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Die Erfindung betrifft eine Zuluftregelvorrichtung
für Heizeinrichtungen,
wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist.
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Es ist bereits eine Zuluftregelvorrichtung
bekannt, gemäß
DE 42 01 740 A1 ,
bei der die in den Brennraum zugeführte Sekundärluft gleichzeitig als Spülluft für die in
den Brennraumtüren
der Heizeinrichtung angeordneten Sichtscheiben aus transparentem,
durchsichtigem Material verwendet wird. Der Sekundärluftkanal
ist bei dieser Zuluftregelvorrichtung unterhalb einer Deckplatte
des Brennraums angeordnet, und es sind die Einlässe in den Sekundärluftkanal
durch Durchbrüche
in der Deckplatte des Brennraums gebildet. Der Sekundärluftkanal
wird durch eine senkrecht zur Deckplatte angeordnete Rückwand und
eine parallel zur Deck platte verlaufende, sich von der Rückwand in
Richtung des Türausschnittes
erstreckende Bodenplatte begrenzt. Zur Regelung der zugeführten Menge
an Sekundärluft
ist oberhalb der Durchlässe
ein Verstellorgan angeordnet, mit dem der Durchtrittsquerschnitt
der Durchbrüche
in der Deckplatte verändert
werden kann. Der Einsatz dieser Zuluftregelvorrichtung hat sich
bewährt.
Das Strömungsverhalten
der zugeführten
Sekundärluft
war jedoch nicht in allen Fällen
zufriedenstellend.
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Es sind bereits verschiedene Öfen bekannt, die
zur Steuerung des Verbrennungsablaufes unterschiedlich ausgebildet
sind bzw. unterschiedliche Zuluftregelvorrichtungen aufweisen. Bekannte Öfen sind
im Bereich des Rostes bzw. der Feuerraumtüren mit Einlaßöffnungen
ausgestattet, deren Querschnitt durch Verstellung eines Regelorganes
an unterschiedliche Betriebszustände
des Heizgerätes
bzw. der Heizeinrichtung angepaßt
werden können.
Bei den sogenannten Kaminöfen
der moderneren Bauart, die aus einem Stahlblechmantel für den Brennraum
und einem diesen vorgeordneten Stahlblechmantel für den Konvektionsmantel
bestehen und mit großen
Feuerraumtüren
mit Klarsichtscheiben ausgestattet sind, hat sich immer wieder das
Problem ergeben, daß die
in den Feuerraumtüren
angeordneten Scheiben nach relativ kurzer Betriebsdauer angelaufen
sind bzw. Rußteile
und Verbrennungsrückstände in die
Scheiben eingebrannt wurden. Aus diesem Grund wurde bei diesen Öfen auch
bereits vorgeschlagen, eine Luftzufuhr im Bereich der oberen Enden
der Feuerraumtüren
vorzusehen, sodaß die
zugeführte
Frischluft, die üblicherweise
erheblich kälter ist,
als die im Verbrennungsraum enthaltenen Verbrennungsgase als Luftvorhang über die
Innenseite der Scheiben der Feuerraumtüren nach unten fallen kann.
Gleichzeitig konnte die derart zugeführte Luft als Sekundärluft für die Verbrennung
herangezogen werden. So wurde unter anderem auch bereits vorgeschlagen
eine kombinierte Primär-
und Sekundärluftregelvorrichtung
im Bereich der Aschenlade vorzusehen, wobei je nach Stellung der
Regelvorrichtung ein Teil der zugeführten Frischluft über Verteilungskanäle in den
Bereich oberhalb der Feuerraumtüren
verbracht wurde, um von dort nach unten in den Brennraum einzufallen.
An sich haben sich derartige Zuluftsysteme bewährt. Eine gleichmäßige Verteilung
der Zuluft, insbesondere bei Öfen,
die in Draufsicht einen kreisförmigen
mehreckigen Querschnitt aufweisen und bei welchen auch die Feuerraumtüren gerundet bzw.
geknickt sind, war jedoch nicht immer sichergestellt.
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Nach einer bekannten Ausbildung – gemäß
AT 377 597 – erfolgt
beispielsweise keine getrennte Zufuhr einer der Feuerstelle zugeführten Primärluft von
einer für
eine rückstandsfreie
Verbrennung von Brennmaterial erforderlichen Sekundärluft. Damit eignet
sich diese Heiz vorrichtung für
ein vorbestimmtes, in seinen Eigenschaften gleichbleibendes Brennmaterial.
Eine Regelung der Verbrennung bei einer geänderten Beschaffenheit des
Brennstoffes ist nur bedingt möglich,
wodurch der Wirkungsgrad dieser Heizeinrichtung großen Schwankungen
unterliegt und darüberhinaus
Schadstoff an die Umgebung abgegeben wird.
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Die
US
4,574,772 beschreibt eine Vorrichtung zur Verteilung von
Luft in einem Ofen, mit einem Luftkanal, über welchen Außenluft
dem Brennraum des Ofens zugeführt
wird. Dieser Luftkanal umfasst einen unteren Luftleitteil in der
Nähe des
Bodens des Brennraums, sowie einen oberen Luftleitteil im oberen
Türbereich
des Ofens. Sowohl der obere als auch der untere Luftleitteil des
Luftkanals weisen mehrere Öffnungen
auf. Die zugeführte
Luftmenge ist regelbar.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine Zuluftregelvorrichtung für eine Heizeinrichtung
zu schaffen, die eine verbesserte Verteilung der Sekundärluft über den
Bereich des Türausschnittes
ermöglicht.
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Diese Aufgabe der Erfindung wird
durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der überraschende
Vorteil dieser einfach erscheinenden Anordnung liegt darin, daß die durch
die Durchbrüche
bzw. Einlässe
in der Deckplatte in den Sekundärluftkanal
einströmende
Sekundärluft
beim Auftreffen auf die Bodenplatte des Sekundärluftkanals unter einem Winkel
von nahezu 90° einer
starken Verwirbelung ausgesetzt wird, die zu einer Vergleichmäßigung der
Luftströmung
und einem gleichmäßigen Verteilen
der zugeführten
Sekundärluft über die
gesamte Länge
des Sekundärluftkanals
und somit über
die gesamte Breite des Türausschnittes führt. Vor
allem führt
die verteilte Zufuhr der Sekundärluft über mehrere über die
Länge des
Sekundärluftkanals
verteilte Einlässe
zu gleichen durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeiten der
Sekundärluft
im Sekundärluftkanal,
sodaß der
an der Auslaßöffnung des
Sekundärluftkanals
austretende Luftschwall an schwerer und kühlerer Sekundärluft über die
gesamte Breite der Scheiben eine annähernd gleichförmige Strömungsgeschwindigkeit
aufweist und daher Verwirbelungen und Wirbelbildungen in diesem
Luftschwall vermieden werden. Dadurch wird aber auch eine scharfe
Trennung zwischen den Rauchgasen im Brennraum und der dem Brennraum zugewandten
Oberfläche
der Sichtscheiben geschaffen und damit ein Anlegen von Verbrennungsrückständen an
der Sichtscheibe verhindert. Gleichzeitig erfolgt über die
gesamte Brennraumbreite ein gleichmäßiger Zustrom an Sekundärluft, der
den Abbrand der brennbaren Gase im Brennraum und deren restlose
Verbrennung unterstützt.
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Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach
Patentanspruch 2, da dadurch ein größeres Volumen im Sekundärluftkanal
zur Beruhigung der Sekundärluft
zur Verfügung
steht und durch das geringere Abströmvolumen aufgrund der geringeren Schlitzbreite
im Auslaßbereich
des Sekundärluftkanals
ein Überdruck
von außen
her aufgebaut werden kann, der das Abströmen der Sekundärluft entlang der
Innenflächen
der Scheiben betätigt.
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Ein weitere Vorteil ist im Patentanspruch
3 beschrieben, wodurch eine geringe Schlitzbreite des Auslasses
des Sekundärluftkanals
auch dann erreicht werden kann, wenn die Scheibe in der Tür in einer
entsprechenden Distanz vor dem Ofenmantel angeordnet ist.
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Möglich
ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 4 oder 5, wodurch
eine feinfühlige Regelung
der in den Brennraum zuzuführenden
Sekundärluft
möglich
ist.
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Von Vorteil ist auch eine Ausbildung
nach Patentanspruch 6, weil dadurch aufgrund der Umlenkung der Sekundärluft um
90° und
die damit verbundene Verwirbelung die Energie der einfallenden Sekundärluft verringert
und die Strömungsgeschwindigkeit
der Sekundärluft
vereinheitlicht wird.
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Möglich
ist auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 7, wodurch bereits
beim Zuströmen
der Sekundärluft
zu den Einlässen
eine gewisse Beruhigung und gleichmäßige Aufteilung der zuströmenden Sekundärluft auf
die gesamte Breite des Sekundärkanals
ermöglicht
wird.
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Eine weitere Ausbildung ist im Patentanspruch
8 beschrieben, wodurch die Betätigung
der Verstellvorrichtung vereinfacht wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung
beschreibt Patentanspruch 9. Dadurch kann eine feinfühlige Regelung
der zuzuführenden
Sekundärluft
erzielt werden.
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Weitere Vorteile werden durch die
Ausbildungen, gemäß den Patentansprüchen 10
bis 13 erreicht.
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Zum besseren Verständnis der
Erfindung wird diese anhand der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Heizeinrichtung
mit einer Zuluftregelvorrichtung in Stirnansicht und vereinfachter,
schematischer Darstellung;
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2 die
erfindungsgemäße Zuluftregelvorrichtung
in Draufsicht, geschnitten, gemäß den Linien II-II
in 3;
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3 die
erfindungsgemäße Zuluftregelvorrichtung,
geschnitten, gemäß den Linien
III-III in 2.
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In den l bis 3 ist eine Heizeinrichtung 1, insbesondere
für feste
Brennstoffe, gezeigt. Diese weist einen Brennraum 2, ein
Back- und/oder Warmhaltefach 3 im Anschluß an den
Brennraum 2 und eine die Heizeinrichtung 1 in
vertikaler Richtung begrenzende Deckplatte 4 auf. Zwischen
dem Brennraum 2 und einer Bodenplatte 5 ist ein
Stauraum 6 für Brennmaterial 7 angeordnet.
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Der Brennraum 2 ist durch
einen Innenmantel 11 gebildet, in dem eine durch eine Türe 12 verschließbare Bedienöffnung 13 angeordnet
ist.
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In der Deckplatte 4 des
Brennraumes 2 ist eine Zuluftregelvorrichtung 19 für Sekundärluft angeordnet,
welche einer Oberkante 20 eines die Bedienöffnung 13 bildenden
Türausschnittes 21 zugeordnet ist.
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In den 2 und 3 ist die im Bereich der Deckplatte 4 angeordnete
Zuluftregelvorrichtung 19 im Detail gezeigt.
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Die Zuluftregelvorrichtung 19 ist
im Bereich zwischen der Deckplatte 4 und einer eine Stellfläche 22 für das Back-
und/oder Warmhaltefach 3 bildenden Verkleidungsplatte 23,
insbesondere einer aus keramischen Werkstoff gebildeten Kachel,
angeordnet.
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Im Brennraum 2 kann auf
der Rostplatte im Bereich eines unteren Türausschnittes 21 und
der Türe 12 zugeordnet
und in vertikaler Richtung den Türausschnitt 21 überragend
ein Holzfänger,
nicht dargestellt, angeordnet sein, der einen Luftleitkanal für eine über die
Zuluftregelvorrichtung 19 in den Brennraum 2 zugeführte Sekundärluft – Pfeil 32 – ausbildet,
die auf der Innenseite einer Glasscheibe 33 der Türe 12 nach
unten sinkt.
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Die Deckplatte 4 ist mit
dem den Brennraum 2 umgrenzenden Innenmantel 11 verbunden,
insbesondere verschweißt.
Im Bereich einer Frontseite 34 ist im Innenmantel 11 der
durch die Türe 12 verschließbare Türausschnitt 21 angeordnet.
In der Deckplatte 4 sind in der dem Türausschnitt 21 zugeordneten
Frontseite 34 mit Seitenabstand 35 zueinander
mehrere Durchbrüche 36 für die Sekundärluft – Pfeil 32 – angeordnet.
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Die Durchbrüche 36 sind in Verstellrichtung – Pfeil 37 – eines
Verstellorganes 38 hin tereinander angeordnet und können mit
einer Verschlußplatte 39 des
Verstellorganes 38 mehr oder weniger freigegeben bzw. abgedeckt
werden. Das Verstellorgan 38 ist dazu mit in Längsrichtung
relativ gegenüber
den Durchbrüchen 36 verstellbaren
Einlässen 40 für die Sekundärluft versehen.
Die Verschlußplatte 39 wird als
eine rechteckförmige
Platte ausgebildet, die Langlöcher 41 aufweist,
die von auf der Deckplatte 4 befestigten Führungsbolzen 42 durchsetzt
sind, wodurch die Verschlußplatte 39 mittels
einer Handhabe 43, beispielsweise einem Betätigungsgriff
gegenüber dem
Führungsbolzen 42,
aus der in vollen Linien gezeichnete Mittelstellung in die in strichlierten
und strichpunktierten Linien gezeichnete Stellung verstellbar ist.
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Bei der in vollen Linien dargestellten
Stellung der Verschlußplatte 39 sind
die Einlässe 40 in
der Verschlußplatte 39 um
eine Hälfte
ihrer Länge 44 zu den
Durchbrüchen 36,
die Einlässe 45 zum
Sekundärluftkanal 46 bilden,
versetzt angeordnet. Bei der in strichpunktierten Linien gezeichneten
Stellung sind die Einlässe 40 gegenüber den
Durchbrüchen 36 seitlich
versetzt, sodaß sie
sich weder überdecken noch überlappen
und somit eine Zufuhr von Sekundärluft – gemäß Pfeil 32 – in den
Sekundärluftkanal 46 unterbunden
ist, während
sie in der in strichlierten Linien gezeigten Position etwa deckungsgleich übereinander
liegen und daher der volle Durchtrittsquerschnitt gegeben ist. Weiters
ist es vorteilhaft, wenn die Einlässe 40, 45 über einen
parallel zur Deckplatte 4 verlaufenden Kanal mit der Umgebungsluft
verbunden sind. Es ist aber auch möglich, daß die Durchbrüche 36 in
einer Verstellrichtung des Verstellorgans 38 sich verjüngend ausgebildet
sind.
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Wie weiteres aus der Darstellung
in 3 zu ersehen ist,
erstreckt sich ein Rahmen 47 der Türe 12, mit welcher
die Bedienöffnung 13 der
Heizeinrichtung 1 verschlossen ist, bis in den Bereich
einer Stirnkante 48 der Deckplatte 4, wobei die
Abdichtung zwischen der Stirnkante 48 und dem Türrahmen
der Türe 12 über ein
hitzebeständiges
Dichtelement 49, beispielsweise eine keramische Dichtschnur,
erfolgt.
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Der Sekundärluftkanal 46 seinerseits
ist auf der dem Brennraum 2 zugewandten Seite der Deckplatte 4 durch
eine Rückwand 50 und
eine Bodenplatte 51 begrenzt. Diese Rückwand 50 und die
Bodenplatte 51 können
bevorzugt einstückig
aus einem abgekanteten Blechteil 52 oder durch einen entsprechenden
Formteil oder einen Profilteil oder auch aus einzelnen zusammengeschweißten Blechteilen
oder einen Gußteil
gebildet sein.
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Eine Stirnkante 53 der Bodenplatte 51 erstreckt
sich durch den Türausschnitt 21 bis
in den Bereich einer vom Brennraum 2 abgewandten Außenfläche 54 einer
Frontplatte 55 der Heizeinrichtung 1.
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Der Sekundärluftkanal 46 weist
daher einen Auslaß 56 auf,
der durch die Stirnkante 53 der Bodenplatte 51 sowie
einer Innenseite 57 des Rahmens 47 der Türe 12 begrenzt
ist.
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Eine Breite 58 des Auslasses 56 ist
dabei geringer als beispielsweise eine Höhe 59 des Sekundärluftkanals 46 zwischen
der Bodenplatte 51 und der Deckplatte 4.
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Durch diese Anordnung und Ausbildung
des Sekundärluftkanals 46 wird
erreicht, daß die
einströmende
Umgebungsluft – gemäß Pfeil 32 – senkrecht durch
die Einlässe 40, 45 nach
unten sinkt und dann auf die Bodenplatte 51 auftrifft.
Dabei kommt es aufgrund des Luftstaus unter Ablenkung der einströmenden Sekundärluft zu
einer Verwirbelung, wie dies durch Pfeile 60 schematisch
angedeutet ist.
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Dies führt zu einer Vergleichmäßigung der Luftströmung über eine
gesamte Breite 61 des Sekundärluftkanals 46 und
dazu, daß nahezu
ein kontinuierlicher Schwall von vorgewärmter Sekundärluft – gemäß den Pfeilen 62 – aus dem
Auslaß 56 des
Sekundärluftkanals 46 austritt
und auf einer Innenseite 63 der Glasscheibe 33 nach
unten sinkt, da sie aufgrund der geringeren Temperatur gegenüber den
im Brennraum vorherrschenden Brenn- bzw. Rauchgasen schwerer ist,
und sie wird dann im unteren Teil des Brennraums 2 in Richtung
des brennbaren Gutes umgelenkt.
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Wesentlich ist, daß durch
die Anordnung von mehreren Durchlässen, die im Seitenabstand 35 über die
gesamte Breite 61 des Sekundärluftkanals 46 verteilt
angeordnet sind, eine Vergleichmäßigung der
Luftströmung
der Sekundärluft – Pfeil 32 – erzielt wird,
die zu einem gleichmäßigen Hinabströmen in Form
eines Luftfilms entlang der Innenseiten 63 der Glasscheiben 33 führt.
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Anstelle der Verschiebung der Verschlußplatte 39 entlang
der Langlöcher 41 ist
es selbstverständlich
auch möglich,
die Verschlußplatte 39,
wie mit dünnen,
vollen Linien angedeutet, mit einer Lasche 64 zu versehen
und diese mittels der Handhabe 43 um eine Schwenkachse 65 aus
der in dünnen,
vollen Linien in die in strichlierten und strichpunktierten Linien
gezeigten Stellungen um einen Verstellweg 66 zu verstellen.
In diesem Fall können
dann die Langlöcher 41 und
die Führungsbolzen 42 entfallen.
Es ist aber auch möglich,
jedem einzelnen Einlaß 45 bzw. Durchbruch 36 ein
eigenes Verstellorgan 38 zuzuordnen.
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Der überraschende Effekt bei dieser
Ausbildung des Sekundärluftkanals 46 liegt
darin, daß nach dem
Einströmen
der Sekundärluft – Pfeil 32 – in den Sekundärluftkanal 46 durch
die Durchbrüche 36 und Einlässe 40 und
die damit einhergehende Verwirbelung die Luftströmung insgesamt verlangsamt
und die einströmende
Luftmasse über
das gesamte Volumen des Sekundärluftkanals 46 verteilt
wird und damit aufgrund der Unterdruck- und Temperaturverhältnisse
im Brennraum 2 ein langsames Abströmen in diesem erreicht wird.
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Abschließend sei der Ordnung halber
darauf hingewiesen, daß in
den Zeichnungen einzelne Bauteile und Baugruppen zum besseren Verständnis unproportional
und maßstäblich verzerrt
dargestellt sind.
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- 1
- Heizeinrichtung
- 2
- Brennraum
- 3
- Back-
und/oder Warmhaltefach
- 4
- Deckplatte
- 5
- Bodenplatte
- 6
- Stauraum
- 7
- Brennmaterial
- 8
-
- 9
-
- 10
-
- 11
- Innenmantel
- 12
- Türe
- 13
- Bedienöffnung
- 14
-
- 15
-
- 16
-
- 17
-
- 18
-
- 19
- Zuluftregelvorrichtung
- 20
- Oberkante
- 21
- Türausschnitt
- 22
- Stellfläche
- 23
- Verkleidungsplatte
- 24
-
- 25
-
- 26
-
- 27
-
- 28
-
- 29
-
- 30
-
- 31
-
- 32
- Pfeil
- 33
- Glasscheibe
- 34
- Frontseite
- 35
- Seitenabstand
- 36
- Durchbruch
- 37
- Pfeil
- 38
- Verstellorgan
- 39
- Verschlußplatte
- 40
- Einlaß
- 41
- Langloch
- 42
- Führungsbolzen
- 43
- Handhabe
- 44
- Länge
- 45
- Einlaß
- 46
- Sekundärluftkanal
- 47
- Rahmen
- 48
- Stirnkante
- 49
- Dichtelement
- 50
- Rückwand
- 51
- Bodenplatte
- 52
- Blechteil
- 53
- Stirnkante
- 54
- Außenfläche
- 55
- Frontplatte
- 56
- Auslaß
- 57
- Innenseite
- 58
- Breite
- 59
- Höhe
- 60
- Pfeil
- 61
- Breite
- 62
- Pfeil
- 63
- Innenseite
- 64
- Lasche
- 65
- Schwenkachse
- 66
- Verstellweg