DE3030131C2 - - Google Patents
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zugbegrenzungseinrichtung
für den Abgasweg einer Feuerstätte, umfassend eine in
einem Nebenlufteinlaß des Abgaswegs angeordnete, um eine
horizontale Schwenkachse schwenkbare Klappe, welche un
ter der Wirkung der an ihr herrschenden Druckdifferenz
gegen ein Rückstellmoment in Richtung auf eine Öffnungs
stellung verstellbar ist, wobei das Rückstellmoment wenig
stens auf einem Teil des Öffnungswegs der Klappe annä
hernd konstant ist oder geringer wird, und wobei die
Schwenkachse zwischen der oberen und unteren Begren
zungskante des Nebenlufteinlasses angeordnet ist.
Eine solche Zugbegrenzung ist aus der DE-PS 5 27 107 be
kannt.
Bei der bekannten Zugbegrenzungseinrichtung wird die
Klappe im Falle einer Öffnung sowohl oberhalb als auch
unterhalb der horizontalen Schwenkachse beströmt.
Dadurch kann es zu einer Tragflügelsituation kommen,
welche die Rückstellkraft der Klappe bei zunehmender
Öffnung verfälschen und insbesondere erhöhen kann. Die
ser Tragflügeleffekt kann deshalb die Aufrechterhaltung
eines erwünschten konstanten Zugs am Ort der Feuerstätte
stören.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Zug
begrenzungseinrichtung der eingangs bezeichneten Art das
Auftreten eines Tragflügeleffekts zu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese
hen, daß der auf einer Seite der Schwenkachse gelegene
Bereich des Nebenlufteinlasses durch eine mit der Klappe
verbundene räumliche Blende stets geschlossen ist.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, ohne
das Auftreten des Tragflügeleffekts befürchten zu müs
sen, den Schwerpunkt der Klappe beliebig zu variieren
und insbesondere annähernd auf die Höhe der horizontalen
Schwenkachse zu bringen. Diese Möglichkeit ist erwünscht
im Hinblick auf die Forderung, daß das Rückstellmoment
wenigstens auf einem Teil des Öffnungswegs der Klappe
annähernd konstant ist oder geringer wird.
Die räumliche Blende kann beispielsweise von einem Zy
lindersegment gebildet sein, dessen Zylinderachse mit
der Schwenkachse annähernd zusammenfällt und dessen Ra
dius dem Abstand der Schwenkachse von einer Begrenzungs
kante des Nebenlufteinlasses entspricht. Dies ist eine
besonders einfach aufgebaute und deshalb auch besonders
einfach herstellbare Ausführungsform für eine den einen
Teilbereich des Nebenlufteinlasses ständig verschließen
de räumliche Blende.
Beispielsweise kann der oberhalb der Schwenkachse gele
gene Teilbereich des Nebenlufteinlasses durch die räum
liche Blende geschlossen sein.
Um einen möglichst großen Durchflußquerschnitt sicher zu
stellen, wird empfohlen, daß bei Anordnung der Schwenk
achse außerhalb der Höhenmitte des Nebenlufteinlasses
die räumliche Blende den kleineren Teilquerschnitt des
Nebenlufteinlasses zugeordnet ist.
Die räumliche Blende kann zusätzlich die Funktion eines
Ausgleichsgewichts für die Klappe übernehmen, durch wel
ches deren Schwerpunkt einstellbar ist, insbesondere so,
daß er in der Nähe der Schwenkachse liegt.
Es wird weiter empfohlen, daß der Schwerpunkt der Klappe
im Schließzustand der Klappe annähernd auf der Höhe der
Schwenkachse liegt, jedoch in horizontalem Abstand von
der Schwenkachse entfernt, so daß ein auf die Klappe
wirkendes schwerkraftbedingtes Schließmoment bei Über
führen der Klappe aus der Schließstellung in eine Öff
nungsstellung wenigstens auf dem größeren Teil des
Schwenkweges abnimmt.
Die Figuren erläutern die Erfindung anhand
eines Ausführungsbeispiels. Es stellt dar
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungs
gemäßen Zugbegrenzungseinrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht zur Fig. 1 in Pfeilrichtung
II der Fig. 1 bei geschlossener Klappe und
Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 2 bei teilweise
geöffneter Klappe.
In der Fig. 1 ist ein Rahmen einer Zugbegrenzungsein
richtung mit 10 bezeichnet. Dieser Rahmen wird in einen
Nebenlufteinlaß eingesetzt, der beispielsweise in einer
Kaminwange aber auch in einem Abgasrohr zwischen Feuer
stätte und Kamin vorgesehen sein kann. Die Abgasseite
der Einrichtung ist mit A, die Raumseite, also beispiels
weise der Raum, innerhalb welchem eine Feuerstätte er
richtet ist, mit B bezeichnet.
An dem Rahmen 10 ist eine horizontale Schwenkwelle 14
dargestellt, welche von der Unterkante 16 des Rahmens
größeren Abstand hat als von der Oberkante 18. Die Schwenk
welle 14 ist in rahmenfesten Lagern 20 drehbar gelagert.
Sie ist mit einer Klappe 22 bei 24 an zwei Befestigungs
stellen fest verbunden. Der Umriß der Klappe 22 entspricht
dem lichten Querschnitt des Rahmens 10. Wie aus Fig. 2
ersichtlich, bildet der Rahmen 10 an der Unterkante 16
einen Anschlag für die Klappe 22, so daß die Klappe 22
aus der Schließstellung gemäß Fig. 2 heraus nur im Uhr
zeigersinn verdreht werden kann.
An der Klappe 22 ist in ihrem in der Schließstellung ge
mäß Fig. 1 und 2 oberhalb und knapp unterhalb der Schwenk
welle 14 gelegenen Bereich eine räumliche Blende 26
angeordnet, welche von einem massiven Halbzylinder aus
Metall gebildet sein kann. Dieser massive Halbzylinder
aus Metall sorgt trotz der außermittigen Lage der Schwenk
welle 14 dafür, daß der Schwerpunkt S des gesamten schwenk
baren Systems annähernd auf der Höhe der Schwenkwelle 14
der Halbzylinder 26 neben der Funktion einer räumlichen
Blende, auf die noch einzugehen sein wird, zusätzlich auch
die Funktion eines Ausgleichsgewichtes. Auf der Schwenk
welle 14 ist ferner eine Lagerbuchse 28 angeordnet, welche
eine Querbohrung 30 aufweist. Die Querbohrung 30 wird
von der Schwenkwelle 14 mit Reibung durchsetzt, so daß
die Lagerbuchse 30 gegenüber der Schwenkwelle 14 gekippt
werden kann, aber in jeder einmal eingestellten Kippstel
lung stehen bleibt. In der Lagerbuchse 28 ist eine Gewin
despindel 32 befestigt. Auf dieser Gewindespindel sind
zwei Einstellgewichte 34, 36 in Pfeilrichtung 38 ver
schraubbar angeordnet, welche zueinander als Kontermut
tern wirken.
Wenn infolge des Schornsteinzugs auf der Abgasseite A
ein Unterdruck herrscht, so baut sich beiderseits der
Klappe 22 zwischen diesem Unterdruck und dem Druck im
Raum B eine Druckdifferenz auf, welche zu einer Öffnung
der Klappe 22 im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 2 führt. Bei
einer solchen Öffnungsbewegung bewegt sich der Schwer
punkt S des Klappensystems auf einer Kreisbahn, die in
Fig. 2 mit 40 bezeichnet ist.
Man erkennt aus Fig. 2, daß bei der dort gezeichneten
Lage des Schwerpunkts S im Falle einer Verschwenkung
der Klappe 22 der Schwerpunkt S nur eine sehr geringe
Abstandsvergrößerung seines horizontalen Abstands gegen
über der Schwenkwelle 14 erfährt, bis der Schwerpunkt S sich
exakt auf der Höhe der Schwenkwelle 14 befindet. Von da
an nimmt der horizontale Abstand des Schwerpunkts S von
der Schwenkwelle 14 ab. Dies bedeutet, daß das durch
die Schwerkraft auf das Klappensystem einwirkende Rück
stellmoment mit zunehmender Auslenkung der Klappe 22
kleiner wird.
Das Rückstellmoment, welches die Klappe 22 in der Stel
lung gemäß Fig. 2 gegen die Kante 16 drückt, hängt von
der Stellung der Einstellgewichte 34, 36 ab. Je weiter
die Einstellgewichte 34, 36 in der Fig. 2 nach links
verschoben werden, umso weiter wandert auch der Schwer
punkt S nach links und umso größer wird das Rückstell
moment auf die Klappe 22 in der Schließstellung gemäß
Fig. 2. Auf diese Weise kann der Öffnungsschwellwert
eingestellt werden, bei dem die Klappe 22 zu öffnen be
ginnt.
In Fig. 3 erkennt man die Klappe 22 in teilweise geöffne
ter Stellung. Man erkennt, daß der Schwerpunkt S nach
oben und rechts gewandert ist, so daß das Rückstellmoment,
welches die Klappe 22 in Richtung auf die Kante 16 zurück
schwenken will, kleiner geworden ist. Will man dieses
Rückstellmoment verändern, so kann dies dadurch geschehen,
daß man die Lagerbuchse 28 gegenüber der Schwenkwelle 14
nach oben oder nach unten verschwenkt. Auf diese Weise kann
man erreichen, daß die Absperrklappe, wenn sie bei weite
rer Öffnung sich der Horizontalen annähert, gerade noch
ein Rückstellmoment, jedoch ein möglichst kleines Rück
stellmoment erfährt.
Durch Verschwenken der Lagerbuchse 28 um die Schwenkwelle
14 kann man auch einen Ausgleich herbeiführen, wenn der
Rahmen 10 abweichend von der Vertikalebene eingebaut sein
sollte.
Bei der erfindungsgemäßen Zugbegrenzungseinrichtung wird
zwar nicht der volle Öffnungsquerschnitt des Rahmens für
den Einlaß von Nebenluft in den Abgasweg ausgenützt,
weil ein Teil des Luftwegs ständig durch die Blende 26
versperrt ist (vgl. Fig. 1 und 3). Andererseits kann aber
die Klappe 22 wesentlich weiter öffnen, so daß die Zug
begrenzungseinrichtung insgesamt kleiner gehalten werden
kann als bekannte Zugbegrenzungseinrichtungen mit der
Folge, daß sie sich leichter unter räumlich beengten
Verhältnissen unterbringen läßt und daß auch an Material
und damit Kosten gespart werden kann.
Durch die Anordnung des Schwerpunktes S in der in Fig. 2
und 3 gezeigten Lage wird erreicht, daß der an der Feuer
stelle wirksame Zug annähernd konstant bleibt. Die Klap
pe 22 kann unter der verfügbaren starren und dynamischen
Öffnungskraft weiter geöffnet werden. Besonders günstig
ist, daß bei der in Fig. 2 gezeigten Lage des Schwer
punktes S die Rückstellkraft sich zunächst überhaupt
nicht verändert, solang nämlich der Schwerpunkt S von
der in Fig. 2 gezeigten Lage in die in Fig. 3 gezeigte Lage wandert
und daß dann die Rückstellkraft abnimmt, wenn bei weiterer Schwenkung
der Klappe 22 über die Stellung der Fig. 3 hinaus der
Schwerpunkt S näher und näher an das Lot durch die
Schwenkachse, d. h. die Achse der Schwenkwelle 14 hin
rückt.
In der in Fig. 2 dargestellten Position der Klappe 22
ist das Rückstellmoment wegen der Lage des Schwerpunkts
relativ groß, so daß die Klappe 22 bis zu einem vorbe
stimmten Sollwert der Druckdifferenz zuverlässig
geschlossen bleibt. Damit ist ein Schwingen der Klappe
22 unterdrückt; Schwingungen können allenfalls dann auf
treten, wenn der Wert des Schornsteinzugs gerade annä
hernd dem Einstellwert der Klappe 22 entspricht.
Die Zugbegrenzungseinrichtung könnte auch mit Rückstell
federn ausgeführt werden, insbesondere mit Rückstellfe
dern von annähernd horizontaler Kennlinie. Solche Rück
stellfedern mit horizontaler Kennlinie stehen beispiels
weise in Form von Gasfedern zur Verfügung. Federanord
nungen mit sinkender Kennlinie kann man durch entspre
chende Wahl der Systempunkte der Federanordnung erzie
len. Zu bemerken ist auch, daß die Gewindespindel 32 zur
Raumseite B hinweist, so daß die Einstellgewichte 34 und
36 zum Zwecke der Verstellung gut zugänglich sind.
Es ist auch möglich und von erheblichem Interesse, die
Schwenkwelle 14 in Fig. 2 bei sonst unverändertem Auf
bau weiter nach rechts zu legen und das Zylindersegment
26 dementsprechend abzuflachen; wenn der horizontale Ab
stand der Welle 14 von der Ebene des Rahmens 10 gleich
dem vertikalen Abstand von der Oberkante 18 wird, so
steht bei um 90° gegenüber Fig. 2 geschwenkter Klappe
22 der volle Rahmenquerschnitt als Durchflußquerschnitt
zur Verfügung.
Claims (6)
1. Zugbegrenzungseinrichtung für den Abgasweg einer Feuerstätte,
umfassend eine in einem Nebenlufteinlaß (10) des Abgaswegs
angeordnete, um eine horizontale Schwenkachse (14) schwenkbare
Klappe (22), welche unter der Wirkung der an ihr herrschenden
Druckdifferenz gegen ein Rückstellmoment in Richtung auf eine
Öffnungsstellung verstellbar ist, wobei das Rückstellmoment
wenigstens auf einem Teil des Öffnungsweges der Klappe annä
hernd konstant ist oder geringer wird, wobei die Schwenkachse
(14) zwischen der oberen (18) und der unteren Begrenzungskante
(16) des Nebenlufteinlasses (10) angeordnet ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß der auf einer Seite der Schwenkachse (14)
gelegene Bereich des Nebenlufteinlasses (10) durch eine mit
der Klappe (22) verbundene räumliche Blende (26) stets ge
schlossen ist.
2. Zugbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die räumliche Blende (26) von einem Zylinderseg
ment gebildet ist, dessen Zylinderachse mit der Schwenkachse
(14) annähernd zusammenfällt und dessen Radius dem Abstand der
Schwenkachse (14) von einer Begrenzungskante (18) des Neben
lufteinlasses (10) entspricht.
3. Zugbegrenzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb der Schwenkachse (14)
gelegene Teilbereich des Nebenlufteinlasses (10) durch die
räumliche Blende (26) geschlossen ist.
4. Zugbegrenzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Schwenkachse
(14) außerhalb der Höhenmitte des Nebenlufteinlasses (10) die
räumliche Blende (26) dem kleineren Teilquerschnitt des Neben
lufteinlasses (10) zugeordnet ist.
5. Zugbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die räumliche Blende (26) als ein Ausgleichsge
wicht ausgebildet ist, durch welches der Schwerpunkt (S) der
Klappe (22) in die Nähe der Schwenkachse (14) verlegt ist.
6. Zugbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schwerpunkt (S) der Klappe (22) im Schließ
zustand der Klappe annähernd auf der Höhe der Schwenkachse
(14) liegt, jedoch in horizontalem Abstand von der Schwenk
achse (14), so daß ein auf die Klappe (22) wirkendes schwer
kraftbedingtes Schließmoment bei Überführen der Klappe (22)
aus der Schließstellung in eine Öffnungsstellung wenigstens
auf dem größeren Teil des Schwenkwegs abnimmt.
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ATA162581A (de) | 1993-10-15 |
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