EP2161499A2 - Throttle device for a fireplace - Google Patents
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- EP2161499A2 EP2161499A2 EP09168478A EP09168478A EP2161499A2 EP 2161499 A2 EP2161499 A2 EP 2161499A2 EP 09168478 A EP09168478 A EP 09168478A EP 09168478 A EP09168478 A EP 09168478A EP 2161499 A2 EP2161499 A2 EP 2161499A2
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- throttle device
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- exhaust
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L11/00—Arrangements of valves or dampers after the fire
- F23L11/005—Arrangements of valves or dampers after the fire for closing the flue during interruption of burner function
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L13/00—Construction of valves or dampers for controlling air supply or draught
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N3/00—Regulating air supply or draught
- F23N3/04—Regulating air supply or draught by operation of single valves or dampers by temperature sensitive elements
- F23N3/047—Regulating air supply or draught by operation of single valves or dampers by temperature sensitive elements using mechanical means
Definitions
- the invention relates according to a first and second aspect thereof, a throttle device and according to its third aspect, an exhaust pipe arrangement for a fireplace.
- a provided for a gas fireplace throttle device is used to counteract on the one hand at standstill of the gas fireplace penetration of cold ambient air through a connected to the fireplace exhaust pipe arrangement or through a main exhaust duct of the same in a heated gas from the gas fire building and on the other hand the derivation of to ensure the exhaust gas produced in the operation of the gas fireplace to the surroundings of the building.
- the throttle device arranged in the main exhaust duct increases its throttling effect over a certain operating range with decreasing temperature of the exhaust gas or exhaust gas flow flowing through the throttle device along an exhaust gas flow path.
- the known throttle device comprises a carrier insert which can be inserted into the main exhaust duct and a plurality of flap elements fastened to the carrier insert and formed from bimetal sheet, wherein each of the flap elements is rigidly connected at its edge within a connecting region to the carrier insert. Free flap member regions of the flap members which are not rigidly connected to the liner insert, unlike the bonding region, are capable of deforming upon exposure to temperature due to a bimetal effect of the bimetallic sheet relative to the liner liner.
- the deformation of the exhaust gas flow exposed free flap element areas is such that they each take under the drive of the bimetallic effect in accordance with the exhaust gas flow temperature stable position or position in the range between a maximum throttling position and a maximum position Opening is located.
- the position of maximum throttling corresponds to the situation in which the gas fireplace is out of operation and emits no exhaust gases.
- the free flap element areas are maximum curved in this position maximum throttling in the exhaust gas flow path, so that the throttle device is locked.
- the position of maximum opening corresponds substantially to the operational state of the gas furnace, in which it produces exhaust gases. In this position, as a result of the bimetallic effect, the free flap element regions are maximally curved out of the exhaust gas flow path, so that the throttling effect of the known throttle device is minimal.
- the known throttle device is usually used only in combination with gas fireplaces.
- the known throttling device is unsuitable because it closes off the main exhaust duct just when the solid fuel heater is to be heated, a chimney effect required to start up the solid fuel heater, which is just a flow connection between the solid fuel heater and a chimney connected to the main exhaust duct via the main exhaust duct.
- the present invention has for its object to provide a throttle device or a throttle device comprehensive exhaust pipe arrangement, which can be used permanently for gas fireplaces as well as solid fuel fires for controlling the output of the respective fireplace and out in the exhaust gas exhaust stream, as well as in position is to influence this exhaust flow in terms of recovery of its heat energy in the most effective manner possible.
- a throttle device for a connected to a fireplace, in particular on a Festbrennstofffuer Too exhaust line arrangement with a main exhaust duct, which conducts a discharged exhaust gas stream, and comprises a usable in the main exhaust duct carrier insert in which at least one flap element controlled by a bimetal in response to the bimetallic temperature is arranged to change the free flow cross section of the main exhaust duct in accordance with changes in the exhaust gas temperature, wherein the throttle means the flow cross section of the main exhaust duct with increasing exhaust gas temperature at least in a certain temperature range due to the effect of Flap element reduced.
- the throttle device according to the invention differs from the in the known throttle device described in the introduction, in particular, that the flap elements are moved under a bimetallic effect into the exhaust gas flow within the specific temperature range with increasing temperature of the exhaust gas flow impinging on the flap elements such that the exhaust gas flow in the main exhaust gas duct is increasingly throttled.
- the throttle device according to the invention while ensuring a sufficient discharge of the exhaust gases discharged from the fireplace through the exhaust pipe arrangement or through the Hauptabgaskanal a with the hot exhaust gas flow accompanying heat dissipation in the main exhaust duct slowed down and the heat energy of the exhaust gas flow of an energy recovery measure, in the form of, for example, a heat transfer method with reference to a heat exchanger to be explained below.
- the throttle device according to the first aspect of the present invention is further advantageous in that, in contrast to the throttle device described in the introduction, it can be used without problems for all types of fireplaces, in particular also for the critical solid fuel firebox.
- the throttle device according to the invention can be designed so that when commissioning the fireplace, in particular a solid fuel heater, it keeps the main exhaust duct open to one, if necessary, for heating allow the fireplace to exhaust the exhaust gases required as a result of a chimney effect.
- the flap element according to the invention is provided according to an embodiment thereof, depending on the exhaust gas temperature between a position of maximum opening, as it assumes the flap element in the out of service fireplace, and a position of maximum throttling, the flap element from a certain limit temperature has to be reversibly moved relative to the carrier insert or to move to independently.
- the flap element is made of a non-bimetallic material, in particular made of sheet steel, and is driven by a bimetal formed separately from the flap element.
- the flap element comprises or is formed as an integral part of the bimetal, in particular a bimetallic sheet.
- a suitable bimetallic sheet is about that of the known type RGR or GE.
- the flap element be provided with slots, the slots extending perpendicular to a curvature axis of the flap element.
- the carrier insert is constructed from at least one planar wall element for attaching the flap element to the carrier insert.
- the flap element is formed from a planar bimetallic sheet can be advantageously made possible by means of the planar wall element of the carrier insert to couple the flap element along an edge portion of the same to the support insert, without the flap element would have to be deformed for this purpose.
- Such deformation would have the serious disadvantage of counteracting or even inhibiting deformation of the flap member due to its bimetallic effect, i. a self-locking of the flap element could occur when temperature is applied.
- the carrier insert is composed of four plan-connected wall elements, which together form a substantially rectangular cross-section of the carrier insert.
- a carrier insert has the advantage that it can be produced particularly favorably on the basis of metal sheets.
- the wall elements can be easily connected to each other via known welding or gluing process.
- the carrier insert is designed in such a way that it is substantially circular Ring housing with two arranged in its interior and substantially intersecting at a right angle planar web elements comprises, where the at least one flap element, preferably exactly four flap elements, is mounted or are.
- the web elements divide the interior of the ring housing substantially into four interior subspaces, in each of which a flap element can be accommodated. Due to the fact that the web elements are likewise designed flat, the above-described advantage of the planar wall elements is also given for the web elements of this embodiment.
- the throttle device comprises at least two flap elements, they have substantially the same shape. This makes it possible to use the same manufacturing method for the production of all flap elements.
- the object of the present invention is further achieved by a throttle device according to a second aspect of the present invention, said throttle device for a connected to a fireplace, in particular a solid fuel heater, connected exhaust pipe arrangement with a main exhaust duct, which conducts a discharged exhaust gas flow is provided, and one in the
- the main exhaust duct usable carrier insert comprises, is arranged on the at least one controlled by a bimetal depending on the bimetal flap element for changing the free flow cross-section of the main exhaust duct in accordance with changes in exhaust gas temperature, wherein the flap element itself is formed from the bimetal and by means of at least one elastically yielding acting support assembly is connected to the carrier insert, that at the connection region relative to the carrier insert against a resilient biasing force of the Garrungsanordnun g is movable.
- the throttling device according to the second aspect of the present invention is capable of being used permanently to control the exhaust gas flow from a solid fuel heater without the risk of irreparably damaging the flap elements as a result of one as described above plastic deformation around the connection area exists.
- the flap element is connected to the carrier insert by means of the at least one elastically yielding holding arrangement and is movable within the connecting region relative to the carrier insert against a resilient biasing force of the holder arrangement, overload forces acting on the flap element due to a high exhaust gas temperature rise can be dissipated via the holder arrangement.
- the flap element may therefore advantageously be exposed to it over the entire temperature range of an exhaust gas flow emitted by a solid fuel heater, and even more so by a gas fired appliance, without running the risk of experiencing plastic deformation in the connection region between the flap element and the carrier device.
- a particularly simple embodiment of this mounting arrangement is achieved when the flap element is slidably mounted on a carrier insert arranged on the pin of the support assembly with play and biased by a spring to a basic position. It is preferred that the spring is a seated on the pin compression spring, which is supported with one end to the flap element and this seeks to suppress the basic position.
- an exhaust pipe arrangement according to a third aspect of the present invention.
- This exhaust line arrangement is provided for a fireplace with a throttle device according to one of the embodiments described above, wherein the exhaust pipe arrangement comprises a main exhaust passage including the throttle means and at least one subsidiary exhaust passage branching from the main exhaust passage upstream of the throttle means.
- the throttle device controls the flow resistance of the main exhaust duct in relation to that of the Mauabgaskanals, by means of the throttle device associated with the exhaust flow heat transfer in the main exhaust or Mauabgaskanal controlled or if desired, the heat transfer from the Hauptabgaskanal be at least partially diverted into the Mauabgaskanal ,
- the exhaust gas stream thus branched off in the secondary exhaust gas duct can then be supplied in a heat energy recovery device connected to the secondary exhaust gas duct, in which heat is removed from the exhaust gas stream for further energy use.
- thermo energy recovery device there is a heat exchanger in communication with the subsidiary exhaust passage.
- This serves to deliver heat from the exhaust gas stream of the secondary exhaust gas channel to a medium to be heated in the heat exchanger, such as water.
- a medium to be heated in the heat exchanger such as water.
- This in turn can be used energy-efficiently as heating water for heating rooms of the building belonging to the exhaust pipe arrangement.
- the sub exhaust passage and the main exhaust passage are arranged to recombine their exhaust flows downstream of the heat exchanger and downstream of the throttle means can.
- FIG. 1 shows a first embodiment of a throttle device according to the invention according to the first and second aspects of the present invention, which is generally designated 10.
- the throttle assembly 10 includes a carrier insert 12 having a circular ring housing 14, two web members 16 secured within the ring housing 14 and an inner surface thereof, which intersect at right angles at their centers, a total of four identical flap members 18 formed of bimetal sheet having a lower one and an upper edge region 18a and 18b, as well as a plurality of holding elements 20, of which three in each case bring a flap element 18 or its lower edge region 18a into contact with the respective web element 16.
- Fig. 2 is the throttle device 10 off Fig. 1A in the operational state, ie installed in an exhaust pipe 22, shown.
- Four spacers 24 extending radially between a peripheral surface of the annular housing 14 and an inner surface of the exhaust pipe 22 keep the throttle body 10 away from the inside of the exhaust pipe 22, so that an exhaust gas flow in the exhaust pipe between the inside of the exhaust pipe 22 and the peripheral surface the throttle device 10 can pass this.
- the exhaust gas flow is only in Fig. 1b schematically indicated by an arrow L.
- the exhaust gas flow is substantially orthogonal to the plane of the page.
- Throttle device 10 shown has the function of adjusting the flow resistance of the same in dependence on the temperature of the exhaust gas flow, wherein the throttle device 10 reduces the flow resistance with increasing exhaust gas flow temperature for a certain temperature range.
- the exhaust gases to be discharged through the exhaust pipe 22 originate from a solid fuel heater, not shown, such as an open or closed type fuel closed fireplace for wood.
- the flap elements 18 have assumed a position of maximum opening corresponding to the state of the throttle device 10, in which it provides the largest possible flow cross-section of the exhaust pipe 22. This condition corresponds to the situation where the solid fuel heater is out of service.
- the flap elements 18, which in this position all have a substantially undeformed planar shape, are arranged parallel to and in abutment with a respective plane side face 16a of the web elements 16 by means of the holding elements 20.
- the flap members 18 In the deformed state, the flap members 18 have a curved shape with the upper edge portion 18b removed from the corresponding web member side surface 16a, the higher the exhaust temperature is, while the lower edge portion 18a is held by the support members 20 on the side surfaces 16a , As a result of this deformation, with increasing exhaust gas flow temperature, the upper edge 18b curves away from the side surface 16a into the exhaust gas flow, resulting in an overall increase in the flow resistance of the exhaust gas line 22. Over a certain limit temperature, the flap elements 18 are curved so that they abut with their upper edge regions 18b against the inside of the exhaust pipe 22. In this position, the maximum throttling of the flap elements 18 is a flow through the exhaust gas flow through the ring housing 14 largely prevented, as in Fig. 2 is apparent. As already mentioned above, the exhaust gas flow furthermore has the possibility of passing laterally, ie, between the peripheral surface of the throttle device 10 and the inside of the exhaust gas line 22, the throttle device 10.
- the holding elements 20 are designed such that they elastically yield the flap elements 18 connect with the web elements 16 and thereby the flap elements 18 under a certain game, ie movable, hold on the web elements 16.
- the support elements 20 are thus able to absorb any overload forces of the flap elements 18 due to a strong increase in temperature of the flap elements 18 by elastically yielding the deformation movement of the flap elements 18.
- each support member 20 comprises a pin 20a having a projecting pin collar 20a 'formed on one end of the pin 20a, a compression spring 20b comprising the pin 20a, and a circlip 20c disposed on another end of the pin 20a.
- the pin 20a passes through two overlapping holes of the respective stem member 16 and the respective flap member 18 and is secured against slipping thanks to the locking ring 20c.
- Characterized in that the compression spring 20b is supported at one end to the flap member 18 and the other end to the pin collar 20a ', it urges the flap member 18 in its position of maximum opening. The spring 20b therefore counteracts a deformation movement of the flap element 18.
- a throttle device which are generally designated 110, 210 and 310.
- These throttling devices 110, 210, 310 do not differ in their mode of operation from the throttling device 10 already explained above Fig. 1a, 1b and 2 , For simplicity, therefore, have components in the Fig. 3 to 5 the throttle devices 110, 210 and 310, the same reference numerals as those of analog components of the throttle device 10, but increased by a factor of 100, 200 and 300, respectively.
- the flap elements analogous to Fig. 2 are shown in their position maximum throttling.
- throttle device 110 also includes a ring housing 114, but here are the flap members 118 by means of support members 120 to radially between an inner side of the exhaust pipe 122 and a peripheral surface of the ring housing 114 extending planar support webs 117 attached.
- the support webs 117 are also fixed at one end to the inner surface of the exhaust pipe 122 and the other end to the peripheral surface of the annular housing 114 and have both the function of the above-described web members 16 and the spacer 24 of the throttle device 10 from Fig. 1a, 1b and 2 on.
- the throttle device 210 is illustrated, which is characterized by a carrier insert 212 having two mutually parallel and spaced support walls 227.
- the flap members 218 are attached by means of support members 220 to the support walls 227 such that they are disposed between the inside of the exhaust pipe 222 and the support walls 227.
- the support walls 227 are attached to the inside of the exhaust pipe 222.
- the exhaust gas flow unhindered between the support walls 227 pass through the throttle device 210.
- the throttle device 310 has Fig. 5 two additional support walls 319 with two additional flap elements 318, which together with the support walls 327 form a passage for the exhaust gas flow.
- the exhaust conduit assembly 410 includes a main exhaust passage 412 coupled to an exhaust emitting hearth 414, a throttling device 416 disposed in the main exhaust passage 412 for controlling an exhaust gas flow L 1 carried in the main exhaust passage 412, two subsidiary exhaust passages 418 carrying the exhaust streams L 2 and L 3 from the exhaust gas passage 418
- the main exhaust passage 412 and the subsidiary exhaust passages 418 are formed to converge their exhaust flows L1, L2 and L3 downstream of the throttle 416 and the heat exchanger 420.
- the heat exchanger 420 itself comprises an annular storage tank 422, in the likewise annular cavity 424 to be heated water 426 is stored, the cavity 424 passing through exhaust pipes 428, and an inlet and outlet 430 and 432 for Filling or emptying the storage container 422.
- the heat exchanger 420 has the function of removing thermal energy from the exhaust gas streams L1, L2 and L3, all of which originate from the hearth 414, and to transfer it to the water 426 to be heated.
- the water 426 heated by the heat exchanger 420 may then be provided as a thermal energy source of an energy use measure, such as heating the building associated with the exhaust conduit assembly 410 with the water 426 as heating water.
- the heat transfer from the exhaust stream L1 passing in the main exhaust passage 412 is via a tubular and thermally conductive inner wall 434 of the storage tank 422 defining a part of the main exhaust passage 412.
- exhaust gas streams L2 and L3 are passed through the subsidiary exhaust pipes 428 which form subsections of the subsidiary exhaust gas channels 418. These are in thermal contact with their heat-conducting tubular walls both with the exhaust gas streams L2 and L3 and with the water 426, so that heat from the exhaust gas streams L2 and L3 can be conducted to the water 426.
- Throttle devices 10, 110, 210 and 310 shown in question have the property of controlling the flow resistance of the main exhaust gas duct 412 in such a way that the flow resistance of the main exhaust gas duct 412 is increased with increasing temperature of the exhaust gas flow L1.
- the exhaust pipe assembly 410 As the exhaust gas temperature increases, the flow resistances of the subsidiary exhaust passages 418 are reduced in proportion to the flow resistance of the main exhaust passage 412, and thus the secondary exhaust streams L2 and L3 become stronger than the stream L1.
- the Exhaust line assembly 410 is therefore capable of energy efficiently recovering heat from exhaust streams L1, L2, and L3 while ensuring sufficient discharge of the exhaust streams L1, L2, and L3 to a building environment.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten und zweiten Aspekt derselben eine Drosseleinrichtung sowie gemäß ihrem dritten Aspekt eine Abgasleitungsanordnung für eine Feuerstätte.The invention relates according to a first and second aspect thereof, a throttle device and according to its third aspect, an exhaust pipe arrangement for a fireplace.
Es ist beispielsweise aus der
Die bekannte Drosseleinrichtung umfasst einen in den Hauptabgaskanal einsetzbaren Trägereinsatz sowie eine Mehrzahl von an dem Trägereinsatz befestigten und aus Bimetallblech gebildeten Klappenelementen, wobei jedes der Klappenelemente an seinem Rand innerhalb eines Verbindungsbereichs mit dem Trägereinsatz starr verbunden ist. Freie Klappenelementbereiche der Klappenelemente, die mit dem Trägereinsatz nicht starr verbunden sind, sind im Gegensatz zu dem Verbindungsbereich in der Lage, sich bei Temperaturbeaufschlagung aufgrund eines Bimetalleffekts des Bimetallblechs relativ zu dem Trägereinsatz zu verformen.The known throttle device comprises a carrier insert which can be inserted into the main exhaust duct and a plurality of flap elements fastened to the carrier insert and formed from bimetal sheet, wherein each of the flap elements is rigidly connected at its edge within a connecting region to the carrier insert. Free flap member regions of the flap members which are not rigidly connected to the liner insert, unlike the bonding region, are capable of deforming upon exposure to temperature due to a bimetal effect of the bimetallic sheet relative to the liner liner.
Entsprechend der oben beschriebenen Funktionsweise der bekannten Drosseleinrichtung erfolgt die Verformung der dem Abgasstrom ausgesetzten freien Klappenelementbereiche derart, dass diese jeweils unter Antrieb des Bimetalleffekts nach Maßgabe der Abgasstromtemperatur eine stabile Verformung bzw. Stellung einnehmen, die im Bereich zwischen einer Stellung maximaler Drosselung und einer Stellung maximaler Öffnung liegt. Die Stellung maximaler Drosselung entspricht dabei jener Situation, in der die Gasfeuerstätte außer Betrieb ist und keine Abgase abgibt. Die freien Klappenelementbereiche sind in dieser Stellung maximaler Drosselung maximal in den Abgasstromweg hinein gekrümmt sind, so dass die Drosseleinrichtung gesperrt ist. Die Stellung maximaler Öffnung entspricht im Wesentlichen dem betriebsmäßigen Zustand der Gasfeuerstätte, in dem sie Abgase produziert. In dieser Stellung sind die freien Klappenelementbereiche infolge des Bimetalleffekts maximal aus dem Abgasstromweg heraus gekrümmt, so dass die Drosselwirkung der bekannten Drosseleinrichtung minimal ist.According to the above-described operation of the known throttle device, the deformation of the exhaust gas flow exposed free flap element areas is such that they each take under the drive of the bimetallic effect in accordance with the exhaust gas flow temperature stable position or position in the range between a maximum throttling position and a maximum position Opening is located. The position of maximum throttling corresponds to the situation in which the gas fireplace is out of operation and emits no exhaust gases. The free flap element areas are maximum curved in this position maximum throttling in the exhaust gas flow path, so that the throttle device is locked. The position of maximum opening corresponds substantially to the operational state of the gas furnace, in which it produces exhaust gases. In this position, as a result of the bimetallic effect, the free flap element regions are maximally curved out of the exhaust gas flow path, so that the throttling effect of the known throttle device is minimal.
Die bekannte Drosseleinrichtung wird üblicherweise nur in Kombination mit Gasfeuerstätten eingesetzt. Für eine Verwendung für Festbrennstofffeuerstätten, wie beispielsweise ein Kaminofen für Holz, ist die bekannte Drosseleinrichtung hingegen ungeeignet, da sie, indem sie den Hauptabgaskanal genau dann abschließt, wenn die Festbrennstofffeuerstätte angeheizt werden soll, einen zur Inbetriebnahme der Festbrennstofffeuerstätte erforderlichen Kamineffekt, der gerade eine Strömungsverbindung zwischen der Festbrennstofffeuerstätte und einem dem Hauptabgaskanal angeschlossenen Kamin über den Hauptabgaskanal voraussetzt, unterbindet.The known throttle device is usually used only in combination with gas fireplaces. On the other hand, for use with solid fuel fireplaces, such as a woodburning stove, the known throttling device is unsuitable because it closes off the main exhaust duct just when the solid fuel heater is to be heated, a chimney effect required to start up the solid fuel heater, which is just a flow connection between the solid fuel heater and a chimney connected to the main exhaust duct via the main exhaust duct.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Drosseleinrichtung liegt in der oben beschriebenen starren Verbindung der Klappenelemente mit dem Trägereinsatz innerhalb ihrer Verbindungsbereiche. Bei einer derartigen Verbindung besteht nämlich die Gefahr, dass die Klappenelemente sich aufgrund eines plötzlichen und hohen Temperaturanstiegs, wie er bekanntermaßen bei Festbrennstofffeuerstätten häufig auftritt, an ihren Verbindungsbereichen über einen elastischen Verformungsbereich hinaus verformen bzw. plastisch deformieren. Ein so plastisch deformiertes Klappenelement kann sich nicht mehr beispielsweise in seine Stellung maximaler Drosselung zurückverformen, wodurch der Betrieb der bekannten Drosseleinrichtung drastisch beeinträchtigt, wenn nicht gänzlich verhindert wird.Another disadvantage of the known throttle device lies in the above-described rigid connection of the flap elements with the carrier insert within their connection areas. With such a connection, there is the danger that the flap elements themselves due to a sudden and high temperature rise, as it is known to occur frequently in solid fuel fireplaces, deform or plastically deform at their connection areas beyond an elastic deformation area. Such a plastically deformed flap element can not be deformed back, for example, in its position maximum throttling, whereby the operation of the known throttle device drastically impaired, if not completely prevented.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drosseleinrichtung bzw. eine eine Drosseleinrichtung umfassende Abgasleitungsanordnung anzugeben, die sowohl für Gasfeuerstätten als auch für Festbrennstofffeuerstätten zur Steuerung des von der jeweiligen Feuerstätte abgegebenen und in der Abgasleitung geführten Abgasstroms dauerhaft eingesetzt werden kann, sowie in der Lage ist, diesen Abgasstrom im Hinblick auf eine Rückgewinnung seiner Wärmeenergie in einer möglichst effektiven Art und Weise zu beeinflussen.The present invention has for its object to provide a throttle device or a throttle device comprehensive exhaust pipe arrangement, which can be used permanently for gas fireplaces as well as solid fuel fires for controlling the output of the respective fireplace and out in the exhaust gas exhaust stream, as well as in position is to influence this exhaust flow in terms of recovery of its heat energy in the most effective manner possible.
Diese Aufgabe wird durch eine Drosseleinrichtung gemäß einem ersten Aspekt vorliegender Erfindung gelöst, wobei die Drosseleinrichtung für eine an einer Feuerstätte, insbesondere an einer Festbrennstofffeuerstätte, angeschlossene Abgasleitungsanordnung mit einem Hauptabgaskanal vorgesehen ist, der einen abzuführenden Abgasstrom leitet, und einen in den Hauptabgaskanal einsetzbaren Trägereinsatz umfasst, an dem wenigstens ein von einem Bimetall in Abhängigkeit von der Bimetalltemperatur gesteuertes Klappenelement zur Änderung des freien Strömungsquerschnitts des Hauptabgaskanals nach Maßgabe von Änderungen der Abgastemperatur angeordnet ist, wobei die Drosseleinrichtung den Strömungsquerschnitt des Hauptabgaskanals mit zunehmender Abgastemperatur zumindest in einem bestimmten Temperaturbereich aufgrund der Wirkung des Klappenelements verringert.This object is achieved by a throttle device according to a first aspect of the present invention, wherein the throttle device is provided for a connected to a fireplace, in particular on a Festbrennstofffuerstätte exhaust line arrangement with a main exhaust duct, which conducts a discharged exhaust gas stream, and comprises a usable in the main exhaust duct carrier insert in which at least one flap element controlled by a bimetal in response to the bimetallic temperature is arranged to change the free flow cross section of the main exhaust duct in accordance with changes in the exhaust gas temperature, wherein the throttle means the flow cross section of the main exhaust duct with increasing exhaust gas temperature at least in a certain temperature range due to the effect of Flap element reduced.
Die erfindungsgemäße Drosseleinrichtung unterscheidet sich von der eingangs beschriebenen bekannten Drosseleinrichtung insbesondere darin, dass innerhalb des bestimmten Temperaturbereichs mit zunehmender Temperatur des auf die Klappenelemente treffenden Abgasstroms die Klappenelemente unter einem Bimetalleffekt derart in den Abgasstrom bewegt werden, dass der Abgasstrom in dem Hauptabgaskanal zunehmend gedrosselt wird. Auf diese Art und Weise kann mittels der erfindungsgemäßen Drosselvorrichtung unter Sicherstellung einer ausreichenden Ableitung der von der Feuerstätte abgegebenen Abgase durch die Abgasleitungsanordnung bzw. durch den Hauptabgaskanal ein mit dem heißen Abgasstrom einhergehender Wärmeabtransport in dem Hauptabgaskanal verlangsamt und die so zurückgehaltene Wärmeenergie des Abgasstroms einer Energierückgewinnungsmaßnahme, etwa in Form eines Wärmeübertragungsverfahrens anhand eines noch nachstehend zu erläuternden Wärmetauschers, zur Verfügung gestellt werden.The throttle device according to the invention differs from the in the known throttle device described in the introduction, in particular, that the flap elements are moved under a bimetallic effect into the exhaust gas flow within the specific temperature range with increasing temperature of the exhaust gas flow impinging on the flap elements such that the exhaust gas flow in the main exhaust gas duct is increasingly throttled. In this way, by means of the throttle device according to the invention, while ensuring a sufficient discharge of the exhaust gases discharged from the fireplace through the exhaust pipe arrangement or through the Hauptabgaskanal a with the hot exhaust gas flow accompanying heat dissipation in the main exhaust duct slowed down and the heat energy of the exhaust gas flow of an energy recovery measure, in the form of, for example, a heat transfer method with reference to a heat exchanger to be explained below.
Die erfindungsgemäße Drosseleinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ferner dahingehend von Vorteil, dass sie im Gegensatz zu der eingangs beschriebenen Drosseleinrichtung problemlos für alle Arten von Feuerstätten, insbesondere auch für die kritische Festbrennstofffeuerstätte, verwendet werden kann. Dadurch, dass sie den Hauptabgaskanal umso stärker öffnet, je niedriger die Temperatur innerhalb des bestimmten Temperaturbereichs ist, kann die erfindungsgemäße Drosseleinrichtung derart ausgelegt sein, dass bei einer Inbetriebnahme der Feuerstätte, insbesondere einer Festbrennstofffeuerstätte, sie den Hauptabgaskanal offen hält, um einen gegebenenfalls zum Anheizen der Feuerstätte erforderlicher Abzug der Abgase infolge eines Kamineffekts zu ermöglichen.The throttle device according to the first aspect of the present invention is further advantageous in that, in contrast to the throttle device described in the introduction, it can be used without problems for all types of fireplaces, in particular also for the critical solid fuel firebox. The fact that it opens the main exhaust gas all the more, the lower the temperature is within the specific temperature range, the throttle device according to the invention can be designed so that when commissioning the fireplace, in particular a solid fuel heater, it keeps the main exhaust duct open to one, if necessary, for heating allow the fireplace to exhaust the exhaust gases required as a result of a chimney effect.
Das erfindungsgemäße Klappenelement ist gemäß einer Ausführungsform dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von der Abgastemperatur zwischen einer Stellung maximaler Öffnung, wie sie das Klappenelement bei der sich außer Betrieb befindlichen Feuerstätte einnimmt, und einer Stellung maximaler Drosselung, die das Klappenelement ab einer bestimmten Grenztemperatur aufweist, relativ zu dem Trägereinsatz reversibel bewegt zu werden bzw. sich zu selbstständig zu bewegen.The flap element according to the invention is provided according to an embodiment thereof, depending on the exhaust gas temperature between a position of maximum opening, as it assumes the flap element in the out of service fireplace, and a position of maximum throttling, the flap element from a certain limit temperature has to be reversibly moved relative to the carrier insert or to move to independently.
Dabei ist bevorzugt, dass bei der Stellung des Klappenelements maximaler Drosselung der Abgasstrom im Hauptabgaskanal zwar maximal gedrosselt, aber der Hauptabgaskanal nicht vollständig gesperrt ist. Durch diese Maßnahme kann die Gefahr eines Abgasstaus in dem Hauptabgaskanal während des Betriebs der Feuerstätte kann ausgeschlossen werden.It is preferred that in the position of the flap element maximum throttling, the exhaust gas flow in the main exhaust duct throttled maximum, but the main exhaust duct is not completely blocked. By this measure, the risk of exhaust gas in the main exhaust duct during operation of the fireplace can be excluded.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ferner angedacht, dass das Klappenelement aus einem nicht bimetallischen Material, insbesondere aus Stahlblech, ausgebildet ist und von einem von dem Klappenelement gesondert ausgebildeten Bimetall angetrieben wird.According to a further embodiment, it is further contemplated that the flap element is made of a non-bimetallic material, in particular made of sheet steel, and is driven by a bimetal formed separately from the flap element.
Zum Vorteil einer vereinfachten Konstruktion der Drosseleinrichtung und in der Folge einer kostengünstigen Herstellung derselben wird jedoch gemäß einer dazu alternativen Ausführungsform mehr bevorzugt, dass das Klappenelement das Bimetall, insbesondere ein Bimetallblech, als integralen Bestandteil umfasst oder daraus gebildet ist. Ein hierfür in Frage kommendes Bimetallblech ist etwa jenes des bekannten Typs RGR oder GE.However, according to an alternative embodiment, it is more preferable for the advantage of a simplified construction of the throttle device and as a consequence of a cost-effective production thereof that the flap element comprises or is formed as an integral part of the bimetal, in particular a bimetallic sheet. A suitable bimetallic sheet is about that of the known type RGR or GE.
Bei der obigen Ausführungsform mit Klappenelementen aus Bimetallblech ist ferner angedacht, dass zur Drosselung des Abgasstroms freie Klappenelementbereiche der Klappenelemente, die nicht mit dem Trägereinsatz in Verbindung stehen, sich mit zunehmender Abgasstromtemperatur von dem Trägereinsatz weg in den Abgasstrom hinein krümmen, mit dem Ergebnis, dass der Strömungswiderstand des Hauptabgaskanals erhöht wird. Um einen möglichst geringen Strömungswiderstand der Drosseleinrichtung dann zu erreichen, wenn die Feuerstätte außer Betrieb ist, wird zudem vorgeschlagen, dass die Klappenelemente in ihrer Stellung maximaler Öffnung ihre unverformte, im Wesentlichen plane Gestalt aufweisen und strömungsgünstig parallel zu dem Abgasstrom an dem Trägereinsatz ausgerichtet sind.In the above embodiment, with bimetallic sheet flap members, it is further contemplated that to reduce the exhaust flow, free flapper portions of the flap members that are not associated with the liner will curve away from the liner into the exhaust stream with increasing exhaust gas flow temperature, with the result that the flow resistance of the main exhaust duct is increased. In order to achieve the lowest possible flow resistance of the throttle device when the fireplace is out of service, it is also proposed that the flap elements have their undeformed, substantially planar shape in their position maximum opening and are aligned flow parallel to the exhaust stream to the support insert.
Damit ein aus Bimetallblech ausgebildetes Klappenelement eine gleichmäßige Verformung über wenigstens einen Großteil seines Erstreckungsbereiches bei einer Temperaturbeaufschlagung eingeht, ist angedacht dass das Klappenelement mit Schlitzen versehen ist, wobei die Schlitze sich senkrecht zu einer Krümmungsachse des Klappenelements erstrecken.In order for a flap element formed of bimetallic sheet to undergo uniform deformation over at least a majority of its extension area upon exposure to temperature, it is envisaged that the flap element be provided with slots, the slots extending perpendicular to a curvature axis of the flap element.
Im Hinblick auf eine einfache konstruktive Ausgestaltung einer Verbindung zwischen dem Klappenelement und dem Trägereinsatz wird gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgeschlagen, dass der Trägereinsatz aus wenigstens einem planen Wandelement zur Anbringung des Klappenelements an den Trägereinsatz aufgebaut ist. Für den oben beschriebenen Fall, dass das Klappenelement aus einem planen Bimetallblech gebildet ist, kann mittels des planen Wandelements des Trägereinsatzes in vorteilhafter Weise ermöglicht werden, das Klappenelement entlang eines Randabschnitts desselben an dem Trägereinsatz zu koppeln, ohne dass das Klappenelement hierzu verformt werden müsste. Eine solche Verformung hätte den gravierenden Nachteil, dass sie einer Verformung des Klappenelements aufgrund seines Bimetalleffekts entgegenwirkt oder sogar hemmt, d.h. eine Selbstsperrung des Klappenelements bei Temperaturbeaufschlagung auftreten könnte.With regard to a simple constructive embodiment of a connection between the flap element and the carrier insert, it is proposed according to a further embodiment that the carrier insert is constructed from at least one planar wall element for attaching the flap element to the carrier insert. For the case described above, that the flap element is formed from a planar bimetallic sheet can be advantageously made possible by means of the planar wall element of the carrier insert to couple the flap element along an edge portion of the same to the support insert, without the flap element would have to be deformed for this purpose. Such deformation would have the serious disadvantage of counteracting or even inhibiting deformation of the flap member due to its bimetallic effect, i. a self-locking of the flap element could occur when temperature is applied.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Trägereinsatzes ist dieser aus vier planen miteinander verbundenen Wandelementen aufgebaut, die zusammen einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt des Trägereinsatzes bilden. Ein solcher Trägereinsatz hat zum Vorteil, dass er besonders günstig auf Grundlage von Metallblechen herstellbar ist. Dabei können die Wandelemente einfach über bekannte Schweiß- oder Klebeverfahren miteinander verbunden werden.According to a particularly preferred embodiment of the carrier insert this is composed of four plan-connected wall elements, which together form a substantially rectangular cross-section of the carrier insert. Such a carrier insert has the advantage that it can be produced particularly favorably on the basis of metal sheets. The wall elements can be easily connected to each other via known welding or gluing process.
Alternativ dazu ist gemäß einer weiteren Ausführungsform angedacht, den Trägereinsatz derart auszubilden, dass er ein im Wesentlichen kreisrundes Ringgehäuse mit zwei in seinem Inneren angeordneten und im Wesentlichen unter einem rechten Winkel kreuzenden planen Stegelementen umfasst, an denen das wenigstens eine Klappenelement, vorzugsweise genau vier Klappenelemente, angebracht ist bzw. sind. Die Stegelemente unterteilen dabei den Innenraum des Ringgehäuses im Wesentlichen in vier Innenteilräume, in denen jeweils ein Klappenelement aufgenommen werden kann. Aufgrund dessen, dass die Stegelemente ebenfalls plan ausgebildet sind, ist der oben beschriebene Vorteil der planen Wandelemente ebenfalls für die Stegelemente dieser Ausführungsform gegeben.Alternatively, according to a further embodiment, the carrier insert is designed in such a way that it is substantially circular Ring housing with two arranged in its interior and substantially intersecting at a right angle planar web elements comprises, where the at least one flap element, preferably exactly four flap elements, is mounted or are. The web elements divide the interior of the ring housing substantially into four interior subspaces, in each of which a flap element can be accommodated. Due to the fact that the web elements are likewise designed flat, the above-described advantage of the planar wall elements is also given for the web elements of this embodiment.
Zur einfachen und kostengünstigen Herstellung der Drosseleinrichtung wird ferner vorgeschlagen, dass, wenn die Drosseleinrichtung wenigstens zwei Klappenelemente umfasst, diese im Wesentlichen die gleiche Form aufweisen. Dies ermöglicht es, dass das gleiche Herstellungsverfahren für die Herstellung aller Klappenelemente herangezogen werden kann.For a simple and cost-effective production of the throttle device, it is also proposed that if the throttle device comprises at least two flap elements, they have substantially the same shape. This makes it possible to use the same manufacturing method for the production of all flap elements.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner durch eine Drosseleinrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst, wobei diese Drosseleinrichtung für eine an einer Feuerstätte, insbesondere einer Festbrennstofffeuerstätte, angeschlossene Abgasleitungsanordnung mit einem Hauptabgaskanal, der einen abzuführenden Abgasstrom leitet, vorgesehen ist und einen in den Hauptabgaskanal einsetzbaren Trägereinsatz umfasst, an dem wenigstens ein von einem Bimetall in Abhängigkeit von der Bimetalltemperatur gesteuertes Klappenelement zur Änderung des freien Strömungsquerschnitts des Hauptabgaskanals nach Maßgabe von Änderungen der Abgastemperatur angeordnet ist, wobei das Klappenelement selbst aus dem Bimetall gebildet ist und mittels wenigstens einer elastisch nachgiebig wirkenden Halterungsanordnung so mit dem Trägereinsatz verbunden ist, dass es an dem Verbindungsbereich relativ zum Trägereinsatz gegen eine elastische Vorspannkraft der Halterungsanordnung bewegbar ist.The object of the present invention is further achieved by a throttle device according to a second aspect of the present invention, said throttle device for a connected to a fireplace, in particular a solid fuel heater, connected exhaust pipe arrangement with a main exhaust duct, which conducts a discharged exhaust gas flow is provided, and one in the The main exhaust duct usable carrier insert comprises, is arranged on the at least one controlled by a bimetal depending on the bimetal flap element for changing the free flow cross-section of the main exhaust duct in accordance with changes in exhaust gas temperature, wherein the flap element itself is formed from the bimetal and by means of at least one elastically yielding acting support assembly is connected to the carrier insert, that at the connection region relative to the carrier insert against a resilient biasing force of the Halterungsanordnun g is movable.
Die Drosseleinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Gegensatz zu der eingangs beschriebenen Drosseleinrichtung in der Lage, zur Steuerung bzw. Drosselung des Abgasstroms von einer Festbrennstofffeuerstätte dauerhaft eingesetzt zu werden, ohne dass die Gefahr einer irreparablen Schädigung der Klappenelemente infolge einer wie oben beschriebenen plastischen Deformation um den Verbindungsbereich besteht.The throttling device according to the second aspect of the present invention, unlike the throttling device described at the outset, is capable of being used permanently to control the exhaust gas flow from a solid fuel heater without the risk of irreparably damaging the flap elements as a result of one as described above plastic deformation around the connection area exists.
Dadurch, dass das Klappenelement mittels der wenigstens einen elastisch nachgiebig wirkenden Halterungsanordnung mit dem Trägereinsatz verbunden ist und innerhalb des Verbindungsbereichs relativ zum Trägereinsatz gegen eine elastische Vorspannkraft der Halterungsanordnung bewegbar ist, können auf das Klappenelement wirkende Überlastungskräfte infolge eines hohen Abgastemperaturanstiegs über die Halterungsanordnung abgeleitet werden. Das Klappenelement kann daher in vorteilhafter Weise über den gesamten Temperaturbereich eines von einer Festbrennstofffeuerstätte, und erst recht von einer Gasfeuerstätte, abgegebenen Abgasstroms diesem ausgesetzt sein, ohne dabei Gefahr zu laufen, um den Verbindungsbereich zwischen dem Klappenelement und der Trägereinrichtung eine plastische Deformierung zu erfahren.By virtue of the fact that the flap element is connected to the carrier insert by means of the at least one elastically yielding holding arrangement and is movable within the connecting region relative to the carrier insert against a resilient biasing force of the holder arrangement, overload forces acting on the flap element due to a high exhaust gas temperature rise can be dissipated via the holder arrangement. The flap element may therefore advantageously be exposed to it over the entire temperature range of an exhaust gas flow emitted by a solid fuel heater, and even more so by a gas fired appliance, without running the risk of experiencing plastic deformation in the connection region between the flap element and the carrier device.
Eine besonders einfache Ausgestaltung dieser Halterungsanordnung wird erreicht, wenn das Klappenelement an einem am Trägereinsatz angeordneten Stift der Halterungsanordnung mit Spiel verschiebbar gelagert und mittels einer Feder zu einer Grundstellung hin vorgespannt ist. Dabei ist bevorzugt, dass die Feder eine auf dem Stift aufsitzende Druckfeder ist, die sich mit einem Ende an dem Klappenelement abstützt und dieses zur Grundstellung hinzudrücken sucht.A particularly simple embodiment of this mounting arrangement is achieved when the flap element is slidably mounted on a carrier insert arranged on the pin of the support assembly with play and biased by a spring to a basic position. It is preferred that the spring is a seated on the pin compression spring, which is supported with one end to the flap element and this seeks to suppress the basic position.
Die vorstehende Aufgabe wird ferner durch eine Abgasleitungsanordnung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst. Diese Abgasleitungsanordnung ist für eine Feuerstätte mit einer Drosseleinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen, wobei die Abgasleitungsanordnung einen die Drosseleinrichtung enthaltenden Hauptabgaskanal sowie wenigstens einen Nebenabgaskanal umfasst, der von dem Hauptabgaskanal stromaufwärts von der Drosseleinrichtung abzweigt.The above object is further achieved by an exhaust pipe arrangement according to a third aspect of the present invention. This exhaust line arrangement is provided for a fireplace with a throttle device according to one of the embodiments described above, wherein the exhaust pipe arrangement comprises a main exhaust passage including the throttle means and at least one subsidiary exhaust passage branching from the main exhaust passage upstream of the throttle means.
Dadurch, dass die Drosseleinrichtung den Strömungswiderstand des Hauptabgaskanals im Verhältnis zu jenem des Nebenabgaskanals steuert, kann mittels der Drosseleinrichtung der mit dem Abgasstrom einhergehende Wärmetransport in dem Hauptabgas- bzw. Nebenabgaskanal kontrolliert bzw. gewünschtenfalls der Wärmetransport von dem Hauptabgaskanal wenigstens teilweise in den Nebenabgaskanal umgeleitet werden. Der so abgezweigte Abgasstrom in dem Nebenabgaskanal kann dann in einer an dem Nebenabgaskanal angeschlossenen Wärmeenergierückgewinnungsvorrichtung zugeführt werden, in der für eine weitere Energienutzung Wärme dem Abgasstrom entzogen wird.Characterized in that the throttle device controls the flow resistance of the main exhaust duct in relation to that of the Nebenabgaskanals, by means of the throttle device associated with the exhaust flow heat transfer in the main exhaust or Nebenabgaskanal controlled or if desired, the heat transfer from the Hauptabgaskanal be at least partially diverted into the Nebenabgaskanal , The exhaust gas stream thus branched off in the secondary exhaust gas duct can then be supplied in a heat energy recovery device connected to the secondary exhaust gas duct, in which heat is removed from the exhaust gas stream for further energy use.
Als Beispiel für eine solche Wärmeenergierückgewinnungsvorrichtung ist ein mit dem Nebenabgaskanal in Verbindung stehender Wärmetauscher. Dieser dient dazu, Wärme von dem Abgasstrom des Nebenabgaskanals an ein in dem Wärmetauscher zu erwärmendes Medium, wie beispielsweise Wasser, abzugeben. Dieses kann wiederum als Heizungswasser zur Beheizung von Räumen des der Abgasleitungsanordnung zugehörigen Gebäudes energieeffizient genutzt werden.As an example of such a thermal energy recovery device, there is a heat exchanger in communication with the subsidiary exhaust passage. This serves to deliver heat from the exhaust gas stream of the secondary exhaust gas channel to a medium to be heated in the heat exchanger, such as water. This in turn can be used energy-efficiently as heating water for heating rooms of the building belonging to the exhaust pipe arrangement.
Um einen einzigen an dem Hauptabgaskanal angeschlossenen Kamin zur Ableitung der Abgase sowohl des Hauptabgaskanals als auch des Nebenabgaskanals zu nützen, ist vorgesehen, dass der Nebenabgaskanal und der Hauptabgaskanal derart ausgebildet sind, dass sie ihre Abgasströme stromabwärtig von dem Wärmetauscher und stromabwärtig von der Drosseleinrichtung wieder zusammenführen können.In order to utilize a single chimney connected to the main exhaust passage to exhaust the exhaust gases of both the main exhaust passage and the sub exhaust passage, it is provided that the sub exhaust passage and the main exhaust passage are arranged to recombine their exhaust flows downstream of the heat exchanger and downstream of the throttle means can.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung gemäß dem ersten bis dritten Aspekt anhand folgender
- Fig. 1a und
- 1b eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung gemäß dem ersten und zweiten Aspekt vorliegender Erfindung in Draufsicht (
Fig. 1a ) und in Querschnittsansicht (Fig. 1b ) entlang der Querschnittslinie II-II ausFig. 1a ; - Fig. 2
- grobschematisch die erste Ausführungsform einer Drosseleinrichtung aus
Fig. 1a und 1b in Draufsicht, wobei die Drosseleinrichtung in ihrem Betriebszustand, d.h. in einer Abgasleitung eingebaut, gezeigt ist; - Fig. 3
- grobschematisch eine zweite Ausführungsform einer Drosseleinrichtung gemäß dem ersten und zweiten Aspekt vorliegender Erfindung in Draufsicht, wobei die Drosseleinrichtung in ihrem Betriebszustand, d.h. in einer Abgasleitung eingebaut, gezeigt ist;
- Fig. 4
- grobschematisch eine dritte Ausführungsform einer Drosseleinrichtung gemäß dem ersten und zweiten Aspekt vorliegender Erfindung in Draufsicht, wobei die Drosseleinrichtung in ihrem Betriebszustand, d.h. in einer Abgasleitung eingebaut, gezeigt ist;
- Fig. 5
- grobschematisch eine vierte Ausführungsform einer Drosseleinrichtung gemäß dem ersten und zweiten Aspekt vorliegender Erfindung in Draufsicht, wobei die Drosseleinrichtung in ihrem Betriebszustand, d.h. in einer Abgasleitung eingebaut, gezeigt ist; und
- Fig. 6
- grobschematisch eine Abgasleitungsanordnung gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung in Querschnittsansicht.
- Fig. 1a and
- 1b shows a first embodiment of the throttle device according to the invention according to the first and second aspects of the present invention in plan view (FIG.
Fig. 1a ) and in cross-sectional view (Fig. 1b ) along the cross-sectional line II-IIFig. 1a ; - Fig. 2
- roughly schematically the first embodiment of a throttle device
Fig. 1a and 1b in plan view, wherein the throttle device is shown in its operating state, that is installed in an exhaust pipe; - Fig. 3
- a rough schematic of a second embodiment of a throttle device according to the first and second aspect of the present invention in plan view, wherein the throttle device in its operating state, that is installed in an exhaust pipe shown;
- Fig. 4
- roughly schematically a third embodiment of a throttle device according to the first and second aspect of the present invention in plan view, wherein the throttle device is shown in its operating state, that is installed in an exhaust pipe;
- Fig. 5
- roughly schematically a fourth embodiment of a throttle device according to the first and second aspect of the present invention in plan view, wherein the throttle device in its operating state, that is installed in an exhaust pipe shown; and
- Fig. 6
- roughly schematically an exhaust pipe arrangement according to the third aspect of the present invention in Cross-sectional view.
In
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Die in
In
Bei einer Inbetriebnahme der Festbrennstofffeuerstätte gelangen von der Feuerstätte abgegebene Abgase in die Abgasleitung 22 und geraten anschließend in Kontakt mit den sich in der Stellung maximaler Öffnung befindlichen Klappenelemente 18, so dass sich die Temperatur der aus Bimetallblech gebildeten Klappenelemente 18 erhöht. Aufgrund eines allgemein bekannten und daher nicht näher zu erläuternden Bimetalleffekts des Bimetallblechs, hat diese Temperaturerhöhung zur Folge, dass die Klappenelemente 18 einer der Abgasstromtemperatur entsprechenden Verformung eingehen. Im verformten Zustand weisen die Klappenelemente 18 eine gekrümmte Gestalt auf, wobei der obere Randbereich 18b von der entsprechenden Stegelementseitenfläche 16a entfernt ist, und zwar umso weiter je höher die Abgastemperatur ist, während der untere Randbereich 18a von den Halterungselementen 20 an den Seitenflächen 16a gehalten wird. Durch diese Verformung krümmt sich der obere Rand 18b mit zunehmender Abgasstromtemperatur von der Seitenfläche 16a weg in den Abgasstrom hinein, was insgesamt zu einer Erhöhung des Strömungswiderstands der Abgasleitung 22 führt. Über eine bestimmte Grenztemperatur sind die Klappenelemente 18 dermaßen gekrümmt, dass sie mit ihren oberen Randbereichen 18b gegen die Innenseite der Abgasleitung 22 anschlagen. In dieser Stellung der maximalen Drosselung der Klappenelemente 18 wird ein Durchströmen des Abgasstromes durch das Ringgehäuse 14 weitestgehend verhindert, wie dies in
Da der Bimetalleffekt reversibel ist, ist ein Übergang zwischen der Stellung maximaler Drosselung in Fig. 18 und der Stellung maximaler Öffnung in
Es ist allgemein bekannt, dass im Vergleich zu Gasfeuerstätten bei Festbrennstofffeuerstätten Abgase mit deutlich höheren Temperaturen entstehen. Ferner treten bei Festbrennstofffeuerstätten häufig große Temperaturgradienten des Abgasstroms auf, die für Klappenelemente 18 aus Bimetall eine große Belastung darstellen. Um die Gefahr einer Überlastung der Klappenelemente 18 in Form einer plastischen Deformation, die besonders im Verbindungsbereich zwischen der Klappenelemente 18 und den Stegelementen 16 bzw. im unteren Randbereich 18a droht, zu entgegnen, sind die Halterungselemente 20 derart gestaltet, dass sie elastisch nachgiebig die Klappenelemente 18 mit den Stegelementen 16 verbinden und dabei die Klappenelemente 18 unter einem gewissen Spiel, d.h. beweglich, an den Stegelementen 16 halten. Die Halterungselemente 20 sind so in der Lage, gegebenenfalls auftretende Überlastungskräfte der Klappenelemente 18 infolge eines starken Temperaturanstiegs der Klappenelemente 18 aufzunehmen, indem sie den Verformungsbewegung der Klappenelemente 18 elastisch nachgeben.It is well-known that compared to gas fireplaces in solid fuel stoves exhaust gases with significantly higher temperatures arise. Further, solid fuel stoves often experience large exhaust gas flow temperature gradients which are a major burden on
In Bezug auf
In den
Die in
In
Als einzigen Unterschied zur vorstehend diskutierten Drosseleinrichtung 210 weist die Drosseleinrichtung 310 aus
Im folgenden wird eine Abgasleitungsanordnung 410 gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung anhand von
Der Wämetauscher 420 selbst umfasst einen ringförmigen Speicherbehälter 422, in dessen ebenfalls ringförmigen Hohlraum 424 zu erwärmendes Wasser 426 gespeichert ist, den Hohlraum 424 durchziehende Nebenabgasrohre 428, sowie einen Ein- und Auslass 430 und 432 zum Befüllen bzw. Entleeren des Speicherbehälters 422.The heat exchanger 420 itself comprises an
Der Wärmetauscher 420 hat die Funktion Wärmeenergie den Abgasströmen L1, L2 und L3, die allesamt von der Feuerstätte 414 stammen, zu entziehen und auf das zu erwärmende Wasser 426 zu übertragen. Das durch den Wärmetauscher 420 erwärmte Wasser 426 kann dann als Wärmeenergieträger einer Energienutzungsmaßnahme zur Verfügung gestellt werden, wie beispielsweise der Beheizung des der Abgasleitungsanordnung 410 zugehörigen Gebäudes mit dem Wasser 426 als Heizungswasser.The heat exchanger 420 has the function of removing thermal energy from the exhaust gas streams L1, L2 and L3, all of which originate from the
Die Wärmeübertragung von dem in dem Hauptabgaskanal 412 geführten Abgasstrom L1 erfolgt über eine rohrförmige und wärmeleitende Innenwand 434 des Speicherbehälters 422, die einen Teil des Hauptabgaskanals 412 definiert. Um Wärme von den Abgasströmen L2 und L3 an das Wasser zu übertragen, werden Abgasströme L2 und L3 durch die Nebenabgasrohre 428 geleitet, die Teilabschnitte der Nebenabgaskanäle 418 bilden. Diese stehen mit ihren wärmeleitenden Röhrwänden sowohl mit den Abgasströmen L2 und L3 als auch mit dem Wasser 426 in Wärmekontakt, so dass Wärme von den Abgasströmen L2 und L3 an das Wasser 426 geleitet werden kann.The heat transfer from the exhaust stream L1 passing in the
Als Drosseleinrichtung 414 kommen alle oben diskutierten in den
Claims (13)
dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Stellung des Klappenelements (18; 118; 218; 318) maximaler Drosselung der Hauptabgaskanal (22; 412) nicht vollständig gesperrt ist.A throttle device (10; 110; 210; 310) according to claim 1,
characterized in that at a position of the flap member (18; 118; 218; 318) of maximum throttling, the main exhaust duct (22; 412) is not completely closed.
dadurch gekennzeichnet, dass das Klappenelement (18; 118; 218; 318) das Bimetall, insbesondere ein Bimetallblech, als integralen Bestandteil umfasst oder daraus gebildet ist.Throttle device (10; 110; 210; 310) according to claim 1 or 2, characterized
characterized in that the flap element (18; 118; 218; 318) comprises or is formed from the bimetal, in particular a bimetallic sheet, as an integral part.
dadurch gekennzeichnet, dass das Klappenelement (18; 118; 218; 318) aus Bimetallblech gebildet ist und Schlitze aufweist, die sich senkrecht zu einer Krümmungsachse des Klappenelements (18; 118; 218; 318) erstrecken.Throttle device (10; 110; 210; 310) according to claim 3,
characterized in that the flap member (18; 118; 218; 318) is formed of bimetal sheet and has slots extending perpendicular to a curvature axis of the flap member (18; 118; 218; 318).
dadurch gekennzeichnet, dass der Trägereinsatz (12) ein im Wesentlichen kreisrundes Ringgehäuse (14) mit zwei in seinem Inneren angeordneten und im Wesentlichen unter einem rechten Winkel kreuzenden planen Stegelementen (16) umfasst, an denen das wenigstens eine Klappenelement (18), vorzugsweise genau vier Klappenelemente (18), angebracht ist bzw. sind.Throttle device (10) according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the carrier insert (12) comprises a substantially circular ring housing (14) with two arranged in its interior and substantially at right angles crossing planar web elements (16) to which the at least one flap element (18), preferably exactly four flap elements (18) is attached or are.
dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (10; 110) wenigstens zwei Klappenelementen (18; 118) aufweist, die die gleiche Form aufweisen.Throttle device (10; 110) according to one of the preceding claims.
characterized in that the throttle means (10; 110) comprises at least two flap members (18; 118) having the same shape.
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