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Die
Erfindung betrifft eine Verteilungsvorrichtung für Sekundärluft in einer Heizeinrichtung,
wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist.
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Es
sind bereits verschiedene Öfen
bekannt, die zur Steuerung des Verbrennungsablaufes unterschiedlich
ausgebildet sind bzw. unterschiedliche Zugregelvorrichtungen aufweisen.
Bekannte Öfen
sind im Bereich des Rostes bzw. der Feuerraumtüren mit Einlaßöffnungen
ausgestattet, deren Querschnitt durch Verstellung von Einstellorganen
an unterschiedliche Betriebszustände
des Heizgerätes
bzw. der Heizeinrichtung angepaßt
werden können.
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Bei
den sogenannten Kaminöfen
der moderneren Bauart, z.B. gemäß der
DE 40 03 779 A1 und der
DE 40 03 835 A1 ,
die aus einem Stahlblechmantel für
den Brennraum und einem diesen vorgeordneten Konvektionsmantel bestehen
und mit großen Feuerraumtüren mit
Klarsichtscheiben ausgestattet sind, hat sich immer wieder das Problem
ergeben, daß die
in den Feuerraumtüren
angeordneten Klarsichtscheiben nach relativ kurzer Betriebsdauer
angelaufen sind bzw. Außteile
und Verbrennungsrückstände in diese
Klarsichtscheiben eingebrannt wurden. Aus diesem Grund wurden bei
diesen Öfen
auch bereits Verteilungsvorrichtungen für die Sekundärluft angeordnet,
bei der eine Luftzufuhr im Bereich der oberen Enden der Feuerraumtüren erfolgt,
sodaß die zugeführte frische
Verbrennungsluft, die üblicherweise
erheblich kälter
ist als die im Verbrennungsraum enthaltenen brennbaren Gase und
die Rauchgase als Luftvorhang über
die Innenseite der Klarsichtscheiben der Feuerraumtüren nach
unten fallen. Die derart zugeführte
Luft diente dann als Sekundärluft für die Verbrennung.
Nachteilig war insbesondere beim Anheizvorgang die Störung des
Brennablaufes durch diese kalte Frischluft.
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Weiters
wurde unter anderem auch bereits vorgeschlagen, eine kombinierte
Primär-
und Sekundärluftregelvorrichtung
im Bereich der Aschenlade vorzusehen – gemäß
DE 39 03 739 A1 –, wobei
je nach Stellung der Regelvorrichtung ein Teil der zugeführten Frischluft über Verteilungskanäle in den
Bereich oberhalb der Feuerraumtüren
verbracht wurde, um von dort nach unten in den Brennraum einzufallen.
An sich haben sich derartige Zuluftsysteme bewährt, eine gleichmäßige Verteilung
der Zuluft, insbesondere der Sekundärluft im Bereich der Rostplatte bei
Heizeinrichtungen, die in Draufsicht einen kreisförmigen,
mehreckigen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen, war jedoch
nicht immer sichergestellt, vor allem bei stark unterschiedlichen
Seitenlängen
der Seitenwände.
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Die
DE 42 01 738 A1 beschreibt
eine Heizeinrichtung, in der die Luftleitvorrichtung für die Verteilung
der Sekundärluft
im Brennraum im Bereich der Unterkante des Türausschnittes der Heizeinrichtung
angeordnet ist, wobei diese Leitvorrichtung eine Trennwand aufweist,
die einen Luftleitkanal zwischen der Innenseite der Tür und der
Trennwand bildet. Desweiteren ist aus dieser DE-A1 bekannt, daß diese Trennwand
einen Durchbruch aufweisen kann, der eine Verbindung zwischen dem
zwischen der Trennwand und der Innenseite der Tür gebildeten Luftleitkanal
und einem auf der dem Brennraum zugewandten Innenseite der Trennwand
angeordneten Luftleitkanal herstellt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung
zu schaffen, bei der ein günstiger
Verbrennungsvorgang und somit eine gute Wirtschaftlichkeit erreicht
werden kann und bei der darüber
hinaus der Schadstoffausstoß verringert
werden kann.
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Diese
Aufgabe der Erfindung wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Vorteilhaft
ist bei dieser Lösung,
daß ein
direktes Einströmen einer
als Luftvorhang längs
einer Sichtscheibe einer Türanordnung
in den Brennraum geführten Sekundärluft in
die Feuerstelle durch die Verteilungsvorrichtung verhindert wird.
Durch die Verteilungsvorrichtung wird ein Aufteilen des Sekundärluftstromes, die
Feuerstelle allseitig umfassend gewährleistet, wobei eine Strömungsrichtung
erzielt wird, bei der die Sekundärluft
in den Bereich der Flammenspitzen geführt wird. Dies verhindert eine
Abkühlung
direkt an der Feuerstelle und ermöglicht gleichzeitig eine Zufuhr
von Sauerstoff in den Gasungsbereich der Flamme, wodurch eine Nachverbrennung
der brennbaren Anteile der Rauchgase erreicht wird. Dadurch wird eine
Erhöhung
des Wirkungsgrades der Heizeinrichtung und eine Verringerung des
Schadstoffausstoßes bewirkt.
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Möglich ist
dabei auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 2, wodurch eine Querschnittsausbildung
für den
Luftverteilkanal in Abhängigkeit
des Strömungsvolumens
der Sekundärluft
erreicht wird.
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Nach
einer Weiterbildung gemäß Patentanspruch
3 wird ein Anteil der Sekundärluft
der Feuerstelle zusätzlich
zu einer Primärluft
zugeführt.
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Bei
der Ausbildung gemäß Patentanspruch
4 tritt eine Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit der
Sekundärluft
vor dem Erreichen des Brennraums auf, wodurch Wirbelbildungen, sogenannte
Zykloneffekte bei der Mischung der Sekundärluft mit den Rauchgasen vermieden
werden.
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Gemäß den Patentansprüchen 5 bis
7 wird eine Abschirmung der Feuerstelle vor Eintreten der Sekundärluft erreicht,
die insbesondere bei Anheizvorgang, bei welchem vorwiegend Primärluft erforderlich
ist, bessere Zündbedingungen
schafft. Außerdem
wird eine Richtwirkung erzielt, mit der der mittels der Sekundärluft zugeführte Sauerstoff
an der Flammenoberfläche
zur Wirkung kommt, sodaß eine
Ausbreitung der Rauchgase vor dem Nachverbrennungsvorgang vermieden
wird.
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Möglich ist
auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 8, wodurch die Verteilungsvorrichtung, insbesondere
auch bei eine größere Höhe aufweisenden
Brennräumen
vorteilhaft angewendet werden kann.
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Von
Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 9, wodurch
eine Rückstauwirkung
vom Lultleitkanal ausgeht, welche die gleichmäßige Verteilung der Sekundärluft im
Luttverteilkanal bewirkt.
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Gemäß den vorteilhaften
Ausbildungen, entsprechend Patentansprüchen 10 bis 12, wird eine den
räumlichen
Gegebenheiten des Brennraums angepaßte Verteilungsvorrichtung
erreicht.
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Möglich ist
aber auch eine Ausbildung gemäß den Patentansprüchen 13
und 14, wodurch Bauelemente eingespart werden und daher sehr kostengünstige Verteilungsvorrichtungen
für die
Sekundärluft
erreicht werden.
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Gemäß Patentanspruch
15 wird eine exakte Positionierung und Halterung der Verteilungsvorrichtung
erreicht.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung wird diese anhand der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine Heizeinrichtung mit
der erfindungsgemäßen Verteilungsvorrichtung
in perspektivischer, schematischer Darstellung;
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2 einen Brennraum der Heizeinrichtung mit
der Verteilungsvorrichtung in Seitenansicht, geschnitten;
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3 die Verteilungsvorrichtung
in Stirnansicht;
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4 die Verteilungsvorrichtung
in Draufsicht;
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5 eine andere Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Verteilungsvorrichtung
in Seitenansicht, geschnitten;
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6 die Verteilungsvorrichtung
in Draufsicht;
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7 die Verteilungsvorrichtung
in Stirnansicht;
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8 eine weitere Ausbildung
einer erfindungsgemäßen Verteilungsvorrichtung
in Seitenansicht, geschnitten;
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9 die Verteilungsvorrichtung
in Draufsicht, geschnitten, gemäß den Linien
IX-IX in 8
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In 1 ist eine Heizeinrichtung 1,
insbesondere für
feste Brennstoffe, gezeigt. Diese weist einen Brennraum 2,
ein Back- und/oder Warmhaltefach 3 im Anschluß an den
Brennraum 2 und eine die Heizeinrichtung 1 in
vertikaler Richtung begrenzende Deckplatte 4 auf. Zwischen
dem Brennraum 2 und einer Bodenplatte 5 ist ein
Stauraum 6 für
Brennmaterial 7 angeordnet, in dem einer Rostplatte 8 für eine Feuerstelle 9 des
Brennraumes 2 ein Aschekasten 10 zugeordnet ist.
Der Brennraum 2 ist durch einen den Brennraum 2 bildenden
Innenmantel 11, insbesondere mehreckig ausgebildet und
weist eine durch eine Türanordnung 12 verschließbare Bedienöffnung 13 auf.
Der Innenmantel 11 wird in einer Distanz von einem durch
Verkleidungselemente 14 gebildeten Außenmantel 15 umfaßt. Im Brennraum 2 sind
dem Innenmantel 11 in Richtung der Feuerstelle 9 plattenförmige, hitzebeständige Verkleidungselemente 16, insbesondere
Schamotteplatten 17, vorgeordnet. Der Brennraum 2 wird
in Richtung des Back- und/oder Warmhaltefaches 3 durch
eine Deckplatte 18 mit einer in dieser angeordneten Zuluftregelvorrichtung 19, welche
einer Oberkante 20 eines die Bedienöffnung 13 bildenden
Türausschnittes 21 zugeordnet
ist, begrenzt. Die Zuluftregelvorrichtung 19 ist im Bereich zwischen
der Deckplatte 18 und einer eine Stellfläche 22 für das Back-
und/oder Warmhaltefach 3 bildenden Verkleidungsplatte 23,
insbesondere einer aus keramischen Werkstoff gebildeten Kachel 24,
angeordnet. Die Verkleidungselemente 14 sind in vertikaler
Richtung der Heizeinrichtung 1 mehrstückig ausgebildet und zwischen
der Bodenplatte 5 und der Deckplatte 4 distanziert
und in parallel dazu verlaufend angeordneten Montageprofilen 25 gehalten, welche
eine Seiten- und/oder Höhenführung 26 für die Verkleidungselemente 14 in
einer einen Konvektionsraum 27 bildenden Distanz 28 zum
Innenmantel 11 festlegt. Im Brennraum 2 ist auf
der Rostplatte 8 im Bereich einer unteren Kante 29 und
der Türanordnung 12 zugeordnet
und in vertikaler Richtung die Kante 29 überragend
eine Verteilungsvorrichtung 30 angeordnet, die einen Luftleitkanal 31 für eine über die
Zuluftregelvorrichtung 19 in den Brennraum 2 zugeführte Sekundärluft – Pfeil 32 – ausbildet.
Gleichzeitig bildet die Verteilungsvorrichtung 30 einen Spritzschutz
für eine
in einem Türrahmen
angeordnete Glasscheibe 33.
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Wie
nun besser in der 2 bis 4 zu ersehen, strömt die dem
Brennraum 2 über
die Zuluftregelvorrichtung 19 zugeführte Sekundärluft – Pfeil 32 – als Luftvorhang
infolge des gegenüber
den Rauchgasen – Pfeil 34 – geringeren
Gewichts einen Luftvorhang bildend, längs der Türanordnung 12 bzw.
Glasscheibe 33 in Richtung der Rostplatte B.
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Dies
bewirkt ein Freihalten der Glasscheibe 33 vor Verunreinigungen,
wie z.B. Ruß – Flugasche etc.
Die Sekundärluft – Pfeil 32 – strömt dabei
bis in den Bereich einer Leitfläche 35 der
Verteilungsvorrichtung 30, die im Bereich der Türanordnung 12 und der
Rostplatte 8 einen Luftverteilkanal 36 bildet.
Bedingt durch die inzwischen eingetretene Erwärmung, welche sich im Bereich
der Verteilungsvorrichtung 30, insbesondere durch die Abgabe
einer Strahlungswärme
der der Feuerstelle 9 unmittelbar ausgesetzten Konstruktionsteile
der Verteilungsvorrichtung 30 verstärkt hervorgerufen wird, erfolgt
eine Umlenkung der Sekundärluft – Pfeil 32 – in etwa
in diagonaler Richtung, d.h. in etwa in Richtung der Deckplatte 18 und
des der Bedienöffnung 13 entgegengesetzt angeordneten
Verkleidungselements 16. Die Strömungsrichtung wird dabei durch
die räumliche
Anordnung des Luftleitkanals 31 erreicht. Der Luftleitkanal 31 wird
dabei zwischen einer die Leitfläche 35 ausbildenden
Trennwand 37 und einer den Luftleitkanal 31 in
Richtung der Feuerstelle 9 begrenzenden Bodenleitplatte 38 ausgebildet,
welche eine Leitfläche 39 aufweist,
welche in einem Winkel 40 von in etwa 45° bis 75°, bevorzugt
60°, zur
Rostplatte 8 angeordnet ist.
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Durch
den Winkel 40 der Bodenleitplatte 38 und der in
etwa parallelen Ausrichtung der Bodenleitplatte 38 und
der Trennwand 37 wird erreicht, daß die Sekundärluft – Pfeil 32 – nicht
direkt der Feuerstelle 9, sondern vielmehr gerichtet in
den Bereich der Rauchgasentstehung, d.h. also in etwa in den Bereich
der mittleren Flammenzone, geleitet wird und dort den Rauchgasen – Pfeil 34 – Sauerstoff
zuführt, wodurch
in diesem Bereich eine Nachverbrennung der in den Rauchgasen – Pfeil 34 – enthaltenen brennbaren
Gasanteile erfolgt, bevor diese in einen in der Deckplatte 18 angeordneten
Rauchauslaß 41 gelangen.
Damit wird der Wirkungsgrad der Heizeinrichtung durch die vollständige Nutzung
der brennbaren Anteile erhöht
und der Ausstoß an
Schadstoffen in die Umgebung vermindert.
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Eine
Breite 42 der Verteilungsvorrichtung 30 ist gleich
oder kleiner einer inneren Weite 43 des Brennraums 2.
Des weiteren sind Seitenwänden 44 zugewandte
Seitenkante 45 der Bodenleitplatte 38 in Richtung
der Deckplatte 18 konisch zueinander verlaufend ausgebildet,
wodurch ein Anteil der Sekundärluft – Pfeil 32 – die Feuerstelle 9 seitlich
in Richtung einer Rückwand 46 umströmt. Des
weiteren weist die Rückwand 46 bzw.
die Verkleidungselemente 16 der Rückwand 46 in Richtung
des Brennraumes 2 vorspringende leistenförmige, senkrecht zur
Rostplatte 8 erstreckende Fortsätze 47 auf, durch welche
ein dichtes Anliegen des Brennmaterials 7 an einer Oberfläche 48 des
Verkleidungselements 16 verhindert wird, wodurch auch in
diesem Bereich ein Zutritt von Verbrennungsluft erfolgen kann und
damit das Ergebnis der Verbrennung verbessert wird.
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Eine
Oberkante 49 der Trennwand 37 weist eine senkrecht
auf die Rostplatte 8 gemessene Höhe 50 von in etwa
6 cm bis 12 cm, bevorzugt 8 cm, auf. Eine Oberkante 51 der
Bodenleitplatte 38 weist eine senkrecht auf die Rostplatte 8 gemessene
Höhe 52 von
in etwa 4 cm bis 6 cm, bevorzugt 5 cm auf. Eine Unterkante 53 der
Trennwand 37 verläuft
dabei in etwa in einer Ebene der Oberkante 51 der Bodenleitplatte 38.
Dies ergibt in Verbindung mit dem Winkel 40, nach dem Durchströmen des
Luftleitkanals 31 eine Strömungsrichtung der Sekundärluft – Pfeil 32 -, durch
welche diese als gerichtete Luftströmung in den mittleren Bereich
der Flammenzone, also in die Mischzone der Flamme strömt und dieser
Sauerstoff zuführt.
Durch diese Sauerstoffzufuhr kommt es in dem Bereich der Mischzone
zu einer Nachverbrennung der brennbaren Anteile und damit zu der
bereits beschriebenen Erhöhung
des Wirkungsgrades der Heizeinrichtung 1 und zu einer Verminderung
der anfallenden Schadstoffe.
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In
den 5 bis 7 ist eine andere Ausbildung der
Verteilungsvorrichtung 30 für die Heizeinrichtung 1 gezeigt.
Diese weist die Trennwand 37 und die Bodenleitplatte 38 auf,
welche die Leitflächen 35, 39 für die Sekundärluft ausbilden.
Die dem Türausschnitt 21 bzw.
der Glasscheibe 33 zugewandte Leitfläche 35 ist in Richtung
der Glasscheibe 33 konkav gewölbt und weist in Richtung der
Kante 29 des Türausschnitts 21 einen
Durchbruch 54 auf, durch welchen die längs der Glasscheibe 33 als
Luftvorhang strömende
Sekundärluft – Pfeil 32 – in den
Luftleitkanal 31 gelangt. Die den Luftleitkanal 31 in
Richtung der Feuerstelle 9 begrenzende Bodenleitplatte 38 ist
gegenüber
der Rostplatte 8 in dem Winkel 40 geneigt und
in Richtung des Brennraumes 2 ansteigend ausgebildet. Ein
Endbereich 55 der Bodenleitplatte 38 ist in Richtung
der Deckplatte 18 umgeformt, wodurch im Bereich eines Ausströmquerschnittes 56 eine
Verjüngung
des Luftleitkanals 31 und damit eine Beschleunigung der
Strömungsgeschwindigkeit
der Sekundärluft – Pfeil 32 – eintritt.
In Richtung der Seitenwände 44 sind
in etwa in einem Winkel von 90° zu
der Rostplatte 8 verlaufende Stützelemente 57 angeordnet, über welche
die Trennwand 37 und die Bodenleitplatte 38 verbunden
sind. Bevorzugt ist die Verteilungsvorrichtung 30 aus einem
einstückigen
Gußteil ge bildet
und weist der Rostplatte 8 zugewandt Distanzelemente 58 zur
Positonierung und Halterung im Brennraum 2 auf.
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In
den 8 und 9 ist eine weitere Ausführung der
Verteilungsvorrichtung 30 für eine Heizeinrichtung 1 gezeigt.
Diese besteht aus einem einstückigen,
U-förmigen,
insbesondere Gußteil,
der die Trennwand 37 und die Bodenleitplatte 38 aufweist und
die Feuerstelle 9 längs
einer Stirnwand 59 und den Seitenwänden 44 umfaßt. Wie
weiters in strichlierten Linien gezeigt, ist es auch möglich, die
Verteilungsvorrichtung 30 ringförmig um die Feuerstelle 9 herumführend auszubilden.
Durch diese Ausbildungen ist es daher möglich, die Sekundärluft – Pfeil 32 – sowohl
aus der Richtung der Stirnwand 59 wie den Seitenwänden 44,
aber auch aus Richtung der Rückwand
46 dem Brennraum 2 zuzuführen. Durch die Ausbildung
der Leitflächen 35, 39 wird
dabei die Sekundärluft – Pfeil 32 – der Gasungszone
zugeleitet, wodurch ein direktes Einströmen zur Feuerstelle 9 und
damit eine Abkühlung
dieser verhindert wird und vielmehr die Sekundärluft – Pfeil 32 – welche
den Luftvorhang, wie bereits beschrieben, vor der Glasscheibe 33 bildet,
den Rauchgasen, die Feuerstelle 9 umfassend, zur Nachverbrennung
zuzuführen.
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Möglich ist
auch eine Ausbildung, bei der die längs den Seitenwänden 44 und
gegebenenfalls der Rückwand 46 verlaufenden
Bereiche der Verteilungsvorrichtung 30 als, von dem längs der
Stirnwand 59 verlaufenden Bereich getrennte Kanalelemente 60 ausgebildet
sind, wobei die Versorgung mit der Sekundärluft über Anschlußbereiche 61 mit der längs der
Stirnwand 59 verlaufenden Verteilungsvorrichtung 30 erfolgt.
Diese Kanalelemente 60 können an sich rohrförmig ausgebildet
sein, welche auf ihrer Oberfläche,
insbesondere in Richtung der Deckplatte 4 gerichtete Bohrungen 62 aufweisen.
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In
einer einfachen Ausführung
kann die Verteilungsvorrichtung 30 duch leistenförmige, die
Feuerstelle bereichsweise umfassende Elemente gebildet sein, welche
Bohrungen in Richtung der Feuerstelle aufweisen. Diese Bohrungen
sind bei allen Varianten möglich,
wodurch die Verteilungsvorrichtung 30 auch für Heizeinrichtungen 1 geeignet
sind, die keinen Rost für
die Primärluftzufuhr
von unten in die Feuerstelle 9 aufweisen.
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Erwähnt sei
noch, daß zur
besseren Darstellung der Verteilungsvorrichtung die Abbildungen
teilweise schematisch und Teile zueinander unproportional dargestellt
sind.
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Abschließend sei
noch darauf hingewiesen, daß auch
einzelne Merkmale der in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten
Merkmalskombinationen jeweils für
sich eigenständige
Lösungen
bilden.
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Vor
allem können
die einzelnen in den 1, 2, 3, 4; 5; 6, 7; 8, 9 gezeigten Ausführungen, den Gegenstand von
eigenständigen
Lösungen
bilden.
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- 1
- Heizeinrichtung
- 2
- Brennraum
- 3
- Back-
und/oder Warmhaltefach
- 4
- Deckplatte
- 5
- Bodenplatte
- 6
- Stauraum
- 7
- Brennmaterial
- 8
- Rostplatte
- 9
- Feuerstelle
- 10
- Aschekasten
- 11
- Innenmantel
- 12
- Türanordnung
- 13
- Bedienöffnung
- 14
- Verkleidungselement
- 15
- Außenmantel
- 16
- Verkleidungselement
- 17
- Schamotteplatte
- 18
- Deckplatte
- 19
- Zuluftregelvorrichtung
- 20
- Oberkante
- 21
- Türausschnitt
- 22
- Stellfläche
- 23
- Verkleidungsplatte
- 24
- Kachel
- 25
- Montageprofil
- 26
- Seiten-
und/oder Höhenführung
- 27
- Konvektionsraum
- 28
- Distanz
- 29
- Kante
- 30
- Verteilungsvorrichtung
- 31
- Luftleitkanal
- 32
- Pfeil
- 33
- Glasscheibe
- 34
- Pfeil
- 35
- Leitfläche
- 36
- Luftverteilkanal
- 37
- Trennwand
- 38
- Bodenleitplatte
- 39
- Leitfläche
- 40
- Winkel
- 41
- Rauchauslaß
- 42
- Breite
- 43
- Weite
- 44
- Seitenwand
- 45
- Seitenkant
- 46
- Rückwand
- 47
- Fortsatz
- 48
- Oberfläche
- 49
- Oberkante
- 50
- Höhe
- 51
- Oberkante
- 52
- Höhe
- 53
- Unterkante
- 54
- Durchbruch
- 55
- Endbereich
- 56
- Ausströmquerschnitt
- 57
- Stützelement
- 58
- Distanzelement
- 59
- Stirnwand
- 60
- Kanalelement
- 61
- Anschlußbereich
- 62
- Bohrung