DE19729593C2 - Formsteinsystem für eine Nachheizeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Formsteinsystem für eine Nachheizeinrichtung, insbesondere für einen Grundofen-Bausatz, mit wenigstens einem keramischen Rauchgaszug, der mit einem Feuerraum verbunden und an einen Kamin anschließbar ist.

Ein derartiges Formteilsystem für eine Nachheizeinrichtung ist aus der DE 44 07 007 A1 bekannt. Hierbei wird zur Schaffung einer universellen Anschlußmöglichkeit an Nachheizungen, sowie zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse in der Nachheizung vorgeschlagen, daß das gesamte Zugsystem aus ein und demselben Grundstein zusammengesetzt ist, nämlich einer U-förmigen Schale und einem entsprechenden Deckel für den Rauchgaszug der Nachheizeinrichtung.

Obwohl hierbei eine wesentliche Reduzierung der Teilevielfalt für den Aufbau der Nachheizung ermöglicht wird, ist diese Nachheizeinrichtung für Grundöfen-Bausätze insbesondere in strömungstechnischer Sicht noch verbesserungsfähig. Zudem ist die Herstellung der relativ langen Schenkel der U-Schale aufgrund der Bruchgefahr problematisch, insbesondere bei grösseren Durchmessern. Einer Vergrößerung der Wandstärke steht jedoch das dann hohe Gewicht der Formsteine entgegen. Zudem ergäbe sich hierdurch eine Vergrößerung des Bauvolumens und des Materialverbrauchs.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Formsteinsystem für eine Nachheizeinrichtung dahingehend zu verbessern, daß der Herstellungs- und Bauaufwand reduziert wird, sowie auch eine wärme- und strömungstechnische Verbesserung erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Formsteinsystem gemäß den Merkmalen des Anspruches 1.

Durch die allseitig gerundete Innenform und die hälftig geteilte Ausbildung der keramischen Ecksteine der Rauchgaszüge ergibt sich beim Aufbau des Grundofens ein verringerter Aufwand, da diese keramischen Formsteine ebenso wie die Schamottewandungen des Feuerraumes einfach auf- oder aneinandergestapelt und verklebt werden können. Somit sind auch zusätzliche Installationsarbeiten für Rohrverbindungen und -übergänge von Rechteckquerschnitt auf Rundquerschnitt nicht erforderlich.

Die im Innenquerschnitt halbkreisförmigen Eckstein-Hälften ohne Planflächen sind einerseits bei der Herstellung günstig zu pressen und ergeben andererseits eine besonders stabile bogenförmige, zylindrische Innenform mit konstantem Durchlaß- Querschnitt. Hierdurch werden insbesondere die ansonsten bei Planflächen auftretenden Strömungstoträume im Umlenkbereich und dadurch verursachte Verwirbelungen vermieden. Zudem ergibt sich durch die gerundete Ausführung der Innenform eine besonders hohe Festigkeit mit geringer Bruchgefahr und ein geringes Eigengewicht, sowie ein verbesserter Wärmeübergang in der Nachheizeinrichtung.

Außerdem kann hierdurch ein relativ großer Querschnitt ausgebildet sein, so daß sich insgesamt eine wesentliche strömungstechnische Verbesserung ergibt. Weiterhin kann hierdurch der Aufbau des Grundofens durch einfaches Aufeinandersetzen der leicht zu handhabenden Eckstein-Hälften auch durch Nicht-Fachleute besonders schnell und einfach erfolgen.

Von besonderem Vorteil ist bei diesem Formsteinsystem für eine Nachheizeinrichtung mit keramischen Rauchgaszügen, daß eine besonders strömungsgünstige Umlenkung der Rauchgase auf dem Weg zum Kamin hin erzielt wird, da auch die in die jeweiligen Eckstein-Hälften einstückig integrierten Eckpfosten sowohl in senkrechter Ebene zur Hauptströmungsrichtung der Rauchgase als auch entlang dieser abgerundet sind, um jegliche Planfläche im Umlenkbereich der Strömung zu vermeiden. Somit wird eine ungestörte Strömung der heißen Rauchgase auch unter ungünstigen Bedingungen, z. B. in der Aufheizphase und damit ein besonders effizienter Wärmeübergang an die Nachheizung gewährleistet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Formsteinsystems für eine Nachheizeinrichtung anhand der Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Nachheizeinrichtung für Grundöfen;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Grundofen gemäß Fig. 1; und

Fig. 3 mehrere Ausführungsformen von keramischen Ecksteinen zur Bildung der Rauchgaszüge der Nachheizeinrichtung und Umlenkung der Rauchgasströmung.

In Fig. 1 ist ein Grundofen 1 dargestellt, der mit einer Nachheizeinrichtung 2 versehen ist. Der Grundofen 1 weist einen üblichen Feuerraum 3 auf, der über einen Sturzzug 5 mit wenigstens einem keramischen Rauchgaszug 4 verbunden ist. Der Sturzzug 5 ist hierbei aus mehreren übereinandergestapelten, keramischen Formsteinen 6 gebildet, die somit einen im wesentlichen vertikal verlaufenden Schacht für den Sturzzug 5 ausbilden. Der Sturzzug 5 ist hierbei mit dem Feuerraum 3 und dem untersten Rauchgaszug 4 verbunden, wie dies strichpunktiert mit dem Pfeil dargestellt ist.

Der Rauchgaszug 4 ist durch eine Vielzahl von rohrförmigen Wandsteinen 4a mit im wesentlichen zylindrischer Innenform begrenzt. Die über den Sturzzug 5 zugeleitete Rauchgasströmung wird zunächst durch den untersten Rauchgaszug 4 geleitet, dann über entsprechende Ecksteine 16 (vgl. Fig. 2 und 3) auf die nächste Ebene gelenkt und dann in den obersten Rauchgaszug 4, um schließlich in einen Kamin 8 (vgl. Fig. 2) einzumünden. Diese Ausführung mit wenigstens drei übereinanderliegenden Rauchgaszügen 4 ermöglicht eine hohe Wärmeausbeute und Aufheizung der Nachheizeinrichtung 2 durch die Rauchgase.

In der Anheizphase des Grundofens 1 wird zur Zugverbesserung eine in den obersten Rauchgaszug 4 einmündende Absperrklappe 7 geöffnet, so daß hierbei der Sturzzug 5 umgangen wird. Nach entsprechender Anheizzeit wird die Absperrklappe 7 wieder geschlossen, so daß das Rauchgas über den Sturzzug 5 in den untersten Rauchgaszug 4 einmündet, wie hier dargestellt.

Die keramischen Formsteine 6 bzw. 9 können für verschieden hohe Feuerräume 3 bzw. Sturzzüge 5 verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Seitenwände des Sturzzuges 5 sowohl an die Wandung des Feuerraumes 3 als auch an die Wandung der Rauchgaszüge 4 anliegen, so daß sich hierdurch ein gleichmäßiger Wärmeübergang und eine Ausrichthilfe beim Aufbau ergibt. Weiterhin ist der Sturzzug 5 durch einen planen Deckenstein 5a abgeschlossen, so daß sich hierdurch eine besonders einfache und stabile Bauweise ergibt.

Die aus dem Feuerraum 3, dem Sturzzug 5 und der Nachheizeinrichtung 2 mit den Rauchgaszügen 4 gebildete Grundofeneinheit 1 ist hierbei unter Bildung einer Dehn- Zwischenschicht 11 von einer Ummauerung 10 umgeben. An dieser Ummauerung 10 werden üblicherweise Kacheln befestigt bzw. die Ummauerung 10 verputzt, wie dies mit dem Bezugszeichen 10' angedeutet ist. Gegenüber Raumwänden (vgl. auch Fig. 2) werden üblicherweise Distanzsteine 13 mit hinterlüfteten Hohlräumen 12 verwendet. Nach oben hin wird die Ofeneinheit 1 durch Deckenplatten 14 als Bestandteil der Ummauerung 10 fortgesetzt.

Von Bedeutung ist hierbei die Eckgestaltung an der äußeren, oberen Kante des obersten Rauchgaszuges 4. Der dort vorgesehene Eckstein 16 weist eine Abschrägung 20 (vgl. vergrößerte Darstellung in Fig. 3) auf, so daß unter Beibehaltung der Dehn- Zwischenschicht 11 an der Ummauerung 10 ein Vorsprung 15 ausgebildet sein kann. Auf diesem Vorsprung 15 kann somit auf einfache Weise die Deckenplatte 14 aufgelegt werden. Die selbe Konstruktion ist hierbei auch für die Deckenplatte 14 über dem Feuerraum 3 gezeigt.

In Fig. 2 ist eine größtenteils geschnittene Draufsicht auf einen Grundofen 1 gezeigt, dessen Nachheizeinrichtung 2 sich über mehrere Wohnräume bis zu dem Kamin 8 hin erstreckt. Hieraus ist unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen für die selben Bauteile, wie in Fig. 1, insbesondere der Aufbau der Rauchgaszüge 4 ersichtlich. Unmittelbar an den Sturzzug 5 schließt sich hierbei ein gerader Wandstein 4a an. Zur Bildung eines Ofenvorsprunges, z. B. für ein Ofenbank schließen sich dann eine Vielzahl von Keilsteinen 4b an, die die gleiche abgerundete bzw. zylindrische Innenform wie die Wandsteine 4a aufweisen. Hierdurch wird ein durchgehendes strömungsgünstiges Innenwandprofil erreicht. Am hier linken, oberen Ende geht der Rauchgaszug 4 in die nächste Ebene über, wozu in diesem Umlenkbereich A ein quaderförmiger Eckstein 16 mit allseitig abgerundeter Innenform vorgesehen ist, wie nachfolgend näher beschrieben ist.

In diesem in Fig. 3 in mehreren Varianten dargestellten Eckstein 16 geht die Rauchgasströmung in den darüberliegenden Rauchgaszug 4 über, wie dies in Fig. 1 mit den Pfeilenden bzw. Pfeilspitzen und in Fig. 2 mit dem Umlenkbereich A dargestellt ist, um dann nach einer weiteren Umlenkung wiederum an einem Eckstein 16 schließlich in den Kamin 8 einzumünden, wobei sich innerhalb der Nachheizeinrichtung 2 ein optimaler Strömungsverlauf ergibt. Wie oben angedeutet, ist für die Strömungsführung in der Nachheizeinrichtung 2 die Innenform-Ausbildung der in der Außenform im wesentlichen quaderförmigen Ecksteine 16 von besonderer Bedeutung. Insbesondere gegenüber der eckigen Innenform des Formsteinsystems gemäß der DE 44 07 007 A1 ergibt sich somit eine bedeutend strömungsgünstigere Gestaltung des Rauchgaszuges.

Der Eckstein 16 weist neuerungsgemäß eine allseitig abgerundete Innenform mit gleichbleibender Querschnittsfläche im bogenförmigen Umlenkbereich A auf, wobei die über- oder nebeneinandersetzbaren Hälften der Ecksteine 16 jeweils eine Decken- und Bodenwand 17 und eine bogenförmig gewölbte Zwischenwand 18 in Art eines Rohrknies bilden. Zur Vervollkommnung der allseitig abgerundeten Innenform ist des weiteren ein Eckpfosten 19 integriert, der entsprechend der Innenform ebenfalls in Hauptströmungsrichtung viertelkreisförmig und in senkrechter Ebene dazu entsprechend dem Innenradius des Rauchgaszuges gerundet ist. Durch diese Bauweise ergibt sich ein strömungstechnisch günstiger Umlenkbereich A innerhalb der keramischen Rauchgaszüge 4.

Die beiden Hälften der Ecksteine 16 sind bei der Herstellung jeweils einstückig zusammen mit dem Eckpfostenteil 19 gepreßt. Durch Aufeinanderklappen gemäß den doppeltstrichpunkierten Pfeilen in der oberen und mittleren Reihe der Fig. 3 und Verkleben an der punktiert dargestellten Mittelebene wird somit ein Eckstein 16 mit 90° Umlenkung gebildet. Zwei dieser Ecksteine 16 können dann an den mit 21 gekennzeichneten Stoßflächen ebenfalls durch Klebemörtel zu einem 180° Bogen zusammengefügt werden, um einen Übergang mit konstantem Querschnitt ohne jegliche Ecken oder Planflächen im Strömungsquerschnitt zu bilden.

Hinsichtlich der Ecksteine 16 ist auch eine Abschrägung 20 an der Decken- oder Bodenwand 17, sowie auch gegebenenfalls an der bogenförmig gewölbten Zwischenwand 18 von Bedeutung, da hierdurch unter Beibehaltung der Dehnfuge 11 (vgl. Fig. 1) ein nasenförmiger Schrägvorsprung 15 zur Auflage der Deckenplatte 14 an der Ummauerung 10 auf einfache Weise geschaffen werden kann. Auch hierdurch wird der Aufbau einer solchen Ofeneinheit wesentlich beschleunigt.

Die in Fig. 3 dargestellten mittig geteilten Hälften des Ecksteines 16 sind bevorzugt an der planen Mittelebene miteinander verklebt, wie dies in der mittleren Reihe durch Punktierung dargestellt ist, können jedoch auch eine ineinandergreifende Nut- und Federverbindung aufweisen. Wie in der unteren Reihe von Fig. 3 dargestellt ist, kann in den beiden Eckstein-Hälften zudem eine Revisionsöffnung 22 vorgesehen sein, die mit einem Revisionsstopfen 23 verschlossen werden kann. Dabei kann auch eine zweite Revisionsstopfen-Öffnung 22' in der Decken- bzw. Bodenwand 17 des Ecksteines 16 eingeformt sein, so daß dieser wahlweise in Vertikal- oder Horizontalrichtung eingebaut werden kann. Die Formgebung dieser Öffnungen 22, 22' erfolgt hierbei in einem Arbeitsgang beim Pressen der Hälften der Ecksteine 16, wobei eine exakte Formgenauigkeit bzw. Rundheit zum Einsetzen der entsprechend ausgebildeten Revisisionsstopfen 23 gewährleistet ist.

Insgesamt ergibt sich durch das vorgeschlagene Formsteinsystem eine besonders stabile Bauweise der Nachheizeinrichtung 2, wobei die Ecksteine 16 einen gleichmäßigen Wärmeübergang und eine besonders strömungsgünstige Ausbildung der Rauchgaszüge 4 ermöglichen. Insbesondere werden hierbei strömungstechnisch ungünstige Überstände oder Kanten im Umlenkbereich der einzelnen Ecksteine vermieden. Dadurch ergibt sich somit ein besonders einfach zu montierender Bausatz für Grund- oder Kachelöfen, der in wärmetechnischer Hinsicht besonders effektiv arbeitet.

Claims (8)

1. Formsteinsystem für eine Nachheizeinrichtung mit keramischen Rauchgaszügen, insbesondere für einen Grundofen-Bausatz, wobei die Umlenkung des Rauchgasstromes an quaderförmigen Ecksteinen erfolgt, die jeweils aus einer Decken- und Bodenwand und einer Zwischenwand gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecksteine (16) des Rauchgaszuges (4) eine allseitig abgerundete Innenform mit konstantem Querschnitt entlang des bogenförmig gewölbten Umlenkbereiches (A) aufweisen und unter Bildung eines im Querschnitt viertelkreisförmigen Eckpfostens (19) in einer Mittelebene hälftig geteilt sind.

2. Formsteinsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften des Ecksteines (16) miteinander verklebt sind.

3. Formsteinsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecksteine (16) wenigstens an einer äußeren, oberen Kante eine Abschrägung (20) aufweisen, der unter Beibehaltung einer Dehnfuge (11) ein Vorsprung (15) an der gegenüberliegenden Ummauerung (10) zur Auflage von Deckenplatten (14) gegenüberliegt.

4. Formsteinsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecksteine (16) in Horizontalebene geteilt sind.

5. Formsteinsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecksteine (16) in Vertikalebene geteilt sind.

6. Formsteinsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ecksteine (16) wenigstens ein Revisionsstopfen (23) einsetzbar ist.

7. Formsteinsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Revisionsstopfen (23) mittig zu den Hälften der Ecksteine (16) angeordnet ist, wobei die Revisionsstopfen- Öffnung (22) jeweils hälfig angeordnet und beim Preßvorgang der Eckstein-Hälften mitausgebildet ist.

8. Formsteinsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Revisionsstopfen-Öffnung (22') in der Decken- oder Bodenwand (17) des Ecksteines (16) eingeformt ist.