DE3640118C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nebenluftvorrichtung aus wärmeleitendem Material, die aus einem Einbaurahmen oder einem einzubauenden Gehäuse und einer daran angelenkten Regelklappe besteht und in einem dafür vorgesehenen Durchbruch oberhalb eines Abgasrohres eingelassen ist.

Unter einem Abgasrohr wird dabei ein Verbindungsstück für Feuerungsanlagen nach DIN 1298 (Juli 1978) verstanden. Nebenluftvorrichtungen sind gemäß DIN 4795 (VII/85, Seite 2) Bauteile, die Schornsteinen selbsttätig Nebenluft zuführen. Damit erfolgt also eine Regulierung des Schornsteinzuges durch Frischluftbeimischung zu den Rauchgasen. Dieses hat zur Folge, daß die Temperatur des Gas-Luft-Gemisches sinkt, während ihre Menge ansteigt. Beide Faktoren wirken sich auftriebsvermindernd aus.

Wegen Energieeinsparungsmaßnahmen in bestehenden Gebäuden ist es oftmals notwendig, die Feuerungsanlagen oder Teile davon auszuwechseln bzw. zu erneuern. Oft zeigt sich dabei, daß die geänderte Feuerungsanlage nicht auf den bestehenden Schornstein abgestimmt ist, mit der Folge, daß insbesondere in den Ubergangszeiten der Heizperiode bei relativ kurzen Brennerlaufzeiten und niedrigen Abgastemperaturen der Schornstein nicht mehr ausreichend durchlüftet wird, so daß er feucht wird und versottet. Durch Nebenluftvorrichtungen wird versucht, dem entgegenzuwirken.

Die heute gebauten, auf dem Prinzip der Nebenluft­ beimischung beruhenden Nebenluftvorrichtungen funktionieren zwangsgesteuert oder selbsttätig nach Maßgabe eines fest einstellbaren Unterdruckes. Sie bestehen aus einer exzentrisch in einem Rahmen gelagerten Metallklappe, die vom Unterdruck im Schornstein oder von dem Zwangsorgan mehr oder weniger geöffnet wird.

Die günstigen Rückwirkungen des selbsttätig arbeitenden Unterdruckreglers auf die Förderleistung und das Betriebsverhalten eines Schornsteins sind in erster Linie der Übertemperatur der Nebenluft gegenüber der Außen­ temperatur in Verbindung mit der Lufttemperatur in erwärmten Räumen zuzuschreiben. Dadurch wird ein andauernder Auftrieb im Schornstein aufrechterhalten, so daß der Schornstein eher wie ein Abluftschacht arbeitet, dem etwas Rauchgas beige­ mischt wird. In dem Moment jedoch, in dem die Übertemperatur der Nebenluft gegenüber der Temperatur der Außenluft ein gewisses durch die chemische Gaszusammensetzung der Rauchgase gegebenes Maß unterschreitet, sind die erwähnten Nebenluftvorrichtungen (auch motorgesteuerte) schädlich. In der DIN 4795 heißt es auf Seite 10 dazu:

"Nebenluftvorrichtungen zum Zwecke der Austrocknung der Schornsteine können die Aufgabe nur erfüllen, wenn der Schornstein im Beharrungszustand keine Taupunktunterschreitung mehr aufweist und die Nebenluftvorrichtungen in einem Aufstellungsraum mit mindestens 15°C Raumtemperatur und trockener Luft angeordnet sind.

In der Praxis ist festzustellen, daß eine Lufttemperatur von anfangs 15°C, sollte sie tatsächlich im Aufstellungsraum der Feuerstätte herrschen, bei der Luftabsaugung und der dabei entstehenden Strömung durch den Raum zur Nebenluft­ vorrichtung hin absinkt, so daß in der Regel an der Eintrittsöffnung der Nebenluftvorrichtung keine höhere Temperatur als 10°C herrscht. Diese Annahme wurde durch Messungen bestätigt.

Zu den Temperaturverlusten der einströmenden Nebenluft tragen ferner der Einströmungswiderstand der Nebenluft­ vorrichtung selbst und auch die Rauhigkeit des Durchbruches für die Nebenluftvorrichtung bei. Eine weitere Temperatur­ minderung der einströmenden Luft ist dadurch gegeben, daß das Material im Strömungsbereich relativ kalt ist und daher der einströmenden Luft keine Wärme zuführen kann.

Bekannte Nebenluftvorrichtungen mit Gehäuse sind horizontal in der Schornsteinwange verlegt (DE-OS 30 27 537 und DE-OS 32 29 631, jeweils Fig. 1). Bei der Einströmung der Nebenluft in einem rechten Winkel zu den abströmenden Verbrennungsgasen entsteht aber ein sehr großer Ein­ strömungswiderstand mit allen bekannten nachteiligen Folgen, wie Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit und der Temperatur und gelegentlich sogar Geruchsbelästigungen der Umgebung.

Aus der AT-PS 2 09 469 ist eine Nebenluftvorrichtung aus wärmeleitendem Material bekannt, die aus einem Einbaurahmen oder einem einzubauenden Gehäuse und einer daran angelenkten Regelklappe besteht und in einem dafür vorgesehenen Durchbruch oberhalb eines Abgasrohres einer Feuerstätte eingelassen ist, wobei im Bereich des Durchbruches hinter der Regelklappe ein die Nebenluft führendes Leitorgan vorgesehen ist, das mindestens auf einem Teil seiner Länge zur Schornsteininnenfläche hin ansteigt und wobei mit dem Leitorgan ein nach unten gerichtetes Blech mit diesem verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neben einer energiesparenden Brennstoffnutzung schadensverhütend auf die Umwelt und auf die Ableitungsbereiche von Gasen in Schorn­ steinen oder Schornsteineinsatzrohren einzuwirken, indem ein Absinken der Temperaturen und der Geschwindigkeiten der genutzten Nebenluft bzw. eines hergestellten Nebenluft­ abgasgemisches verhindert wird.

Die Erfindung wird in der Ausgestaltung einer Nebenluftvor­ richtung mit folgenden Merkmalen gesehen:

Nebenluftvorrichtung aus wärmeleitendem Material, die aus einem Einbaurahmen oder einem einzubauenden Gehäuse und einer daran angelenkten Regelklappe besteht und in einem dafür vorgesehenenen Durchbruch oberhalb eines Abgasrohres einer Feuerstätte eingelassen ist, wobei im Bereich des Durchbruches hinter der Regelklappe ein die Nebenluft führendes Leitorgan vorgesehen ist, das mindestens auf einem Teil seiner Länge zur Schornstein­ innenfläche hin ansteigt und wobei mit dem Leitorgan ein nach unten gerichtetes Blech mit diesem wärmeleitend verbunden und mit dem Blech ein weiteres Wärme­ leitblech verbunden ist, das etwa rechtwinklig zum Blech verläuft, mit diesem wärmeleitend verbunden ist und auf der Sohle des Durchbruches für die Nebenluft oder auf dem Abgasrohr aufliegt.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die einströmende Nebenluft praktisch ohne Verwirbelung und damit ohne nennenswerten Geschwindigkeitsverlust in den Schornstein gelangt und dabei vom Leitorgan bzw. der darunter auf­ steigenden Warmluft möglichst viel Wärme aufnehmen kann.

Bei der Erfindung wird so verfahren, daß ein mit dem Leitorgan verbundenes im Bereich der Schornsteininnenfläche verlaufendes Wärmeleitblech vorgesehen ist, das im Schornsteinschacht in Richtung Abgasrohr geführt ist, um auf diese Weise die dem Wärmeaustausch dienende Wirkfläche des Leitorgans zu vergrößern. Diese Wirkung wird noch dadurch verbessert, daß das mit dem Leitorgan wärmeleitend verbundene Wärmeleitblech über die Öffnung des Durchbruches für die Nebenluft hinausragt, wobei mit dem nach unten gerichteten Wärmeleitblech ein weiteres Wärmeleitblech verbunden ist, das etwa rechtwinklig zum Wärmeleitblech verläuft, mit diesem wärmeleitend verbunden ist und auf der Sohle des Durchbruches für die Nebenluft oder auf dem Abgasrohr aufliegt, wodurch die dem Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Wirkfläche weiter vergrößert wird.

Dadurch wird neben dem verbesserten Wärmeübergang von dem Leitorgan auf die eintretende Frischluft durch diese Ausbildung des Leitorgans ein Wärmestauraum gebildet, dem von der heißen Schornsteinwange Wärme zugeführt wird und der seinerseits in der Lage ist, die ihn begrenzenden Teile, das Leitorgan und die damit verbundenen Wärmeleitbleche, ständig ausreichend zu erwärmen.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der das Leitorgan und die beiden zusätzlichen Wärmeleitbleche aus einem Stück bestehen.

Der gute Wärmeaustausch zwischen der einströmenden Nebenluft und den für den Wärmeübergang wirksamen Flächen kann noch dadurch vergrößert werden, daß mindestens Teile des Gehäuses oder der mit ihm verbundenen Wärmeleitbleche aus mit Durchbrüchen oder Bohrungen versehenen Blechen bestehen, so daß auch die aus dem Schornsteinmaterial kommende Wärme in alle Bereiche des Leitorgans und des damit verbundenen Gehäuses gelangen kann und so zum guten Wärme­ übergang beiträgt.

Schließlich kann der unterhalb des Leitorgans liegende Raum, der sich als Wärmestauraum auszeichnet, mit einem Wärme­ speicherstoff oder einem Gemisch solcher Stoffe ausgefüllt werden.

Die Anwendung von Nebenluftvorrichtungen bisheriger Bauart in Verbindung mit einem Schornsteineinsatzrohr als Regulie­ rungselement für die Verbrennungsabläufe sind wegen der meßgenauen Querschnittsfläche des Schornsteineinsatzrohres (DIN 4705, Schornsteinquerschnittsberechnungen, 1979) mit größerem Risiko verbunden, weil keine Querschnittsfläche des Einsatzrohres vorhanden ist, wie bei zu großen Querschnit­ ten von Schornsteinen, die zusätzlich zur Abströmung von Nebenluft genutzt werden kann. Trotzdem ist es in der Regel notwendig, wie die Praxis gezeigt hat, die zu hohe Ab­ strömungsgeschwindigkeit von Gasen in Schornsteineinsatz­ rohren zugunsten der Verbrennungsabläufe in der Feuerstätte zu reduzieren, weil auch die Einleitung von Nebenluft in ein Schornsteineinatzrohr im rechten Winkel zu den Verbrennungs­ gasen zu Verwirbelungen, Rückströmungen und somit Temperatur­ verlusten führt und dadurch die Kondensation der Verbrennungs­ endprodukte im Abströmungsbereich begünstigt wird.

Schornsteineinsatzrohre aus Edelstahl sind in ihrer Haltbarkeit auch dadurch eingeschränkt, weil bei der Verbrennung von Heizöl die Säuretaupunkttemperatur wesent­ lich höher liegt als die Wassertaupunkttemperatur der Ver­ brennungsendprodukte. Schäden durch Korrosionen am Schorn­ steineinsatzrohr, besonders am flexiblen Einsatzrohr, sind in Fachkreisen zureichend bekannt.

Für eine Nebenluftvorrichtung für einen Schornstein mit einem Schornsteineinsatzrohr empfiehlt es sich, bevorzugt so zu verfahren, daß ein zur Einleitung der Nebenluft vorge­ sehenes Abzweigstück die gleiche Neigung wie das Leitorgan oder das mit dem Leitorgan verbundene Gehäuse aufweist. Dabei wird man vorzugsweise den Rohrstutzen des Abzweig­ stückes mindestens in seinem unteren Bereich mit Durch­ brüchen oder Bohrungen versehen.

Das Leitorgan und alle Wärmeleitbleche wird man im allgemeinen aus nichtrostendem Stahl herstellen. Die Verwendung anderer Metalle, wie Al, Cu, Zink o. dgl., ist unter bestimmten Umständen ebenso möglich.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen: Die

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Teil eines Schornsteins im Bereich eines Abzugsrohres,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs der Nebenluftvorrichtung und

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 1 mit einer unmittelbar auf dem Rauchgasrohr aufliegenden Nebenluft­ vorrichtung.

Die Grundausführungsform der Erfindung zeigt der senkrechte Schnitt gemäß Fig. 1 bzw. die vergrößerte Darstellung nach der Fig. 2 oder 3.

Die Schornsteinwange 12 des Schornsteines 10 nimmt ein Abgasrohr 18 auf. Der Schornsteinschacht ist mit 11 und die Schornsteininnenfläche mit 13 bezeichnet. Das Abgasrohr tritt unter einem von der Waagerechten abweichenden Winkel leicht ansteigend in den Schornstein ein.

Oberhalb des Abgasrohres ist in der Schornsteinwange 12 ein Durchbruch 15 vorgesehen, dessen Öffnung an der Außenseite 14 der Wange mit 16 bezeichnet ist. In diese Öffnung wird eine Nebenluftvorrichtung 20 eingesetzt, die aus einem Einbaurahmen 21 besteht und an dem eine die Nebenluft einlassende, mit einem Gewicht 23 beaufschlagte Regelklappe 22 angelenkt ist. In den Durchbruch 15 ragt ein Leitorgan 25 hinein. Dieses Leitorgan besteht aus wärmeleitendem, mit Durchbrüchen 26 versehenen Material und ist auch wärme­ leitend mit dem Einbaurahmen 21 verbunden.

Das Leitorgan 25 kann über die Sohle hinaus verlängert sein, so daß es gegebenenfalls in guten Wärmekontakt mit dem Abgasrohr 18 steht.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung, bei der das Leitorgan 25 neben dem senkrecht nach unten gerichteten Blech 27 mit einem weiteren waagerecht gerichteten Blech 28 (über Blech 27) gut wärmeleitend verbunden ist, das seinerseits auf der Sohle 17 des Durchbruches 15 aufliegt. Der von den Blechen 25, 27 und 28 umschlossene Raum 29 ist mit einem Wärmespeicherstoff 30 ausgefüllt.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist das Leitorgan 25 Teil eines Gehäuses 35, dessen Deckblech 36 mit einem senkrecht nach oben und unten gerichteten Wärmeleitblech 37 gut wärmeleitend verbunden ist. Das Wärmeleitblech 37 schmiegt sich im gesamten Schornsteinschacht 11 an die Schornsteininnenfläche 13 an und bildet bildet so auf einem Teil des Schornsteines eine metallische Auskleidung des Schornsteinschachtes 11. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Durchbruch 15 für die Nebenluftvorrichtung 20 unmittelbar oberhalb des Abgas­ rohres 18 angeordnet. In diesem Fall ist das Wärmeleitblech 28 aus Fig. 2 zu einem zylinderförmig gekrümmten Blech 28 a ausgebildet, das unmittelbar auf dem Abgasrohr 18 aufliegt und so in direktem Wärmekontakt mit diesem Rohr steht.

Claims (7)

1. Nebenluftvorrichtung (20) aus wärmeleitendem Material, die aus einem Einbaurahmen (21) oder einem einzubauenden Gehäuse und einer daran angelenkten Regelklappe (22) besteht und in einem dafür vorgesehenenen Durchbruch (15) oberhalb eines Abgasrohres (18) einer Feuerstätte eingelassen ist, wobei im Bereich des Durchbruches (15) hinter der Regelklappe (22) ein die Nebenluft führendes Leitorgan (25) vorgesehen ist, das mindestens auf einem Teil seiner Länge zur Schornsteininnenfläche (13) hin ansteigt und wobei mit dem Leitorgan (25) ein nach unten gerichtetes Blech (27) mit diesem wärmeleitend verbunden und mit dem Blech (27) ein weiteres Wärmeleitblech (28) verbunden ist, das etwa rechtwinklig zum Blech (27) verläuft, mit diesem wärmeleitend verbunden ist und auf der Sohle (17) des Durchbruches (15) für die Nebenluft oder auf dem Abgasrohr (18) aufliegt.

2. Nebenluftvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitorgan (25) und die beiden zusätzlichen Wärmeleitbleche (27, 28) aus einem Stück bestehen.

3. Nebenluftvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitorgan (25) und/oder die beiden zusätzlichen Wärmeleitbleche (27, 28) oder Teilbereiche dieser Bleche (25, 27, 28) aus mit Durchbrüchen oder Bohrungen (26) versehenen Blechen bestehen.

4. Nebenluftvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der unterhalb des Leitorgans (25) liegende Hohlraum (29) mit einem Wärmespeicherstoff (30) ausgefüllt ist.

5. Nebenluftvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des die Nebenluft führenden Leitorgans (25) etwa gleich der Breite der Lufteinströmöffnung (16) im Bereich der Regelklappe (22) ist.

6. Nebenluftvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitorgan (25) Teil eines Gehäuses (35) ist, das sich bis zur Schornsteininnenfläche (13) der Schornstein­ wange (12) erstreckt.

7. Nebenluftvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Gehäuses (35) rechteckig, quadratisch, oval oder kreisförmig ausgebildet ist.