DE19911998A1 - Ofen, insbesondere Kamin - Google Patents

Abstract

Um einen besseren Wirkungsgrad eines Ofens, insbesondere eines Kaminofens, zu bewirken, wird bei einem Ofen mit einer Feuerstelle, einem oberhalb der Feuerstelle angeordneten Rauchgasdom und einem Luftzuführungskanal, der Verbrennungsluft zur Feuerstelle führt, ein Teil des Luftzuführungskanals oberhalb des Rauchgasdoms angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ofen, insbesondere einen Kamin mit einer Feuerstelle, einem oberhalb der Feuerstelle angeordneten Rauchgasdom und einem Luftzuführungskanal, der Verbrennungsluft zur Feuerstelle und/oder zum Rauchgasdom führt.

Derartige Öfen sind als freistehende Öfen oder Kamine bekannt, wobei in neuerer Zeit auch freistehende Öfen bekannt wurden, die wie Kamine mit einer besonders großen durchsichtigen Feuerraumtüre ausgebildet sind. Derartige Öfen haben meistens mehrere Luftzuführungskanäle, die Primär­ luft und Sekundärluft dem Verbrennungsvorgang zuführen, um eine opti­ male Verbrennung zu erzielen. Insbesondere ist bekannt, unterhalb der Flamme Primärluft und im Flammenbereich Sekundärluft zuzuführen. Außerdem ist bekannt als Scheibenspülung einen von oben nach unten gerichteten Luftstrom im Bereich der Ofentüre anzuordnen, um Ver­ rußungen einer in der Ofentüre angeordneten Glasscheibe zu vermeiden.

Diese Öfen haben sich sehr gut bewährt. Ihr Wirkungsgrad ist jedoch bei hohen Anforderungen nicht zufriedenstellend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Ofen so weiterzubilden, daß sein Wirkungsgrad weiter gesteigert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil des Luftzuführungskanals oberhalb des Rauchgasdomes angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß im Bereich oberhalb des Rauchgasdomes die Verbrennungsluft besonders effektiv erhitzbar ist und eine dort erhitzte Verbrennungsluft zu einer Erhöhung des Ofenwirkungsgrades führt.

Vorteilhaft ist es, wenn der Luftzuführungskanal direkt mit dem Rauchgasdom in Verbindung steht. Die Verbindung von Luftzuführungs­ kanal und Rauchgasdom ermöglicht eine Wärmeleitung vom Rauchgasdom zum Kanal. Dadurch wird eine effektive Erwärmung der Luft im Luftzu­ führungskanal bewirkt und die wirksame Oberfläche des Rauchgasdoms erhöht, um eine gute Wärmeabstrahlung zu gewährleisten.

Die Vergrößerung der wirksamen Oberfläche des Rauchgasdoms für den Zweck der Wärmeabstrahlung durch direkt mit dem Rauchgasdom ver­ bundene Luftführungskanäle ist auch unabhängig von den Merkmalen des Hauptanspruchs erfindungsrelevant.

Eine einfache Ausführungsform sieht vor, daß der Rauchgasdom eine Seite des Luftzuführungskanals bildet. Wenn beispielsweise V- oder U-förmige Profileisen auf den Rauchgasdom aufgeschweißt werden, entsteht ein Luft­ kanal, dessen eine Seite der Rauchgasdom bildet und dessen andere Seiten direkt mit dem Rauchgasdom in Verbindung stehen. . Besonders vorteilhaft ist es, wenn die obere Seite und eine weitere Seite des Rauchgasdoms mit dem Luftzuführungskanal in Verbindung stehen. Häufig hat der Rauchgasdom eine Oberseite und zumindest eine abge­ schrägte weitere Seite, die beide mit dem heißesten Anteil der Rauchgase in Verbindung stehen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn mehrere mit den heißen Rauchgasen in Verbindung stehende Seiten des Rauchgasdomes auf der den Rauchgasen gegenüberliegenden Seite Luftzuführungskanäle aufweisen.

Versuche haben gezeigt, daß besonders gute Wirkungsgrade zu erzielen waren, wenn im Luftzuführungskanal Sekundärluft geleitet wird.

Hierbei ist von Vorteil, wenn der Luftzuführungskanal auf der der Ofentüre gegenüberliegenden Seite nach oben zum Rauchgasdom geführt ist. Eine derartige Rückseitenkühlung des Ofens mittels Sekundärluft ist ebenfalls unabhängig von den Merkmalen des Hauptanspruchs erfindungswesentlich, da eine derartige Luftführung die Wärmeabstrahlung nicht behindert. Insbesondere beim Aufsetzen von Luftzuführungskanälen aus einem wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Eisen, wirken diese Kanäle wie Kühlrippen und erhöhen sogar die Abstrahlungseigenschaften des Ofens.

Insbesondere bei der Verwendung von Ofentüren, in die eine Glasscheibe eingesetzt ist, ist es von Vorteil, wenn die im Luftzuführungskanal geführte Luft auf der Seite der Ofentüre vom Rauchgasdom nach unten an die Ofentüre herangeführt ist. Dies hat zur Folge, daß die erwärmte Luft zunächst als Scheibenspülung und dann als Sekundärluft der Feuerstelle zugeführt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Ofens sieht vor, daß der Luftzuführungskanal im Bereich des Rauchgasdoms eine vergrößerte Kontaktfläche zum Rauchgasdom aufweist. Dies hat zur Folge, daß gerade im Bereich des Rauchgasdoms, wo besonders hohe Temperaturen vorliegen, ein besonders guter Wärmeübergang vom Rauchgas auf die im Luftzuführungskanal geführte Luft entsteht.

Eine einfache Ausführungsform des Ofens sieht vor, daß sich die Querschnittsfläche des Luftzuführungskanals im Bereich des Rauchgasdoms erweitert. Dadurch wird einerseits die Wärmeübergangsfläche im Bereich des Rauchgasdoms vergrößert und andererseits entsteht ausreichend Raum, damit durch die Wärmeausdehnung der Luft in diesem Bereich keine ungewollten Strömungen entstehen.

Eine weitere besondere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ofens, die auch erfindungswesentlich ist, sieht vor, daß der Ofen eine Rauchgasbarriere aufweist, um die Rauchgase vor Eintritt in die Rauchgasrohre nach unten abzulenken.

Während üblicherweise in Öfen die Rauchgase so geführt werden, daß sie - soweit irgend möglich - von unten nach oben strömen, sieht der erfindungs­ gemäße Ofen eine besondere Rauchgasbarriere vor, die die Rauchgase dazu zwingt, vor Eintritt in das Rauchgasrohr Wieder nach unten zu strömen. Dadurch werden im Bereich der heißen, viskosen Rauchgase Turbulenzen erzeugt, die den Wärmeübergang von den Rauchgasen auf die Wandflächen des Rauchgasdoms erhöhen und somit den Wirkungsgrad des Ofens ver­ bessern.

Letztlich weist eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ofens einen Wärmespeicher auf, an dessen Unterseite der Luftzuführungskanal entlang geführt ist und auf dessen Oberseite ein Wasserbecken angeordnet ist. Die durch die Rauchgase im Luftzuführungskanal erwärmte Luft kann somit einen Teil ihrer Wärme an den Wärmespeicher abgeben und an­ schließend beispielsweise als Scheibenspülung verwendet werden. Ein auf dem Wärmespeicher angeordnetes Wasserbecken dient als Wasserver­ dunster und führt somit zu einer gewissen Kühlung des Wärmespeichers und der darunter im Luftzuführungskanal geführten Luft.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Seitenschnitt eines erfindungsgemäßen Ofens,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Ofens nach Fig. 1,

Fig. 3 ein herausgezeichnetes Detail des Ofens und

Fig. 4 eine Ansicht von oben auf das Detail nach Fig. 3.

Der in Fig. 1 gezeigte Ofen 1 ist ein frei aufstellbarer Kamin mit einem Fuß 2, auf dem ein Gehäuse 34 angeordnet ist. Im Gehäuse 34 befindet sich eine Brennkammer 3 mit einem Aschekasten 4 und einem darauf angeordneten Rost 5. Mit Pfeilen 6 und 7 ist die zugeführte Primärluft angedeutet. Ein Teil dieser Primärluft wird als erster Sekundärluftstroms 8 der gebildeten Flamme 9 zugeführt. Ein Luftregulierhebel 10 erlaubt die Dosierung des ersten Sekundärluftstroms 8 und dieser Luftregulierhebel 10 . ist aus ästethischen Gründen unterhalb einer Glasplatte 11 angeordnet. Oberhalb der Glasplatte 11 befindet sich die Ofentüre 12, die eine in einem Rahmen angeordnete Glasscheibe 13 aufweist und mittels des Griffes 14 geöffnet und geschlossen werden kann.

Die Feuerstelle 15, in der sich die Flammen 9 ausbilden, ist von Schamott­ steinen 16, 17 begrenzt, wobei die Oberseite der Feuerstelle 15 von einer herausnehmbaren Flammenabprallplatte gebildet wird. Oberhalb der Feuerstelle 15 und oberhalb der Flammenabprallplatte 18 befindet sich der Rauchgasdom 19. Aus dem Rauchgasdom 19 führt ein Rauchgasrohr 20, die Rauchgase zu einem Anschlußstutzen 21, durch den die Rauchgase den Ofen 1 verlassen.

Unterhalb der Feuerstelle 15 ist ein zweiter Luftregulierhebel 22 vorge­ sehen, mit dem ein zweiter Sekundärluftstrom 23 reguliert werden kann. Dieser zweite Sekundärluftstrom 23 strömt in rechteckigen Luftzuführungs­ kanälen 24 an der Rückseite der Feuerstelle 15 auf der den Flammen gegenüberliegenden Seite der Schamottsteinplatte 17 nach oben zum Rauch­ gasdom 19. Die Kanäle 24 leiten diesen Sekundärluftstrom beidseitig am Rauchgasrohr 20 auf der Oberseite des Rauchgasdomes 19 entlang und in Strömungsrichtung hinter dem Rauchgasrohr 20 vereinigen sich die Kanäle zu einem einzigen Kanal, der die Sekundärluft über die Oberseite des Rauchgasdoms 19 leitet. Die dort stark erhitzte Sekundärluft wird anschließend durch Düsen im Bereich der Oberkante der Ofentüre 12 dem Rauchgasstrom 25 zugeleitet. Der Rauchgasstrom 25 verläßt zwischen der Türe 12 und der Flammenabprallplatte den Feuerraum 15 und gelangt in den Dom 19. Dort wird er zunächst durch das untere Ende des Rauchgas­ rohrs 20 an einem weiteren Nachobenströmen gehindert, so daß er zunächst wieder nach unten strömen muß, um in das Rauchgasrohr 20 zu fließen. Die eine Seite des Rauchgasrohrs 20 dient hierbei als Rauchgasbarriere 26, die zu Rauchgasturbulenzen im Bereich des Rauchgasdoms 19 führt.

Der auf der Oberseite des Rauchgasdoms 19 geführte Sekundärluftstrom 24 strömt an der Oberseite des Rauchgasdoms 19 zwischen einem Wärme­ speicher 27 und dem Rauchgasdom 19. Im vorliegenden Fall ist der Wärme­ speicher 27 ein Schamottblockspeicher, auf dem ein Wasserverdunster 28 angeordnet ist. Die erwärmte Sekundärluft gibt somit einen Teil ihrer Energie an den Wärmespeicher 27 ab, der durch das im Wasserverdunster 28 befindliche Wasser gekühlt wird. Dabei entsteht Dampf 29, der durch gitterartige Öffnungen 30 das Ofengehäuse 3 verläßt.

Die in Fig. 2 gezeigte Vorderansicht des Ofens 1 zeigt schematisiert den Sekundärluftstrom 23, der im Bereich der Pfeile 32 beginnt und hinter dem Feuerraum 15 in rechteckigen Luftzuführkanälen bis in den Bereich der Oberseite des Feuerraums geführt wird. Der Sekundärluftstrom 23 wird über einen Düsenspalt 33 im oberen Bereich der Ofentüre 12 dem Rauchgasstrom 25 zugeführt. Durch das Hochformat des Ofens 1 heizt sich diese Luft besonders stark auf und tritt am oberen Rahmen der Glasscheibe 13 mit sehr hoher Temperatur aus dem Düsenspalt 33 wieder aus. Dadurch bleibt die Glasscheibe 13 rußfrei und es findet eine umweltverträgliche Verbrennung statt. Der Düsenspalt 33 ist in Fig. 2 durch die darin geführten Teilluftströme angedeutet.

Die Fig. 3 zeigt den Bereich des Wärmeübergangs zwischen dem Sekundärluftstrom 23 und dem Rauchgasstrom 25. Durch die Kanäle 24 und 24' wird der Sekundärluftstrom 23 an der Rückseite der Schamottsteinplatte 17 nach oben zum Rauchgasdom 19 geleitet. An der schrägen Rückseite 36 des Rauchgasdoms 19 strömt die Sekundärluft 23 in zwei Rohren 24, 24' rechts und links des Rauchgasrohres 20 in zwei Kanälen, die durch auf den Rauchgasdom 19 aufgeschweißte rechteckige Eisenprofile gebildet werden. Anschließend vereinigen sich die Kanäle 24 und 24' zu einem einzigen Strömungsspalt 37. In dem die Sekundärluft 23 über die Öberseite des Rauchgasdoms 19 geleitet wird. Die an der Oberseite des Rauchgasdoms 19 erhitzte Sekundärluft 23 wird anschließend zu einem Spalt 33 geleitet, durch den sie an der Oberseite der Glasscheibe 13 in den Feuerraum 15 fließt. Dort vereinigt sich der heiße Sekundärluftstrom 23 mit den Rauchstrom 25, um bei noch hohen Rauchgastemperaturen eine Nachverbrennung zu bewirken. Der Rauchgasstrom 25 fließt anschließend um das vordere Ende der Flammenab­ prallplatte 18 herum zum Rauchgasrohr 20, wobei er durch die Rauchgas­ barriere 26 kurz vor Eintritt in das Rauchgasrohr 20 noch einmal ver­ wirbelt wird.

Claims (11)

1. Ofen, insbesondere Kamin (1), mit einer Feuerstelle (15), einem oberhalb der Feuerstelle (15) und oberhalb einer Flammenabprallplatte angeordneten Rauchgasdom (19), der ein Rauchgasrohr (20) aufweist, durch das die Rauchgase den Ofen verlassen, und einem Luftzuführungskanal (24), der Verbrennungsluft zur Feuerstelle und/oder zum Rauchgasdom (19) führt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Luftzuführungskanals (24) oberhalb des Rauchgasdoms (19) angeordnet ist.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftzu­ führungskanal (24) direkt mit dem Rauchgasdom (19) in Verbindung steht.

3. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rauchgasdom (19) eine Seite des Luftzuführungs­ kanales (24) bildet.

4. Ofen nach einem der vorhergehenden Anspüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die obere Seite und eine weitere Seite (36) des Rauch­ gasdoms (19) mit dem Luftzuführungskanal (24) in Verbindung stehen.

5. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Luftzuführungskanal (24) Sekundärluft geleitet wird.

6. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftzuführungskanal (24) auf der der Ofentüre (12) gegenüberliegenden Seite nach oben zum Rauchgasdom (19) geführt ist.

7. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftzuführungskanal (24) auf der Seite der Ofentüre (12) vom Rauchgasdom (19) nach unten an die Ofentüre (12) herange­ führt ist.

8. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftzuführungskanal (24) im Bereich des Rauchgasdoms (19) eine vergrößerte Kontaktfläche zum Rauchgasdom (19) aufweist.

9. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Querschnittsfläche des Luftzuführungskanals (24) im Bereich des Rauchgasdoms (19) erweitert.

10. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Rauchgasbarriere (26) aufweist, um die Rauchgase vor Eintritt in die Rauchgasrohre nach unten abzulenken.

11. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Wärmespeicher (27) aufweist, an dessen Unterseite der Luftzuführungskanal (24) entlang geführt ist und auf dessen Oberseite ein Wasserbecken (28) angeordnet ist.