DE4409154A1 - Heizeinrichtung, insbesondere für feste Brennstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung beschreibt eine Heizeinrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 gekennzeichnet ist.

Heizeinrichtungen, insbesondere für Festbrennstoffe, wie Holz, Kohle, Pellets, Holz­ schnitzeln oder dgl. bzw. mit Gas oder Öl betrieben werden können, sind vor allem in den Vereinigten Staaten von Amerika seit vielen Jahren bekannt. Derartige Öfen beste­ hen aus einem Heizeinsatz, der einen meist mit Schamottsteinen ausgekleideten Brenn­ raum aufweist. In einem Abstand darüber kann ein Vorratsbehälter für diese Festbrenn­ stoffe angeordnet sein. Ansonsten ist ein Gas oder Ölbrenner oder ein Rost angeord­ net. Zur Erzeugung einer entsprechenden Zugwirkung kann in diesen Öfen eine Absaugvorrichtung für die Rauchgase vorgesehen sein. Damit ist eine freizügige Wahl der Rauchgasführung innerhalb der Heizeinrichtung möglich. Um auf möglichst geringen Flächen innerhalb der Heizeinrichtung einen ausreichenden Wärmeübergang zwischen der zu erwärmenden Raumluft und eine entsprechend gleichmäßige Verteilung der er­ wärmten Luft in dem Raum zu ermöglichen, ist bei verschiedenen Heizeinrichtungen auch ein Lüfter zum Transport der Konvektionsluft bzw. Umgebungsluft durch die Heizeinrichtung hindurch vorgesehen sein. Die Versorgung des Brennraumes mit den Festbrennstoffen kann manuell oder automatisch erfolgen z. B. über eine Fördervorrich­ tung, die meist eine Förderschnecke umfaßt, welche die über Schwerkraft zugeführten Festbrennstoffe aus dem Vorratsbehälter entnimmt und über einen Fallschacht in den Brennraum zuführt.

Die Zündung und Zufuhr der Festbrennstoffe kann automatisch erfolgen, so daß in Ver­ bindung mit einem Raumthermostat und einer entsprechenden Steuervorrichtung auch ein selbsttätiges Beheizen von Räumen mit automatischer Steuerung möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad einer derartigen Heizeinrichtung zu verbessern.

Die Aufgabe dieser Erfindung wird durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Paten­ tanspruches 1 gelöst. Dadurch wird in vorteilhafter und überraschend einfacher Weise erreicht, daß aufgrund der Anordnung eines von den Rauchgasen durchströmten Wärmetauschers ein gegenüber den bekannten Heizeinrichtungen wesentlich verbesser­ ter Wirkungsgrad erreicht werden kann, da ein Vielfaches an Wärmeübergangsfläche zwischen Rauchgasen und der Umgebungsluft geschaffen wird, als dies bei bekannten Heizeinrichtungen der Fall ist. Dazu kommt, daß durch die Ausstattung der Heizeinrich­ tung mit derart großen Wärmetauscherflächen ein die Thermosyfonwirkung bzw. das Entlangströmen der Umgebungsluft durch die Erwärmung der Umgebungsluft und da­ mit der Verringerung des spezifischen Gewichtes bewirkt werden kann und damit eine Erwärmung der Umgebungsluft ohne die Verwendung einer zusätzlichen Lüftervorrich­ tung bzw. eines Gebläses möglich ist. Dadurch kann die Antriebsenergie für eine derar­ tige zusätzliche Lüftervorrichtung oder dgl. eingespart werden, wodurch der Wirkungs­ grad des Ofens verbessert wird. Zusätzlich wird dadurch eine Zugluftbildung durch die Heizeinrichtung, vor allem in Wohnräumen verhindert und ist damit auch die durch Zwangsumwälzung meist erhöhte Staubzirkulation in den Wohnräumen verhindert, wo­ durch in überraschender Weise auch ein biologisches Raumklima, trotz des Einsatzes der Heizeinrichtung erzielt werden kann.

Von Vorteil ist weiters eine Ausbildung nach Patentanspruch 2, da dadurch bei der Heizeinrichtung im Bereich ihrer beiden Seitenwände aufgrund der Größe des Wärmetauschers die Abstrahlenergie bzw. die zum Wärmeübergang bereitgestellte Energie feinfühlig geregelt werden kann.

Durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 3 kann eine gleichmäßige Wärmevertei­ lung und Abstrahlung der Heizeinrichtung nach beiden Richtungen sichergestellt wer­ den, wodurch eine gute Ausnutzung der durch den Abbrand der Festbrennstoffe erziel­ ten Wärmeenergie erreicht wird.

Vorteilhaft ist auch die Ausbildung nach Patentanspruch 4, da dadurch gleiche Zugver­ hältnisse in den beiden Wärmetauschern erreicht werden und eine gleichmäßige Auftei­ lung der Rauchgase und dadurch eine optimale Ausnutzung der diesen innewohnenden Wärmeenergie erzielt wird.

Die Ausgestaltung nach Patentanspruch 5 ermöglicht dagegen die Ausnutzung sämtli­ cher Umfangsflächen des Heizeinsatzes mit Ausnahme der dem Bediener zugewandten Stirnseite zur Abgabe von Wärmeenergie.

Eine gezielte Regelung der Strömungsgeschwindigkeit der Rauchgase und ein gezielter Wärmeenergieentzug wird durch die Ausführungsvariante nach Patentanspruch 6 er­ reicht.

Eine hohe Sicherheit gegen Verbrennungen ist durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 7 erzielbar.

Durch die weitere Ausgestaltung nach Patentanspruch 8 kann eine maximale Oberflä­ che zum Wärmeübergang zwischen den Rauchgasen und der Umgebungsluft erzielt werden.

Vorteilhaft ist auch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 9, da dadurch die in den Rauchgasen noch enthaltenen Schwebstoffe vor dem Eintritt in die Abströmkanäle sich absetzen können.

Wird dagegen eine Ausbildung nach Patentanspruch 10 verwendet, so haben sich bis in den oberen Endbereich des Brennraumes die eventuell in den Flammen enthaltenen Schwebstoffe bereits abgesetzt.

Eine bestmögliche Ausnützung und gleichmäßige Wärmeabstrahlung über die Wärmetauscher kann durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 11 erzielt werden, da dann in Abhängigkeit von den Temperaturen des Rauchgases im Entnahmebereich die Strömungsgeschwindigkeiten der Rauchgase in den einzelnen Wärmetauschern über die einzelnen Absaugvorrichtungen unabhängig voneinander geregelt werden kön­ nen, so daß eine optimale Energiebilanz erzielt werden kann.

Wird eine Ausführungsvariante nach Patentanspruch 12 gewählt, so kann die Luftmen­ ge der Umgebungsluft, die an der Außenseite des Wärmetauschers entlangstreicht, ein­ fach vorbestimmt werden.

Eine größere Fläche für den Wärmeübergang kann durch die Ausbildung nach Patentanspruch 13 erzielt werden.

Durch die Wahl des Unterdruckes der in der Absaugvorrichtung aufgebaut wird, kann auch die Strömungsgeschwindigkeit der Rauchgase, wie es im Patentanspruch 14 gekennzeichnet ist, vorteilhaft eingestellt werden.

Ein einfacher Aufbau der Wärmetauscher wird durch die weiteren Ausgestaltungen ge­ mäß den Patentansprüchen 15 bis 20 erzielt, da entsprechend der jeweiligen Heizlei­ stung der Heizeinrichtung unterschiedliche Durchmesser für die Rohrleitungen ge­ wählt und diese aus endlos vorgefertigten Bauteilen in der gewünschten, für die Ab­ kühlung der Rauchgase benötigten Länge einfach hergestellt werden können. Dazu können herkömmliche Maschinen zur Herstellung derartiger Rohrmäander, beispiels­ weise für Elektroheizkörper oder dgl., verwendet werden.

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung in Stirnansicht, geschnitten, gemäß den Linien II-II in Fig. 2;

Fig. 2 die erfindungsgemäße Heizeinrichtung in Seitenansicht, geschnitten, gemäß den Linien III-III in Fig. 1;

Fig. 3 die erfindungsgemäße Heizeinrichtung nach Fig. 1 und 2 in Seitenansicht, geschnitten, gemäß den Linien III-III in Fig. 1;

Fig. 4 die erfindungsgemäße Heizeinrichtung nach den Fig. 1 bis 3 in einer Ansicht von hinten;

Fig. 5 eine Ausführungsvariante für einen Ausströmkanal der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung in Stirnansicht, teilweise geschnitten und vereinfachter schematischer Darstellung;

Fig. 6 eine andere Ausführungsvariante für einen der erfindungsgemäßen Heizein­ richtung zugeordneten Wärmetauscher in stark vereinfachter, schematischer Darstellung;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsvariante einer Heizeinrichtung mit relativ verstell­ barem Wärmetauscher in Draufsicht und stark vereinfachter, schematischer Darstellung;

Fig. 8 die Heizeinrichtung nach Fig. 7 in Ansicht von hinten, teilweise geschnitten und stark vereinfachter, schematischer Darstellung;

Fig. 9 eine andere Ausführungsvariante der Heizeinrichtung mit relativ verschwenkbaren Wärmetauschern in Draufsicht und schematischer Darstel­ lung.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine Heizeinrichtung 1 für feste Brennstoffe 2 gezeigt, wie bei­ spielsweise zum Verbrennen von Holz, Kohle, Koks oder Gas bzw. Öl oder kleinen zylinderförmige Chips aus gepreßten Holzfasern, zerkleinerten Holzteilen oder Holz­ schnitzeln. Diese Heizeinrichtung umfaßt einen Heizeinsatz 3, in dessen Gehäuse 4 ein mit Schamottesteinen 5 ausgekleideter Brennraum 6 angeordnet ist. Oberhalb des Brennraums 6 ist ein Querkanal 8 angeordnet, durch den eine schematische, durch Pfeile 9 angedeutete Umluft bzw. Konvektionsluft 10 - schematisch durch kleine Rin­ ge angedeutet - aus einer Umgebungsluft 11 entnommen, durch den Querkanal 8 hindurch geführt und wieder der Umgebungsluft 11 in erwärmter Form zugeführt wer­ den kann. Dieser Querkanal 8 ist an seiner Oberseite durch einen Deckel 12 und an seiner Unterseite durch eine Deckplatte 13 des Brennraums 6 begrenzt. Der Deckel 12 weist z. B. an seiner dem Querkanal 8 zugewandten Oberfläche 14 einen Wärmestrah­ lung reflektierenden Belag bzw. eine wärmereflektierende Oberfläche auf und ist dazu bevorzugt aus verzinktem Stahlblech gebildet. Es kann aber auch jegliche andere Wär­ mestrahlung reflektierende Beschichtung auf dem Deckel 12 aufgebracht sein.

Der Brennraum 6 weist einen Rost 15 auf und ist über eine Feuerraumtüre 23 zugäng­ lich, die in einer Stirnwand 24 des Gehäuses 4 des Heizeinsatzes 3 angeordnet ist.

Zur Zufuhr von Primärluft - Pfeil 25 - in den Brennraum 6 dient eine Frischluftleitung 26, die unterhalb des Rostes 15 endet. Die zugeführte Primärluft tritt dann durch Öff­ nungen 27 in den Brennraum 6 ein und führt nach Zündung des Brennstoffes 2 zu ei­ nem Abbrand unter Bildung von Flammen 28. Die durch den Abbrand der Brennstoffe 2 entstehenden Rauchgase 29, schematisch durch gewellte Pfeile angedeutet, werden durch eine Absaugvorrichtung 30, die über einen Elektromotor 31 angetrieben und bei­ spielsweise als Radialgebläse ausgebildet ist, über Abströmkanäle 32, beispielsweise eingeschweißte Rohrstücke, aus dem oberen Bereich eines Innenraums 33 des Brenn­ raumes 6 ab und in Wärmetauscher 34 eingesaugt.

Je ein Wärmetauscher 34 ist einer Seitenwand 35, 36 des Gehäuses 4 des Heizeinsatzes 3 in einem Abstand 37 vorgeordnet. Jeder dieser Wärmetauscher 34 besteht aus einem Traggehäuse 38 mit einem von diesem umschlossenen Hohlraum, der eine Rauchgaslei­ tung 39 ausbildet.

Diese Rauchgasleitung 39 verläuft mäanderförmig, indem im Hohlraum abwechselnd von einem Boden 40 und eine Abdeckplatte 41 sich in entgegengesetzte Richtung er­ streckende Umlenkbleche 42, 43 angeordnet sind, die jeweils ausgehend vom Boden 40 bzw. der Abdeckplatte 41 vor der gegenüberliegenden Abdeckplatte 41 bzw. dem Boden 40 enden und somit Durchlässe 44, 45 ausbilden. Dadurch wird die mäanderför­ mige Rauchgasleitung 39 ausgebildet, wie dies am besten aus Fig. 3 zu ersehen ist.

In dem Traggehäuse 38 sind weiters Rollen 46 angeordnet, sowie Stützfüße 47, über die die Heizeinrichtung 1 auf einer Bodenfläche 48 abgestützt ist.

Die Rauchgase 29 durchtreten vom Abströmkanal 32 kommend über eine Einlaßöff­ nung 49 die Rauchgasleitung 39 und nach Durchtreten der mäanderförmigen Rauchgas­ leitung 39 über eine Auslaßöffnung 50 in einen Ausströmkanal 51, der die beiden Wärmetauscher 34 hinter dem Gehäuse 4 des Heizeinsatzes 3 miteinander verbindet.

Die beiden Wärmetauscher 34 und der Heizeinsatz 3 sind nach oben hin mit einem Deckel 52 abgedeckt, indem in Verlängerung der zwischen dem Heizeinsatz 3 und den Wärmetauschern 34 ausgebildeten Konvektionskanäle 53, 54 Durchströmöffnungen 55 zum Durchtritt der aus der Umgebungsluft 11 entnommenen Luftmenge von der Boden­ fläche 48 in Richtung des Deckels 52 angeordnet sind, in dessen Bereich sie erwärmt wieder an die Umgebungsluft 11 abgegeben wird. Diese Luftströmung in den Konvek­ tionskanälen 53 und 54 ist schematisch durch gewellte Pfeile 56 angedeutet. Beim Durchströmen des Ausströmkanals 51 können die Rauchgase 29 weiterhin Temperatur an die Umgebungsluft abgeben und treten dann durch eine Ansaugöffnung 57 in die Absaugvorrichtung 30 ein, von welcher sie über einen Rauchgasauslaß 58 und einen Anschlußstutzen 59 in einen Kamin 60 eintreten.

Im Zuge des Durchtritts der Rauchgase 29 durch die mäanderförmige Rauchgasleitung 39 wird die hohe Temperatur der Rauchgase 29 immer weiter abgebaut, so daß sie in den Kamin 60 mit der gewünschten Temperatur eintreten.

Vorteilhaft ist aber vor allem, daß eine große Oberfläche des Wärmetauschers 34 zur Übergabe der Wärmeenergie aus der Verbrennung der Brennstoffe 2 an die Umge­ bungsluft 11 erzielt wird, wobei die gesamten Oberflächen der Wärmetauscher 34 so­ wie auch des Ausströmkanals 51 von der Umgebungsluft 11 umspült sind, so daß ein inniger und rascher Wärmeübergang erfolgen kann. Durch die Umleitung der Rauchga­ se 29 mittels der Umlenkbleche 42, 43 wird auch die Temperatur der Rauchgase 29 stufenweise abgesenkt, so daß es bei entsprechender Lenkung der Rauchgase 29 mög­ lich ist, eine Temperatur an einer Berührungsfläche 61 der Wärmetauscher 34 in den gesetzlich zulässigen Grenzen zu halten.

In diesem Zusammenhang ist es selbstverständlich in einer gegebenenfalls auch eigen­ ständigen, erfindungsgemäßen Weiterbildung möglich, den Wärmetauscher durch eine durchgehende Mittelwand in zwei parallel zueinander verlaufende Wärmetauscherein­ heiten zu unterteilen bzw. zwei übereinanderliegende Wärmetauscher anzuordnen. Die Rauchgase 29 durchtreten zuerst die dem Brennraum 6 näher liegende Wärmetauscher­ fläche, um soweit abgekühlt zu werden, so daß sie nach dem Weiterströmen in den wei­ teren außenliegenden Wärmetauscherbereich bzw. Wärmetauscher, dessen Berührungs­ flächen 61, die einem Benutzer zugewandt sind, nicht mehr über das aus Sicherheits­ gründen zulässige Maß erhitzen können.

Selbstverständlich ist es aber auch möglich, daß den Wärmetauschern 34 über Haltevor­ richtungen 62 Verkleidungsbleche 63 bzw. Verkleidungselemente vorgehängt sind. Durch eine entsprechende Abstandswahl können zwischen diesen Verkleidungsblechen 63 und den Wärmetauschern 34 weitere Konvektionskanäle 64 gebildet werden. Die in diesen Konvektionskanälen 64 erhitzte Luft kann beispielsweise zwischen den Verklei­ dungsblechen 63 und dem Deckel 52 oder ebenfalls in diesem Bereich anzuordnenden Durchströmöffnungen 55 im Deckel 52 der Umgebungsluft wieder zugeführt werden.

Diese Verkleidungsbleche 63 können selbstverständlich auch durch aus anderen Mate­ rialien gebildeten Elemente, beispielsweise Kacheln oder temperaturfeste Kunststoff­ platten, wie beispielsweise aus mit Glasfasern verstärktem Kunststoff oder dgl., gebil­ det sein.

Zur Steuerung der mit der Heizeinrichtung 1 abgegebenen Wärmeleistung ist eine Steu­ ervorrichtung 65, beispielsweise im Gehäuse 4 des Heizeinsatzes 3, angeordnet. Diese Steuervorrichtung 65 ist über Leitungen 66 mit einem Raumthermostat 67 über eine Leitung 68 mit einem Flammenwächter 69, über eine Leitung 70 mit einem Tempera­ turfühler 71 und über eine Leitung 73 mit dem Elektromotor 31 der Absaugvorrichtung 30 verbunden.

In Abhängigkeit von der am Raumthermostat 67 eingestellten Temperatur kann, wie dies noch anhand der Fig. 7 und 8 beschrieben wird, nun durch entsprechende Steuer­ ung der zugeführten Menge an Brennstoff 2 über die Fördervorrichtung die Menge des zu verbrennenden Brennstoffes 2 und damit die erzeugte Wärmeleistung geregelt wer­ den. Um einen gesicherten, gleichmäßigen Abbrand sicherzustellen und ein entspre­ chendes Flammbild der Flammen 28 im Brennraum 6 sicherzustellen, wird die zuzufüh­ rende Menge an Brennstoff durch den Flammenwächter 69 überwacht und bei einem kleiner werden der Flammen wird wieder Brennstoff 2 zugeführt oder ein Warnsignal abgegeben.

Um eine Überhitzung des Brennraumes sicher zu vermeiden, ist der Temperaturfühler 71 vorgesehen.

Über die Steuerung des Elektromotors 31 kann die Absaugleistung der Absaugvorrich­ tung 30 gesteuert werden, so daß die Durchströmgeschwindigkeit der Rauchgase 29 durch die Rauchgasleitung 39 jeweils feinfühlig geregelt und damit auch die Wärme­ menge, die über die Wärmetauscher 34 an die Umgebungsluft 11 abgegeben wird, kann geregelt werden bzw. dadurch auch eine Überhitzung des Brennraumes 6 durch entsprechende Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit der Rauchgase 29 erzielt wer­ den.

Der überraschende Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung liegt nunmehr darin, daß durch die Anordnung der Wärmetauscher 34 im Abstand 37 vor dem Heizeinsatz 3 ne­ ben der Oberflächenvergrößerung ein Wärmeübergang zwischen den Rauchgasen 29 und der Umgebungsluft 11 durch die Thermosiphonwirkung geschaffen werden kann und im Gegensatz zu den derzeit am Markt erhältlichen Öfen mit einer Absaugvorrich­ tung 30 keine eigene Fördervorrichtung oder kein Gebläse für die Umgebungsluft 11 bzw. die zu erwärmende Raumluft erforderlich ist.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsvariante für den Ausströmkanal 51, der die beiden Wärmetauscher 34 in Richtung des Kamins 60 verbindet, dargestellt.

Um beispielsweise den Abstand zwischen den Wärmetauschern 34 rasch an unterschied­ lich große Heizeinsätze 3 mit beispielsweise unterschiedlicher Wärmeleistung anpas­ sen zu können, besteht der Ausströmkanal aus einem Kanalteil 74 und einem Kanalteil 75, wobei beispielsweise der Kanalteil 75 fix mit dem einen Wärmetauscher 34 und der Kanalteil 74 fix mit dem diesem gegenüberliegenden Wärmetauscher 34 verbunden ist.

Die Durchmesser bzw. die Querschnittsabmessungen der Kanalteile 74, 75 sind so ge­ wählt, daß diese teleskopartig ineinander verschiebbar sind, wobei beispielsweise im Endbereich des Kanalteils 74 eine Dichtvorrichtung 76 zwischen diesem und dem Ka­ nalteil 75 angeordnet ist. Diese Dichtvorrichtung 76 kann beispielsweise eine hochtem­ peraturfeste Keramikdichtung bzw. Dichtschnur 77 aufweisen.

Die Absaugvorrichtung 30 ist dabei so angeordnet, daß bei dem geringstmöglichen Ab­ stand zwischen den Wärmetauschern 34 der ungehinderte Zustrom der Rauchgase 29 zur Absaugvorrichtung 30 möglich ist.

Wird ein größerer Heizeinsatz 3 zwischen den Wärmetauschern 34 eingebaut, so sind diese nur gegeneinander zu verschieben, wobei das Ausmaß der Vergrößerung der Di­ stanz zwischen den Wärmetauschern 34 durch die Überlappungslänge der Kanalteile 74, 75 bestimmt ist.

Um eine nahtlose Verschiebung zu ermöglichen, können die Abströmkanäle 32 bzw. die diese bildenden Rohre mit entsprechenden Verlängerungen versehen sein, die bei einer geringeren Abmessung zwischen den beiden Wärmetauschern 34 tiefer in den Brennraum 6 ragen bzw. in der notwendigen Länge hergestellt werden und dann beim Zusammenbau entsprechend gekürzt werden.

In Fig. 6 ist eine andere mögliche Ausführungsvariante eines Wärmetauschers 78 dar­ gestellt. Dieser Wärmetauscher 78 wird durch einen Rohrmäander 79 gebildet. Der Durchmesser dieser Rohre kann an die gewünschte Heizleistung bzw. den für die Rauchgase notwendigen Durchtrittsquerschnitt angepaßt werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Wärmetauscher 78 U-förmig ausgebildet, wobei die beiden Rohrenden 80, 81 in den der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestell­ ten Brennraum 6 münden. Die Rauchgase 29 durchströmen dann den Rohrmäander, dessen geradlinige Rohrteile 82 in etwa parallel zur Höhe, d. h. vertikal, verlaufen. In der Basis des U-förmig geformten Rohrmäanders 79 ist beispielsweise an der höchsten Stelle eines Umlenkbogens 83 eines Mäanders die Absaugvorrichtung 30 für die Rauchgase 29 angeordnet. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, diese Absaug­ vorrichtung 30 an einer beliebigen Stelle der geradlinigen Rohrteile 82 oder auch im Bereich eines unteren Umlenkbogens 84 anzuordnen. Selbstverständlich kann sich der dargestellte Rohrmäander 79 auch beispielsweise nur über eine Seitenwand 35 oder 36 des Heizeinsatzes 3 erstrecken.

Des weiteren können z. B. diese Rohrmäander 79 auch so angeordnet sein, daß die ge­ radlinigen Rohrteile 82 horizontal, also parallel zur Bodenfläche 48 verlaufen.

Um einen Berührungsschutz und unbeabsichtigte Verbrennungen des Benutzers an den heißen Teilen des Rohrmäanders 79 zu verhindern, ist es möglich, diese Verkleidungs­ bleche 63 mit entsprechenden Abständen vorzuhängen, die über entsprechende Halte­ vorrichtungen 62 beispielsweise direkt am Rohrmäander 79 angebracht bzw. aufge­ hängt werden können.

Diese Verkleidungsbleche 63 können wie bereits anhand des Ausführungsbeispiels in Fig. 1 beschrieben, aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein.

Selbstverständlich ist auch das Material, aus welchem die Rohre für den Rohrmäander 79 bestehen, frei wählbar, und es können beispielsweise auch Kupferrohre oder dgl. um einen verbesserten Wärmeübergang zu erreichen vorgesehen sein.

Dem Rohrmäander 79 können auch entsprechende Konvektionselemente, Fahnen, Rippen bzw. Flächen zugeordnet bzw. mit diesen verbunden sein, um einen noch besseren Wärmeübergang zwischen den Rauchgasen 29 und der Umgebungsluft 11 zu erzielen.

In Fig. 7 und 8 ist eine andere Ausführungsvariante einer Heizeinrichtung 1 gezeigt, bei der beidseits Wärmetauscher 85 angeordnet sind.

Bei dieser Ausführungsform der Heizeinrichtung 1 ist ein Heizeinsatz 3 vorgesehen, der beispielsweise zum Verheizen von kleinkörnigem Brenngut aus Holz bzw. Holzfa­ serstoffen, z. B. Pellets geeignet sein kann.

Dieser Heizeinsatz umfaßt in einem Gehäuse 4 einen Brennraum 6 und weist einen über diesen angeordneten Vorratsbehälter 86 auf. Die kornartigen Festbrennstoffe kön­ nen dabei über eine aus dem Stand der Technik bekannte Fördervorrichtung und einen Fallschacht 87 einer im Brennraum 6 angeordneten Brennerschale 88 zugeführt wer­ den.

Der Vorratsbehälter 86 kann jedoch auch entfallen, und anstelle der Brennerschale 88 kann beispielsweise ein Gasbrenner mit den notwendigen Reduzierventilen und Steuer­ ventilen oder ein Ölbrenner eingesetzt werden. Die Rauchgase werden beispielsweise im oberen, also dem dem Deckel 52 zugeordneten Bereich des Brennraumes 6 über ei­ nen Abströmkanal 32 entnommen, der so ausgebildet sein kann, daß jeweils ein Teil der Rauchgase 29 dem einen und der restliche Teil der Rauchgase 29 dem anderen Wärmetauscher 85 beispielsweise über eine flexible Leitung 89 zugeführt wird.

Jeder Wärmetauscher 85 ist auf Tragarmen 90, die am Gehäuse 4 befestigt sind, um Schwenkachsen 91 über Schwenkarme 92 aus einer beispielsweise zu Seitenwänden 35, 36 des Gehäuses 4 parallelen Lage - wie in Fig. 7 und 8 in vollen Linien gezeigt - in eine beliebige Schwenkstellung - wie durch strichlierte Linien angedeutet verschwenkbar. Diese freizügige Verschwenkung wird weiters noch dadurch ermög­ licht, daß die in den Wärmetauschern 85 hindurchgeführten, schematisch durch Pfeile angedeuteten Rauchgase 29 auch über eine flexible und ebenso wie die Leitung 89 hochtemperaturfeste Leitung 89 mit dem Ausströmkanal 51 verbunden sind, dem die Absaugvorrichtung 30 zum Absaugen der Rauchgase 29 nachgeordnet ist.

Wie beispielsweise weiters in Fig. 7 bei einem der beiden Wärmetauscher 85 darge­ stellt ist, kann dieser in seiner Längsrichtung durch eine Trennwand 93 in zwei unter­ schiedliche Kammern 94, 95 unterteilt werden, die über einen Durchlaß 96, wie sche­ matisch angedeutet, untereinander verbunden sind.

Die Rauchgase 29 strömen daher vom Brennraum 6 über die Leitung 89 zuerst in die Kammer 95, also die den Heizeinsatz 3 nähere Kammer 95, bei deren Durchströmen des beispielsweise wieder durch entsprechende Umlenkbleche mäanderförmig gestalte­ ten Rauchgaskanals dieses Rauchgas 29 um einen gewissen Betrag abgekühlt wird, be­ vor es in die Kammer 94 strömt, in der eine weitere Abkühlung und Wärmeabgabe an die Umgebungsluft erfolgt.

Dadurch kann die Berührungstemperatur auf der Außenseite des Wärmetauschers 85 durch die bereits erfolgte Abkühlung des Rauchgases 29 geringer gehalten und eine höhere Berührungssicherheit erzielt werden. Das Ausströmen der Rauchgase 29 erfolgt dann über die Leitung 89 in den Ausströmkanal 51 zur Absaugvorrichtung 30.

In Fig. 9 ist eine andere Ausführungsvariante einer Heizeinrichtung 1 gezeigt, die ebenfalls mit verstellbaren Wärmetauschern 85 ausgestattet ist. Diese Wärmetauscher 85 sind in diesem Fall halbkreisförmig ausgebildet und um eine zentrale Mittelachse 97, die am Heizeinsatz 3 bzw. auf dessen Deckel 52 befestigt sein kann, angeordnet. Dadurch können diese Wärmetauscher aus einer die Heizeinrichtung vorne nahezu um­ fassenden, in eine hinter der Heizeinrichtung befindliche Stellung verschwenkt wer­ den. Selbstverständlich ist es - wie mit strichlierten Linien angedeutet - auch möglich, diese in eine bei entsprechender Ausgestaltung vor dem Heizeinsatz 3 zu verschwenken, so daß dem Betrachter nur die Wärmetauscher 85 zugewandt sind. Auch diese Wärmetauscher 85 können, wie bereits bei den vorhergehenden Ausführungsbei­ spielen beschrieben, mit vorgesetzten Verkleidungselementen bzw. -blechen durch Bil­ dung eines zusätzlichen Konvektionskanals versehen sein, um in jeden Fall eine Ver­ brennung bei unabsichtlicher Berührung und damit eine hohe Berührungssicherheit zu erreichen.

Die Verbindung der Wärmetauscher 85 mit dem im Inneren des Heizeinsatzes 3 angeordneten Brennraum 6 erfolgt über Abströmkanäle 32, die nur zum Teil darge­ stellt sind, während die Rückführung der Rauchgase 29 von den Wärmetauschern 85 in den Ausströmkanal 51 wiederum über flexible temperaturbeständige Leitungen 89 er­ folgt, die auch die Abströmkanäle 32 mit den Wärmetauschern 85 verbinden.

Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, daß die Wärme­ tauscher anstelle der in den Fig. 7 bis 9 gezeigten Ausführungsbeispiele nicht durch Verschwenkung um eine Schwenkachse, sondern durch eine Längsverschiebung oder Parallelverschiebung, z. B. unter Benutzung von Parallelogrammhebelanordnungen oder Ähnlichem, erfolgen kann.

Vor allem kann die Auslegung dieser Wärmetauscher 85 auch derart erfolgen, daß die­ se die Heizeinrichtung 1 in Richtung des Betrachters begrenzen. Sind die Wärmetauscher 85 beispielsweise mit Kacheln versehen, so kann dadurch der Eindruck eines Kachelofens erweckt werden, da durch die dahinter angeordneten Wärme­ tauscher 85 auch eine entsprechende Erwärmung der Kacheln erfolgt. Um Brennmate­ rial nachzufüllen, können dann die Wärmetauscher 85 seitlich weggeschwenkt bzw. weggeschoben werden, um den Zugang zu der Feuerraumtüre und dgl. zu ermöglichen. Gleichermaßen ist es auch möglich, durch Verschwenken der Wärmetauscher 85 eine Betrachtung der Flammen im Brennraum 6 zu ermöglichen.

Es können auch einzelne Details der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbe­ sondere die verstellbare Lagerung der Wärmetauscher 85 in den Fig. 7 bis 9, ebenso wie andere einzelne Details der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele eigenständi­ ge, erfindungsgemäße Lösungen bilden.

Der Ordnung halber wird noch festgehalten, daß zum besseren Verständnis der erfindungswesentlichen Merkmale Einzelteile bzw. Baugruppen in verzerrtem Maßstab bzw. vereinfacht und schematisch bzw. transparent dargestellt wurden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2, 3, 4; 5; 6; 7, 8; 9 gezeigten Ausführun­ gen, den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschrei­ bungen dieser Figuren zu entnehmen.

Bezugszeichenliste

1 Heizeinrichtung
2 Brennstoff
3 Heizeinsatz
4 Gehäuse
5 Schamottestein
6 Brennraum
8 Querkanal
9 Pfeil
10 Konvektionsluft
11 Umgebungsluft
12 Deckel
13 Deckplatte
14 Oberfläche
15 Rost
23 Feuerraumtüre
24 Stirnwand
25 Pfeil
26 Frischluftleitung
27 Öffnung
28 Flamme
29 Rauchgas
30 Absaugvorrichtung
31 Elektromotor
32 Abströmkanal
33 Innenraum
34 Wärmetauscher
35 Seitenwand
36 Seitenwand
37 Abstand
38 Traggehäuse
39 Rauchgasleitung
40 Boden
41 Abdeckplatte
42 Umlenkblech
43 Umlenkblech
44 Durchlaß
45 Durchlaß
46 Rolle
47 Stützfuß
48 Bodenfläche
49 Einlaßöffnung
50 Auslaßöffnung
51 Ausströmkanal
52 Deckel
53 Konvektionskanal
54 Konvektionskanal
55 Durchströmöffnung
56 Pfeil
57 Ansaugöffnung
58 Rauchgasauslaß
59 Anschlußstutzen
60 Kamin
61 Berührungsfläche
62 Haltevorrichtung
63 Verkleidungsblech
64 Konvektionskanal
65 Steuervorrichtung
66 Leitung
67 Raumthermostat
68 Leitung
69 Flammenwächter
70 Leitung
71 Temperaturfühler
73 Leitung
74 Kanalteil
75 Kanalteil
76 Dichtvorrichtung
77 Dichtschnur
78 Wärmetauscher
79 Rohrmäander
80 Rohrende
81 Rohrende
82 Rohrteil
83 Umlenkbogen
84 Umlenkbogen
85 Wärmetauscher
86 Vorratsbehälter
87 Fallschacht
88 Brennerschale
89 Leitung
90 Tragarm
91 Schwenkachse
92 Schwenkarm
93 Trennwand
94 Kammer
95 Kammer
96 Durchlaß
97 Mittelachse

Claims (20)

1. Heizeinrichtung, insbesondere für Festbrennstoffe mit einem Heizeinsatz, der einen Brennraum und eine an diesen anschließende Rauchgasleitung aufweist und daß dem Brennraum eine Absaugvorrichtung für die Rauchgase im Verlauf der Rauch­ gasleitung nachgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich einer der Seitenwände (35, 36) und/oder der Rückwand des Heizeinsatzes (3) ein Wärmetauscher (34, 78, 85) angeordnet ist, der von der diesem zugewandten Seiten­ wand (35, 36) und/oder Rückwand des Heizeinsatzes (3) mit Abstand (37) angeordnet ist und daß eine Einlaßöffnung (49) des Wärmetauschers (34, 78, 85) über einen Ab­ strömkanal (32) mit dem Innenraum (33) des Brennraums (6) verbunden ist und daß die Rauchgase (29) durch den Wärmetauscher (34, 78, 85) zu einer Auslaßöffnung (50) geführt sind, wobei im Verlauf der Rauchgasleitung (39) im Wärmetauscher (34, 78, 85) oder im Bereich der Auslaßöffnung (50) bzw. dieser nachgeordnet die Absaugvor­ richtung (30) für die Rauchgase (29) angeordnet ist.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sei­ tenwand (35, 36) des Heizeinsatzes (3) ein eigener unabhängiger Wärmetauscher (34) vorgeordnet ist.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einlaßöffnung (49) jedes der Wärmetauscher (34) über einen eigenen Abströmkanal (32) mit dem Innenraum (33) des Brennraumes (6) verbunden ist.

4. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Wärmetauschern (34) eine diesen gemeinsame Ansaugöff­ nung (57) zugeordnet ist, die einen gemeinsamen Auslaß für die beiden Rauchgasleitun­ gen (39) bildet.

5. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (34) die Seitenwände (35, 36) und eine Rück­ wand des Heizeinsatzes (3) U-förmig umfaßt, der im Bereich des Brennraumes (6) über den jeder Seitenwand (35, 36) zugeordneten Abströmkanal (32) mit diesem ver­ bunden ist und eine einzige Ansaugöffnung (57) für die Absaugvorrichtung (30) des Rauchgases (29) aufweist.

6. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Wärmetauscher (34, 78, 85) durch Umlenkbleche (42, 43) ein schlangenförmiger Verlauf der Rauchgasleitung (39) gebildet ist.

7. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (34, 78, 85) im Abstand ein Schutzblech (63) vorgeordnet ist, welches bevorzugt über eine Haltevorrichtung (62) am Wärmetauscher (34, 78, 85) gehalten ist.

8. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvektionskanäle (53, 54) von der Umgebungsluft (11) durchströmt sind.

9. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmkanäle (32) oberhalb, bevorzugt im oberen Drittel des Brennraumes (6) in den Brennraum münden.

10. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmkanäle (32) unterhalb der dem Deckel (52) der Hei­ zeinrichtung (1) zugewandten Stirnkante des Rostes (15) bzw. der Brennerschale (88) in den Brennraum (6) münden.

11. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Bereiche der Wärmetauscher (34, 78, 85) bzw. unterschiedliche Wärmetauscher (34, 78, 85) über voneinander unabhängige Abström­ kanäle (32) mit dem Brennraum (6) verbunden sind und jeden Wärmtauscher oder ei­ ner Gruppe von Wärmetauschern jeweils eine eigene Absaugvorrichtung (30) für die Rauchgase (29) zugeordnet ist.

12. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verkleidungsblech (63) und dem Wärmetauscher (34, 78, 85) ein weiterer Konvektionskanal (64) ausgebildet ist, der bevorzugt über im Deckel (52) angeordnete Durchströmöffnungen (55) mit der Umgebungsluft (11) ver­ bunden ist.

13. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (34, 78, 85) mit Konvektionselementen, insbe­ sondere Rippen bzw. Stegen oder dgl., versehen oder mit einer trapezblechförmigen Oberfläche ausgestattet ist.

14. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung (30) den Aufbau eines voreinstellbaren Un­ terdruckes von ca. 0,98 bis 0,8 bar im Bereich der Abströmkanäle (32) ermöglicht.

15. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (78) als Rohrmäander (79) ausgebildet ist, des­ sen Rohrende (80, 81) in den Innenraum (33) des Brennraumes (6) ragt und dessen an­ deres Ende einen Rauchgasauslaß (58) bildet.

16. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein den beiden Seitenwänden (35, 36) des Heizeinsatzes (3) vorgeordneter Rohrmäander (79) vorgesehen ist, der eine parallel zur Rückwand des Heizeinsatzes (3) verlaufende Verbindungsleitung aufweist und die bei­ den Enden des Rohrmäanders (79) in den Innenraum (33) des Brennraumes (6) münden und ein Rauchgasauslaß (58) im Bereich der Verbindungsleitung angeordnet ist.

17. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrmäander (79) U-förmig ausgebildet ist und den Seitenwän­ den (35, 36) sowie der Rückwand des Heizeinsatzes (3) vorgeordnet ist, wobei die bei­ den Rohrenden (80, 81) des Rohrmäanders (79) in den Innenraum (33) des Brennrau­ mes (6) münden und in dem der Rückwand zugewandten Rohrmäander (79) der Rauchgasauslaß (58) angeordnet ist.

18. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß am Rohrmäander (79) über Haltevorrichtungen (62) zumindest ein Verkleidungselement, z. B. ein Verkleidungsblech (63), bevorzugt im Abstand vor dem Rohrmäander (79) gehaltert ist.

19. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinig verlaufenden Rohrteile (82) des Rohrmäanders (79) im wesentlichen parallel zur Höhe der Heizeinrichtung (1), also vertikal, verlaufen.

20. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinig verlaufenden Rohrteile (82) des Rohrmäanders (79) im wesentlichen senkrecht zur Höhe der Heizeinrichtung (1), also horizontal, verlau­ fen.