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Holzfeuerstätte Die Erfindung betrifft eine Holzfeuerstätte in Form
einer Baueinheit, mit einem die Glutzone und die Holzscheite abstützenden Tragteil,
einem Abzugkanal für Rauch, Abgase und Schwebe stoffe sowie einer im Bereich der
Glühzone mündenden Prischluftzuführeinrichtung.
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In der überwiegenden Anzahl der heutigen Wohnräume kann ein Holzfeuer
nicht betrieben werden, da die wenigsten Wohnräume mit offenem Kamin und zugehörigem
Abzug ausgerüstet sind. Diese offenen Kamine sind im wesentlichen noch in der gleichen
Weise aufgebaut und werden in der gleichen Weise betrieben, wie zu jener Zeit, da
derartige Kamine zugleich zur Raumheizung dienten. Heute hat ein solcher offener
Kamin weniger die Aufgabe, einen Raum zu beheizen, als die Wohnatmosphäre gemütlicher
zu gestalten.
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Dies findet teilweise seinen Ausdruck darin, daß solche
offenen
Kamine ohne Abzug mit künstlicher, d.h. elektrisch betriebener Glutzone ausgerüstet
sind.
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Obwohl sich ein offener Kamin großer Beliebtheit erfreut, können sich
nur wenige einen solchen Kamin leisten, sei es aus Kostengründen oder sei es deshalb,
weil sich nachträglich der dafür erforderliche Abzug nicht einbauen läßt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen offenen Kamin in
For m einer Holzfeuerstätte zu schaffen, die auch ohne Abzug verwendet werden kann
und daher auch nachträglich eingebaut oder in den meisten Fällen auch als mobile
Baueinheit an nahezu jeder gewünschten Stelle im Haus und Garten aufgestellt werden
kann.
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Dabei soll die Holzfeuerstätte so betrieben werden können, daß praktisch
keine Umweltverschmutzung und keine Belastung der Luft mit Abgasen inkauf genommen
zu werden braucht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abzugkanal
mit einem Flüssigkeitsbad und der Glühzone einen im wesentlichen geschlossenen Kreislauf
für die durch ein Gebläse über den Abzugkanal abgesaugten Abgase und dgl. bildet.
Zweckmäßigerweise ist zwischen dem Flüssigkeitsbad und der Glühzone eine zusätzliche,
mit einem elektrischen Heizelement oder dgl. ausgerüstete Verbrennungszone in den
Abgaskreislauf angeordnet.
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Die Holzfeuerstätte bildet eine Baueinheit, die auf einer Grundfläche
von maximal 1qm bequem Platz findet und eine Höhe von im kaum übersteigt. Die Holzfeuerstätte
kann im Grundriß rechteckig oder auch kreisförmig oder vieleckig sein. Als Flüssigkeitsbad
dient im einfachsten Fall ein Wasserbad.
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Der Abzugkanal kann über der Glutzone zusammen mit dem Gebläse und
dem Wasserbad angeordnet sein. Der Abzugkanal kann aber auch zentral durch die Glutzone
nach unten geführt werden, wobei die Glutzone höher und das Gebläse und das Wasserbad
unter der Glutzone angeordnet sind.
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Die Erfindung wird-nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an
mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 schematisch den bei der Holzfeuerstätte gemäß der
Erfindung gebildeten praktisch geschlossenen Kreislauf für die Abgase.
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Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Holzfeuerstätte gemäß
der Erfindung und Fig. 3 ein zweites abgewandeltes Ausführungsbeispiel.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist angenommen, daß als die
Glutzone und die Holzscheite abstützendes Tragglied ein Rost 1 vorgesehen ist. Auf
diesem lassen sich die Holzscheite stapeln, so daß sich nach gewisser Branndauer
doch die Glutzone bildet. Die dabei entstehenden Abgase, der Rauch und die Schwebestoffe
werden in einem Rauchfang 3 gesammelt und über einen Abzugkanal durch ein Gebläse
4 angesaugt, das durch einen Elektromotor angetrieben wird. Das Gebläse drückt die
abgesaugten Stoffe durch einen unten liegenden Eintritt 7 in ein F1üsigkeitsbad,
das in einem Kessel 6 angeordnet ist. er Kessel kann z.B. bis zu 2/3 Höhe mit Wasser
gefüllt sein. In dieses Wasser werden die Abgase und Schwebe stoffe sowie der Rauch
ggf. durch einet Spalt-oder eine Lochdüse so eingedrückt, daß die Gasbestandteile
in dem Flüssigkeitsbad perlend nach oben steigen. Beim Durchperlen des Wasserbades
nimmt das Wasser die Schwebe stoffe und die Rauchbestandteile auf und absorbiert
die löslichen Bestandteile der Gase, Die nichtlöslichen Gasbestandteile sammeln
sich im Kopfraum des Tanks 6 und werden durch einen oberen Stutzen 8 unter dem Druck
des Gebläses 4 abgeführt. Diese Gase gelangen dann über einen Verteiler 9 direkt
in die Glutzone, wo die brennbaren Bestandteile der Gase von der Glutzone 6 verbrannt
werden.
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Selbstverständlich ist dafür Sorge getragen, daß der Glutzone zusätzlich
auch Frischluft zugeführt wird. Auch bei der Absaugung wird entsprechend der Leistung
des Gebläses zusammen mit den Abgasen, dem Rauch und den Schwebestoffen Frischluft
eingesaugt,
welche er Erde des Kreislaufs mit in die Glutz ne gelange.
Die Leistung des Gebläses 1 kann regelbar sein. Es kann über auch im A@ ugskanal
ein Schieben der eine Drosselklappe vorgesehen sein, um die Absaugleistung regulieren
zu können. Der durch das Gebläse 1 angesaugte Frischluftanteil richtet sich nach
den anfallenden Nengen an Abgasen, Raum und dgl., so daß auch insoweit eine selbständige
Regulierung erfolgt und gewährleistet ist, daß praktisch alle Abga e so vollständig
abgesaugt werden, daß eine Belastung der Luft mit Abfallstoffen und Abgasen nicht
zu befürchten ist.
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Um zu gewährleisten, daß auch bei Inbetriebnahme der Holzfeuerstätte,
bei der besonders viele Abgase entstehen, die Glutzone selber aber noch so gering
ist, daß eine vollständige Verbrennung der im Kreislauf geführten Abgase nicht gewährleistet
ist, sicherzustellen, daß die Abgase zuverlässig verbrannt werden, kann es zweckmäßig
kein, zwichen dem Flüssigkeitsbad und dem Verteiler unter der Glutzone eine elektrisch
betreibbare Verbrennungszone zusätzlich einzuscha e@.
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Ein Ausführungsbeispi @ einer solchen erweiterten Holzfeuerstätte
zeigt Fig.2. Bei dieser ist nahe dem Fußboden die Glutzone 10 angeordnet, die in
der Mitte durch einen aus Stangen gebildeten Korb 11 abgestützt ist. Dieser Korb
steht auf der Oberseite einer,
z.B. aus Schamott hergestellten Basis
12, die aus zwei Sch@ platten zusammengesetzt ist. In der Trennebene der beiden
-mottplatten ist eine, z.B. spiralförmige Nut 17 eingearbeite in die eine Heizspirale
16 eingelegt st. Die innere Spirale -dung steht über Kanäle 18 mit einer Vertiefung
1' in der öberseite der Schamottbasis in Verbindung. Diese Vertiefung 15 ist durch
den Korb 11 abgedeckt. In der oberen Schamottplatte sind außerdem Kanäle 14 eingearbeitet,
durch die in die Vertiefung ? Frischluft eintreten kann. Mq oberen Ende des Kanals
14 kann ein Schieber vorgesehen sein, um die Frischluftzufuhr regulieren zu können.
Die nußere Spiralwindung steht über einen Kanal 19 ;nit einer Mündung 40 in Verbindung,
in die die im Kreislauf geführten Abgase aus einem teilringförmigen und sich nahezu
über die ganze Höhe der Holzfeuerstätte erstreckenden Sammelkanal 20 eintreten können,
der, wie links in der Fig. 2 zu erkennen ist, in Höhe der Kante 21 endet, um auf
der linken Seite der Holzfeuerstätte eine Öffnung freizulegen, durch die die Feuerstätte
zugänglich und sichtbar ist.
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Oberhalb der Glutzone 10 ist ein Abgassammeltrichter 22 angeordnet,
der die Abgase, den Rauch und die Schwebestoffe auron eine verengte Öffnung nach
oben abführt. In der verengten Öffnung ist in einem flachen Kasten ein Drosselschieber
23 angeordnet, der durch Handgriff 24 verstellt werden kann, um die Durchtrittsöffnung
regulieren zu können. Oberhalb der verengten Stelle erweitert sich der Strömungskanal
zu einem Gebläsegehäuse, in
dem der Rotor 25 eines Absauggebläses
angeordnet ist. Dieses saugt die Abgase und zusätzlichen Stoffe zentral an und drückt
le außen durch Steigrohre 28 in ein Flüssigkeitsbad 29, dessen Spiegel bei 30 gestrichelt
angedeutet ist. Der Boden des Flüssigkeitsbase kann, wie dargestellt, in Fig. 2
nach rechts geneigt Hei- An der tiefsten Stelle sind Anschlüsse und Armaturen 32
vorgesehen, an die ein Wassereinlaßschlauch und ein Ablaufjonlauch angeschlossen
werden können. Der Ablaufschlauch steht mit einem in Fig. 2 nicht dargestellten
Überlaufrohr in Verbinlung, welches den Flüssigkeitsstand auf einer vorbestimmten
Höhe hält Durch das Flüssigkeitsbad 29 erstreckt sich im wesentlichen zen-- al ein
senkrechter Hohlzylinder, in dem der Antriebsmotor 27 für das Gebläse 25 in geeigneter
Weise abgestützt ist. Außerdem münden in das Innere dieses Hohlzylinders Wärmetauschrohre
47, die in Form einer Windung oder in Form von Biegungen durch das Fl-üssigkeitsbad
ragen und außen in einem Ablaß 48 münden, der ggf. über Gitter mit der Außenatmosphäre
in Verbindung steht.
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Die Wärmetauschrohre 47 werden im Wege der Konvexionsströmung durch
Kühlluft durchströmt, die durch die Öffnungen 45 in der Decke angesaugt wird. Auf
diese Weise wird die im Wasserbad auftretende Wärme fortlaufend abgeführt. Statt
der Konvexion kann auch eine Zwangs strömung in den Wärmetauschrohren 47 mit Hilfe
eine Gebläseflügels 46 erzeugt werden, der auf der gleichen Welle 26 wie der Gebläserotor
25 angeordnet ist.
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Die Steigrohre 28 ragen mit einer Biegung über den Flüssigkeitsspiegel
30 und werden bis nahe an den Boden des Flüssigkeitsbades geführt. Dort können die
Steigrohre einfach offen sein oder eine Schlitz- oder wie gezeigt, eine Lochdüse
31 aufweisen, durch die die abgesaugten Gase und Stoffe gelförmig in das Wasser
oder die andere Flüssigkeit gedrückt werden. Von hier steigen die Gase in Perlform
durch die ruhende Flüssigkeitssäule.
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Staubteile und Schwebestoffe werden ebenso wie lösliche Gasbestandteile
im Wasserbad gelöst. Die nicht-löslichen Gasbestandteile sammeln sich im Kopfraum
und treten in einen die Gase trocknenden Körper 36 durch Öffnungen 35 ein. In diesem
Körper 36 wird die Feuchte, aus den Gasen absorbiert. Die getrockneten Gase treten
über Gitter oder dgl. bei 37 in den oberen Teil 38 des Rückführungskanals 20 ein.
Der obere Teil 38 dieses Kanals kann geschlossene Ringform aufweisen. An der Umfangswand
des Wasserbades 29 können Wärmetauschlamellen 39 angeordnet sein, über die einerseits
Wärme abgeführt wird und andererseits die gereinigten Restgase während der Abströmung
zusätzlich zu der oder an Stelle der Absorptionskammer getrocknet werden.
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Der obere Deckenteil mit den Lüftungsöffnungen 45 kann leicht abnehmbar
ausgebildet sein, so daß nach dem Abnehmen der Motor zugänglich ist. Außerdem kann
nach Abnehmen des Deckels leicht die Füllung des Absorptionsgehäuses 36 mit feuchter
Absorptionsmasse ersetzt oder ergänzt werden. Auch läßt sich Abnehmen des Deckels
das Wasserbad und die darin befindlichen Teile leicht inspizieren.
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Der Sammeltrichter 22 ist zweckmäßigerweise gleichzeitig als
Hitzeschild
ausgebildet. Dieser, der Schieber 23 mit seinem Gehäuse und der Rotor 25 des Gebläses
sollten aus hitze- und korrosionsbeständigem Material bestehen. Auch der Behälter,
der die Wasserfüllung aufnimmt, sollte korrosionsbeständig sein.
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Für den Betrieb ist es lediglich notwendig, in gewissen Zeitabständen
in Abhängigkeit von der Häufigkeit der Benutzung der Holzfeuerstätte den Wasserinhalt
zu ersetzen und den Wasserstand zu kontrollieren. Dabei empfiehlt es sich, den Behälter
durchzuspülen, da sich die Staub- und Peststoffe als Schlamm in dem Behälter ablagern.
Die durch die Konvektionsrohre abgeführte Luftwärme kann unmittelbar zur Raumheizung
ausgenutzt werden und zwar im wesentlich stärkeren und für die Raumheizung günstigeren
Umfange, als bei einem offenen Kamin herkömmlicher Bauart, wo die Haupthitze durch
den offenen Abzug nach oben in die Atmosphäre abgeführt wird, während nur unmittelbar
vor der Glutzone eine starke Strahlungshitze entsteht.
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Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß man das Wasserbad
so groß ausbildet, daß dieses zugleich als Wärmespeicher dient. Dabei wird bis zur
Erreichung einer gewünschten Wassertemperatur die Durchströmung der Wärmetauschrohre
47 abgesperrt durch einen etwa bei der Ausströmöffnung 48 oder bei den Einströmöffnungen
45 angeordneten Schieber. Die gespeicherte Wärme kann zu einem späteren Zeitpunkt,
an dem die Holzfeuerstätte nicht betrieben ist, z.B. durch Anstellen des Gebläses
46 zur Raumheizung ausgenützt werden. Zu diesem Zweck kann es nützlich sein, der
Welle 26 eine schaltbare Kupplung zuzuordnen, um den
unabhängigen
Betrieb der beiden Gebläse 25 und 46 durch den gleichen Motor 27 zu ermöglichen.
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Die neue Baueinheit kann fest oder auch mobil angeordnet oder eingebaut
werden. Sie kann in geschlossenen Räumen ebenso wie auf Terassen oder im Garten
eingesetzt werden. Das Gewicht der Baueinheit wird hauptsächlich durch die Wasserfüllung
bestimmt.
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Durch die Kreislaufführung ergibt sich auch eine wesentlich bessere
Zufuhr und Verteilung der Frischluft und damit eine gleichmäßigere und vollständigere
Verbrennung des Brennholzes. Das Gebläse 25 kann auch mit unterschiedlichen Antriebsstufen
antreibbar sein. In diesem Falle kann ein Schieber 23 entfallen. Gleichzeitig kann
dabei das Gebläse dazu ausgenutzt werden, um bei Inbetriebnahme der Feuerstätte
das Holzfeuer anzufachen.
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Das Wasserbad kann auch Einsatzkörper aufweisen, die den Weg der Gasperlen
schikanenförmig bei geringer Wasserstandshöhe wesentlich vergrößern.
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Die zusätzliche, elektrisch betriebene Brennzone, die durch die Heizspirale
16 gebildet wird, kann unabhängig ein- und ausschaltbar sein, da die Heiz- oder
Glimmepirale 16 hauptsächlich bei Inbetriebnahme des Holzfeuers benötigt wird.
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Fig.3 zeigt ein abgewandelte Ausführungsbeispiel, bei dem die Glutzone
50 höher als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 angeordnet ist. Auf der Oberseite
der Schamottbasis 60 ist die eigentliche Feuerstätte angeordnet, die zentral durch
einen kaminartigen Abzug durchragt wird. In diesem ist ein gelochter Einsatztopf
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eingesetzt, der die gröberen Feststoffteilchen zurückhält. Außen an dem kaminartigen
Abzugkanal sind spinnenförmige Stangen 51 als Trag- und Abstützungsteil für die
Holzscheite angeordnet. In Höhe der Basis 60, die wiederum durch zwei Schamottplatten
mit elektrischer Heizspirale 62 und entsprechenden Strömungskanälen ausgebildet
ist, ist ein verengter Durchlaß mit verstellbarer Drosselklappe 53 angeordnet. Unter
diesem Durchlaß ist das Gebläserad 54 angeordnet, das die abgesaugten Gase und anderen
Bestandteile in nach unten geführte Rohre 68 drückt, die bis unten in das Wasserbad
66 tauchen und an ihren unteren Enden mit Schlitzdüsen ausgerüstet sein können.
Das Wasserbad 66 ist ringförmig ausgebildet und wird außen durch einen Isoliermantel
73 und innen durch einen Hohl zylinder begrenzt, in dem mittels nachgiebiger Halterung
56 der Antriebsmotor 55 für das Gebläserad 54 angeordnet ist. Auf der Motorwelle
kann ein Hilfsgebläserad 58 zum Ansaugen von Frischluft durch die Bodenöffnungen
57 angeordnet sein. Dieses drückt die Frischluft durch die Wärmetauschrohre 59,
welche in Höhe des Wasserspiegels 67 in einem Ringmantel münden, der nach oben hin
in Höhe der Frischluftkanäle 61 offen ist. Durch die Frischluftkanäle 61 kann also
direkt aufgewärmte Frischluft angesaugt werden. Mit 72 sind die Anschlußarmaturen
für ein Füllrohr 70 und ein Überlaufrohr 71 angedeutet. Neben dem Überlauf 71 ist
noch ein nicht näher gezeigter direkter Bodenablauf vorgesehen, um eine vollständige
Entleerung und Durchströmung des Wasserbades zu ermöglichen. Der Tankraum ist zu
etwa 2/3 mit Wasser gefüllt. Im oberen Kopfraum ist ein Feuchteabsorber in Form
eines Ringgehäuses 65 angeordnet, das mit Feuchte absorbierender Masse gefüllt ist.
An der
radial nach innen weisenden Fläche sind Bohrungen für ein
Eintritt der aus dem Wasserbad aufsteigenden Gase vorgesehen. Aus der Feuchteabsorptionskammer
gelangen die Restgase direkt durch den spiralförmigen Kanal der Heizschlange 62
in eine Ausnehmung in der Oberfläche 60 der Schamottbasis und damit direkt in die
Glutzone.
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Oberhalb des Einsatzes 52 kann ein Sammel- und Umlenktrichter angeordnet
sein, der die aufsteigenden Abgase auffängt und in den zentren, nach unten ragenden
Abzugskanal abführt. Im dargestellten Beispiel ist die ganze Feuerstätte abgedeckt
durch eine feuerfeste durchsichtige Haube 69.
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Bei der neuen Einrichtung kann das Wasserbad auch ständig von Frischwasser
durchströmt sein. Die Feuchte-Absorptionszone und/ oder der elektrisch beheizbaren
Verbrennungszone können auch die Absorption und/oder Verbrennung von Restgasanteilen
fördernde chemisch reagierende oder katalytisch wirksame Stoffe zugeordnet werden.
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Da die elektrisch beheizbare Verbrennungszone praktisch die Nachverbrennung
in der Zone der Feuerglut ersetzt, ist es auch möglich, den Kreislauf hinter dieser
Verbrennungszone - vorzugsweise wahlweise über ein Umschaltorgan - zu unterbrechen
und die restlichen Abgase in die Außenatmosphäre oder ins Freie abzuleiten.
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Ansprüche