DE3044088C2 - Ofen zum Erhitzen eines Strömungsmittels, insbesondere Wasser oder Luft - Google Patents

Description

c) die Brennkammer (4) an der anderen Ofenstirnseite (B) mit dem dem ersten Rauchgaskanal (25) abgewandten Ende des zweiten Rauchgaskanals (13,23) kommuniziert.

2. Ofen nach Anspruch 1.,dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (10) oberhalb der Brennkammer (4) angeordnet ist, und daß der den Wärmetauscher (10) enthaltende Raum (11) durch eine waagerechte Trennwand (12) in eine Oberkammer (13) end eine Unterkammer (14) unterteilt ist, weiche an der einen Ofe^stirnseite (A) mit dem Gebläse (21) bzw. dem ersten Rauchgaskanal (25) kommuniziert, wobei die Trennwand (12) an der anderen Ofenstirnseite (B) eine öffnung (18) begrenzt, über welche die Ober- und die Unterkammer (13 bzw. 14) miteinander kommunizieren.

3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (12) am Wärmetauscher (10) vorgesehen ist, welcher mit den beiden nach außen abstehenden Längsrändern (34) der Trennwand (12) auf zwei inneren Längsvorsprüngen (35) der Ofenseitenwände (17) aufliegt

4. Ofen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (10) auswechselbar angeordnet ist

5. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, insbesondere zur Wassererhitzung, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (10) aus einem Bündel gerader, paralleler Rohre (31) und zwei Kästen (32 und 33) am einen bzw. am anderen Rohrbündelende besteht, in welche die Rohre (31) münden, wobei ein Kasten (33) auf der den Rohren (31) abgewandten Seite einen unteren Kaltwasserzulauf (36) und einen oberen Warmwasserablauf (37) aufweist

6. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere zur Lufterhitzung, dadurch gekenn· zeichnet, daß der Wärmetauscher (10) aus mehreren jeweils in einer senkrechten Ebene waagerecht verlaufenden, parallel nebeneinander angeordneten Rohrschlangen (40) und zwei Kästen (41 und 42) besteht, in welche die Rohrschlangen (40) jeweils mit dem einen bzw. mit dem anderen Ende münden, wobei der untere Kasten (41) auf der den Rohrschlangen (40) abgewandten Seite einen Kaltlufteinlaß (43) und der obere Kasten (42) auf der den Rohrschlangen (40) abgewannen Seite einen Warmluftanslaß (44) aufweist,

7, Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Wassereinsprühen in die Brennkammer (4).

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ofen der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung. Derartige öfen sind bekannt Sie werden zur Wassererhitzung bei Zentralheizungsanlagen vor allem

für Gebäude auf dem Lande und in waldreichen Gegenden verwendet, um das vorhandene Holz als Brennstoff für die Gebäudebeheizung verwenden zu können. Der vom zu erhitzenden Wasser durchströmte Wärmetauscher ist von Rohren gebildet, welche die Brennkammer sozusagen umschließen, abgesehen von der durch eine Tür verschlossenen Brennstoffeingabeöffnung. Auch der Rost am Boden der Brennkammer L* also von wasserdurchströmten Rohren gebildet Die Rauchgase gehen über einen Rauchgaskanal ab, welcher auf der der Brennstoffeingabeöffnung gegenüberliegenden Ofenstirnseite etwa auf halber Höhe der Brennkammer im wesentlichen waagerecht in den Ofen mündet und zu einem senkrechten Kaminschacht führt welcher einen mit einem Gebläse versehene Bypass aufweisen kann, durch weichen hindurch das Gebläse Rauchgase saugt wobei eich eine den Zug im Kaminschacht verstärkende Injektorwirkung ergibt

Nachteiligerweise läßt die Verbrennung in diesen Öfen zu wünschen übrig. Es kann nur trockenes Holz

j5 verbrannt werden, während feuchtes Holz entweder gar nicht oder nicht in der erforderlichen Weise brennt Selbst beim Verbrennen von trockenem Holz ist eine verhältnismäßig starke Qualm- und Rußentwicklung zu beobachten. Die mit den Rauchgasen in Berührung kommenden Teile" verschmuucn verhältnismäßig schnell durch Ablagerung von Unverbranntem oder nur teilweise Verbranntem und von Ruß. Die Ausnutzung der Brennstoffenergie, also der Wirkungsgrad des Ofens, ist entsprechend mangelhaft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben und einen Ofen der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung zu schaffen, welcher eine verbesserte Verbrennung fester Brennstoffe gewährleistet insbesondere auch solcher mit einem verhältnismäßig hohen Feuchtigkeitsgehalt, wie nasses Holz

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ofens sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet

Es hat sich gezeigt, daß in dem erfindungsgemäßen Ofen selbst frisch geschlagenes, verhältnismäßig feuchtes HoJz rauchfrei mit farbloser bzw. bläulicher Flamme verbrennt Die mit den Rauchgasen in Berührung kommenden Teile sind weiß, Es konnte beobachtet werden, daß ein gewisser Wassergehalt der verfeuerten festen Brennstoffe für den geregelten Ablauf der Verbrennung derselben sogar günstig zu sein scheint und das dosierte Einspritzen von Wasser in die Brennkammer zur Regelung der Verbrennung in bestimmten Fällen vorteilhaft sein kann, vor allem dann, wenn die verfeuerten festen Brennstoffe verhältnismä-

Big trocken sin4

Nachstehend jst eine AnsfBhrungsform des erfindungsgemäßen Ofens swr Verbrennung fester Brennstoffe, insbesondere Hol?, anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben, Parin zeigt, jeweils schematisch -

F i g, 1 den mittleren, senkrechten Längsschnitt,

Fig,2 den Querschnitt entlang der Linie U-II in F i g, 1 im größeren Maßstab, und

Fig,3 perspektivisch eine andere Ausbildung des Wärmetauschers,

Gemäß Fig. 1 weist der Ofen ein kastenförmiges Gehäuse 1 mit äußerer Wärmeisolierung 2 auf. Im Abstand vom Boden des Gehäuses 1 ist eine waagerechte Trennwand vorgesehen, welche den Boden 3 eines Feuerraums bzw. einer Brennkammer 4 bildet. Im Boden 3 ist ein Rost 5 vorgesehen. Der Raum unterhalb des Bodens 3 dient zur Aschenaufnahme und ist an dem in F i g. 1 rechten Ende durch eine schräge Stirnwand 6 des Gehäuses 1 abgeschlossen, welche sich über den Boden 3 der Brennkammer 4 hinweg nach oben fortsetzt. Am anderen Ende ist die Aschekammer 7 mit einer Öffnung 8 versehen, die durch eine Klappe 9 verschlossen wird.

Oberhalb der Brennkammer 4 ist im Gehäuse 1 ein Wärmetauscher 10 angeordnet Der den Wärmetauscher 10 enthaltende Raum 11 ist durch eine waagerechte Trennwand 12 in eine Oberkammer 13 und eine Unterkammer 14 unterteilt Die Trennwand 12 erstreckt sich von einer senkrechten Querwand 15 an «1 der in F i g. 1 rechten Ofenstirnseite A auf die in F i g. 1 linke Ofenstirnseite B zu, um im Abstand von der in F i g. 1 linken Stirnwand 16 des Gehäuses 1 zu enden und damit sowie den beiden Längsseitenwänden 17 (Fig.2) des Gehäuses 1 eine Öffnung 18 zu begrenzen, j-> über weiche die Oberkammer 13 und die Unterkammer 14 miteinander kommunizieren.

Die obere Wand 19 des Gehäuses 1 weist in der Nähe der Ofenstirnseite A eine Öffnung 20 auf, oberhalb welcher ein leichtes und leises Gebläse 21 mit Motor 22 angeordnet it,t. An das Gebläse 21 schließt ein Rauchgaskanal 23 an. Die Querwand 15 im Gehäuse 1 bildet mit dessen in Fi g. 1 rechter Stirnwand 24 einen Rauchgaskanal 25, welcher sich von der waagerechten Trennwand 12 im Gehäuse 1 weg nach oben erstreckt. Die beiden Rauchgaskanäle 23 und 24 gehen in einen gemeinsamen Rauchgaskanal 26 auf der Ofenstirnseite A über, in welchem ein zusätzlicher Wärmetauscher 27 angeordnet sein kann.

Auf der Ofenstirnseite B weist der Ofen eine Tür 28 auf, weiche zum Verschließen einer Brennstoffeingabeöffnung 29 dient, die im Bereich der Brennkammer 4 in der Stirnwand 16 des Gehäuses 1 vorgesehen ist. In der Brennkammer 4 kann auf der der Tür 28 abgewandten Seite des Rostes 5 ein Anschlag 30 für zu verbrennende Holzstücke vorgesehen sein. Die Brennkammer 4 kommuniziert unmittelbar mit der Unterkammer 14 und dem Rauchgaskanal 25 sowie über die Öffnung 18 mit der Oberkammer 13 und über die Öffnung 20 und das Gebläse 21 mit dem Rauchgaskanal 23. t,n

Der Wärmetauscher 10 besteht aus einem Bündel gerader, paralleler Rohre 31 und zwei viereckigen Kästen 32 sowie 33 am einen bzw. am anderen Rohrbündelende. Die Rohre 31 erstrecken sich waagerecht zwischen den beiden senkrechten Kästen 32 und h> 33, münden jeweils iv.it den beiden Enden in den einen Kasten 32 bzw. in den anderen Kasten 33 und sind in fünf waagerechten sowu· fünf senkrechten Reihen angeordnet, wie besonders deutlich aus Fig,2 hervorgeht.

Daraus ist auch ersichtlich, daß die waagerechte Trennwand 12 am Wärmetauscher 10 vorgesehen ist, welcher mit den beiden nach außen über den Umriß der Kästen 32 und 33 abstehenden Längsrändern 34 der Trennwand 12 auf zwei inneren Längsvorsprüngen 35 der Ofenseiten wände bzw, der Längsseitenwände 17 des Gehäuses 1 aufliegt Im dargestellten Fall ist die waagerechte Trennwand 12 von mehreren langen, schmalen Platten gebildet, welche gemäß Fig,2 in der waagerechten Mittelebene des Wärmetauschers 10 zwischen den sich dort erstreckenden fünf Rohren 31 bzw. außen von den beiden äußeren Rohren 31 angeordnet und damit verschweißt sind, wobei die beiden äußeren Platten, welche die Längsränder 34 bilden, breiter als die inneren Platten zwischen den Rohren 31 sind.

Jedoch kann die Trennwand 12 statt dessen auch von einer durchgehenden Platte gebildet werden, weiche zwischen zwei einander benachbarter- waagerechten Reihen von Rohren 31 angeordnet wird. Diese Ausbildung kann insbesondere dann getroffen werden, wenn der Wärmetauscher 10 in der waagerechten Mittelebene keine Rohre 31 aufweist

Die Auflage des Wärmetauschers 10 mit den Längsrändern 34 der waagerechten Trennwand 12 auf den inneren Längsvorsprüngen 35 des Gehäuses 1 kommt auch einer leichten Montage des Wärmetauschers 10 im Ofen zugute und ermöglicht eine einfache Auswechselbarkeit des Wärmetauschers 10, insbesondere dann, wenn der Wärmetauscher 10 ausschließlich auf diese Weise im Ofen bzw. im Gehäuse 1 desselben abgestützt wird. Die durch einen geeigneten Deckel abschließbare Öffnung des Gehäuses 1 zum Einschieben und Herausziehen des Wärmetauschers 10 in den Ofen bzw. aus dem Ofen ist in F i g. 1 nicht dargestellt.

Im Betrieb verbrennen in der Brennkammer 4 Holzstücke, und zwar selbst solche mit verhältnismäßig hohem Feuchtigkeitsgehalt, rauchfrei und mit farbloser bzw. bläulicher Flamme vollständig. Die Asche fällt durch den Rost 5 in in die Aschekammer 7 und kann aus dieser nach Öffnen der Klappe 9 durch die Öffnung 8 hindurch entfernt werden. Die nötige Verbrennungsluft strömt durch eine Regeleinrichtung in der Klappe 9 oder durch die Öffnung 8 in die Aschekammer 7, wobei die Klappe 9 hinsichtlich ihrer Stellung so einstellbar ist, daß sie jeweils den Querschnitt für den Durchtritt von Verbrennungsluft freigibt, der für die benötigte Verbrennungsluftmenge erforderlich ist. Aus der Aschekammer 7 geht die Verbrennungsluft durch den Rost 5 hindurch der Brennkammer 4 zu, wie in F i g. 1 mit Pfeilen angedeutet.

Die Vsrbrennungsprodukte bzw. Rauchgase strömen, wie in Fig. 1 ebenfalls mit Pfeilen angedeutet. Sie umspülen den Wärmetauscher 10 sowohl in der Unterkammer 14 als auch in der Oberkammer 13, um ihre Wärme an das im Wärmetauscher 10 enthaltene Strömungsmittel abzugeben. Die Rauchgase werden im wesentlichen an zvei einander gegenüberliegenden Stellen aus der Brennkammer 4 abgezogen, nämlich zum einen über den Rauchgaskanal 25 an der Ofenstirnseite A und zum anderen durch die Öffnung 18 an der anderen Ofenstirnseite B, die Oberkammer 13 und den anschließenden Rauchgaskanal 23 hindurch, so daß insoweit die Oberl.immer 13 mit dem Rauchgaskanal 23 einen zweiten Rauchgaskanal bildet, in welchen das Gebläse 21 eingeschaltet ist und welcher neben dem

ersten Rauchgaskanal 25 in den gemeinsamen Rauchgaskanal 26 mündet. Der Zug im Rauchgaskanal 25 wird durch die Injektorwirkung des durch das Gebläse 21 beaufschlagten Rauchgaskanals 23 verstärkt.

Der Ofen gemäß Fig. I und 2 ist insbesondere zum Erhitzen von Wasser geeignet. Der Wärmetauscher 10 weist am Kasten 33 auf der den Rohren 31 abgewandten Seite einen unteren Kaltwasserzulauf 36 und einen oberen Warmwasserablauf 37 auf. Wie erwähnt, kann im gemeinsamen Rauchgaskanal 26 ein zusätzlicher Wärmetauscher 27 vorgesehen sein, beispielsweise eine ebenfalls wasserdurchströmte Kupferrohrschlange, um auch die Restwärme der Rauchgase so weit als möglich auszunutzen.

In Fig.3 ist eine andere Ausbildung des Wärmetauschers 10 veranschaulicht, welche insbesondere zum Erhitzen von Luft statt Wasser als Wärmeträger geeignet ist. Der Wärmetauscher 10 gemäß F i g. 3 weist fünf jeweils in einer senkrechten Ebene verlaufende, sich größtenteils waagerecht erstreckende Rohrschlangen 40 und zwei langgestreckte Kästen 41 und 42 auf. Die nur schematisch angedeuteten Rohrschlangen 40 sind parallel nebeneinander angeordnet und münden jeweils mit den beiden Enden in dem einen Kasten 41 bzw. in dem anderen Kasten 42. Die beiden Kästen 41 und 42 sind an einem Ende des Paketes von Rohrschlangen 40 senkrecht übereinander angeordnet und jeweils auf der den Rohrschlangen 40 abgewandten Seite mit einem Kaltlufteinlaß 43 bzw. einem Warmluftauslaß 44 versehen. Auch der Wärmetauscher 10 gemäß Fig. 3 kann mit der waagerechten Trennwand 12 ausgestattet sein und im Ofen auswechselbar angeordnet werden.

Abwandlungen von der geschilderten und dargestellten Ausführungsform sind möglich. So kann eine Einrichtung zum dosierten Wassereinsprühen in die Brennkammer 4 vorgesehen werden, um erforderlichenfalls die vollständige, rauchfreie Verbrennung des jeweiligen festen Brennstoffs, insbesondere Holzstücke, mit farbloser bzw. bläulicher Flamme zu regeln. Auch kann der Ofen verfahrbar ausgebildet werden. Er kann nämlich deswegen an verschiedenen Stellen eingesetzt werden, weil der gemeinsame Rauchgaskanal 26 nicht unbedingt an einen hohen Kaminschacht, angeschlossen werden muß. f tie aus dem Rauchgaskanal 26 austretenden Rauchgase sind rauch- bzw. qualm- und rußfrei sowie verhältnismäßig kühl. Selbst in dem relativ kurzen gemeinsamen Rauchgaskanal 26 ist der Zug ausgezeichnet.

Das im Ofen erhitzte Strömungsmittel, insbesondere Wasser oder Luft, kann als Wärmeträger bei Zentralheizungsaniagen für Gebäude, zum Trocknen von Getreide id. dgl. in landwirtschaftlichen Betrieben usw. verwen- et werden. Als Brennstoff kann selbst frisch geschlagenes, feuchtes Holz benutzt werden. Es findet stets eine rauch-, qualm- und rußfreie Verbrennung mit farbloser bzw. bläulicher Flamme statt, so daß weder eine Verschmutzung des Ofens selbst noch eine Verschmutzung der Umwelt zu befürchten ist und der Energieinhalt des Brennstoffs optimal ausgenutzt wird. Es ist keine Nachverbrennung erforderlich. Die Regulierung der dem Ofen jeweils zuzuführenden Verbrennungsluftmenge ist einfach mit Hilfe der Klappe 9 bzw. deren Regeleinrichtung und des Gebläses 21 möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche;

1. Ofen zum Erhitzen eines Strömungsmittels, insbesondere Wasser oder Luft, mit

a) einer Brennkammer zur Aufnahme eines festen Brennstoffs, insbesondere Holz, welche am Boden einen von der Luft zur Verbrennung des festen Brennstoffs durchströmten Rost aufweist und an einer Ofenstirnseite mit einem ersten Rauchgaskanal kommuniziert, dem ein zweiter Rauchgaskanal mit einem Gebläse zugeordnet ist, und

b) einem einerseits vom Strömungsmittel und andererseits von den aus der Verbrennung des festen Brennstoffs resultierenden, durch die Rauchgaskanäle hindurch abgezogenen Rauchgasen durchströmten Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß