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Brennkammer
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Die Erfindung betrifft eine Brennkammer mit einem Boden, mindestens
einer Öffnung und mindestens einem Rauchsammler, der mit dem Rauchgaszug verbindbar
ist. Derartige Brennkammern finden bei Öfen, insbesondere Kachelöfen, sowie offenen
Kaminen Anwendung.
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Offene Kamine, Kaminöfen und teilweise auch Kachelöfen besitzen den
Nachteil, daß die in den verfeuerten Brennstoffen inne-wohnende Energie nur zu einem
geringen Teil zur Raumheizung ausgenutzt wird, weil ein Großteil der Wärme mit den
Rauchgasen aus dem der Brennkammer nachgeschalteten Rauchgaszug entweicht. So beträgt
die Energieausnutzung bei normalen offenen Kaminen nur 10 bis 15%. Kachelöfen neuerer
Bauart erreichen zwar eine wesentlich günstigere Energieausnutzung.
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Voraussetzung hierfür ist jedoch eine verhältnismäßig aufwendige Konstruktion
des gesamten Ofens.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkammer der eingangs
beschriebenen Art zu schaffen, die auch nachträglich in vorhandene offene Kamine
und Kaminöfen eingesetzt werden kann und die eine erheblich günstigere Energieausnutzung
bewirkt, ohne daß der optische Eindruck des offenen Feuers wesentlich beeinträchtigt
wird.
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Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Öffnung der Brennkammer mittels eines Bauteils aus durchsichtigem
Material, vorzugsweise Glas, rauchgasdicht abschließbar ist, daß eine feinfühlig
regulierbare Eintritts öffnung für die Verbrennungsluft vorgesehen ist und daß eine
zwischen dem Rauchgassamnler der Brennkammer und dem Rauchgaszug angeordnete Abschlußklappe
in eine Zwischenstellung überführbar ist, in der der Austrittstutzen des Rauchsammlers
mit einem zusätzlichen Rauchgaskanal verbunden ist, dessen Ende an den Rauchgaszug
angeschlossen ist.
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Mit diesem erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß nach einem
Anheizvorgang bei vollständig geöffneter Abschlußklappe die Rauchgase zwecks Energierückgewinnung
über den zusätzlichen Rauchgaskanal geführt werden, wodurch sie den größten Teil
der in ihnen vorhandenen Wärme durch Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung zum Zwecke
der Raumheizung abgeben. Zu diesem Zweck ist es lediglich erforderlich, die Abschlußklappe
in eine Zwischenstellung zu überführen. In dieser Zwischenstellung wird durch den
rauchgasdichten Abschluß der Brennkammeröffnung mittels des durchsichtigen Bauteils
dafür gesorgt, daß keine Rauchgase aus der Brennkammer, deren Rauchgassammler oder
dem nachgeschalteten Rauchgaskanal in den zu beheizenden Raum austreten können,
weil ein Abzug der Rauchgase auch in dieser Zwischenstellung der Abschlußklappe
nur in den Rauchgaszug möglich ist. Die an sich bekannte feinfühlig regulierbare
Eintrittsöffnung für die Verbrennungsluft sorgt während des normalen Betriebs der
Brennkammer dafür, daß die Verbrennungsgeschwindigkeit der vorzugsweise festen Brennstoffe
über die Zufuhr der Verbrennungsluftmenge so geregelt werden kann, daß die Brennkammer
mit einem optimalen Luftverhältnis betrieben wird. Durch einen völligen Abschluß
der Eintrittsöffnung für die Verbrennungsluft kann am Ende des Verbrennungsvorgangs
dafür gesorgt werden, daß auch die in der Brennkammer gespeicherte Wärme nicht durch
den nachgeschalteten Rauchgaszug verloren geht, sondern im wesentlichen der Raumheizung
zugutekommt.
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Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Brennkammer nicht nur
nachträglich zum Umbau vorhandener offener Kamine und Kaminöfen verwendet werden,
sondern auch bei der Herstellung neuer Kamine und Kaminöfen. Die Brennkammer wird
vorzugsweise als Baueinheit gefertigt, so daß eine kostengünstige Herstellung größerer
Serien möglich ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Abschlußklappe
in einem Verteilergehäuse angeordnet, das außer mit einem Austrittsstutzen des Rauchsammlers
und einem Eintrittstutzen des Rauchgaszuges mit zwei Anschlußstutzen für den Anfang
und das Ende des zusätzlichen Rauchgaskanals versehen ist. Hierdurch läßt sich auch
dieser Bestandteil der erfindungsgemäßen Brennkammer günstig herstellen und entsprechend
den jeweiligen Gegebenheiten raumsparend unterbringen.
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Das die Öffnung der Brennkammer rauchgasdicht abschließende Bauteil
ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung mit einer federnden Dichtung versehen,
mit deren Hilfe es gegenüber einem die Öffnung' der Brennkammer umgebenden Rahmen
rauchgasdicht abschließbar ist. Selbstverständlich ist es bei offenen Kaminen, die
an mehreren Seiten, beispielsweise an gegenüberliegenden Seiten oder über Eck mit
Öffnungen versehen sind, ohne Schwierigkeiten möglich, mehrere Bauteile aus durchsichtigem
Material für den rauchgasdichten Abschluß einzusetzen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Bauteil
einen Rahmen zur rauchgasdichten Aufnahme einer durchsichtigen Scheibe auf, an dem
eine federnde Dichtung angeordnet ist. Die Dichtung kann erfindungsgemäß aus einem
Metallstreifen bestehen, dessen Dichtkante federnd ausgebildet ist, beispielsweise
durch Eigenfederung des Materials oder durch Verwendung einer speziellen Dichtlippe.
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Der zwecks Rückgewinnung der in den Rauchgasen enthaltenen Wärme vorgesehene
zusätzliche Rauchgaskanal kann als Wärmetauscher zur Aufheizung von Umluft, von
Wärmespeicherelementen und/oder von Wärmeabstrahlelementen ausgebildet sein.
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Hierbei ist es ohne weiteres möglich, den zusätzlichen Rauchgaskanal
getrennt von der eigentlichen Brennkammer und gegebenenfalls auch außerhalb desjenigen
Raumes anzuordnen, in dem der mit der Brennkammer versehene Kamin bzw. Kaminofen
aufgestellt ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umgibt jedoch
der zusätzliche Rauchgaskanal die Brennkammer ringförmig.
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Um dem zusätzlichen Rauchgaskanal eine möglichst große Oberfläche
zu geben, wird mit der Erfindung schließlich vorgeschlagen, den die Brennkammer
umgebenden Rauchgaskanal mit einem flachen Rechteckquerschnitt auszuführen.
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Mit der erfindungsgemäßen Brennkammer besteht die Möglichkeit, offene
Kamine und Kaminöfen in vollwertige Heizungen mit optimaler Ausnutzung der den Brennstoffen
innewohnenden Energie umzuwandeln, ohne daß es teurer und aufwendiger Umbauarbeiten
bedarf und ohne den Anblick einer offenen Feuerstelle negativ zu beeinträchtigen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Brennkammer dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der
von einem zusätzlichen Rauchgaskanal umgebenen Brennkammer, Fig. 2 einen senkrechten
Schnitt durch die Brennkammer gemäß Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie
III-III in Fig. 2,
Fig. 4 einen in vergrößerter Darstellung gezeichneten
Schnitt durch einen die Öffnung umgebenden Rahmen und das diese Öffnung verschließende
Bauteil und Fig. 5 eine perspektivische Ansichieines eine Abschlußklappe enthaltenden
Verteilergehäuses als separates Bauteil.
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Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Brennkammer wird beim Ausführungsbeispiel
durch eine Rückwand 1, zwei Seitenwände 2, einen mit einem Rost 3 versehenen Boden
4 und einen Rauchsammler 5 gebildet, wobei die aus feuerfestem Material bestehenden
Bauteile 1, 2 und 4 in einem einstückig mit dem Rauchsammler 5 ausgeführten Blechgehäuse
angeordnet sind. Unterhalb des Bodens 4 ist ein Aschenkasten 6 angeordnet, der nach
vorn herausgenommen werden kann, wobei diese Entnahmeöffnung des Asehekastens 6
rauchgasdicht abschließbar ist. Das die voranstehend erwähnten Bauteile umschließende
Gehäuse 7 ruht auf Standfüßen 8.
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Die beim Ausführungsbeispiel nach vorn weisende Öffnung der Brennkammer
ist durch ein Bauteil 10 rauchgasdicht abschließbar, das im Querschnitt anhand eines
Ausführungsbeispiels vergrößert in Fig. 4 gezeichnet ist und mit einem die Öffnung
umgebenden Frontrahmen 9 zusammenwirkt.
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Wie Fig. 4 erkennen läßt, umfaßt das Bauteil 10 einen rechteckigen
Tragerahmen 11 mit etwa quadratischem Hohlquerschnitt, an dessen Außenseite ein
L-förmiger Halterahmen 12 derart befestigt ist, daß zwischen den parallel zur Hauptfläche
des Bauteils 10 liegenden Schenkeln der beiden Teile 11 und 12 eine Scheibe 13 ausdurchsichtigem
Material, vorzugsweise feuerfestem Glas gelagert wird. Diese
Scheibe
13 ist mittels einer feuerbeständigen Scheibendichtung 14 gasdicht zwischen dem
Tragrahmen 11 und dem Halterahmen 12 eingespannt.
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Auf dem dem Frontrahmen 9 der Brennkammer zugewandten Schenkel des
Halterahmens 12 ist beim Ausführungsbeispiel eine metallische Dichtung 15 angeordnet,
welche den Spalt zwischen dem Frontrahmen 9 und dem Bauteil 10 rauchgasdicht abschließt,
wenn das Bauteil 10 in geeigneter Weise an der Brennkammer befestigt wird. Diese
Befestigung kann durch geeignete Elemente, beispielsweise in der Art einer schwenkbaren
Tür oder einer abnehmbaren Klappe erfolgen, wobei durch Knebel oder Hebel eine gewisse
Anpreßwirkung des Bauteils 10 gegen den Frontrahmen 9 erzielt wird.
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An der Frontseite der Brennkammer ist - wie in Fig. 3 angedeutet -oberhalb
des Aschekastens 6 eine feifühlig regulierbare Eintrittsöffnung 16 für die Verbrennungsluft
vorgesehen. Hierbei handelt es sich um ein an sich bekanntes Bauteil, so daß auf
eine detaillierte Darstellung verzichtet wurde.
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Oberhalb des Rauchsammlers 5 ist eine Abschlußklappe 17 angeordnet,
die in drei verschiedenen Stellungen festlegbar ist, wie dies am besten in Fig.
2 zu erkennen ist. In der mit strich-punktierten Linien dargestellten Schließstellung
verschließt die Abschlußklappe 17 die Verbindung zwischen dem Rauchsammler 5 und
dem Rauchgaszug 18. In dieser Stellung der Abschlußklappe 17 ist die Brennkammer
geschlossen, beispielsweise nach Beendigung eines Heizvorganges, um die insgesamt
gespeicherte Wärme nicht durch den an einen Kamin angeschlossenen Rauchgaszug 18
ungenutzt abzuziehen. In der mit gestrichelten Linien dargestellten Offenstellung
der Abschlußklappe 17 besteht eine direkte und ungedrosselte Verbindung zwischen
dem Rauchsammler 5 und dem Rauchgaszug 18. In dieser Stellung der
Abschlußklappe
17 werden die Brennstoffe entzündet, und zwar vorzugsweise bei geöffnetem Bauteil
10 bzw. vollständig geöffneter Eintrittsöffnung 16 für die Verbrennungsluft.
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Wenn die Abschlußklappe 17 in die in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien
dargestellte Zwischenstellung gebracht wird, verhindert sie einen unmittelbaren
Eintritt der in den Rauchsammler 5 aufsteigenden heißen. Rauchgase in den Rauchgaszug
18. Sie verbindet stattdessen den. Rauchsammler 5 mit dem Anfang eines zusätzlichen
Rauchgaskanals 19, der beim Ausführungsbeispiel einen flachen rechteckigen Querschnitt
besitzt und die vom Gehäuse 7 umgebende Brennkammer ringförmig umgibt. Das Ende
dieses zusätzlichen Rauchgaskanals 19 wird in der Zwischenstellung. der Abschlußklappe
17 mit dem Rauchgaszug 18 verbunden, so daß die im Rauchsammler 5 anstehenden heißen
Rauchgase nach Durchströmen des gesamten Rauchgaskanals 19 in den Rauchgaszug 18
gelangen. Beim Durchströmen des zusätzlichen Rauchgaskanals 19 geben die heißen
Rauchgase den größten Anteil ihrer Wärme an das Material des zusätzlichen Rauchgaskanals
19 ab, so daß die Rauchgase mit verhältnismäßig niedriger Temperatur in den Rauchgaszug
18 eintreten.
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Die an das Material des Rauchgaskanals 19 abgegebene Wärme, die eine
erhebliche Verbesserung des Wirkungsgrades der Brennkammer darstellt, wird in geeigneter
Weise zur Raumheizung benutzt.
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Dies kann entweder dadurch geschehen, daß der aufgeheizte Rauchgaskanal
19 zur Erwärmung von Umluft oder zur Erwärmung von Speicherelementen benutzt wird,
welche die den Rauchgasen entzogene Wärme langsam unQgleichmäßig an den aufzuheizenden
Raum abgeben. Bei diesen Speicherelementen kann es sich beispielsweise um Kacheln,
um Eisenplatten oder andere Verkleidungen der Brennkammer handeln, die nicht zwangsläufig
in demjenigen Raum aufgebaut sein müssen, in dem sich die eigentliche Brennkammer
befindet.
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Zu diesem Zweck ist es lediglich erforderlich, den zusätzlichen Rauchgaskanal
19 in einer anderen als der in den Zeichnungen dargestellten Weise zu verlegen und
beispielsweise ganz oder teilweise durch einen angrenzenden Raum zu führen.
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In den Fig. 2 und 3 sind Reinigungsverschlüsse 20 in den unteren Umlenkungen
des zusätzlichen Rauchgaskanals 19 angedeutet. Die Fig. 2 läßt weiterhin erkennen,
daß der zusätzliche Rauchgaskanal 19 durch ineinandergesteckte Einzelteile gebildet
werden kann, so daß er auf besonders einfache Weise montierbar ist.
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In Fig. 5 ist schließlich ein Verteilergehäuse 21 dargestellt, welches
als separates Bauteil ausgebildet ist und eine mit einem Betätigungshebel 22 verbundene,
auf der Zeichnung nicht erkennbare Abschlußklappe enthält. Dieses Verteilergehäuse
21 besitzt außer einem Austrittsstutzen 21a für den Rauchsammler 5 und einem Eintrittstutzen
21b für den Rauchgaszug 18 zwei Anschlußstutzen 21c für den Anfang und das Ende
des zusätzlichen Rauchgaskanals 19.
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Unter Verwendung des in Fig. 5 dargestellten Verteilergehäuses 21
ist es auf besonders einfache Weise möglich, den zusätzlichen Rauchgaskanal 19 unabhängig
von der Brennkammer auszubilden und unterzubringen.