EP1336801A1 - Verfahren zum Trennen einer Feuerstelle von der Umgebung mittels eines Lufvorhangs und zum Ausüben des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Trennen einer Feuerstelle von der Umgebung mittels eines Lufvorhangs und zum Ausüben des Verfahrens Download PDF

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EP1336801A1
EP1336801A1 EP02405743A EP02405743A EP1336801A1 EP 1336801 A1 EP1336801 A1 EP 1336801A1 EP 02405743 A EP02405743 A EP 02405743A EP 02405743 A EP02405743 A EP 02405743A EP 1336801 A1 EP1336801 A1 EP 1336801A1
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EP
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air
opening
air curtain
fireplace
curtain
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EP02405743A
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Niklaus Lüthi
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AIRCAMIN SA
Original Assignee
AIRCAMIN SA
NISA Prodotti SA
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24BDOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00Stoves or ranges
    • F24B1/18Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/185Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24BDOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00Stoves or ranges
    • F24B1/18Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/191Component parts; Accessories
    • F24B1/192Doors; Screens; Fuel guards

Definitions

  • the present invention relates to a method for aerostatic separation the fireplace of a fireplace from the immediate vicinity by means of a Air curtain according to the preamble of claim 1, and a device to practice the method as described in the preamble of claim 7.
  • the most common solution is to complete the firebox to include, with front, i.e. on the one facing the room Side, a transparent wall made of glass or similar material attached through which one can see the flames, but through which the space completely isolated from the fireplace.
  • a transparent wall made of glass or similar material attached through which one can see the flames, but through which the space completely isolated from the fireplace.
  • An example of such a solution is in the US-4'248'206 shown, to improve the efficiency an air curtain in the part behind the transparent wall is generated, which is fed with outside air by means of a fan, and who brushes this wall and heats up.
  • a fireplace of this kind may have good heat efficiency, but obviously that is missing direct contact between the fire and the ambient air.
  • construction is perceived as a foreign body in space, in the way it is normal cast iron or ceramic stoves.
  • EP-0766046-A2 Another subject of some interest under the present Invention is then shown in EP-0766046-A2, which is a gas heater with flammable liquid.
  • Such chimney types which only for this reason alone, don't let it be compared to real fireplaces, in which wood is burned and to which the present invention relates - still have two basic disadvantages, against which the invention is intended to remedy the situation, namely that on the one hand it is harmful to health Generate emissions, and that on the other hand they are not realistic Make an impression of a fireplace, i.e. that they have no direct view of the Flemish allow.
  • EP-0766046-A2 proposes to overcome these disadvantages the application of forced air circulation by means of a fan is pressed through an opening in the upper part of the opening of the fireplaces is arranged.
  • the purpose of the present invention is to overcome the disadvantages of the above to overcome known partial solutions and is designed to create an atmosphere of well-being thanks to the burning fireplace in the room, the main disadvantages of the fireplace with an open fire overcome, namely the escape of smoke into the surrounding space and the spark spray with the corresponding fire hazard.
  • the inventive method and the device for its exercise allow a satisfactory thermal efficiency of the fireplace to achieve because there are no partitions between the fireplace and the room are present without complex and delicate heat exchanger devices would be used as in the case of the environment by means of a more chimneys or less see-through wall are essential are.
  • the inventive idea is not that of an air curtain as such to create the opening of the fireplace since today the formation of an air curtain the expert in the field of aerostatic separation from one another connected spaces is a well-known technique, but that to create air circulation in a closed circuit, whereby not to understand the concept of a closed circuit in an absolute sense is that the air in this circulating circuit has no contact with the environment, but that the main part of the circulating air stays in the cycle and goes through it several times while only one small proportion of the air mixes with the ambient air, namely where the air curtain is in contact with the environment.
  • Fig. 1, 1 and 2 denote the side walls of a fireplace or fireplaces for a living space that is completed by a hood 3 above is in the middle of a smoke exhaust pipe 4 from the highest point of the Hood goes out.
  • a fireplace usually faces a firing surface 5 for the fuel, often as a grate is designed to facilitate the supply of combustion air to the fire.
  • the living room fireplace is of course provided with a rear rear wall 6, while it is open towards the room to the view of the To release flames, and also to prevent the emission of radiant heat in to allow the surrounding space.
  • the elements described so far form the basic structure of every living room fireplace.
  • FIG. 1 apparatus suitable for the method is shown in FIG. 1 and comprises a fireplace 7 through a fireplace with a paving or a firing surface 5, a ceiling or hood 3, a rear wall 6 and two side walls 1 and 2 is formed.
  • the firebox is forward open.
  • the front opening of the fireplace 7 is at its full height and across its entire width by an air flow indicated by the arrows f coated, which forms an air curtain.
  • An air curtain is understood to be an air flow that is two connected Completely separates spaces in the aerostatic sense and prevents the exchange of air between the two rooms.
  • the present invention therefore provides that in addition to the front opening of the fireplace (these sides can be both the top and the lower one, as well as the two side walls) at least one opening more precisely, there is an air injection opening and an air suction opening.
  • opening in this context is to be understood as a slot of any kind or one Mouth through which an air stream can pass.
  • Such slits that form an opening can advantageously have a cross section, which is suitable for generating a unidirectional air flow in the In the event of a blowing opening, or an air extraction opening, the air from all directions sucked in evenly.
  • the air blowing opening is designated 8, while the air suction opening is indicated with 9.
  • the air blowing opening 8 is in this embodiment arranged in the upper part of the opening of the firebox, while the suction opening 9 is arranged in the lower part such that the air curtain according to a preferred embodiment of the present invention, because this best allows using the separation effect of the air curtain the air supply to the fireplace to combine - extends from top to bottom.
  • a single blow opening 8 is shown, and a single one Suction opening 9, but this does not rule out that a larger one Number of blow holes and suction holes can be attached, each be acted upon individually.
  • the essentially closed air cycle to realize which forms the basic idea of the present invention, it is provided, in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, that the Blow opening 8 with the suction opening 9 by means of a closed connecting channel 10 is connected, in which at least one fan 11 acts, which circulates the air in a closed circuit, which from the air curtain f consists of at least one blow opening 8 to at least one suction opening 9 moves, and the connecting channel 10.
  • the connecting channel 10 is designed as a double channel 10 'and 10 ", each Half channel 10 'and 10 "one end of at least one blow opening 8 with connects the corresponding end of at least one suction opening 9, wherein a fan 11 ', 11 "is arranged in each of the half channels 10', 10", which circulates the air (compare arrows f, f 'in channels 10', 10 ").
  • Laminar means, which means that the airflow over a maximum possible Length of the air curtain should be kept laminar.
  • an air speed in the air curtain measured at the discharge opening 8 choose between 0.5 to 5 m / s.
  • the Air speed must depend on the dimensions of the living room fireplace, and in particular the distance between the blowing opening 8 and the suction opening 9 can be chosen favorably. This can be an optimal Exit speed can be found at the blow-out opening 8, the one complete formation of the air curtain with minimal air loss ensures from the closed cycle: this speed will determined by means of calculations and suitable tests; Measures the fall within the competence of the specialist in the field.
  • the air curtain f according to the invention must be so be designed so that the air supply to the air flow of the air curtain f from the Environment is between 10% and 40% of the total circulating air volume.
  • the air curtain f according to the invention must be so be designed so that the air supply to the air flow of the air curtain f from the Environment is between 10% and 40% of the total circulating air volume.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum aerostatischen Trennen der offenen Feuerstelle eines Wohnraum-Kamins von der Umgebung mittels eines Luftvorhangs (f), dadurch gekennzeichnet, dass der Luftvorhang (f) mittels eines im geschlossenen Kreislauf zirkulierenden Luftstroms erzeugt wird, zu welchem keine wesentliche Luftzufuhr aus der Umgebung erfolgt. Die Vorrichtung zum Ausüben des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten der nach vorne gegen den Raum hin gerichteten Öffnung des Kamins mindestens eine Blasöffnung (8) und mindestens eine Absaugöffnung (9) vorhanden sind, die Luft über die ganze Breite der Öffnung ausblasen bzw. absaugen, wobei die Blasöffnung (8) mit der Absaugöffnung (9) über einen geschlossenen Verbindungskanal (10) verbunden ist, in welchem ein Ventilator (11) wirkt, der die Luft in dem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf umwälzt. Die Varianten sehen alle Arten von geschlossenem Kreislauf vor, die einen möglichst laminaren Luftvorhang vor der vorderen Öffnung der Feuerstelle erzeugen können, um dabei die Luftverluste des zirkulierenden Luftstroms möglichst gering zu halten, und den Luftvorhang so gleichmässig als möglich auszubilden. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum aerostatischen Trennen der Feuerstelle eines Kamins von der unmittelbaren Umgebung mittels eines Luftvorhangs gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens gemäss der Beschreibung im Oberbegriff des Anspruchs 7.
Die Verwendung von Kaminen oder Cheminées mit offener Feuerstelle zum Verbrennen von Holz und ähnlichem Brennmaterial ist weit verbreitet wegen der grossen Annehmlichkeiten bezüglich Wohlbefinden, das ein offenes Feuer dem Anwender vermitteln kann. Allgemein ist jedoch bekannt, dass die normalen, nach vorne offenen Kaminfeuerstellen, welche allein das Vergnügen der direkten Sicht auf das die Flammen bieten, nicht ohne Probleme und Gefahren sind. Von diesen Problemen sind die wichtigsten sicher das Entweichen von Rauch in die Umgebung, mit allen Umwelt- und Gesundheitsproblemen, und vor allem das unkontrollierte Wegspringen von Funken oder glühenden Brennmaterialpartikeln, die ernsthafte Probleme bezüglich Brandgefahr verursachen.
Aus diesen Gründen sind bereits eine Reihe technisch fortgeschrittener Lösungen vorgeschlagen und patentrechtlich geschützt worden, die darauf ausgerichtet sind, die nähere Umgebung zu schützen, und in Verbindung mit Wärmetauschern auch den Wirkungsgrad des Kaminfeuers zu verbessern.
Die am häufigsten angewandte Lösung besteht darin, den Feuerraum vollständig einzuschliessen, wobei vorne, d.h. auf der gegen den Raum gerichteten Seite, eine transparente Wand aus Glas oder ähnlichem Material angebracht wird, durch welche man die Flammen sehen kann, die aber den Raum vollständig von der Feuerstelle isoliert. Ein Beispiel einer solchen Lösung ist in der US-4'248'206 dargestellt, wobei zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Feuerung im hinter der transparenten Wand gelegenen Teil ein Luftvorhang erzeugt wird, der mittels eines Ventilators mit Aussenluft gespiesen wird, und der diese Wand bestreicht und sich erhitzt. Eine Feuerstelle solcher Art mag einen guten Wärme-Wirkungsgrad aufweisen, aber offensichtlich fehlt der direkte Kontakt zwischen dem Feuer und der Umgebungsluft. Eine solche Konstruktion wird jedoch im Raum als Fremdkörper empfunden, in der Art wie normale Heizöfen aus Gusseisen oder Keramik.
Eine zur oben beschriebenen analoge Lösung ist auch im Kanadischen Patent Nr. 1127031 beschrieben, bei welcher ein Luftstrom so ausgelegt ist, dass er die Innenfläche einer Abschlusswand der Feuerstelle eines Kamins bestreicht, mit dem Zweck, die Wand aus Glaskeramik zu kühlen.
Bereits etwas raffinierter erscheint die in EP-A-0033787 gezeigte Lösung, die ein selbstregulierendes Kamin zeigt, das auf einer oder mehreren Seiten offen steht, und in dessen feststehender Haube eine konisch ausgebildete, klappbar bewegliche Haube montiert ist. Die bewegliche Haube berührt in ihrer Ruhestellung den unteren Rand der feststehenden Haube, und während sie sich in ihrer umgeklappten Lage befindet, erstreckt sich zwischen den beiden Hauben eine Durchgangsöffnung, eine Düse, welche die Ausbildung eines Luftvorhangs vor der offenen Feuerstelle erlaubt, der ein Absaugen übermässiger Gas- und Rauchbildung erlaubt. In der Tat wird in diesem Dokument die Ausbildung eines Luftvorhangs auf der offenen Seite eines Kamins ausdrücklich erwähnt. Hingegen ist festzustellen, dass hier das Prinzip des Luftvorhangs falsch angewendet wird, indem die Öffnung dazu dient, die Luft und überschüssigen Rauch abzusaugen, weshalb die Ausbildung eines Luftvorhangs - im Sinn einer aerostatischen Trennung der Feuerstelle von der nähern Umgebung - vor der Öffnung der Feuerstelle ausgeschlossen ist. Eine Ansaugöffnung, im Gegensatz zu einer Blasöffnung, saugt Luft aus allen Richtungen an und kann daher niemals einen in eine einzige Richtung ausgerichteten Luftstrom erzeugen, wie er zum Erzeugen eines Luftvorhangs erforderlich ist. Dies ist nur möglich, wenn Luft genügend stark ausgeblasen wird.
Ein anderer Gegenstand von gewisse Interesse im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist sodann in der EP-0766046-A2 dargestellt, die einen Gas-Heizapparat mit leicht brennbarer Flüssigkeit zeigt. Solche Kamintypen - die sich nur schon aus diesem Grund nicht vergleichen lassen mit richtigen Kaminen, in welchen Holz verbrannt wird, und auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht - weisen immer noch zwei grundsätzliche Nachteile auf, gegen welche die Erfindung Abhilfe schaffen soll, nämlich dass sie einerseits gesundheitsschädliche Emissionen erzeugen, und dass sie anderseits keinen realistischen Eindruck eines Kamins machen, d.h. dass sie keine direkte Sicht auf die Flamen erlauben. Zur Überwindung dieser Nachteile schlägt die EP-0766046-A2 die Anwendung einer erzwungenen Luftzirkulation vor, die mittels eines Ventilators durch eine Öffnung gepresst wird, die im oberen Teil der Öffnung des Kamins angeordnet ist. Aber auch in diesem Fall bildet die Luft jedoch keinen geschlossenen Luftvorhang, da ein Teil der Luft direkt in die Brennraumzone gelangt, während die restliche aus der Öffnung strömende Luft sich im umgebenden Raum verliert. Der Erfinder bemüht sich dabei nicht, den Luftstrom so zu richten, dass ein "kompakter" Luftvorhang gebildet wird, sondern lässt zu, dass die austretende Luft sich ausbreitet und einen sich verbreiternden Konus bildet, der offensichtlich nicht wieder aufgefangen werden kann, um einen geschlossenen Luftkreislauf zu bilden. Auch wenn im untern Teil des Feuerraums eine breite Lufteintrittsöffnung vorgesehen ist, für Luft, die übrigens auch aus einer zusätzlichen, auf der hintern Seite des Feuerraums vorgesehenen Öffnung eintreten könnte, kann sicher festgestellt werden, dass dieses Dokument keine Ausbildung eines Luftvorhangs vor der Öffnung zeigt, da die in alle Richtungen aus der Öffnung ausgeblasene Luft vor der Öffnung des Kamins bloss eine starke Turbulenz erzeugen kann, welche die Ausbildung eines Luftvorhangs verunmöglicht.
Schliesslich sei die Bildung eines Luftvorhangs erwähnt, beispielsweise zum Zweck des Brandschutzes, die gemäss dem Stand der Technik bekannt ist, zum Beispiel aus US-4'315'456, welche die physikalischen Bedingungen aufzeigt, unter welchen sich ein solcher Vorhang ausbilden kann. Dieses Dokument gibt jedoch keinerlei Hinweis bezüglich der Verwendung eines solchen Luftvorhangs in einem Kamin in einem Wohnhaus.
Festzuhalten ist, dass auch andere Dokumente (zum Beispiel DE-2632056) Kamine zeigen, die mit einer Öffnung zur Einspeisung von Luft an der Kaminhaube von oben nach unten versehen sind, wobei die Öffnung auch mehrere Seiten des Kamins umfassen kann. Es handelt sich dabei jedoch um das Erzeugen einer Luftströmung, die zur Speisung des Feuers im Kamin vorgesehen ist. Dabei ist der Zweck dieser Anordnung, wie auch der anderen, analogen Lösungen, ein Einspeisen von Verbrennungsluft, die nicht aus der Umgebung genommen wird, sondern die durch eine separate Zuleitung herangeführt wird, damit dem Raum keine warme Luft entzogen wird.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die Nachteile der oben genannten, bekannten Teillösungen zu überwinden, und ist darauf ausgerichtet, eine Atmosphäre des Wohlbefindens zu schaffen dank des brennenden Kaminfeuers im Raum, die hauptsächlichen Nachteile des Kamins mit offener Feuerstelle zu überwinden, nämlich das Austreten von Rauch in den umgebenden Raum und das Funkensprühen mit der entsprechenden Brandgefahr. Darüber hinaus sollen das erfindungsgemässe Verfahren sowie die Vorrichtung zu seiner Ausübung erlauben, einen zufriedenstellenden Wärmewirkungsgrad des Kamins zu erreichen, weil keine Trennwände zwischen der Feuerstelle und dem Raum vorhanden sind, ohne dass aufwändige und heikle Wärmetauschervorrichtungen anzuwenden wären, wie sie bei von der Umgebung mittels einer mehr oder weniger durchsichtigen Wand abgeschlossenen Kaminen unerlässlich sind.
Alle diese Ziele werden erreicht mit einem Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch die Eigenschaften gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Bezüglich der Vorrichtung werden die Ziele mittels der Eigenschaften gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 realisiert.
Der erfinderische Gedanke ist nicht jener, einen Luftvorhang als solchen vor der Öffnung der Feuerstelle zu schaffen, da heute das Ausbilden eines Luftvorhangs dem Fachmann auf dem Gebiet aerostatischer Trennung untereinander verbundener Räume eine wohlbekannte Technik darstellt, sondern jener, eine Luftzirkulation in einem geschlossenen Kreislauf zu schaffen, wobei das Konzept eines geschlossenen Kreislaufs nicht im absoluten Sinn zu verstehen ist, dass die Luft in diesem zirkulierenden Kreislauf keinerlei Kontakt mit der Umgebung hat, sondern dass der Hauptanteil der zirkulierenden Luft im Kreislauf verbleibt und diesen mehrmals durchläuft, während sich nur ein kleiner Anteil der Luft mit der Umgebungsluft mischt, nämlich dort, wo der Luftvorhang mit der Umgebung in Berührung steht. Offensichtlich ist dabei hinsichtlich der Frage, wie genau ein Luftvorhang ausgelegt werden kann, wenn die raffiniertesten technischen Mittel angewendet werden, die dem Konstrukteur zur Verfügung stehen, um einen laminaren Luftvorhang ohne Turbulenzen und konstanter Intensität über die ganze Breite zu erreichen - Mittel auf deren Wert hier nicht eingetreten werden soll, da sie zum Wissen jedes Experten der Aerostatik und der Aerodynamik gehören - dass an den Oberflächen des Luftvorhangs, wo die im Luftvorhang zirkulierende Luft mit der stillstehenden Luft der Umgebung in direkte Berührung tritt, sich leichte Turbulenzen in der Form von Wirbeln bilden. Diese Wirbel bewirken, dass sich ein Teil der zirkulierenden Luft in der Umgebung verliert, während der Luftvorhang eine bestimmte Menge Luft aus der Umgebung mit sich zieht. Aus diesem Grund ist das Konzept des geschlossenen Kreislaufs hier im Sinn von "im Wesentlichen geschlossen" zu interpretieren, d.h. in dem Sinn dass nur ein kleiner prozentualer Anteil der zirkulierenden Luft gegen Umgebungsluft, sowohl solcher aus dem Feuerstellenraum als auch aus dem umgebenden Raum, ausgetauscht wird. Festzuhalten ist auch, dass ein gewisser Luftaustausch für die Zufuhr frischer Luft bzw. des nötigen Sauerstoffs zur Feuerstelle nötig ist. Falls der Luftvorhang die Öffnung der Feuerstelle vollständig abschliessen könnte, müsste Verbrennungsluft auf andere Weise, beispielsweise von unten, zugeführt werden. Dies soll betonen, dass ein gewisser Luftaustausch unvermeidlich und auch nützlich ist. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird jedoch versucht, diesen Luftaustausch so gering wie möglich zu halten, und die Schutzwirkung des Luftvorhangs gegen das Austreten von Rauch und Funken aus dem Feuerraum zu vergrössern, allenfalls unter Inkaufnahme der Notwendigkeit, dass deswegen eine separate Zufuhr von Verbrennungsluft zur Feuerstelle im Kamin vorgesehen werden muss.
Die abhängigen Ansprüche 2 bis 6 betreffen sodann Verbesserungen des erfindungsgemässen Grundkonzeptes gemäss dem Anspruch 1, während die abhängigen Ansprüche 7 bis 10 bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens beschreiben und unter Schutz stellen.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden näher beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen, welche verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schematisch aufzeigen sollen. Es zeigen die
Fig. 1
Ein erfindungsgemässes Kamin oder Cheminée für einen Wohnraum in perspektivischer schematischer Ansicht zur Darstellung der Anordnung der im Rahmen der Erfindung wichtigen Elemente;
Fig. 2
Einen schematischen Querschnitt eines Verbindungskanals, der zwei Öffnungen verbindet, nämlich eine Saugöffnung und eine Blasöffnung des geschlossenen Kreislaufs;
Fig. 3
Das grundsätzliche Schema des erfindungsgemässen geschlossenen Kreislaufs in einer Variante mit zwei Ventilatoren zur Bewegung der Luft;
Fig. 4
Die Lösung gemäss der Fig. 3 von der Seite her gesehen.
In der Fig. 1 bezeichnen 1 und 2 die seitlichen Wände eines Kamins oder Cheminées für einen Wohnraum, das oben durch eine Haube 3 abgeschlossen ist, in deren Mitte ein Rauchabzugsrohr 4 von der höchsten Stelle der Haube ausgeht. In seinem unteren Teil weist ein solches Kamin normalerweise eine Feuerungsfläche 5 für das Brennmaterial auf, die oft als Gitterrost ausgebildet ist, um die Zufuhr von Verbrennungsluft zum Feuer zu erleichtem. Das Wohnraum-Kamin ist natürlich mit einer hinteren Rückwand 6 versehen, während es nach vome gegen den Raum hin offen ist, um die Sicht auf die Flammen freizugeben, und auch um das Austreten von Strahlungswärme in den umgebenden Raum zu ermöglichen. Die bis jetzt beschriebenen Elemente bilden den Grundaufbau jedes Wohnraum-Kamins. Selbstverständlich können diese Grundelemente mit weiteren Elementen ergänzt sein, die an sich bekannt sind und in Praxis häufig angewendet werden, wie untere oder seitliche Öffnungen für den Eintritt von Verbrennungsluft unter der Feuerstelle, Luftzirkulationssysteme mit Wärmetauschern, die meist in der Rückwand 6 des Kamins angeordnet sind, und Austrittsöffnungen für heisse Luft in den seitlichen Wänden 1 und/oder 2 oder in der Haube 3. Alle diese Hilfselemente stören die vorliegende Erfindung kaum und werden daher hier nicht weiter behandelt.
Diese Elemente können ohne weiteres in einem Kamin gemäss der vorliegenden Erfindung vorhanden sein. Eine für das Ausüben des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist jedoch in der Fig. 1 dargestellt und umfasst eine Feuerstelle 7, die durch einen Feuerraum mit einem Plattenbelag oder einer Feuerungsfläche 5, eine Decke oder Haube 3, eine Rückwand 6 und zwei Seitenwände 1 und 2 gebildet wird. Der Feuerraum ist nach vorne offen. Die vordere Öffnung der Feuerstelle 7 wird dabei auf ihrer ganzen Höhe und auf ihrer ganzen Breite von einem mit den Pfeilen f angedeuteten Luftstrom bestrichen, der einen Luftvorhang bildet.
Unter einem Luftvorhang ist dabei ein Luftstrom verstanden, der zwei zusammenhängende Räume im aerostatischen Sinn vollständig voneinander trennt und den Luftaustausch zwischen den beiden Räumen unterbindet.
Die vorliegende Erfindung sieht deshalb vor, dass auf beiden Seiten neben der vorderen Öffnung der Feuerstelle (Diese Seiten können sowohl die obere und die untere sein, als auch die beiden Seitenwände) mindestens eine Öffnung vorhanden ist, genauer gesagt, eine Luft-Einblasöffnung und eine Luft-Absaugöffnung. Dabei sei insbesondere festgehalten, dass der Begriff Öffnung in diesem Zusammenhang zu verstehen ist als ein Schlitz jeder Art oder eine Mündung, durch welche ein Luftstrom durchtreten kann. Solche Schlitze, die eine Öffnung bilden, können vorteilhafterweise einen Querschnitt aufweisen, der sich eignet, einen in eine Richtung weisenden Luftstrom zu erzeugen, im Fall einer Blasöffnung, oder einer Luftabsaugöffnung, die Luft aus allen Richtungen gleichmässig ansaugt. Im übrigen wird eine solche Öffnung gemäss den Regeln der Aerodynamik in solcher Weise ausgelegt, dass sie an jeder Stelle möglichst konstante Blas- bzw. Saugverhältnisse bietet. Beispielsweise werden mit zunehmender Entfernung von einem Sammelkanal abnehmende Kanalquerschnitte der Öffnungen gewählt, wie dies nach aerodynamischen Prinzipien bekannt ist. Wenn nun eine Öffnung auf jeder Seite mit einem Sammel- oder Verbindungskanal verbunden ist (wie dies im Folgenden unter Bezugnahme auf die in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen erklärt werden soll), wird der Kanal zur Öffnung mit einem auf beiden Seiten gegen die Mitte hin abnehmenden Querschnitt ausgelegt. Dies alles ist Teil der normalen Massnahmen, die dem Fachmann auf dem Gebiet geläufig sind, und die daher an dieser Stelle nicht näher erklärt werden müssen.
Im speziellen Fall, der im Sinn eines Beispiels in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, wird die Luft-Blasöffnung mit 8 bezeichnet, während die Luft-Absaugöffnung mit 9 angedeutet ist. Die Luft-Blasöffnung 8 ist in dieser Ausführungsform im oberen Teil der Öffnung des Feuerraums angeordnet, während die Absaugöffnung 9 im unteren Teil solchermassen angeordnet ist, dass der Luftvorhang - gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, weil diese am besten erlaubt, den Trenneffekt des Luftvorhangs mit der Luftzufuhr zur Feuerstelle zu kombinieren - sich von oben nach unten erstreckt. In der Fig. 1 ist eine einzige Blasöffnung 8 gezeigt, und eine einzige Absaugöffnung 9, was jedoch keineswegs ausschliesst, dass eine grössere Anzahl Blasöffnungen und Absaugöffnungen angebracht sein können, die jede einzeln für sich beaufschlagt werden. Für die Wirkungen der vorliegenden Erfindung ist lediglich wichtig, dass ein zusammenhängender Luftvorhang ausgebildet wird, der sich gleichmässig und ohne Unterbrüche vor der Öffnung des Feuerraums erstreckt. Um den im Wesentlichen geschlossenen Luftkreislauf zu realisieren, der den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung bildet, ist vorgesehen, in der Ausführungsform gemäss den Figuren 1 und 2, dass die Blasöffnung 8 mit der Absaugöffnung 9 mittels eines geschlossenen Verbindungskanals 10 verbunden ist, in welchem mindestens ein Ventilator 11 wirkt, der die Luft im geschlossenen Kreislauf umwälzt, der aus dem Luftvorhang f besteht, der sich von mindestens einer Blasöffnung 8 zu mindestens einer Absaugöffnung 9 bewegt, und dem Verbindungskanal 10.
In der in den oben beschriebenen Figuren 1 und 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ebenso in der in den Figuren 3 und 4 lediglich schematisch gezeigten Ausführungsform, welche den Erfindungsgedanken noch besser erklären, ist sodann vorgesehen, dass der Verbindungskanal 10 als doppelter Kanal 10' und 10" ausgebildet ist, wobei jeder Halbkanal 10' und 10" das eine Ende von mindestens einer Blasöffnung 8 mit dem entsprechenden Ende von mindestens einer Absaugöffnung 9 verbindet, wobei in jedem der Halbkanäle 10', 10" ein Ventilator 11', 11" angeordnet ist, der die Luft umwälzt (vergleiche die Pfeile f, f' in den Kanälen 10', 10").
Hier sei festgehalten, dass die besten Resultate der Trennung des Feuerungsraums vom Wohnraum erreicht werden, wenn der Luftstrom des Luftvorhangs f im wesentlichen laminar fliesst. Dies wird erreicht, indem eine angemessene Form der Blasöffnung 8 gewählt und die Austrittsgeschwindigkeit der Luft aus der Austrittsöffnung 8 angepasst wird. Selbstverständlich kann nicht garantiert werden, dass der Luftstrom über die ganze Länge des Luftvorhangs laminar bleibt: Daher wird die Luftströmung in diesem Zusammenhang als im Wesentlichen laminar bezeichnet, was bedeutet, dass der Luftstrom über eine grösstmögliche Länge des Luftvorhangs laminar gehalten werden soll.
Es kann sich als vorteilhaft erweisen, eine Luftgeschwindigkeit im Luftvorhang, gemessen an der Ausblasöffnung 8, zwischen 0.5 bis 5 m/s zu wählen. Die Luftgeschwindigkeit muss dabei in Abhängigkeit der Abmessungen des Wohnraum-Kamins, und insbesondere des Abstandes zwischen der Blasöffnung 8 und der Absaugöffnung 9 günstig gewählt werden. Dabei kann eine optimale Austrittsgeschwindigkeit an der Ausblasöffnung 8 gefunden werden, die eine möglichst vollständige Ausbildung des Luftvorhangs bei minimalem Luftverlust aus dem geschlossenen Kreislauf sicherstellt: diese Geschwindigkeit wird mittels Berechnungen und geeigneten Versuchen bestimmt; Massnahmen die in den Kompetenzbereich des Fachmanns auf dem Gebiet fallen.
Für optimales Funktionieren muss der erfindungsgemässe Luftvorhang f so ausgelegt sein, dass die Luftzufuhr zum Luftstrom des Luftvorhangs f aus der Umgebung zwischen 10% und 40% der total zirkulierenden Luftmenge beträgt. Auch hier handelt es sich um eine aus Versuchen gewonnene Angabe, die jedoch zur Auslegung der idealen Parameter sehr nützlich ist, mittels welchen die Abmessungen der erfindungsgemässen Vorrichtung festgelegt werden.
Viele Varianten für das Erzeugen eines Luftkreislaufs sind vorstellbar, der im Sinn der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen geschlossen ist. So sind beispielsweise Luftzirkulationssysteme denkbar, die einen einzigen Verbindungskanal umfassen, der so breit ist wie alle Absaug- und Ausblasöffnungen, und der mit einem Querstromlüfter der gleichen Breite versehen ist, welche Art von Ventilatoren heute allgemein in elektrischen Heizlüftern eingesetzt werden, oder Anordnungen mit einer Vielzahl von Verbindungsrohren und/oder Blas- und Absaugöffnungen, usw. Alle solchen Varianten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, deren Zweck das Erzeugen eines Luftvorhangs vor der Öffnung eines Wohnraum-Kamins ist, der in einem im Wesentlichen geschlossenen Luftkreislauf gemäss der oben erwähnten Beschreibung einbezogen ist.
Liste der in den Figuren verwendeten Bezugsziffern
1
Seitenwand
2
Seitenwand
3
Haube
4
Abzugrohr
5
Unterstützungsfläche bzw. Boden
6
Rückwand
7
Feuerstelle
8
Blasöffnung
9
Absaugöffnung
10,
10', 10" Verbindungskanal
11, 11', 11"
Ventilator

Claims (10)

  1. Verfahren zum aerostatischen Trennen der nach vorne offenen Feuerstelle eines Wohnraum-Kamins von der Umgebung mittels eines Luftvorhangs (f)
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Luftvorhang (f) mittels der Umwälzung eines Luftstroms in einem geschlossenen Kreislauf ohne wesentliche Zufuhr von Luft aus der Umgebung erzeugt wird.
  2. Verfahren gemäss dem Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Luftvorhang (f) im Wesentlichen laminar ist.
  3. Verfahren gemäss dem Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Luftvorhang in der Öffnung des Feuerraums von oben nach unten gerichtet ist.
  4. Verfahren gemäss dem Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Luftgeschwindigkeit des Luftvorhangs zwischen 0.5 und 5 m/s liegt.
  5. Verfahren gemäss dem Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die einzige Zufuhr zum Luftstrom des Luftvorhangs (f) aus der Umgebung durch den natürlichen Luftaustausch zwischen dem Luftvorhang (f) und der Umbebungsluft bedingt ist.
  6. Verfahren gemäss dem Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die einzige Zufuhr zum Luftstrom des Luftvorhangs (f) aus der Umgebung zwischen 10% und 40% der gesamten zirkulierenden Luftmenge beträgt.
  7. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche,
    mit einer Feuerstelle (7), bestehend aus einem Feuerraum mit einem Boden (5), mit einer Decke (3), einer Rückwand (6) und zwei Seitenwänden (1, 2), welche Feuerstelle nach vorne offen ist, und auf deren Boden das Brennmaterial, normalerweise Brennholz, angezündet wird, wobei die vordere Öffnung der Feuerstelle (7) über ihre ganze Höhe und auf ihrer ganzen Breite von einem Luftstrom (f) bestrichen wird, der einen Luftvorhang bildet.
    dadurch gekennzeichnet, dass
    auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten der vorderen Öffnung (7) mindestens je eine Öffnung vorhanden ist, genauer gesagt mindestens eine Luft-Blasöffnung (8) und mindestens eine Luft-Absaugöffnung (9), wobei die Blasöffnung oder Blasöffnungen (8) sowie die Absaugöffnung oder Absaugöffnungen (9) die Luft über die ganze Länge der Seite der vorderen Öffnung blasen bzw. saugen, und dass mindestens eine Blasöffnung (8) mit mindestens einer Absaugöffnung (9) über einen geschlossenen Verbindungskanal (10) verbunden ist, in welchem mindestens ein Ventilator (11) wirkt, der die Luft im geschlossenen Kreislauf umwälzt, der vom Luftvorhang (f), der von mindestens einer Blasöffnung (8) zur mindestens einen Saugöffnung (9) reicht, und vom Verbindungskanal (10) gebildet wird.
  8. Vorrichtung gemäss dem Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass,
    falls mehrere Blasöffnungen (8) und mehrere Absaugöffnungen (9) vorhanden sind, diese in solcher Weise miteinander verbunden sind, dass ein zusammenhängender Luftvorhang gebildet wird, d.h. ohne Unterbrechung und von konstanter Intensität über die ganze Länge der Seite der vorderen Öffnung.
  9. Vorrichtung gemäss dem Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass,
    die mindestens eine Blasöffnung (8) auf der oberen horizontalen Seite der vorderen Öffnung (7) angebracht ist, und dass die mindestens eine Absaugöffnung (9) auf der unteren horizontalen Seite der vorderen Öffnung (7) angebracht ist, in solcher Weise, dass ein von oben nach unten strömender Luftvorhang gebildet wird.
  10. Vorrichtung gemäss dem Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass,
    der Verbindungskanal (10) als doppelter Kanal ausgebildet ist (10', 10"), wobei jeder seiner Halbkanäle (10', 10") ein Ende der mindestens einen Blasöffnung (8) mit dem entsprechenden Ende der mindestens einen Absaugöffnung (9) verbindet, wobei in jedem der Halbkanäle (10', 10") ein Ventilator (11', 11") angeordnet ist, der die Luft umwälzt.
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