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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmespeicherkamin, wie er im
Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist und durch
EP-A-747 637 dargestellt ist.
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Bei
einer allgemeinen Ausbildung von Wärmespeicherkaminen verengt
sich der Feuerraum etwa in seinem oberen Teil, wobei er einen aufwärts führenden
Rauchkanal oder einen sekundären
Verbrennungsraum bildet. Dieser Raum oder Kanal erstreckt sich normalerweise
in einer relativ offenen und unveränderten Form zu dem oberen
Teil des Kamins, von wo er entweder direkt mit dem Kaminschacht
verbunden ist oder von wo der Kanal zu den Seiten des Kamins abbiegt,
um abwärts
führende Seitenkanäle zu bilden.
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Früher bekannte
Kaminkonstruktionen basieren auf der Idee, dass die Verbrennung
teilweise in dem Feuerraum und teilweise nur oberhalb des Feuerraums
in einer Verbrennungskammer oder einem sekundären Verbren nungsraum stattfinden
sollte. Ein derartiger Verbrennungsprozess ist insbesondere in dem
Fall von unerfahrenen Benutzern des Kamins nachteilig. Wenn die
Einstellungen der Verbrennungsluft nicht ordnungsgemäß durchgeführt wurden,
findet ein Teil der Verbrennung nur in den Seitenkanälen oder
sogar in dem Kaminschacht statt, und einige der verbrennbaren Gase
können
sogar in die Außenluft
in einen unverbrannten Zustand gelangen. Daher bleibt der Wirkungsgrad
der Verbrennung in dem Kamin im Allgemeinen relativ niedrig.
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In
jüngerer
Zeit wurden jedoch wirksame Lösungen
entwickelt, die ermöglichen,
dass der Verbrennungsvorgang im Wesentlichen vollständig in dem
Feuerraum stattfindet. In diesem Fall gelangen nur heiße verbrannte
Rauchgase aus dem Feuerraum in den Kaminschacht. Da die gesamte
Verbrennung jetzt in dem Feuerraum stattfindet, ist es nicht erforderlich,
zusätzliche
Verbrennungsluft in die Kanäle
zu liefern; stattdessen können
bei der Ausbildung von Rauchgasstrukturen die Bemühungen ausschließlich auf
die Maximierung des Wirkungsgrad der Wärmeübertragung von den Rauchgasen
in die die Kanäle
umgebende Wärmespeichermasse
konzentriert werden.
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Somit
besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen neuen Typ von Kaminrauchkanalstruktur
zu offenbaren. Eine spezifische Aufgabe der Erfindung besteht darin,
eine Rauchkanalstruktur zu offenbaren, die einen maximalen Wirkungsgrad
der Wärmeübertragung
zur Wärmespeichermasse
ermöglicht, wodurch
die Wärmespeichereigenschaften
des Feuerraums und sein Wirkungsgrad zur Wärmespeicherung verbessert werden.
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Hinsichtlich
der für
die Erfindung charakteristischen Merkmale wird auf die Ansprüche Bezug
genommen.
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Da
der gesamte Verbrennungsvorgang in dem Feuerraum stattfindet, befinden
sich die heißesten
Bereiche während
der Verbrennung auf einer niedrigeren Höhe als bei herkömmlichen
Feuerraumkonstruktionen. Daher ist der obere Teil oder die Verengung
des Feuerraums oder das erste Ende des Rauchkanals der intensivsten
Wärmebeanspruchung ausgesetzt.
Um diese Wärmebeanspruchungen
auszugleichen und eine glatte und wirksame Wärmeübertragung sicherzustellen
nimmt gemäß der Erfindung
in einer bestimmten wesentlichen Erstreckung des Rauchkanals der
innere Umfang des von dem Feuerraum des Wärmespeicherkamins aufwärts führenden
Rauchkanals von dem Feuerraum zu dem Kaminschacht hin zu, während gleichzeitig
die Querschnittsfläche
des Rauchkanals entweder konstant ist oder abnimmt. Somit nimmt
gemäß der Erfindung, wobei
die Strömungsgeschwindigkeit
der Rauchgase dieselbe bleibt oder zunimmt, die Fläche der
Wärmeübertragung
von den Rauchgasen zu der Wärmespeichermasse
zu, wenn die Temperatur der Rauchgase abnimmt.
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In
einem bevorzugten Fall nimmt die Querschnittsfläche der Rauchgasströmung kontinuierlich von
dem Feuerraum zu dem Kaminschacht über die fragliche Erstreckung
ab. In gleicher Weise nimmt, vorzugsweise über eine entsprechende Erstreckung des
Rauchkanals, die Menge von Wärmespeichermasse,
die den Rauchkanal umgibt, entweder gleichförmig oder graduell von dem
Feuerraum zu dem Kaminschacht hin zu. Somit kann bei der vorliegenden Erfindung,
da die Wärmeübertragungsfläche und
die Wärmespeichermasse
zunehmen, eine wirksame und sogar im Wesentlichen konstante Rate
der Wärmespeicherung
pro Längeneinheit
des Rauchkanals aufrechterhalten werden trotz der sinkenden Tempera tur
der Rauchgase.
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Der
Feuerraum nach der Erfindung weist vorzugsweise eine Verengung auf,
d.h. einen sich stark verengen Raum oberhalb des Feuerraums, hinter welchem
die Erstreckung des Rauchkanals gemäß der Erfindung beginnt. Somit
wird nach dem weiten Feuerraum die Größe des Zugs im Allgemeinen
zuerst um 40 bis 60% reduziert, so dass die wärmeleitende Oberfläche in der
Verengung so klein wie möglich
ist und die Strömung
von heißen
Rauchgasen schnell ist. In diesem Fall ist sogar die Dicke der Wärmespeichermasse
ein Maximum in Beziehung zu der Wärmeübertragungsfläche. Die
genannte Erstreckung gemäß der Erfindung
ist gleich zumindest 30%, vorzugsweise über 50% und sogar 70 bis 80% der
Länge des
oberhalb des Feuerraums in dem Kamin aufwärts führenden Rauchkanals.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist der obere Teil des Rauchkanals mit einer oder mehr
Trennwänden
versehen, die aus Wärmespeichermasse
bestehen und oberhalb der Erstreckung gemäß der Erfindung und möglicherweise
auch teilweise innerhalb der Erstreckung angeordnet sind, welche
Trennwände
in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung orientiert sind und
sich in der Breitenrichtung des Feuerraums erstrecken, d.h., Seite
an Seite in der Tiefenrichtung des Feuerraums angeordnet sind. Diese
Trennwände
teilen den obern Teil des Rauchkanals in zumindest zwei und vorzugsweise
drei oder mehr parallele Rauchkanäle. Auf diese Weise kann eine
größere Wärmeübertragungsfläche, die
in Kontakt mit heißen
Rauchgasen ist, in der Wärmespeichermasse
geschaffen werden. Die fraglichen Trennwände teilen vorteilhaft den
gesamten oberen Teil des Feuerraums, d.h. den Raum unter dem Kamindeckel
in eine Anzahl von Rauchkanälen, die
pa rallel in der Strömungsrichtung
liegen.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung erstrecken sich die Trennwände in dem oberen Teil des
Feuerraums zu den Kanten des Feuerraums und abwärts entlang der Seitenkanäle derart,
dass sie in den Seitenkanälen
entweder vollständig
separate seitliche Kanäle
oder teilweise voneinander getrennte Kanäle bilden. Abhängig von
der Höhe
des Feuerraums können
diese Trennwände
die Seitenkanäle
in großen
Feuerräumen
beispielsweise herunter bis etwa zur Höhe des oberen Teils des Feuerraums
teilen, und bei niedrigen Typen von Feuerräumen können sich die Trennwände sogar
bis herab zu der Höhe
des Rostes erstrecken. Die Abwärtserstreckung
der Trennwände
in den Seitenkanälen kann
für jeden
Feuerraum getrennt so definiert werden, dass die Rauchgase nicht
zu kühl
werden, bevor sie aus dem Feuerraum in den Kaminschacht strömen.
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Die
Erfindung wurde vorstehend hauptsächlich mit Bezug auf eine Kaminkonstruktion
beschrieben, die Seitenkanäle
aufweist, in welchem Fall die Rauchgase über den unteren Teil des Kamins
in den Kaminschacht geführt
werden. Die Erfindung kann auch als ein Ausführungsbeispiel implementiert
werden, bei dem sich der Kaminschacht in dem oberen Teil des Kamins
entweder in der Rückwand
des Kamins befindet oder aufwärts
durch den Deckel hindurchgeht. IN diesem Fall werden keine Seitenkanäle in dem
Kamin benötigt
und der Kamin kann enger ausgebildet werden oder die Wärmespeichermasse auf
den Seiten kann vergrößert werden.
Da der aufwärts
führende
Rauchkanal nicht mit einer Biegung in einen Seitenkanal in dem oberen
Teil des Kamins nahe des Kamindeckels versehen sein muss, kann die
bestimmte Rauchkanalerstreckung gemäß der Erfin dung bei derselben
Kaminhöhe
leicht länger
gemacht werden, während
sie gleichzeitig im Betrieb effizienter gemacht werden kann. Somit
ist es möglich, dass
die Rauchkanalerstreckung gemäß der Erfindung
sich praktisch über
den gesamten Weg von dem Feuerraum oder der Verengung direkt zu
dem Kaminschacht erstreckt. In diesem Fall können sowohl die Wärmeübertragungsfläche pro
Längeneinheit
des Rauchkanals als auch die Wärmespeichermasse
an dem oberen Ende des Rauchkanals mehrere Male vergrößert werden
im Vergleich mit dem Anfangsende des Rauchkanals.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Kamin eine teilende Trennwand auf, die in
dem aufwärts
führenden
Rauchkanal angeordnet ist, welche Trennwand den Rauchkanal gesehen von
der Vorderseite in wie benachbarte Rauchkanäle teilt, einen linken Rauchkanal
und einen rechten Rauchkanal. Die teilende Trennwand kann von einem
Punkt nahe dem Feuerraum aus beginnen, von der Höhe der Verengung oder einem
etwas höheren Pegel
in dem Rauchkanal, und sie erstreckt sich vorzugsweise bis zu dem
Kamindeckel. Somit teilt die teilende Trennwand den Rauchkanal in
zwei vollständig
getrennte Teile. Da die teilende Trennwand in einer Höhe direkt
oberhalb des Feuerraums beginnt, ergibt dies zusätzliche Wärmespeichermasse in dem heißesten Teil
des Feuerraums. Sowohl der linke als auch der rechte Rauchkanal
sind mit einer bestimmten Erstreckung gemäß der Erfindung versehen, bei der
die Wärmeübertragungsfläche pro
Längeneinheit des
Rauchkanals zunimmt, wenn die Temperatur sinkt.
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Bei
dem Kamin nach der Erfindung ist es ungeachtet dessen. ob er mit
Seitenkanälen
oder mit einem Kaminschacht in dem oberen Teil des Kamins versehen
ist, bevorzugt, dass nach der erfindungsgemäßen bestimmen Erstreckung des
Rauchkanals der Rauchkanal in dem oberen Teil des Kamins sich so ausdehnt,
dass sowohl die Querschnittsfläche
als auch die Wärmespeicherfläche pro
Längeneinheit des
Rauchkanals zunehmen. Auf diese Weise wird, nachdem sich die Rauchgase
erheblich abgekühlt haben,
ihre Strömungsgeschwindigkeit
herabgesetzt, was bedeutet, dass trotz einer kleineren Temperaturdifferenz
thermische Energie von den Rauchgasen effektiver in der umgebenden
Masse gespeichert werden kann. Es ist auch festzustellen, dass eine ähnliche
Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit
der Rauchgase, obgleich in geringerem Ausmaß, bereits in der erfindungsgemäßen Erstreckung
des Rauchkanals stattfindet, obgleich die Querschnittsfläche der
Strömung
konstant bleibt oder sie sogar etwas verringert wird. Dies ergibt
sich daraus, dass das Volumen der Rauchgase abnimmt, wenn ihre Temperatur
sinkt. Somit wird über
die Länge
des ansteigenden Rauchkanals, wenn die Rauchgase kühler werden,
ihre Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt,
was eine effektivere Wärmeübertragung
bewirkt, wodurch die Verringerung der Wärmeübertragung, die sich aus der
kleineren Temperaturdifferenz ergibt, kompensiert wird.
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Die
Kaminkonstruktion nach der Erfindung hat beträchtliche Vorteile im Vergleich
zu dem Stand der Technik. Die Wärmespeichermasse
ist nicht einer übermäßigen Wärmelast
unmittelbar nach der Verbrennung ausgesetzt, stattdessen wird die
gesamte Wärmespeichermasse
oberhalb des Feuerraums so gleichförmig wie möglich erwärmt, da die Wärmeströmung in
dem gesamten Bereich der Wärmespeichermasse
im Wesentlichen gleichmäßig ist.
Somit können
insbesondere bei Specksteinkaminen die Wärmeleitungseigenschaften des
Materials effektiver genutzt werden, mit dem Ergebnis, dass die
Wärmelasten
und thermischen Ausdehnungen gleichförmig sind und keine bemerkenswerten
Versetzungen oder Spannungen in den Strukturen auftreten. Aufgrund der
effektiven Wärmeübertragung
wird der Wirkungsgrad des Kamins beträchtlich verbessert im Vergleich mit
dem Stand der Technik. Zusätzlich
wird trotz der größeren Wärmespeicherkapazität des Kamins
nach der Erfindung die äußere Oberfläche des
Kamins nicht zu heiß und
der Kamin bewirkt keine übermäßige Erwärmung des
Kaminschachts und anderer hiermit verbundener Strukturen, was von
wesentlicher Wichtigkeit im Hinblick auf die Feuersicherheit ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung im Einzelnen mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen
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1 eine
Vorderansicht eines Wärmespeicherkamins
gemäß der Erfindung
darstellt,
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2 eine
Querschnittsansicht des Kamins nach 1 darstellt,
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3 eine
andere Querschnittsansicht des Kamins nach 1 darstellt,
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4 eine
dritte Querschnittsansicht des Kamins nach 1 darstellt,
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5 eine
vierte Querschnittsansicht des Kamins nach 1 darstellt,
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6 eine
fünfte
Querschnittsansicht des Kamins nach 1 darstellt,
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7 eine
sechste Querschnittsansicht des Ka mins nach 1 darstellt,
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8 eine
siebente Querschnittsansicht des Kamins nach 1 darstellt,
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9 eine
achte Querschnittsansicht des Kamins nach 1 darstellt,
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10 ein
zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung
darstellt,
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11 eine
Querschnittsansicht des Kamins nach 10 darstellt,
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12 ein
viertes Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt,
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13 die
Struktur des oberen Teils des Kamins nach 12 illustriert,
und
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14 ein
fünftes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt.
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1 illustriert
einen Wärmespeicherkamin gemäß der Erfindung,
der vorzugsweise vollständig aus
Specksteinelementen hergestellt ist mit Ausnahme des Rostes und
anderer Teile, welches eine bekannte Technik ist. Der Kamin weist
einen Feuerraum 1 auf, der oberhalb des Rostest 15 angeordnet
ist und an der Verengung 5 enger wird, wodurch er einen
aufwärts
führenden
Rauchkanal 2 bildet. Der Rauchkanal 2 sowie der
Feuerraum 1 werden an ihren Seiten durch Wärmespeichermassen 3 umgeben,
und in gleicher Weise hat der Kamin Wärmespeichermassen auf der Rückseite
des Feuerraums 1 und auf der Vorder- und Rückseite
des Rauchkanals, welche Massen den Feuerraum und den Rauchkanal
in bekannter Weise definieren. In dem oberen Teil des Kamins unterhalb
des Kamindeckels 6 ist der Rauchkanal 2 zu beiden
Seiten gebogen, wodurch er abwärts
führende
Seitenkanäle 7 bildet. Der
Mangel des Kamins besteht aus Seitenwänden 8, einer Kappe 10 oberhalb
des Kamindeckels und isolierendem Material 9 sowie der
bekannten Vorder- und Rückwand,
die in der Zeichnung nicht gezeigt sind. Die Seitenwände 8 bestehen
aus einem Doppelstein 16 und einem Oberflächenstein 17,
wie aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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In
der Strömungsrichtung
der Rauchgase sind die Kanäle
in dem Kamin wie folgt ausgebildet. Die Höhen, in denen die Querschnitte
in den 2 bis 8 genommen wurden, werden auf
der linken Seite von 1 angezeigt. Zusätzlich zu
den Rauchkanälen
und den Wärmespeichermassen
zwischen ihnen stellen die Querschnittsansichten auch die sie umgebenden
Massen dar, die den Mantel des Kamins bilden, da diese eine bedeutsame
Rolle hinsichtlich des Gesamtwärmestroms
und der Wärmespeicherung
spielen.
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In 2 ist
der Feuerraum 1 in der Mitte zwischen Wärmespeichermassen 3 angeordnet.
Auf der anderen Seite der Wärmespeichermassen 3 sind Seitenkanäle 7 angeordnet.
Diese werden sämtlich von
Doppelstein 16 umgeben, wobei der Oberflächenstein 17 seine äußere Oberfläche abdeckt
und den Mangel des Kamins bildet.
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In 3 verengt
sich der Feuerraum zu der Verengung 5, um einen engeren
Rauchkanal 2 zu bilden, d.h., die Wärmespeichermassen 3 sind
in der Breitenrichtung des Feuerraums dicker. Am Anfang des Rauchkanals 2 ist
seine Querschnittsfläche gleich
etwa 15 Einheiten und sein innerer Umfang beträgt etwa 16 Einheiten.
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Gleichzeitig
wurden nach der Verengung 5 in der vertikalen Richtung
die Wärmespeichermassen 3 von
der Seit der Seitenkanäle 7 enger
gemacht, so dass die Querschnittsfläche der Seitenkanäle um etwa
50% zugenommen hat. Die Bedeutung hiervon wird später beschrieben.
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In 4 beginnt
die bestimmte Rauchkanalerstreckung 4 gemäß der Erfindung,
gebildet zu werden, Mit anderen Worten, die Teile 11 beginnen,
von den Kanten des Rauchkanals 2 in einer glatten und stufenlosen
Weise zueinander hin vorzustehen, so dass der Querschnitt ein gezahntes
Muster wird, das in dem Rauchkanal nach oben hin zunimmt. Gleichzeitig
nimmt die Querschnittsfläche
ab. In 4 ist die Querschnittsfläche gleich etwa 13 Einheiten
und der Umfang beträgt
etwa 20 Einheiten. Selbstverständlich
kann die Struktur auch in einer gestuften Weise gebildet sein, in
welchem Fall beispielsweise die verwendeten Specksteinelemente rechteckige Quader
unterschiedlicher Größe sein
können.
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In 5 ist
das gezahnte Muster noch größer geworden,
mit einer Querschnittsfläche
von etwa 12 Einheiten und einem Umfang von etwa 22 Einheiten, während die
Querschnittsflächen
der Seitenkanäle 7 konstant
bleiben.
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Weiterhin
nähern
sich in 6 die Teile 11 einander
an, während
die Oberflächen 12 der
Massen 3 zwischen ihnen bereits etwas weiter voneinander
entfernt sind. Somit beträgt
die Fläche
noch immer etwa 12 Einheiten, aber der Umfang nimmt weiter zu und
ist nun gleich etwa 28 Einheiten.
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In 7 sind
die Teile 11 zusammengewachsen und der Rauchkanal 2 wurde
durch Trennwände 13 in
drei Teile mit gleichem Querschnitt geteilt. Der Umfang ist nun
gleich etwa 30 Einheiten, während die
Fläche
noch etwa 12 Einheiten beträgt.
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Wie
in 8 illustriert ist, nimmt die Breite der Rauchkanäle 2 weiter
zu, wenn sich die Trennwände
aufwärts
zu dem Kamindeckel 6 erstrecken. Somit teilen die Trennwände 13 den
Raum unterhalb des Kamindeckels 6 in drei getrennte Rauchkanäle 2, die
in der Strömungsrichtung
gesehen Seite an Seite angeordnet sind. Somit ist in 8 nahe
der Oberseite der Wärmespeicher-Trennwandmassen 3,
wo sie bereits eine ausgeprägte
Krümmung
haben, der Umfang der Rauchkanäle 2 jetzt
etwa 36 Einheiten, und die Fläche
beträgt
etwa 15 Einheiten.
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In 9 bilden
oberhalb der Wärmespeicher-Trennwandmassen 3 die
Trennwände 13 drei getrennte
Rauchkanäle 2,
die in der Strömungsrichtung
der Rauchgase Seite an Seite angeordnet sind, wobei sich jeder Rauchkanal über die
gesamte Breite des Feuerraums erstreckt.
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Oberhalb
der die Rauchkanäle
von ihren Seiten umgebenden Massen 3 wenden sich diese Rauchkanäle zu den
Kanten hin und nach unten, wobei sie Seitenkanäle 7 bilden. Somit
sind die Seitenkanäle 7 auf
beiden Seiten des Feuerraums durch die Trennwände 13 in drei getrennte
Seitenkanäle
bis zu der Höhe
der Verengung 5 herab geteilt. Die unteren Enden der Trennwände 13 sind
auf der Höhe
der Verengung 5, und von hier nach unten sind kontinuierliche
Seitenkanäle
auf beiden Seiten des Feuerraums gebildet. Die Seitenkanäle treffen
sich in dem unteren Teil des Kamins in einer bekannten Weise, wodurch die
Rauchgase in den Kamin schacht befördert werden.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, dehnen sich die Seitenkanäle 7 nach
innen aus, d.h. zu der wärmespeichernden
Masse hin, zwischen den in den 2 und 3 dargestellten
Schnittebenen. Der erweiterte Seitenkanal erstreckt sich über den
gesamten Weg zu der Oberseite. Da die Seitenkanäle in der Einwärtsrichtung
erweitert sind, d.h., zu der Wärmespeichermasse 3 hin,
ist die Wärmeübertragungsfläche zu der
Wärmespeichermasse 3 hin
ebenfalls vergrößert. Daher
ist der Wärmeübertragungsbereich
zu der inneren Masse in dem Seitenkanal hin deutlich größer als
die entsprechende Fläche
zu dem Mantel hin, was bedeutet, dass Wärme effektiver zu der inneren
Masse hin übertragen
wird, insbesondere da die Menge der Wärmespeichermasse in den inneren Teilen
größer ist
und die Temperaturdifferenz während
des frühen
Teils einer Heizperiode größer ist. Aufgrund
dieser Konstruktion wird die äußere Oberfläche nicht
zu stark erwärmt
und die Wärmeemissionszeit
wird verlängert,
da die Wärme
innerhalb des Kamins gespeichert wird anstatt in der Oberflächenschicht.
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Die
vorbeschriebene Konstruktion gemäß der Erfindung
weist in dem Rauchkanal von der Verengung an aufwärts einen
neuen Typ von struktureller Erstreckung auf, in der der Umfang des
Querschnitts zunimmt, während
die Querschnittsfläche abnimmt
oder konstant bleibt. Gleichzeitig nimmt die Menge der den aufsteigenden
Rauchkanal umgebenden Wärmerspeichermasse
zu. Somit kann mit der zunehmenden Menge der Wärmespeichermasse und der ebenfalls
zunehmenden wärmeabsorbierenden
Fläche
eine schnelle und sogar im Wesentlichen konstante Rate der Wärmespeicherung
pro Längeneinheit
des Rauchkanals aufrecht erhalten werden, obgleich die Temperatur
der Rauchgase natürlich gleichzeitig
sinkt. Daher wird bei der erfindungsgemäßen Konstruktion die in den
Rauchgasen erhaltene Wärmeenergie
in die umgebende Wärmespeichermasse
effektiver und schneller als bei den herkömmlichen Kaminkonstruktionen übertragen.
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Bei
dem Kamin gemäß der Erfindung
können der
Wirkungsgrad und die Geschwindigkeit des Wärmespeichervorgangs variiert
werden durch Verändern
der Anzahl von verwendeten parallelen Rauchkanälen sowohl in dem ansteigenden
Rauchkanal, in dem Raum unterhalb des Kamindeckels als auch in den
Seitenkanälen.
Die Wärmeübertragungsfläche kann
verdreifacht oder vervierfacht werden durch gleichzeitige Vergrößerung der
Menge der Wärmespeichermasse.
Auf diese Weise können
die Wärmespeichereigenschaften
eines Kamintyps verändert werden
ohne Änderung
der äußeren Abmessungen oder
der Form des Kamins.
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10 stellt
in demselben Kamin zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung dar, die sich leicht voneinander unterscheiden und
durch eine gestrichelte Linie voneinander getrennt sind. Der Kamin entspricht
im Wesentlichen dem in 1 gezeigten und er weist einen
Mantel bestehend aus Oberflächenstein 17 und
Doppelstein 16 auf den Seiten und einen Kamindeckel 6,
isolierendes Material 9 und eine Kappe 10 auf
der Oberseite auf. Oberhalb des Rostes 16 befindet sich
ein Feuerraum 1, der sich aufwärts in einer Verengung 5 verengt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
verengt sich die Verengung 5 sowohl auf den seitlichen
Seiten als auch auf der Vorder- und der Rückseite des Feuerraums.
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An
den Kanten des Feuerraums 1 befinden sich Wärme speichermassen 3,
die sich zu einer Höhe
nahe dem Kamindeckel 6 aufwärts erstrecken. In der Tiefenrichtung
des Kamins erstrecken sich die Massen 3 von dem vorderen
Teil des Mantels zu seiner Rückseite.
Zwischen den Massen 3 und den seitlichen Teilen des Mantels
sind Seitenkanäle 7 gebildet,
die die Rauchgase abwärts
zu einem Kaminschacht in dem unteren Teil des Kamins befördern. In dem
Rauchkanal zwischen den Massen 3 ist eine teilende Trennwand 18 angeordnet,
die sich von dem Kamindeckel 6 bis nahe zu der Höhe der Verengung 5 erstreckt.
Die teilende Trennwand 18 besteht aus Wärmespeichermasse und erstreckt
sich in der Tiefenrichtung von dem vorderen Teil des Mantels bis
zu seiner Rückseite.
Sie teilt den von dem Feuerraum aufwärts führenden Rauchkanal in zwei
getrennte Kanäle,
einen rechten Rauchkanal 19 und einen linken Rauchkanal 20.
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Der
linke Rauchkanal 20 ist mit der in 1 dargestellten
erfindungsgemäßen Struktur
versehen, bei der eine aus der Masse 3 wachsende Trennwand 13 die
Wärmspeichermasse
und die Wärmespeicherfläche pro
Längeneinheit
des Rauchkanals vergrößert. In
dem rechten Rauchkanal 19 ist ein anderes Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem eine Trennwand 13 sich kontinuierlich
von beiden Seiten des Rauchkanals zu entwickeln beginnt, d.h., sowohl
von der Wärmespeichermasse 3 als
auch von der teilenden Trennwand 18. Zusätzlich hat
die teilende Trennwand 18 bei diesem Ausführungsbeispiel
eine Dicke, die zu der Oberseite hin abnimmt. In gleicher Weise wird
die Wärmespeichermasse 3 an
ihrem oberen Ende enger. Auf diese Weise wird ein größerer Wärmespeicherbereich
durch die Trennwände 13 in
dem Rauchkanal 19 gebildet. Gleichzeitig wird eine übermäßige Verkleinerung
der Querschnittsfläche
der Strömung
verhindert, wodurch sicherge stellt wird, dass die Strömungsgeschwindigkeiten
nicht zu hoch werden.
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Im
Vergleich mit dem Ausführungsbeispiel
in 1 hat der Kamin mit einer teilenden Trennwand 18 den
Vorteil, dass eine größere Menge
von Wärmespeichermasse
und insbesondere ein größerer Wärmespeicherbereich
nahe der Verengung und dem unteren Teil des Rauchkanals vorgesehen
werden können,
wo die Rauchgase am heißesten
sind. Wie in der Schnittansicht in 11 gezeigt
ist, weisen mit einer teilenden Trennwand 18 versehene
Ausführungsbeispiele
auch Teile 11 auf, die von den Wärmespeichermassen 3 zu
den Rauchkanälen
vorstehen, welche Teile sowohl die Wärmeübertragungsfläche als
auch die Menge der Wärmespeichermasse
pro Längeneinheit
des Rauchkanals vergrößern.
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12 stelle
eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels
dar, bei dem der Kamin keine Seitenkanäle hat, sondern stattdessen
einen Kaminschacht, der in seinem oberen Teil angeordnet ist und durch
den Deckel hindurchgeht. Der Feuerraum 1 verengt sich in
der Verengung 5 sowohl auf den seitlichen Seiten als auch
auf der Vorder- und der Rückseite.
Der nach der Verengung beginnende Rauchkanal erweitert sich zu einer
Breite, die im Wesentlichen dem Querschnitt des Feuerraums entspricht.
Die Kanten des Feuerraums, d.h. der Oberflächenstein 17 und der
Doppelstein 16 bilden Wärmespeichermassen
um den Rauchkanal herum. Zusätzlich
sind in dem aufwärts
führenden
Rauchkanal zwei teilende Trennwände 21 angeordnet,
d.h. Strukturen aus Wärmespeichermasse,
die den Rauchkanal in Kantenkanäle 22 und 23 und
einen mittleren Kanal 24 teilen. Die teilenden Trennwände 21 erstrecken
sich von einer Höhe
etwas oberhalb der Verengung 5 zu ei ner Höhe unterhalb
des Kamindeckels, aber in einigem Abstand von diesem, so dass die
Rauchgase unterhalb von diesen, an ihren Seiten und oberhalb von
diesen strömen
können.
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Wie
bei dem Ausführungsbeispiel
nach 1 weist der Rauchkanal dieses Kamins auch eine
bestimmte erfindungsgemäße Erstreckung
auf, in der die Wärmespeichermasse
und die Wärmespeicherfläche zunehmen,
wenn die Querschnitts-Strömungsfläche abnimmt
oder unverändert
bleibt.
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Dargestellt
in den Kantenkanälen 22 und 23 sind
zwei Ausführungsbeispiele
der Trennwände 13, die
sich etwas voneinander unterscheiden. In dem linken Rauchkanal 22 beginnen
sich Trennwände 13 wie
diejenigen bei dem Ausführungsbeispiel
nach 1 in einer gestuften Weise zu entwickeln, beginnend
von der Masse 21. Die Breite der Trennwände nimmt zu der Oberseite
hin zu, wodurch die Querschnittsfläche der Strömung abnimmt und die Menge der
Wärmespeichermasse
sowie die Wärmeübertragungsfläche der
Masse pro Längeneinheit
des Rauchkanals zunehmen.
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In
entsprechender Weise entwickeln sich in dem rechten Rauchkanal 23 Trennwände 13 kontinuierlich
von der Masse 21 aus, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 1.
Zusätzlich
beginnen in dem mittleren Kanal 24 zwischen den teilenden Trennwänden 21 sich
Trennwände 13 von
beiden Massen 21 aus zueinander zu entwickeln. Schließlich sind
die Trennwände 13 kontinuierlich
und teilen den Raum unterhalb des Kamindeckels 6 in getrennte
Rauchkanäle,
die Seite an Seite angeordnet sind.
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Die
stufenartige Struktur des Rauchkanals 22 ermög licht eine
einfachere und billige Implementierung, da alle zu verwendenden
Specksteinziegel eine rechteckige Form haben können und keine abgeschrägten Oberflächen benötigt werden.
Weitere mit der stufenartigen Struktur verbundene Vorteile sind
eine größere Wärmeübertragungsfläche und eine
Turbulenz der Rauchgase, die durch die gestufte Oberfläche bewirkt
wird, wobei diese beiden Merkmale für eine wirksamere Wärmespeicherung
in den umgebenden Massen förderlich
sind.
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13 gibt
den oberen Teil des Kamins in 12 wieder,
wobei gezeigt ist, wie die Rauchkanäle unter dem Kamindeckel 6 zusammenwachsen.
Auf beiden seitlichen Seiten des Kamins befinden sich drei getrennte
aufsteigende Rauchkanäle 22.
zwischen den Wärmespeichermassen 21 befinden
sich in gleicher Weise drei getrennte aufsteigende Rauchkanäle. Hinter
den Massen 21 biegen sich die ansteigenden Rauchkanäle 22 an
den Kanten unter dem Kamindeckel zur Mitte hin. In dem mittleren
Bereich des Kamins sind die Trennwände 13 mit Ausschnitten 25 vorgesehen,
die eine Verbindung zwischen den Räumen zwischen den Trennwänden ermöglichen.
Ein durch den Kamindeckel 6 hindurchgehender Kaminschacht 26 befördert die
Rauchgase von oberhalb der Ausschnitte 25 in den Kaminschacht.
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14 stellt
einen Kamin dar, der teilweise dem Kamin nach 1 entspricht.
Er weist einen Mantel bestehend aus einem Oberflächenstein 17 und einem
Doppelstein 16 auf der oberen Seite einen Kamindeckel 6,
isolierendes Material 9 und eine Kappe 10 auf.
Oberhalb des Rostes 15 ist ein Feuerraum 1 angeordnet,
der sich aufwärts
in eine Verengung 5 verengt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
verengt sich die Verengung 5 auf den seitlichen Seiten
sowie auf der Vorder- und der Rückseite
des Feuerraums.
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An
den Seiten des Feuerraums 1 sind Wärmespeichermassen 30 angeordnet,
die sich aufwärts nur
zu der Höhe
der Verengung erstrecken. In der Tiefenrichtung des Kamins erstrecken
sich diese Massen 30 von dem vorderen Teil des Mantels
zu seiner Rückseite.
Oberhalb der Massen erstrecken sich Metallwände 31, die auf den
Massen 30 ruhen, von der Höhe der Verengung senkrecht
aufwärts
zu einer Höhe
nahe dem Kamindeckel 6. Die Metallwände 31 haben gerundete
obere Enden 32.
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Zwischen
den Massen 30 und Metallwänden 31 und den seitlichen
Seiten des Mantels sind Seitenkanäle 7 gebildet, die
die Rauchgase abwärts
zu einem Kaminschacht in dem unteren Teil des Kamins leiten. In
dem Rauchkanal zwischen den Metallwänden 31 ist eine teilende
Trennwand 33 angeordnet, die sich von dem Kamindeckel 6 abwärts nahe
bis zu der Höhe
der Verengung 5 erstreckt. Die teilende Trennwand 33 besteht
aus Wärmespeichermasse und
erstreckt sich in der Tiefenrichtung von dem vorderen Teil des Mantels
zu seiner Rückseite,
wobei sie den aufwärts
von dem Feuerraum führenden
Rauchkanal in zwei getrennte Kanäle
teilt.
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Wie
in 1 weist die Struktur Trennwände 13 auf, die aus
Wärmespeichermasse
bestehen und die allmählich
von dem unteren Teil der teilenden Trennwand 33 beginnen
und zu den gerundeten Bereichen 32 hin wachsen. Von hier
aufwärts
teilen die Trennwände 13 die
sich zu beiden Seiten biegenden Rauchkanäle beispielsweise in drei getrennte
Rauchkanäle,
die Seite an Seite angeordnet sind, die sich als getrennte Kanäle, die
in die Seitenkanäle 7 herunter
zu der Höhe
der Verengung 5 führen,
fortsetzen.
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Eine
der Funktionen der Metallwände 31 bei bestimmten
Ausführungsbeispielen
besteht darin, die Wärmeübertragungsfläche der
Wärmespeichermassen 13 zu
vergrößern und
zu bewirken, dass Wärme in
den mittleren Massen 13 und 33 des Kamins anstatt
in einer Wärmespeichermasse,
die sich näher an
der äußeren Oberfläche befindet,
gespeichert wird, und teilweise den Grad von Wärmespeicherung in den Massen
der Seitenkanäle
zu erhöhen.
auf diese Weise kann mehr Wärme
in den mittleren Strukturen des Kamins gespeichert werden, d.h.
in der massiven teilenden Trennwand 33 zwischen den Metallwänden 31 und
in den Trennwänden 13,
die während des
Heizens des Kamins heiß werden,
wodurch die Wärmeemissionszeit
verlängert
wird.
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Vorstehend
wurde die Erfindung im Wege von Beispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, während
unterschiedliche Ausführungsbeispiele
der Erfindung in dem Bereich der erfindungsgemäßen Idee, die in den Ansprüchen definiert
ist, möglich
sind.