DE3211488C2 - Einrichtung zur Zuführung von Verbrennungsfrischluft in dichtumschlossene, mit Heizflächen einer Feuerstätte zur Erwärmung der Raumluft und mit Luftabzügen versehene Räume - Google Patents

Abstract

Bei einer Einrichtung zur Zuführung von Verbrennungs frisch luft für insbesondere mit festen Brennstoffen beheizte Feuerstätten wie Heizöfen, Kamine od.dgl. in umschlossenen Räumen ist ein mit der Außenluft in Verbindung stehender Frischluftkanal vor seinem Austritt in den zu beheizenden Raum zwecks Aufheizung der Frischluft mit Heizflächen der Feuerstätte in wärmeübertragender Verbindung angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zuführung von Verbrennungsfrischluft in dicht umschlossene, beheizte Räume der im Oberbegriff des Anspruchs I genannten Art.

Feuerstätten im Sinne der Erfindung, und zwar insbesondere offene Feuerstätten sind z. B. öfen, die zur Beheizung von Wohnräumen oder anderen umschlossenen Räumen dienen, wie Zimmeröfen, Kachelofen. Kamine od. dgl., die mit festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen beheizt werden und zur Aufrechterhaltung der Verbrennung Frischluft benötigen. Diese Frischluft gelangte früher meist durch Undichtigkeiten an Fenstern. Türen usw. in ausreichendem Maße in den umschlossenen Raum. Neuerdings wird aber diese Frischluftzufuhr aus der freien Atmosphäre dadurch sehr behindert, daß alle Luftspalte des Raumes zwecks Energieersparnis möglichst gut abgedichtet und möglichst undurchlässige Werkstoffe für die Wände des Raumes verwendet werden. Dann gelangt auf diesem natürlichen Wege nicht mehr genügend frische, sauerstoffreiche Verbrennungsluft zu den Feuerstätten. Besonders bei mit festen Brennstoffen beheizten Öfen od. dgl. treten häufig hohe Leistungsspitzen durch starke Verbrennungen auf, die zu einem Sauerstoffmangel und zu einem erheblichen Unterdruck gegenüber der freien Atmosphäre in dem beheizten Raum führen. Es kommt auf diese Weise zu einer unvollkommenen Verbrennung, einerseits wegen der Strömungswiderstände für die Verbrennungsluft und andererseits auch dadurch, daß sich der zur Abfuhr der Rauchgase notwendige Schornsteinzug in Form eines genügend hohen Differen/driiekes zwischen Schornstcinausiriti und Raum nicht mehr einstellen kann. Dies kann, von der Energieverschwendung abgesehen, für Menschen und Tiere in den betreffenden Räumen gefährlich werden, denn der zur Aufrechlerhaltung der Lebensvorgänge notwendige Sauerstoff ist in der Raumaimosphäre verdünnt, und außerdem kann es zur Bildung des giftigen Kohlenmonoxydes kommen. Daher sollten zur Außenaimosphärc abgedichtete Räume, in denen eine Feucrstä,;e mit fc-

sten Brennstoffen betrieben wird, eine Öffnung zur freien Atmosphäre erhalten, deren Querschnitt gerade so groß sein muß, daß die Verbrennung richtig verläuft und Lebensprozesse nicht beeinträchtigt werden: ist der Querschnitt unnötig groß, dann kann es zu lästigen und

ir energieverschwendenden Kaltluftströmungen aus der Außenatmosphäre in die Wohnräume kommen. Wenn man zu diesem Zweck z. B. einen Fensterspalt offen hält, strömt kalte Frischluft mit laminarer Strömung am Fußboden entlang zur Verbrennungsluftklappe der Feuer-Stätte, und es kommt zu einer Schichtung der Raumatmosphäre. die in Fußbodennähe kalt, darüber warm ist. Die Höhe der kalten Luftschicht hängt von der Feuerleistung ab und ist im Winter besonders groß, weil das Feuer in dieser Jahreszeit mit hoher Leistung gefahren wird. Da sich der Querschnitt der Behelfsöffnung nach der größten Feuerleistung richten muß. kommt es in den Übergangszeiten ?m unerwünschten Strömungen von der Außenatmosphäre in die Wohnräume.

Aus der US-PS 28 77 834 ist eine Einrichtung der ein-

jo gangs genannten Art bekannt, bei der die durch einen Frischluftkanal eintretende Frischluft mittels Heizflächen der Feuerstätte vorgewärmt und die in den Raum einströmende Frischluftmenge mittels eines in der Luftzuführungsleitung angeordneten Drosselorgans verän-

J5 derbar ist. Dadurch soll stets eine gute Versorgung der Feuerstätte mit Frischluft bewirkt werden, ohne daß Nachteile wie unerwünschte Temperaturdifferenzen in verschiedenen Luftschichten der Räume auftreten und Kaltlufteinbrüche während der Übergangszeit ebenso vermieden werden wie in der Zeit, in der kein Feuer brennt.

Das Drosselorgan gemäß der US-PS 28 77 834 kann von Hand oder durch einen Elektromotor betätigt werden, welcher in Abhängigkeit von der Speisung der Feuerstatte mit Brennstoff ein- oder ausgeschaltet wird. Die Handbetätigung ist ungenau und erfordert eine ständige persönliche Überwachung und Beobachtung der Einrichtung. Für die motorische Betätigung ist die Anordnung einer besonderen elektrischen Installation notwendig, welche die Anlage kompliziert und verteuert. Ein Stromausfall könnte die gesamte Funktion der Stellvorrichtung und damit deren Wirkung ausschalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die ohne elektrische Energie auskommt und auch für Feuerstätten für feste Brennstoffe geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Thermostat, welcher von der Lufttemperatur im Frischluftkanal beeinflußt wird, ändert den Durchtrittsoder Austrittsquerschnitt des Kanals automatisch in der Weise, daß bei kalter Kanalluft die Öffnung des Drosselorgans eine minimale Größe hat und die maximale Größe erst bei einer Temperatur erreicht wird, die gleich ist einer normalen Wohnraumtemperatur oder darüber liegt. Hierfür können bekannte Ausdehnungspatronen und Wärmefühler verwendet werden, welche bei Tem-

peraturanderiingen die Stellorgane wie Versehlußteller (Ventilkegel). L lidklappen od. dgl. verstellen.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüehen gekennzeichnet.

In der Zeichnung isi die Erfindung in zwei Aiisführungsformen beispielsweise veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt scheniatisch eine Heizofenanlage in einem Wohnraum mit Frischlufiaufheizung an der Ofenwand.

Fig. 2 zeigt eine Heizofenanlage ähnlich Fig. 1. je· doch mit zusätzlicher Frischluftaufheizung am Rauchrohr, und

Fig.J zeigt in größerem Maßstab eine ihermosiatische Einrichtung zur Steuerung der zugcführien Frischluftmenge.

In den Fig. 1 und 2 ist scheniatisch ein zu beheizender Wohnraum 1 dargestellt, der von einer Außenwand 2 und einer Innenwand 3 begrenzt wird. Auf dem Fußboden 4 ist eine offene Feuerstätte, im Ausführungsbeispiel ein kohlebeheizter Ofen 5 mit einer Feuertür 6 und einer Luftklappe 7 aufgestellt. Die Abgase des Ofens 5 werden durch ein Rauchrohr S in einen in der Zeichnung nicht näher gezeigten Schornstein abgeführt.

Ein Frischluftkanal 9. beispielsweise ein Rohr mit rundem Querschnitt, ist durch eine in der Außenwand 2 befindliche Eintrittsöffnung 10 mit der Außenlufi verbunden. Die Eintritlsöffnung 10 ist zweckmäßig in der Nähe des Fußbodens 4 in der Außenwand 2 angeordnet, und der Frischluftkanal 9 verläuft zunächst in Fußbodennähe bis zu dem Ofen 5. Wenn der Frischluftkanal 9 einen rechteckigen Querschnitt hat. läßt er sich besonders gut entlang von Wand-Bodennischen verlegen. Der Frischluftkanal 9 wird nun im Bereich des Ofens 5 derart entlang vom Ofen geheizter Flächen bzw. durch solche hindurch geführt, daß die durch den Kanal 9 strömende Frischluft bis zu ihrem aus der Austrittsöffnung 11 des Kanals erfolgende!! Übergang in den Raum ! gut aufgeheizt wird. Die Frischluft soll hierbei in den Raum I möglichst mit einer Temperatur eintreten, die gleich oder höher als die Raumtemperatur ist. Die Frischluftführung kann /.u diesem Zweck auf verschiedene Weise erfolgen.

Gemäß F i g. I geht der Frischlufikanal 9 am Ofen 5 in einen aufsteigenden Kanalteil 9' über, welcher an der Oberfläche des Ofens entlang verläuft und mit der beheizten Wandung des Ofens in gut wärmeleitender Verbindung steht. Der Kanalteil 9' kann, wie in Fig. I gezeigt, senkrecht nach oben bis zur Austrittsöffnung 11 an der Ofenwand entlang geführt sein, er kann aber auch zwecks Verlängerung der Kontaktfläche /. B. in Windungen oder auf Umwegen oder durch Verzweigungen nach oben verlaufen.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ofenanlage ist der Frischluftkanal 9 so geführt, daß er in engem Kontakt mit den durch das Rauchrohr 8 abströmenden heißen Abgasen steht. Der Kanal 9 verläuft zunächst mit einem senkrechten Kanalteil 9' am Ofen 6 aufwärts und ist über demselben mit einem waagerechten Kanalieil 9" durch eine Querbohrimg 12 des Rauchrohres 8 hindurchgeführt. Ein wirksamer Kontakt des Frischluftkamils mit dem Rauchrohr kann aber auch auf andere Weise erreicht werden. Beispielsweise kann der Kanal mit dem Rauchrohr einfach durch gut wärmeleitende Mittel verbunden sein. Der Kanal könnte zu diesem Zweck /. B. ringförmig erweiten sein und das Rauchrohr eng unisehließjti.

Der Frischluftkanal 9.9' bzw. 9" ist mit einer Einrichiiins! 13 versehen, welche den Diirchtriiis- oder Aus-

tritisquerschnitt der Frischluft aus dem Kanal in Abhängigkeit von der im Kanal herrschenden Lufttemperatur verändern kann. Die Einrichtung 13 kann zweckmäßig in dem Kanal vor der Austrittsöffnung 11 angeordnet werden, wie in F i g. I und 2 angedeutet ist.

Ein besonders einfaches Ausführungsbeispiel einer solchen Einrichtung 13 ist in Fig.3 scheniatisch dargestellt. Mit der Wandung des /. B. im Querschnitt runden Frischluftkanals 9' oder 9" ist eine Scheibe 14 durch Pressung. Scliweißung od. dgl. fest verbunden. In einem Abstand vor der .Scheibe 14 ist eine weitere Scheibe 15 befestigt, die jedoch mit großen Durchbrechungen 16 versehen ist. Im Grenzfall kann von der Scheibe 15 nur ein Steg übrigbleiben, auf dem ein Ausdehnungsthermoslat 17 beispielsweise durch eine Schraubverbindung 18 befestigt ist. Auf dem Arbeitsstift 19 des Thermostaten 17 ist ein als Drosselorgan dienender Teller 20 angebracht, dessen Durchmesser nur wenig kleiner ist als eine Tcllersitzöffnung 21 in der Scheibe 14. Der Spalt zwischen dem Teller 20 und der Tellersilzöffnung 21 wird im Querschnitt so groß gewählt. Laß durch ihn so viel Verbrennungsluft treten kann, wie nötig isi. wenn das Feuer im Ofen 5 gerade angezündet wird und anfänglich mit kleiner Leistung brennt. Erhöht sich die Feuerleistung. weil z. B. die Luftklappe 7 des Ofens 5 geöffnet ist. dann wird sich der Ofen 5 erwärmen. Dadurch wird auch der Frischluftkanal 9' bzw. 9" wärmer, und aus seiner Austritisöffnung strömt über den Spalt zwischen Teller 20 und Tellersitzöffnung 21 angewärmte Frischluft in den Wohnraum 1. Diese angewärmte Frischluft wird den Thermostaten 17 ebenfalls erwärmen, und derselbe beginnt sich auszudehnen. Dabei bewegt er den Teller 20 nach oben, so daß der Austrittsquerschnitt für die erwärmte Frischluft auf das Maß vergrößert wird, welches eine einwandfreie Verbrennung bei großer Feuerleistung ohne Gefahr für die Lebensvorgänge im Raum 1 gewährleistet. Der Teller 20 ist auf dem Arbeitsstift 19 des Thermostaten 17 mittels eines Schraubgewindes 22 einstellbar. Dann kann die Temperatur eingestellt werden, bei der die Vergrößerung des Diirchsirömungsquersehiiities beginnen soll. Der Ausdehnungskoeffizient der Thermosiaipairone. d. h. die Längenänderung je Temperauiräiideruiig. wird so gewählt, daß ein Verbremiungslufimange! während der Feuer/eit nie auftreten kann. Ist das Feuer ausgebrannt, und der Ofen 5 wird kalter, dann zieht sich die Thermosiatpatroiie 17 wieder zusammen, um schließlich den Frischluftquersehniti auf seine Miiiimalgröße zu verringern.

Der Durchmesser des Tellers 20 könnte auch größer gewählt werden als der Durchmesser der Tellersit/öffnuiig 21 in der Scheibe 14. Dann würde bei minimaler Temperatur ein dichter Abschluß zwischen der Scheibe 14 und He¹H Teller 20 entstehen. Eine minimale Verbrenmmgsluftmeiige müßte dann /.. B. durch eine Öffnung in dem Teller 20 vorgegeben werden. Es kann zweekmäiJig sein, den Querschnitt dieser Öffnung durch bekannte Mittel einstellbar /u machen.

Die in F ig. 2 gezeigte Ausfühiungslorm der Erfindung, bei welcher c.er Frischluftkanal mit dem Rauchrohr in Verbindung steht, hat den Vorteil, daß die Information über die Feueriiitensitäl. welche im engen Zusammenhang mit der Abgasieniperatur stein, schneller zu der Einrichtung 13 gelangt als bei der Erwärmung der Frischluft über die Ofenw ände.

Die temperaturabhängige Verstellung des Tellers 20 mit Hilfe des Thermostaten 17 löst die Aufgabe der Diiivhtritlsändcnin»! auf besonders billige Weise. Ie-

doch könnte auch ein an sich bekanntes Temperaturausdehnungselement Anwendung finden, bei dem der Arbeitskolben und der Wärmefühler durch eine Kapillarrohrleitung verbunden sind. Eine solche Anordnung kann Bedeutung haben, wenn man eine nahezu ebenso schnelle Reaktion der Einrichtung 13 wünscht wie bei der Anordnung nach F i g. 2, ohne daß man den Frischluftkanal dicht am Rauchrohr entlangführt. In solchen Fällen kann man das Rauchrohr 8 wie bei F i g. 1 führen, den Arbeitskolben des thermostatischen Ausdehnungselementes jedoch dadurch aktivieren, daß der Wärmefühler des Kapillarrohrelementes der Temperatur des Rauchrohres 8 ausgesetzt ist.

Es sind auch Varianten der Einrichtung möglich. So ist es z. B. nicht erforderlich, daß die Frischluft im Kanal durch die Einrichtung 13, wie in Fig.3 durch Pfeile angedeutet, von unten nach oben strömt; die Anordnung funktioniert ähnlich, wenn sich die Luft von oben nach unten bewegt. Auch könnte die .Stellvorrichtung anders, z. B. mit Klappe, ausgebildet und an einer anderen Stelle des Frischluftkanals 9,9' angeordnet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Zuführung von Verbrennungsfrischluft in dicht umschlossene, mit Heizflächen einer Feuerställe zur Erwärmung der Raumluft und mit Luftabziigen versehene Räume, bei denen die durch einen Frischluftkanal eintretende Frischluft mittels Heizflächen der Feuerstätte vorgewärmt und die in den Raum einströmende Frischluftmenge mittels eines in dem Frischluftkanal angeordneten Drosselorganes mit Stellvorrichtung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung aus einem von der erwärmten Frischluft oder vom Rauchgas beaufschlagten Thermostaten (17) besteht, dessen Arbeitsstift (19) das Drosselorgan (20) betätigt und daß das Drosselorgan auch in der Schließstellung einen Mindestquerschnitt für die durchströmende Frischluft freigibt.

2. Einleitung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, tfaß der Wärmefühler des Thermostaten (17) am oder im Rauchrohr (8) der Feuerstätte angeordnet und mit dem Arbeitskörper des Thermostaten durch ein Kapillarrohr verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem tellerförmigen Drosselorgan (20) und der Tellersitzöffnung (21) ein Durchtrittsspalt vorhanden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Mindestquerschnitt für die durchströmende Frischluft dadurch einstellbar ist. daß das tellerförmige Drosselorgan (20) auf dem Arbeitsstift (19) längsverstellbar, z. B. verschraubbar ist.