NL2006270C2 - Gesloten haardsysteem met geforceerde luchtstroom. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Gesloten haardsysteem met geforceerde luchtstroom.

BESCHRIJVING

De onderhavige uitvinding heeft volgens een eerste aspect 5 betrekking op een gesloten haardsysteem omvattende een haard met een althans in hoofdzaak gesloten verbrandingskamer waarin een brandstoftoevoer voor fluïde brandstof uitmondt en in een wand van welke verbrandingskamer een toevoeropening is voorzien die is aangesloten op een verbrandingsluchttoevoer en in een wand van welke verbrandingskamer een afvoeropening is voorzien die is 10 aangesloten op een rookgasafvoer.

Dergelijke gesloten haardsystemen zijn algemeen bekend als bijvoorbeeld gashaarden en worden onder andere toegepast voor het verwarmen van leefruimten. In de verbrandingskamer is gewoonlijk imitatiehout voorzien. Het gas wordt bij bedrijf van het haardsysteem via uitlaatmonden in de brandstoftoevoer op 15 gedefinieerde plaatsen in de verbrandingskamer geleid, waarin imitatiehout of ander materiaal kan zijn voorzien, zodat bij ontbranding van het gas brandend hout, brandende of gloeiende kooltjes of dergelijke wordt geïmiteerd. Een nadeel van de bekende systemen is dat ze slechts in een beperkt deel van een ruimte kunnen worden geplaatst om een goede afvoer van rookgas te kunnen garanderen. De 20 rookgasafvoer van de bekende systemen kan slechts een beperkte horizontale en of bochten component hebben.

De onderhavige uitvinding beoogt het bovengenoemde probleem van het bekende haardsysteem te vermijden en een veilig gesloten haardsysteem te verschaffen met meer vrijheidsgraden voor de keuze van locatie voor de haard. Dit 25 doel wordt volgens de onderhavige uitvinding bereikt door een gesloten haardsysteem omvattende een haard met een althans in hoofdzaak gesloten verbrandingskamer waarin een brandstoftoevoer voor fluïde brandstof uitmondt en die in een wand van welke verbrandingskamer een toevoeropening is voorzien die is aangesloten op een verbrandingsluchttoevoer en in een wand van welke 30 verbrandingskamer een afvoeropening is voorzien die is aangesloten op een rookgasafvoer, en een door een aandrijving aandrijfbare luchtcirculatie forcerende luchtcirculatie-inrichting die is aangesloten op de rookgasafvoer die in bedrijf een onderdruk in de rookgasafvoer ten opzichte van de druk in de verbrandingskamer 2 genereert. De luchtcirculatie-inrichting vergroot geforceerd de trek van de rookasafvoer. Dit heeft als voordeel dat een rookgasstroom door de rookgasafvoer vanwege de geforceerde luchtcirculatie een grotere weerstand kan overwinnen zonder dat het brandgedrag van het haardsysteem negatief wordt beïnvloed. De 5 rookgasafvoer kan aldus bijvoorbeeld een grotere horizontale afstand overbruggen, kan meer bochten omvatten en in een deel van de afvoer kan zelfs een neerwaartse component hebben. Door de onderdruk die via de rookgasafvoer in de verbrandingskamer wordt gegenereerd worden eventuele afdichtingen, zoals tussen een uitneembare glasruit die met een systeem van koord, band, metalen strips en/of 10 schroeven afdichtend tegen de verbrandingskamer wordt bevestigd, verbeterd. De glasruit wordt in een dergelijke situatie door de relatieve overdruk in de te verwarmen ruimte steviger tegen de verbrandingskamer gedrukt. Dit vergroot de veiligheid door reductie van het risico van lekstromen van rookgas van de verbrandingskamer naar de te verwarmen (woon)ruimte. Aldus wordt met een haardsysteem volgens de 15 onderhavige uitvinding de beoogde doelstelling bereikt.

In WO 2010/057929 A1 is een gesloten haardsysteem beschreven met een toevoercircuit met een geforceerde luchtcirculatie-inrichting in de verbrandingsluchtoevoer. Hoewel een dergelijk systeem op het eerste gezicht eenzelfde effect lijkt te hebben bij een omgekeerde werking is dat niet het geval. Een 20 belangrijke nadelige bijkomstigheid van een dergelijk systeem is dat door de geforceerde toevoer van verbrandingslucht in combinatie met de weerstand in de rookgasafvoer een pompeffect ontstaat, waardoor de druk in het systeem toeneemt. Dit vergroot juist het risico van lekstromen van rookgas, bijvoorbeeld van de verbrandingskamer naar een te verwarmen ruimte waarin de haard is opgesteld. Bij 25 grotere te overwinnen stromingsweerstand in de rookgasafvoer, bijvoorbeeld grote te overbruggen (horizontale) afstanden en bochten in de rookgasafvoer neemt de druk in het haardsysteem nog verder toe.

Met het oog op het kunnen regelen van de verbranding in de verbrandingskamer heeft het de voorkeur dat het haardsysteem een 30 besturingsinrichting voor de besturing van de luchtcirculatie-inrichting omvat. Aldus kan op basis van invoerwaarden voor het besturingssysteem de rookgasafvoer worden geregeld, en daarmee indirect tevens de toevoer van verse verbrandingslucht.

3

Voor het kunnen aanpassen aan een specifieke opstelling omvat het haardsysteem bij voorkeur eerste instelmiddelen waarmee de aandrijfmiddelen in afhankelijkheid van de opstelling van het systeem instelbaar zijn. Aldus kan het systeem, bijvoorbeeld eenmalig, worden ingesteld in afhankelijkheid van de afstand 5 die de rookgasafvoer overbrugt, eventuele bochten die de rookgasafvoer daarbij maakt om uiteindelijk uit te monden in (meestal, maar niet persé) de buitenlucht, het doorsnede-oppervlak van de rookgasafvoer, etc. In feite worden de aandrijfmiddelen, of de besturing daarvan, aangepast aan de weerstand die rookgas ondervindt op de weg van de verbrandingskamer naar de buitenlucht.

10 Het heeft verder de voorkeur dat het haardsysteem tweede instelmiddelen omvat waarmee de aandrijfmiddelen in afhankelijkheid van een momentane bedrijfstoestand van het haardsysteem instelbaar zijn. Waar de eerste instelmiddelen, eenmaal ingesteld, waarschijnlijk onveranderd blijven zijn de tweede instelmiddelen voorzien om de aandrijfmiddelen in te stellen in afhankelijkheid van 15 dynamische factoren, zoals temperatuur, trek bij de uitmonding van de rookgasafvoer, etcetera.

Voor een goede besturing van de luchtcirculatie-inrichting en/of de tweede instelmiddelen heeft het de voorkeur dat een sensor die de rookgasstroom waarneemt is voorzien voor het afgeven van een invoersignaal naar de 20 besturingsinrichting en/of de tweede instelmiddelen.

Daarbij heeft het de voorkeur dat de sensor een venturi omvat voor het analyseren van de rookgasafvoerstroom.

Wanneer de luchtcirculatie-inrichting aan of in de nabijheid van een uitlaatuiteinde van de rookgasafvoer is voorzien kan eventuele geluidshinder die 25 door de luchtcirculatie-inrichting wordt veroorzaakt tot een minimum worden beperkt.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm volgens onderhavige uitvinding zijn de verbrandingsluchttoevoer en de rookgasafvoer uitgevoerd als twee concentrisch ten opzichte van elkaar georiënteerde pijpen. Hiermee kan op de eerste plaats een relatief compacte opstelling worden verschaft. Bovendien kan bij deze 30 opstelling een warmtewisseling plaats hebben tussen de stroom verbrandingslucht en de stroom rookgas, waardoor verbrandingslucht enigszins opgewarmd in de verbrandingskamer komt. Dit heeft een positief effect op de verbranding in de verbrandingskamer. Bij voorkeur is de rookgasafvoer hierbij omgeven door de 4 verbrandingsluchttoevoer.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding is de diameter van de buitenste van de concentrische pijpen kleiner dan 150 mm, verder bij voorkeur kleiner dan 130 mm en nog verder bij voorkeur kleiner dan 110 5 mm. Doordat de luchtcirculatie-inrichting de trek van rookgas door de rookgasafvoer bevordert kan met een concentrische buis worden volstaan die een kleinere diameter heeft dan de diameter van een gebruikelijke concentrische buis die op een haardsysteem is aangesloten (diameter van 150 mm).

Het heeft daarbij de voorkeur dat de verbrandingsluchttoevoer zich 10 nabij de aansluiting op de verbrandingskamer in de richting van de toevoeropening verbreedt. Dit heeft als voordeel dat een haard met standaard afmetingen voor de toe- en afvoeropening kan worden toegepast, terwijl de concentrische buis over een groot deel van diens lengte kan worden versmald. Dit heeft als voordeel dat de concentrische buis in een kleinere ruimte kan worden weggewerkt, of althans minder 15 nadrukkelijk aanwezig is in een ruimte waardoor de buis zich uitstrekt.

Hoewel het de voorkeur heeft dat de toevoeropening en de afvoeropening in de bovenwand van de verbrandingskamer zijn voorzien. Zoals gebruikelijk is bij conventionele gesloten haardsystemen, maakt de luchtcirculatie forcerende circulatie-inrichting het mogelijk de toevoeropening en/of de 20 afvoeropening in een andere wand, zoals bijvoorbeeld de achterwand of zelfs de bodem, te voorzien zonder dat daardoor de verbranding, althans in belangrijke mate, negatief wordt beïnvloed.

De onderhavige uitvinding heeft volgens een tweede aspect betrekking op een rookgasafvoer voor toepassing bij een gesloten haardsysteem en 25 omvattende een door een aandrijving aandrijfbare luchtcirculatie forcerende luchtcirculatie-inrichting. Door een dergelijke rookgasafvoer aan te sluiten op een haard met een, althans in hoofdzaak, gesloten verbrandingskamer kan met een bestaande haard, al dan niet reeds geïnstalleerd, het voordelige effect van een systeem volgens het eerste aspect van de onderhavige uitvinding worden bereikt.

30 Volgens een derde aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het aanpassen van een rookgasafvoer van een gesloten haardsysteem, omvattende de stap van het op de rookgasafvoer aansluiten van een door een aandrijving aandrijfbare luchtcirculatie forcerende luchtcirculatie- 5 inrichting. Aldus kan een, al dan niet bestaand of geïnstalleerd, gesloten haardsysteem worden verbeterd.

De onderhavige uitvinding zal hiernavolgend worden toegelicht onder verwijzing naar de bijgevoegde figuur waarin een voorbeeld uitvoeringsvorm 5 van een gesloten haardsysteem volgens de onderhavige uitvinding schematisch is weergegeven.

In de figuur wordt met verwijzingscijfer 1 een gashaard weergegeven met een in hoofdzaak gesloten verbrandingskamer 2. Boven in de verbrandingskamer 2 bevindt zich een aansluitelement 3 met een buitenste pijpstuk 4 10 met een diameter van ongeveer 150 mm en een binnenste pijpstuk 5, die een toevoer voor verbrandingslucht, respectievelijk een rookgasafvoer vormen. Op aansluitelement 3 is een ventilatiekanaal 6 aangesloten dat twee concentrische pijpen, buitenste pijp 7 en binnenste pijp 8 omvat. Door pijpen 7 en 8 wordt een luchttoevoerkanaal 9 gedefinieerd. Binnenste pijp 8 definieert een 15 rookgasafvoerkanaal 10. Aan het van gashaard 1 afgekeerde uiteinde 11 van rookgasafvoerkanaal 10 is een ventilator 12 aangesloten, die in gebruik een onderdruk genereert in rookgasafvoerkanaal 10, waardoor geforceerd rookgas door rookgasafvoerkanaal 10 uit verbrandingskamer 2 wordt getrokken. Rookgas wordt uiteindelijk buiten een in de figuur door wand 13 symbolisch weergegeven gebouw 20 naar de omgeving afgevoerd. Aangezien de verbrandingskamer 2 deel uitmaakt van een gesloten haardsysteem, hetgeen betekent dat verbrandingslucht ten minste in hoofdzaak slechts door luchttoevoerkanaal 9 in verbrandingskamer 2 kan komen, zal de onderdruk in rookgasafvoerkanaal 10 tot gevolg hebben dat ook in verbrandingskamer 2 een onderdruk heerst, waardoor verse verbrandingslucht 25 geforceerd door luchttoevoerkanaal 9 in de verbrandingskamer 2 wordt getrokken. De rookgasafvoerstroom en de verbrandingsluchttoevoerstroom zijn in de figuur met pijlen R respectievelijk V weergegeven.

De ventilator 12 omvat eerste instelmiddelen (niet getoond), waarmee de kracht van de ventilator (althans bij een bepaalde stand) kan worden 30 afgestemd op de weerstand die rookgas in het rookgasafvoerkanaal 10 ondervindt. Deze weerstand is onder andere afhankelijk van de totale lengte van rookgasafvoerkanaal 10, van de te overbruggen horizontale afstand tussen verbrandingskamer 2 en uiteinde 11 van het rookgasafvoerkanaal, bochten die zijn 6 voorzien in het rookgasafvoerkanaal 10 en de diameter van rookgasafvoerkanaal 10. De eerste instelmiddelen dienen in hoofdzaak voor een instelling bij installatie op basis van statische waarden. De ventilator 12 omvat bovendien tweede installatiemiddelen, waarmee de ventilator 12 in gebruik door een ventilatorbesturing 5 15 kan worden ingesteld in afhankelijkheid van dynamische factoren, hetgeen verderop in dit document nader zal worden toegelicht. Op basis van stromingsgegevens die bij de venturi 14 worden gemeten wordt de door rookgasafvoerkanaal 10 gegenereerde trek in verbrandingskamer 2 door een stromingssensor 16 bepaald. Stromingssensor 16 stuurt op basis van de gemeten 10 waarde een signaal (pijl SJ naar besturing 15. Besturing 15 stuurt op diens beurt stuursignalen (pijl S2, S3) naar ventilator 12 respectievelijk een solenoïdeklep 17 in een gasleiding 18 waardoorheen gas naar de verbrandingskamer 2 wordt toegevoerd (zie pijlen G). Aldus kan door de besturing een optimale verbranding van gas in de verbrandingskamer 2 worden geregeld. Verder is een bedieningsorgaan 19 voorzien, 15 waarmee een gebruiker de ontbranding in de verbrandingskamer 2 kan regelen. Bedieningsorgaan 19 kan een ontvanger omvatten vooreen afstandsbediening.

In de bijgevoegde figuur en de hierbovenstaande beschrijving is slechts één uitvoeringsvorm van een gesloten haardsysteem volgens de onderhavige uitvinding getoond en beschreven. Het moge echter duidelijk zijn dat vele, al dan niet 20 voor de vakman voor de hand liggende, varianten denkbaar zijn binnen de beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding die wordt gedefinieerd door de hiernavolgende conclusies. Zo is het denkbaar dat een afzonderlijk luchttoevoerkanaal en een afzonderlijk rookgasafvoerkanaal zijn voorzien. Het is ook denkbaar dat het luchttoevoerkanaal en het rookgasafvoerkanaal in een 25 ventilatiekanaal zijn geïntegreerd, maar niet door middel van concentrische pijpen zijn gedefinieerd. Hoewel het de voorkeur heeft om de rookgasafvoer te meten is dat niet noodzakelijk, of kan dat op andere wijze geschieden dan door het meten van een venturi-effect bij een vernauwing in het uitvoeringsvoorbeeld aan een uiteinde van het rookgasafvoerkanaal. In de figuur is de ventilator aan het van de 30 verbrandingskamer afgekeerde uiteinde van de rookgasafvoer weergegeven. Dit is aantrekkelijk met het oog op eventuele geluidsoverlast nabij de gashaard. Het is echter denkbaar dat een ventilator op een andere willekeurige plaats in het rookgasafvoerkanaal is voorzien. In het uitvoeringsvoorbeeld is een systeem met een 7 gashaard beschreven. Het is echter denkbaar, dat een haard met een ander brandbaar fluïdum in een gesloten haardsysteem is opgenomen. Ook de diameter van het rookgasafvoerkanaal en/of luchttoevoerkanaal kunnen afwijken van de afmetingen uit het uitvoeringsvoorbeeld. Doordat de ventilator de rookgasafvoer in 5 grotere of kleinere mate kan forceren kan de diameter van de genoemde kanalen mede worden gekozen op basis van andere criteria, zoals bijvoorbeeld esthetiek. Verder is van belang dat de verbrandingsluchttoevoer en de rookgasafvoer niet per se een cirkelvormige dwarsdoorsnede hoeven te hebben. Wanneer in dit document een diameter van een pijp wordt vermeld, bijvoorbeeld van 150 mm, correspondeert 10 dat met het dwarsdoorsnede-oppervlak daarvan van, in het onderhavige geval ongeveer 175 cm2. De pijp kan bijvoorbeeld een vierkante of rechthoekige dwarsdoorsnede hebben. Het doorsnede-oppervlak kan overigens ook een andere afmeting hebben, bijvoorbeeld (corresponderend) met een diameter van 130mm of 200mm.

15

Claims (13)

1. Gesloten haardsysteem omvattende een haard met een althans in hoofdzaak gesloten verbrandingskamer waarin een brandstoftoevoer voor fluïde 5 brandstof uitmondt en in een wand van welke verbrandingskamer een toevoeropening is voorzien die is aangesloten op een verbrandingsluchttoevoer en in een wand van welke verbrandingskamer een afvoeropening is voorzien die is aangesloten op een rookgasafvoer, en een door een aandrijving aandrijfbare luchtcirculatie forcerende luchtcirculatie-inrichting die is aangesloten op de 10 rookgasafvoer die in bedrijf een onderdruk in de rookgasafvoer ten opzichte van de druk in de verbrandingskamer genereert.

2. Gesloten haardsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het haardsysteem een besturingsinrichting voor de besturing van de luchtcirculatie-inrichting omvat.

3. Gesloten haardsysteem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het haardsysteem eerste instelmiddelen omvat waarmee de aandrijfmiddelen in afhankelijkheid van de opstelling van het systeem instelbaar zijn.

4. Gesloten haardsysteem volgens één of meer van de conclusies 1 tot en met 3, met het kenmerk, dat het haardsysteem tweede instelmiddelen omvat 20 waarmee de aandrijfmiddelen afhankelijk van een momentane bedrijfstoestand van het haardsysteem instelbaar zijn.

5. Gesloten haardsysteem volgens één of meer van de conclusies 2 tot en met 4, met het kenmerk, dat een sensor die de rookgasstroom waarneemt is voorzien voor het afgeven van een invoersignaal naar de besturingsinrichting en/of 25 de tweede instelmiddelen.

6. Gesloten haardsysteem volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de sensor een venturi omvat.

7. Gesloten haardsysteem volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de luchtcirculatie-inrichting aan of in de nabijheid 30 van een uitlaatuiteinde van de rookgasafvoer is voorzien.

8. Gesloten haardsysteem volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verbrandingsluchttoevoer en de rookgasafvoer zijn uitgevoerd als twee concentrisch ten opzichte van elkaar georiënteerde pijpen.

9. Gesloten haardsysteem volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de uitwendige diameter van de buitenste van de twee concentrische pijpen van de concentrische buis kleiner is dan 130 mm.

10. Gesloten haardsysteem volgens één of meer van de voorgaande 5 conclusies, met het kenmerk, dat de verbrandingsluchttoevoer zich nabij de aansluiting op de verbrandingskamer in de richting van de toevoeropening verbreedt.

11. Gesloten haardsysteem volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de toevoeropening en de afvoeropening in de bovenwand van de verbrandingskamer zijn voorzien.

12. Rookgasafvoer voor toepassing bij een gesloten haardsysteem en omvattende een door een aandrijving aandrijfbare luchtcirculatie forcerende luchtcirculatie-inrichting.

13. Werkwijze voor het aanpassen van een rookgasafvoer van een gesloten haardsysteem, omvattende de stap van het op de rookgasafvoer aansluiten 15 van een door een aandrijving aandrijfbare luchtcirculatie forcerende luchtcirculatie-inrichting. 20