SE456931B - Kamin foer eldning med fasta braenslen - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 456 931 2 förenkla konstruktionen av kaminerna under bibehållande av den höga verkningsgraden och tillförlitligheten hos tidigare kända kaminer från Vermont Castings. Som resultat utvecklades en ny kaminkonstruktion. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att åstad- komma en uppvärmningsanordning av det inledningsvis angivna slaget med mindre dimensioner med bibehållande av hög verk- ningsgrad och vid vilken fönstret i dörranordningen hindras från att smutsas ned av förbränningsprodukter.

Uppfinningen avser rent allmänt en uppvärmningsanordning, som kan arbeta i antingen en första förbränningsmod eller en andra förbränningsmod. Uppvärmningsanordningen har en värme- ledande stomme, som omsluter en primär förbränningskammare och en sekundär förbränningskammare, som står i gasförbindelse med varandra. Anordningen innefattar vidare en skärmvägg, var- av en del skiljer de primära och sekundära förbränningskamrarna från varandra och som har en första öppning, som bildar en gas- förbindelse mellan de primära och de sekundära förbrännings- kamrarna. En lufttillförselanordning förmedlar förbrännings- luft till den primära förbränningskammaren, varjämte stommen innefattar en dörrenhet med en genonskinlig del så placerad, att förbränningen i den primära förbränningskammaren kan iakt- tagas. Enligt uppfinningen innefattar lufttillförselanord- ningen en inloppsöppning för omgivningsluft anordnad i en yttervägg hos stommen, organ som definierar primärlufttillför- selvägar, som leder luft från inloppsöppningen längs ett fler- tal separata, slutna, avgränsade, långsträckta strömnings- vägar runt den primära förbränningskammaren till dörrenheten vid uppvärmningsanordningens framsida, och ytterligare organ anordnade att rikta åtminstone en del av luften från nämnda strömningsvägar vid dörrenheten längs insidan av denna och över den genomskinliga delen av dörrenheten och först därefter till den primära förbränningskammaren. Härigenom riktas eller spolas förvärmd oförbränd och ren frisk luft över den genom- skinliga delen av dörrenheten, så att den genomskinliga delen hålles ren och effektivt isoleras från förbränningsprodukterna i den primära förbränningskammaren.

Vid speciella utföringsformer av uppfinningen har uppvärm- 10 15 20 25 30 35 456 951 3 ningsanordningen en primärluftsväg, som väsentligen omger stommen och bildar åtminstone en första luftströmningskanal och en andra luftströmningskanal, som sträcker sig från in- loppsöppningen vid en bakvägg av stommen och från denna vä- sentligen helt utmed den ena respektive den andra sidoväggen hos stommen. Då luften når framsidan av uppvärmningsanordningen, riktas den uppåt och över den genomskinliga delen av dörren- heten av ett U-format element, varav en del står i gasförbin~ delse med primärluftsvägen för att rikta den därifrån tillförda luften mot den genomskinliga delen av dörrenheten, medan en annan del tjänar till att hålla nämnda genomskinliga del i läge på dörrenheten.

Ytterligare särdrag och fördelar hos uppfinningen kommer att framgå av följande beskrivning av en föredragen utförings- form i anslutning till bifogad ritning, i vilken fig. l är en perspektivvy från framsidan av uppvärmnings- anordningen enligt uppfinningen; fig. 2 är en perspektivvy från baksidan och undersidan av anordningen enligt uppfinningen; fig. 3 är en, delvis genomskuren, perspektivvy av anord- ningen i fig. l visad i en utformning för Vedeldning; fig. U visar från sidan ett vertikalt snitt genom anord- ningen; fig. 5 är en perspektivvy bakifrån av dörrenheten; fig. 6 visar ett vertikalt snitt, från höger sida, genom dörrenheten; fig. 7 är en sprängvy av de väsentliga inre komponenterna som bildar den vedeldade utformningen av anordningen enligt uppfinningen; fig. 8 är en sprängvy av skorstenskragen och bakväggen; och fig. 9 visar skorstenskragen i fig. 8 sedd uppifrån.

Såsom fig. l och 2 visar, har uppvärmningsanordningen 8 en yttre stomme 10 lämpligen tillverkad av kraftigt gjutjärn.

Sidoväggarna l2a, l2b, framsidan l2c med dörrar l2d, l2e, bak- sidan l2f med den utskjutande sektionen 12g, ovansidan l2h och bottnen l2i av stommen är sammanfogade med varandra till att bilda en sammanhängande, lufttät enhet. Ovansidan l2h är för- 10 15 20 25 30 35 456 931 U sedd med en svängbar iläggningslucka 13. De svängbara fram- dörrarna l2d och l2e, som är svängbara på gångjärn lßa, lßb respektive lßc, lüd, medger att uppvärmningsanordningen öppnas från framsidan för såväl inläggning av ved i en primär för- bränningskammare 16 (fig. 3), då anordningen användes för ved- eldning, ocn inläggning av kol i den primära förbrännings~ kammaren 16 då anordningen användes för koleldning. Dörrarna l2d, l2e kan lämnas öppna, så att elden kan iakttagas, då anordningen användes för samma förbränningssätt som en öppen spis, eller så kan dörrarna hållas i ett stängt läge, varvid dörrarna tätar mot packningar exempelvis i form av vävda rep av mineralfiber, varvid förbränningen kan iakttagas genom genomskinliga partier av dörrarna, vilka är tillslutna, på insidan av gjutjärnsdörrarna, medelst ett genomskinligt mate- rial, såsom exempelvis värmebehandlat, härdat säkerhetsglas 18.

Uppvärmningsanordningen 8 är utformad att kunna arbeta i två förbränningsmoder. Förbränningsmoden bestämmes genom in- ställningen av ett spjäll 20 (fig. H), vars läge regleras medelst ett handtag 22. I spjällets ena läge arbetar anord- ningen med en uppåtstigande förbränning, vid vilken rökgaserna lämnar den primära förbränningskammaren och tíllåtes strömma ut väsentligen direkt genom en utloppsöppning ZH omgiven av en skorstenskrage (fig. 4). I ett andra läge för spjället ar- betar anordningen i en högeffektív förbränningsmod, vid vilken en sekundär förbränningskammare 26 (fig. 3 och H) bildas på andra sidan av en skärmvägg 28, som skiljer den primära för- bränningskammaren från den utskjutande sektionen l2g hos an- ordningen. I denna förbränningsmod har anordningen en mycket hög verkningsgrad och en relativt lång inre utströmningsväg för förbränningsgaserna.

Såsom fig. 3 visar, tillföres primärluft till den primära förbränningskammaren 16 genom en inloppsöppning 30 vid nedre delen av stommens bakre vägg l2f. Den genom inloppsöppningen 30 tillförda primärluften regleras termostatiskt medelst en termostat 32 (fig. 2), exempelvis en bimetallspiral som är kopplad till en inloppsöppning 30 täckande lucka 3% medelst en böjlig kedja 36. Den genom inloppsöppningen 30 ínströmmande primärluften delas upp vid bakre delen av anordningen och 10 15 20 30 35 456 951 5 ledes in i den primära förbränningskammaren på nedan beskrivet sätt.

Den inre uppbyggnaden av uppvärmningsanordningen 8 kan ut- formas för antingen Vedeldning eller koleldning. Väsentliga delar av anordningens uppbyggnad är gemensamma för båda dessa bränslen. Den föredragna utföringsformen kommer att beskrivas i detalj med hänvisning till vedeldning i anordningen.

Vid den illustrerade vedeldade driften av anordningen delas den genom den bakre inloppsöppningen inströmmande primär- luften upp på två luftvägar och matas längs stommens botten vid båda sidor av anordningen mot den främre delen av den- samma. Primärluften omger sålunda väsentligen bottenpartiet av kaminen och förvärmes under sin strömning. Primärluftsvä- garna vid den bakre delen av kaminen bildas väsentligen av en bakåt riktad fläns 38 (fig. H) på skärmväggen 28 (avgränsar strömningsvägen tillsammans med bakväggen l2f och bottnen l2h), och bildas vid kaminens sidor av sidokanalelement H0 resp. H2 som avgränsar luftvägarna längs anordningens bottensidor (till- sammans med bottnen och sidoväggarna). Då luften når den främre delen av anordningen, riktas den in i ett utrymme framför en framsida H3 av en asklåda och härifrån uppåt längs dörrarna l2d och l2e till att bilda en väsentligen laminär luftström över framdörrarna. Primärluftflödet riktas mjukt till att passera framför de genomskinliga delarna 18 i framdörrarna och att därefter passera in i den primära förbränningskammaren 16. Den luft som passerar eller spolar över framdörrarnas genomskinliga partier l8 håller dessa partier väsentligen rena och klara. Medan en del H3a av den in i den primära förbrän- ningskammaren riktade primärluften förbrukas för den primära förbränningen av vedbränslet, kommer vidare, såsom framgår av fig. 5 och såsom tidigare nämnts, en andra del H3b av primär- luften att stiga väsentligen upp till övre delen av den primära förbränningskammaren, där den länkas av eller riktas bakåt och därefter strömmar väsentligen ned utefter skärmväggen 28 och strömmar ut genom öppningen HH i denna. Öppningen HH i skärmväggen sträcker sig väsentligen hori- sontellt och är försedd med ett flertal bränslestoppande fenor H6 (fig. 7), som hindrar bränslet från att komma in bakom lÛ 15 20 25 30 35 456 951 6 skärmväggen 28. öppningen UH är utformad att befrämja passagen av syrerik primärluft 43b, som ej har deltagit i förbränningen i den primära förbränningskammaren. Denna syrerika luft be- främjar en sekundär förbränning i den sekundära förbränninge- kammaren 26. Därigenom erfordras ej en separat, av särskilda konstruktionselement bildad och avgränsad, sekundärluftväg utan den enda primärluftsvägen, som börjar vid inloppsöpp- ningen 30, ger erforderlig luft till och kontroll över hela förbränníngsprocessen.

Såsom nämnts i det föregående, ledes primärluften från den bakre inloppsöppningen 30 vid anordningens botten runt den inre bottenytan i anordningen genom de primärluftsvägar som bildas av luftkanalelementen H0 och H2, till anordningens främre del, där luften ledes uppåt och över de genomskinliga partierna 18 i dörrarna l2d och l2e. Primärluften ledes över dörrytan av U-formade konsol- och bygelanordningar 52 och SH (fíg. 5) för dörrarna l2d respektive l2e och ledes av dessa byglar 56 och 58 uppåt mot de genomskinliga glasskivorna 18.

Såsom framgår av fíg. 6 ledes luften, då den strömmar genom det av byglarna 56 och 58 avgränsade utrymmet, av ett svägt lutande parti 60 bort från sitt ursprungliga strömnings- plan, så att den kan strömma mjukt genom utrymmet som avgrän- sas mellan byglarna 56 och 58 och glasskivan 18. Luften bildar sålunda effektivt en laminär strömning över glasskivan 18, som effektivt isolerar glaset från förbränningsprodukterna i den primära förbränningskammaren och samtidigt "spolar rent" glaset.

Effekten är, att glasets insida hålles väsentligen ren och fri från nedsmutsning, som annars normalt skulle uppstå, om ej denna luftspolning förelåg.

Glasskivorna l8 hålles på plats av partierna GH och 66 på elementen 52 och 54, vilka håller fast glasskivorna 18 mot l2d och l2e. av fig. H och såsom tidigare nämnts, deltar gjutjärnsdörrarna Såsom framgår en del H3a av den över glasskivorna 18 strömmande primärluf- ten i den primära förbränningen, medan en annan del U3b av denna luft ledes uppåt, över anordningens ovansida, mot bak- väggen och därefter nedåt längs skärmväggen 28. Vidare är, såsom tidigare nämnts, skärmväggen 28 och öppningen HU i den- 10 15 20 25 30 35 456 931 7 samma så utformade, att det syrerika, väsentligen oförbrända, heta, cirkulerande luftflödet pressas in i öppningen i skärm- väggen och sålunda in i den sekundära förbränningskammaren 26.

För att befrämja denna luftströmning har skärmväggen 28 vid övre delen av öppningen UH en mjuk övergângssektion 68, som är riktad mot den sekundära förbränningskammaren. Vidare bör öppningen HU vara lämpligt placerad relativt förbränningskamma- rens ovansida och botten. Vid den visade utföringsformen är nedre delen av öppningen HH, vid övre kanten av det eldfasta elementet 69a, belägen ca 17,5 cm nedanför stommens ovansida l2h. Detta hjälper till att främja tillförseln av syrerik luft, tjänande som sekundärluft, genom öppningen HH till den sekundära förbränningskammaren 26, varigenom förbränningen i denna befrämjas. För att befrämja sekundär förbränning är eld- fasta element 69b, 69c anordnade att definiera en långsträckt gasströmningsväg bakom skärmväggen 28 och inom den utskjutande delen eller sektion l2g av stommen. Skärmväggen 28, och i synnerhet dess övre del, är utformad med flikar eller fingrar, som hjälper till att hålla de eldfasta elementen pá plats.

Sålunda hålles förbränningsvärmen bättre kvar i den sekundära förbränningskammaren, vilket resulterar både i höga arbets- temperaturer och högre förbränningsverkningsgrad. förbränninge- värmen hålles bättre kvar på grund av den isolerande egenskapen hos de eldfasta elementen 69, vilka bildar utströmningsvägen från öppningen HU till utströmningsöppningen 24 vid skorstene- kragen.

Skärmväggen 28 har vidare en andra öppning 70 anordnad ovanför öppningen HU, vilken förstnämnda öppning är tillsluten medelst spjället 20 i anordningens ena förbränningsmod. Det är i denna förbränningsmod som förbränningsgaserna ledes till den sekundära förbränningskammaren och från denna genom den långsträckta strömningsvägen till rökgasutloppet 2H. I det andra stabila läget för spjället 20 är öppningen 70 ej blockerad och förbränningsgaserna avgår väsentligen direkt genom rökgas- utloppet. Såsom beskrivas mera i detalj i det följande, är spjället 20 så monterat relativt skärmväggen 28, att det har sin rotationsaxel 7l belägen väsentligen i linje med skärm- väggens 28 plan och ovanför öppningen UU men nedanför öppningen 10 15 20 25 30 35 456 931 8 70. Spjället 20 svänges medelst en handtagsanordning, vars vridningsaxel ej är koaxiell med spjällets vridningsaxel. Där- för är spjället 20 utformat med en långsträckt slits 72, som och i vilken ett Då hand- är vinkelrät mot spjällets vridningsaxel ändparti 7H på spjällhandtaget griper förskjutbart in. taget 22 roteras, svänges sålunda dess ändparti 7% och för- skjutes i slitsen 72, varigenom spjället bringas att svänga.

Spjällanordningen blir härigenom mera tillförlitlig, eftersom det ej finns någon fast rotatíonskopplíng till spjället.

Spjället blockerar sålunda antingen öppningen 70 eller med- ger gaser att strömma genom denna. Med fördel är anordningen sådan, att i båda av spjällets 20 stabila lägen hâlles spjäl- let i dessa stabila läge under inverkan av tyngkraften. Detta åstadkommas genom en lämplig placering eller montering av spjällets rotationsaxel.

Såsom framgår av fig. 7, har skärmväggen 28 i den före- idragna utföringsformen av uppfinningen en övre sektion 80 och en nedre sektion 82. Den nedre skärmväggsdelen sträcker sig över hela bredden av uppvärmningsanordningens stomme och hålles på avstånd från bakväggen medelst-element 38 utformade i ett stycke med den nedre skärmväggsdelen. Den övre delen av skärm- väggen "täcker" effektivt endast den utskjutande sektionen l2g och har sålunda en väsentligt mindre bredd än den nedre delen av skärmväggen. Tillsammans sträcker sig emellertid den övre och den nedre delen av skärmväggen över stommens hela höjd.

Den övre delen 80 av skärmväggen bildar den andra öppningen 70 och, i kombination med den nedre delen 82 av skärmväggen, även den första öppningen UU. Den övre delen av skärmväggen är vidare så utformad, att den uppbär det svängbara spjället 20. Spjällets 20 svängtappar 80 är vridbart monterade i ur- tagningar 85 i den övre delen av skärmväggen. Sålunda behöver spjället 20 endast ha en bredd motsvarande bredden av den utskjutande sektionen l2g (och öppningen 70). Den nedre delen 82 av skärmväggen är vidare utformad med en urtagning 86 för fasthållning av ett eldfast element 69a. Detta eldfasta element hjälper till att absorbera mycket av värmet och reducerar något den pàkänning som annars skulle uppstå på den nedre skärmväggen 82. Det lämnar vidare en väsentlig mängd värme till den sekun- 10 15 20 25 30 456 951 9 \ dära förbränningskammaren, vilket befrämjar en effektiv och fullständig förbränning i denna.

Höger och vänster luftkanaler H0 och H2 stöter samman med den nedre skärmväggsdelen 82 längs ändarna 87a, 87b och uppbär en rost 82, på vilken veden placeras. Rosten 88 är utformad med långsträckta slitsar 89. Vid det visade utföringsexemplet varierar längden hos dessa slitsar från den främre delen till den bakre delen och slitsarna släpper igenom vedaskan till den underliggande asklâdan 92. Framsidan H3 av asklådan tätar, såsom tidigare nämnts, mot luftkanalerna H0 och H2 och även mot rosten 88, så att luftkanalerna för primärluften (och där- med även sekundärluften) fullbordas.

Såsom ovan nämnts, är den visade uppvärmningsanordningen speciellt utformad till att passa i en vanlig öppen spis, så att åtminstone den bakre delen av anordningen sträcker sig in i spisens eldstad. Följaktligen är det viktigt att åstadkomma så små dimensioner som möjligt hos anordningen. Vidare är det lika viktigt att anordningen är låg, så att den kan passas in i så många öppna spisar som möjligt. Anordningen har därför utformats så, att den sekundära förbränningskammaren och rök- gasvägen ligger helt inom den utskjutande sektionen l2g av stommen, såsom ovan beskrivits. Sålunda är det ej nödvändigt att sträcka ut hela stommen bakåt utan endast den del som er- fordras för att härbärgera den sekundära förbränningen och för anslutning från kaminen till en rökgaskanal.

För att anordningen skall vara så låg som möjligt och för att den skall kunna anslutas antingen till en ovanför be- lägen eller en bakom belägen rökgaskanal, är en skorstenskrage l3u (fig. U och 8) speciellt utformad att tillåta en låg höjd hos kaminen, samtidigt som den kan anslutas till ett relativt stort skorstensrör. Rökgasöppningen i stommen behöver ej vara lika stor som själva skorstensröret. Därför är skorstenskragens öppning reducerad, såsom visat i fig. 8, så att den i sitt bakåt riktade läge kan fästas så att den ligger väsentligen i nivå med ovansidan av kaminen. För detta ändamål har skorstene- kragen en del 136, som skär av öppningen, så att denna har formen av en del av en cirkel 138 (fig. 9) vid anslutningen till kaminen och en hel cirkel vid anslutningen lU0 till 456 931 10 skorstensröret. På detta sätt kan ett skorstensrör med en diameter av cirka 15 cm anslutas, utan att den skjuter upp ovanför kaminens ovansida.

Claims (3)

456 931 71 Patentkrav

1. Bränsleeldad uppvärmningsanordning utformad att kunna arbeta i antingen en första förbränningsmod eller en andra förbränningsmod, innefattande en värmeledande stomme (10) omslutande en primär för- bränningskammare (16) och en sekundär förbränningskammare (26), som står i gasförbindelse med den primära förbränningskammaren; en skärmvägg (28), varav en del skiljer de primära och sekundära förbränningskamrarna från varandra och som har en första öppning (UH) bildande nämnda gasförbindelse mellan de primära och sekundära förbränningskamrarna; en anordning för tillförsel av förbränningsluft till den primära förbränningskammaren; varvid _ stommen vid sin främre vägg innefattar en dörranordning (l2d, l2e) med ett genomskinligt parti (18) så placerat att förbränningen i den primära förbränníngskammaren kan iakttagas genom detsamma, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda lufttillförselanordning innefattar en inloppsöppning (30) för omgivningsluft anordnad i en vägg (l2f) hos stommen, organ bildande primärluftstillförselvägar, som leder luft från nämnda inloppsöppning längs ett flertal separata, slutna, avgränsade, längsträckta strömningsvägar runt den primära förbränningskammaren (16) till dörranordningen, och organ anordnade att rikta åtminstone en del av luften från nämnda strömningsvägar vid dörranordningen längs insidan av dörranordningcn och över det genomskinliga partiet (18) och först därefter till bränslehärden i den primära för- bränningskammaren (16), varigenom kontrollerad, förvärmd, oförbränd och ren luft, innan den når den primära förbränningskammaren, riktas över det genomskinliga partiet av dörranordningen för att hålla det genomskinliga partiet rent och effektivt isolerat från för- bränningsprodukterna i den primära förbränningskammaren.

2. Uppvärmningsanordning enligt krav 1, k ä n n e ~ t e c k n a d av att nämnda inloppsöppning (30) är anordnad i stommens (19) bakvägg (l2f) och 456 931 12 de nämnda strömníngsvägar bildande organen bildar åt- minstone en första strömningsväg och en andra strömningsväg, som sträcker sig från nämnda inloppsöppning (30) längs bak- väggen (l2f) och därefter längs den ena respektive den andra sidoväggen (l2a, l2b) hos stommen, så att nämnda första och andra strömningsvägar tillsammans väsentligen omsluter stommen.

3. Uppvärmningsanordning enligt krav l eller 2, k ä n n e- t e c k n a d av att nämnda organ för riktning av luftström- men längs insidan av dörranordningen (l2d, l2e) och över det genomskinliga partiet (18) av densamma innefattar minst en bygelformad, sig över åtminstone en del av dörranordningens insida sträckande vägg (56, 58), som står i gasförbindelse med nämnda luftströmningsväg och är anonhwd att leda den genom denna tillförda luften till nämnda genomskin- liga parti (18), och ett i ett stycke med nämnda vägg utformat klämelement (GM, 66) anordnat att hålla nämnda genomskinliga parti (18) på plats i dörranordningen (l2d, l2e). U. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven l - 3, k ä n n e t e c k n a d av att de primärluftsvägarna bildande organen innefattar två luftkanalelement (40, RQ), som sträcker sig utmed stommens (10) sidoväggar (l2a, l2b) nära stommens botten (120), varvid vart och ett av dessa luftkanalelement är utformat med ett understödjande parti för en rost (88) för den primära förbränningskammaren (16).