FI115114B

FI115114B - The stove

Info

Publication number: FI115114B
Application number: FI20031425A
Authority: FI
Inventors: Seppo Nikkanen
Original assignee: Mondex Oy
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2005-03-15
Also published as: FI20031425A0

Description

1 1151141,115,114

KiuasThe stove

Keksinnön alaField of the Invention

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista kiuasta.The present invention relates to a heater according to the preamble of claim 1.

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Kiinteää polttoainetta, kuten puuta, polttavien kiukaiden hyötysuhde ja ympäristöystävällisyys ovat uusia viime aikoina pinnalle nousseita teemoja. Tutkimuksissa on todettu puuta polttavien kuikaiden aiheuttavan runsaasti hiukkas- ja hiilivetypäästöjä.The efficiency and environmental friendliness of stoves burning solid fuels such as wood are new themes that have recently surfaced. Studies have shown that wood burning leeches are a major contributor to particulate matter and hydrocarbon emissions.

Tämän haasteen pohjalta on lähdetty suunnittelemaan uusia puukiukaan rakenneratkaisuja edellä todettujen ongelmien ratkaisemiseksi.Based on this challenge, new structural solutions for the wood stove have been designed to solve the problems identified above.

Keksinnön lyhyt selostusBrief Description of the Invention

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on esittää kiuas, jossa edellä mainitut tunnetun tekniikan epäkohdat pyritään poistamaa ja jossa erityisesti puhdistetaan kiukaan tulipesässä poltettavan polttoaineen aiheuttamat savukaasupäästöt. Lisäksi esitettävällä ratkaisulla turvataan kiukaan luotettava toiminta sekä tuotetaan kestävä rakenne, joka on yksinkertainen ja helppo huoltaa sekä edullinen valmistaa. Tämä tarkoitus saavutetaan siten, että : .·. kiukaalla on tämän keksinnön mukaisesti patenttivaatimuksissa määritellyt J tunnusmerkit.It is an object of the present invention to provide a heater which aims to eliminate the aforementioned drawbacks of the prior art and specifically purifies the flue gas emissions caused by the fuel burned in the furnace furnace. In addition, the proposed solution ensures reliable operation of the heater and provides a durable structure that is simple, easy to maintain and inexpensive to manufacture. This objective is achieved by:. the heater according to the present invention has the characteristics of J as defined in the claims.

• »· Täsmällisemmin sanottuna tälle keksinnön mukaiselle kiukaalle on • * · tunnusomaista, että kiuas käsittää kiukaan runko-osan alaosassa olevan tulipesän ja oleellisesti tulipesän yläpuolella olevan kivitilan, jolloin tulipesässä ‘ poltettavalla polttoaineella lämmitetään kivitilassa olevia löylykiviä siten, että :...: kivitilassa johtumis- ja säteilypintoja, joiden kautta polttoaineesta poltettaessa syntyvän lämpö on järjestetty siirtymään löylykiviin, ja oleellisesti kiukaan • yläosassa kivitilassa on oleellisesti vaakasuora savukanava, johon on järjestetty vastaanottoväline katalysaattorielementille ja katalysaattorielementti t. I. # kiukaan savukaasujen puhdistamiseksi.More specifically, this heater according to the invention is characterized by a furnace located at the bottom of the heater body and a substantially space above the furnace, whereby the fuel to be burned in the furnace is used to heat the stones in the space such that: ...: conduction and radiation surfaces through which the heat generated from the combustion of the fuel is arranged to be transferred to the steam stones, and substantially at the top of the stove has a substantially horizontal flue duct provided with a receiving means for the catalyst element and the catalyst element t.

Keksinnön edulliset toteutusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.Preferred embodiments of the invention are claimed in the dependent claims.

: **: Erään tällaisen kiukaan edullisen toteutusmuodon mukaan kiukaan vastaanottoväline katalysaattorielementille on järjestetty vastaanottamaan katalysaattorielementti ylhäältäpäin. Näin katalysaattorielementti on helposti 2 115114 saavutettavissa ja huollettavissa kiukaan yläosassa, jolloin se voidaan myös peittää kiuaskivillä näkymättömiin.: **: According to a preferred embodiment of such a heater, the heater receiving means for the catalyst element is arranged to receive the catalyst element from above. Thus, the catalyst element is easily accessible and serviceable at the top of the stove, whereby it can also be covered with invisible stones.

Luonnollisesti vastaanottoväline katalysaattorielementille käsittää vastaanottoelimet ja tiivistyselimet, joihin katalysaattorielementti on sovitettu asetettavaksi, jolloin saunahuoneeseen ei pääse purkautumaan haitallisia savukaasuja. Eräs edullinen tapa kiinnittää katalysaattorielementti on laippakiinnitys.Of course, the receiving means for the catalyst element comprises receiving means and sealing members into which the catalyst element is arranged to be placed, so that no harmful flue gases can escape into the sauna room. A preferred way of attaching the catalyst element is flange mounting.

Hormiin johtavasta savukanavasta on järjestetty pystysuora lähellä kiukaan takaosaa oleva savukanava tulipesän ja hormin välille. Kanava on järjestetty avattavaksi ja suljettavaksi luukulla. Luukku on järjestetty avattavaksi ja suljettavaksi luistilla, joka on järjestetty ohjattavaksi tulipesän täyttöluukun kautta. Tämä savukana voidaan avata, kun kiuas sytytetään, jolloin syntyy parempi veto kiukaan ollessa kylmä johtuen lyhyemmästä savukanavasta.A flue duct leading from the flue is provided with a vertical flue duct near the back of the stove between the furnace and the flue. The duct is arranged to open and close with a hatch. The hatch is arranged to be opened and closed by a slider which is arranged to be controlled through the furnace fill hatch. This flue can be opened when the heater is lit, resulting in a better draft when the heater is cold due to the shorter flue.

Kuvioiden lyhyt selostusBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Seuraavassa keksintöä selitetään viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa kuvio 1 esittää perspektiivikuvan keksinnön erään toteutusmuodon mukaisesta kiukaasta etuviistosta nähtynä ja kuvio 2 esittää halkileikkauskuvan kuvion 1 mukaisesta kiukaasta f: sivusta nähtynä ja kuvio 3 esittää halkileikkauskuvan kuvion 1 mukaisesta kiukaasta | · takaa nähtynä.In the following, the invention will be described with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a perspective view of a stove according to an embodiment of the invention, and Fig. 2 is a sectional view of the stove f of Fig. 1 and Fig. 3 is a sectional view of the stove of Fig. 1 | · Seen from behind.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus * Viitaten kuvioihin 1 ...3 selostetaan nyt tarkemmin eräiden keksinnön ' · * * ‘ mukaisten kiukaiden edullisten toteutusmuotojen rakennetta ja toimintaa.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION * Referring now to Figures 1 to 3, the construction and operation of some preferred embodiments of the furnace '· * *' of the invention will now be described in more detail.

Kiukaan 1 perustan muodostaa metallista valmistettu kiukaan • · » i ’ .·’ runko. Rungon alaosassa on kiukaan tulipesä 2, joka muodostuu etu-2.1, taka- 2.2 ja sivuseinistä 2.3 ja edullisesti etuseinässä 2.1 on pesän täyttöaukko 3.The base of the stove 1 is formed by the body of the metal stove • · »i · · ·. At the bottom of the body there is a furnace furnace 2 formed by the front 2.1, the rear 2.2 and the side walls 2.3, and preferably the front wall 2.1 has a furnace filling opening 3.

. Tulipesän 2 yläpuolella on kiukaan kivitila 4, johon kuuluvat oleellisena osana lämmönsiirtoelementit 5,6,7. Luonnollisesti tulipesässä 2 kivitilan 4 alla. Above the furnace 2 is a stone space 4 of the heater, which includes, as an integral part, heat transfer elements 5,6,7. Naturally in the firebox 2 under the stone space 4

» I»I

poltettava polttoaine ja sen liekit lämmittävät kivitilan 4 pohjaa, josta lämpö : V siirtyy kivitilan 4 kiviin. Lisäksi kivitilan 4 lämmönsiirtoelementit 5,6,7, joiden kautta savukaasut kierrätetään, siirtävät savukaasujen lämpöä kiviin. Tällöin myös savukaasut jäähtyvät tehokkaasti.the fuel to be burned and its flames heat the bottom of the stone space 4, from which heat: V is transferred to the stones of the stone space 4. In addition, the heat transfer elements 5,6,7 of the stone space 4, through which the flue gases are circulated, transfer the heat of the flue gases to the stones. This also effectively cools the flue gases.

3 1151143,115,114

Seuraavassa selostetaan tarkemmin kiukaan kivitilan 4 ja lämmönsiirtoelementtien 6,7,8 rakennetta ja toimintaa. Kiukaan takaseinässä kivitilan 4 pohjasta pystysuoraan ylöspäin sijaitsevat savukanavat 8 ja 9. Ne ovat pystysuorat kanavat, joihin polttoaineen tuottama kuuma ilma ja liekit ohjataan niiden poistuessa tulipesästä 2. Tulipesän takaseinä 2.2 ja kiukaan rungon takalevy 10 ovat etäisyyden päässä toisistaan muodostaen toisioilmakanavan 9, jota pitkin savukanaviin 8 ja 9 poistuville savukaasuille ohjataan lisää happea niiden palamisen tehostamiseksi ja lisälämmön tuottamiseksi. Tällä toisioilmakanavan sijoituksella aikaan saadan tehokas ilman ja savukaasujen sekoittuminen. Tällöin toisioilmakanavan kautta tuleva lisähappi tehostaa savukaasuissa olevien hiilivetyjen ja hiilimonoksidien palamista, jolloin kiukaan palakaasut ovat puhtaammat. Koska toisioilmakanava 9 kulkee tulipesän 2 ja kiukaan rungon takaseinän 10 välisessä tilassa, toisioilma lämpenee kanavassa eikä saavukaasuihin sekoittuessaan jäähdytä niitä merkittävästi.In the following, the structure and operation of the stone space 4 and heat transfer elements 6,7,8 of the heater will be described in more detail. Smoke ducts 8 and 9 are located vertically upwards in the rear wall of the stove from the bottom of the stone space 4 and are vertical ducts into which the hot air and flames produced by the fuel are discharged from the furnace 2. The rear furnace wall 2.2 and The exhaust gases 8 and 9 are supplied with additional oxygen to enhance their combustion and provide additional heat. This secondary air duct arrangement provides efficient mixing of air and flue gases. In this case, the additional oxygen coming through the secondary air duct intensifies the combustion of hydrocarbons and carbon monoxide in the flue gases, which results in cleaner combustion gases for the heater. Since the secondary air duct 9 passes in the space between the furnace 2 and the rear wall 10 of the stove body, the secondary air is heated in the duct and, when mixed with the inlet gases, is not significantly cooled.

Savukanavat 8 ja 9 ovat yläpäästään suljetut, jolloin savukaasut nousevat savukanavissa ylöspäin vain savukanavan 8,9 mittaisen matkan. Savukanavien 8 ja 9 kiukaan takaseinään 10 nähden vastakkaiselta puolelta haarautuu eteenpäin johtavat kanavat 6 ja 5 eli lämmönsiirtoelementit 6 ja 5, joihin savukaasut savukanavista 8 ja 9 ohjautuvat niiden sieltä poistuessa. Lämmönsiirtoelementit 5 ja 6 ovat oleellisesti vaakasuorat putket tai putkistot, i jotka sijaitsevat kivitilassa kiukaan keskikohdan molemmin puolin. Niitä voi olla :.*· kaksi tai useampia halutusta rakenteesta riippuen. Lämmönsiirtoelementeissä >§;:· 5 ja 6 savukaasut viilaavat kiukaan takaosasta etuosaan kohden.The flue ducts 8 and 9 are closed at their upper end, whereby the flue gases in the flue ducts rise upwards only by a distance of 8.9 ducts. On the opposite side to the rear wall 10 of the flue ducts 8 and 9, the conduits 6 and 5, i.e. the heat transfer elements 6 and 5, branch to the flue gases to which they are discharged from the flue ducts 8 and 9. The heat transfer elements 5 and 6 are substantially horizontal tubes or conduits i located on either side of the center of the stove in the stone space. They may be:. * · Two or more depending on the structure desired. For heat transfer elements> §; · 5 and 6 flue gases from the back of the heater towards the front.

·: j Lämmönsiirtoelementit 5 ja 6 liittyvät toisesta päästään kiukaan etuseinässä • v. 11 olevaan savulaatikkoon tai savukanavaan 12, jossa ne yhdistyvät.·: J The heat transfer elements 5 and 6 are connected at one end to a smoke box or flue 12 in the front wall of the stove • v. 11, where they are combined.

,*··. Edullisesti savulaatikon 12 keskikohdalta taaksepäin kohti kiukaan takaosaa haarautuu keskimmäinen vaakasuora lämmönsiirtoelementti tai elementit 7, ... joka/jotka toisesta päästään 13 on yhdistetty savuhormiin.* ··. Preferably, a central horizontal heat transfer element or elements 7, ... which at one end 13 are connected to the chimney flue, branch from the center back to the rear of the stove.

Tähän oleellisesti kiukaan 1 yläosassa kivitilassa 4 olevaan ’ vaakasuoraan savukanavaan 7 on järjestetty vastaanottoväline 16 katalysaattorielementille 17, johon asennetaan katalysaattorielementti 17 ;· : kiukaan savukaasujen puhdistamiseksi. Vastaanottoväline 16 Λ katalysaattorielementille 17 on tila eli kanavassa 7, johon katalysaattorielementti 17 asennetaan. Kuviossa 2 vastaanottoväline 16 katalysaattorielementille 17 on muotoiltu siten, että se on järjestetty * 115114 vastaanottamaan katalysaattorielementin 17 ylhäältäpäin, jolloin se on helposti asennettavissa ja huollettavissa sekä sijoitettavissa näkymättömiin kiukaan kivitilassa olevien kivien alle. Kuviossa 2 vastaanottoväline 16 katalysaattorielementille 17 on sijoitettu savukanavan 7 keskiosaan kiukaan keskikohdalle, mutta käytännössä sijoituspaikka voi sijaita missä tahansa savukanavan 7 alueella. Tehokkuuden suhteen edullisin sijoituspaikka on savukanavan 7 kiukaan etureunan 11 läheisyydessä, jolloin katalysaattorin tuottama lämpö saadaan tehokkaimmin hyödynnettyä kiukaan kivien lämmittämiseen.In this substantially horizontal flue duct 7 at the top of the stove 1 in the stone space 4, a receiving means 16 is provided for the catalyst element 17, in which the catalyst element 17 is installed; The receiving means 16 Λ for the catalyst element 17 has a space, i.e. in a duct 7, in which the catalyst element 17 is mounted. In Fig. 2, the receiving means 16 for the catalyst element 17 are shaped such that it is arranged * 115114 to receive the catalyst element 17 from above, so that it can be easily installed and maintained and placed in an invisible heater beneath the stones in the stone space. In Fig. 2, the receiving means 16 for the catalyst element 17 is disposed in the middle of the flue duct 7 at the center of the stove, but in practice the location can be located anywhere in the flue duct 7. In terms of efficiency, the most advantageous location is located near the front edge 11 of the flue 7 of the flue 7, whereby the heat produced by the catalyst can be most effectively utilized to heat the stones of the heater.

Vastaanottoväline 16 katalysaattorielementille 17 käsittää vastaanottoelimet ja tiivistyselimet, joihin katalysaattorielementti 17 on sovitettu asetettavaksi. Vastaanotto- ja tiivistyseliminä voivat toimia laipat tai muut alan ammattilaiselle tunnetut ratkaisut.The receiving means 16 for the catalyst element 17 comprises receiving means and sealing members into which the catalyst element 17 is arranged to be mounted. The receiving and sealing members may be flanges or other solutions known to those skilled in the art.

Kun kivitila, jota osaltaan rajoittaa tulipesän 2 katto eli kivitilan pohja, kivitilan sivuseinät 14, kiukaan etuosan savukanava 12 ja kiukaan takaosan savukanavat 8 ja 9, täytetään kiuaskivillä, niin kivet ympäröivät lämmönsiirtoelementtejä 5,6,7 kaikilta puoliltaan, jolloin lämmönsiirtyminen kiviin tapahtuu kivitilan alaosasta, kiukaan takaosan savukanavien 8 ja 9 etuseinistä, kiukaan etuosan savukanavan 12 takaseinästä ja lämmönsiirtoelementtien 5,6,7 kaikista pinnoista. Näin saadaan aikaiseksi erittäin tehokas kivien lämpiäminen ja toisaalta tehokas savukaasujen : .: : jäähtyminen, jolloin niiden lämpötilan hormiin siirtyessä on noin 350 asteinen.When the stone space, which is limited by the roof of the furnace 2, i.e. the bottom of the stone space, the side walls 14 of the stone space, the flue duct 12 and the flue ducts 8 and 9 of the rear stove, are filled with stove stones, the heat transfer elements 5,6,7 from all sides , a heater on the front walls of the rear smoke channels 8 and 9, a heater on the rear wall of the front smoke channel 12, and all surfaces of the heat transfer elements 5,6,7. This results in a very efficient heating of the rocks and, on the other hand, an effective cooling of the flue gases:.::, When their temperature reaches the chimney is about 350 degrees.

'·· Lisäksi kiukaan rungossa tulipesän 2 sivuseinän 2.3 ja kivitilan sivuseinän 14 välissä on vaakasuora rako 15 eli ilma-aukko, josta kivitilaan : i pääsee virtaamaan tuuletusilmaa, joka osaltaan jäähdyttää kiviä ja lämmönsiirtoelementtejä 5,6,7 ja toisaalta nopeuttaa merkittävästi saunan ; ‘. löylyhuoneen lämpenemistä.In addition, there is a horizontal gap 15, i.e. an air outlet, between the side wall 2.3 of the furnace 2 and the side wall 14 of the stone space, from which the stone space can flow: i to allow ventilation air to cool the stones and heat transfer elements 5,6,7; '. the warming of the steam room.

Keksinnön mukaisessa kiukaassa 1 savukanavasta 7 tulipesään on järjestetty savukanava 7a, joka liittää tulipesän 2 lähes suoraan savuhormiin.In the furnace 1 according to the invention, a smoke duct 7a is provided from the smoke duct 7 to the furnace, which connects the furnace 2 almost directly to the smoke flue.

*.,! Näin estetään savukaasujen pääsy edellä kuvattuun putkistoon. Tämä ;·" savukana 7a voidaan avata, kun kiuas sytytetään, jolloin syntyy parempi veto kiukaan ollessa kylmä johtuen lyhyemmästä savukanavasta. Savukanava 7a ’: 1 : on järjestetty avattavaksi ja suljettavaksi luukulla 7b. Luukku 7b on järjestetty avattavaksi ja suljettavaksi luistilla 7c, joka on järjestetty ohjattavaksi tulipesän ‘.. I 2 täyttöluukun 3 kautta.*.,! This prevents the flue gases from entering the pipeline described above. This; · "the flue 7a can be opened when the stove is lit, resulting in a better draft when the stove is cold due to the shorter flue duct. The flue 7a ': 1: is arranged to be opened and closed by the hatch 7b. arranged to be steered through the firebox '.. I 2 through the filler flap 3.

s 115114 Tämä keksinnön mukainen ratkaisu kuvaa pääosissaan kiukaan rungon ja erityisesti kiukaan kivitilan rakennetta. Kiukaan rungon ympärille voidaan luonnollisesti sovittaa erilaisia vaippa/ulkokuorimalleja kiukaan ulkonäön muokkaamiseksi eritavoin.This solution according to the invention mainly describes the structure of the heater body and especially the stone space of the heater. Naturally, different casing / shell designs can be fitted around the body of the heater to customize the appearance of the heater.

Keksintöä ei siten ole rajattu pelkästään edellä esitettyyn tai patenttivaatimuksissa määriteltyyn toteutusmuotoon, vaan alan ammattilaiselle tulevat olemaan ilmeisiä monet erilaiset keksinnön variaatiot ja muunnokset, jotka ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.Thus, the invention is not limited to the embodiment set forth above or as defined in the claims, but many variations and modifications of the invention which are possible within the scope of the inventive idea defined in the appended claims will be apparent to those skilled in the art.

* » t t a » 1 a* »T t a» 1 a

Claims

1. Sauna stove (1), in particular a wood stove, comprising in the lower part of the stove frame the stove space (2) and substantially above the stove space (2) arranged stone space (4), whereby by means of fuel burning in the stove space (2) bathstones (4) comprising the convection and radiation surfaces (4a) arranged to conduct heat of the combustible fuel to the bathstones, characterized in that - substantially in the upper part of the sauna room (1) in the stone space (4) 4) is arranged a substantially horizontal straight smoke channel (7), to which is provided a receiving means (16) for a catalyst element (17) and a catalyst element (17) for the sauna exhaust gas purification.

Sauna oven (1) according to claim 1, characterized in that the receiving member (16) for the catalyst element (17) is arranged to receive the catalyst element (17) from above.

Sauna oven (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the receiving member (16) for the catalyst element (17) comprises receiving means and sealing means in which the catalyst element (17) is arranged to be installed.

Sauna oven (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the receiving member (16) for the catalyst element (17) comprises ·· receiving means and sealing means, in which the catalyst element (17) is arranged to be installed with flanges.

Sauna oven (1) according to claims 1 - 4, characterized in that a smoke channel (7a) is arranged from the smoke channel (7) to the burner space (2) past the receiving member (16) for the catalyst element (17). and closed by means of a door (7b).

* · · ·; Sauna oven (1) according to claim 5, characterized in that the door (7b) is arranged to be opened and closed by means of a slide (7c): 1 ·. in which it is arranged to be controlled via the filling door (3) of the fire compartment (2). a · ·