DE202007003666U1 - Kaminofen - Google Patents

Abstract

Kaminofen,
mit einer Brennkammer,
und mit einer den Zugang zur Brennkammer ermöglichenden Tür,
und Verbrennungsluftkanälen, welche Verbrennungsluft in den Kaminofen und in die Brennkammer führen,
und mit wenigstens einem Heizgaskanal, welcher. Heizgas aus der Brennkammer und aus dem Kaminofen führt,
gekennzeichnet durch eine als Glocke bezeichnete aufwärts gewölbte Haube, die oberhalb der Brennstelle in der Brennkammer angeordnet ist.

Description

• Die Neuerung betrifft einen Kaminofen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Als Kaminofen im Sinne des vorliegenden Vorschlages werden frei im Raum aufstellbare Kaminöfen bezeichnet, sowie Kachelöfen, sowie offene Kamine, die mittels eines Einsatzes umgerüstet werden und eine mittels Tür verschließbare Brennkammer aufweisen. Als Brennstoffe kommen insbesondere Feststoffe, wie Holzscheite, Holzpellets, Briketts oder Koks in Frage.
• Die im vorliegenden Vorschlag angesprochenen Kaminöfen unterscheiden sich daher von Heizungsanlagen, in denen ebenfalls Festbrennstoffe verbrannt werden können, dadurch, dass die Heizungsanlagen üblicherweise außerhalb des Wohnbereichs aufgestellt werden, beispielsweise im Keller eines Gebäudes, während die im vorliegenden Vorschlag als Kaminöfen bezeichneten Heizeinrichtungen für den Benutzer sichtbar sind und vielfach auch eine freie Sicht auf das Brenngut ermöglichen, beispielsweise dadurch, dass die Türen zur Brennkammer verglast sind.
• Die gattungsgemäßen Kaminöfen werden vielfach „von außen nach innen" konstruiert, d. h. zunächst steht die für den Benutzer sichtbare optische Gestaltung des Kaminofens im Vordergrund. Erst anschließend wird in dieses zunächst festgelegte äußere Erscheinungsbild des Kaminofens die entsprechende Technik hinein konstruiert. Dementsprechend sind gattungsgemäße Kaminöfen häufig suboptimal, was ihre Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Kaminofen dahingehend zu verbessern, dass dieser einen Brennbetrieb mit möglichst hohem Wirkungsgrad und möglichst geringen Emissionen ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird durch einen Kaminofen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, eine haubenartige Glocke oberhalb der Brennstelle anzuordnen, so dass heißen, aufsteigenden Heizgase zunächst in das Innere der Glocke gelangen. Sie müssen dann in der Glocke ihre Bewegungsrichtung – entgegen der Thermik – umkehren, unter dem Glockenrand zur Seite strömen und können erst dann – nun wieder entsprechend der Thermik – seitlich an der Glocke vorbei nach oben aufsteigen. So wird eine intensive Wärmeabgabe der Heizgase an die Glocke ermöglicht und eine lange Verweildauer der Heizgase in der Brennkammer bewirkt. Da auf diese Weise den Flammen und den Heizgasen im Bereich der Brennkammer möglichst warme Umgebungsflächen anliegen, kann die Verbrennung möglichst in einem O2-armen Bereich betrieben werden, so dass dementsprechend ein möglichst CO2-reiches Heizgas resultiert, das hinsichtlich der Emissionswerte des Kaminofens und hinsichtlich der Wärmeausnutzung des Brenngutes, also hinsichtlich des Wirkungsgrades des Kaminofens, vorteilhaft ist.
• Weiterhin kann vorteilhaft eine Minimierung der Staubemissionen dadurch erreicht werden, dass der Heizgaskanal mehrfach umgelenkt verläuft. Unterschiedlich große Strömungsquerschnitte des Heizgaskanals bewirken dabei unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb des Heizgaskanals. Ein Abschnitt mit im Vergleich zu anderen Abschnitten größerem Strömungsquerschnitt stellt daher eine Beruhigungszone für das Heizgas dar, denn durch die in dieser Beruhigungszone reduzierte Strömungsgeschwindigkeit sinken Staubteilchen ab, da sie nicht durch das Heizgas mitgerissen werden. Daher ist im Bereich dieser Beruhigungszone eine Ablagefläche für Staub vor gesehen. Die dort abgelagerten Staubanteile sind daher aus dem Heizgas entfernt und reduzieren die in die Umgebung abgegebene Staubfracht der Heizgase. Unabhängig davon, ob der Kaminofen mit der vorerwähnten Glocke in der Brennkammer versehen ist oder nicht, kann die vorbeschriebene Ausgestaltung des Heizgaskanals vorteilhaft vorgesehen sein.
• Vorteilhaft kann die Entfernung des Staubes von der Ablagefläche dadurch ermöglicht werden, dass im Bereich der Beruhigungszone ein Zugang von außen in den Heizgaskanal möglich ist, beispielsweise durch eine entsprechende Wartungsklappe, so dass eine manuelle Abreinigung der Ablagefläche möglich ist.
• Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass eine mechanische Abreinigung des Staubes von der Ablagefläche im Heizgaskanal möglich ist. Insbesondere wenn die entsprechende Reinigungsvorrichtung von außen betätigbar ist, können Verschmutzungen des Wohnraums zuverlässig vermieden werden, da der als Beruhigungszone dienende Abschnitt des Heizgaskanals nicht geöffnet zu werden braucht. Vielmehr kann ein Schieber, eine Bürste o. dgl. vorgesehen sein, der von außerhalb des Kaminofens betätigt werden kann und mit dessen Hilfe der Staub von der Ablagefläche entfernt werden kann.
• Dies kann beispielsweise dann geschehen, wenn sich der Kaminofen nicht im Brennbetrieb befindet, also keine nennenswerte Durchströmung des Heizgaskanals erfolgt. Dementsprechend können dann die von der Ablagefläche abgereinigten Staubmengen ungehindert nach unten fallen, wo eine Staubsammelkammer, beispielsweise in Art einer Schublade o. dgl. vorgesehen sein kann, aus der anschließend problemlos und möglichst verschmutzungsarm der Staub entfernt werden kann.
• Beispielsweise kann die vorerwähnte Schublade mit einer Abdeckung versehen sein, die sich automatisch schließt, wenn die Schublade aus dem Kaminofen herausgenommen wird, so dass anschließend die mit Staub beladene Schublade möglichst verschmutzungsarm transportiert und an geeigneter Stelle ausgeleert werden kann.
• Alternativ oder ergänzend zu einer mechanischen Reinigungsvorrichtung kann eine Reinigung von außen mittels einer Absaugung erfolgen. Hierzu kann ein Saugleitungsanschluss am Kaminofen vorgesehen sein, der in die Beruhigungszone mündet, so dass bei Anlegen eines entsprechenden Unterdrucks der Staub von der Ablagefläche abgesaugt wird.
• Vorteilhaft kann der Kaminofen einen wannenförmigen Brenner aufweisen, dessen Wandung nach außen hin abgeschlossen ist, jedoch nach innen, also zum Brennstoff hin, den Eintritt von Brennluft ermöglicht. Dies ist vorschlagsgemäß dadurch möglich, dass die Wandung des Brenners doppelwandig ausgestaltet ist, wobei die Außenwand geschlossen ausgestaltet ist und die Innenwand die erforderlichen Luftaustrittsöffnungen aufweist. Die Verbrennungsluft wird über eine Lufteinlassleitung in den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenwand des Brenners geführt. Durch die vorbeschriebene Ausgestaltung des Brenners wird sichergestellt, dass die gesamte zugeführte Frischluft, die als Brennluft bezeichnet ist, durch die Verbrennungszone hindurchtreten muss, so dass nicht etwa Falschluft aus der Brennkammer von oben in den Brenner hineingesaugt wird, sondern vielmehr ausschließlich die Frischluft zur Verbrennung verwendet wird, die von unten durch die Luftaustrittsöffnungen der Innenwand des Brenners in die Brennstelle gelangt. Unabhängig davon, ob der Kaminofen mit der eingangs erwähnten Glocke in der Brennkammer versehen ist oder nicht, kann die vorbeschriebene Ausgestaltung des Brenners vorteilhaft vorgesehen sein.
• Vorteilhaft kann die Luftbeschickung des Brenners dadurch zwangsunterstützt werden, dass dem Brenner vorgeschaltet ein Gebläse vorgesehen ist, welches die Verbrennungsluft in den Brenner fördert. Insbesondere wenn eine elektrische bzw. elekt ronische Steuerung vorgesehen ist, welche dieses Gebläse ansteuert, kann ein optimal gesteuerter bzw. geregelter Verbrennungsprozess erreicht werden, bei dem die Brennluft kontrolliert zugeführt wird. Vorteilhaft kann eine Nachschaltheizfläche vorgesehen sein, die den Wirkungsgrad des Kaminofens verbessert und im Rauchgaskanal angeordnet ist, um im Rachgas enthaltene Wärme einem Wärmeträgermedium zuzuführen. Diese Nachschaltheizfläche dient also als Wärmetauscher, an welchen das Rauchgas Wärme abgibt. Die Nachschaltheizfläche ihrerseits gibt die Wärme an ein Wärmeträgermedium ab, beispielsweise an Luft, die innerhalb des Kaminofens in einem eigenen Raumluftkanal geführt wird. So kann beispielsweise vergleichsweise kalte Raumluft aus der Umgebung des Kaminofens durch Eintrittsöffnungen in den Kaminofen eintreten, an der Nachschaltheizfläche entlang strömen und anschließend erwärmt wieder aus dem Kaminofen austreten. Diese Raumlufttemperierung kann allein durch Thermik und Konvektion erfolgen, es kann jedoch hierzu auch ein Gebläse vorgesehen sein.
• Alternativ kann der Wärmetauscher die Wärme an Wasser oder eine andere Flüssigkeit als Wärmeträgermedium übertragen, so dass beispielsweise die Erwärmung des Brauchwassers oder des Wassers in eine Heizungsanlage des betreffenden Gebäudes mittels des Kaminofens erwärmt werden kann.
• Eine möglichst optimale Übertragung der Wärme wird dadurch begünstigt, dass die Nachschaltheizfläche vorteilhaft eine durch Erhebungen und/oder Vertiefungen vergrößerte Oberfläche aufweist. Hierzu kann insgesamt die Oberfläche der Nachschaltheizfläche wellenförmig verlaufen oder Rippen bzw. Stacheln aufweisen.
• Vorteilhaft ist die Nachschaltheizfläche der eingangs erwähnten Glocke nachgeschaltet. Auf diese Weise wird die Wirkung der Glocke, nämlich im Brennraum möglichst hohe Temperaturen der Umgebungsflächen sicherzustellen, unterstützt.
• Vorteilhaft kann eine elektronische Steuerung vorgesehen sein, die mit wenigstens einem Sensor zusammenwirkt, wobei dieser Sensor den Unterdruck in der Brennkammer erfasst. In Abhängigkeit von den Sensorsignalen kann vorgesehen sein, dass die elektronische Steuerung ein Sauggebläse ansteuert, welches stromabwärts von der Brennkammer angeordnet ist, so dass die elektronische Steuerung in Abhängigkeit von den Sensorsignalen das Absauggebläse ansteuern kann und einen vorgegebenen Unterdruck in der Brennkammer während des gesamten Brennbetriebs des Kaminofens aufrechterhalten kann.
• Unterhalb des Brenners ist vorteilhaft ein Aschefangraum vorgesehen, der mittels eines Rüttelrostes oder einer ähnlichen mechanischen Reinigungsvorrichtung von außerhalb des Kaminofens gereinigt werden kann, so dass dann die im Aschefangraum angesammelte Asche in einen Aschesammelbehälter fällt, der in an sich bekannter Weise seinerseits aus dem Kaminofen entnehmbar ist.
• Ausführungsbeispiele der Neuerung werden anhand der rein schematischen Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen die
• 1 bis 3 Vertikalschnitte durch drei unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Kaminöfen und
• 4 einen Vertikalschnitt durch einen Brenner.
• In den Zeichnungen ist mit 1 jeweils insgesamt ein Kaminofen bezeichnet, der eine Brennkammer 2 aufweist. Im unteren Bereich der Brennkammer 2 ist ein Brenner 3 vorgesehen, wobei abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen an Stelle dieses Brenners 3 auch eine Rostauflage für das Brenngut im unteren Bereich der Brennkammer 2 vorgesehen sein kann.
• Im oberen Bereich der Brennkammer 2 befindet sich eine Glocke 4, die nach unten offen ausgestaltet ist und zur Umlenkung der vom Brenner 3 nach oben aufsteigenden Heizgase dient. Die Heizgase gelangen seitlich neben den unteren Rand der Glocke 4 und können dann weiter nach oben aufsteigen, wobei sie an einer Nachschaltheizfläche 5 entlang geführt werden. Die Nachschaltheizfläche 5 ist als Wärmetauscher ausgestaltet und überträgt die dem Heizgas entnommene Wärme einem Wärmeträgermedium, wie beispielsweise Luft oder Wasser, welches seinerseits die Wärme an die umgebende Raumluft oder beispielsweise in eine Heizungs- oder Brauchwasserversorgung des Gebäudes abgibt.
• An die Glocke 4 schließt sich, in Strömungsrichtung des Heizgases gesehen, ein Heizgaskanal 6 an, der bis zu einem Abgasstutzen 7 verläuft und mehrere Abschnitte mit unterschiedlichem Strömungsquerschnitt aufweist. Dabei ist wenigstens eine Beruhigungszone 8 vorgesehen, die teilweise durch Umlenkbleche 9 begrenzt wird. In dieser Beruhigungszone 8 weist der Heizgaskanal 6 einen vergleichsweise großen freien Strömungsquerschnitt auf, so dass sich hier niedrige Strömungsgeschwindigkeiten des Heizgases einstellen und im Heizgas enthaltene Staubpartikel sich absetzen können, so dass sie nicht bis in den Abgasstutzen 7 gelangen und demzufolge nicht aus dem Kaminofen 1 während des Brennvorganges ausgetragen werden. Vielmehr können die sich ansammelnden Staubmengen separat aus dem Kaminofen 1 entfernt werden.
• Bei den Ausführungsbeispielen der 1 und 3 werden die Nachschaltheizflächen 5 bewusst dazu genutzt, den Strömungsquerschnitt des Heizgaskanals 6 zu reduzieren, so dass im Bereich dieser Nachschaltheizflächen 5 vergleichsweise hohe Strömungsgeschwindigkeiten des Heizgases bewirkt werden und das Absetzen von Stäuben in diesem Bereich durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Heizgases verhindert wird.
• Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 sind zwei alternative Anordnungen für Abgasstutzen 7 dargestellt, wobei in der Praxis lediglich ein einziger dieser beiden Anschlüsse genutzt wird.
• Unterhalb des Brenners 3 ist jeweils ein Ascheraum 9 vorgesehen, in welche die im Brenner 3 anfallenden Verbrennungsrückstände in Form von Asche fällt. Die Ausgestaltung des Brenners 3 ist dabei anhand von 4 deutlicher ersichtlich: Rein beispielhaft ist der Brenner 3 im Querschnitt trogförmig, etwa V-förmig, dargestellt. Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel können natürlich auch runde, beispielsweise kugelausschnittsförmige oder ovale Brennerformen Verwendung finden oder andere, die jedenfalls eine Aufnahme des Brenngutes innerhalb einer Mulde ermöglichen. Der Brenner weist eine geschlossene Außenwand 10 und eine mit Luftaustrittsöffnungen 11 versehene Innenwand 12 auf. Eine Lufteinlassleitung 14 mündet in diese doppelwandige Wandung des Brenners 3, so dass die durch die Lufteinlassleitung 14 zugeführte Verbrennungsluft in der Doppelwandung verteilt wird und durch die Luftaustrittsöffnungen 11 in die Verbrennungszone gelangt. In der Lufteinlassleitung 14 kann ein Gebläse vorgesehen sein, welches eine kontrollierte und ggf. geregelte Luftzufuhr zum Brenner 3 ermöglicht.
• Der Boden des Brenners 3 ist als hin- und herbewegliche Reinigungsplatte 15 ausgestaltet, die entweder manuell von außen am Kaminofen 1 betätigt werden kann oder die in regelmäßigen Abständen motorisch bewegt wird, so dass jedenfalls Aschemengen, die sich innerhalb des Brenners 3 ansammeln, durch diese Bewegung der Reinigungsplatte 15 nach unten fallen. Beispielsweise kann die Reinigungsplatte 15 als Lochblech oder Gitter ausgestaltet sein und über einem komplementären Lochblech bzw. Gitter oder einem vergleichbaren Rost angeordnet sein, so dass je nach Stellung der Reinigungsplatte 15 eine Öffnung nach unten freigegeben oder verschlossen wird. Im Brennbetrieb befindet sich die Reinigungplatte grundsätzlich in der diese Öffnungen verschließenden Stellung, während durch die Bewegung der Reinigungsplatte auch die Offenstellung der Öffnungen bewirkt wird, so dass die Asche nach unten in den Ascheraum 9 herabfallen kann.
• Beim Ausführungsbeispiel der 3 ist die Glocke 4 einseitig geschlossen ausgestaltet: Gemäß dem dargestellten Vertikalschnitt durch den Kaminofen 1 können die Heizgase an der linken Seite unter dem unteren Rand der Glocke 4 vorbei in den Heizgaskanal 6 gelangen. Sie werden oberhalb der Glocke 4 umgelenkt, strömen an der Nachschaltheizfläche 5 vorbei und gelangen dann mit zunehmender Abkühlung nach unten, wo in Bodennähe die Beruhigungszone 8 des Heizgaskanals 6 vorgesehen ist. Dadurch, dass das Heizgas großflächig an der Außenwand des Kaminofens 1 entlang geführt wird, wird die Wärmeabgabe an den Raum, in welchem der Kaminofen 1 aufgestellt ist, verbessert.

Claims (12)

1. Kaminofen, mit einer Brennkammer, und mit einer den Zugang zur Brennkammer ermöglichenden Tür, und Verbrennungsluftkanälen, welche Verbrennungsluft in den Kaminofen und in die Brennkammer führen, und mit wenigstens einem Heizgaskanal, welcher. Heizgas aus der Brennkammer und aus dem Kaminofen führt, gekennzeichnet durch eine als Glocke bezeichnete aufwärts gewölbte Haube, die oberhalb der Brennstelle in der Brennkammer angeordnet ist.
2. Kaminofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mehrfach umgelenkten Verlauf des Heizgaskanals, wobei der Heizgaskanal Abschnitte mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten aufweist, derart, dass in wenigstens einem vergleichsweise größeren Abschnitt eine Beruhigungszone geschaffen ist und eine Ablagefläche für Staub vorgesehen ist.
3. Kaminofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizgaskanal im Bereich der Beruhigungszone von außen zugänglich ist.
4. Kaminofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizgaskanal ein bewegliches Reinigungsinstrument im Bereich der Beruhigungszone aufweist, welches auf den auf der Ablagefläche befindlichen Staub einwirkt, wobei unterhalb der Ablagefläche eine entleerbare Staubsammelkammer vorgesehen ist.
5. Kaminofen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Saugleitungsanschluss, der in die Beruhigungszone mündet.
6. Kaminofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen wannenförmigen Brenner, dessen Wandung doppelwandig ausgestaltet ist, wobei die Außenwand geschlossen ist und die Innenwand Luftaustrittsöffnungen aufweist, und wobei eine Verbrennungsluft zuführende Lufteinlassleitung in den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenwand mündet.
7. Kaminofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brenner vorgeschaltet ein die Verbrennungsluft förderndes Gebläse vorgesehen ist.
8. Kaminofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Nachschaltheizfläche, die im Heizgaskanal angeordnet ist und als Wärmetauscher eine Übertragung im Heizgas enthaltener Wärme an ein Wärmeträgermedium wie Luft oder Wasser ermöglicht.
9. Kaminofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachschaltheizfläche eine durch Erhebungen und/oder Vertiefungen vergrößerte Oberfläche aufweist.
10. Kaminofen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachschaltheizfläche der Glocke nachgeschaltet angeordnet ist.
11. Kaminofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuerung, welcher wenigstens ein Sensor zugeordnet ist, der den Unterdruck in der Brennkammer erfasst und der ein der Brennkammer nachgeschaltetes Sauggebläse zugeordnet ist, wobei die elektrische Steuerung das Absauggebläse derart ansteuert, dass ein in vorgegebenen Grenzen eingestellter Unterdruck in der Brennkammer während des Brennvorgangs aufrechterhalten ist.
12. Kaminofen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Brenners ein Ascheraum vorgesehen ist, der mittels einer mechanischen Reinigungsvorrichtung in einen Aschesammelbehälter entleerbar ist.