 ist
ersichtlich, dass an jeder Seite vier Luftsteigrohre 10 und
in jeder Ecke jeweils zusätzlich ein durchgehend gerades
Luftsteigrohr 76 quadratischen Querschnitts angeordnet
sind. Diese zusätzlichen Luftsteigrohre 76 sind
an den benachbarten Rohrsteigrohren 10 ebenfalls über
Eck befestigt. Im Bereich des Platzes 74 sind die Rohrsteigrohre 10 in
obere und untere Teilrohre 10o bzw. 10u unterteilt.
Die unteren Teilrohre 10u sind jeweils am oberen Ende verschlossen.
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Wie
bei der Ausführungsform nach 1–3 sind
auch bei derjenigen von 11–13 zwecks
Nacherwärmung im oberen Bereich des Heizraums 6 einige
schräg angeordnete Querrohre 30 (oberes Register)
vorgesehen, die mit ihrem Lufteingang von den Luftsteigrohren 10 abzweigen,
die quer durch den Heizraum 6 verlaufen, und die mit ihrem
Luftausgang über ein oberes Teilrohr 10o in den
Gebäuderaum münden. Der Strömungsweg
hierfür geht aus 13 hervor.
Darüber hinaus ist im unteren Bereich des Heizraums 6 ein durchlüfteter
Ascherost (unteres Register) vorgesehen. Dieser besteht hier aus
sechs parallelen, beabstandeten Vierkantrohren mit quadratischem
Querschnitt, die als „Feuerrostrohre" bezeichnet werden können.
ihr Einlass zweigt von den Luftsteigrohren 10, 76 ab,
und ihr Auslass mündet in den Luftsteigrohren 10 bzw. 76.
Der Strömungsweg hierfür ist ebenfalls in 13 angedeutet.
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Zur
detaillierten Verdeutlichung im unteren Bereich wird angenommen,
dass 12 einen Blick von oben auf den unten angeordneten
Ascherost darstellt.
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In 12 sind
daher die vier Eck-Luftsteigrohre mit R1, R2, R3 und R4 und die
rechten unteren Teilrohre mit P1, P2, P3, P4 sowie die linken unteren Teilrohre
mit P5, P6, P7, P8 bezeichnet. Die zueinander parallelen Feuerrostrohre
haben die Bezeichnungen Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 und Q6. Ersichtlich ist
das rechte Eck-Luftsteigrohr R1 über das Feuerrostrohr Q1
mit dem linken Eckluftsteigrohr R2 verbunden. Entsprechend gibt
es zu einander parallele, etwas beabstandete Verbindungen P1-Q2-P5,
P2-Q3-P6, P3-Q4-P7, P4-Q5-P8, R4-Q6-R3, durch die Luft von rechts
nach links unter Erwärmung strömen kann. 13 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie E-E. Hier ist der Strömungsweg
P1-Q2 und Q4-P7 durch kleine Pfeile markiert ist. Erkennbar ist
der so durchlüftete Ascherost Q1–Q6 nach rechts
leicht geneigt. Beim Verbrennen darauf gebildete Asche kann durch
die Längsspalte in den darunter befindlichen (in 13 gestrichelten)
Aschekasten 78 fallen. Die Schweißnähte
zwischen den einzelnen Rohren sind in 13 gestrichelt
eingezeichnet.
-
Das
im oberen Bereich des Heizraums 6 in 13 vorhandene
obere Register mit einer Anzahl von Querrohren 30 ist entsprechend
dem unteren Register und entsprechend 2 aufgebaut.
Es ist von links nach rechts ansteigend, so daß die bereits erwärmte
Luft in ihm weiter erwärmt und dann nach oben an den Luftausgängen 34 in
den Wohnraum abfließen kann.
-
Es
hat sich bei Versuchen ergeben, dass für Holz als Energie
quelle und für das Wohnzimmer eines Wohnhauses von etwa
25 qm die Länge der Luftsteigrohre 10, 76 im
Bereich von 1,00 m und 1,50 m liegen kann. Für andere Gegebenheiten
sind natürlich andere Maße möglich. Auf
jeden Fall stellt der Heizofen eine effiziente und kompakte Baueinheit dar.
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In
der 14 ist angedeutet, dass eine Anzahl der Steigrohre,
beispielsweise sämtliche Rohre auf genau einer Seite des
Heizofens 2, als ein wärmeaufnehmendes Medium
führende Rohre 11 ausgeführt sind. Beispielsweise
führen diese Rohre 11 eine Flüssigkeit,
insbesondere Wasser. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ein einziger Zulauf K für das noch kalte wärmeaufnehmende
Medium und ein einziger Ablauf W für das mittels Wärme
aus dem Heiz- oder Feuerraum 6 erwärmte wärmeaufnehmende
Medium vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
werden sämtliche Rohre 11 nacheinander vom wärmeaufnehmenden
Medium durchströmt, wobei vorliegend der Anschluss der
Rohre 11 untereinander derart ausgeführt ist,
dass das wärmeaufnehmende Medium mäanderförmig
durch eine Seite des Heizofens 2 geleitet wird. Selbstverständlich
sind andere Ausführungsformen denkbar, siehe beispielsweise
die 15, bei welcher die Rohre 11 einerseits
einen anderen Querschnitt aufweisen, und andererseits sowohl der
Zulauf K als auch der Ablauf W im unteren Bereich beziehungsweise
an der unteren Öffnung der Rohre 11 vorgesehen
ist, wohingegen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 14 der
Ablauf W im oberen Bereich des letzten Rohres 11 vorgesehen
ist.
-
Selbstverständlich
wäre es auch möglich, dass, um einen größeren
Durchsatz zu erreichen, das wärmeaufnehmenden Medium eine
Vielzahl von Rohre 11 gleichzeitig durchströmt,
somit alle oder einzelne Rohre 11 parallel zueinander angeordnet sind.
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In
der 16 erkennt man in einer Seitenansicht
A und einer Draufsicht B eine schematische Darstellung eines Heizofens 2,
bei welchem im oberen Bereich des Heiz- oder Feuerraumes Querrohre 30 vorgesehen
sind, die ein sogenanntes Wärmetauschregister bilden. Wie
man sieht, verläuft eine erste Anzahl von Querrohren 30,
in einer ersten Ebene im oberen Bereich des Heizraumes 6 quer
zu einer zweiten Anzahl von Querrohren 30 in einer zweiten
Ebene und einer dritten Anzahl von Querrohren 30 in einer
dritten Ebene. Diese Querrohre 30 können als luftführende
Rohre und/oder als das wärmeaufnehmende Medium, insbesondere
Wasser führende Rohre ausgeführt sein und bevorzugt
mit ihren beiden Enden in gegenüberliegenden Luftsteigrohren oder
das wärmeaufnehmende Medium führenden Rohren münden.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung sind die Querrohre 30 als auf
die Spitze gestellte Vierkantrohre ausgeführt. Selbstverständlich
ist auch eine Ausführungsform mit einem runden Querschnitt oder
anderen Querschnittsformen denkbar. Auch der angedeutete Feuerrost 40 ist
bevorzugt aus auf die Spitze gestellten Vierkantrohren ausgeführt.
-
Obwohl
bei der gezeigten Ausführungsform die Querrohre 30 im
oberen Bereich des Heizraumes 6 ebenenweise senkrecht zueinander
angeordnet sind, ist auch eine andere winklige Anordnung oder auch
eine parallele Anordnung möglich.
-
In
der 17 sind sieben weitere Ausführungsbeispiele
für Wärmetauschregister, wie sie mit Bezug auf
die 16 dargestellt wurden, gezeigt.
-
- 2
- Heizofen
- 4
- Wand
- 6
- Heiz-
oder Feuerraum
- 8
- Gitterrost
- 10
- Luftsteigrohr
- 10o
- oberes
Teilrohr
- 10u
- unteres
Teilrohr
- 11
- ein
wärmeaufnehmendes Medium führende Rohre
- 12
- obere
Endöffnung
- 14
- untere
Endöffnung
- 16
- Boden
- 18
- Fuß
- 20
- Luftfilter
- 22
- obere
Deckplatte
- 24
- Ofenrohr
- 25
- Frischluftzugang
- 26
- untere
Deckplatte
- 27
- Hülle,
Verkleidung
- 28
- Ofentür
- 29
- Handgriff
zur Ofentür
- 30
- Querrohr
- 32
- Lufteingang
- 34
- Luftausgang
- 36
- Frischluft-Zuführrohr
- 38
- Zwischenplatte
- 40
- Feuerrost
- 42
- Luftzuführ-Öffnung
- 44
- Schiebergriff
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10244342
A1 [0008]
- - EP 0295756 [0009]