EP0081028B1

EP0081028B1 - Ofen

Info

Publication number: EP0081028B1
Application number: EP81890195A
Authority: EP
Inventors: Theo Dipl.-Innenarch. Haas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-12-07
Filing date: 1981-12-07
Publication date: 1986-02-26
Also published as: EP0081028A1; DE3173925D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Öfen mit einem keramischen Ofenmantel, der einen Feuerungsraum und einen schraubenlinienförmigen Rauchgaszug umschließt und aus der Höhe nach übereinander gesetzten, die jeweilige Querschnittsform des Ofens aufweisenden Formsteinen aufgebaut ist, die an ihren einander zugekehrten Stirnseiten gegengleiche Zentrierabsätze aufweisen, wobei der unterste Formstein aus einer auf einem Fußgestell abstützbaren Bodenwanne und der oberste Formstein aus einem mit einem Rauchrohranschluß versehenen Deckel bestehen, während die dazwischenliegenden Formsteine zumindest gruppenweise im wesentlichen formgleich ausgebildet sind, und wobei im Bereich des Feuerungsraumes ein feuerfester Einsatz formschlüssig eingesetzt ist.
Kachelöfen bieten gegenüber anderen Heinzungsöfen hinsichtlich der Feuerung, der Wärmespeicherfähigkeit und der Wärmeabgabe erhebliche Vorteile, denen jedoch der Nachteil gegenübersteht, daß die Kachelöfen auf entsprechenden Fundamenten aufgemauert werden müssen. Das Setzen von Kachelöfen bedingt folglich nicht nur einen erheblichen, besondere Sachkenntnis erfordernden Arbeitsaufwand, sondern auch einen entsprechenden Kosteneinsatz.
Um einen . einfach aufbaubaren Ofen zu schaffen, wurde bereits vorgeschalgen (AT-106 081), den Ofenmantel aus einzelnen, den vollen Querschnitt des Ofens bldenden, keramischen Formsteinen schichtenweise aufzubauen, wobei durch kegelförmige Zentrieransätze das Aufeinandersetzen der einzelnen Formsteine erleichtert werden soll, weil eine Selbstzentrierung über die kegeligen Zentrieransätze auftritt. Allerdings bildet der dadurch bedingte, radial nach außen gerichtete Druck die Gefahr eines Ausbrechens der mit den Zentrieransätzen versehenen Ringkanten, so daß im Bereich der Zentrieransätze Bewehrungsringe notwendig werden (DE-361 797).
Da wegen des einfachen Aufeinandersetzens der Formsteine keine ausreichende Dichtung zwischen den Formsteinen gewährleistet werden kann, ist bei diesen bekannten keramischen Öfen eine zusätzliche Vermörtelung der Formsteine nicht zu umgehen, so daß die hinsichtlich einer Vereinfachung der Setzarbeiten angestrebten Vorteile weitgehend verlorengehen. Dazu kommt, daß der Feuerungsraum durch die lediglich mit einer formschlüssig eingesetzten Rückwand ergänzten Formsteine selbst gebildet wird, was die Gefahr einer mechanischen Beschädigung der Formsteine, beispielsweise durch eingeschobenes Brennmaterial, mit sich bringt. Außerdem ist nur eine vergleichsweise geringe Wärmeübergansfläche zwischen dem Rauchgas und den Formsteinen vorhanden, weil die Formsteine ausschließlich Rauchgaskammern mit gegeneinander versetzt angeordneten Zu- und Austrittsöffnungen bilden, wobei sich bezüglich des Rauchgaszuges zwangsläufig Toträume mit der Möglichkeit erheblicher Rußablagerungen ergeben, die eine Reinigung des Rauchgaszuges nach vergleichsweise geringen Betriebszeiten notwendig machen. Wegen des konstruktionsbedingt verwinkelten Rauchgaszuges ist eine solche Reinigung jedoch kaum möglich. Schließlich ist festzustellen, daß durch die winkelversetzte Anordnung derr Zu- und Austrittsöffnungen der von den Formsteinen gebildeten Rauchgaskammern zwar ein schraubenlinienförmiger Rauchgaszug mit einer gegenüber einem geraden Rauchgaszug größeren Länge erreicht werden kann, doch ist dieser Längengewinn kaum für eine bessere Wärmeausnützung nützbar, weil wegen der Versetzung der Zu- und Austrittsöffnungen um höchstens 90° für eine volle Windung zumindest vier übereinander geschichtete Formsteine notwendig werden.
Zur besseren Wärmeausnützung ist es schließlich bekannt (DE-C-202 024), die Formsteine über dem Feurungsraum so zu gestalten, daß sie jeweils einen hohlen Ringraum bilden, der an einer Stelle durch einen radiale Zwischenwand verschlossen ist. Da dieser Ringraum vor und hinter der Zwischenwand Durchtrittsöffnungen einerseits zum Ringraum des nach oben anschließenden Formsteines und anderseits zum Ringraum des unteren Formsteines aufweist, entstehen übereinanderliegende, miteinander verbundene Ringkanäle, die nacheinander von den Rauchgasen durchströmt werden. Wegen des durch die Ringkanäle vergrößerten Strömungsweges erhält man .eine größere Wärmeübergangsfläche, die eine bessere Ausnützung der fühlbaren Abwärme der Rauchgase erlaubt. Ein wesentlicher Nachteil, der den praktischen Einsatz dieses bekannten Ofenks in Frage stellt, ist allerdings, daß die Ringräume bei zusammengesetztem Ofen nicht mit einem Besen od. dgl. gereinigt werden können, weil der Besen nicht den vielen, durch die Durchtrittsöffnungen zwischen den Ringkanälen bedingten Richtungsänderungen folgen kann. Diese Durchtrittsöffnungen zwischen den Ringkanälen ergeben außerdem verkleinerte Strömungsquerschnitte für die Rauchgase, so daß es zu Staueffekten und zusätzlichen Wirbelbildungen kommt, die nicht nur die Wärmeabgabe der Rauchgase an die Formsteine beeinträchtigen, sondern auch zu einer vermehrten Rußablagerung Anlaß geben. Diese Rußablagerungen beeinträchtigen wiederum den Wärmeübergang, was in der Praxis dazu führt, daß die Vorteile aufgrund der Verlängerung des Rauchgaszuges durch die axiale Aneinanderreihung mehrerer Ringkanäle durch die Nachteile eines solchen Rauchgaszuges aufgehoben werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und einen Ofen der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß unter Beibehaltung einfacher Setzarbeiten trotz eines mehrere Windungen umfassenden Rauchgaszuges eine für den Wärmeübergang vorteilhalfte, kontinuierliche Rauchgasströmung sichergestellt werden kann, wobei einerseits zufolge dieser Rauchgasströmung die Rußablagerung weitgehend unterbunden und anderseits wegen der Ofenkonstruktion die Reinigung des Rauchgaskanales einfach durchgeführt werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Formsteine in ihren einander zugekehrten Stirnseiten eine durch den jeweils anschließenden Formstein abgedeckte Ringnut zur Aufnahme einer feuerfesten Dichtungsschnur aufweisen, daß der feuerfeste Einsatz den Feuerungsraum umschließt und daß die Formsteine über dem feuerfesten Einsatz jeweils wenigstens eine einen Kern umschließende Windung eines schraubenförmig verlaufenden Kanals für den Rauchgaszug bilden.
Da die Formsteine an ihren einander zugekehrten Stirnseiten eine Ringnut mit einer feuerfesten Dichtungsschnur besitzen, an die der anschließende Formstein durch das Gewicht der darüberliegenden Formsteine angedrückt wird, ergibt sich zwischen den Formsteinen ohne eine zusätzliche Vermörtelung eine gasdichte Verbindung, zumal im Bereich des Feuerungsraumes der den Feuerungsraum umschließende Einsatz vorgesehen ist, der nicht nur eine Erhöhung der mechanischen Festigkeit gerade im Bereich des Feuerungsraumes bewirkt, sondern auch eine zusätzliche Dichtung ergibt. Neben diesen Aufgaben erfüllt der erfindungsgemäße Einsatz eine Schutzaufgabe für die Formsteine vor einer mechanischen Beschädigung, weil der den Feuerungsraum umschließend Einsatz gewissermaßen eine Ausfütterung der Formsteine bildet.
Damit den Rauchgasen die fühlbare Abwärme entzogen werden kann, bedarf es einer ausreichend großen Wärmeaustauschfläche zwischen dem Rauchgasiug und den Formsteinen. Mit der Ausbildung wenigstens einer Windung eines schraubenförmig verlaufenden Kanals je Formstein für den Rauchgaszug können diese Forderungen sehr vorteilhaft erfüllt werden, wobei der Rauchgaszug durch das Aufsetzen neuer Formsteine jeweils um eine weitere Windung verlängert werden kann, so daß eine gute Anpassung an die Rauchgastemperaturen möglich ist. Der schraubenlinienförmig gewundene, einen Kern umschließende Kanal für den Rauchgaszug bringt darüber hinaus den Vorteil mit sich, daß innerhalb des Rauchgaszuges keine eine Rußablagerung unterstützenden Toträume vorhanden sind, was einerseits die Betriebszeiten zwischen zwei notwendigen Reinigungen .erheblich verlängert und anderseits die Reinigungsarbeiten bedeutend vereinfacht.
Die gleichmäßige und rasche Erwärmung der Formsteine des Rauchgaszuges kann zusätzlich dadurch erhöht werden daß die eine Windung des schraubenförmigen Kanales bildenden Formsteine eine mit einem Deckel verschließbare, axiale Durchgangsöffnung in dem von den Windungen des Kanales umschlossenen Kern aufweisen. Durch das Aufeinandersetzen solcher Formsteine ergibt sich ein zentraler Kanal, der oben durch einen Deckel verschlossen werden kann, so daß die sich in diesem Kanal stauende Wärme vom Kern der Formsteine aufgenommen werden kann. Außerdem kann in den aus den axialen Durchgangsöffnungen im Kern der Formsteine gebildeten Kanal der Wärmetauscher einer Niedertemperatur-Heizung, beispielsweise einer Fußbodenheizung, eingesetzt werden, um eine weitergehende Ausnützung der fühlbaren Abwärme der Rauchgase zu ermöglichen.
Weisen in weiterer Ausbildung der Erfindung die Formsteine im Bereich des den Feuerungsraum umschließenden Einsatzes eine gegen den Einsatz hin offene Axialnut auf, die im Bereich der Bodenwanne an einen Zuluftkanal anschließt, so kann für eine einwandfreie Nachverbrennung des mit den Rauchgasen allenfalls aus dem Feuerungsraum ausgetragenen Brennstoffes gesorgt werden, weil über die axiale Nut Frischluft in einen Nachverbrennungsraum geleitet werden kann. Da alle Formsteine im Bereich des Feuerungsraumes diese Axialnut aufweisen, verlängert sich der durch die Axialnuten gebildete Frischluftkanal mit jedem zusätzlichen Formstein selbständig.
Um eine besonders einfache Versetzung des Ofens zu erreichen, kann der den Feuerungsraum umschließende Einsatz aus an den Formsteinen anliegenden, sich gegenseitig abstützenden Wandplatten bestehen, die mittels einer Bodenplatte und einer einen Nachverbrennungsraum vom Feuerungsraum abtrennenden, Feueröffnungen freilassenden Deckenplatte im Abstand voneinander gehalten sind. Die Platten des Einsatzes, die lediglich in die bereits versetzten Formsteine des Feuerungsraumes eingelegt bzw. eingeschoben werden müssen, ergeben nicht nur eine glattwandige Auskleidung des Feuerungsraumes, sondern dienen auch zum Aussteifen der Formsteine, was die erforderliche Sicherheit für den Ofen erzwingt.
Da die vorgefertigten Formsteine keiner Vermörtelung und keiner Verkleidung bedürfen, können die Schauseiten der Formsteine mit einer Glasur versehen werden, wobei die Gestaltung dieser Schauseiten. völlig frei ist. Es ist folglich möglich, besondere architektonische Wirkumgen zu erzielen, indem an sich gleiche Formsteine übereinander verlegt werden, die aber unterschliedliche Schauseiten besitzen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem vereinfachten Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Ofen in einem Längsschnitt,
Fig. 2 in einem Schnitt senkrecht zur Schnittebene der Fig. 1,
Fig. 3 einen Formstein für den Rauchgaszug in Draufsicht und
Fig. 4 eine Draufsicht auf den als Bodenwanne ausgebildeten untersten Formstein.

Der dargestellte Ofen besitzt einen Ofenmantel aus vorgefertigten Formsteinen, die die jeweilige Querschnittsform des Ofens aufweisen und übereiander gesetzt sind. Der unterste Formstein 1a bildet dabei eine auf einem Fußgestellt 2 abgestützte Bodenwanne, auf der die den Feuerungsraum 3 umschließenden Formsteine 1b aufgesetzt sind. Auf diesen untereinander formgleichen Formsteinen 1b ruhen die einen Kanal 4 für den Rauchgaszug bildenden Formsteine 1c, die wiederum untereinander gleiche Gestalt besitzen. Auf diesen Formsteinen 1c ist als oberster Formstein 1d ein Deckel aufgesetzt, der mit einem Rauchrohranschluß 5 versehen ist. In diesen Rauchrohranschluß 5 wird in üblicher Weise ein Rauchrohr 6 eingesteckt.
Um die zueinfander richtige Lage der einzelnen Formsteine sicherzustellen, weisen die Formsteine an ihrem einander zugekehrten Stirnseiten jeweils gegengleiche Zentrierabsätze 7 auf, die beim Übereinandersetzen der einzelnen Formsteine ineinandergreifen. Zur gasdichten Verbindung der Formsteine ist inb den einander zugekehrten Stirnseiten der Formsteine eine Ringnut 8 angeordnet, in die eine feuerfeste Dichtungsschnur 9 eingelegt werden kann, die von der Ringnut 8 des unmittelbar anschließenden Formsteines ebenfalls aufgenommen wird.
Um einerseits eine entsprechende Auskleidung des Feuerungsraumes 3 und anderseits eine Aussteifung des Ofenmantels im Bereich des Fuerungsraumes zu erhalten, ist in die Formsteine 1 b ein feuerfester Einsatz 10 formschlüssig eingesetzt. Dieser Einsatz besteht aus vier Wandplatten 11 a und 11b, von denen die einander gegenüberliegenden Wandplatten 1 ia von den Wandplatten 11 b gegen die Formsteine 1 gedrückt werden. Eine in die Bodenwanne 1a eingelegte Bodenplatte 12 und eine Deckenplatte 13, die mit einem Randabsatz zwischen die Wandplatten 11 ragt, sorgen für eine entsprechende Abstützung der Wandplatten 11b, so daß ein selbstaussteifendes System erreicht ist, ohne daß besondere Verbindungsmittel erforderlich wären.
Die Deckenplatte 13 des Einsatzes 10 teilt den Feuerungsraum 3 von einem Nachverbrennungsraum 14 ab, der mit dem Feuerungsraum 3 durch Feueröffnungen 15 verbunden ist. Um diesem Nachverbrennungsraum 14 Frischluft zuführen zu können, die eine vollständige Verbrennung des allenfalls mit den Rauchgasen aus dem Feuerungsraum 3 ausgetragenen Brennstoffes erlaubt, sind in die Formsteine 1b Axialnuten 16 eingeformt, die einen Frischluftkanal bilden, der über eine in der Bodenwanne 1 a vorgesehene Nut 17 an einen Zuluftkanal 18 im Bereich der Ofentür 19 angeschlossen ist.
Damit die Ofentür 19 problemlos in die Formsteine eingesetzt werden kann, weist der unterste Formstein 1a eine entsprechende Ausnehmung auf, die sich in den darüberliegenden Formstein 1 b fortsetzt, so daß die Ofentür 19 zunächst in die Ausnehmung des untersten Formsteines 1a eingeschoben und dann der auf die Bodenwanne aufzusetzende Formstein 1b über die Ofentür 19 aufgesetzt werden kann.
Um einen durch das Aufsetzen je eines Formsteines 1c verlängerbaren Rauchgaszug su erhalten, weisen die Formsteine 1c je eine Windung des schraubenförmig verlaufenden Kanales 4 auf. Um einerseits ein leichteres Entformen zu ermöglichen und anderseits eine Verwirbelung des Rauchgases sicherzustellen, sind die Rauchgas- öffnungen im Bereich sich sonst ergebender Hinterschneidungen abgeflacht, wie dies in den Fig. 1 und Fig. 2 angedeutet ist. Die Formsteine 1c weisen außerdem eine axiale Durchgangsöffnung 20 innerhalb des von von den Windungen des Kanales 4 umschlossenen Kernes auf, so daß sich innerhalb der aufeinander gesetzten Formsteine 1c ein zentraler Kanal ergibt, der mit Hilfe eines Deckels 21 im obersten Formstein 1c verschlossen werden kann. In diesem zentralen Kanal kann Heißgas aus dem Nachverbrennungsraum 14 aufsteigen, wodurch der Kern der Formsteine 1c rascher und gleichmäßiger erwärmt werden kann.
Es zeigt sich also, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Ofens alle Vorteile eines Kachelofens tatsächlich erreicht werden können, ohne daß dessen Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Die Aufstellung des Ofens durch ein Aufeinandersetzen der einzelnen Formsteine bietet keinerlei Schwierigkeiten, wobei die Möglichkeit besteht, durch die Wahl der Anzahl der verwendeten Formsteine den Ofen an sehr unterschiedliche Verhältnisse anzupassen. Da die einzelnen Teile des Ofens nicht vermörtelt zu werden brauchen, kann der Ofen auch leicht wieder abgebaut und neu errichtet werden, wenn dies erforderdlich wird.
Wie Fig. 3 zeigt, müssen die Windungen des Kanales 4 für den Rauchgaszug im Querschnitt nicht kreisförmig sein. Der Rauchgaszug könnte auch durch eine von einem Ker ausgehende Wendelfläche gebildet werden, die sich je Formstein 1c über 360° erstreckt.

Claims

1. Ofen mit einem keramischen Ofenmantel, der einen Feuerungsraum (3) und einen schraubenlinienförmigen Rauchgaszug umschließt und aus der Höhe nach übereinander gesetzten, die jeweilige Querschnittsform des Ofens aufweisenden Formsteinen (1a, 1b, 1c, 1d) aufgebaut ist, die an ihren einander zugekehrten Stirnseiten gegengleiche Zentrierabsätze (7) aufweisen, wobei der unterste Formstein (1a) aus einer auf einem Fußgestell (2) abstützbaren Bodenwanne und der oberste Formstein (1d) aus einem mit einem Rauchrohranschluß (5) versehenen Deckel bestehen, während die dazwischenliegenden Formsteine (1b, 1c) zumindest gruppenweise im wesentlichen formgleich ausgebildet sind, und wobei im Bereich des Feuerungsraumes (3) ein feuerfester Einsatz (10) formschlüssig eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Formsteine (1a, 1b, 1c, 1d) in ihren einander zugekehrten Stirnseiten eine durch den jeweils anschließenden Formstein abgedeckte Ringnut (8) zur Aufnahme einer feuerfesten Dichtungsschnur (9) aufweisen, daß der feuerfeste Einsatz (10) den Feuerungsraum (3) umschließt und daß die Formsteine (1c) über dem feuerfesten Einsatz (10) jeweils wenigstens eine einen Kern umschließende Windung eines schraubenförmig verlaufenden Kanals (4) für den Rauchgaszug bilden.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. die eine Windung des schraubenförmigen Kanals (4) bildenden Formsteine (1c) eine mit einem Dekkel (21) verschließbare, axiale Durchgangsöffnung (20) in dem von den Windungen des Kanals (4) umschlossenen kern aufweisen.

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formsteine (1b) im Bereich des den Feuerungsraum (3) umschließenden Einsatzes (10) eine gegen den Einsatz (10) hin offene Axialnut (16) aufweisen, die im Bereich der Bodenwanne (1a) an einen Zuluftkanal (18) anschließt.

4. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Feuerungsraum (3) umschließende Einsatz (10) aus an den Formsteinen (1b) anliegenden, sich gegenseitig abstützenden Wandplatten (11a, 11b) besteht, die mittels einer Bodenplatte (12) und einer einen Nachverbrennungsraum (14) vom Feuerungsraum (3) abtrennenden, Feueröffnungen (15) freilassenden Deckenplatte (13) im Abstand voneinander gehalten sind.