DE8204770U1

DE8204770U1 - Kaminofeneinsatz zur rauchgaswaermerueckgewinnung

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Publication number: DE8204770U1
Application number: DE19828204770
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-20
Filing date: 1982-02-20
Publication date: 1982-07-01

Description

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Kaminofeneinsatz zur Rauchgaswärmerückgewinnung

Die Neuerung betrifft einen Kaminofeneinsatz mit luft- j

führenden Rohren zur Gewinnung von nutzbarer Wärme £ aus den Rauchgasen. |

Bei einem einfachen, gußeisernen Kaminofen wird |

Wärme über die Ofenwände und die Brennraumöffnung |

an die Umgebung abgegeben. Ein nicht unbeträchtlicher |

Teil der nutzbaren Wärme geht aber über die Rauchgase | in den Kamin und ist dadurch für die weitere Nutzung | verloren. Zur Gewinnung von nutzbarer Wärme aus den |

Rauchgasen eines Kaminofens sind nun Einsätze aus
Gußeisen oder Schamotte bekannt, an denen kalte Luft,
die von außen durch Konvektion an diese Einsätze
herantritt, erwärmt wird und dann als warme Luft
an den Raum oder einen Nebenraum abgegeben wird.
Voraussetzung für einen hohen Wirkungsgrad dieser
Kaminöfen ist, daß ihnen Frischluft aus Nebenräumen
zugeführt wird und sie dichtschließende Türen besitzen. Das sind aber Voraussetzungen, die vielfach nicht gegeben sind.

Es sind auch Kaminöfen bekannt, die im Bereich des

Rauchgasabzuges einen wasserdurchströmten Einsatz verwenden. Nachteilig ist hierbei aber, daß es sich bei einem solchen Einsatz im Prinzip um einen Heißwasserkessel handelt, der zur Vermeidung von Unfällen mit den entsprechenden Sicherheitseinrichtungen versehen sein muß und der prüfungspflichtig ist. Weiterhin stehen bei diesen bekannten Kaminofeneinsätzen die Kosten in keinem vernünftigem Verhältnis zu der erzielbaren Wärmerückgewinnung.

Es ist daher Aufgabe der Neuerung, einen Einsatz für einen Kaminofen zu schaffen, der zum einen eine weitgehende Rückgewinnung der Rauchgaswärme ermöglicht und der weiterhin wirtschaftlich herstellbar und nutzbar ist und bei welchem Unfälle ausgeschlossen werden können.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß gelöst durch zwei Luftkästen, die über seitlich abzweigende Rippenrohre miteinander verbunden sind, wobei an den ersten Luftkasten ein Gebläse angeschlossen ist, und der zweite Luftkasten eine oder mehrere öffnungen für den Luftaustritt besitzt.

Um die über die Rippen in erhöhtem Maße aufgenommene

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an die die Rohre durchströmende Luft abgeben zu können, weisen die Rohre vorteilhaft Einsätze auf, die an der Rohrinnenwand mit Preßsitz anliegen. Die Einsätze können weiterhin vorteilhaft streifen-, kreuz- oder sternförmig sein und sie liegen mit ihren Außenkanten an der inneren Mantelfläche der Rohre an.

Eine gute Ausnutzung der Rauchgaswärme bietet auch die Anordnung der Rippenrohre vorzugsweise in horizontalen, parallelen Schichten, wobei die Rohre der nächsthöheren Schicht über den Lücken zwischen den Rohren der unteren Schicht angeordnet sind.

Mindestens einer der beiden Luftkästen, vorzugsweise der zweite, ist durch ein am Boden aufgeschweißtes Trennblech zumindest teilweise in zwei Unterkammern unterteilt, von denen eine über einen Stutzen an der Seitenfläche des Luftkastens mit Wasser zur Luftbefeuchtung gefüllt werden kann.

Mit dem Neuerungsgegenstand ist es erstmals möglich, die Rauchgaswärme eines Kaminofens weitgehend zurückzugewinnen und für die Raumheizung wieder zur Verfügung zu stellen. Dazu tragen die Rippenrohre bei, die durch ihre Gestalt, das Material und ihre Anordnung im Abzug

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einen intensiven Wärmeaustausch mit den Rauchgasen ermöglichen. Durch die neuerungsgemäßen Einsätze ist sichergestellt, daß die durch die Rippenrohre aufgenommene Energie an die durchströmende Luft weitergegeben werden kann. Die Aufheizung der Luft, besonders bei voller Glut, ist dabei so intensiv, daß die Heißluft auch zur Heizung anderer Räume verwendet werden kann. Durch Befeuchtung wird die erhitzte Luft nicht als unangenehm empfunden/ und es bildet sich ein gesundes Raumklima.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Neuerung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Bs zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung der Anordnung des Einsatzes im Kamihofen,

Figur 2 einen Querschnitt durch den Kaminofeneinsatz und Teile des Ofens,

Figur 3 eine schematische Darstellung der Luftführung im Kaminofeneinsatz.

Der Kaminofen 1 weist im Bereich des Rauchgasabzugs gemäß Figur 1 einen Einsatz 2 auf, der im wesentlichen

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aus in Schichten angeordneten Rippenrohren 3 besteht, deren Enden an Luftkästen 4, 5 angeschlossen sind.

An der hinteren Stirnfläche des Luftkastens 4 ist ein Gebläse 6 angeordnet, welches für eine ausreichende Durchströmung der Rippenrohre 3 mit zu erwärmender Luft ausgelegt ist. Von der dem Rauchgasabzug zugewandten Seitenfläche des Luftkastens 4 führen nun die Rippenrohre 3 zu der analogen Seitenfläche des Luftkastens 5, der an seiner Stirnfläche eine Luftaustrittsöffnung 7 aufweist. Von dieser öffnung geht ein kurzer Stutzen 8 aus, der an der Frontplatte 9 des Kaminofens angeflanrsch-tylst. In diese öffnung kann zusätzlich noch ein Krümmer eingesetzt werden, der die erwärmte Luft in verschiedene Raumrichtungen leiten kann. Am Boden des Luftkastens 5 ist ein Trennblech 10 angeschweißt, das die untere Hälfte des Kastens in zwei Unterkammern 18, 18' aufteilt, von denen die der Kaminofenseitenfläche zugewandte Kammer 18 über einen Zulaufstutzen 11 mit Wasser zur Luftbefeuchtung gefüllt werden kann. Zu diesem Zweck kann auch der Luftkasten 4 in zwei Unterkammern unterteilt werden. Da erhitzte Luft aber größere Wassermengen aufnehmen kann, wird der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der Neuerung der

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Vorzug gegeben.

Die Luftkästen 4, 5 sind vorzugsweise aus Stahlblech angefertigt. Die Rohre 3, die die beiden Luftkästen 4, 5 miteinander verbinden, sind wegen der guten Wärmeleitfähigkeit vorzugsweise aus Kupfer hergestellt und tragen an ihrer Außenfläche aufgewalzte Rippen 12.

Im Ausführungsbeispiel der Neuerung gemäß Figur 2 sind die Rippenrohre 3 in horizontalen, parallelen Schichten angeordnet, wobei die Rohre der nächsthöheren Schicht immer über den Lücken zwischen den Rohren der unteren Schicht angeordnet sind. Es sind aber auch andere Anordnungen der Rohre denkbar, nur muß gewährleistet sein, daß einerseits ein genügend großer freier Raum zum Durchfluß der Abgase besteht, andererseits aber das Rauchgas genügend abgekühlt wird.

Um die durch die Rippenrohre 3 aufgrund ihrer großen Oberfläche aufgenommene Wärme an die Luft, die die Rohre innen durchströiuc, weiterzuleiten, weisen diese Einsätze 14 «auf:, deren Außenkanten:tj_Lanader inneren Mantelfläche der Rippenrohre 3 anliegen und

so geformt sind, daß sie einen genügenden Querschnitt im Rohrinneren zum Hindurchleiten der zu erwärmenden Luft freilassen. Im Ausführungsbeispiel der Neuerung bestehen die Einsätze 14 aus mehrfach vorgedrillten dünnen Kupferstreifen, die an der inneren Mantelfläche mit Preßsitz anliegen. Es wird so sichergestellt, daß eine genügend große Wärmeübertragungsfläche für die die Rohre durchströmende Luft zur Verfügung steht und eine starke Erwärmung der Nutzungsluft erfolgt.

Das hintere untere Ende des Kaminofeneinsatzes 2 bildet ein Rchräggestelltes Abgas-Umlenkblech 13, das die abziehenden Rauchgase durch die Rippenrohre 3 leitet. Die Anordnung und der Abstand zwischen den Rohren der obersten, unmittelbar unter dem Kaminabzug liegenden Rippenrohrschicht ist ferner so ausgelegt, daß die Fläche zwischen den Rippenrohren 40 - 50 % größer ist als die Kaminabzugsöffnung 15. Diese Maßnahmen sorgen dafür, daß auch bei ungünstiger Wetterlage ein einwandfreier Rauchgasabzug gewährleistet ist.

Die Abmessung des Kaminofeneinsatzes 2 ist weiterhin so gewählt, daß zwischen Luftkastenoberseite und Kaminofenplatte 16 bzw, zwischen der Stirnfläche

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der Luftkästen 4, 5 und der Frontplatte des Kaminofens 9 ein freier Raum bleibt. Diese Anordnung des Einsatzes im Rauchgasabzug hat sich besonders beim Verbrennen stark qualmenden Brennmaterials dadurch bewährt, da.ß nun kein Rauchgas mehr aus der Ofenöffnung in den Wohnraum austritt.

Die Einsätze 14 in den Rippenrohren 3 sorgen für eine sehr starke Erwärmung der Nutzungsluft. Damit ist sichergestellt, daß nicht nur der Kaminofenraum auch bei tiefen Temperaturen ausreichend beheizt werden kann, sondern auch weitere Räume. Dazu ist neben der vorderen Luftaustrittsöffnung 7 auf der Rückseite des zweiten Luftkastens 5 eine weitere Austrittsöffnung 17 vorgesehen. Bei verschlossener öffnung 7 können durch die Austrittsöffnung 17 über angeschlossene Rohrleitungen noch weitere Räume beheizt werden. Der Kaminofenraum wird dann nur durch die Strahlungswärme des Feuers und der Kaminofenwände aufgeheizt. Wenn nur der Kaminofenraum beheizt werden soll, bleibt die Öffnung 17 verschlossen.

Besonders vorteilhaft ist es, daß aufgrund der er-

§ zielbaren hohen Temperaturen der die Rohre durch-

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strömenden Verbrauchsluft eine verringerte Luftmenge \

zur Wärmeabfuhr erforderlich ist, und daher die Leistung
des Gebläses 6 verringert werden kann, wodurch einmal , der Energieverbrauch verringert und eine mögliche Ge- ■■ räuschbelästigung vermieden wird.

Durch die Befeuchtung der Luft wird die vom Kaminofen- jj einsatz abgegebene Wärme als angenehm empfunden. Vor- fi

teilhaft ist auch, daß durch d^n Einbau des Einsatzes | im Rauchgasabzug das Äußere des Kaminofens nicht ver- 5,

ändert wird. i

Es kann also davon gesprochen werden, daß die an- |

stehenden Probleme durch den Neuerungsgegenstand in I idealer Weise gelöst werden. |

Claims

-Al- Schutzansprüche :

1. Kaminofeneinsatz mit luftführenden Rohren zur Gewinnung von nutzbarer Wärme aus den Rauchgasen, gekennzeichnet

S durch zwei Luftkästen (4, 5), die über seitlich ab

zweigende Rippenrohre (3) miteinander verbunden sind, wobei an dem ersten Luftkasten (4) ein Gebläse (6)

angeschlossen ist, und der zweite Luftkasten (5) eine oder mehrere Öffnungen (7, 17) für den Luft-

austritt besitzt.

2. Kaminofeneinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß in die Rippenrohre (3) Einsätze (14/ eingeschoben sind, die an der Rohrinnenwand mit Preßsitz anliegen.

3. Kaminofeneinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (14) streifen-, kreuz- oder sternförmig sind und mit ihren Außenkanten an der inneren Mantelfläche der Rohre anliegen.

4. Kaminofeneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch !gekennzeichnet, daß durch ein am^Bodenldes ;

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zweiten Luftkastens (5) angeschweißtes Trennblech

(10) der Luftkasten zumindest teilweise in zwei Unterkammern (18, 18") unterteilt ist.

5. Kaminofeneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Luf ^:::kasten (5) an der den Rippenrohranschlüssen gegenüberliegenden Seitenfläche einen Wasserzulaufstutzen

(11) besitzt.

6. Kaminofeneinsatz n?ch einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch der erste Luftkasten (4) durch ein Trennblech am Boden in zwei Unterkammern unterteilt ist und eine Vorrichtung zum Befülien der äußeren Unterkammer mit Wasser besitzt.

7. Kaminofeneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenrohre (3) vorzugsweise in horizontalen, parallelen Schichten angeordnet sind, wobei die Rohre der nächsthöheren Schicht immer über den Lücken zwischen den Rohren der unteren Schicht angeordnet sind.