DE3708386A1 - Rekuperator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rekuperator, bestehend aus einem luftumströmten Gehäuse mit einem Eintritts- sowie einem Austrittsstutzen zum Durchleiten von Rauch­ gas aus einer Feuerungsstätte.

Rekuperatoren dieser Art kommen als sogenannte Nach­ heizregister bei Warmluft-Kachelöfen zur Anwendung. Bei einer üblichen Bauart wird das Gehäuse hinter dem Ofen­ einsatz - innerhalb einer von Raumluft durchströmten äußeren Ummantelung - aufgestellt. Eintrittsstutzen und Austrittsstutzen für das Rauchgas sind nebeneinander an der Abdeckplatte des Gehäuses angeordnet. Innerhalb des Gehäuses verläuft eine Trennwand, welche etwas unterhalb der Abdeckplatte ausgeht und im Abstand von der Boden­ platte endet. In der Bodenplatte ist in der Regel eine Reinigungs- oder Rußtüre angeordnet.

Mit solch einem Nachheizregister kann dem Rauchgas noch eine erhebliche Wärmemenge entzogen werden, welche sonst nutzlos verlorenginge. Dank des erreichbaren Wärme­ rückgewinns läßt sich der erforderliche Energieaufwand in der Regel bis zu 25% senken. Wie gesagt, beschränkt sich die Anwendung dieser Rekuperatoren auf Warmluft- Kachelöfen. Bekanntlich handelt es sich dabei meist um etwas voluminösere Ofenanlagen, bei denen die Unterbrin­ gung eines derartigen Wärmeaustauschers kaum Schwierig­ keiten bereitet.

Anders sieht es dagegen bei (offenen oder geschlossenen) Kaminen aus. Dort sind Rekuperatoren der beschriebenen Bauart nicht verwendbar, weshalb Kamineinsätze regel­ mäßig ohne Rekuperatoren eingebaut werden. Zwangs­ läufig müssen dabei hohe Wärmeverluste im Rauchgas in Kauf genommen werden.

Erweist sich insoweit ein Warmluft-Kachelofen mit Nachheizregister als wesentlich sparsamer, so bleibt andererseits auch zu bemängeln, daß die Verhältnisse durch den Bau der Ofenanlage unveränderlich festge­ legt sind. Das Nachheizregister bleibt nämlich im wesentlichen unzugänglich und kann immer nur in der Weise wirken, daß Wärme vom Rauchgas an die vorbei­ strömende Raumluft abgegeben wird. Eine besondere Einflußnahme auf diesen Prozeß oder aber eine ander­ weitige Nutzung der überschüssigen Rauchgaswärme kommen dabei nicht in Betracht.

Hier setzt nun die Erfindung an. Sie möchte einen Re­ kuperator der genannten Art so weiterbilden, daß der Prozeß des Wärmeaustauschs auch noch während des Be­ triebes der Feuerungsstätte in Grenzen beeinflußt und/oder der Wärmeaustausch auch anders als ausschließ­ lich zur Aufwärmung der Raumluft genutzt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Rekuperator der ge­ nannten Art dadurch, daß das Gehäuse ein zur Raumseite hin offenes Gefach aufweist, wobei das Gehäuse und das Gefach, gegebenenfalls mit zusätzlichen Umlenkblechen, die Strömungsleitung für das Rauchgas bilden.

Wie ersichtlich, ist nunmehr der Rekuperator von außen erreichbar. Über die Oberfläche des vorgeschlagenen Ge­ fachs kann eine Wärmeabstrahlung unter anderem direkt in den Raum erfolgen. Insbesondere aber kann die dort freigesetzte Wärme in vielfältiger Weise, wie zum Backen, Kochen oder einfach Warmhalten, genutzt wer­ den. Immerhin lassen sich in dem Gefach Temperaturen von 300°C und mehr erreichen. Wenn einerseits über eine solche Wärmeaufnahme der Wärmerückgewinn weiter gesteigert werden kann, so läßt sich andererseits die Temperatur in dem Gefach durch entsprechende Be­ schickung und Regulierung der Feuerungsstätte auch aussteuern.

Insgesamt ist der erfindungsgemäße Rekuperator inten­ siver und variabler nutzbar. Er läßt sich in kompakter Bauweise verwirklichen, wobei zunächst wie bisher Ein­ tritts- und Austrittsstutzen für das Rauchgas nebenein­ ander oben am Gehäuse angeordnet sein können. Es ist dabei eine Trennwand (mit Gasschlitz) lediglich zwischen der Oberseite des Gefachs und dem Oberteil des Gehäuses vorzusehen, während an dem Boden des Gehäuses zweckmä­ ßigerweise eine Rußtüre angeordnet wird. Der Rekuperator besteht im wesentlichen aus Stahlblech.

Der vorgenannte Aufbau unterscheidet sich grundsätzlich von sogenannten Kochhauben oder Kochkästen, welche eine bauliche Einheit mit bestimmten Ofeneinsätzen bilden, indem sie direkt auf den Feuerungs- oder Brennerraum aufgesetzt sind. Sie beziehen also ihre Wärme (über Lei­ tung und Strahlung) vom Brennerraum und dienen nicht dazu, Abwärme aus dem Rauchgas nutzbar zu machen. Das Rauchgas wird in den Fällen vielmehr hinter den Hauben oder Kästen getrennt abgeleitet.

Vorteilhaft besitzt das Gefach auf seinem Boden sowie an den Seiten eine Auskleidung mit Schamotteteilen. Die Auskleidung begünstigt dabei infolge ihrer rauhen und damit vergrößerten Oberfläche den Wärmeaustausch, sorgt andererseits infolge ihres Wärmespeicher­ vermögens aber auch für einen gewissen Temperatur­ ausgleich.

Zweckmäßigerweise ist ein Türchen zum Verschließen des Gefachs vorgesehen. Nach einem weiteren Vor­ schlag ist das Türchen an einem rahmenförmigen Aus­ gleichselement gehalten, welches teleskopartig in das Gefach von außen einschiebbar ist und einen stufenlosen und dichten Übergang von einer äußeren Ummantelung zum Gefach bildet.

Vorteilhaft ist das Türchen des Gefachs mindestens teilweise verglast. Insbesondere kann im ersten Drittel der Höhe ein Sockel und darüber die Vergla­ sung vorgesehen sein. Vom Material her sollte es sich dabei um Glaskeramik handeln. Bei einer Weiter­ bildung ist in dem Gefach eine Beleuchtung ange­ bracht.

Der erfindungsgemäße Rekuperator kann insbesondere auch in Verbindung mit Kamin- oder Heizeinsätzen ver­ wendet werden, wenn er als ein auf den Rauchdom von Kamineinsätzen montierbares Zubehörteil mit untenlie­ gendem Eintittsstutzen und obenliegendem Austritts­ stutzen ausgebildet ist. Dabei tritt das Rauchgas von unten in das Gehäuse des Rekuperators ein, teilt sich am Boden des Gefachs, was durch ein entsprechend profiliertes Umlenkblech noch unterstützt werden kann, und durchströmt den Freiraum zwischen Gehäuse und Ge­ fach, bis es sich über dem Gefach wieder sammelt und über Kopf austritt. Mit Hilfe einer Drosselklappe am Austrittsstutzen lassen sich schließlich die Strömungs­ verhältnisse im Rekuperator und damit der Prozeß des Wärmeübergangs von dem Rauchgas an das Gefach noch in einfacher Weise regulieren.

Mit dem erfindungsgemäßen Rekuperator wurde eine Bauform gefunden, welche gerade für Kamineinsätze von erheblicher Bedeutung ist, da dort mangels eines entsprechenden Zubehörteils bislang überhaupt noch keine Wärmerückgewinnung aus dem Rauchgas erfolgte, vielmehr das Rauchgas regelmäßig auf kürzestem Wege mit Temperaturen von ca. 350°C und mehr in den Schornstein geführt wurde. Somit kann die Leistung von Kamineinsätzen erheblich, nämlich bis zu 25%, gesteigert werden. Alle genannten Ausführungen eines erfindungsgemäßen Rekuperators lassen sich mit be­ liebigen Ofen- bzw. Kamineinsätzen kombinieren, sind also nicht wie die anderorts bereits erwähnten Kochhauben oder Kochkästen auf einen bestimmten Ofen­ typ beschränkt.

Die Erfindung wird nachstehend noch mit weiteren Einzelheiten und Vorteilen am Beispiel von zwei bevorzugten Ausführungsformen erläutert, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind. Darin zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Rekuperator, wie er für Warmluft-Kachelöfen vorgesehen ist, in Vorderansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 2 den Gegenstand von Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 den Gegenstand von Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 4 den Gegenstand von Fig. 1 in eingebautem Zu­ stand mitsamt einem Ofeneinsatz und einer äußeren Ummantelung, wobei Teile weggebrochen sind, in perspektivischer Ansicht,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Rekuperators, nämlich für (offene oder geschlossene) Kamin- oder Heizeinsätze, in Vorderansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 6 den Gegenstand von Fig. 5 in Draufsicht,

Fig. 7 den Gegenstand von Fig. 5 in Seitenansicht und

Fig. 8 den Gegenstand von Fig. 5 in eingebautem Zu­ stand mitsamt einem Kamineinsatz, wobei Teile weggebrochen sind, in perspektivischer Ansicht.

Nach den Fig. 1 bis 4 besteht ein erfindungsge­ mäßer Rekuperator 1 aus einem Gehäuse 2 mit einem Eintrittsstutzen 3 sowie einem Austrittsstutzen 4 für Rauchgas. Beide Stutzen sind nebeneinanderliegend oben am Gehäuse angeordnet. In seiner Mitte weist das Gehäuse 2 ein Gefach 5 auf, welches einseitig nämlich zur Raumseite hin, offen ist. Das Gefach 5 bildet zu­ sammen mit dem Gehäuse 2 die Strömungsleitung für das Rauchgas, welches aus einer Feuerungsstätte herange­ führt wird und innerhalb des Rekuperators 1 den mit Pfeilen gekennzeichneten Weg nimmt.

Das Gefach 5 und das Gehäuse 2 sind in ihrer Form so aufeinander abgestimmt, daß überall ein guter Durch­ zug gewährleistet ist. So wird die Oberseite des Ge­ fachs 5 von zwei Schrägen 6 gebildet, während an der Unterseite ein entsprechend geformtes, jedoch umge­ kehrt gerichtetes Umlenkblech 7 vorgesehen ist. An der Oberseite des Gefachs 5 ist ferner ein Trennblech 8 mit einem Gasschlitz 9 angeordnet. An der Unterseite des Gehäuses 2 schließlich befindet sich eine Rußtüre 10.

Das Gehäuse 2 besteht im wesentlichen aus Stahl­ blech. Es ist dazu bestimmt, von Raumluft umströmt zu werden, welche sich dabei aufwärmen soll. Für eine stärkere Verwirbelung im Interesse eines in­ tensiven Wärmeaustauschs sind außen am Gehäuse 2 quergestellte Schikanen oder Leitbleche 11 vorge­ sehen.

Der eigentliche Boden des Gefachs 5 sowie seine Seiten weisen eine Auskleidung 12 aus Schamotte­ teilen auf. An der zunächst offenen Seite des Ge­ fachs 5 ist ein Türchen 13 vorgesehen, welches an einem rahmenförmigen Ausgleichselement 14 gehalten ist. Wie insbesondere Fig. 4 erkennen läßt, kann damit ein stufenloser und dichter Übergang von einer äußeren Ummantelung, nämlich hier einem Kachelkörper 15, zu dem Gefach 5 geschaffen werden. Das Ausgleichs­ element ist dazu - je nach gegenseitigem Abstand - teleskopartig in das Gefach 5 einschiebbar. Fig. 4 läßt im übrigen die Zuordnung des Gefachs 5 zu einem Ofeneinsatz 16 sowie letztlich den Gesamt­ aufbau eines Warmluft-Kachelofens erkennen.

Nach den Fig. 5 bis 8 ist bei einer anderen Aus­ führungsform eines Rekuperators 1 der Eintritts­ stutzen 3 für das Rauchgas untenliegend angeordnet. Diese Ausführungsform ist insbesondere dazu geeignet, auf dem Rauchdom eines Kamineinsatzes 17 - sei er offen oder geschlossen - montiert zu werden. Das Rauchgas tritt also von unten in den Rekuperator 1 ein, teilt sich am Umlenkblech 7 und steigt zwischen dem Gehäuse 2 und dem Gefach 5 bis in den oberen Frei­ raum auf, worauf es abgekühlt über den Austrittsstutzen 4 anschließend in den Schornstein gelangt. Dabei kann über eine Drosselklappe 18 am Austrittsstutzen 4 eine gewisse Regulierung erfolgen. Die Strömungsrichtungen sind wiederum mit Pfeilen verdeutlicht.

Der Rekuperator 1 wird im vorliegenden Falle auch wieder von einer Ummantelung umgeben, und zwar weniger von einem Kachelkörper als bevorzugt von einer Schürze, was hier jedoch nicht näher darge­ stellt ist. Ansonsten gelten sinngemäß die gleichen Erläuterungen wie für die Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4. Schließlich kann das Türchen 13 auch noch teilweise verglast sein, in dem Gefach 5 eine Beleuchtung 19 angebracht und in dem Gefach 5 oder an dem Türchen 13 ein Thermometer angeordnet sein. Eine nähere Darstellung dürfte sich erübrigen, weshalb darauf verzichtet wurde.

• Bezugszeichenliste  1 Rekuperator
   2 Gehäuse
   3 Eintrittsstutzen
   4 Austrittsstutzen
   5 Gefach
   6 Schräge
   7 Umlenkblech
   8 Trennblech
   9 Gasschlitz
  10 Rußtüre
  11 Leitblech
  12 Auskleidung
  13 Türchen
  14 Ausgleichselement
  15 Kachelkörper
  16 Ofeneinsatz
  17 Kamineinsatz
  18 Drosselklappe
  19 Beleuchtung

Claims (9)

1. Rekuperator, bestehend aus einem luftumströmten Ge­ häuse mit einem Eintritts- sowie einem Austritts­ stutzen zum Durchleiten von Rauchgas aus einer Feu­ erungsstätte, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ häuse (2) ein zur Raumseite hin offenes Gefach (5) aufweist, wobei das Gehäuse (2) und das Ge­ fach (5), gegebenenfalls mit zusätzlichen Umlenk­ blechen (7), die Strömungsleitung für das Rauch­ gas bilden.

2. Rekuperator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefach (5) auf seinem Boden sowie an den Seiten eine Auskleidung (12) mit Schamotteteilen besitzt.

3. Rekuperator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Türchen (13) zum Verschließen des Gefachs (5) vorgesehen ist.

4. Rekuperator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Türchen (13) an einem rahmenförmigen Aus­ gleichselement (14) gehalten ist, welches teleskop­ artig in das Gefach (5) von außen einschiebbar ist und einen stufenlosen und dichten Übergang von einer äußeren Ummantelung zum Gefach (5) bildet.

5. Rekuperator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Türchen (13) des Gefachs (5) mindestens teilweise verglast ist.

6. Rekuperator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gefach (5) eine Beleuchtung (19) ange­ bracht ist.

7. Rekuperator nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gefach (5) oder an dem Türchen (13) des Gefachs (5) ein Thermometer ange­ ordnet ist.

8. Rekuperator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er als ein auf den Rauchdom von Kamineinsätzen (17) montierbares Zubehörteil mit untenliegendem Eintrittsstutzen (3) und obenliegen­ dem Austrittsstutzen (4) ausgebildet ist.

9. Rekuperator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Austrittsstutzen (4) eine Drosselklappe (18) vorgesehen ist.