DE3030131C2 - - Google Patents

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.