-
Vorrichtung zum Ausnützen der Abwärme von Rauchgasen, ins-
-
besondere bei Ofenheizungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Ausnützen der Abwärme von Rauchgasen, insbesondere bei Ofenheizungen, bei der
die Rauchgase zwischen dem Ofen od.dgl.
-
und dem Kamin durch in einem einen Ventilator aufweisenden Beistellkasten
für den Ofen angeordnete Rauchgasrohre geführt sind, wobei der Rauchgasstrom auf
mehrere, eine Batterie bildende, insbesondere parallel geführte Rauchgasrohre aufgeteilt
ist und die Rauchgasrohrbatterie von einer einen direkten Kaminanschluß herstellenden
Rauchgasleitung mit während des Betriebes der Vorrichtung geschlossenem Absperrorgan
überbrückt ist.
-
Eine Vorrichtung der gegenständlichen Art kann auch zur Ausnützung
der Abwärme von Kesselfeuerungen, beispielsweise bei Zentralheizungskesseln, verwendet
werden.
-
Alle bekannten Vorrichtungen der gegenständlichen Art nützen für
die Fortbewegung der Rauchgase durch die Vorrichtung den natürlichen Zug aus, was
voraussetzt, daß die Rauchgase nicht nur mit verhältnismäßig hoher Temperatur in
die Vorrichtung eintreten, sondern diese auch am Kamin noch mit hoher Temperatur
verlassen, um eine ausreichende Zugwirkung zu gewährleisten.
-
Konstruktiv sind Vorrichtungen der gegenständlichen Art auf verschiedene
Weise gestaltet. Bei einer bekannten Vorrichtung wird der Rauchgasstrom nach dem
Ofen durch ein Gehäuse geführt, in dem eine Mittelwand einen Fallzug mit einem anschließenden
Steigzug bestimmt und am Ende des Steigzuges ein Kaminanschluß vorgesehen ist. Zwischen
Rauchgasein- und -auslaß ist in der Mittelwand eine Zugöffnung vorgesehen,
die
durch eine von einem Bimetall od. dgl. gesteuerte Klappe schließbar ist, wobei diese
Öffnung wahrend des Anheizvorganges geöffnet bleibt und mit zunehmender Rauchgastemperatur
geschlossen wird. Da nur ein Fall- und Steigzug vorhanden sind, ergibt sich im Vehältnis
zur Wärmeübergangsfläche gegen die Außenluft ein relativ großer Platzbedarf der
Vorrichtung.
-
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung ist ein unten einen Rauchgaseinlaß
und oben einen Rauchgasauslaß aufweisendes, schachtartiges Gehäuse vorgesehen, in
dessen Mittelbereich die Rauchgase durch eine Rauchgasrohrbatterie aus parallelen
Wärmetauscherrohren geführt werden, wobei ein Ventilator zur Zwangsbelüftung dieser
Rauchgasrohre vorgesehen ist. Ein prinzipieller Nachteil dieser Vorrichtung besteht
darin, daß sie praktisch beim Anschluß an einen normalen Ofen so angebracht werden
muß, daß ihr unteres Ende höher liegt als der Rauchgasabzugsstutzen des Ofens selbst.
-
Es ist schwierig, die Rauchgasrohre vom Ablagerungen zu reinigen.
-
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung ist wieder ein einen Fallzug
und einen Steigzug bestimmendes Gehäuse vorhanden, wobei zur besseren Wärmeausnützung
ein Außenmantel mit Abstand um dieses Gehäuse vorgesehen ist und durch die beiden
Züge Luftrohre führen, die über einen Ventilator mit von diesem angesaugter und
durch das Gehäuse gedrückter Frischluft beschickbar sind. Die Luft verläßt das Außengehäuse
über entsprechende Austrittsöffnungen.
-
Im Luftstrom können zusätzlich elektrische Widerstandsheizkörper vorgesehen
sein. Man kann die Vorrichtung auch zur Raumbelüftung verwenden, wenn man eine Klappe
öffnet, die die Druckseite des Ventilators mit der Rauchgasaustrittsöffnung der
Vorrichtung verbindet, so daß dann Raumluft in den Kamin abgesaugt wird.
-
Um bei wechselndem Zug eine Anpassung zu ermöglichen, ist auch schon
eine Vorrichtung bekannt, bei der zwischen einem oberen und einem unteren Sammelkasten
eine Batterie bildende Rauchgasrohre angeordnet sind, wobei an den beiden Längsenden
des oberen Kastens Anschlüsse für den Rauchgasein- und -auslaß angeordnet und in
diesem oberen Kasten von außen verstellbare Klappen vorgesehen sind, über die die
Rauchgase wahlweise durch die Rauchgasrohre oder im oberen Kasten selbst weitergeleitet
werden können, so daß man jeweils nur so viele Rauchgasrohre in Betrieb nimmt, als
dies auf Grund der herrschenden Zugverhältnisse bzw.
-
der anfallenden Rauchgasmenge zweckmäßig ist.
-
Schließlich ist-noch eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Rauchgasrohr
von einem Außenmantel umschlossen ist, in dem Wärmetauschbleche od. dgl., die mit
dem Rohr in wärmeleitender Verbindung stehen, angebracht sind, und der über einen
Ventilator belüftet werden kann.
-
Bei allen Vorrichtungen, die bisher bekannt wurden, treten wegen
der notwendigen hohen Austrittstemperaturen der Rauchgase immer noch beträchtliche
Wärmeverluste auf, und es ergibt sich immer das Problem einer einfachen Reinigung
der sich an den dem Wärmeübergang dienenden Flächen, also auch an vorhandenen Rauchgasrohren
bildenden Rückstände.
-
Ein weiteres Problem besteht darin, daß selbstverständlich ein Rauchgasaustritt
an der Vorrichtung verhindert werden soll, weshalb man bisher für eine einwandfreie
Abdichtung der gesamten Zusatzvorrichtung nach außen sorgen muß, wodurch aber wieder
die Reinigungsmöglichkeit erschwert wird.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der genannten Art
so zu verbessern, daß eine bessere AusnUtzung der Abwärme erzielt, die Wartung vereinfacht
und dabei trotzdem die notwendige Betriebssicherheit gewährleistet wird.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rauchgasrohre über den
Ventilator mit dem Kamin verbunden
sind, ein das in der den direkten
Kaminanschluß herstellenden Rauchgasleitung liegende Absperrorgan betätigender Regler
auf Ventilatorausfall empfindlich ausgebildet ist und vorzugsweise die Rauchrohrbatterie
Rauchgasrohrbündel mit geraden, parallelen Rauchgasrohren umfaßt, die im Durchströmweg
über abnehmbare Knie- oder Umleitstücke mit nur einer entsprechend großen Durchtrittsöffnung
verbunden sind.
-
Grundüberlegung bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist es, daß
mit Hilfe des Ventilators ein bestimmter Zug gewährleistet werden kann, der im Gegensatz
zum natürlichen Zug weitgehend unabhängig von der Kaminhöhe, dem Kaminquerschnitt,
den herrschenden Xretterbedingungen und der Eintrittstemperatur der Rauchgase in
den Kamin ist. Die zur Erzeugung des natürlichen Zuges benötigte Wärmeenergie der
Rauchgase beträgt ein Vielfaches jener Energie, die als Antriebsleistung für den
die Rauchgase in den Kamin absaugenden Ventilator aufzuwenden ist. Selbst wenn an
den Rauchgasrohren oder ihren Anschlüssen bzw. Verbindungen Undichtheiten auftreten
sollten, kann es zu keinem Rauchgasaustritt in dem Raum kommen, in dem die Vorrichtung
untergebracht ist. Der Ventilator erzeugt einen Unterdruck in der Vorrichtung, so
daß bei Undichtheiten über diese Falschluft in die Vorrichtung bzw. in den Kamin
gesaugt wird. Da der Regler auf Ventilatorausfall empfindlich ist, bleibt die Sicherheit
auch bei einem Ventilatoratsfall gewährleistet, da dann eben die Vorrichtung über
das öffnende Absperrorgan überbrückt wird. Wenn man die Vorrichtung für eine starke
Abkühlung der Rauchgase auslegt und im geschlossenen Ofen rückstandsreiche Brennstoffe
verwendet, dann werden die Abgase in der Vorrichtung weitgehend von Rückständen
befreit. Die Entfernung solcher Rückstände kann einfach durch Abnehmen der Knie-
oder Umleitstücke und
anschließende Reinigung der Rauchgasrohre,
die bei den abgenommenen Knie- oder trmleitstücken leicht zugänglich sind, vorgenommen
werden.
-
Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bei Öfen Verwendung
finden, die mit festen Brennstoffen, Öl oder Gas betrieben werden. Bei sehr starker
Abkühlung der Rauchgase kann am Ende der Vorrichtung bzw. am Ubergang zum Kamin
auch ein Feuchtigkeitsabscheider vorgesehen werden.
-
Nach einer Weiterbildung ist für die an sich bekannte Zwangsbelüftung
der Rauchgasrohrbatterie ein weiterer Ventilator vorgesehen, der vom gleichen Motor
angetrieben ist, wie der Rauchgasrohre und Kamin verbindende Ventilator.
-
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigt Fig. 1 in schematisier;r Darsteliui.gsweise eine neben einem der ZimmerbeK'£'zuig
dienendm Ofen angeordnete erfindunrspe.ouSe Vorrichtung, Fig. 2 den Ubergangsbereich
zwischen zwei in je einem nicht dargestellten Schacht der Vorrichtung angeordneten
Rauchgasrohrbündeln mit Knie- und Umleitstück im Schnitt und Fig. 3 das Absperrorgan
in der im Sc'nnitt dargestellten Rauchgasleitung und dessen schematisch dargestellte
Regeleinrichtung.
-
Ein Ofen 1, der sowohl ein Ofen für feste, als auch für flüssige
oder gasförmige Brennstoffe sein kann, besitzt oben und seitlich oben Anschlüsse
für Rauchgasleitungen 2 bzw. 3. Die obere Rauchgasleitung 2 führt in weiterer Folge
in einen nicht dargestellten Kamin.
-
Oberhalb einer in ihrer Gesamtheit mit 4 bezeichneten Sicherheitsklappe
mündet in der Rauchgasleitung 2 ein von einem über die Rauchgasleitung 3 angeschlossenen
Beistellkasten 5 kommendes Rohr 6.
-
Nach Fig. 3 besteht die Sicherheitsklappe 4 aus einem die Rauchgasleitung
2 in der dargestellten Lage zwischen dem Ofen 1 und der Mündung des Rohrs 6 sperrenden,
als Klappe dargestellten Absperrorgan 7, das in der Sperrstellung an Anschlägen
8 anliegt. mit t einer das Absperrorgan 7 tragenden Welle 9 ist ein doppelarmiger
Hebel 10 verbunden, an dessen einem Arm eine das Absperrorgan 7 in die Öffnungsstellung
drückende Feder 11 angreift, wogegen am anderen Arm ein als Elektromagnet dargestellter
Regler 12 wirkt, über den die Klappe gegen die Wirkung der Feder 11 in die Sperrstellung
verschwenkbar ist. Der Regler 12 liegt im Stromkreis eines noch zu beschreibenden
Vetilatormotors.
-
Ist der Motor eingeschaltet, dann hält der Regler 12 das Absperrorgan
7 geschlossen. Bei Strom- oder Motorausfall öffnet die Feder 11 das Absperrorgan
7, so daß die Rauchgase vom Ofen 1 unmittelbar über die obere Rauchgasleitung 2
in den Kamin gelangen können.
-
Beim Betrieb der erfindungsgem2Ren Vorrichtung ist die Klappe 7 geschlossen,
die Rauchgase werden über die seitliche Rauchgasleitung 3 geführt und nach dem Verlassen
des Beistellkastens 5 über das Rohr c dem an den Kamin anschließenden Teil der oberen
Rauchgkcxtung 2 zugeführt.
-
Der Beistellkasten 5 für den Ofen enthält Yteten-und übereinander
Kanäle 13. Jeder Kanal 13 enthält ein Rauchgasrohrbündel (Fig. 2), das z.B. aus
neun Rauchgasrohren 14 besteht, die parallel zueinander angeordnet sind. Wie Fig.
2 für zwei aus Rauchgasrohren 14 bestehende Bündel zeigt, können diese in benachbarten
oder übereinander angeordneten Kanälen 13 nach Fig. 1 vorgesehenen Bündel aus Rauchgasrohren
14 dadurch miteinander verbunden werden, daß an den Enden der geraden Rauchgasrohre
14 eines Bündels für alle Rohre des Bündels gemeinsame, abnehmbare Knie- oder Umleitstücke
15 aus Blech mit nur einer entsprechend großen Durchtrittsöffnung vorgesehen werden.
Die aus den Rauchgasrohren 15 gebildeten Rauchgasrohrbündel
werden
nacheinander von den Rauchgasen durchströmt. An das in Strömungsrichtung gesehen
letzte Rohrbündel schließt am Übergang zum Rohr 6 ein von einem Motor angetriebener
Ventilator 16 an. Dieser Ventilator 16 erzeugt im gesamten Rauchgasrohrbereich einen
Unterdruck und damit einen Zug für den Ofen 1. Ein weiterer Ventilator, der vorzugsweise
vom gleichen Motor wie der Ventilator 16 angetrieben wird, kann im Gegenstrom zu
den in Rauchgasrohren geführten Rauchgasen Zimmerluft durch die von den Rauchgasrohren
14 freigelassenen Teile der Kanäle 13 treiben, um den Wärmeaustausch zu begünstigen.