DE3139632C2 - Ofeneinsatz, insbesondere für einen Kachelofen - Google Patents

Abstract

Durch die Erfindung wird ein Ofeneinsatz, insbesondere für einen Kachelofen beschrieben, der eine Brennkammer umfaßt, aus der die Rauchgase über einen Wärmetauscher einem Abzug zugeleitet werden, mit Ansaugöffnungen im Bereich der Brennkammer für Frischluft, die an der Brennkammer erwärmt wird und nach dem Schwerkraftprinzip am Wärmetauscher entlang unter weiterer Erwärmung zu oberen Ofenaustrittsöffnungen gelangt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß im Strömungsweg der Frischluft Bereiche des Wärmetauschers angeordnet sind, in denen im Vergleich zu den Ansaugöffnungsquerschnitten schmale Luftdurchtrittsquerschnitte vorgesehen sind. Dadurch entstehen im Bereich des Wärmetauschers hohe Luftdurchtrittsgeschwindigkeiten, was zur Folge hat, daß die an der Brennkammer vorgewärmte Frischluft im Wärmetauscher wirkungsvoll erwärmt wird und daß durch den dadurch entstehenden Sog große Mengen Frischluft nachgeführt werden, so daß sich insgesamt große Warmluftmengen erhalten lassen, die eine bessere Ausnützung der bei der Verbrennung freiwerdenden Energie ermöglichen, als dies mit bekannten Ofeneinsätzen möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ofeneinsatz nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ofeneinsätze dieser Art sind bekannt (DE-PS 8 06 716). Die bekannten Bauarten weisen einen Wärmetauscher auf, der so ausgebildet ist, daß sowohl die Verbrennungsgase als auch die zu erwärmenden Gase bzw. die Raumluft in eine möglichst große Zahl von Teilströmen aufgespalten werden. Außerdem sind die Strömungswege in Gegen-, Quer- oder Gleichstrom so geführt, daß eine innige Vermischung und damit ein möglichst guter Wärmetausch erfolgt. Durch Anordnung von Rippen soll ein Maximum an Oberfläche zur Verfügung gestellt werden und schließlich ist angestrebt, durch eine aufgezwungene Strömung einen möglichst großen Wärmeübergangswert zu erzielen. Nachteilig ist bei dieser Konstruktion, daß ihre Wirkungsweise nur bei Einschaltung eines Ventilators besonders gut ist, daß aber dann, wenn ohne Zuhilfenahme von Ventilatoren die Frischluft nur durch den Sog der aufströmenden, erwärmten Frischluft angesaugt wird, nur beschränkte Warmluftmengen erhalten werden. Dies gilt auch für andere bekannte Ofeneinsätze von Kachelofen, die aus einer Brennkammer bestehen, von der aus Abzugskanäle zu einem Kamin in vertikaler Richtung verlaufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofeneinsatz für einen Kachelofen zu schaffen, bei dem ohne Zuhilfenahme von Ventilatoren ein besserer Wirkungsgrad und damit eine bessere Ausnützung der bei der Verbrennung freiwerdenden Energien erzielt wird.

Die Erfindung besteht zur Lösung dieser Aufgabe in den Merkmalen des Patentanspruches 1. Durch diese Ausgestaltung findet der Wärmeaustausch zwischen Frischluft und Rauchgas nicht nur an den Wänden der Brennkammer und im Wärmetauscher statt, sondern zu einem erheblichen Teil auch an den Außenwänden des Kammeraufsatzes. Dadurch ergibt sich ein außerordentlich günstiger Wirkungsgrad des neuen Ofeneinsatzes. Außerdem wird dadurch, daß der Wärmetauscher den oberen Teil des Kammeraufsatzes umschließt und der Rauchgasstrom über ein Kopfstück umgelenkt wird, auch eine außerordentlich günstige und kompakte Bauform erzielt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Merkmale des Anspruches 2 weisen die Vorteile auf, daß die eintretende Frischluft nicht umgelenkt werden muß, um innerhalb des Ofens nach oben steigen zu können. Die Merkmale des Anspruches 3 bewirken, daß die Frischluft im gesamten wirksamen Bereich der Brennkammer bei ihrer Erwärmung aufgefangen wird, so daß große Warmluftmengen erhalten werden können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Ofeneinsatz,
F i g. 2 eine Seitenansicht eines Ofeneinsatzes und
F i g. 3 eine Draufsicht auf einen Ofeneinsatz.
In F i g. ΐ ist mit 1 ein Kachelofen bezeichnet, dessen Wandung 5 aus Kacheln besteht und einen Ofeneinsatz

2 umschließt, der im wesentlichen aus einer Brennkammer 3, einem Kammeraufsatz 4 und einem Wärmetauscher 8 aufgebaut ist. Die beim Verbrennungsvorgang in der Brennkammer 3 anfallenden Rauchgase werden über den Kammeraufsatz 4 in Kanalführungen 10 eingeleitet, die Bestandteile des Wärmetauschers sind und über diese zum Abzug 12 geführt.

Über die am Boden des Ofens angeordnete Ansaugöffnung 6 tritt Frischluft ein, die beim Einströmen im Bereich der Brennkammer erwärmt wird. Dadurch steigt die Frischluft unter Umströmung der Brennkammer 3 weiter nach oben, wodurch eine Sogwirkung entsteht, die weitere Frischluft ansaugt. Erfindungsgemäß sind in den Strömungsweg der so an der Brennkammer

3 erwärmten Frischluft Bereich 8a und &b des Wärmetauschers 8 angeordnet, die im Vergleich zu den Querschnitten der Ansaugöffnung 6 schmale Luftdurchtrittsquerschnitte darstellen. Dies wird durch die Anordnung der Kanalführungen 10 erreicht, die in. Abstand zueinander sowohl neben- als auch übereinander angeordnet sind. Die nach oben strömende Frischluft gelangt so in den Bereich zwischen die Kanalführungen 10 und wird dort an großen Flächen vorbeigeführt. Durch die Einengung der Strömungsquerschnitte für die Frischluft an diesen Stellen entstehen große Strömungsgeschwindigkeiten, die einen besseren Wärmeübergang an den Wärmetauschflächen hervorrufen. Auf der oberen Seite des Wärmetauschers tritt die nun erwärmte Frischluft aus und über die Ofenaustrittsöffnung 7 in den zu erwärmenden Raum o. dgl. ein. Durch diese Anordnung wird eine sehr gute Aufheizung des Frischluftstroms bewirkt. In Fig. 2 ist der Ofeneinsatz ohne Wandung dargestellt Es ist die Brennkammer 3 zu erkennen, sowie der Kammeraufsatz 4, in den die Rauchgase eintreten. Am oberen Ende des Kammeraufsatzes 4 ist ein seitlicher Auslaßstutzen 13 ausgebildet, an dem ein Ansatz 14 des Wärmetauschers mit Hilfe einer Rohrschelle 15 gehalten wird. Die Rauchgase gelangen dann in ein Kopf-

stück 11 des Wärmetauschers, von welchem sie umgeleitet und in die Kanalführungen 10 gelangen, wie dies besser auSiF i g. 3 zu erkennen ist Die Länge der Kanalführungen 10 entspricht der Brennkammertiefe. Seitlich erstrecken sich die Kanalführungen 10 bis etwa außerhalb der Kontur der Brennkammer, so daß der die Brennkammer umströmende Frischluftstrom sowohl in der Tiefe als auch in der Breite vom Wärmetauscher erfaßt wird. Die Kanalführungen 10 besitzen einen in vertikaler Richtung länglichen Querschnitt, so daß relativ große Wärmetauscherwände entstehen, die insgesamt eine große Wärmetauscnerfläche darstellen. Der durchströmende Frischluftstrom wird damit wirkungsvoll erwärmt.

Wie Fig.3 zeigt, sind an dem Kopfstück 11, in dem die austretenden Rauchgase umgelenkt und den Kanalführungen 10 zugeführt werden. Deckel 16 vorgesehen, die abnehmbar sind und einen Zugang zu den Kanalführungen ermöglichen, wenn diese gereinigt werden sollen.

Im vorderen Bereich des Wärmetauschers ist die Abzugsöffnung 12 angeordnet, über die die Rauchgase, nachdem sie die Kanalführungen 10 durchsetzt haben, deiü Abzug bzw. Kamin zugeleitet werden.

Je nach Ausmessungen des Ofens können mehrere Kanalführungen 10 über- bzw. nebeneinander angeordnet werden, wobei der Abstand zwischen den einzelnen Kanalführungen jeweils so bemessen ist, daß relativ geringe Luftdurchtrittsquerschnitte entstehen.

Insgesamt läßt sich mit einem derartigen Wärmeaustauscher ohne Zuhilfenahme von zusätzlichen Ventilatoren allein durch Konvektion ein hoher Tauscherwirkungsgrad erreichen, was mit den bekannten Ofeneinrichtungen nicht möglich war.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ofeneinsatz, insbesondere für einen Kachelofen, mit einer Brennkammer, aus der Rauchgase über einen Wärmetauscher einem Abzug zugeleitet werden sowie mit Frischluft-Ansaugöffnungen (6) im Bereich der Brennkammer, an der die Frischluft erwärmt wird und am Wärmetauscher entlang zur oberen Ofenaustrittsöffnung gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase aus der Brennkammer (3) entlang einem sich in vertikaler Richtung nach oben und in den Bereich des Wärmetauschers (8) hinein erstreckenden Kammeraufsatz (4) geführt werden, der über einen Auslaßstutzen (13) an den Ansatz (14) eines Kopfstückes (11) des Wärmetauschers (8) mündet, von welchem sich neben- und übereinander angeordnete, jeweils einen Abstand zwischen sich belassende Kanalführungen (10) für die Rauchgase zu dem vorderen Bereich des Wärmetauschers (8) erstrecken, und daß diese Kanalführungen (10) so zueinander und zu den sie umgebenden Wänden angeordnet sind, daß sie für die zwischen ihnen durchströmende Frischluft Öffnungen bilden, die im Vergleich zu den Ansaugöffnungen (6) einen kleinen Querschnitt besitzen.

2. Ofeneinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnungen (6) an der Unterseite des Ofens (1) unterhalb der Brennkammer (3) angeordnet sind.

3. Ofeneinsatz nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kanalführungen (10) der Brennkammertiefe entspricht.

4. Ofeneinsatz nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (8) in seinem vorderen Bereich an die Rauchgas-Abzugöffnung (12) angeschlossen ist.