EP3376112B1 - Geschlossene feuerstätte - Google Patents

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EP3376112B1
EP3376112B1 EP18161569.1A EP18161569A EP3376112B1 EP 3376112 B1 EP3376112 B1 EP 3376112B1 EP 18161569 A EP18161569 A EP 18161569A EP 3376112 B1 EP3376112 B1 EP 3376112B1
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Gerhard Manfred Rokossa
Volker Schmatloch
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Spartherm Feuerungstechnik GmbH
Original Assignee
Spartherm Feuerungstechnik GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C5/00—Stoves or ranges for liquid fuels
    • F24C5/18—Liquid-fuel supply arrangements forming parts of stoves or ranges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/002—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D—BURNERS
    • F23D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02—Liquid fuel
    • F23K5/04—Feeding or distributing systems using pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
    • F23Q3/002—Igniters using electrically-produced sparks using piezoelectric elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2202/00—Liquid fuel burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2207/00—Ignition devices associated with burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00—Stoves or ranges
    • F24B1/02—Closed stoves

Definitions

  • the invention relates to a closed fireplace according to the preamble of claim 1.
  • Closed fireplaces are designed in the form of fireplaces, stoves or fireplace inserts. These are used to burn solids such as wood, briquettes or the like to heat rooms.
  • such a fireplace has a door closing the combustion chamber, in the form of a pivoting or sliding door, a combustion air supply and an exhaust gas duct, each of which is operatively connected to the combustion chamber. Both the combustion air supply to supply fresh air and the exhaust gas routing are connected to the outside environment.
  • solid fuels are common for the operation of such a fireplace, which requires a corresponding storage space, which is often not available in a sufficient size.
  • the procurement of solid fuel, in particular the wood, which is preferably in the form of logs, is also complex and cumbersome.
  • the combustion of the solid fuels leads to contamination of the combustion chamber by soot deposition and ash formation, as well as sooting of a glass pane if it is present as a viewing window of the door.
  • the ash is disposed of more or less frequently, but in any case involves a corresponding amount of work.
  • the invention has for its object to develop a fireplace of the generic type so that its operation is significantly easier overall.
  • the invention results in a combination of the advantages of a fireplace operated with solid fuel and the advantages of a fireplace operated with liquid fuel.
  • the storage of fuel is much easier than that of solid fuels, in particular wood, as is the procurement of the fuel, the container holding the liquid fuel, to which, according to the invention, a burner is connected, can be replaced and refilled.
  • the storage of several such containers for storage is simple and, above all, space-saving.
  • the combustion chamber is now not contaminated or to a negligible extent. Cleaning work, such as cleaning the combustion chamber, possibly a door glass pane and ash disposal are completely eliminated, so that the operation of the fireplace is considerably simplified overall.
  • the exhaust gas generated during the combustion is removed, usually into a chimney, while the fresh air required for the combustion is obtained from the external environment according to a further concept of the invention.
  • the combustion air directly from the room, as is the case, for example, with gas-powered stoves.
  • the container holding the liquid fuel is arranged below the burner, which practically forms the bottom of the combustion chamber and is preferably covered with a combustion grate.
  • a pump is also provided in the installation space below the burner, by means of which liquid fuel is conveyed into a burner bowl of the burner.
  • Separate zones are created by means of the fuel grate, namely an early primary combustion zone below the fuel grate and a late primary combustion zone above the fuel grate.
  • a preheating / gasification zone is arranged below the early primary combustion zone.
  • the burner is ignited by a thermoelectric ignition element, alternatively by a piezoelectric ignition element.
  • the brazier is provided with an overflow which opens into the fuel tank and which has a flame retardant protection.
  • a purge air fan can be provided, with which fuel vapors are eliminated before the ignition process, this purge air fan being monitored by means of a pressure cell.
  • the fireplace above the combustion chamber can be equipped with heat exchangers, which optimize the heating effect.
  • a closed fireplace with a housing 1, in which one in the Fig. 3 recognizable combustion chamber 6 is arranged, which can be closed by means of a door 2.
  • a nozzle of a combustion air supply 4 is arranged in the lower end region, via which room air is supplied to the combustion chamber 6 as combustion air.
  • a fresh air line which is connected to the outside air, can optionally be connected to the combustion air supply 4.
  • Convection air is guided into the housing 1 via air slots 5, which are arranged in the area adjacent to the combustion air supply 4 in the housing 1.
  • an exhaust gas duct 3 is operatively connected to the combustion chamber 6, the exhaust gas duct 3 being connected to the outside air in any case, for example connected to a chimney.
  • a burner 7 is arranged, which as a detail in the Fig. 5 is shown.
  • a container 8 for a liquid fuel for example alcohol such as ethanol or the like, is positioned below the burner 7 in the housing 1.
  • the liquid fuel can be fed to the burner 7 via a pump 10.
  • a blower 9 fuel vapors that have accumulated in the feed line to the burner 7 are to be removed before ignition, wherein the blower 9 can be monitored by means of a pressure cell.
  • heat exchangers 17 are arranged above the combustion chamber 6, in order to increase the heating efficiency.
  • a brazier 11 is formed, which is divided into two superimposed zones by a firing grid 12, namely into a lower early primary combustion zone 14 and an upper late primary combustion zone 16, an igniter 13 being assigned to the later primary combustion zone 16.
  • a preheating / gasification zone 15 is arranged below the early primary combustion zone 14.
  • the burner 7 is also in the Fig. 4 recognizable, which shows a top view of the fuel grille 12 and the igniter 13.
  • the container 8 can moreover be removed from the housing 1, a flap preferably being provided for this purpose in the housing 1.
  • a flap preferably being provided for this purpose in the housing 1.
  • one or more containers 8 can be deposited, these being interchangeable with refilled containers 8 when emptied.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine geschlossene Feuerstätte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Geschlossene Feuerstätten sind in ihrer Bauform als Kamine, Kaminöfen oder Kamineinsätze konzipiert. Diese dienen dem Verbrennen von Feststoffen wie Holz, Briketts oder dergleichen zur Beheizung von Räumen.
  • Entsprechend den einschlägigen Vorschriften weist eine solche Feuerstätte eine den Brennraum verschließende Tür, in Form einer Schwenk- oder Schiebetür, eine Brennluftzufuhr sowie eine Abgasführung auf, die jeweils mit dem Brennraum in Wirkverbindung stehen. Dabei sind sowohl die Brennluftzufuhr, um Frischluft zuzuführen, wie auch die Abgasführung mit der Außenumgebung verbunden.
  • Für den Betrieb einer solchen Feuerstätte ist die Bevorratung von Festbrennstoffen üblich, was einen entsprechenden Lagerraum voraussetzt, wobei dieser vielfach nicht in einer ausreichenden Größe vorhanden ist. Auch die Beschaffung des Festbrennstoffes, insbesondere des Holzes, das bevorzugt als Holzscheite vorliegt, gestaltet sich aufwändig und umständlich.
  • Darüber hinaus führt die Verbrennung der Festbrennstoffe zu einer Verschmutzung des Brennraumes durch Rußablagerung und Aschebildung sowie einem Verrußen einer Glasscheibe, wenn diese als Sichtfenster der Tür vorhanden ist. Je nach Nutzung der Feuerstätte ist die Entsorgung des Ascheanfalls mehr oder weniger häufig vorzunehmen, in jedem Fall jedoch mit einem entsprechenden Arbeitsaufwand verbunden.
  • Bekannt sind weiterhin vornehmlich in Wohnräumen betriebene Feuerstätten, die, abweichend von der Gattung, nicht mit Festbrennstoffen beheizt werden, sondern mit einem Flüssigbrennstoff, beispielsweise Alkohol, wie Ethanol oder dergleichen.
  • Vorteile dieser Feuerstätten gegenüber denen mit Festbrennstoffen betriebenen ergeben sich aus der einfacheren Lagerung und Bereitstellung des Flüssigbrennstoffs sowie einem rückstandsfreien Abbrand, also keinem Ascheanfall und erheblich verminderter Verschmutzung, was die Reinigung der Feuerstätte deutlich begünstigt.
  • Allerdings weisen diese Feuerstätten keine Abgasführung auf, woraus sich deutliche Nachteile bei deren Betrieb ergeben. Eine Belüftung des Raumes ist deshalb zwingend, weil die Verbrennungsgase unmittelbar in den Raum abgegeben werden.
  • Dies schafft jedoch insoweit Probleme als eine Frischluftzufuhr in den Raum unerlässlich ist, was durch mehr oder weniger häufiges Öffnen von Fenstern oder Außentüren erfolgt.
  • Der gewünschte Heizeffekt dieser Feuerstätte wird damit konterkariert. D.h., insbesondere hinsichtlich der Energiebilanz entspricht der Betrieb dieser Feuerstätte nicht den gestellten und gewünschten Anforderungen.
  • In der US 2 615 635 A ist eine geschlossene Feuerstätte offenbart zur Beheizung eines Gewächs- oder Treibhauses oder eines Wohnhauses, insbesondere eines Einfamilienhauses.
  • Zwar weist diese Feuerstätte einen Brennraum auf, dieser ist jedoch, entgegen der Gattung, nicht durch eine Tür verschließbar, so dass ein unmittelbarer Zugriff auf den Brennraum nicht möglich ist.
  • Des Weiteren sind aus der GB 1911/11390 A sowie der US 2005/0175950 A1 Gasbrenner bekannt.
  • In der US 4 373 905 A ist eine gattungsgemäße Feuerstätte gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs offenbart, bei der die Zündung des flüssigen Brennstoffs in Form von Altöl durch entzündetes Papier erfolgt, das durch eine Klappe zu einer Brennschale gebracht wird.
  • In der US 4 351 316 A ist ebenfalls eine Feuerstätte thematisiert, mit der vorzugsweise Altöl verbrennbar ist, wobei diese Literatur keinen Hinweis auf die Art der Zündung des Brennstoffs gibt.
  • Schließlich zeigt und beschreibt die DE 11 53 503 B eine Feuerstätte, bei der der flüssige Brennstoff mittels einer elektrischen Zündvorrichtung gezündet wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feuerstätte der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihr Betrieb insgesamt deutlich einfacher wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Feuerstätte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch die Erfindung ergibt sich eine Kombination der Vorteile einer mit Festbrennstoff betriebenen Feuerstätte mit den Vorteilen einer mit Flüssigbrennstoff betriebenen. So ist beispielsweise die Bevorratung mit Brennstoff deutlich einfacher als die von Festbrennstoffen, insbesondere Holz, ebenso die Beschaffung des Brennstoffs, wobei der den Flüssigbrennstoff aufnehmende Behälter, an den, gemäß der Erfindung ein Brenner angeschlossen ist, austausch- und wiederauffüllbar ist. Die Lagerung mehrerer solcher Behälter zur Bevorratung gestaltet sich dabei einfach und vor allem platzsparend.
  • Eine Verschmutzung des Brennraumes ergibt sich nunmehr nicht oder in einem vernachlässigbar geringen Umfang. Reinigungsarbeiten, wie ein Säubern des Brennraumes, ggf. einer Türglasscheibe und Ascheentsorgung entfallen komplett, so dass der Betrieb der Feuerstätte insgesamt wesentlich vereinfacht ist.
  • Andererseits wird das bei der Verbrennung entstehende Abgas abgeführt, üblicherweise in einen Schornstein, während die zur Verbrennung erforderliche Frischluft nach einem weiteren Gedanken der Erfindung aus der äußeren Umgebung bezogen wird. Denkbar ist jedoch auch, die Verbrennungsluft, wie bei beispielsweise gasbetriebenen Öfen, unmittelbar aus dem Raum zu beziehen.
  • Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist der den Flüssigbrennstoff aufnehmende Behälter unterhalb des Brenners angeordnet, der praktisch den Boden des Brennraumes bildet und bevorzugt mit einem Brenngitter abgedeckt ist.
  • Gleichfalls im Bauraum unterhalb des Brenners ist eine Pumpe vorgesehen, mittels derer Flüssigbrennstoff in eine Brennschale des Brenners gefördert wird.
  • Mittels des Brenngitters werden getrennte Zonen geschaffen und zwar unterhalb des Brenngitters eine frühe Primärbrennzone und oberhalb des Brenngitters eine späte Primärbrennzone. Unterhalb der frühen Primärbrennzone ist nach einem weiteren Gedanken eine Vorwärm-/Vergasungszone angeordnet.
  • Die Zündung des Brenners erfolgt durch ein thermoelektrisches Zündelement, alternativ durch ein piezoelektrisches Zündelement. Darüber hinaus ist die Brennschale mit einem Überlauf versehen, der in den Brennstoffbehälter mündet und der einen Flammenrückschlagschutz aufweist.
  • Ferner kann ein Spülluft-Ventilator vorgesehen sein, mit dem Brennstoffdämpfe vor dem Zündvorgang beseitigt werden, wobei dieser Spülluft-Ventilator mittels einer Druckdose überwacht wird.
  • Im Übrigen kann die Feuerstätte oberhalb des Brennraumes mit Wärmeübertragern versehen sein, durch die die Heizwirkung optimiert wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Feuerstätte in einer perspektivischen Vorderansicht
    Fig. 2
    die Feuerstätte nach Fig. 1 in einer Seitenansicht
    Fig. 3
    einen Längsschnitt durch die Feuerstätte
    Fig. 4
    einen Querschnitt durch die Feuerstätte gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3
    Fig. 5
    eine Einzelheit der Feuerstätte in einer geschnittenen Seitenansicht.
  • In den Fig. 1 und 2 ist eine geschlossene Feuerstätte abgebildet, mit einem Gehäuse 1, in dem ein in der Fig. 3 erkennbarer Brennraum 6 angeordnet ist, der mittels einer Tür 2 verschließbar ist.
  • Im unteren Endbereich ist ein Stutzen einer Brennluftzuführung 4 angeordnet über die Raumluft als Brennluft dem Brennraum 6 zugeführt wird. Optional ist an die Brennluftzuführung 4 eine Frischluftleitung anschließbar, die mit der Außenluft in Verbindung steht.
  • Über Luftschlitze 5, die in dem der Brennluftzuführung 4 benachbarten Bereich im Gehäuse 1 angeordnet sind, wird Konvektionsluft in das Gehäuse 1 geführt. Ebenso wie die Brennluftzuführung 4 steht eine Abgasführung 3 mit dem Brennraum 6 in Wirkverbindung, wobei die Abgasführung 3 in jedem Fall, beispielsweise an einen Schornstein angeschlossen, mit der Außenluft in Verbindung steht.
  • Am Boden des Brennraumes 6 ist ein Brenner 7 angeordnet, der als Einzelheit in der Fig. 5 abgebildet ist.
  • Unterhalb des Brenners 7 ist im Gehäuse 1 ein Behälter 8 für einen Flüssigbrennstoff positioniert, beispielsweise Alkohol wie Ethanol oder dergleichen.
  • Über eine Pumpe 10 ist der Flüssigbrennstoff zum Brenner 7 führbar. Mittels eines Gebläses 9 sind Brennstoffdämpfe, die sich in der Zuleitung zum Brenner 7 angesammelt haben, vor einer Zündung zu entfernen, wobei das Gebläse 9 mittels einer Druckdose überwacht werden kann.
  • Oberhalb des Brennraumes 6 sind im Übrigen Wärmeübertrager 17 angeordnet, zur Erhöhung der Heizeffizienz.
  • In der Fig. 5 ist der Brenner 7 als Einzelheit dargestellt. Dabei ist eine Brennschale 11 ausgebildet, die in zwei übereinander liegende Zonen durch ein Brenngitter 12 unterteilt ist und zwar in eine untere frühe Primärbrennzone 14 und eine obere späte Primärbrennzone 16, wobei der späteren Primärbrennzone 16 ein Zünder 13 zugeordnet ist.
  • Unterhalb der frühen Primärbrennzone 14 ist eine Vorwärm-/Vergasungszone 15 angeordnet. Der Brenner 7 ist im Übrigen auch in der Fig. 4 erkennbar, die eine Draufsicht auf das Brenngitter 12 und den Zünder 13 wiedergibt.
  • Der Behälter 8 ist im Übrigen aus dem Gehäuse 1 entnehmbar, wobei hierzu vorzugsweise im Gehäuse 1 eine Klappe vorgesehen ist. Je nach Ausführungsvariante der Feuerstätte können ein oder mehrere Behälter 8 deponiert sein, wobei diese jeweils bei Entleerung gegen wiederbefüllte Behälter 8 austauschbar sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gehäuse
    2
    Tür
    3
    Abgasführung
    4
    Brennluftzuführung
    5
    Luftschlitz
    6
    Brennraum
    7
    Brenner
    8
    Behälter
    9
    Gebläse
    10
    Pumpe
    11
    Brennschale
    12
    Brenngitter
    13
    Zünder
    14
    Primärbrennzone
    15
    Vorwärm-/Vergasungszone
    16
    Primärbrennzone
    17
    Wärmeübertrager

Claims (9)

  1. Geschlossene Feuerstätte, mit einer Tür (2) und einem durch die Tür (2) verschließbaren Brennraum (6) sowie jeweils damit in Wirkverbindung stehend einer Brennluftzuführung (4) und einer mit der Außenluft in Verbindung stehenden Abgasführung (3), wobei im Brennraum (6) ein mit Flüssigbrennstoff betreibbarer Brenner (7) angeordnet ist, der an mindestens einen mit einer brennbaren Flüssigkeit befüllten Behälter (8) angeschlossen ist, wobei an den Behälter (8) eine Pumpe (10) angeschlossen ist, mittels derer Flüssigbrennstoff zum Brenner (7) führbar ist, und wobei der Brenner (7) eine Brennschale (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennschale mit einem Zünder (13) und einem die Brennschale (11) in eine untere frühe Primärbrennzone (14) und eine obere späte Primärbrennzone (16) unterteilenden Brenngitter (12) ausgeführt ist.
  2. Geschlossene Feuerstätte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (8) und die Pumpe (10) unterhalb des Brenners (7) angeordnet sind, wobei der Brenner (7) den Boden des Brennraumes (6) bildet.
  3. Geschlossene Feuerstätte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (8) austauschbar ist.
  4. Geschlossene Feuerstätte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oberen späten Primärbrennzone (16) der Zünder (13) zugeordnet ist.
  5. Geschlossene Feuerstätte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der frühen Primärbrennzone (14) eine Vorwärm-/Vergasungszone (15) vorgesehen ist.
  6. Geschlossene Feuerstätte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zünder (13) als thermoelektrisches Zündelement oder als piezoelektrisches Zündelement ausgebildet ist.
  7. Geschlossene Feuerstätte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennschale (11) einen Überlauf mit integriertem Flammenrückschlagschutz aufweist.
  8. Geschlossene Feuerstätte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer Zuführleitung zur Brennschale (11) ein Gebläse (9) vorgeschaltet ist, das mit einer Druckdose überwachbar ist.
  9. Geschlossene Feuerstätte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennluftzuführung (4) über einen Stutzen an die Außenumgebung anschließbar ist.
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