DE3927803A1 - Heizvorrichtung fuer feste brennstoffe, insbesondere kachelofeneinsatz - Google Patents
Heizvorrichtung fuer feste brennstoffe, insbesondere kachelofeneinsatzInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für feste Brenn
stoffe, insbesondere einen Kachelofeneinsatz, mit einem
Feuerungsraum, der unten durch einen Rost und oben durch
eine mit einer Rauchabzugsöffnung versehene Deckenwandung
abgeschlossen ist.
Bei derartigen Heizvorrichtungen, insbesondere bei Kachel
ofeneinsätzen, die beispielsweise mit Braunkohlebriketts
oder Holz als festem Brennstoff beschickt werden, besteht
das Problem, daß sich schon nach kurzer Zeit auf den Innen
wandungen des Feuerraums, der in der Regel mit Schamotte
steinen ausgekleidet ist, eine Rußschicht ablagert, die
bei dem für derartige Heizvorrichtungen üblichen, über län
gere Zeiträume durchgeführten Teillastbetrieb noch zunimmt.
Hinzu kommt noch, daß in der Anheizphase bei noch kaltem
Feuerungsraum und auch noch bei kaltem Kamin sich ein
erheblicher Rußniederschlag im Kamin bildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine beson
dere Gestaltung des Feuerungsraumes die Heizleistung und
den Ausbrand zu verbessern, aber auch die Bildung von Ruß
niederschlägen weitgehend zu verhindern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
unterhalb der Deckenwandung und die Rauchabzugsöffnung zu
mindest teilweise überdeckend, wenigstens ein Umlenkkörper
für die Rauchgase angeordnet ist, der aus einem feuerwider
standsfähigen Material besteht und im wesentlichen parallel
zur Rostfläche ausgerichtet ist und der einen Rauchgasdurch
tritt freiläßt. Diese Gestaltung des Feuerungsraumes hat
den Vorteil, daß ohne eine nennenswerte Verkleinerung des
Feuerungsraumes, wie es für Heizeinrichtungen, die mit Holz
als festem Brennstoff beschickt werden, wünschenswert ist,
eine sehr viel bessere Rauchgasführung im Feuerungsraum
erzielt wird. Überraschend hat sich nun gezeigt, daß durch
die Anordnung des Umlenkkörpers im Deckenbereich sich ein
gleichmäßiger Durchbrand des Brennstoffes über die gesamte
Rostfläche ergibt, und darüber hinaus während der Anheiz
phase sich zunächst der Ruß an der Feuerraumwandung und
insbesondere am Umlenkkörper niederschlägt, daß aber bei
Erreichen der Betriebstemperatur, selbst bei Teillast, diese
Rußablagerungen selbsttätig abbrennen. Bei entsprechender
Optimierung von Form und Lage des Umlenkkörpers sind die
Innenwandungen des Feuerungsraumes einschließlich die
Oberfläche des Umlenkkörpers wieder völlig rußfrei. Dies
ist einmal darauf zurückzuführen, daß durch die Anordnung
des Umlenkkörpers sich im Feuerungsraum die Strömungsver
hältnisse der Rauchgase einerseits und der Zustrom der
Verbrennungsluft durch den Rost andererseits so einstellen,
daß die sonst übliche, in der Hauptsache in der Rostmitte
stattfindende Verbrennung, schon nach kurzer Zeit auch die
Randzonen erfaßt, so daß die feuerfeste Auskleidung der
Seitenwandung des Feuerungsraumes in kurzer Zeit Betriebstem
peratur erhält. Selbst bei nur geringem Luftüberschuß, zumal
bei der erzwungenen Randgängigkeit der durch den Rost
hindurchströmenden Verbennungsluft wird nach kurzer Zeit
die sich während der Anheizphase bildende Rußablagerung
abgebrannt. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn der
Umlenkkörper aus einem feuerwiderstandsfähigen Material
mit Wärmespeicherfähigkeit, beispielsweise einem Schamotte
material hergestellt ist. Der Umlenkkörper nimmt dann nicht
nur in erheblichem Maße aus den aufsteigenden Rauchgasen
Wärme auf, sondern strahlt auch nach Abschluß der Anheiz
phase in erheblichem Maße Wärme in den Feuerungsraum einer
seits und auch gegen die Seitenwandungen ab, wobei zusätz
lich noch eine Reflexionswirkung eintritt, so daß sehr
schnell die für den Rußabbrand erforderliche Zündtemperatur
erreicht wird, zugleich jedoch auch die Randzonen des auf
dem Rost liegenden Brennstoffbettes zusätzlich aufgeheizt
werden, so daß auch hier nach kürzester Zeit ein Abbrand
stattfindet. Dadurch, daß aufgrund der Anordnung des Umlenk
körpers die Feuerraumwandungen in verhältnismäßig kurzer
Zeit auf Betriebstemperatur gebracht werden, ergibt sich
als weiterer Vorteil eine verbesserte Heizleistung, da ins
besondere bei Kachelofeneinsätzen die meist aus Gußeisen
hergestellten, mit der feuerfesten Auskleidung versehenen
Feurraumwände mit ihrer Außenfläche als Wärmeaustauscher
für die aufzuheizende Heizungsluft dienen. In seiner ein
fachsten Form kann der Umlenkkörper balkenförmig ausgebildet
sein. Vorteilhaft ist es auch, wenn der Umlenkkörper mit
Abstand zur Deckenwandung angeordnet ist. Hierbei können
die Rauchgase den Umlenkkörper umströmen, so daß ein guter
Wärmeübergang gewährleistet ist.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, daß der Umlenkkörper für den Rauchgasdurchtritt
mit mehreren Durchtrittskanälen versehen ist, die den
Feuerungsraum mit dem Zwischenraum zwischen Umlenkkörper
und Deckenwandung verbinden. Die Anordnung dieser Durchtritts
kanäle bewirkt, daß in der Anheizphase bei noch kaltem Um
lenkkörper die überwiegend mit Luft vermischten, praktisch
noch kalten Rauchgase einschließlich der Rauchpartikel den
Umlenkkörper auf der Außenseite an- und durchströmen, wobei
durch die flächenhafte Sogwirkung sich der Brand innerhalb
kurzer Zeit über die gesamte Rostfläche ausdehnt. An der
noch kalten Ofenausmauerung und an den noch kalten Umlenk
körper lagern sich dann weitgehend die in den Rauchgasen
enthaltenen Rußpartikel und andere brennbare Bestandteile
der Rauchgase an, die somit im Feuerungsraum verbleiben
und nicht in den Abzugskamin gelangen. Mit zunehmender
Aufheizung des Umlenkkörpers heizen die durch die Durch
trittskanäle strömenden Rauchgase diesen von "innen" auf,
so daß der Umlenkkörper innerhalb sehr kurzer Zeit die
Betriebstemperatur erreicht, eine Temperatur, die so hoch
ist, daß bei entsprechender Sauerstoffzufuhr die abgelager
ten Rußteilchen verbrennen. Die Durchtrittskanäle im Umlenk
körper führen hierbei schon nach Erreichen einer bestimmten
mittleren Temperatur dazu, daß die Rauchgase im Feuerungs
raum oberhalb des Rostes gleichmäßig nach oben strömen,
wobei entsprechend auch die Verbrennungsluftzufuhr durch
den Rost ebenfalls über die gesamte Rostfläche vergleich
mäßigt ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
der Umlenkkörper zumindest an zwei gegenüberliegenden
Feuerwandungen, vorzugsweise an den beiden Seitenwandungen
anliegt. Hierdurch ergibt sich bei den in üblicherweise
im Horizontalschnitt rechteckigen Feuerungsräumen eine
Umströmung des Umlenkkörpers zumindest im Bereich der Rück
wandung. Es ist jedoch gemäß der Erfindung auch vorgesehen,
daß der Umlenkkörper sowohl zur Rückwand als auch zur Vor
derwand des Feuerraums mit Abstand endet, zu daß die hier
über dem Rost senkrecht und insbesondere im Mittenbereich
des Rostes verstärkt aufsteigenden Rauchgase geringfügig
aufgestaut und umgelenkt werden und im Bereich der zwischen
den Wandungen und dem Umlenkkörper gebildeten Durchtritts
spalte eine entsprechende Geschwindigkeitserhöhung erzielt
wird, die infolge der Sogwirkung gerade im Bereich der Sei
tenwandung und damit im Randbereich des Rostes zu einer
verbesserten Durchströmung führt. Die damit vorgegebene
in etwa mittige Anordnung des Umlenkkörpers führt auch zu
einer verstärkten Wärmerückstrahlung auf das Brennstoffbett,
so daß hier die Abbrandverhältnisse verbessert werden. Dies
ist vor allem dann gegeben, wenn während des Heizbetriebes
neuer Brennstoff nachgelegt wird. Durch die intensive Wärme
rückstrahlung von oben durch den Umlenkkörper wird der neu
nachgelegte Brennstoff sehr viel schneller aufgeheizt und
auf Zündtemperatur gebracht, so daß Schwelvorgänge weitge
hend unterbunden werden, wie sie insbesondere bei der Ver
wendung von Holzbrennstoff auftreten.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß der Abstand des Umlenkkörpers zur Deckenwandung einer
seits und der freie Durchtrittsquerschnitt der Durchtritts
kanäle und/oder der freie Abstand zu wenigstens einer Feuer
raumwandung so bemessen ist, daß der freie Strömungsquer
schnitt mindestens dem freien Strömungsquerschnitt der
Rauchabzugsöffnung entspricht. Hierdurch ist ein einwand
freier Rauchgasabzug gewährleistet. Insbesondere in der
Anheizphase wird ein Zurückschlagen des Rauches verhindert.
In zweckmäßiger Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Durch
trittskanäle geneigt verlaufen. Hierbei ist es besonders
zweckmäßig, wenn wenigstens zwei Reihen von parallel verlau
fenden Durchtrittskanälen versehen sind, die von der Be
schickungsseite aus gesehen nach hinten und schräg nach
oben verlaufend ausgerichtet sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgese
hen, daß der Umlenkkörper auf seiner dem Rost zugekehrten
Fläche mit wenigstens zwei parallel und quer zu den Durch
trittskanälen verlaufenden Ausnehmungen versehen ist und
daß wenigstens ein Teil der Durchtrittskanäle in wenigstens
einer der Ausnehmungen ausmündet. Bei einer derartigen Aus
bildung, wobei die Ausnehmungen im Querschnitt gewölbt oder
in etwa V-förmig ausgebildet sein können und die Neigungen
der Seitenwandungen der nach unten offenen V-förmigen Aus
nehmungen in etwa 45° beträgt, ergibt sich eine intensive
und gleichmäßige Wärmerückstrahlung auf das Brennstoffbett,
die die gesamte Rostfläche erfaßt. Zugleich ist hierdurch
die strahlende Oberfläche vergrößert, wobei infolge der
Neigung ein Teil der Strahlung auch gegen die Feuerraumrück
wand erfolgt, so daß hier ebenfalls schon nach relativ kurzer
Zeit eine entsprechende Aufheizung der Rückwand erfolgt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß der Umlenkkörper um eine horizontale Achse nach unten
schwenkbar mit den beiden Seitenwandungen verbunden ist.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß zu Reinigungszwecken
eine entsprechende Verriegelung gelöst werden kann und der
Umlenkkörper nach unten abgeschwenkt werden kann, so daß
auch die Oberseite von etwa vorhandener Flugasche gereinigt
werden kann. Bei entsprechender Abmessung des Zwischenraums
zwischen der Oberseite des Umlenkkörpers und der Decken
wandung des Feuerraums und bei entsprechend glattflächiger
Gestaltung der Oberfläche ergibt sich jedoch hier eine so
hohe Strömungsgeschwindigkeit, daß es praktisch nicht zu
Ablagerungen kommt und eine Reinigung nur in Sonderfällen,
insbesondere bei der Verwendung ungeeigneter Brennstoffe
notwendig ist.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vor
gesehen, daß die Ausnehmungen am Umlenkkörper zumindest
an der vorderen Innenwandung des Feuerungsraumes oberhalb
der Beschickungsöffnung dicht anliegen und parallel zur
Vorderwand verlaufend gewölbt ausgebildet sind. In Verbindung
mit der üblicherweise über eine in der Beschickungstür lie
genden einstellbaren Sekundärluftzufuhr ergibt sich hier
ein Nachverbrennungsraum für den noch brennbaren Teil der
Abgase. In der Wölbung bildet sich ein Gaswirbel aus, in
dem sich die im Frontbereich aufsteigenden Abgase mit zusätz
licher Verbrennungsluft vermischen. Dieses brennbare Gasge
misch strömt an dem heißen Umlenkkörper vorbei, wird aufge
heizt und brennt noch innerhalb des Feuerungsraumes ab.
Versuche haben gezeigt, daß durch diese Maßnahme insbesondere
der Abbrand von CO im Abgas verbessert wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist insbesondere bei einem
Umlenkkörper, der an allen Seitenwandungen des Feuerungsrau
mes anliegt, vorgesehen, daß zumindest im Bereich der Rück
wand des Feuerungsraumes wenigstens eine im Durchtritts
querschnitt einstellbare und unterhalb des Umlenkkörpers
einmündende Eintrittsöffnung für Zusatzluft angeordnet ist.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sowohl im vorderen
Bereich, wo ohnehin eine Sekundärluftzufuhr vorhanden ist,
als auch im ebenfalls mit einer gewölbten Ausnehmung verse
henen hinteren Bereich unterhalb des Umlenkkörpers Sekundär
luft in den Feuerungsraum eingeführt wird und ein Gaswirbel
entsteht, so daß praktisch ein vollständiger Ausbrand des
CO im Abgas noch innerhalb des Feuerungsraumes unter optima
len Bedingungen erfolgt und zugleich die Heizleistung noch
etwas verbessert wird. Durch den verbesserten CO-Abbrand
wird außerdem der Schadstoffgehalt des Abgases reduziert.
Zweckmäßigerweise werden mehrere Eintrittsöffnungen horizon
tal nebeneinander und mit Abstand zueinander angeordnet.
Die Anordnung eines Stellschiebers erlaubt eine Anpassung
an unterschiedliche Betriebszustände. Bei der Anordnung
von mehreren Eintrittsöffnungen ist vorteilhaft eine außen
liegende Verteilkammer mit Ansaugöffnungen und Schieberein
richtung vorgesehen. Eine zweckmäßige Ausgestaltung ergibt
sich, wenn die Eintrittsöffnungen düsenartig ausgebildet
sind und zumindest im Bereich der Rückwand nach unten geneigt
in den Feuerungsraum einmünden. Hierdurch wird die Ausbildung
des Gaswirbels in der hinteren Wölbung noch verbessert und
infolge der intensiven Durchmischung der Abgase mit der
Sekundärluft ein nahezu vollständiger Ausbrand erreicht
und die Schadstoffbelastung des Abgases auf ein Minimum
reduziert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen
16 bis 21 angegeben.
Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine als
Kachelofeneinsatz vorgesehene Heizvor
richtung,
Fig. 2 einen Schnitt gem. der Linie II-II in
Fig. 1 durch einen Umlenkkörper,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform für einen
Umlenkkörper,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform für den
Umlenkörper mit einer Ausführungsform
für einen einstellbaren Sekundärlufteinlaß,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des
Umlenkkörpers.
Der in Fig. 1 dargestellte Kachelofeneinsatz 1 ist mit einer
Frontplatte 2 versehen, die eine Beschickungstür 3, eine
Feuerungstür 4 sowie eine Aschentür 5 trägt. Mit der Front
platte 2 ist ein vorzugsweise aus Grauguß hergestellter
Feuerraumkörper 6 verbunden, der auf seiner Außenseite mit
hier nicht näher dargestellten, vertikal verlaufenden Rippen
als Wärmeübertragungsflächen für die aufzuheizende Luft
versehen ist. Die Luft wird in der für Kachelöfen mit Ein
satz üblichen Weise am Feuerraumkörper 6 vorbeigeführt.
Auf der Innenseite sind die senkrechten Wandungen des Feuer
raumkörpers 6 mit Steinen 7 aus einem feuerfesten Material,
beispielsweise Schamotte abgedeckt. Der so umschlossene
Feuerraum 8 ist nach oben durch eine Deckenwandung 9 abge
schlossen, die mit einer Rauchabzugsöffnung 10 zum Anschluß
an den Kamin versehen ist. Nach unten ist der Feuerraum 8
durch einen Rost 11 üblicher Bauart abgeschlossen, unter
dem sich der Aschenraum mit dem Aschenkasten 12 befindet.
Im Feuerraum 8 ist nun mit verhältnismäßig geringem Abstand
unterhalb der Deckenwandung 9 und in etwa mittig oberhalb
des Rostes 11 ein Umlenkkörper 13 angeordnet, der zu beiden
Seiten dicht an der Ausmauerung der Seitenwandungen anliegt,
jedoch mit seiner rückwärtigen Kante 14 mit Abstand zur
Innenfläche 15 der Ausmauerung 7 der Rückwand endet. Ebenso
endet der Stein mit seiner Vorderkante 16 mit Abstand zur
Innenwandung der Vorderplatte 2.
Zwischen der Oberseite 17 des Umlenkkörpers und der Decken
wandung 9 verbleibt ein Zwischenraum 18, der so bemessen
ist, daß senkrecht gemessen zur Oberfläche 17 der verblei
bende freie Strömungsquerschnitt mindestens so groß ist
wie der freie Strömungsquerschnitt der Rauchabzugsöffnung
10. Die Fläche 17 des Umlenkkörpers 13 ist hierbei im we
sentlichen glattflächig gestaltet, wobei sie zweckmäßiger
weise in bezug auf die dargestellte Schnittebene leicht
gekrümmt ausgebildet ist, so daß sich hier günstige Strö
mungsverhältnisse ergeben.
Der Umlenkkörper 13 ist an den beiden Seitenwandungen des
Feuerraumes festgelegt, beispielsweise über vier Tragbolzen
19 und 20, wobei die beiden vorderen Tragbolzen lösbar aus
gebildet sind, so daß nach dem Lösen der vorderen Tragbolzen
20 der Umlenkkörper 13 um einen entsprechenden Winkel nach
unten heruntergeschwenkt werden kann, so daß seine Ober
fläche 17 über die Beschickungsöffnung 3 zu Reinigungs
zwecken zugänglich ist.
Wie der Teilschnitt in Fig. 1 sowie der Schnitt gem. Fig. 2
zeigen, ist der Umlenkkörper 13 mit einer Vielzahl von
parallelen Durchtrittskanälen 21 versehen, die nach hinten
und schräg von unten nach oben verlaufend ausgerichtet sind.
Auf der Unterseite 22 ist der Umlenkkörper mit querlaufen
den, dachförmigen Ausnehmungen 23 versehen, in die jeweils
die Durchtrittskanäle 21 ausmünden.
Die eingezeichneten Pfeile zeigen den Strömungsverlauf der
Rauchgase. Die unterbrochenen Pfeile zeigen hierbei den
Strömungsverlauf beim Anheizvorgang, d.h. also noch bei
kaltem Feuerungsraum, während die vollausgezogenen dünnen
Pfeile den Strömungsverlauf der Rauchgase im Betriebszustand
zeigen.
Durch die aus dem Vertikalschnitt in Fig. 1 ersichtliche
Gestaltung des Umlenkkörpers 13 auf seiner Unterseits 22
ergibt sich nicht nur eine erhebliche Vergrößerung der
Fläche, sondern auch eine verbesserte Wärmerückstrahlung.
Die Neigung der Seitenwandungen der Ausnehmungen 23 verlau
fen hierbei etwa unter einem Winkel von 30 bzw. 60°, wobei
insbesondere die der Feuerraumrückwand zugekehrte Fläche
23′ ebenfalls schräg nach oben verlaufend ausgerichtet ist,
so daß hier ein Teil der Wärmerückstrahlung unmittelbar
gegen die Ausmauerung 7 der Rückwand gerichtet wird. Die
Wärmerückstrahlung durch den Umlenkkörper einerseits und
durch die vom Umlenkkörper erzwungene Führung der Rauchab
gase, die praktisch eine nahezu gleichmäßige und senkrechte
Durchströmung des gesamten Brennstoffbettes erzwingt, ergibt
selbst bei einem über mehrere Tage durchgeführten Teillast
betrieb, wie er insbesondere in der Übergangszeit als Dauer
betrieb durchgeführt wird, noch eine so hohe Aufheizung
der Feuerraumwandungen, daß keine Rußablagerungen auftreten
können. Dieser Effekt tritt selbst dann ein, wenn ein Umlenk
körper ohne die vorstehend beschriebenen Durchtrittskanäle
eingesetzt wird. Durch die Anordnung der Durchtrittskanäle
23 wird jedoch die Umströmung des Umlenkkörpers noch verbes
sert, wobei hierdurch insbesondere die Möglichkeit gegeben
ist, den Umlenkkörper nahezu über die gesamte horizontale
Querschnittsfläche des Feuerraums zu erstrecken. So genügt
es beispielsweise bei einer Gasabzugsöffnung von 18 cm Durch
messer, den Freiraum zwischen der Endkante 14 und der Innen
fläche 15 auf der Rückseite nur 4 cm breit zu machen. Entspre
chend ist auf der Vorderseite auch nur ein Freiraum von
max. 10 cm notwendig. Bei einer Rostgröße von etwa 30 ×
50 cm wird dann der Umlenkkörper so hoch über der Rostfläche
angeordnet, daß ein Abstand von etwa 40 cm vorhanden ist.
Anstelle der gezeigten, versetzten Anordnung können die
Durchtrittskanäle 21 auch so angeordnet sein, daß sie sich
symmetrisch ergänzen. Da jeder einzelne Kanal für sich einen
größeren Strömungsquerschnitt aufweist, ergibt sich bei
ansonsten in etwa gleichem Strömungsquerschnitt ein geringer
Strömungswiderstand. Dies ist insbesondere für die nachste
hend anhand von Fig. 4 beschriebene Ausführungsform von
Bedeutung.
Bei der Ausführungsform gem. Fig. 3 ist der Umlenkkörper
13 mit seiner Vorderkante 25 bis an die vordere Innenwandung
herangezogen, so daß als seitlicher Rauchgasdurchtritt,
neben den Durchtrittskanälen 21, nur der Spalt 24 zur
Feuerraumrückwand offen bleibt.
Die Vorderkante 25 endet oberhalb der Beschickungstür 3.
In diesem Bereich weist der Umlenkkörper eine parallel zur
Vorderwand verlaufende Wölbung 26 auf, deren hintere Kante
27 nach unten herabgezogen ist. Im Betrieb, insbesondere
im Teillastbetrieb bei gedrosselter Primärluftzufuhr, bildet
sich hier ein Abgaswirbel aus, in dem sich schon geringe,
über die üblicherweise in der Beschickungstür enthaltene,
hier nicht näher dargestellte Sekundärluftmengen (Pfeil
28) gut vermischen. Das so mit Luft angereicherte Abgas
streicht nun an dem heißen Umlenkkörper vorbei und erreicht
Brenntemperatur, so daß sich in den Abgasen enthaltene
brennbare Anteile noch ausbrennen, insbesondere CO bei
Teillastbetrieb.
Bei der Ausführungsform gem. Fig. 4 ist der Umlenkkörper
13 auch am hinteren Ende bis an die Feuerraumwandung heran
gezogen, so daß alle Abgase durch die entsprechend bemes
senen Durchtrittskanäle 21 strömen. Durch diese Anordnung
werden die Abbrand- und Temperaturverhältnisse im hinteren
Feuerraumbereich noch verbessert.
Versuche mit der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung haben
beispielsweise bei Holz, aber auch bei Braunkohlenbriketts
einen nahezu vollständigen Ausbrand des Brennstoffs ergeben.
Bei Schwachabbrand wurde über einen Zeitraum von mehreren
Stunden eine konstante Abgastemperatur im Schlot erreicht,
was sonst nur bei flüssigen Brennstoffen üblich ist. Die
CO-Werte waren bis auf die Anheizphase praktisch konstant
niedrig, was Rückschlüsse auf einen nahezu vollständigen CO-Abbrand zuläßt.
Da aufgrund des besseren Ausbrandes sich eine höhere Feuer
raumbelastung ergibt, müssen die die Auskleidung der Feuer
raumwände des Umlenkkörpers, ggf. auch für den Rost, ent
sprechend hochtemperaturbelastbare Materialien eingesetzt
werden.
Bei der Anordnung gem. Fig. 4 sind zur Verbesserung des
CO-Ausbrandes in der Feuerungsraumrückwand vorzugsweise
mehrere Eintrittsöffnungen 29 für Zusatzluft in einer ho
rizontalen Ebene nebeneinander angeordnet. Die Eintritts
öffnungen 29 münden etwas unterhalb des Umlenkkörpers 13
in den Feuerungsraum ein. Die Anordnung der Eintrittsöff
nungen 29 ist konstruktiv so gelöst, daß Rohrstücke 30 mit
ihrem im Feuerraum 8 liegenden Ende mit einer Basisplatte
31 fest verbunden sind, so daß die Rohrstücke durch entspre
chende Bohrungen in der Rückwand des Feuerraumkörpers 6
und der feuerfesten Auskleidung von der Innenseite nur hin
durchgeschoben zu werden brauchen. Derartige Bohrungen
können nachträglich angebracht werden. Falls ein Auswechseln
der feuerfesten Auskleidung erforderlich ist, ist es ohne
weiteres möglich, die Basisplatte 31 mit ihren Rohrstücken
30 herauszuziehen und dann die Auskleidung zu wechseln.
Die feuerfeste Auskleidung kann im Bereich der Durchführung
der Rohrstücke 30 auch durch Stampfmasse gebildet werden,
wobei dann die Basisplatte zugleich die innere Begrenzung
für die Stampfmasse bildet. Die Basisplatte 31 ist an ihrem
oberen Ende zweckmäßig in den Feuerraum hinein abgewinkelt,
so daß die durch die Eintrittsöffnungen 29 eintretende Sekun
därluft auch bei einem lose eingelegten Umlenkkörper eine
einwandfreie Vermischung der aufsteigenden, CO-haltigen
Abgase und der eingeführten Sekundärluft bewirkt wird und
dieses mit Sekundärluft angereicherte Abgas dann gezielt
bis in den Bereich des heißen Umlenkkörpers geführt wird
und hier der CO-Abbrand erfolgen kann. Die Anordnung einer
Basisplatte hat darüber hinaus den Vorteil, daß wegen der
verhältnismäßig großen, im Feuerraum liegenden Fläche auch
die durchgesteckten Rohrstücke sich aufheizen und so die
eintretende Sekundärluft bis zu einem gewissen Grade vor
gewärmt werden kann.
Die außerhalb liegenden Enden der Rohrstücke 30 können nun
mit einer Schiebereinrichtung in Verbindung stehen, so daß
durch Veränderung des freien Durchtrittsquerschnittes die
Sekundärluftmenge an die verschiedenen Betriebszustände
angepaßt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbei
spiel sind die Rohrstücke 30 mit einer Verteilerkammer 32
verbunden, die mit wenigstens einer Ansaugöffnung versehen
ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ver
teilerkammer 32 zugleich als Stelleinrichtung zur Verände
rung der Durchtrittsquerschnitte der Eintrittsöffnungen 29
ausgebildet. Die Rohrstücke 30 münden hierzu in ein Außen
rohr 33 ein, mit dem sie fest verbunden sind. Im Außenrohr
33 ist ein Innenrohr 34 koaxial und drehbar gehalten, wobei
jeweils im Bereich der Einmündung der Rohrstücke 30 in das
Außenrohr 33 in der Wandung des Innenrohres Öffnungen vorge
sehen sind, die in etwa dem Querschnitt der Einmündungen
entsprechen. Durch Verdrehen des Innenrohres 34 im Außen
rohr 33 kann nun der Durchtrittsquerschnitt der Rohrstücke
30 bis hin zum vollständigen Verschluß verändert werden.
Dies kann beispielsweise über einen mit dem inneren Rohr
34 verbundenen Hebel 35 ausgeführt werden, der über eine
Zugstange 36 von der Vorderseite der Heizvorrichtung ver
schwenkbar ist. Die Luftzufuhr in das Innenrohr kann
in der Weise erfolgen, daß wenigstens ein Ende des Innen
rohres nach außen offen ist, so daß die Luft seitlich zu
strömen kann.
Zur Vereinfachung der Montage sind die Rohrstücke 30 unter
teilt, wobei ein Teilstück mit der Basisplatte 31 und das
andere Teilstück mit dem Außenrohr 33 verbunden ist. Die
Durchmesser der Teilstücke sind so aufeinander abgestimmt,
daß diese ineinandergesteckt werden können. Dies verein
facht die Montage, da dann zunächst einmal die Basisplatte
mit den daran befestigten Teilstücken von innen nach außen
durchgesteckt werden kann und dann das Außenrohr mit den
daran befestigten Teilstücken entweder auf die nach außen
durchragenden Enden der von innen nach außen führenden Teil
stücke aufgesteckt oder in diese eingesteckt werden kann.
Wird die Verteilkammer bzw. das Außenrohr am Feuerraum
körper 6 festgelegt, dann bietet diese Steckmontage darüber
hinaus den Vorteil, daß die durch Temperaturänderungen auf
tretenden Längenänderungen der Rohrstücke ausgeglichen wer
den, da diese auch gegeneinander relativ verschiebbar sind,
so daß Wärmespannungen nicht auftreten können.
In Fig. 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung
gem. Fig. 3 oder 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungs
form ist ein Umlenkkörper 13′ vorgesehen, der nur zwei
gewölbt ausgebildete, quer verlaufenden Ausnehmungen 23′
und 23′′ weist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
befindet sich eine gewölbte Ausnehmung 23′ mit größerer
Breite im hinteren Bereich und die andere Ausnehmung 23′′
im vorderen Bereich. Bei dem dargestellten Ausführungsbei
spiel sind die Durchtrittskanäle 21 im Scheitelbereich der
hinteren Ausnehmung 23′ angeordnet. Die Durchtrittskanäle
21 können vertikal oder aber auch, wie dargestellt, schräg
von hinten nach vorne ausgerichtet sein. Bei der dargestell
ten Ausführungsform wird in Verbindung mit den düsenartig
schräg nach unten gerichteten Eintrittsöffnungen 29 für
die Sekundärluft im Bereich der gewölbten Ausnehmung 23′
das aufsteigende Abgas verwirbelt, wobei eine gute Vermi
schung von Abgas und Sekundärluft erzielt wird, so daß die
in den Abgasen enthaltenen CO-Anteile einwandfrei ausbrennen
können, bevor die Abgasedurch die Durchtrittskanäle 21 in
den Rauchabzug 10 übertreten können.
In die vordere gewölbte Ausnehmung 23′′ tritt die üblicher
weise über eine entsprechend einstellbare Öffnung in der
Beschickungstür zugeführte Sekundärluft (Pfeil 28) ein,
so daß in dem sich hier ausbildenden Abgaswirbel ebenfalls
bei guter Vermischung mit der Sekundärluft ein einwandfreier
CO-Abbrand ergibt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für die Rege
lung des Sekundärluftzutritts die gleiche Anordnung vorge
sehen, wie sie anhand von Fig. 4 beschrieben ist. Um Wieder
holungen zu vermeiden, kann hier auf die entsprechende
Beschreibung zurückgegriffen werden. Die Regelung der Sekun
därluftzufuhr im hinteren Bereich kann aber auch in anderer
Form gelöst werden. Vorteilhaft ist es im Hinblick auf eine
gute Durchmischung der zugeführten Sekundärluft mit den
aufsteigenden heißen Abgasen, daß hier die Eintrittsöffnun
gen 29 schräg nach unten ausgerichtet sind, so daß die Aus
bildung des Abgaswirbels hier unterstützt wird.
Die anhand von Fig. 5 beschriebene Ausführungsform des Um
lenkkörpers 13′ kann auch dahingehend abgewandelt werden,
daß der zwischen beiden Ausnehmungen 23′ und 23′′ verlaufende
Trennsteg 37 in etwa symmetrisch zur Achse der Rauchabzugs
öffnung 10 angeordnet ist, wobei dann zweckmäßigerweise
sowohl aus dem Bereich der hinteren Ausnehmung 23′ als auch
aus dem Bereich der vorderen Ausnehmung 23′′ entsprechende
Durchtrittskanäle 21 vorgesehen sind.
Claims (24)
1. Heizvorrichtung für feste Brennstoffe, insbesondere
Kachelofeneinsatz, mit einem Feuerungsraum, der unten durch
einen Rost und oben durch eine mit einer Rauchabzugsöffnung
versehene Deckenwandung abgeschlossen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß unterhalb der Deckenwan
dung (9), die Rauchabzugsöffnung (10) zumindest teilweise
überdeckend, wenigstens ein Umlenkkörper (13) für die Rauch
gase angeordnet ist der aus einem feuerwiderstandsfähigen
Material besteht und im wesentlichen parallel zur Rostfläche
(11) ausgerichtet ist und der einen Rauchgasdurchtritt frei
läßt.
2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Umlenkkörper (13) mit Abstand unterhalb der Decken
wandung (9) angeordnet ist.
3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Umlenkkörper (13) aus einem feuerwider
standsfähigen Material mit Wärmespeicherfähigkeit besteht.
4. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Umlenkkörper (13) für den Rauchgasdurch
tritt mit mehreren Durchtrittskanälen (21) versehen ist,
die den Feuerungsraum (8) mit dem Zwischenraum (18) zwischen
Umlenkkörper (13) und Deckenwandung (9) verbinden.
5. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Umlenkkörper (13) zumindest an zwei gegen
überliegenden Feuerraumwandungen, vorzugsweise den beiden
Seitenwandungen, anliegt.
6. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (13) gegenüber wenig
stens einer Feuerraumwand zur Bildung eines Rauchgasdurch
tritts mit seitlichem Abstand endet.
7. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (13) sowohl zur Rück
wand als auch zur Vorderwand des Feuerraums (8) mit Abstand
endet.
8. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand des Umlenkkörpers (13) zur
Deckenwandung (9) einerseits und der freie Durchtrittsquer
schnitt der Durchtrittskanäle (21) und/oder der freie Ab
stand zu wenigstens einer Feuerraumwandung so bemessen ist,
daß der freie Strömungsquerschnitt mindestens dem freien
Strömungsquerschnitt der Rauchabzugsöffnung (10) entspricht.
9. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Durchtrittskanäle (21) geneigt
verlaufen.
10. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Reihen von parallel
verlaufenden Durchtrittskanälen (21) vorgesehen sind, die
von der Beschickungsseite aus gesehen nach hinten und schräg
nach oben verlaufend ausgerichtet sind.
11. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (13) auf seiner
dem Rost zugekehrten Fläche mit wenigstens zwei parallel
und quer zu den Durchtrittskanälen (21) verlaufenden Aus
nehmungen (23) versehen ist und daß wenigstens ein Teil
der Durchtrittskanäle (21) in wenigstens eine der Ausneh
mungen (23) ausmündet.
12. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (13) aus einem
Feuerfest-Material besteht.
13. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß zumindest die Rückwand und die
Seitenwandung mit einem Feuerfest-Material ausgekleidet
sind.
14. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (13) um eine
horizontale Achse (19) nach unten schwenkbar und mit den
beiden Seitenwandungen verbunden ist.
15. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (13) aus wenig
stens zwei in etwa plattenförmigen Teilkörpern zusammenge
setzt ist und daß die Teilkörper wenigstens auf ihren ein
ander zugekehrten Flächen mit Nuten zur Bildung der Durch
trittskanäle (21) versehen sind.
16. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen am Umlenkkörper
(13) zumindest an der vorderen und/oder an der hinteren
Innenwandung des Feuerraumes oberhalb der Beschickungsöff
nung dicht anliegen und parallel zur Vorderwand verlaufend
gewölbt ausgebildet sind.
17. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der Rückwand
des Feuerungsraumes (8) wenigstens eine im Durchtrittsquer
schnitt einstellbare und unterhalb des Umlenkkörpers (13)
einmündende Eintrittsöffnung (29) für Zusatzluft angeordnet
ist.
18. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (29) düsen
artig ausgebildet ist und zumindest im Bereich der Rückwand
schräg nach unten geneigt in den Feuerungsraum einmündet.
19. Heizvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Eintrittsöffnung (29) jeweils durch ein durch
die feuerfeste Auskleidung (7) hindurchgeführtes Rohrstück
(30) gebildet wird, das an seinem außenliegenden Enden mit
einem Stellschieber in Verbindung steht.
20. Heizvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohrstück (30) mit seinen Mündungsbereich an einer
Basisplatte (31) befestigt ist, die im Feuerungsraum (8)
festgelegt ist.
21. Heizvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Basisplatte (31) gegen den Umlenkkörper (13)
abgewinkelt ist.
22. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (30) in eine Ver
teilkammer (32) mündet, die mit einer Schiebereinrichtung
versehen ist.
23. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilkammer (32) durch
zwei koaxial ineinandergesteckte Rohre (33, 34) gebildet
wird, wobei das innere Rohr (34) im äußeren Rohr (33) dreh
bar gehalten ist und wenigstens eine Ansaugöffnung aufweist,
daß das durch die Wandung des Feuerungsraumes (8) hindurch
geführte Rohrstück (30) jeweils in etwa radial in das äußere
Rohr (33) einmündet und daß das innere Rohr (34) jeweils
im Bereich der Einmündung des Rohrstückes (30) mit einer
Öffnung in der Wandung versehen ist, die in etwa dem Quer
schnitt der Einmündung entspricht.
24. Heizvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rohrstück (30) jeweils zweiteilig
ausgeführt ist und daß der eine Teil mit der Basisplatte
(31) und der andere Teil mit der Verteilerkammer (32) ver
bunden ist und daß beide Teile ineinandergeschoben sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3927803A DE3927803C2 (de) | 1989-02-14 | 1989-08-23 | Heizvorrichtung für feste Brennstoffe, insbesondere Kachelofeneinsatz |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3904296 | 1989-02-14 | ||
DE3922100 | 1989-07-05 | ||
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3927803A1 true DE3927803A1 (de) | 1990-08-16 |
DE3927803C2 DE3927803C2 (de) | 1995-02-09 |
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ID=25877751
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DE3927803A Expired - Fee Related DE3927803C2 (de) | 1989-02-14 | 1989-08-23 | Heizvorrichtung für feste Brennstoffe, insbesondere Kachelofeneinsatz |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3927803C2 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9007357U1 (de) * | 1990-03-23 | 1991-06-13 | Schmid, Manfred, 8481 Parkstein, De | |
EP2136144A3 (de) * | 2008-06-17 | 2012-03-14 | NunnaUuni Oy | Baustein eines Wärmespeichers und zugehöriger Wärmespeicher |
DE10215734B4 (de) * | 2002-04-03 | 2013-08-01 | Hark Gmbh & Co Kg Kamin- Und Kachelofenbau | Verfahren zur Behandlung von Abgasen von Festbrennstoff-Feuerstätten |
CN109654736A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-04-19 | 河北宏龙环保科技有限公司 | 卧式燃煤改燃气锅炉 |
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DE3705153A1 (de) * | 1987-02-18 | 1988-09-08 | Ulrich Brunner | Feuerungsofen |
-
1989
- 1989-08-23 DE DE3927803A patent/DE3927803C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE3927803C2 (de) | 1995-02-09 |
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