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Die Erfindung betrifft einen offenen Kaminofen mit einem den Brennraum enthaltenden und an eine Abgasableitungsanlage anzuschließenden Gehäuse, das an wenigstens einer Seite eine die Sicht von außen in den Brennraum freigebende Sichtöffnung aufweist.
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Derartige Kaminöfen sind in verschiedensten Ausgestaltungen als dekorative Feuerstätten in Wohnräumen bekannt. Die Sichtöffnung gibt von dem Aufstellraum aus den Blick auf den Brennraum frei, so dass der Betrachter die Flammen und die Glut beobachten kann, wenn der Kaminofen in Betrieb ist. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung soll der Begriff "Kaminofen" im weitesten Sinne an Abgasleitungen angeschlossene bzw. anzuschließende offene Feuerstätten in Räumen umfassen.
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Als Brennstoff kommt bei den klassischen offenen Kaminen insbesondere Holz in Frage. Mittlerweile finden zunehmend auch gasgeheizte offene Kamine Interesse, insbesondere sog. Dekorationskamine, welche im Kaminbodenbereich z. B. rostförmig gestaltete Gasverteilungsarmaturen einer Gaszufuhreinrichtung zur Einleitung von Brenngas in den Brennraum aufweisen. Auf diesen rostförmigen Gasverteilungsarmaturen können z. B. feuerfeste Holzscheit-Nachbildungen, Lavasteine oder dgl. liegen, welche im Brennbetrieb des Gaskamins die Illusion einer Holzverbrennung bzw. Feststoffglut vermitteln. Tatsächlich findet um solche Brennstoffattrappen herum die Verbrennung des in den Brennraum einströmenden Brenngases statt. Die dabei entstehenden Abgase strömen normalerweise nach oben hin über die Abgasableitungsanlage ab, so dass sie schließlich durch den Schornstein nach außen gelangen können.
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Aufgrund von ungünstigen Witterungsbedingungen oder/und Luftzug in dem Aufstellraum des offenen Kaminofens kann es jedoch dazu kommen, dass der Abzug des Abgases durch die Ableitungsanlage ungenügend ist und Abgas unmittelbar durch die Sichtöffnung des offenen Kaminofens in den Aufstellraum gelangt. Dabei kann eine gefährliche Situation für in dem Aufstellraum befindliche Personen entstehen, da die normalerweise giftigen Abgase von den betreffenden Personen eingeatmet werden. Das Einströmen von Abgas in den Aufstellraum kann allmählich und über längere Zeiträume von den im Aufstellraum des Kaminofens befindlichen Personen unbemerkt erfolgen. Diese Situation kann sowohl bei gasgeheizten als auch bei holzgeheizten offenen Kaminöfen eintreten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen offenen Kaminofen der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem die Gefahr der Gesundheitsgefährdung von Personen im Aufstellraum durch unmittelbar austretendes Abgas erheblich reduziert oder gar völlig ausgeschlossen ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, einen offenen Kaminofen mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend weiterzubilden, dass in der Nähe des oberen Randes der Sichtöffnung vorzugsweise außerhalb des Brennraumes eine temperatursensitive Abgasaustrittssensoranordnung vorgesehen ist, die sich zumindest näherungsweise über die gesamte horizontale Breite der Sichtöffnung erstreckt und dazu bestimmt und eingerichtet ist, ihr temperaturabhängiges Sensorsignal an eine Steuerschaltung des Kaminofens abzugeben, wobei die Steuerschaltung dazu eingerichtet ist, bei Feststellung einer Temperaturerhöhung der Abgasaustrittssensoranordnung über eine Toleranz hinaus ein Aktivierungssignal zur Einleitung einer einem Abgasaustritt an der Öffnung entgegenwirkenden Maßnahme oder/und zur Auslösung eines Warnsignals bereitzustellen.
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Sollte Abgas aus dem Brennraum des Kaminofens im Brennbetrieb aus der Sichtöffnung austreten, so wird das heiße Abgas sogleich an der kühleren Luft des Aufstellraumes nach oben hin steigen und dabei nahe am oberen Rand der Sichtöffnung vorbei ausströmen. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, den Bereich des oberen Randes der Sichtöffnung außerhalb der Heißzone des Brennraums auf Temperaturänderungen zu überwachen. Unter Heißzone wird insbesondere der Brennraumbereich verstanden, der im ungestörten Brennbetrieb ohnehin von den zur Abgasableitungsanlage strömenden Abgasen bzw. vom Feuer regelmäßig durchsetzt wird. Steigt die Temperatur in diesem oberen Randbereich signifikant gegenüber der Umgebungstemperatur, so ist dies ein Anzeichen dafür, dass Abgas durch die Sichtöffnung hindurch in den Aufstellraum austritt. Da die temperatursensitive Abgasaustrittssensoranordnung die Sichtöffnung des Kaminofens im Wesentlichen über deren komplette horizontale Breite im oberen Randbereich auf einen solchen Temperaturanstieg überwacht, kann das Sicherungssystem aus Abgasaustrittssensoranordnung, Steuerschaltung und nachgeschalteten Komponenten auch dann reagieren, falls der Abgasaustritt lediglich auf einen schmalen horizontalen Bereich der Sichtöffnung begrenzt sein sollte.
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Grundsätzlich denkbar wäre eine sich über die horizontale Breite der Sichtöffnung erstreckende Reihe oder Kette von mehreren Abgasaustrittssensoren. Bevorzugt wird jedoch eine Abgasaustrittssensoranordnung mit einem einheitlichen Sensor, der sich über mindestens 75%, vorzugsweise über 100% der horizontalen Breite der Sichtöffnung an deren oberem Rand außerhalb der Heißzone des Brennraums, vorzugsweise vollständig außerhalb des Brennraums erstreckt. Ein solcher länglicher Sensor ist normalerweise optisch unauffällig unterzubringen und erfordert keinen großen Schaltungsaufwand für seinen Anschluss an das nachgeschaltete Auswertesystem aus Steuerschaltung und daran angeschlossener Komponenten. Bevorzugt werden somit drahtförmige oder röhrchenförmige Sensoren verwendet.
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Als besonders geeignet zur Abgasaustrittsüberwachung hat sich ein Kapillarröhrchen mit einem nach außen geschlossenen Hohlraum und einem darin befindlichen Sensorgas erwiesen, wobei an dem Röhrchen ein Drucksensor zur Überwachung des Drucks des Sensorgases und zur Bereitstellung des Sensorsignals für die Steuerschaltung angeschlossen ist. Das Sensorgas kann Luft sein. Bei Erwärmung des Kapillarröhrchens erfährt das in einem im Wesentlichen konstanten Volumen eingeschlossene Sensorgas eine Druckerhöhung, die unmittelbar von dem Drucksensor, etwa einer Druckmessdose, wahrgenommen und nach Signalwandlung als elektrisches Signal an die Steuerschaltung weitergegeben werden kann. Ein solches Kapillarröhrchen lässt sich unauffällig am oberen Rand der Sichtöffnung des Kaminofens in horizontaler Ausrichtung installieren. Testmessungen haben ergeben, dass eine solche Sensoranordnung aus Kapillarröhrchen und Drucksensor sehr empfindlich auf Abgasaustritt an der Kaminsichtöffnung anspricht.
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Anstelle eines solchen Kapillarröhrchens mit Drucksensor kommen auch alternative Sensoranordnungen in Frage, so etwa ein Thermistordraht, dessen temperaturabhängige Änderung des elektrischen Widerstandes durch die Steuerschaltung überwacht wird. Der Thermistordraht ist aus einem typischen Temperaturmesswiderstandsmaterial, z. B. einer Platinlegierung gebildet. Als Thermistoren kommen Heißleiter oder Kaltleiter in Frage. Ein Vorteil eines Thermistordrahtes als Abgasaustrittssensor liegt darin, dass die messtechnische Erfassung und Auswertung von Temperaturänderungen einfach und mit geringem Aufwand möglich ist.
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Als weitere Alternative kommt ein Wärmeausdehnungselement in Form eines Drahtes oder einer Stange in Frage, wobei ein Kraftaufnehmer temperaturbedingte Längenänderungen des Wärmeausdehnungselementes erfasst und ein entsprechendes Sensorsignal an die Steuerschaltung abgibt.
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Als weitere Alternative kommt ein sogenanntes Streckenthermoelement in Frage. Ein solches Streckenthermoelement umfasst mehrere Einzelthermoelemente, die in Anzahl und Abständen voneinander variieren können und die in einem gemeinsamen länglichen Mantel (über dessen Länge verteilt) untergebracht sind.
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In einer Ausführungsform sind die Einzelthermoelemente elektrisch parallel geschaltet. Sie erlauben die Feststellung eines raschen Temperaturanstiegs an jeder Stelle des Streckenthermoelementes.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Einzelthermoelemente in Reihe geschaltet, wobei die Verbindungsstellen thermisch isoliert sind. Auch eine solche Variante erlaubt den schnellen Nachweis von Temperaturänderungen.
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Es gibt im Rahmen des erfindungsgemäßen Konzeptes verschiedene Möglichkeiten der Reaktion auf die Feststellung von Abgasaustritt an der Sichtöffnung des Kaminofens. Im einfachsten Falle könnte ein akustisches und/oder optisches Warnsignal abgegeben werden, welches dann in dem Aufstellraum des Kaminofens befindliche Personen auf die Gefährdungssituation hinweist. Der Steuerschaltung wäre somit in diesem Fall ein akustischer oder/und optischer Alarmgeber nachgeschaltet.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Kaminofen eine automatisch betätigbare Tür, vorzugsweise Schiebetür mit einem mittels der Steuerschaltung steuerbaren Schließmechanismus aufweisen. Im Falle der Feststellung von Abgasaustritt an der Sichtöffnung des Kaminofens kann die Steuerschaltung dann das Aktivierungssignal an den Schließmechanismus abgeben, um ihn zu aktivieren und somit die Tür in Schließstellung zu bringen, um die Sichtöffnung zum Aufstellraum hin abzudichten. Die automatisch betätigbare Tür kann eine transparente feuerfeste Scheibe sein, die normalerweise in Öffnungsstellung in einer Aufnahme versenkt ist.
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Eine alternative oder zusätzliche Maßnahme könnte das Aktivieren einer Rauchabsaugeinrichtung im Schornstein bzw. in der Abgasableitungsanlage des Kaminofens sein. Die zwangsweise Erhöhung des Abzugs der Abgasableitungsanlage kann den Abgasaustritt an der Sichtöffnung unterbinden oder zumindest erheblich vermindern.
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Mit besonderen Vorteilen ist die Erfindung auch bei gasbetriebenen offenen Kaminöfen realisierbar. Als eine dem Abgasaustritt an der Öffnung entgegenwirkende Maßnahme kommt in diesem Fall die Unterbrechung der Gaszufuhr zum Brennraum des Kaminofens in Frage. Hierzu ist ein z. B. elektrisch oder magnetisch gesteuertes Absperrventil in der Gaszuleitung vorgesehen, wobei das Aktivierungssignal der Steuerschaltung im Falle des Austritts von Abgas an der Sichtöffnung des Kaminofens das Absperrventil zum Absperren der Gaszuleitung aktiviert.
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Um zu vermeiden, dass das Sicherungssystem bereits aufgrund kurzzeitiger vorübergehender Temperaturänderungen an der Abgasaustrittssensoranordnung eine dem Abgasaustritt an der Sichtöffnung entgegenwirkende Maßnahme oder ein Warnsignal auslöst, kann die Steuerschaltung so beschaffen sein, dass sie das Aktivierungssignal erst dann abgibt, wenn sie die über die Toleranz hinausgehende Temperaturerhöhung der Abgasaustrittssensoranordnung über eine vorbestimmte Mindeszeitdauer erfasst hat. Diese Mindestzeitdauer kann z. B. einige Minuten betragen.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. In den Figuren sind zwei verschiedene Bauformen von Kaminöfen nach der Erfindung als Ausführungsbeispiele teils schematisch dargestellt.
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Fig. 1 zeigt einen mit Brenngas als Brennstoff betriebenen offenen Kaminofen 1 nach der Erfindung in perspektivischer und teils schematischer Darstellung.
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Im Bodenbereich des Brennraums 5 des Kaminofens 1 befindet sich ein rostartig ausgestalteter Gasverteiler 3 mit (nicht erkennbaren) Gasaustrittsdüsen. Auf dem rostartigen Gasverteiler 3 liegen feuerfeste Festbrennstoffattrappen und/oder Steine 7, welche von den Flammen 9 des brennenden Gases in dem Brennraum 5 umgeben sind.
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Der Kaminofen 1 kann irgendein geeignetes Ofengehäuse, z. B. ein gemauertes Gehäuse mit oder ohne Ofeneinsatz aufweisen. In den hier gezeigten Beispielen wird von einem gemauerten Gehäuse 11 mit einer Sichtöffnung 13 ausgegangen, die für den Betrachter im Aufstellraum des Kaminofens 1 die Sicht auf die Flammen 9 in dem Brennraum 5 freigibt. Der Brennraum 5 ist über eine Abgasableitungsanlage 15 an den Schornstein des betreffenden Gebäudes angeschlossen. Normalerweise entweicht Abgas aus dem Brennraum 5 unmittelbar in die Abgasableitungsanlage 15 und gelangt dann über den Schornstein ins Freie. Eine Option könnte darin bestehen, den Zug des Schornsteins bzw. der Abgasableitungsanlage 15 in herkömmlicher Weise zu überwachen und bei kritisch geringem Zug den Kaminofenbetrieb einzustellen oder einen Rauchsauger im Schornstein einzuschalten. Es hat sich in der Praxis jedoch gezeigt, dass auch bei normalem Schornsteinzug Situationen auftreten können, die zu einem Austritt von Abgas aus dem Brennraum 5 durch die Sichtöffnung 13 hindurch in den Aufstellraum führen, wie dies bei 17 in Fig. 1 angedeutet ist. Dies kann z. B. bei ungünstigem Luftzug in dem Aufstellraum passieren. Um ein solches Austreten von Abgas 17 aus der Sichtöffnung 13 zu unterbinden, sind folgende Sicherungsmaßnahmen vorgesehen. Ein Kapillarröhrchen 19 erstreckt sich horizontal über die gesamte horizontale Breite der Sichtöffnung 13 an deren oberem Rand 21 außerhalb des Brennraums 5. Das Kapillarröhrchen 19 enthält in seinem Hohlraum eingesperrt Luft, die bei Temperaturerhöhung einen Druckanstieg erfährt. Dieser Druckanstieg wird mittels einer Druckmessdose 23 erfasst, die an einer Steuerschaltung 25 angeschlossen ist. Die Steuerschaltung 25 steuert ein in dem ausgebrochen dargestellten Kamingehäusebereich angedeutetes elektrisch betätigbares Absperrventil 27, welches sich in der Hauptzuleitung 29 für die Gaszufuhr zu dem Gasverteiler 3 und somit zum Brennraum 5 befindet. Überschreitet der von der Druckmessdose 23 erfasste Sensorgasdruck in dem Kapillarröhrchen 19 einen Vergleichsdruckwert in signifikanter Weise über einen vorbestimmten Zeitraum von z. B. zwei Minuten, so gibt die Steuerschaltung 25 ihr Aktivierungssignal an das Absperrventil 27 ab, um letzteres in Sperrstellung zu überführen. Damit wird die Gasversorgung zum Brennraum 5 unterbrochen und das Feuer 9 erlischt, so dass weiterer Abgasaustritt unterbunden wird.
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Denkbar wäre es auch, eine teilweise Drosselung der Gaszufuhr im Falle eines kontinuierlich oder stufenweise verstellbaren Absperrventils vorzunehmen und eine Vollsperrung der Gaszufuhr erst dann auszulösen, wenn auch nach der Drosselung noch Abgasaustritt in kritischem Umfange stattfinden sollte. Bevorzugt wird jedoch die spontane Vollsperrung der Gaszufuhr im Falle der Feststellung von Abgasaustritt an der Sichtöffnung 13. Aus Sicherheitsgründen sollte das Wiederanzünden des Kaminofens eine aktive Maßnahme einer Bedienungsperson erfordern. Denkbar wäre jedoch auch ein automatisches Wiederanzünden nach einer bestimmten Wartezeit. Sollte dann weiterhin Abgasaustritt festgestellt werden, so kann die darauffolgende Wartezeit jeweils verlängert werden.
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Wie oben schon erwähnt, kann anstelle des gasgefüllten Kapillarröhrchens auch ein Thermistordraht als Temperaturmesswiderstand in vergleichbarer Einbaulage am Kaminofen vorgesehen sein. Weiterhin kommt als Alternative ein Draht oder Röhrchen mit relativ großem Wärmeausdehnungskoeffizienten in Frage, wobei ein Miniatur-Kraftaufnehmer die bei der Wärmeausdehnung auftretende Kraft oder Spannung überwacht, um daraus das Sensorsignal abzuleiten.
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Bei dem Über-Eck-Kaminofen 1 gemäß Fig. 2 sind Elemente, die mit Elementen in Fig. 1 in ihrer Funktion korrespondieren, mit entsprechend gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, so dass zu deren Erläuterung auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 verwiesen werden kann.
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Der Über-Eck-Kaminofen 1 hat ineinander übergehende Sichtöffnungen 13. Insbesondere bei einem solchen Über-Eck-Kamin 1 gemäß Fig. 2 kann ein seitlicher Luftzug, wie er durch den Pfeil 31 angedeutet ist, zu Abgasaustritt 17 an einer jeweiligen Sichtöffnung 13 führen. Um diesen Zustand sicher erfassen zu können, ist der stangenförmige Sensor 19 am oberen Rand 21 der Sichtöffnungen 13 ebenfalls über Eck geführt. Wie schon erwähnt, kann es sich dabei um ein Kapillarröhrchen mit Sensorgasinhalt, einen Temperaturmesswiderstandsdraht oder/und ein Wärmeausdehnungselement handeln. Im Beispiel der Fig. 2 ist das Sensorelement 19 in einem Ziergestänge 33 integriert. Die Funktionsweise des Kaminofens nach Fig. 2 entspricht der Funktionsweise des Kaminofens gemäß Fig. 1.
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Die Figuren zeigen zwei Ausführungsbeispiele eines gasbetriebenen Kaminofens. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Sie kann auch bei holzbeheizten Kaminöfen zum Einsatz kommen. In einem solchen Fall kommt als eine dem Abgasaustritt an der Öffnung 13 entgegenwirkende Maßnahme z. B. die zwangsweise Verstärkung des Kaminzugs durch einen Rauchsauger oder dgl. oder das Versperren der Sichtöffnung 13 mit einem Fenster oder dgl. in Frage.