FI119077B - Tulisija - Google Patents

Description

TULISIJA

119077

Keksinnön kohteena on tulisija, johon kuuluu runko ja siihen sovitettu tulipesä, 5 - primääri-ilman syöttökanava tulipesään sekundääri-ilman syöttökanava tulipesään ja säätöväli-neet sekundääri-ilman säätämiseksi ja jossa säätövälineisiin kuuluu omavoimainen toimilaite käsittäen lämpölaajenevan elementin ja tämän käyttämän pellin 10 sekundääri-ilman syöttökanavassa.

Jaksoittain lämmitettävien tulisijojen polttotapahtumaa ei ole mahdollista hallita täydellisesti. Tämä johtuu mm. siitä, että tulisijan ilman syöttö on eri tekijöiden kompromissi kuten 15 helpon sytytettävyyden, polttotehokkuuden ja polton puhtauden suhteen. On tunnettua saavuttaa puhtaampi poltto käyttämällä sekundääri-ilman syöttöä tulipesän, usein arinan alta annettavan primääri-ilmansyötön lisäksi (FI 44041) . Usein tulijoissa, mm. valmistakoissa voidaan säätää käsin sekä primääri- että 20 sekundääri-ilman syöttöä. Tällainen menettely ei kuitenkaan usein toimi. Käyttäjä ei usein jaksa tai edes osaa säätää il-mansyöttöä siten kuin pitäisi. Niinpä säädön tulisi olla auto-maattista, jotta se olisi käyttökelpoinen. Omavoimaiset .···. sekundääri-ilman säätövälineet ovat sinänsä olleet jo kauan • · • · · .···. 25 tunnettuja. Brittiläisessä patenttijulkaisussa 18895 jo vuodel- • * • · * : ta 1911 esitellään eräs tällainen omavoimainen säätömekanismi.

• · · ··# # ··, Toiminta perustuu erityiseen lämpölaajenevaan elementtiin, joka « ·· ]·.·, on järjestetty tulipesässä kuumenevaksi ja siten laajenevaksi • · lämpötilan noustessa, jolloin siihen on yhdistetty vipuvarsi, 30 joka käyttää sekundääri-ilmakanavan läppää. US-patenttijul- • · · *... kaisussa 4691686 esittää bi-metalliliuskoihin perustuvia oma- • · • * voimaisia mekanismeja. Bi-metalliliuskoilla saadaan suuri siir- " * tymä tulijoissa käytetyillä lämpötila-alueilla. Asettumisvoima * · · on vaatimaton, jonka takia läppää käyttävä mekanismin täytyy 35 Olla herkkäliikkeinen. Tämä vaatimus voi olla hankala tulisijan ikääntyessä ja mekanismin likaantuessa.

·«· 2 119077

Eräitä muita omavoimaista toimilaitetta käyttäviä ratkaisuja on esitetty julkaisuissa US 4335705, US 4862869 ja US 5014680.

Tämän keksinnön tarkoituksena on parannettu tulisija ja välttää 5 edellä mainitut puutteet. Keksinnön mukaisen tulisijan tunnusmerkilliset piirteet on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1. Tulisijan rungon lämpölaajeneminen aikaansaa suuren aset-tumisvoiman. Edullisimmin käytetään erillistä vertailuelement-tiä, joka lämpöeristetään, esimerkiksi säteilysuojilla rungos-10 ta.

Keksinnön mukaisella tulipesällä, esimerkiksi kiukaalla häkäpäästöt putoavat oleellisesti tavanomaisiin tulipesiin nähden. Mittauksissa CO-pitoisuus (korreloi hyvin hiukkaspäästöjen 15 kanssa) oli 0,2 %, jopa vain 0,1%, kun se tavanomaisilla kiu-kailla on 0,5 %.

Keksinnön mukaisessa saunankiukaassa metallinen, yleensä teräksinen runko ja erityisesti etuseinä kuumenevat punahehkuiseksi. 20 Tällöin etuseinän korkeus vaihtelee tavallisilla kiuasdimensi-oilla noin 3 mm. Vertailuelementti on sopivasti rungosta lämpö- • · · V · eristetty pystysuora tanko. Kun se nivelöidään yläpäästään ·»» vipuvarteen lähelle rungon nivelpistettä vipuvarren päässä, • · · !.ieJ vipuvarren vastakkaisessa päässä voidaan saavuttaa moninkertai- : 25 nen siirtymä vielä huomattavalla asettumisvoimalla.

• » • · • · · «

Mainitussa tangon lämpöeristyksessä oleellisinta on sätei- • · · lysuojaus ja toisaalta riittävä jäähdytysilmavirta.

m · • · • · · .**·. 30 Vertailuelementti voi olla kiukaan ulkopuolinen rakenne, esi- * · · * . merkiksi muuri, johon vipuvarsi kiinnitetään.

• · • * · • * • ♦ "* Muut keksinnön edut ja sovellusmuodot selitetään jäljempänä • · · V · sovellusesimerkkien yhteydessä, joita esitellään seuraavissa ·· 35 piirustuksissa.

3 119077

Kuva 1 esittää kiuasta edestä vaippa ja rungon etulevy poistettuna

Kuva 2 esittää kiuasta sivulta vaippa poistettuna ja omavoi-mainen mekanismi esillä 5 Kuva 3 esittää kiuasta päältä ilman kiviä ja aukkoja sulkevia kansia

Kuvat 4a - 4d esittävät säätöpeltien vaiheita kiuasta lämmitettäessä

Kuva 5 esittää kiuasta osittaisena räjähdyskuvantona ilman ίο vaippaa

Kiukaan tulipesää 13 rajoittaa rungon 12 sivut 47, takalevy 48 ja etulevy 42 (poistettu kuvassa 1). Tulipesän alaosassa on viistot pohjalevyt 46 ja niiden välissä arina 15, jonka alla is on tuhkatila 24. Tulipesän 13 yläosaa rajoittaa levyosat 49.1 ja 49.2, jotka nousevat takaa eteenpäin ja erityisesti levy 49.2 on leikattu etukulmistaan, jolloin se jättää aukon etuseinää vasten, jonka kautta savukaasut pääsevät sivukanaviin 50 (katso myös kuva 5).

20

Rungon takalevyssä 48 on aukot 23.1 ja 23.2 (kuvassa 1 vinovii- ··· V· voitettuja), joiden kautta tuodaan ilmaa tulipesään. Primääri- ··· ilman syottökanava käsittää takalevyn 48 takana olevan syöttö- • · · kanavan, josta ilma pääsee tuhkatilaan 24 aukon 23.2 kautta ja :j*j 25 lopulta arinan 15 läpi palavaan massaan ja tulipesään.

Sekundääri-ilman syöttökanavaan kuuluu takalevyn 48 takana • :***: oleva toinen syöttölaatikko, josta ilma pääsee aukkojen 23.1 »·· kautta pohjalevyjen 46 alapuolisiin kammioihin, jotka avautuvat tulipesän 13 reunoilla, oleellisesti arinaa korkeammalla tuli-30 pesään 13.

• t · • ... Kuvassa 1 näkyy kiukaan sivulla oleva tanko 30, joka toimii i · *;·' vertailuelementtinä kiukaan rungon, erityisesti etuseinän läm- • · * V · pölaajentuessa. Molemmat on kiinnitetty vipuvarteen 34, jonka ·»» ίφ>#ϊ 35 toiminta selitetään jäljempänä. Tangossa 30 on edullisesti jäykisteitä estämään sen nurjahdus ja se on lämpöeristetty 4 119077 rungosta säteilysuojin ja/tai kiintein eristein. Lisäksi sitä huuhtelee kiukaan alta ulottuva ilmavirtausyhteys.

Kuvassa 2 kiuas on esitetty ilman vaippaa ja tulipesän luukkua. 5 Sekundaari-ilman saätömekanismi on sijoitettu kiukaan sivulle sivulevyn 47 lähelle. Sekundääri-ilmapelti 20 samoin kuin primääri-ilmapelti 21 on nivelöity kiertymään sivulevyn 47 tasossa, jolloin ne sulkevat ohjatusti aukkoja 22.1 ja 22.2, jotka ovat ilmanjakolaatikon 22 sivulla.

10

Rungon etulevyn yläosaan järjestetty ensimmäinen nivelpiste 32.1 vipuvartta 34 varten. Tanko 30 on liitetty toisesta nivel-pisteestä 32.2 vipuvarteen 34. Nivelpisteiden etäisyys on pieni, tässä 20 mm, jolloin 34 cm pitkällä varrella 3 mm lämpölaa-15 jeneminen antaa jopa 5 cm siirtymän tangon 35 nivelpisteelle.

Vipuvarsi 34 käyttää tangon 35 kautta sekundääri-ilmapeltiä 20. Tangolla 36 primääri-ilmapelti 21 vedetään sytytysasentoon ja tanko 36' on sekundääri-ilmapellin sulkemista varten silloin, 20 kun halutaan tukahduttaa liian voimakasta palamista. Tämä tilanne esiintyy silloin, kun sauna ja kiuas ovat jo kuumia ja • · · V ' puita lisätään vielä pesään. Kun tangolla 36' on suljettu se- #«· kundääri-ilmaaukko (vain kuumalla kiukaalla), vapautus toimin- ··· \.,ϊ ta-asentoon tapahtuu tangosta 36 vetämällä.

• · • f · λ c • · · 2 5 «M ·

Kuvassa 3 kiuas on esitetty ilman kiviä. Kivitilassa 18 on kansilla 19.1 peitetyt nuohousaukot ja kannella 19.2 peitetty vaihtoehtoinen savupiipun liityntä. Kuvasta 3 näkyy hyvin, että ·**.. sekundaari-ilmakanavaa käyttävä mekanismi mahtuu hyvin kiukaan 30 vaipan 16 ja rungon (sivulevy 47) väliin. Samalla mekanismilla käytetään myös primääri-ilma-peltiä. Käyttötanko 36 yhdistetään • · ... edullisesti tulipesän luukun 14 käytettäväksi (ei esitetty) .

· • · « · · V · Kiukaan säätöjärjestelmän toimintaa voidaan selostaa kuvien 4a- • * · 35 4d avulla ja ottaen huomioon kuvan 2 alkutilanne kylmänä. Käyttäjän on aluksi ennen sytytystä vedettävä tangon 36 avulla 5 119077 primääri-ilmapelti 21 täysin auki, kuva 4a. Se jää riippumaan yläasentoon varren 21.1 loven loksahdettua sekundaari-pellin 20 vasteeseen 20.1. Kiukaan lämmetessä varsi 35 laskeutuu ja sekundääri-pelti 20 alkaa kiertyä (kuva 4b), jolloin 5 sekundääri-ilmakanavan aukko 22.1 avautuu. Samalla pelti 20 kääntää primääri-ilmapeltiä 21, kunnes tietyllä kulmalla se tippuu alemmaksi vivun 21.1 irrotessa vasteesta, kuva 4c. Se ei kuitenkaan tipu aivan alas vaan primääri-pellin 21 taivutettu yläreuna jää vasteen 20.1 laipan 20.2 yläreunan päälle, ίο Tässä tilassa pellit kiertyvät yhdessä siten, että mitä kuumemmaksi runko tulee sitä enemmän kiertyy sekundääri-ilmapelti 20, aukaisten aukkoa 22.1 ja samalla primääri-ilmapelti 21 kiertyy ja pienentää primääri-ilma-aukkoa 22.2.

is Kiukaan rungon jäähtyessä alkaa vipuvarsi 34 nostamaan tankoa 35 ylöspäin, jolloin sekundääri-ilmapelti 20 alkaa sulkemaan ilma-aukkoa 22.1 ja samalla primääri-ilmapelti 21 aukaisee ilma-aukkoa 22.2,jolloin loputkin hiillokset palavat loppuun. Kun kiukaan runko on jäähtynyt lähes kylmäksi on ilmapelti 20 20 kiertynyt asentoon jossa se vapauttaa pellin 21,ja se sulkee ilma-aukon 22.2,kuva 4d. Eli kiuas lämmityksen jälkeen sulkee t · V * kaikki ilma-aukot automaattisesti.

*·· • · • a ··· ·«« , On selvää, että mekanismia voidaan muunnella monin tavoin.

• · j 25 Lisäksi on huomattava, että oleellisinta on ilmansäätöpeltien • a j automaattinen toiminta. Tämän keksinnön mukaan omavoimainen *·· ϊ#ί<ϊ toimilaite perustuu rungon lämpölaajenemiseen. Tässä kuvattu ilmapeltien käyttömekanismi (sivulevyn tasossa) voidaan ajatel-la saada toimimaan myös bi-metalliliuskoilla, mikä ei kuiten-30 kaan kuulu tämän keksinnön piiriin.

··· ♦ • *

Kuvassa 5 on esitetty eräs edellä kuvatun kiukaan kokoonpano.

• · "* Kiukaan runko käsittää pääasiassa muotoillut sivulevyt 47, ·«· V * takalevyn 48 ja etulevyn 42 sekä tulipesän yläosan, levyt 49.1 ·»· ·...· 35 ja 49.2. Ilmanjakolaatikko 22 kiinnitetään takalevyyn 48 ja siinä on aukot 23.1 ja 23.2, jotka johtavat sekundääri- ja 6 119077 primäärituloilmakanaviin päätyen aukkoihin 22.1 ja 22.2. Näitä aukkoja käyttävät sekundääri-ilma-pelti 20 ja primääri-ilma-pelti 21 vastaavasti.

5 Aukko 23.2 tuo primääri-ilmaa tuhkatilaan 24 arinan 15 alle. Aukot 23.1 tuovat ilmaan sivulevyn 47 ja pohjalevyn 46 väliseen kammioon. Sieltä se pääsee näiden välisen raon kautta tuli-pesään oleellisesti arinaa korkeammalla.

ίο Etulevy 42 kannattaa luukkukokoonpanoa 45. Siihen voi kuulua kuvan mukaisesti manuaaliset lisäsäätövälineet, joilla ilmaa voidaan johtaa arinan alle primääri-ilmasyötöksi tai sanottuun sekundääri-ilmakammioon.

15 »i» • · · • » t ··· • « • · ··· II* • · • · *«· • ·

• * I

• · · ··· · · • · • ·· ··· • · • · ·· · • · • ·

• M

·*· • · * · ·«· «

• S

• M

• · • 9 • i· • Il • · * • · · 1 • · • · • · ·

Claims (10)

1. Tulisija, johon kuuluu runko (12) ja siihen sovitettu tulipesä (13), 5. primääri-ilman syöttökanava tulipesään (13) sekundääri-ilman syöttökanava tulipesään (13) ja sää-tövälineet sekundääri-ilman säätämiseksi ja jossa säätövälineisiin kuuluu omavoimainen toimilaite (30, 34, 20) käsittäen lampolaajenevan elementin ja tämän käyttämän ίο pellin (20) sekundääri-ilman syottökanavassa, tunnettu siitä, että sanottu lämpölaajeneva elementti on tulisijan runko (12).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tulisija, tunnettu siitä, is että runko (12) on pääasiassa metallia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tulisija, tunnettu siitä, että siihen kuuluu oleellisesti runkoa (12) kylmenpänä pysyvä vertailuelementti (30) ja peltiä (20) käyttävä vipuvarsi 20 (34) kytkettynä sekä runkoon (12) että vertailuelementtiin (30) . · · • t · • · · ·♦·

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tulisija, tunnettu siitä, ··· että vertailuelementti on välin päähän rungosta järjestetty 25 tanko (30) riittävästi lämpöeristettynä rungosta. ·· • · » »I :1·

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen tulisija saunan • · kiukaassa, tunnettu siitä, että lämpölaajeneva elementti on rungon (12) etuseinä (42). .1. 30 • · ··· * .

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen tulisija, tunnettu siitä, että tulisijaan kuuluu toiset säätövälineet (21) * · *** primääri-ilman säätämiseksi liitettynä myös sanottuun omavoi- ··· V ! maiseen toimilaitteeseen (30, 34, 20) . ··· * Ϊ 35 ··· 8 119077

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen tulisija, tunnettu siitä, että primääri-ilman syöttökanava johtaa tulipesän (13) alaosaan.

7 119077

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen tulisija, tunnettu siitä, että sekundääri-ilman syöttökanava johtaa tulipesän (13) keskiosaan korkeussuunnassa.

9. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tulisija, tunnettu ίο siitä, että vertailuelementti on tulisijaa ympäröivä rakenne kuten muuri.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen tulisija, tunnettu siitä, että sekundääri-ilman syöttökanava aukeaa rungon 15 (12) valitun sivun (47) tasoon ja pelti (20) on järjestetty kiertymään sivun suuntaisesti aukon päälle ja pois. 20 • · 1 · · • · ♦ ··· * « • · • · · • · « • « • · * # · • 1 • · 1 • · · • »· · φ· • · • · 1 « · · • · • · **« • · • » • ·· • · · • · • · • · · • · • · 1 • · • · ··» • 1 · • · « • · · · · • · • · • · · 9 119077