EP1377781A2 - Ofen mit feuerraum - Google Patents

Ofen mit feuerraum

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EP1377781A2
EP1377781A2 EP02745211A EP02745211A EP1377781A2 EP 1377781 A2 EP1377781 A2 EP 1377781A2 EP 02745211 A EP02745211 A EP 02745211A EP 02745211 A EP02745211 A EP 02745211A EP 1377781 A2 EP1377781 A2 EP 1377781A2
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EP
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combustion chamber
furnace
firebricks
air
stove
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EP02745211A
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English (en)
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EP1377781B1 (de
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Reinhold Lehmuth
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Haussmann Ilse
Original Assignee
OSA OFENSYSTEME AUS DEM ALLGAEU GmbH
OSA OFENSYSTEME AUS DEM ALLGAE
Osa Ofensysteme Aus Dem Allgau GmbH
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00—Stoves or ranges
    • F24B1/02—Closed stoves
    • F24B1/04—Closed stoves built-up from glazed tiles 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B5/00—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges
    • F24B5/02—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges in or around stoves

Definitions

  • the invention relates to an oven with a combustion chamber, in particular for tiled or storage fireplace.
  • Tile and storage fireplaces are enjoying increasing popularity. They are often used as additional heating so that the central heating does not have to be switched on or no longer needs to be switched on during the transition period, thus saving energy. Furthermore, furnace heat is felt more comfortable. In both the tiled stove and the storage stove, the heat is released into the room mainly through radiant heat as well as convection heat.
  • the basic furnace is mainly made of ceramic materials (chamotte), which can store the heat. Thick-walled materials generally cause a relatively long heating-up time and storage capacity at a low surface temperature.
  • the design principle of the ovens is essentially the same.
  • the invention has for its object to provide a furnace with a combustion chamber, the arrangement of flue gas or. Convection channels on the side walls while using the entire width of the oven for the front width of the firebox or the width of the door as well as the simple construction of insulating plates.
  • the cross section of the firebox is essentially triangular, so that the entire furnace width minus the wall thickness of the side walls is available as a width for the firebox or the door on the front or door side. Fuel can thus be supplied to the combustion chamber much more easily.
  • the combustion chamber tapers towards the rear accordingly, whereby a flue gas or convection duct is formed between the side walls of the furnace and the rear firebricks on the combustion chamber. This makes it possible to guide the flue gas or convection duct for the exhaust air in a ring around the combustion chamber, even though the entire furnace width minus the side walls comprises the combustion chamber opening at the front.
  • the exhaust gas flow is preferably guided in such a way that a back-firebrick is made shorter than the height of the combustion chamber, which results in an inflow opening via an overlying, in particular inclined, deflection plate.
  • the exhaust gases flow downward into an intermediate space below the combustion chamber and then through the second convection channel into an intermediate space with deflection firebricks above the combustion chamber. From there, the exhaust gases enter the chimney pipe through an opening.
  • the heat is optimally extracted from the flue gas flow to increase the efficiency of the furnace, and at the same time the firebricks of the furnace are evenly heated all around.
  • Figure 1 is a perspective view of a storage fireplace open on the front without a tiled casing.
  • Fig. 2 shows a cross section through a combustion chamber of the
  • Fig. 3 is a perspective view of a storage fireplace closed on the front.
  • FIG. 1 the perspective view of the core of a storage stove 1 is shown with an open front. This has legs 14 and an insulating plate 5 on the bottom.
  • the side walls 2 are delimited at the top by a cover firebrick 6 with a chimney pipe opening 15a, lie on a base plate 16 or intermediate plate 17 and are thereby interrupted by an intermediate plate 17. Furthermore, there is a chimney pipe opening 15b in the firewall rear wall 11.
  • the combustion chamber 23 is formed, which is delimited at the rear by rear-fired bricks 3a, 3b, which preferably carry a vermiculite layer towards the combustion chamber 23, as is also provided for the combustion chamber floor 9 in the manner of a sandwich construction is.
  • the back firebricks 3a, 3b can also be somewhat curved or rounded.
  • the exhaust air or flue gas flow in the flue gas duct is shown in dashed lines. Starting from the upper deflection or inflow opening, which can also be delimited by an inclined deflection plate 3c, it moves down along the shorter left rear firebrick 3a to the space 24b between the intermediate element 18 and the Base plate 16. With the aid of deflection firebricks 4, the flue gas flow is deflected here and rises in the convection channel 10 behind the rear firebrick 3b into the upper intermediate space 24a between the cover firebrick 6 and the intermediate plate 17. A deflection firebrick 4 is also arranged here. The flue gas stream escapes through chimney openings 15a or 15b (depending on the existing chimney connection) into the chimney pipe (not shown).
  • the intake air 22 (primary, secondary and purge air) flowing between the insulation 5 and the base plate 16 is deflected on the underside of the storage stove 1 by deflection plates 7 and thus preheated.
  • the primary air is introduced into the combustion chamber 23 on the furnace door 19 on the combustion chamber floor 9 (FIG. 3).
  • the secondary air is sucked in with the aid of a pipe 8 arranged on the floor and flows out of the slotted or perforated sheet metal duct 20 into the combustion chamber 23 on the rear side of the combustion chamber 23.
  • the sheet metal channel 20 is fastened to the cut edge between the two rear firebricks 3a and 3b or the vermiculite layer applied thereon, so that a rectangular flow tube results.
  • the preheated purging air flows in the side rail spars (not shown) first upwards and then downwards from the top of the oven door 19 in order to keep the window of the oven door 19 free of soot or clean (FIG. 3).
  • the storage fireplace 1 shows a cross section through the storage stove 1 approximately in the middle of the height of the combustion chamber 23.
  • the entire furnace 1 is surrounded by a ceramic storage sleeve 21, possibly with insulating plates 5.
  • the storage fireplace 1 consists on the sides of a fireclay rear wall 11, a fireclay front wall 13 and fireclay side walls 2, which are shown in dotted lines.
  • the furnace core or interior is subdivided by two dotted rear-fired bricks 3a, 3b, which preferably have a vermiculite layer (drawn more narrowly dotted) towards the combustion chamber 23 in order to improve the burnout behavior and the efficiency of the furnace.
  • the front thus forms the combustion chamber 23, while on the rear the two flue gas or convection channels 10 for the exhaust air or here a lintel and on the right a climb for the flue gas are formed.
  • the intake pipe 8 for the secondary air 8 is integrated, and underneath in the room 24b is the transverse train connecting the fall train with the riser train (channels 10).
  • the sheet metal duct 20 is fastened in the corner region between the two rear firebricks 3a, 3b, so that secondary air can escape into the combustion chamber 23 from slots or holes in the sheet metal duct 20.
  • this flow tube is covered by a triangular part 22 of the sheet metal channel 20, as a result of which the deflection plate 3c can be additionally supported.
  • the mutual locking of the plate elements 2, 13, 3a, 3b, 3c etc. takes place by simple plug connections.
  • the storage fireplace 1 can also be assembled in-house by the end user. To facilitate this, the individual elements can be easily assembled using tongue and groove connections or knobs 25.
  • FIG. 3 shows the perspective view of a completed core of a storage stove 1.
  • the storage stove 1 is delimited at the top by a covering brick 6, under which the upper transverse or reversing train for the flue gas rising from the rising train (in the right channel 10 here) is formed.
  • the intermediate plate 17, the intermediate floor 18 and the base plate 16 lie in a vertical subdivision. Access to the combustion chamber 23 takes place on the fireclay front wall 13 via the furnace door 19.
  • the fireclay side walls 2 form the end on the right side of the core of the storage stove 1.
  • the storage stove 1 stands on the legs 14, between which the insulating plate 5 is located.
  • the deflection plate 7 is used for better preheating of the intake air 22 (primary, secondary and purge air).
  • the dashed line shows the path of the exhaust air or exhaust gases.
  • the three arrows indicate three different connection options for a chimney pipe, whereby a mirror-image connection is also possible.

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Description

Beschreibung: Ofen mit Feuerraum
Die Erfindung betrifft einen Ofen mit einem Feuerraum, insbesondere für Kachel- bzw. Speicherkaminöfen.
Kachel- bzw. Speicherkaminöfen erfreuen sich wachsender Beliebtheit. Sie werden häufig als Zusatzheizung eingesetzt, um in der Übergangszeit noch nicht oder nicht mehr die Zentralheizung einschalten zu müssen und somit Energie einsparen zu können. Des weiteren wird Ofenwärme behaglicher empfunden. Sowohl beim Kachelofen als auch beim Speicherkaminofen erfolgt die Wärmeabgabe in den Raum hauptsächlich über Strahlungswärme sowie auch Konvektionswärme. Der Grundofen ist vorwiegend aus keramischen Materialien (Schamotte) gefertigt, welche die Wärme speichern können. Dickwandige Materialien bewirken i.a. eine relativ lange Aufheizzeit und Speicherfähigkeit bei geringer Oberflächentemperatur. Das Konstruktionsprinzip der Öfen ist dabei im wesentlichen gleich. Er besteht meist aus einem Feuerraum, wobei mit Konvektionskanälen im Ofen sowohl die Zuluft (Primär-, Sekundär- und Spülluft) zum Feuerraum transportiert als auch die Abluft (Rauchabgase) dem Kamin zugeführt wird. Die Abluft bewirkt durch eine entsprechende Führung im gesamten Ofen, neben der direkten Wärmestrahlung von der Feuerstelle, eine indirekte Erwärmung des Ofens. Mit Hilfe der Ofentür, die häufig über einen Teil aus feuerfestem Glas verfügt, um das Feuer beobachten zu können, kann Brennmaterial in den Feuerraum eingeführt werden. Durch die häufige Anordnung von Konvektionskanälen an den Seitenwänden ist dabei nachteilig, daß nicht die gesamte Breite des Ofens als Öffnungsbreite für die Tür am Feuerraum zur Verfügung steht, bzw. keine kompakte, platzsparende Lösung möglich ist.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ofen mit einem Feuerraum zu schaffen, der die Anordnung von Rauchgasbzw. Konvektionskanälen an den Seitenwänden bei gleichzeitiger Ausnutzung der gesamten Breite des Ofens für die vordere Breite des Feuerraumes bzw. der Breite der Tür sowie den einfachen Aufbau aus Isolierplatten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Ofen gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Neuerungsgemäß wird der Feuerraum im Querschnitt im wesentlichen dreiecksförmig ausgebildet, so daß an der Vorder- bzw. Türseite die gesamte Ofenbreite abzüglich der Wandstärke der Seitenwände als Breite für den Feuerraum bzw. die Tür zur Verfügung steht. Brennmaterial kann dadurch dem Feuerraum wesentlich leichter zugeführt werden. Nach hinten verjüngt sich der Feuerraum entsprechend, wodurch zwischen den Seitenwänden des Ofens und den Rückschamottesteinen am Feuerraum ein Rauchgas- bzw. Konvektionskanal gebildet wird. Dies ermöglicht es, den Rauchgas- bzw. Konvektionskanal für die Abluft ringförmig um den Brennraum herumzuführen, obwohl die gesamte Ofenbreite abzüglich der Seitenwände die Feuerraumöffnung an der Vorderseite umfaßt. Vorzugsweise erfolgt die Führung des Abgasstromes derart, daß ein Rückschamottestein hierzu kürzer als die Höhe des Feuerraumes ausgeführt ist, wodurch sich über eine daüberliegende, insbesondere geneigt angeordnete Umlenkplatte eine Einströmöffnung ergibt. Hierdurch strömen die Abgase nach unten in einen Zwischenraum unterhalb des Feuerraumes und anschließend durch den zweiten Konvektionskanal in einen Zwischenraum mit Umlenkschamottesteinen oberhalb des Feuerraumes. Von dort gelangen die Abgase durch eine Öffnung in das Kaminrohr. Dem Abgasstrom wird die Wärme zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Ofens optimal entzogen und gleichzeitig dadurch die Schamottesteine des Ofens umliegend gleichmäßig erwärmt.
Der Zusammenbau der einzelnen Elemente erfolgt vorzugsweise in einem Bausatzsystem. Das ermöglicht dem Endverbraucher, den Ofen in Eigenarbeit zu erstellen. Hierbei werden insbesondere auch Nut- und Federverbindungen oder Noppen eingesetzt. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines an der Vorderseite offenen Speicherkaminofens ohne Kachelhülle;
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Feuerraum des
Speicherkaminofens in Draufsicht mit Kachelhülle; und
Fig. 3 eine Perspektivansicht eines an der Vorderseite geschlossenen Speicherkaminofens.
In Fig. 1 ist die Perspektivansicht des Kerns eines Speicherkaminofens 1 mit einer offenen Vorderseite dargestellt. Dieser weist am Boden Standbeine 14 und eine Isolierplatte 5 auf. Die Seitenwände 2 werden oben von einem Deckschamottestein 6 mit einer Kaminrohröffnung 15a begrenzt, liegen auf einer Sockelplatte 16 bzw. Zwischenplatte 17 auf und werden dadurch von einer Zwischenplatte 17 unterbrochen. Des weiteren befindet sich eine Kaminrohröffnung 15b in der Schamotterückwand 11. Der Feuerraumboden 9, bevorzugt aus Vermiculit liegt auf einem Zwischenboden 18 auf. Zwischen Feuerraumboden 9 und der oberen Zwischenplatte 17 ist der Feuerraum 23 ausgebildet, der an der Rückseite von Rückschamottesteinen 3a, 3b begrenzt ist, die zum Feuerraum 23 hin bevorzugt eine Vermiculitschicht tragen, wie dies auch für den Feuerraumboden 9 in Art einer Sandwich- Bauweise vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich ein Feuerraum 23 mit im wesentlichen dreiecksförmigem Grundriß (vgl. Fig. 2), wobei seitlich zwei Rauchgas- bzw. Konvektionskanäle 10 mit ebenfalls dreieckigem Querschnitt gebildet werden. Die Rückschamottesteine 3a, 3b können dabei auch etwas gewölbt oder gerundet ausgebildet sein.
Der Abluft- bzw. Rauchgasstrom in der Rauchgasführung ist strichliert dargestellt. Dieser bewegt sich ausgehend von der oberen Umlenk- bzw. Einströmöffnung, die auch durch eine geneigt aufgesetzte Umlenkplatte 3c begrenzt sein kann, entlang dem kürzeren linken Rückschamottestein 3a nach unten zum Zwischenraum 24b zwischen dem Zwischenelement 18 und der Sockelplatte 16. Mit Hilfe von Umlenkschamottesteinen 4 wird der Rauchgasstrom hier umgelenkt und steigt im Konvektionskanal 10 hinter dem Rückschamottestein 3b in den oberen Zwischenraum 24a zwischen dem Deckschamottestein 6 und der Zwischenplatte 17 auf. Auch hier ist ein Umlenkschamottestein 4 angeordnet. Durch Kaminöffnungen 15a oder 15b (je nach vorhandenem Kaminanschluß) entweicht der Rauchgasstrom in das Kaminrohr (nicht dargestellt) .
Die zwischen Isolierung 5 und Sockelplatte 16 einströmende Ansaugluft 22 (Primär-, Sekundär- und Spülluft) wird an der Unterseite des Speicherkaminofens 1 durch Umlenkplatten 7 umgelenkt und dadurch vorgewärmt. Die Primärluft wird an der Ofentüre 19 am Feuerraumboden 9 in den Feuerraum 23 eingeleitet (Fig. 3) . Die Sekundärluft wird mit Hilfe eines am Boden angeordneten Rohres 8 angesaugt und strömt an der Hinterseite des Feuerraumes 23 aus dem geschlitzten oder perforierten Blechkanal 20 in den Feuerraum 23 hinein. Der Blechkanal 20 ist an der Schnittkante zwischen den beiden Rückschamottesteinen 3a und 3b bzw. der darauf aufgebrachten Vermiculitschicht befestigt, so daß sich ein rechteckförmiges Strömungsrohr ergibt. Zudem strömt die vorgewärmte Spülluft in seitlichen Türholmenholmen (nicht dargestellt) zunächst nach oben und dann von der Oberseite der Ofentüre 19 nach unten, um die Scheibe der Ofentüre 19 rußfrei bzw. sauber zu halten (Fig. 3) .
In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Speicherkaminofen 1 etwa in der Mitte der Höhe des Feuerraumes 23 dargestellt. Der gesamte Ofen 1 ist von einer Keramik-Speicherhülle 21, ggf. mit Isolierplatten 5, umgeben. Der Speicherkaminofen 1 besteht an den Seiten aus einer Schamotterückwand 11, einer Schamottevorderwand 13 und Schamotteseitenwänden 2, die punktiert dargestellt sind. Der Ofenkern bzw. Innenraum wird durch zwei punktiert angedeutete Rückschamottesteine 3a, 3b unterteilt, die zum Feuerraum 23 hin bevorzugt eine Vermiculitschicht (enger punktiert gezeichnet) tragen, um das Ausbrandverhalten und den Wirkungsgrad des Ofens zu verbessern. Die Vorderseite bildet somit den Feuerraum 23, während an der Rückseite die beiden Rauchgas- bzw. Konvektionskanäle 10 für die Abluft bzw. hier links ein Sturzzug und rechts ein Steigzug für das Rauchgas gebildet werden. Im Feuerraumboden 9 ist das Ansaugrohr 8 für die Sekundärluft 8 integriert und darunter im Raum 24b der den Sturzzug mit dem Steigzug (Kanäle 10) verbindende Querzug. Im Eckbereich zwischen den beiden Rückschamottesteinen 3a, 3b ist der Blechkanal 20 befestigt, so daß Sekundärluft aus Schlitzen oder Löchern im Blechkanal 20 in den Feuerraum 23 entweichen kann. An der Oberseite ist dieses Strömungsrohr durch einen dreiecksförmigen Teil 22 des Blechkanals 20 abgedeckt, wodurch die Umlenkplatte 3c zusätzlich abgestützt werden kann. Grundsätzlich erfolgt die gegenseitige Verrastung der Plattenelemente 2, 13, 3a, 3b, 3c usw. durch einfache Steckverbindungen. Der Zusammenbau des Speicherkaminofens l kann so auch in Eigenbauweise vom Endverbraucher erfolgen. Zur Erleichterung sind hierzu die einzelnen Elemente mit Hilfe von Nut- und Federverbindungen bzw. Noppen 25 leicht zusammensetzbar.
In Fig. 3 ist die Perspektivansicht eines fertiggestellten Kerns eines Speicherkaminofens 1 dargestellt. Der Speicherkaminofen 1 wird an der Oberseite von einem Deckschamottestein 6 begrenzt, unter dem der obere Quer- oder Wendezug für das aus dem Steigzug (im hier rechten Kanal 10) aufsteigende Rauchgas gebildet ist. Darunter liegen in vertikaler Unterteilung die Zwischenplatte 17, der Zwischenboden 18 und die Sockelplatte 16. Der Zugang zum Feuerraum 23 erfolgt an der Schamottevorderwand 13 über die Ofentüre 19. Die Schamotteseitenwände 2 bilden den Abschluß an der rechten Seite des Kerns des Speicherkaminofens l. Der Speicherkaminofen 1 steht auf den Standbeinen 14, zwischen denen sich die Isolierplatte 5 befindet. Die Umlenkplatte 7 dient zur besseren Vorwärmung der Ansaugluft 22 (Primär-, Sekundär- und Spülluft) . Die gestrichelte Linie zeigt den Weg der Abluft bzw. Abgase an. Die drei Pfeile deuten dabei drei verschiedene Anschlußmöglichkeiten für ein Kaminrohr an, wobei auch ein spiegelbildlicher Anschluß ermöglicht wird.

Claims

Patentansprüche:
1. Ofen mit Feuerraum (23), insbesondere Kachel- bzw. Speicherkaminofen, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Feuerraums (23) -in Draufsicht gesehen- im wesentlichen dreiecksförmig ausgebildet ist, wobei der Innenraum des Ofens (1) durch Rückschamottesteine (3a, 3b) in zwei Konvektionskanäle (10) und den Feuerraum (23) unterteilt ist und Abluft bzw. Abgase in den Konvektionskanälen (10) in entgegengesetzter Strömungsrichtung geführt sind.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvektionskanäle (10) hinter den Rückschamottesteinen (3a, 3b) im wesentlichen den gleichen Querschnitt aufweisen.
3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Feuerraum (23) folgende Konvektionkanal (10) von einem geneigt angeordneten Schrägstein (3c) auf dem Rückschamottestein (3a) begrenzt ist.
4. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschamottesteine (3a, 3b) zum Feuerraum hin eine Vermiculitschicht aufweisen.
5. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Zwischenräumen (24) zwischen Ofenhülle und Feuerraum (23) Umlenkschamottesteine (4) zur Umlenkung der dort horizontal geführten Abluft bzw. Abgase vorgesehen sind.
6. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Sekundärluft durch einen perforierten bzw, geschlitzten Blechkanal (20) an den Schnittkanten der beiden Rückschamottesteine (3a, 3b) in den Feuerraum (23) lenkbar ist.
7. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansaugrohr (8) für die Sekundärluft im Feuerraumboden (9) integriert ist.
8. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugluft (22) mittels Umlenkplatten (7) vorwärmbar ist.
9. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Spülluft an der Unterseite der Ofentüre (19) und über Holme zur Oberseite der Ofentüre (19) umlenkbar ist.
10. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schamottesteine (3a, 3b, 3σ, ...) über Nut- und Federverbindungen (25) verbunden sind.
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