EP2128525B1 - Brennraumbegrenzung - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
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- F24C15/00—Details
- F24C15/02—Doors specially adapted for stoves or ranges
- F24C15/04—Doors specially adapted for stoves or ranges with transparent panels
Definitions
- the invention relates to a combustion chamber boundary with an insulating glass element with at least two viewing panes consisting of at least partially transparent glass or glass ceramic material, which are spaced apart leaving an air space, and at least partially a viewing area is formed in the region of the air space.
- combustion chamber limitations are used in room heaters, for example wood-burning stoves or other firing systems (for example waste incineration plants, pyrolysis furnaces, crematoria, etc.) or even in ovens, for example as oven door. They allow the user insight into the combustion chamber. In this case, an insulating effect is achieved by the multi-disc structure.
- a door system which also consists of two provided with distance maintaining devices lenses.
- the door frame incorporates a series of air vents in both the lower and upper support rails so that the air heated in the space between the panes can convect and supply warm air to the installation room.
- the US 2004 00 11 348 A1 describes a double disc structure, which also defines a gap between the two lenses. However, the lenses are not arranged parallel to each other, but so constructed that the gap at the upper end of the lenses is reduced.
- a fan ensures that either room or fresh air is blown into the space between the panes, in particular to cool the inner visor. The aim is to achieve a temperature load, in which safely biased soda-lime glass can be used.
- the viewing window facing the combustion chamber is cooled by the air circulating in the air space.
- the formation of, for example, nitrogen oxides is promoted, which contribute to a deterioration of the exhaust gas behavior.
- the combustion temperature is also limited, resulting in increased particulate matter emission.
- the invention thus relates to the permanent connection of two or more viewing panes by means of a bond to a solid disc composite.
- the combustion chamber limitation can be handled as a unit and built as simple as a single disc.
- the sealing of the insulating glass element in a surrounding frame, such as a door frame much easier.
- This extends the design options for the door frame. In particular, this can now with less depth be executed.
- the insulating glass element forms a component with high rigidity, so that it can itself also form the load-bearing element of a door. If necessary, a frame can then be dispensed with, wherein the hinges and closure elements are connected directly to the insulating glass element, or a frame is used which conveys the connection to the hinges and the closure elements. In addition, lenses with a smaller thickness can be used, resulting in further weight and material savings with sufficient stability.
- the adhesive in the air space limits an insulating air volume. This has a positive influence on the emission behavior, since now higher combustion temperatures are created in the combustion chamber.
- the viewing panes are glued together by means of a filled, water glass-based adhesive.
- This adhesive is sufficiently temperature resistant even at high thermal loads.
- the glue can be used, for example low-expansion fillers such as quartz flour, filled, resulting in a reduction in thermal expansion. This is particularly important when using zero-expansion glass ceramics as disc material in order to prevent cracking and to ensure long-term thermal shock resistance.
- the cured adhesive is permeable to gas, a pressure equalization between the air space and the environment during temperature changes is possible.
- the dust-tight separation of the air space is retained.
- the gas permeability is adjusted by a correspondingly porous adhesive material.
- a pressure compensation element for example a porous ceramic filter, into the adhesive layer or into the spacer or allocate it to the spacer.
- the pressure compensation element should form a dustproof boundary.
- the cured adhesive is hydrophobic, then the penetration of water (as a combustion product or air humidity) can be reduced or completely suppressed in the airspace.
- a significant material optimization with sufficient strength can be achieved in an insulating glass element in that the lenses have a different thickness.
- the thick viewing window meets static requirements, which are supplemented by the thinner lens to save material and to complete the combustion chamber boundary.
- Particularly preferred thicknesses less than or equal to 4mm can be realized with this construction, especially for the thinner lens.
- For certain format sizes and insulating glass elements can be constructed in which both lenses have the same thickness, in particular less than or equal to 4 mm.
- One conceivable embodiment of the invention is such that one or more inner viewing panes are arranged between two outer viewing panes, and that the inner viewing panes have a significantly smaller thickness than the two outer viewing panes.
- the two outer panes of such insulating glass element bring sufficient stability.
- the inner / inner disc (s) must dissipate no or only small mechanical loads and significantly increase the insulation effect.
- Fig. 1 is an insulating glass element 10 of a combustion chamber boundary with two mutually parallel viewing windows 11, 12 shown. Between the two lenses an airspace is formed.
- the lenses 11, 12 may for example consist of a transparent glass ceramic.
- an adhesive 20 is used, which is arranged circumferentially in the form of a bead of adhesive on the edge 13 of the lenses 11, 12.
- the adhesive bead surrounds the field of view of the viewing panes 11, 12, through which an insight into a hearth of a furnace is made possible.
- the adhesive 20 glues the two viewing panes 11, 12 circumferentially, so that the air space is sealed dust-tight with respect to the environment.
- the circumferential adhesive bead also allows a uniform load transfer from one to the other lens 11, 12th
- the insulating glass element 10 according to Fig. 1 can be completed with a door frame 30 to an oven door.
- the door frame 30 consists of four frame profiles 31, 32, which are connected to form a closed frame.
- the frame profiles 31, 32 on a cover portion with which the bead of adhesive of the insulating glass element 10 is covered on the outside, so that there is a visually appealing design.
- the vertical frame profiles 32 carry on the hinge side two hinge parts 34 and on the stop side a closure 33, for example, a handle with a locking tongue.
- a spacer can be used as an alternative to the adhesive bead, which is arranged in the form of a circumferential frame between the mutually parallel viewing panes 11, 12.
- the spacer has on opposite sides planar bearing surfaces on which the lenses 11, 12 are placed with their sides facing each other with the interposition of an adhesive layer.
- the adhesive layer connects the viewing panes 11, 12 in such a material-locking manner that an air space is bounded by the spacer and the viewing panes 11, 12.
- the spacer is assigned a pressure compensation element. This creates a pressure balance between the environment and the airspace.
- the pressure compensation element may be integrated in the spacer or interrupt its circumferential shape in parts.
- the pressure compensation element is formed by a filter, for example a porous ceramic.
- profile sections are connected to an at least partially encircling frame together, preferably glued.
- the profile sections can consist of the same material as the lenses 11, 12.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Brennraumbegrenzung mit einem Isolierglaselement mit wenigstens zwei Sichtscheiben bestehend aus zumindest bereichsweise transparentem Glas- oder Glaskeramikmaterial, die unter Belassung eines Luftraumes zueinander beabstandet angeordnet sind, und wobei im Bereich des Luftraums zumindest teilweise ein Sichtbereich gebildet ist.
- Solche Brennraumbegrenzungen kommen bei Raumheizern, beispielsweise Kaminöfen oder sonstigen Brennanlagen (beispielsweise Müllverbrennungsanlagen, Pyrolyseöfen, Krematorien ...) oder auch bei Backöfen beispielsweise als Backofentür zum Einsatz. Sie ermöglichen dem Anwender den Einblick in den Brennraum. Dabei wird durch den Mehrscheibenaufbau eine Isolationswirkung erzielt.
- Aus der
ist eine Tür für einen Ofen bekannt. Diese weist zwei zueinander parallele Sichtscheiben auf, die mittels Distanzstücken auf Abstand gehalten werden. In dem so gebildeten Luftraum kann Raumluft zirkulieren. Diese erwärmt sich beim Durchtritt durch den Luftraum und hilft bei der Raumbeheizung.GB 1, 087, 296 - In der
US 40 58 107 ist ein Türsystem beschrieben, welches ebenfalls aus zwei mit Abstandhalteeinrichtungen versehenen Sichtscheiben besteht. Der Türrahmen beinhaltet eine Reihe von Luftdurchlassöffnungen sowohl in der unteren als auch oberen Halteleiste, damit die im Scheibenzwischenraum erhitzte Luft konvektieren und dem Aufstellraum warme Luft zuführen kann. - Die
US 2004 00 11 348 A1 beschreibt einen Doppelscheibenaufbau, der ebenfalls einen Zwischenraum zwischen beiden Sichtscheiben definiert. Die Sichtscheiben sind jedoch nicht parallel zueinander angeordnet, sondern so aufgebaut, dass sich der Spalt am oberen Ende der Sichtscheiben verringert. Zusätzlich sorgt ein Gebläse dafür, dass entweder Raum- oder Frischluft in den Scheibenzwischenraum geblasen wird, um insbesondere die innere Sichtscheibe zu kühlen. Ziel ist es, eine Temperaturbelastung zu erreichen, bei welcher sicher vorgespanntes Kalk-Natron-Glas eingesetzt werden kann. - Das
US-Patent 2005/01 39 209 A1 geht schließlich noch einen Schritt weiter. Wie inUS 2004 00 11 348 beschrieben, konvektiert entweder Luft ohne Zwang oder aber mit Unterstützung eines Gebläses zwischen zwei Scheiben. Die äußere Sichtscheibe ist durch eine Plastikscheibe ersetzt. Zum Betrieb des Gebläses ist elektrische Energie nötig, die die Energiebilanz verschlechtert. - Weiterer relevanter Stand der Technik ist aus den Dokumenten
,CH-86804 DE-8 111 584 U1 undDE-200 22 402 U1 bekannt. - Bei den bekannten Isolierglaselementen sammelt sich Staub und je nach Konstruktion Ruß im Luftraum zwischen den Sichtscheiben, so dass eine regelmäßige Reinigung erforderlich ist. Eine der Sichtscheiben müsste daher jeweils ausbaubar in einer Halterung integriert sein. Dies ist bei den bekannten Systemen nicht mit geringem Aufwand möglich. Darüber hinaus bedingt dies eine aufwändige Rahmenkonstruktion für das Isolierglaselement. Weiterhin hat sich gezeigt, dass die Sichtscheiben bei Verpuffungen im Brennraum hohen Belastungen ausgesetzt sind. Die bei einer Verpuffung entstehenden Kräfte werden über die Distanzstücke von der inneren auf die äußere Sichtscheibe übertragen. Dabei entstehen im Bereich der Distanzstücke lokale Druckspitzen. Um diese sicher abtragen zu können, müssen die einzelnen Sichtscheiben eine ausreichende Festigkeit und damit eine ausreichende Dicke aufweisen.
- Bei den bekannten Isolierglaselementen ist weiterhin auch eine nachteilige Auswirkung auf das Emissionsverhalten der Brennstelle zu beobachten. Die der Brennstelle zugekehrte Sichtscheibe wird durch die im Luftraum zirkulierende Luft gekühlt. An der Innenseite der gekühlten Innenscheibe wird die Entstehung von zum Beispiel Stickoxiden begünstigt, die zu einer Verschlechterung des Abgasverhaltens beitragen. Durch die Kühlung der Innenscheibe wird zudem die Verbrennungstemperatur begrenzt, was zu einer erhöhten Feinstaubemission führt.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Brennraumbegrenzung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das zu einem verbesserten Emissionsverhalten der Brennstelle beiträgt und dabei einfach reinigbar ist.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Gegenstand der Erfindung ist somit die dauerhafte Verbindung von zwei oder mehreren Sichtscheiben mittels einer Verklebung zu einem festen Scheibenverbund. Damit kann die Brennraumbegrenzung als eine Baueinheit gehandhabt und ähnlich einfach wie eine Einzelscheibe verbaut werden. Dabei gestaltet sich die Abdichtung des Isolierglaselementes in einem umgebenden Rahmen, beispielsweise einem Türrahmen, deutlich einfacher. Insbesondere kann auf die sonst erforderlichen Dichtlagen zwischen den Einzelscheiben verzichtet werden. Dies erweitert die Gestaltungsmöglichkeiten für den Türrahmen. Insbesondere kann dieser nun mit geringerer Bautiefe ausgeführt werden. Dadurch, dass der Rahmen nun mit geringerer Baugröße ausgeführt werden kann, entsteht auch eine Materialeinsparung und eine Gewichtsreduzierung.
- Das Isolierglaselement bildet aufgrund der Verklebung ein Bauteil mit hoher Steifigkeit, so dass es selbst auch das tragende Element einer Tür bilden kann. Auf einen Rahmen kann dann gegebenenfalls verzichtet werden, wobei die Scharniere und Verschlusselemente unmittelbar mit dem Isolierglaselement verbunden werden oder es wird ein Rahmen verwendet, der die Verbindung mit den Scharnieren und den Verschlusselementen vermittelt. Darüber hinaus können auch Sichtscheiben mit geringerer Dicke eingesetzt werden, was zu einer weiteren Gewichts- und Materialeinsparung bei ausreichender Stabilität führt.
- Dadurch, dass der Kleber umlaufend den Sichtbereich umschließt, wird ein staubdichter Abschluss gebildet, so dass der Luftraum dauerhaft sauber bleibt. Somit kann eine regelmäßige Reinigung entfallen.
- Weiterhin begrenzt der Kleber im Luftraum ein isolierendes Luftvolumen. Damit wird das Emissionsverhalten positiv beeinflusst, da nun höhere Verbrennungstemperaturen im Brennraum entstehen.
- Gemäß der bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Sichtscheiben mittels eines gefüllten, wasserglasbasierten Klebers miteinander verklebt sind. Dieser Kleber ist auch bei hohen thermischen Belastungen ausreichend temperaturbeständig. Der Kleber kann beispielsweise mit niedrig dehnenden Füllstoffen wie Quarzmehl, gefüllt sein, was zu einer Verringerung der thermischen Ausdehnung führt. Dies ist insbesondere bei Verwendung von Null-Ausdehnungsglaskeramiken als Scheibenmaterial von Bedeutung, um Rissbildung zu vermeiden und langfristig die Temperaturwechselbeständigkeit zu gewährleisten.
- Da der ausgehärtete Kleber gasdurchlässig ist, ist ein Druckausgleich zwischen dem Luftraum und der Umgebung bei Temperaturwechseln möglich. Die staubdichte Abtrennung des Luftraumes bleibt erhalten. Die Gasdurchlässigkeit ist durch ein entsprechend poröses Klebermaterial eingestellt. Denkbar ist es auch, ein Druckausgleichelement, beispielsweise einen poröser Keramikfilter, in die Klebeschicht oder in den Abstandshalter zu integrieren beziehungsweise dem Abstandshalter zuzuordnen. Das Druckausgleichelement sollte eine staubdichte Abgrenzung bilden.
- Ist es nach einer Ausgestaltungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass der ausgehärtete Kleber hydrophob ist, dann kann das Eindringen von Wasser (als Verbrennungsprodukt oder Luftfeuchte) in den Luftraum vermindert oder vollständig unterdrückt werden.
- Eine deutliche Materialoptimierung bei ausreichender Festigkeit kann bei einem Isolierglaselement dadurch erreicht werden, dass die Sichtscheiben eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Die dicker Sichtscheibe erfüllt statische Anforderungen, die durch die dünnere Sichtscheibe materialsparend ergänzt werden und um die Brennraumbegrenzung zu komplettieren. Besonders bevorzugt sind insbesondere für die dünnere Sichtscheibe Dicken kleiner oder gleich 4mm mit dieser Konstruktion verwirklichbar. Für bestimmte Formatgrößen können auch Isolierglaselemente aufgebaut werden, bei denen beide Sichtscheiben gleiche Dicken, insbesondere kleiner gleich 4 mm aufweisen.
- Eine denkbare Erfindungsausgestaltung ist derart, dass zwischen zwei äußeren Sichtscheiben eine oder mehrere innere Sichtscheiben angeordnet sind, und dass die inneren Sichtscheiben eine deutlich geringere Dicke als die beiden äußeren Sichtscheiben aufweisen.
- Die beiden äußeren Scheiben eines solchen Isolierglaselementes bringen eine ausreichende Stabilität. Die innere/inneren Scheibe(n) müssen keine oder nur geringe mechanische Belastungen ableiten und erhöhen deutlich die Isolationswirkung.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Isolierglaselement in perspektivischer Ansicht und
- Fig. 2
- eine Ofentür mit einem Isolierglaselement gemäß
Fig. 1 in Frontansicht. - In der
Fig. 1 ist ein Isolierglaselement 10 einer Brennraumbegrenzung mit zwei zueinander parallel beabstandeten Sichtscheiben 11, 12 gezeigt. Zwischen den beiden Sichtscheiben ist ein Luftraum gebildet. Die Sichtscheiben 11, 12 können beispielsweise aus einer durchsichtigen Glaskeramik bestehen. Zur Verbindung der beiden Sichtscheiben 11, 12 wird ein Kleber 20 verwendet, der in Form einer Kleberaupe am Rand 13 der Sichtscheiben 11, 12 umlaufend angeordnet ist. Die Kleberaupe umschließt den Sichtbereich der Sichtscheiben 11, 12, durch den hindurch ein Einblick auf eine Feuerstelle eines Ofens ermöglicht ist. Der Kleber 20 verklebt die beiden Sichtscheiben 11, 12 umlaufend, so dass der Luftraum staubdicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist. Die umlaufende Kleberaupe ermöglicht auch eine gleichmäßige Lastübertragung von der einen in die andere Sichtscheibe 11, 12. - Das Isolierglaselement 10 gemäß
Fig. 1 kann mit einem Türrahmen 30 zu einer Ofentür komplettiert werden. Der Türrahmen 30 besteht aus vier Rahmenprofilen 31, 32, die zu einem geschlossenen Rahmen verbunden sind. Dabei weisen die Rahmenprofile 31, 32 einen Deckabschnitt auf, mit dem die Kleberaupe des Isolierglaselementes 10 außenseitig abgedeckt ist, so dass sich eine optisch ansprechende Gestaltung ergibt. - Die vertikalen Rahmenprofile 32 tragen auf der Scharnierseite zwei Scharnierteile 34 und auf der Anschlagseite einen Verschluss 33, beispielsweise einen Griff mit einer Schließzunge.
- Zur Verbindung der beiden Sichtscheiben 11, 12 kann alternativ zu der Kleberaupe auch ein Abstandshalter verwendet werden, der in Form eines umlaufenden Rahmens zwischen den zueinander parallelen Sichtscheiben 11, 12 angeordnet ist. Der Abstandshalter besitzt auf gegenüberliegender Seiten ebene Auflageflächen, auf denen die Sichtscheiben 11, 12 mit ihren einander zugewandten Seiten unter Zwischenlage einer Klebeschicht aufgesetzt sind. Die Klebeschicht verbindet die Sichtscheiben 11, 12 derart stoffschlüssig, dass von dem Abstandshalter und den Sichtscheiben 11, 12 ein Luftraum begrenzt ist. Um zu verhindern, dass bei Temperaturwechselphasen Druckunterschiede zwischen der Umgebung und dem Luftraum entstehen, ist dem Abstandshalter ein Druckausgleichselement zugeordnet. Dieses schafft einen Druckausgleich zwischen der Umgebung und dem Luftraum. Das Druckausgleichelement kann in den Abstandshalter integriert sein oder dessen umlaufende Form streckenweise unterbrechen. Das Druckausgleichelement wird von einem Filter, beispielsweise einer porösen Keramik, gebildet.
- Für den Aufbau des Abstandshalters werden mehrere, vorzugsweise vier Profilabschnitte zu einem zumindest teilweise umlaufenden Rahmen miteinander verbunden, vorzugsweise verklebt. Die Profilabschnitte können dabei aus dem gleichen Material wie die Sichtscheiben 11, 12 bestehen.
Claims (9)
- Brennraumbegrenzung mit einem Isolierglaselement mit wenigstens zwei Sichtscheiben (11, 12) bestehend aus zumindest bereichsweise transparentem Glas- oder Glaskeramikmaterial, die unter Belassung eines Luftraumes zueinander beabstandet angeordnet sind, und wobei im Bereich des Luftraums zumindest teilweise ein Sichtbereich gebildet ist,
wobei die beiden Sichtscheiben (11, 12) mittels eines temperaturbeständigen Klebers (20) miteinander verbunden sind,
wobei der Kleber (20) umlaufend einen Sichtbereich der Sichtscheiben (11, 12) umschließt, oder
wobei ein zumindest bereichsweise umlaufender Abstandshalter mit den beiden Sichtscheiben (11, 12) stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verklebt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sichtscheiben (11, 12) mittels eines gefüllten, wasserglasbasierten Klebers (20) miteinander verklebt sind und dass der ausgehärtete Kleber (20) zumindest bereichsweise gasdurchlässig ist. - Brennraumbegrenzung einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der ausgehärtete Kleber (20) hydrophob ist. - Brennraumbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine der Sichtscheiben (11, 12) eine Dicke kleiner oder gleich 4 mm aufweist. - Brennraumbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen zwei äußeren Sichtscheiben (11, 12) eine oder mehrere innere Sichtscheiben (11, 12) angeordnet sind, und
dass die inneren Sichtscheiben (11, 12) eine geringere Dicke als die beiden äußeren Sichtscheiben (11, 12) aufweisen. - Brennraumbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Druckausgleichelement eine luftleitende Verbindung zwischen der Umgebung und dem von der Klebeschicht oder dem Abstandshalter umschlossenen Luftraum schafft. - Brennraumbegrenzung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Druckausgleichelement ein Filterelement ist und vorzugsweise von einer porösen Keramik gebildet ist. - Brennraumbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstandshalter aus mehreren Profilabschnitten zusammengesetzt ist. - Brennraumbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstandshalter und wenigstens eine der Sichtscheiben (11, 12) aus dem gleichen Material bestehen. - Brennraumbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstandshalter zueinander parallele Stützflächen aufweist, auf die die Sichtscheiben (11, 12) mit den einander zugekehrten Innenseiten unter Zwischenlage einer Klebeschicht aufgesetzt sind.
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