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Offene Kaminfeuerstätte mit Schächten für die konvektive Erwärmung
der Raumluft und Verfahren zur Herstellung der Kaminfeuerstätte Die Erfindung bezieht
sich auf offene Kaminfeuerstätten für zu beheizende Wohnräume.
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Bei geschlossenen Raumheizöfen genügt es, wenn etwa so viel Frischluft
von außen in den Aufstellungsraum des Ofens nachströmen kann, wie Verbrennungsluft
erforderlich ist.
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Bei offenen Kaminfeuerstätten dagegen wird nicht nur die für die Verbrennung
erforderliche Luft, sondern ein erheblicher tYberschuß an Verbrennungszweitluft
dem Wohnraum entnommen und durch den Schornstein ins Freie abgeführt.
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Falls es sich nun um einen Wohnraum handelt, der keine Belüftungsöffnungen
aufweist, d. h. nach außen verhältnismäßig gut abgedichtet ist, so daß weniger Luft
nachströmt, als durch den Schornstein der offenen Kaminfeuerstätte abströmen kann,
so, wird der betreffende Raum unter Unterdruck gesetzt. Das Feuer erhält nicht mehr
die nötige Sauerstoffmenge, und das Abströmen der Rauchgase erfolgt unvollständig
und führt zwangläufig zu Rauchbelästigungen.
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Wenn hingegen der betreffende Wohnraum Belüftungsöffnungen aufweist,
durch die Frischluft in genügender Menge von außen in den Raum nachströmen kann,
so entstehen unangenehme Kaltluftströmungen (Zugluft), und die Heizleistung der
Feuerstätte sinkt infolge der großen Menge der ständig in den Raum nachströmenden
Kaltluft erheblich ab.
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Zweck und Ziel einer gemäß vorliegender Erfindung ausgebildeten offenen
Kaminfeuerstätte ist es, die Voraussetzungen zur Behebung der erwähnten Unzulänglichkeiten
bekannter Kaminfeuerstätten zu schaffen.
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Es ist bereits bekannt, außerhalb des durch die offene Kaminfeuerstätte
zu beheizenden Wohnraumes Frischluft zu fassen und als Verbrennungsluft der Feuerung
zuzuleiten. Auch ist es bereits bekannt, von einer. außerhalb des Wohnraumes angeordneten
Frischluftansaugestelle Luft durch Hohlräume bzw. Schächte hinter der hinteren und
hinter den seitlichen Feuerraumbegrenzungswänden zu leiten, um sie dabei auf konvektivem
Wege zu erwärmen und im erwärmten Zustand als Ersatz für die durch den Kamin abströmende
Raumluft in den Wohnraum einzuleiten.
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In beiden Fällen strömt dabei die außen gefußte und dann erwärmte
Frischluft im Sinne ihres natürlichen Auftriebs, d. h.. sie fließt von einer tiefergelegenen
Eintrittsöffnung in aufsteigendem Sinne zur Feuerung und durch die Konvektionsschächte
zu den höhergelegenen Austrittsöffnungen..
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Es wird auf diese Weise zwar vermieden, daß im Wohnraum ein so großer
Unterdruck entsteht, daß dem Feuerherd nicht mehr die notwendige Verbrennungsluft
zugeführt wird und daß Schwel- und Rauchgase sich im Raum ausbreiten. Auch wird
dadurch vermieden, daß durch Fenster und Türritzen völlig kalte Außenluft angesogen
wird, die als sehr unangenehme und gesundheitsschädliche Zugluft zur Kaminfeuerstätte
strömt, indem die von außen nachströmende Frischluft in den Konvektionsschächten
erwärmt wird.
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Die auf diese bekannte Weise erzielbaren Verbesserungen sind aber
unvollkommen, vor allem deswegen, weil die den natürlichen Auftrieb entsprechend
aufwärts durch die Konvektionssehächte strömende Frischluft in den oberen Teil des
Wohnraumes ausströmt, sich an den von der Feuerstätte entfernten Raumwänden wieder
unter Abkühlung zu Boden senkt, um dann dem Boden entlang zur Feuerstätte zu strömen.
Auch diese kühlen Luftströmungen dem Boden entlang wirken als unangenehme Zugluft.
Außerdem strömt die dem natürlichen Auftrieb folgende Frischluft zii schnell durch
die Konvektionsschächte, als daß sie sich wesentlich erwärmen könnte. Selbst wenn
man in die Konvektionsschächte dieser bekannten Kaminfeuerstätten Schikaner. z.
B. Leitbleche, einbauen würde, um die Erwärmung der durchströmenden Frischluft zu
fördern, verbleibt noch der Nachteil, daß die Warmluft immer direkt
in
den oberen Teil des Wohnraumes geleitet wird, anstatt vom Boden her durch den Raum
aufwärts zu strömen.
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Gemäß der Erfindung weist die offene Kaminfeuerstätte für nicht mit
Belüftungsöffnungen versehene, d. h. verhältnismäßig dichte Wohnräume, bei der hinter
der hinteren und hinter den seitlichen Feuerraurnbegrenzungswänden Schächte für
die konvektive Erwärmung der aus dem Freien zugeführten Raumluft angeordnet sind,
einen oder mehrere im Oberteil des Konvektionsschachtes mündende Frischluftkanäle
und eine oder mehrere unterhalb dieser Mündungsstelle. vorzugsweise in Fußbodennähe,
angeordnete, nach der Seite oder nach vorn gerichtete Austrittsöffnungen für die
in den Konvektionsschächten im Sturzzug, d. h. im Gegenstrom zu den Feuergasen erwärmte
Raumluft auf.
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Durch dieses Gegenstromverfahren wird eine besonders günstige Übertragung
der in den Verbrennungsgasen enthaltenen Wärme auf die Raumluft erreicht, so daß,
wie sich überraschenderweise in der Praxis gezeigt hat, bei einer offenen Kaminfeuerstätte
erfindungsgemäßer Art beträchtliche Mengen von auf 45 bis 60° C erwärmter Frischluft
durch die in Bodennähe angeordneten Austrittsöffnungen ausströmen, und zwar auch
dann, wenn der sich im Raum bildende Unterdruck nur gering ist (z. B. 0,6 bis 1
mm Wassersäule).
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Diese Warmluft breitet sich vom Kaminfuß aus über den ganzen Boden
des Wohnraumes aus, um dann allmählich vom Boden her aufzusteigen. Von einer unangenehmen
Zugluft ist dabei nichts mehr zu spüren.
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Um auch die Möglichkeit zu schaffen, Frischluft ton einer tiefergelegenen
Erfassungsstelle aufzunehmen, kann erfindungsgemäß ein dem rückwärtigen Konvektionssturzzugschaeht
vorgeschalteter Steigzugschacht vorgesehen werden. Es können auch im Sockel ein
oder mehrere an die Außenluft angeschlossene Kanäle für die Zuführung der Verbrennungserstluft
vorgesehen sein. Mit Vorteil sind erfindungsgemäß die den Rauchfang bildenden Teile
derart doppelwandig ausgebildet, daß die entstehenden Hohlräume sowohl den oberen
Teil des Steigzugschachtes als auch den oberen Teil des Konvektionszugschachtes
bilden.
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Für genügend belüftete Räume oder in Sonderfällen, bei denen eine
Frischluftzufuhr von außerhalb des zu beheizenden Wohnraumes nicht möglich ist,
können die in der erfindungsgemäßen offenen Kaminfeuerstätte enthaltenen Konvektionssch,ächte
dadurch nutzbar gemacht werden, daß an deren höchstgelegenen Stelle ebenfalls Verbindungsöffnungen
in den zu beheizenden Raum durchgebrochen werden, so daß die kältere Luft bei den
Bodenöffnungen in diese Schächte einströmt und nach Erwärmung durch die oberen Öffnungen
wieder austritt.
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Für die Herstellung einer erfindungsgemäßen offenen Kaminfeuerstelle
ist vorgesehen, daß die eigentlichen Kaminbauelemente aus selbsttragenden, vorgefertigten
Formsteinen bestehen, die zusammen eine tragende Konstruktion für den Rauchfang
und den Abzugskanal ergeben.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht der zusammengestellten offenen Kaminfeuerstätte
erster Art, Fig.2 einen senkrechten Schnitt in Vorderansicht nach der Linie II-II
der Fig. 3, Fig.3 eine Seitenansicht der zusammengestellten Kaminfeuereinrichtung
gemäß Fig.l. Fig.4 einen senkrechten Schnitt in Seitenansicht nach der Linie IV-IV
der Fig. 1.
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Fig.5 einen waagerechten Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1, Fig.6
ein Schaubild der Kaminfeuerstätte mit Sicht auf die Rückseite derselben, Fig. 7
ein Schaubild der verschiedenen Bauelemente zum Teil im Schnitt, zum Teil alleinstehend,
zum Teil zusammengesetzt, Fig. 8 einen Vertikalschnitt und Fig.9 einen Horizontalschnitt
nach der Linie IX-IX von Fig.8 durch eine Ausführungsvariante. Die in den Fig. 1
bis 7 dargestellte Ausführungsform besteht aus einer Grundplatte 1, einer Bodenplatte
2, zwei Seitenteilen 3 und 4, einer Abschlußplatte 5 und zwei darüber angeordneten
Rauchsammelelementen 6 und 7. Diese sieben Elemente bilden zugleich auch den Rauchabzugskanal,
das tragende Gestell der ganzen Vorrichtung, die ergänzt wird durch zwei Feuerböcke
8 und 9, zwei Trennungswände 10 und 11, eine Feuerraumauskleidung 12 aus wärmeleitendem
Material, einen Deckel 13 für den Aschenschacht und drei Drosselklappen 14, 15 und
16.
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Durch Aufsetzen der Bodenplatte 2 auf die Grundplatte 1 entstehen
zwei symmetrisch angeordnete Konvektionsschächte, durch die die von hinten zugeführte
Frischluft direkt unter das Feuer geleitet wird, indem sie von beiden Seiten unmittelbar
unter den Feuerböcken 8 und 9 ausströmt (s. Fig. 7 Punktlinien). Die Menge dieser
Verbrennungserstluft kann mit Hilfe der Einstellklappe 14 nach Belieben dosiert
oder ganz abgedrosselt werden.
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Zwischen der Rückwand der Feuerraumauskleidung 12 *und den Trennungswänden
10 und 11 einerseits sowie zwischen den Seitenwänden der Feuerraumauskleidung 12
und den Seitenteilen 3 und 4 werden Konvektionsschächte gebildet, die einerseits
mit der Frischluftzuführungsöffnung hinter den Trennungswänden 10 und 11 und anderseits
mit den in Bodennähe angeordneten Warmluftöffnungen 17 und 18 in Verbindung stehen.
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Die von außen nachströmende Frischluft wird also durch dieses System
von Hohlräumen und Luftführ ungskanälen im Gegenstrom zu den Feuergasen geleitet
und nimmt dabei große Wärmemengen aus dem Feuerraum auf. Sie wird dann in stark
erwärmtem Zustand durch die in Bodennähe angebrachten Öffnungen in den Wohnraum
geleitet.
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Die Durchströmung des Hohlraumes zwischen der Feuerraümauskleidung
12 und den Trennungswänden 10 und 11 erfolgt im Sturzflug, d. h. von oben nach unten.
Die Kraft, die diese dem natürlichen Auftrieb zuwiderlaufende Luftbewegung aufrechterhält,
findet man im Unterdruck, der im Wohnraum infolge des Feuerungsbetriebes entsteht.
Auch diese Strömung kann eingestellt und gesteuert werden, wozu die Drosselklappe
15 dient. Der diesbezügliche Strömungsverlauf ist in Fig. 7 als Strichpunktlinie
eingezeichnet.
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Es können aber auch Fälle eintreten, bei denen eine unmittelbare Frischluftzufuhr
von außerhalb des Wohnraumes aus baulichen Gründen undurchführbar ist, oder es kann
auch sein, daß der Wohnraum ohnehin so viel Öffnungen aufweist, daß eine gesonderte
Frischluftzufuhr sich erübrigt. In derartigen Fällen kann das vorhandene System
von Lufterwärmungsräumen und Kanälen zur Erzeugung eines Luftumlaufes innerhalb
des Wohnraums selbst benutzt werden.
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An den höchstgelegenen Punkten der seitlichen Konvektionsschächte
sind nämlich zwei weitere Austrittsöffnungen 19 und 20 vorgesehen (s. Fig. 3 und
6).
Diese in der Abschlußplatte 7 bereits als Aussparung vorgesehenen
Schwächungsstellen werden in diesem Falle durchgeschlagen, und die entstehenden
öffnungen dienen dann für den Austritt der Warmluft, während die schon vorhandenen,
in Bodennähe angeordneten Öffnungen 17, 18 für den Eintritt der zu erwärmenden Raumluft
dienen. Da bei einer derartigen Anordnung der Hohlraum hinter und neben der Feuerraumbegrenzungswand
von unten nach oben durchströmt wird, erfolgt die Luftumwälzung auf Grund des normalen
Wärmeauftriebs.
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Die Frage der Frischluftzufuhr von außerhalb des Wohnraumes kann nicht
auf eine einheitliche Art gelöst werden. Je nach Anordnung der Räumlichkeiten kann
es angebracht sein, die Luftzuführungsöffnung in der Hauswand unmittelbar hinter
der Kaminfeuerstelle oder auch im Fußboden unterhalb der Kaminfeuerstelle anzubringen.
Aus diesem Grunde sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sowohl in der Grundplatte
1 wie an der Rückseite der Kaminfeuerstelle Anschlußmöglichkeiten für die Frischluftzufuhr
vorgesehen, und zwar in Form eines durchgehenden Hohlraumes, der in der Grundplatte
1 und in der Bodenplatte 2 als Aussparung erscheint und der zwischen den Seitenteilen
3, 4 und der Abschlußplatte 5 bei der Zusammenstellung der einzelnen Elemente entsteht
(s. Fig. 6). Die beiden Anschlußmöglichkeiten sind in der Zeichnung durch Pfeile
markiert.
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Zur Steuerung des Rauchgasabflusses und zum Abschließen des Rauchkanals
bei Nichtgebrauch ist an der Rauchkehle der Abschlußplatte 5 eine weitere Drosselklappe
16 angebracht.
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Die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Ausführungsvariante unterscheidet
sich von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen nur dadurch, daß
die den Rauchfang bildenden Elemente derart doppelwandig ausgebildet sind, daß der
zwischen den Außenwandungen 50, 60 und 70 und den Innenwandungen 61, 62, 63 und
64 entstehende Hohlraum einerseits mit der sich außerhalb des zu beheizenden Raumes
angeordneten Frischluftzuführungsstelle, andererseits mit dem absteigenden Teil
der Konvektionsschächte in Verbindung steht. Durch diese Bauart kann erreicht werden,
daß die zugeführte Frischluft zuerst auch noch den im Rauchfang aufwärtsströmenden
Verbrennungsgasen Wärme entzieht, nachher in den Konvektionsschächten des Kaminunterteils
weiter erwärmt wird und endlich mit hoher Temperatur durch die Bodenöffnungen 17
in den zu erwärmenden Raum austritt.