DE202022106729U1

DE202022106729U1 - Wärmespeicher-Vorrichtung

Info

Publication number: DE202022106729U1
Application number: DE202022106729.5U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-12-01
Filing date: 2022-12-01
Publication date: 2023-02-24
Anticipated expiration: 2032-12-02
Also published as: CH720289A2; EP4379264A1; DE102023111243A1

Abstract

Wärmespeicher-Vorrichtung mit einem Wärmespeicherstein (100) mit einer Oberfläche (101), einer Unterfläche (102) sowie vier Seitenflächen (103), wobei die Oberfläche (101) zur Auskleidung der Innenflächen eines Feuerraumes einer Heizeinrichtung und/oder eines an den Feuerraum angrenzenden und eine Rauchgasableitung bildenden Systems aus einem oder mehr keramischen Zügen vorgesehen ist, deren jeweiliger Ausgang in einen Schornstein mündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (101) des Wärmespeichersteins (100) mit einer Mehrzahl von eine Obstruktion vorherbestimmter Stärke für vorbeiziehendes Rauchgas bildenden Protrusionen (110) versehen ist, deren Dimensionen bemessen sind, um vorbeiziehendem Rauchgas Wärme zu entziehen und in das Innere des Wärmespeichersteins (100) einzuleiten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmespeicher-Vorrichtung mit einem Wärmespeicherstein mit einer Oberfläche, einer Unterfläche sowie vier Seitenflächen, wobei die Oberfläche zur Auskleidung der Innenflächen eines Feuerraumes einer Heizeinrichtung und/oder eines an den Feuerraum angrenzenden und eine Rauchgasableitung bildenden Systems aus einem oder mehr keramischen Zügen vorgesehen ist, deren jeweiliger Ausgang in einen Schornstein mündet.
Wärmespeicher-Vorrichtungen eingangs genannter Art werden im Stand der Technik verwendet, um Wärme aus dem Feuerraum eines Ofens aufzunehmen und über einen möglichst langen Zeitraum wieder an die Umgebung abzugeben, insbesondere zum Beheizen eines Wohnraumes. Die bekannten Wärmespeicher-Vorrichtungen weisen indes den Nachteil auf, dass ein Transfer von Wärme aus in einem Feuerraum eines Ofens mittels dort stattfindender Verbrennungsprozesse gebildeter Rauchgase in einen entsprechenden Wärmespeicherstein nicht sehr effektiv von Statten geht.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Wärmespeicher-Vorrichtung zu schaffen, bei der ein Transfer von Wärme aus dem in einem Feuerraum eines Ofens gebildeten Rauchgas in entsprechende Wärmespeichersteine effektiver als gemäß Stand der Technik ermöglicht ist.
Für eine Wärmespeicher-Vorrichtung eingangs genannter Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Oberfläche des Wärmespeichersteins mit einer Mehrzahl von eine Obstruktion vorherbestimmter Stärke für vorbeiziehendes Rauchgas bildenden Protrusionen versehen ist, deren Dimensionen bemessen sind, um vorbeiziehendem Rauchgas Wärme zu entziehen und in das Innere des Wärmespeichersteins einzuleiten.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, deren Elemente im Sinne einer weiteren Verbesserung des Lösungsansatzes der der Erfindung zugrunde gelegten Aufgabe wirken.
Bei der erfindungsgemäßen Wärmespeicher-Vorrichtung wird mittels der Merkmalskombination, dass die Oberfläche des Wärmespeichersteins mit einer Mehrzahl von eine Obstruktion vorherbestimmter Stärke für vorbeiziehendes Rauchgas bildenden Protrusionen versehen ist, deren Dimensionen bemessen sind, um vorbeiziehendem Rauchgas Wärme zu entziehen und in das Innere des Wärmespeichersteins einzuleiten, erreicht, dass die Effektivität eines Wärmetransfers aus einem Rauchgas in an das Rauchgas angrenzende Wärmespeichersteine unabhängig von Material und innerer Beschaffenheit der Wärmespeichersteine allein durch die erfindungsgemäße Oberflächengestaltung gegenüber den Wärmespeichersteinen gemäß Stand der Technik deutlich erhöht ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmespeicher-Vorrichtung ist vorgesehen, dass ein Wärmespeicherstein quadratisch bei einer Kantenlänge von 15 cm bis 20 cm und einer Dicke von 3 cm bis 5 cm bemessen ist. Alternativ kann je nach Formgebund eines Zuges auch eine runde Bauform in Frage kommen.
Gemäß einer wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmespeicher-Vorrichtung sind die Protrusionen frustkonisch ausgebildet.
Die Protrusionen weisen in diesem Fall vorzugsweise einen Basisdurchmesser von 0,5 cm bis 1 cm und einen Kuppendurchmesser 0,2 cm bis 0,7 cm bei einer Höhe von 0,1 cm bis 0,5 cm auf.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmespeicher-Vorrichtung sind die Protrusionen als Halbkugeln ausgebildet.
In diesem Fall weisen die Protrusionen vorzugsweise einen Basisdurchmesser von 0,5 cm bis 1 cm und eine Apexhöhe von 0,2 cm bis 0,7 cm auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmespeicher-Vorrichtung sind die Protrusionen quaderförmig ausgebildet.
Die Protrusionen weisen in diesem Fall vorzugsweise eine Kantenlänge von 0,5 cm bis 1 cm und eine Höhe von 0,2 cm bis 0,7 cm auf.
Im Übrigen können die Protrusionen in Form von spitzen oder stumpfen, mit unterschiedlichen Wölbungen ausgebildeten Kegeln oder Wellenstrukturen ausgebildet sein, und dabei im Grundriss dreieckig, rund, leicht konisch, oval, geschwungen oder spitz ausgebildet und in jeder Möglichen Orientierung zur Strömungsrichtung angeordnet sein.
Gemäß den obigen Dimensionsangaben von Wärmespeicherstein und Protrusionen können vorzugsweise drei bis fünf Protrusionen in jeweils geraden Reihen angeordnet auf der Oberfläche eines Wärmespeichersteins angeordnet sein.
Die Protrusionen sind dabei vorzugsweise in sukzessiv aufeinander folgenden Reihen jeweils um eine halbe mutuelle Zwischendistanz versetzt angeordnet.
Gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Wärmespeicher-Vorrichtung sind die Protrusionen einstückig mit einem jeweiligen Wärmespeicherstein ausgebildet, und die Wärmespeichersteine sind vorzugsweise aus einem feuerfesten Material wie vorzugsweise Schamotte, Keramik oder Feuerbeton oder auch aus einem Metall hergestellt.
Die erfindungsgemäße Wärmespeicher-Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in der Figur der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:

1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmespeicher-Vorrichtung in einer Ansicht von schräg oben;
2 die in 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmespeicher-Vorrichtung in einer Seitenansicht.

Die in den 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Wärmespeicher-Vorrichtung enthält einen Wärmespeicherstein 100 mit einer Oberfläche 101, einer Unterfläche 102 sowie vier Seitenflächen 103, wobei die Oberfläche 101 zur Auskleidung der Innenflächen eines Feuerraumes einer Heizeinrichtung und/ oder eines an den Feuerraum angrenzenden und eine Rauchgasableitung bildenden Systems aus einem oder mehr keramischen Zügen vorgesehen ist, deren jeweiliger Ausgang in einen Schornstein mündet.
Die Oberfläche 101 des Wärmespeichersteins 100 ist mit einer Mehrzahl von eine Obstruktion vorherbestimmter Stärke für vorbeiziehendes Rauchgas bildenden Protrusionen 110 versehen, deren Dimensionen bemessen sind, um vorbeiziehendem Rauchgas Wärme zu entziehen und in das Innere des Wärmespeichersteins 100 einzuleiten.
Der in den Figuren dargestellte Wärmespeicherstein 100 ist quadratisch ausgebildet und weist eine Kantenlänge von 18 cm und eine Dicke von 4 cm auf.
Die Protrusionen 110 sind frustkonisch ausgebildet, d.h. dass die Konizität ab einer vorgegebenen Höhe in ein Plateau übergeht und im Gegensatz zu einem Konus nicht in eine Spitze mündet.
Die Protrusionen 110 weisen einen Basisdurchmesser von 0,7 cm und einen Kuppendurchmesser 0,3 cm bei einer Höhe von 0,3 cm auf.
Die Protrusionen 110 sind in sukzessiv aufeinander folgenden Reihen jeweils um eine halbe mutuelle Zwischendistanz versetzt angeordnet, wobei abwechselnd vier und fünf Protrusionen 110 in jeweils einer geraden Reihe angeordnet sind.
Die Protrusionen 110 sind einstückig mit dem Wärmespeicherstein 100 ausgebildet.
Der dargestellte Wärmespeicherstein 100 ist Teil einer Anordnung einer größeren Mehrzahl von Wärmespeichersteinen 100, die summarisch einen keramischen Zug bilden, dessen Eingang in einen Feuerraum eines Ofens mündet und dessen Ausgang in einen Schornstein mündet.
Alle Wärmespeichersteine 100 sind aus einem feuerfesten Material, im dargestellten Fall aus Feuerbeton hergestellt.
Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.
Bezugszeichenliste

100: Wärmespeicherstein
101: Oberfläche
102: Unterfläche
103: vier Seitenflächen
110: Protrusionen

Claims

Wärmespeicher-Vorrichtung mit einem Wärmespeicherstein (100) mit einer Oberfläche (101), einer Unterfläche (102) sowie vier Seitenflächen (103), wobei die Oberfläche (101) zur Auskleidung der Innenflächen eines Feuerraumes einer Heizeinrichtung und/oder eines an den Feuerraum angrenzenden und eine Rauchgasableitung bildenden Systems aus einem oder mehr keramischen Zügen vorgesehen ist, deren jeweiliger Ausgang in einen Schornstein mündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (101) des Wärmespeichersteins (100) mit einer Mehrzahl von eine Obstruktion vorherbestimmter Stärke für vorbeiziehendes Rauchgas bildenden Protrusionen (110) versehen ist, deren Dimensionen bemessen sind, um vorbeiziehendem Rauchgas Wärme zu entziehen und in das Innere des Wärmespeichersteins (100) einzuleiten.
Wärmespeicher-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmespeicherstein (100) quadratisch bei einer Kantenlänge von 15 cm bis 20 cm und einer Dicke von 3 cm bis 5 cm bemessen ist.
Wärmespeicher-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Protrusionen (110) frustkonisch ausgebildet sind.
Wärmespeicher-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Protrusionen (110) einen Basisdurchmesser von 0,5 cm bis 3 cm und einen Kuppendurchmesser 0,2 cm bis 1,5 cm bei einer Höhe von 0,4 cm bis 1,5 cm aufweisen.
Wärmespeicher-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Protrusionen (110) als Halbkugeln ausgebildet sind.
Wärmespeicher-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Protrusionen (110) einen Basisdurchmesser von 0,5 cm bis 3 cm und eine Apexhöhe von 0,4 cm bis 1,5 cm aufweisen.
Wärmespeicher-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Protrusionen (110) quaderförmig ausgebildet sind.
Wärmespeicher-Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Protrusionen (110) eine Kantenlänge von 0,5 cm bis 3 cm und eine Höhe von 0,4 cm bis 1,5 cm aufweisen.
Wärmespeicher-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei bis fünf Protrusionen (110) in jeweils geraden Reihen angeordnet sind.
Wärmespeicher-Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Protrusionen (110) in sukzessiv aufeinander folgenden Reihen jeweils um eine halbe mutuelle Zwischendistanz versetzt angeordnet sind.
Wärmespeicher-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Protrusionen (110) einstückig mit dem Wärmespeicherstein (100) ausgebildet sind.
Wärmespeicher-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicherstein (100) aus einem feuerfesten Material wie Schamotte oder Feuerbeton hergestellt ist.