DE4204163A1 - Ofen zum verbrennen fester brennstoffe, insbesondere kaminofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ofen zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere einen Kaminofen, mit einem in einem Feuerraum angeordneten Feuerrost zur Aufnahme der Brennstoffe, einer unterhalb des Feuerrostes angeordneten mittleren Luftzuführung für Verbrennungsluft, einer oberen im Verbrennungsraum vorgesehenen Nachverbrennungszone mit seitlichen Verbrennungsluftzuführungen, einem sich an den Feuerraum anschließenden Wärmetauscher zur Abkühlung der einem Rauchrohr zugeführten Rauchgase und einer Steuervorrichtung zur Steuerung der Zufuhr der Verbrennungsluft.

Derartige Öfen dienen zum Verbrennen von festen Brennstoffen, insbesondere von Holz oder von Braunkohlebriketts. Die bei der Verbrennung erzeugte Wärme soll zur Heizung an die Umgebungsluft abgegeben werden. Der Feuerraum weist in bekannter Weise verschließbare Glastüren auf, so daß das Brennen des Feuers beobachtet werden kann.

Als nachteilig hat sich bei derartigen Öfen herausgestellt, daß die Rauchgase einen hohen Anteil an unverbrannten Stoffen enthalten, was zu einer starken Umweltbelastung führt. Außerdem zeigt die Erfahrung, daß wegen des hohen Rußanteils und der zum Teil unruhigen Flammen die Glasscheiben des Feuerraumes sehr schnell verschmutzen, so daß eine häufige Reinigung notwendig ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Ofen der eingangs genannten Art weiter zu entwickeln, so daß eine weitgehend rußfreie Verbrennung bei einer ruhigen und stabilen Flamme erhalten wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Feuerrost umlaufend von einem Ringkanal umgeben ist, der umlaufend seitliche Durchtrittsöffnungen zur Zufuhr von Verbrennungsluft zum Feuerraum hat.

Vorteilhaft sind die seitlichen Durchtrittsöffnungen umlaufend von einer oberen Abdeckung seitlich überragt. Vorzugsweise ist die Abdeckung schräg nach unten geneigt verlaufend ausgebildet.

Vorteilhaft ist unterhalb des Feuerrostes ein die mittlere Luftzuführung umgebender Kanal zur Zufuhr der Verbrennungsluft zum Ringkanal angeordnet.

Vorzugsweise ist oberhalb des Feuerraums eine Nachverbrennungskammer mit seitlicher Verbrennungsluftzuführung, mit einer unteren Durchtrittsöffnung zum Feuerraum und einer oberen Durchtrittsöffnung zum Wärmetauscher/Rauchrohr angeordnet.

Vorteilhaft sind die Wandungen der Nachverbrennungskammer wärmegedämmt.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die seitlichen Verbrennungsluftzuführungen in der unteren Durchtrittsöffnung zwischen Feuerraum und Nachverbrennungskammer angeordnet. Vorteilhaft ist die untere Durchtrittsöffnung zwischen dem Feuerraum und der Nachverbrennungskammer langlochartig ausgebildet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind in den seitlichen Wandungen der unteren Durchtrittsöffnung zwischen Feuerraum und Nachverbrennungskammer im Abstand zueinander Durchtrittsöffnungen für die Verbrennungsluft angeordnet.

Vorteilhaft ist zwischen der Nachverbrennungskammer und dem Feuerraum ein die untere Durchtrittsöffnung zwischen Nachverbrennungskammer und dem Feuerraum umgebender weiterer Ringkanal zur Zufuhr der Verbrennungsluft zur Nachverbrennungskammer vorgesehen.

Vorteilhaft hat der weitere Ringkanal nahe den Außenwandungen des Feuerraums angeordnete Durchtrittsöffnungen für Verbrennungsluft zum Feuerraum.

Vorteilhaft hat die Steuervorrichtung zur Steuerung der Verbrennungsluft einen Steuerschieber für die dem Feuerraum durch die untere mittlere Luftzuführung zugeführte Verbrennungsluft und eine Steuerklappe für die dem Feuerraum durch den Ringkanal und der Nachverbrennungskammer zugeführte Verbrennungsluft.

Die Steuerklappe ist vorteilhaft zwischen zwei Endstellungen hin- und herschwenkbar, wobei in der einen Endstellung die Luftzufuhr geschlossen ist, in der anderen Endstellung die Luftzufuhr zur Nachverbrennungskammer geschlossen und zum Ringkanal geöffnet ist und in den Zwischenstellungen die Luftzufuhr zum Ringkanal und zur Nachverbrennungskammer entsprechend der Stellung der Steuerklappe geöffnet ist.

Vorzugsweise ist der weitere Ringkanal mit einer Lufteintrittsöffnung zur Zwangsbelüftung verbunden.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 den Ofen im Längsschnitt,

Fig. 2 den Ofen nach Fig. 1 mit Luftführung,

Fig. 3 bis 5 den Ofen nach Fig. 1 in unterschiedlichen Betriebsstellungen mit Luftführungen,

Fig. 6 Steuerklappe zur Steuerung der Luftführung mit Luftführungsdiagramm,

Fig. 7 den Ringkanal in teilweisem Schnitt.

Nach Fig. 1 hat ein Ofen zum Verbrennen fester Brennstoffe einen Feuerraum 1 mit einem Feuerrost 2 zur Aufnahme der Brennstoffe. Der Feuerraum 1 ist vorne und an den Seiten durch durchsichtige Scheiben 3 abgeschlossen, die zu öffnen sind. Die Rückwand des Feuerraumes 1 ist mit einer Thermoauskleidung 4 versehen.

Unterhalb des Feuerrostes 2 ist eine mittlere Luftzuführung 5 für die Verbrennungsluft angeordnet. Darunter befindet sich eine herausziehbare Schublade 6 für einen Aschenkasten.

Oberhalb des Feuerraumes ist eine Nachverbrennungskammer 7 angeordnet, die allseitig durch Wärmedämmplatten 8 wärmegedämmt ist.

Die Nachverbrennungskammer 7 hat eine untere, langlochartige Durchtrittsöffnung 9 zum Feuerraum und eine obere Durchtrittsöffnung 10 zu einem nachgeschalteten Wärmetauscher 11, der Rauchleitplatten 12 zum Umleiten der Rauchgase hat. Vom Wärmetauscher 11 gelangen die Rauchgase zum Rauchrohr 13, das die Rauchgase in einen nicht dargestellten Kamin ableitet.

In Fig. 2 ist der Weg der Rauchgase vom Feuerraum 1 über die Nachverbrennungskammer 7 und Wärmetauscher 11 bis zum Rauchrohr 13 mit dem mit 14 bezeichneten Pfeil dargestellt.

Wie die Fig. 2 weiter zeigt, gibt der Ofen die durch die Verbrennung entstandene Wärme als Strahlung 15 ab. Der Ofen ist weiterhin mit Kacheln 30 verkleidet, die im Abstand zum Ofengehäuse angeordnet sind, so daß die zwischen den Kacheln und dem Ofengehäuse durchtretende, in Fig. 2 mit dem Pfeil 16 bezeichnete erwärmte Luft in den Raum gelangt.

Wie insbesondere die Fig. 1 und 7 zeigen, ist der Feuerrost 2 von einem Ringkanal 17 umgeben, der umlaufend seitliche Durchtrittsöffnungen 18 zur Zufuhr von Verbrennungsluft zum Feuerraum 1 hat. Die seitlichen Durchtrittsöffnungen 18 des Ringkanals 17 sind umlaufend von einer oberen Abdeckung 32 seitlich überragt, die schräg nach unten geneigt verlaufend ausgebildet ist. Die Abdeckung 32 deckt die Öffnungen 18 gegen das Eindringen von Asche, Brennstoffen od. dgl. in den Ringkanal ab. Wie die Fig. 7 weiter zeigt, wird die zugeführte, mit den Pfeil 33 bezeichnete Verbrennungsluft nach unten zum Feuerrost gelenkt, so daß die Verbrennungsluft dem Feuer von unten zugeführt wird.

Unterhalb des Feuerrostes 2 ist ein die mittlere Luftzuführung 5 umgebender Kanal 19 angeordnet, über den dem Ringkanal 17 Verbrennungsluft zugeführt wird, die durch den Feuerrost 2 vorerwärmt wird.

Wie die Fig. 1 zeigt, sind in den seitlichen Wandungen 20 der unteren Durchtrittsöffnung 9 zwischen Feuerraum 1 und Nachverbrennungskammer 2 im Abstand zueinander Durchtrittsöffnungen 21 zur Zufuhr von Verbrennungsluft angeordnet. Die Fig. 1 und 2 zeigen, daß den Durchtrittsöffnungen 21 die Verbrennungsluft durch einen zwischen der Nachverbrennungskammer 7 und dem Feuerraum 1 angeordneten weiteren Ringkanal 22 zugeführt wird. Der weitere Ringkanal 22 erhält die Verbrennungsluft durch einen Zuführkanal 23 an der Rückseite des Ofens.

Wie die Fig. 1 und 2 weiter zeigen, hat der weitere Ringkanal 22 an seiner Unterseite nahe den Außenwandungen des Feuerraumes 1 in den Feuerraum führende, umlaufende Durchtrittsöffnungen 24 für Verbrennungsluft, die so von oben in den Feuerraum eintritt.

Wie die Fig. 1 und 2 weiter zeigen, ist im Zuführkanal 23 eine Lufteintrittsöffnung 25 angeordnet, die als Zwangsbelüftung dient und so Luft zum weiteren Ringkanal 22 zuführt.

Im Ofen ist ein nicht näher dargestellter Steuerschieber 26 angeordnet, mit dem die Zufuhr der Verbrennungsluft zur mittleren Luftzuführung 5 geöffnet oder geschlossen werden kann. Eine Steuerklappe 27 (vergl. Fig. 3 bis 6) steuert die Luftzufuhr zum Ringkanal 17 und zum weiteren Ringkanal 22 und somit zu den Durchtrittsöffnungen 21 zur Nachverbrennkammer 7 und den oberen Durchtrittsöffnungen 24 zum Feuerraum 1.

In der Fig. 3 dargestellten Stellung ist der Ofen zum Verbrennen von Braunkohlebriketts eingestellt. Der Steuerschieber 26 ist geöffnet, so daß die Verbrennungsluft entsprechend dem mit 28 bezeichneten Pfeil durch die Luftzuführung 5 über den Feuerrost 2 in den Feuerraum 1 gelangt.

Die Steuerklappe 27 ist in ihrer einen Endlage, in der die Zufuhr von Verbrennungsluft zu dem Zuführkanal 23 geschlossen ist, so daß die Verbrennungsluft entsprechend dem mit 29 bezeichneten Pfeil über den Ringkanal 17 und dessen seitliche Durchtrittsöffnungen 18 entsprechend den dargestellten Pfeilen in den Feuerraum 1 eintreten kann.

Durch die als Zwangsbelüftung dienende Eintrittsöffnung 25 gelangt weitere Verbrennungsluft zu dem weiteren Ringkanal 22, so daß diese Luft durch die als Düsen wirkenden Durchtrittsöffnungen 21 in der oberen Durchtrittsöffnung 9 in die Nachverbrennungskammer 7 eintreten kann. Durch die Wärmedämmung der Nachverbrennungskammer 7 und die durch die Durchtrittsöffnung 21 zugeführte Verbrennungsluft verbrennen die Rauchgase in der Nachverbrennkammer mit teilweise sichtbarer Flamme bei hoher Temperatur, so daß eine weitgehend vollständige Verbrennung erzielt wird.

Vom weiteren Ringkanal 22 gelangt die zugeführte Verbrennungsluft auch durch die Durchtrittsöffnungen 24 nahe den Außenwänden des Feuerraumes 1 in den Feuerraum. Diese Luft dient im wesentlichen als Spülluft zum Verhindern einer Rußablagerung an den Scheiben 3 und außerdem zur weiteren Sauerstoffversorgung der Flamme.

In der in Fig. 4 dargestellten Stellung ist der Ofen zum Verbrennen von Holz eingestellt. Dabei ist der Steuerschieber 26 geschlossen, so daß keine Verbrennungsluft durch die Luftzuführung 5 in den Feuerraum 1 gelangt. Die Steuerklappe 27 ist in einer mittleren Stellung, so daß einmal über den Ringkanal 17 von den Seiten her Verbrennungsluft in den Feuerraum 1 gelangt. Weiterhin gelangt Verbrennungsluft über den Zuführkanal 23 in den weiteren Ringkanal 22 und von dort wie oben beschrieben in die Nachverbrennungskammer 7 und von oben in den Feuerraum 1.

In der in Fig. 5 dargestellten Stellung ist der Ofen außer Betrieb. Der Steuerschieber 26 und Steuerklappe 27 sind geschlossen, so daß nur über die als Zwangsbelüftung dienende Lufteintrittsöffnung 25 Luft in die Nachbrennkammer 7 und Spülluft von oben in den Feuerraum 1 gelangt, wie dies die Pfeile darstellen.

In Fig. 6 ist die Steuerklappe 27 in unterschiedlichen Stellungen dargestellt. In dem darunter befindlichen Diagramm sind die Luftvolumenströme in Abhängigkeit von dem Winkel α der Steuerklappe 27 dargestellt.

Ist die Steuerklappe 27 in der linken dargestellten Stellung, so ist die Luftzufuhr zum Ofen gesperrt, so daß lediglich über die als Zwangsentlüftung dienende Lufteintrittsöffnung 25 Luft in den Ofen gelangt.

In der mittleren Stellung der Steuerklappe 27 gelangt sowohl Verbrennungsluft zu dem unteren Ringkanal 17 (mit P bezeichnete Kurve im Diagramm) als auch Verbrennungsluft zur Nachverbrennungskammer 7 (mit S im Diagramm bezeichnete Kurve). In der rechten Endlage der Steuerklappe 27 ist die Luftzufuhr zum unteren Ringkanal 17 voll geöffnet, (Kurve P) während die Luftzufuhr zum oberen Ringkanal 22 und damit der Nachverbrennkammer 7 geschlossen ist (Kurve S).

Die Anordnung des unteren Ringkanals 17 umlaufend um den Feuerrost 2 führt mit seiner seitlichen Luftzuführung zu einer ruhigen und in der Mitte des Feuerraumes 1 gehaltenen Flamme. Die in der Durchtrittsöffnung 9 zur Nachverbrennungskammer 7 angeordneten Durchtrittsöffnungen 21 wirken ähnlich wie die Düsen bei einem Gasbrenner, so daß die durch die Durchtrittsöffnung in die Nachverbrennungskammer gelangenden Rauchgase mit teilweise sichtbarer Flamme verbrennen. Insgesamt ergibt sich so ein hoher Wirkungsgrad bei niedriger Belastung der Umwelt durch die Rauchgase. Die über den oberen Ringkanal 22 in den Feuerraum 1 oben eintretende, im Ringkanal 22 vorerwärmte Luft verhindert weitgehend ein Verrußen der Scheiben 3.

Claims (14)

1. Ofen zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere Kaminofen, mit einem in einem Feuerraum angeordneten Feuerrost zur Aufnahme der Brennstoffe, einer unterhalb des Feuerrostes angeordneten mittleren Luftzuführung für Verbrennungsluft, einer oben im Feuerraum vorgesehenen Nachverbrennungszone mit seitlichen Verbrennungsluftzuführungen, einem sich an den Feuerraum anschließenden Wärmetauscher zur Abkühlung der einem Rauchrohr zugeführten Rauchgase und einer Steuervorrichtung zur Steuerung der Zufuhr der Verbrennungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuerrost (2) umlaufend von einem Ringkanal (17) umgeben ist, der umlaufend seitliche Durchtrittsöffnungen (18) zur Zufuhr von Verbrennungsluft zum Feuerraum (1) hat.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Durchtrittsöffnungen (18) umlaufend von einer oberen Abdeckung (32) seitlich überragt sind.

3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (32) schräg nach unten geneigt verlaufend ausgebildet ist.

4. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Feuerrostes (2) ein die mittlere Luftzuführung (5) umgebender Kanal (19) zur Zufuhr der Verbrennungsluft zum Ringkanal (17) angeordnet ist.

5. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Feuerraumes (1) eine Nachverbrennungskammer (7) mit seitlicher Verbrennungsluftzuführung mit einer unteren Durchtrittsöffnung (9) zum Feuerraum und einer oberen Durchtrittsöffnung (10) zum Wärmetauscher (11)/Rauchrohr (13) angeordnet ist.

6. Ofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Nachverbrennungskammer (7) wärmegedämmt sind.

7. Ofen nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Verbrennungsluftzuführungen in der unteren Durchtrittsöffnung (9) zwischen Feuerraum (1) und Nachverbrennungskammer (7) angeordnet sind.

8. Ofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Durchtrittsöffnung (9) zwischen Feuerraum (1) und Nachverbrennungskammer (7) langlochartig ausgebildet ist.

9. Ofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den seitlichen Wandungen der unteren Durchtrittsöffnungen (9) zwischen Feuerraum (1) und Nachverbrennungskammer (7) im Abstand zueinander Durchtrittsöffnungen (21) für die Verbrennungsluft angeordnet sind.

10. Ofen nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Nachverbrennungskammer (7) und dem Feuerraum (1) ein die untere Durchtrittsöffnung (9) zwischen Nachverbrennungskammer und Feuerraum umgebender weiterer Ringkanal (22) zur Zufuhr der Verbrennungsluft zur Nachverbrennungskammer vorgesehen ist.

11. Ofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Ringkanal (22) nahe den Außenwandungen des Feuerraumes (1) angeordnete Durchtrittsöffnungen (24) für Verbrennungsluft zum Feuerraum hat.

12. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung zur Steuerung der Verbrennungsluft einen Steuerschieber (26) für die dem Feuerraum (1) durch die untere mittlere Luftzuführung (5) zugeführte Verbrennungsluft und eine Steuerklappe (27) für die dem Feuerraum (1) durch den Ringkanal (17) und der Nachverbrennungskammer (7) zugeführte Verbrennungsluft hat.

13. Ofen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerklappe (27) zwischen zwei Endstellungen hin- und herschwenkbar ist, wobei in der einen Endstellung die Luftzufuhr geschlossen ist, in der anderen Endstellung die Luftzufuhr zur Nachverbrennungskammer (7) geschlossen und zum Ringkanal (17) geöffnet ist und in den Zwischenstellungen die Luftzufuhr zum Ringkanal und zur Nachverbrennungskammer entsprechend der Stellung der Steuerklappe geöffnet ist.

14. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Ringkanal (22) mit einer Lufteintrittsöffnung (25) zur Zwangsbelüftung verbunden ist.