DE3927803C2 - Heizvorrichtung für feste Brennstoffe, insbesondere Kachelofeneinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für feste Brennstoffe, insbesondere einen Kachelofeneinsatz, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen Heizvorrichtungen, insbesondere bei Kachelofeneinsätzen, die beispielsweise mit Braunkohlebriketts oder Holz als festem Brennstoff beschickt werden, besteht das Problem, daß sich schon nach kurzer Zeit auf den Innenwandungen des Feuerraums, der in der Regel mit Schamottesteinen ausgekleidet ist, eine Rußschicht ablagert, die bei dem für derartige Heizvorrichtungen üblichen, über längere Zeiträume durchgeführten Teillastbetrieb noch zunimmt. Hinzu kommt noch, daß in der Anheizphase bei noch kaltem Feuerungsraum und auch noch bei kaltem Kamin sich ein erheblicher Rußniederschlag im Kamin bildet.

Aus dem DE-GM 87 01 216 ist ein Kachelofeneinsatz der gattungsgemäßen Art bekannt, bei dem oberhalb des Feuerraumes und unmittelbar unterhalb des Rauchsammlers über den gesamten Querschnitt des Feuerraumes sich erstreckend, mehrere schmale Rechteckplatten mit Abstand zueinander und hochkant stehend, angeordnet. Die Schmalseiten dieser hochkant stehenden Platten liegen in einer Ebene und begrenzen nach oben den Feuerraum. Die Zwischenräume zwischen den einzelnen Platten bilden den Rauchgasdurchtritt. Da die dem Rost zugekehrten Seitenflächen der Platten sehr schmal sind, ergibt sich im Betrieb und erst recht in der Anheizphase nur eine ungenügende Wärmerückstrahlung in Richtung auf den Rost. Da die durch die Platten definierten Durchtrittsöffnungen vertikal verlaufen, erfolgt praktisch keine Umlenkung der heißen Rauchgase, so daß hier auch in der Anheizphase die Aufwärmung der plattenförmigen Körper verlangsamt ist.

Aus der US-PS 1 640 937 ist ferner ein Kamineinsatz bekannt, dessen nach vorne offener Feuerraum im Bereich der beiden Seitenwände und der Rückwand mit Abstand von einer weiteren Wandung umgeben ist, die Strömungskanäle bilden und die oberhalb des Rostes in mehrere parallele von hinten ausgehend schräg nach oben verlaufende Wärmetauscherkanäle für Warmluft bilden. Diese Ummantelung des Feueerraumes bildet insgesamt einen Wärmetauscher für die anzusaugende Raumluft, so daß oberhalb der Feuerraumöffnung die angesaugte Luft aufgewärmt in den Raum entlassen wird. Die oberhalb des Rostes zwischen den einzelnen Kanälen verbleibenden im wesentlichen vertikal ausgerichteten Durchtrittsöffnungen für die heißen Rauchgase begrenzen seitlich die als Wärmetauscherflächen ausgebildeten Seitenwände der Durchtrittskanäle. Diese Anordnung ist aus einem gut wärmeleitenden Material hergestellt, so daß hier fortlaufend Wärme abgezogen und nicht gespeichert wird. Wegen der Wärmeabnahme durch die zu erzeugende Warmluft und der geringen Wärmespeicherkapazität erfolgt praktisch keine Wärmerückstrahlung in Richtung auf den Rost. Eine Umlenkung der heißen Rauchgase erfolgt hierbei praktisch nicht. Infolgedessen ist insbesondere im Teillastbetrieb die Verhinderung von Schwelvorgängen beim Nachlegen von neuem Brenngut und die Bildung von Rußablagerungen nicht zu verhindern.

Aus der DE-OS 37 05 153 ist ein Feuerungsofen herkömmlicher Bauart bekannt, bei dem der Feuerungsraum gegenüber der Rauchabzugsöffnung durch eine schräggestellte Trennplatte abgedeckt ist, die im Bereich der Ofenrückwandung mehrere vertikal ausgerichtete schlitzförmige Durchtrittsöffnungen aufweist. Durch die Trennplatte mit den schlitzförmigen Durchtrittsöffnungen wird im Bereich der Rauchabzugsöffnung ein Nachverbrennungsraum gebildet, in den von der Ofenrückseite her mit einer Regelklappe versehene Düsen zur Zufuhr von Sekundärluft angeordnet sind. Der Nachteil dieser Anordnung besteht insbesondere darin, daß der Nachverbrennungsraum für den Ausbrand der CO-Anteile im Abgas außerhalb des eigentlichen Feuerungsraumes liegt und damit weder zur Erhöhung der Heizleistung noch zur Verbesserung des Ausbrandes wirksam beitragen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Gestaltung des Feuerungsraumes die Heizleistung und den Ausbrand zu verbessern, aber auch die Bildung von Rußniederschlägen weitgehend zu verhindern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst. Diese Gestaltung des Feuerungsraumes hat den Vorteil, daß ohne eine nennenswerte Verkleinerung des Feuerungsraumes, wie es für Heizeinrichtungen, die mit Holz als festem Brennstoff beschickt werden, wünschenswert ist, eine sehr viel bessere Rauchgasführung im Feuerungsraum erzielt wird. Überraschend hat sich nun gezeigt, daß durch die Anordnung des Umlenkkörpers im Deckenbereich sich ein gleichmäßiger Durchbrand des Brennstoffes über die gesamte Rostfläche ergibt, und darüber hinaus während der Anheizphase sich zunächst der Ruß an der Feuerraumwandung und insbesondere am Umlenkkörper niederschlägt, daß aber bei Erreichen der Betriebstemperatur, selbst bei Teillast, diese Rußablagerungen selbsttätig abbrennen. Bei entsprechender Optimierung von Form und Lage des Umlenkkörpers sind die Innenwandungen des Feuerungsraumes einschließlich die Oberfläche des Umlenkkörpers wieder völlig rußfrei. Dies ist einmal darauf zurückzuführen, daß durch die Anordnung des Umlenkkörpers sich im Feuerungsraum die Strömungsverhältnisse der Rauchgase einerseits und der Zustrom der Verbrennungsluft durch den Rost andererseits so einstellen, daß die sonst übliche, in der Hauptsache in der Rostmitte stattfindende Verbrennung, schon nach kurzer Zeit auch die Randzonen erfaßt, so daß die feuerfeste Auskleidung der Seitenwandung des Feuerungsraumes in kurzer Zeit Betriebstemperatur erhält. Selbst bei nur geringem Luftüberschuß, zumal bei der erzwungenen Randgängigkeit der durch den Rost hindurchströmenden Verbennungsluft wird nach kurzer Zeit die sich während der Anheizphase bildende Rußablagerung abgebrannt. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn der Umlenkkörper aus einem feuerwiderstandsfähigen Material mit Wärmespeicherfähigkeit, beispielsweise einem Schamottematerial hergestellt ist. Der Umlenkkörper nimmt dann nicht nur in erheblichem Maße aus den aufsteigenden Rauchgasen Wärme auf, sondern strahlt auch nach Abschluß der Anheizphase in erheblichem Maße Wärme in den Feuerungsraum einerseits und auch gegen die Seitenwandungen ab, wobei zusätzlich noch eine Reflexionswirkung eintritt, so daß sehr schnell die für den Rußabbrand erforderliche Zündtemperatur erreicht wird, zugleich jedoch auch die Randzonen des auf dem Rost liegenden Brennstoffbettes zusätzlich aufgeheizt werden, so daß auch hier nach kürzester Zeit ein Abbrand stattfindet. Dadurch, daß aufgrund der Anordnung des Umlenkkörpers die Feuerraumwandungen in verhältnismäßig kurzer Zeit auf Betriebstemperatur gebracht werden, ergibt sich als weiterer Vorteil eine verbesserte Heizleistung, da insbesondere bei Kachelofeneinsätzen die meist aus Gußeisen hergestellten, mit der feuerfesten Auskleidung versehenen Feuerraumwände mit ihrer Außenfläche als Wärmeaustauscher für die aufzuheizende Heizungsluft dienen. In seiner ein­ fachsten Form kann der Umlenkkörper balkenförmig ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es auch, wenn der Umlenkkörper mit Abstand zur Deckenwandung angeordnet ist. Hierbei können die Rauchgase den Umlenkkörper umströmen, so daß ein guter Wärmeübergang gewährleistet ist.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn der Umlenkkörper für den Rauchgasdurchtritt mit mehreren Durchtrittskanälen versehen ist, die den Feuerungsraum mit dem Zwischenraum zwischen Umlenkkörper und Deckenwandung verbinden. Diese Anordnung bewirkt, daß in der Anheizphase bei noch kaltem Umlenkkörper die überwiegend mit Luft vermischten, praktisch noch kalten Rauchgase einschließlich der Rauchpartikel den Umlenkkörper durchströmen, wobei durch die flächenhafte Sogwirkung sich der Brand innerhalb kurzer Zeit über die gesamte Rostfläche ausdehnt. An der noch kalten Ofenausmauerung und an den noch kalten Umlenkkörper lagern sich dann weitgehend die in den Rauchgasen enthaltenen Rußpartikel und andere brennbare Bestandteile der Rauchgase an, die somit im Feuerungsraum verbleiben und nicht in den Abzugskamin gelangen. Mit zunehmender Aufheizung des Umlenkkörpers heizen die durch die Durchtrittskanäle strömenden Rauchgase diesen von "innen" auf, so daß der Umlenkkörper innerhalb sehr kurzer Zeit die Betriebstemperatur erreicht, eine Temperatur, die so hoch ist, daß bei entsprechender Sauerstoffzufuhr die abgelagerten Rußteilchen verbrennen. Die Durchtrittskanäle im Umlenkkörper führen hierbei schon nach Erreichen einer bestimmten mittleren Temperatur dazu, daß die Rauchgase im Feuerungsraum oberhalb des Rostes gleichmäßig nach oben strömen, wobei entsprechend auch die Verbrennungsluftzufuhr durch den Rost ebenfalls über die gesamte Rostfläche vergleichmäßigt ist. Die damit vorgegebene Anordnung des Umlenkkörpers führt auch zu einer verstärkten Wärmerückstrahlung auf das Brennstoffbett, so daß hier die Abbrandverhältnisse verbessert werden. Dies ist vor allem dann gegeben, wenn während des Heizbetriebes neuer Brennstoff nachgelegt wird. Durch die intensive Wärmerückstrahlung von oben durch den Umlenkkörper wird der neu nachgelegte Brennstoff sehr viel schneller aufgeheizt und auf Zündtemperatur gebracht, so daß Schwelvorgänge weitgehend unterbunden werden, wie sie insbesondere bei der Verwendung von Holzbrennstoff auftreten.

In zweckmäßiger Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Durchtrittskanäle geneigt verlaufen. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn wenigstens zwei Reihen von parallel verlaufenden Durchtrittskanälen versehen sind, die von der Beschickungsseite aus gesehen nach hinten und schräg nach oben verlaufend ausgerichtet sind.

In weiterer Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß der Umlenkkörper auf seiner dem Rost zugekehrten Fläche mit wenigstens zwei parallel und quer zu den Durchtrittskanälen verlaufenden Ausnehmungen versehen ist und daß wenigstens ein Teil der Durchtrittskanäle in wenigstens einer der Ausnehmungen ausmündet. Bei einer derartigen Ausbildung, wobei die Ausnehmungen im Querschnitt gewölbt oder in etwa V-förmig ausgebildet sein können und die Neigungen der Seitenwandungen der nach unten offenen V-förmigen Ausnehmungen in etwa 45° beträgt, ergibt sich eine intensive und gleichmäßige Wärmerückstrahlung auf das Brennstoffbett, die die gesamte Rostfläche erfaßt. Zugleich ist hierdurch die strahlende Oberfläche vergrößert, wobei infolge der Neigung ein Teil der Strahlung auch gegen die Feuerraumrückwand erfolgt, so daß hier ebenfalls schon nach relativ kurzer Zeit eine entsprechende Aufheizung der Rückwand erfolgt.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Umlenkkörper um eine horizontale Achse nach unten schwenkbar mit den beiden Seitenwandungen verbunden ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß zu Reinigungszwecken eine entsprechende Verriegelung gelöst werden kann und der Umlenkkörper nach unten abgeschwenkt werden kann, so daß auch die Oberseite von etwa vorhandener Flugasche gereinigt werden kann. Bei entsprechender Abmessung des Zwischenraums zwischen der Oberseite des Umlenkkörpers und der Deckenwandung des Feuerraums und bei entsprechend glattflächiger Gestaltung der Oberfläche ergibt sich jedoch hier eine so hohe Strömungsgeschwindigkeit, daß es praktisch nicht zu Ablagerungen kommt und eine Reinigung nur in Sonderfällen, insbesondere bei der Verwendung ungeeigneter Brennstoffe notwendig ist.

In zweckmäßiger Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß die Ausnehmungen am Umlenkkörper zumindest an der vorderen Innenwandung des Feuerungsraumes oberhalb der Beschickungsöffnung dicht anliegen und parallel zur Vorderwand verlaufend gewölbt ausgebildet sind. In Verbindung mit der üblicherweise über eine in der Beschickungstür liegenden einstellbaren Sekundärluftzufuhr ergibt sich hier ein Nachverbrennungsraum für den noch brennbaren Teil der Abgase. In der Wölbung bildet sich ein Gaswirbel aus, in dem sich die im Frontbereich aufsteigenden Abgase mit zusätzlicher Verbrennungsluft vermischen. Dieses brennbare Gasgemisch strömt an dem heißen Umlenkkörper vorbei, wird aufgeheizt und brennt noch innerhalb des Feuerungsraumes ab. Versuche haben gezeigt, daß durch diese Maßnahme insbesondere der Abbrand von CO im Abgas verbessert wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist für die Heizvorrichtung, insbesondere bei einem Umlenkkörper, der an allen Seitenwandungen des Feuerungsraumes anliegt und der zumindest im Bereich der Rückwand des Feuerungsraumes wenigstens eine unterhalb des Umlenkkörpers einmündende Eintrittsöffnung für Zusatzluft aufweist, vorgesehen, daß die Eintrittsöffnung im Durchtrittsquerschnitt einstellbar ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sowohl im vorderen Bereich, wo ohnehin eine Sekundärluftzufuhr vorhanden ist, als auch im ebenfalls mit einer gewölbten Ausnehmung versehenen hinteren Bereich unterhalb des Umlenkkörpers Sekundärluft in den Feuerungsraum eingeführt wird und ein Gaswirbel entsteht, so daß praktisch ein vollständiger Ausbrand des CO im Abgas noch innerhalb des Feuerungsraumes unter optimalen Bedingungen erfolgt und zugleich die Heizleistung noch etwas verbessert wird. Durch den verbesserten CO-Abbrand wird außerdem der Schadstoffgehalt des Abgases reduziert.

Zweckmäßigerweise werden mehrere Eintrittsöffnungen horizontal nebeneinander und mit Abstand zueinander angeordnet. Die Anordnung eines Stellschiebers erlaubt eine Anpassung an unterschiedliche Betriebszustände. Bei der Anordnung von mehreren Eintrittsöffnungen ist vorteilhaft eine außenliegende Verteilkammer mit Ansaugöffnungen und Schiebereinrichtung vorgesehen. Eine zweckmäßige Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Eintrittsöffnungen düsenartig ausgebildet sind und zumindest im Bereich der Rückwand nach unten geneigt in den Feuerungsraum einmünden. Hierdurch wird die Ausbildung des Gaswirbels in der hinteren Wölbung noch verbessert und infolge der intensiven Durchmischung der Abgase mit der Sekundärluft ein nahezu vollständiger Ausbrand erreicht und die Schadstoffbelastung des Abgases auf ein Minimum reduziert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 8 bis 15 angegeben.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine als Kachelofeneinsatz vorgesehene Heizvor­ richtung,

Fig. 2 einen Schnitt gem. der Linie II-II in Fig. 1 durch einen Umlenkkörper,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform für einen Umlenkkörper,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform für den Umlenkkörper mit einer Ausführungsform für einen einstellbaren Sekundärlufteinlaß,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Umlenkkörpers.

Der in Fig. 1 dargestellte Kachelofeneinsatz 1 ist mit einer Frontplatte 2 versehen, die eine Beschickungstür 3, eine Feuerungstür 4 sowie eine Aschentür 5 trägt. Mit der Front­ platte 2 ist ein vorzugsweise aus Grauguß hergestellter Feuerraumkörper 6 verbunden, der auf seiner Außenseite mit hier nicht näher dargestellten, vertikal verlaufenden Rippen als Wärmeübertragungsflächen für die aufzuheizende Luft versehen ist. Die Luft wird in der für Kachelöfen mit Ein­ satz üblichen Weise am Feuerraumkörper 6 vorbeigeführt.

Auf der Innenseite sind die senkrechten Wandungen des Feuer­ raumkörpers 6 mit Steinen 7 aus einem feuerfesten Material, beispielsweise Schamotte abgedeckt. Der so umschlossene Feuerraum 8 ist nach oben durch eine Deckenwandung 9 abge­ schlossen, die mit einer Rauchabzugsöffnung 10 zum Anschluß an den Kamin versehen ist. Nach unten ist der Feuerraum 8 durch einen Rost 11 üblicher Bauart abgeschlossen, unter dem sich der Aschenraum mit dem Aschenkasten 12 befindet.

Im Feuerraum 8 ist nun mit verhältnismäßig geringem Abstand unterhalb der Deckenwandung 9 und in etwa mittig oberhalb des Rostes 11 ein Umlenkkörper 13 angeordnet, der zu beiden Seiten an der Ausmauerung der Seitenwandungen anliegt, jedoch mit seiner rückwärtigen Kante 14 mit Abstand zur Innenfläche 15 der Ausmauerung 7 der Rückwand endet. Ebenso endet der Stein mit seiner Vorderkante 16 mit Abstand zur Innenwandung der Vorderplatte 2. Optimale Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn der Umlenkkörper 13 allseitig an der Ausmauerung des Feuerraumes 8 anliegt.

Zwischen der Oberseite 17 des Umlenkkörpers und der Deckenwandung 9 verbleibt ein Zwischenraum 18, der so bemessen ist, daß senkrecht gemessen zur Oberfläche 17 der verbleibende freie Strömungsquerschnitt mindestens so groß ist wie der freie Strömungsquerschnitt der Rauchabzugsöffnung 10. Die Fläche 17 des Umlenkkörpers 13 ist hierbei im wesentlichen glattflächig gestaltet, wobei sie zweckmäßigerweise in bezug auf die dargestellte Schnittebene leicht gekrümmt ausgebildet ist, so daß sich hier günstige Strömungsverhältnisse ergeben.

Der Umlenkkörper 13 ist an den beiden Seitenwandungen des Feuerraumes festgelegt, beispielsweise über vier Tragbolzen 19 und 20, wobei die beiden vorderen Tragbolzen lösbar ausgebildet sind, so daß nach dem Lösen der vorderen Tragbolzen 20 der Umlenkkörper 13 um einen entsprechenden Winkel nach unten heruntergeschwenkt werden kann, so daß seine Oberfläche 17 über die Beschickungsöffnung 3 zu Reinigungszwecken zugänglich ist.

Wie der Teilschnitt in Fig. 1 sowie der Schnitt gem. Fig. 2 zeigen, ist der Umlenkkörper 13 mit einer Vielzahl von parallelen Durchtrittskanälen 21 versehen, die nach hinten und schräg von unten nach oben verlaufend ausgerichtet sind.

Auf der Unterseite 22 ist der Umlenkkörper mit querlaufen­ den, dachförmigen Ausnehmungen 23 versehen, in die jeweils die Durchtrittskanäle 21 ausmünden.

Die eingezeichneten Pfeile zeigen den Strömungsverlauf der Rauchgase. Die unterbrochenen Pfeile zeigen hierbei den Strömungsverlauf beim Anheizvorgang, d.h. also noch bei kaltem Feuerungsraum, während die vollausgezogenen dünnen Pfeile den Strömungsverlauf der Rauchgase im Betriebszustand zeigen.

Durch die aus dem Vertikalschnitt in Fig. 1 ersichtliche Gestaltung des Umlenkkörpers 13 auf seiner Unterseite 22 ergibt sich nicht nur eine erhebliche Vergrößerung der Fläche, sondern auch eine verbesserte Wärmerückstrahlung. Die Neigung der Seitenwandungen der Ausnehmungen 23 verlau­ fen hierbei etwa unter einem Winkel von 30 bzw. 60°, wobei insbesondere die der Feuerraumrückwand zugekehrte Fläche 23′ ebenfalls schräg nach oben verlaufend ausgerichtet ist, so daß hier ein Teil der Wärmerückstrahlung unmittelbar gegen die Ausmauerung 7 der Rückwand gerichtet wird. Die Wärmerückstrahlung durch den Umlenkkörper einerseits und durch die vom Umlenkkörper erzwungene Führung der Rauchab­ gase, die praktisch eine nahezu gleichmäßige und senkrechte Durchströmung des gesamten Brennstoffbettes erzwingt, ergibt selbst bei einem über mehrere Tage durchgeführten Teillast­ betrieb, wie er insbesondere in der Übergangszeit als Dauer­ betrieb durchgeführt wird, noch eine so hohe Aufheizung der Feuerraumwandungen, daß keine Rußablagerungen auftreten können. Dieser Effekt tritt selbst dann ein, wenn ein Umlenk­ körper ohne die vorstehend beschriebenen Durchtrittskanäle eingesetzt wird. Durch die Anordnung der Durchtrittskanäle 23 wird jedoch die Umströmung des Umlenkkörpers noch verbes­ sert, wobei hierdurch insbesondere die Möglichkeit gegeben ist, den Umlenkkörper nahezu über die gesamte horizontale Querschnittsfläche des Feuerraums zu erstrecken. So genügt es beispielsweise bei einer Gasabzugsöffnung von 18 cm Durch­ messer, den Freiraum zwischen der Endkante 14 und der Innen­ fläche 15 auf der Rückseite nur 4 cm breit zu machen. Entspre­ chend ist auf der Vorderseite auch nur ein Freiraum von max. 10 cm notwendig. Bei einer Rostgröße von etwa 30× 50 cm wird dann der Umlenkkörper so hoch über der Rostfläche angeordnet, daß ein Abstand von etwa 40 cm vorhanden ist. Anstelle der gezeigten, versetzten Anordnung können die Durchtrittskanäle 21 auch so angeordnet sein, daß sie sich symmetrisch ergänzen. Da jeder einzelne Kanal für sich einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist, ergibt sich bei ansonsten in etwa gleichem Strömungsquerschnitt ein geringer Strömungswiderstand. Dies ist insbesondere für die nachste­ hend anhand von Fig. 3 beschriebene Ausführungsform von Bedeutung.

Bei der Ausführungsform gem. Fig. 3 ist der Umlenkkörper 13 mit seiner Vorderkante 25 bis an die vordere Innenwandung herangezogen, so daß als seitlicher Rauchgasdurchtritt, neben den Durchtrittskanälen 21, nur der Spalt 24 zur Feuerraumrückwand offen bleibt.

Die Vorderkante 25 endet oberhalb der Beschickungstür 3. In diesem Bereich weist der Umlenkkörper eine parallel zur Vorderwand verlaufende Wölbung 26 auf, deren hintere Kante 27 nach unten herabgezogen ist. Im Betrieb, insbesondere im Teillastbetrieb bei gedrosselter Primärluftzufuhr, bildet sich hier ein Abgaswirbel aus, in dem sich schon geringe, über die üblicherweise in der Beschickungstür enthaltene, hier nicht näher dargestellte Sekundärluftmengen (Pfeil 28) gut vermischen. Das so mit Luft angereicherte Abgas streicht nun an dem heißen Umlenkkörper vorbei und erreicht Brenntemperatur, so daß die in den Abgasen enthaltene brennbare Anteile noch ausbrennen, insbesondere CO bei Teillastbetrieb.

Bei der Ausführungsform gem. Fig. 4 ist der Umlenkkörper 13 auch am hinteren Ende bis an die Feuerraumwandung heran­ gezogen, so daß alle Abgase durch die entsprechend bemes­ senen Durchtrittskanäle 21 strömen. Durch diese Anordnung werden die Abbrand- und Temperaturverhältnisse im hinteren Feuerraumbereich noch verbessert.

Versuche mit der Heizeinrichtung haben beispielsweise bei Holz, aber auch bei Braunkohlenbriketts einen nahezu vollständigen Ausbrand des Brennstoffs ergeben. Bei Schwachabbrand wurde über einen Zeitraum von mehreren Stunden eine konstante Abgastemperatur im Schlot erreicht, was sonst nur bei flüssigen Brennstoffen üblich ist. Die CO-Werte waren bis auf die Anheizphase praktisch konstant niedrig, was Rückschlüsse auf einen nahezu vollständigen CO-Abbrand zuläßt.

Da aufgrund des besseren Ausbrandes sich eine höhere Feuer­ raumbelastung ergibt, müssen die die Auskleidung der Feuer­ raumwände des Umlenkkörpers, ggf. auch für den Rost, ent­ sprechend hochtemperaturbelastbare Materialien eingesetzt werden.

Bei der Anordnung gem. Fig. 4 sind zur Verbesserung des CO-Ausbrandes in der Feuerungsraumrückwand vorzugsweise mehrere Eintrittsöffnungen 29 für Zusatzluft in einer ho­ rizontalen Ebene nebeneinander angeordnet. Die Eintritts­ öffnungen 29 münden etwas unterhalb des Umlenkkörpers 13 in den Feuerungsraum ein. Die Anordnung der Eintrittsöff­ nungen 29 ist konstruktiv so gelöst, daß Rohrstücke 30 mit ihrem im Feuerraum 8 liegenden Ende mit einer Basisplatte 31 fest verbunden sind, so daß die Rohrstücke 30 durch entspre­ chende Bohrungen in der Rückwand des Feuerraumkörpers 6 und der feuerfesten Auskleidung von der Innenseite nur hin­ durchgeschoben zu werden brauchen. Derartige Bohrungen können nachträglich angebracht werden. Falls ein Auswechseln der feuerfesten Auskleidung erforderlich ist, ist es ohne weiteres möglich, die Basisplatte 31 mit ihren Rohrstücken 30 herauszuziehen und dann die Auskleidung zu wechseln. Die feuerfeste Auskleidung kann im Bereich der Durchführung der Rohrstücke 30 auch durch Stampfmasse gebildet werden, wobei dann die Basisplatte zugleich die innere Begrenzung für die Stampfmasse bildet. Die Basisplatte 31 ist an ihrem oberen Ende zweckmäßig in den Feuerraum hinein abgewinkelt, so daß die durch die Eintrittsöffnungen 29 eintretende Sekun­ därluft auch bei einem lose eingelegten Umlenkkörper eine einwandfreie Vermischung der aufsteigenden, CO-haltigen Abgase und der eingeführten Sekundärluft bewirkt wird und dieses mit Sekundärluft angereicherte Abgas dann gezielt bis in den Bereich des heißen Umlenkkörpers geführt wird und hier der CO-Abbrand erfolgen kann. Die Anordnung einer Basisplatte hat darüber hinaus den Vorteil, daß wegen der verhältnismäßig großen, im Feuerraum liegenden Fläche auch die durchgesteckten Rohrstücke sich aufheizen und so die eintretende Sekundärluft bis zu einem gewissen Grade vor­ gewärmt werden kann.

Die außerhalb liegenden Enden der Rohrstücke 30 können nun mit einer Schiebereinrichtung in Verbindung stehen, so daß durch Veränderung des freien Durchtrittsquerschnittes die Sekundärluftmenge an die verschiedenen Betriebszustände angepaßt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel sind die Rohrstücke 30 mit einer Verteilerkammer 32 verbunden, die mit wenigstens einer Ansaugöffnung versehen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ver­ teilerkammer 32 zugleich als Stelleinrichtung zur Verände­ rung der Durchtrittsquerschnitte der Eintrittsöffnungen 29 ausgebildet. Die Rohrstücke 30 münden hierzu in ein Außen­ rohr 33 ein, mit dem sie fest verbunden sind. Im Außenrohr 33 ist ein Innenrohr 34 koaxial und drehbar gehalten, wobei jeweils im Bereich der Einmündung der Rohrstücke 30 in das Außenrohr 33 in der Wandung des Innenrohres Öffnungen vorge­ sehen sind, die in etwa dem Querschnitt der Einmündungen entsprechen. Durch Verdrehen des Innenrohres 34 im Außen­ rohr 33 kann nun der Durchtrittsquerschnitt der Rohrstücke 30 bis hin zum vollständigen Verschluß verändert werden. Dies kann beispielsweise über einen mit dem inneren Rohr 34 verbundenen Hebel 35 ausgeführt werden, der über eine Zugstange 36 von der Vorderseite der Heizvorrichtung ver­ schwenkbar ist. Die Luftzufuhr in das Innenrohr kann in der Weise erfolgen, daß wenigstens ein Ende des Innen­ rohres nach außen offen ist, so daß die Luft seitlich zu­ strömen kann.

Zur Vereinfachung der Montage sind die Rohrstücke 30 unter­ teilt, wobei ein Teilstück mit der Basisplatte 31 und das andere Teilstück mit dem Außenrohr 33 verbunden ist. Die Durchmesser der Teilstücke sind so aufeinander abgestimmt, daß diese ineinandergesteckt werden können. Dies verein­ facht die Montage, da dann zunächst einmal die Basisplatte mit den daran befestigten Teilstücken von innen nach außen durchgesteckt werden kann und dann das Außenrohr mit den daran befestigten Teilstücken entweder auf die nach außen durchragenden Enden der von innen nach außen führenden Teil­ stücke aufgesteckt oder in diese eingesteckt werden kann. Wird die Verteilkammer bzw. das Außenrohr am Feuerraum­ körper 6 festgelegt, dann bietet diese Steckmontage darüber hinaus den Vorteil, daß die durch Temperaturänderungen auf­ tretenden Längenänderungen der Rohrstücke ausgeglichen wer­ den, da diese auch gegeneinander relativ verschiebbar sind, so daß Wärmespannungen nicht auftreten können.

In Fig. 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung gem. Fig. 3 oder 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungs­ form ist ein Umlenkkörper 13′ vorgesehen, der nur zwei gewölbt ausgebildete, quer verlaufenden Ausnehmungen 23′ und 23′′ weist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich eine gewölbte Ausnehmung 23′ mit größerer Breite im hinteren Bereich und die andere Ausnehmung 23′′ im vorderen Bereich. Bei dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel sind die Durchtrittskanäle 21 im Scheitelbereich der hinteren Ausnehmung 23′ angeordnet. Die Durchtrittskanäle 21 können vertikal oder aber auch, wie dargestellt, schräg von hinten nach vorne ausgerichtet sein. Bei der dargestell­ ten Ausführungsform wird in Verbindung mit den düsenartig schräg nach unten gerichteten Eintrittsöffnungen 29 für die Sekundärluft im Bereich der gewölbten Ausnehmung 23′ das aufsteigende Abgas verwirbelt, wobei eine gute Vermi­ schung von Abgas und Sekundärluft erzielt wird, so daß die in den Abgasen enthaltenen CO-Anteile einwandfrei ausbrennen können, bevor die Abgasedurch die Durchtrittskanäle 21 in den Rauchabzug 10 übertreten können.

In die vordere gewölbte Ausnehmung 23′′ tritt die üblicher­ weise über eine entsprechend einstellbare Öffnung in der Beschickungstür zugeführte Sekundärluft (Pfeil 28) ein, so daß in dem sich hier ausbildenden Abgaswirbel ebenfalls bei guter Vermischung mit der Sekundärluft ein einwandfreier CO-Abbrand ergibt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für die Rege­ lung des Sekundärluftzutritts die gleiche Anordnung vorge­ sehen, wie sie anhand von Fig. 4 beschrieben ist. Um Wieder­ holungen zu vermeiden, kann hier auf die entsprechende Beschreibung zurückgegriffen werden. Die Regelung der Sekun­ därluftzufuhr im hinteren Bereich kann aber auch in anderer Form gelöst werden. Vorteilhaft ist es im Hinblick auf eine gute Durchmischung der zugeführten Sekundärluft mit den aufsteigenden heißen Abgasen, daß hier die Eintrittsöffnun­ gen 29 schräg nach unten ausgerichtet sind, so daß die Aus­ bildung des Abgaswirbels hier unterstützt wird.

Die anhand von Fig. 5 beschriebene Ausführungsform des Um­ lenkkörpers 13′ kann auch dahingehend abgewandelt werden, daß der zwischen beiden Ausnehmungen 23′ und 23′′ verlaufende Trennsteg 37 in etwa symmetrisch zur Achse der Rauchabzugs­ öffnung 10 angeordnet ist, wobei dann zweckmäßigerweise sowohl aus dem Bereich der hinteren Ausnehmung 23′ als auch aus dem Bereich der vorderen Ausnehmung 23′′ entsprechende Durchtrittskanäle 21 vorgesehen sind.

Claims (15)

1. Heizvorrichtung für feste Brennstoffe, insbesondere Kachelofeneinsatz, mit einem Feuerungsraum, der unten durch einen Rost und oben durch eine mit einer Rauchabzugsöffnung versehenen Deckenwandung abgeschlossen ist, bei der mit Abstand unterhalb der Deckenwandung, die Rauchabzugsöffnung überdeckend, ein aus einem feuerwiderstandsfähhigen Material mit Wärmespeicherfähigkeit bestehendes, und im wesentlichen parallel zur Rostfläche ausgerichtetes Zwischenteil angeordnet ist, das einen Rauchgasdurchtritt in Form von Durchtrittskanälen, die den Feuerungsraum mit dem Zwischenraum (18) zwischen Zwischenteil und Deckenwandung verbinden und die mit Abstand zur Vorder- und Rückwand des Feuerungsraumes angeordnet sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenteil als Umlenkkörper (13) ausgebildet ist, der an den Feuerraumwandungen allseitig anliegt und daß der Rauchgasdurchtritt durch Durchtrittskanäle (21) am Umlenkkörper (13) gebildet wird, die bezogen auf die Senkrechte, unter einem Winkel ausgerichtet sind und damit eine gezielte Umlenkung des Rauchgasstromes bewirken.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Umlenkkörpers (13) zur Deckenwandung (9) einerseits und der freie Durchtrittsquerschnitt der Durchtrittskanäle (21) und/oder der freie Abstand zu wenigstens einer Feuerraumwandung so bemessen ist, daß der freie Strömungsquerschnitt mindestens dem freien Strömungsquerschnitt der Rauchabzugsöffnung (10) entspricht.

3. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Reihen von parallel verlaufenden Durchtrittskanälen (21) vorgesehen sind, die von der Beschickungsseite aus gesehen nach hinten und schräg nach oben verlaufend ausgerichtet sind.

4. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (13) auf seiner dem Rost zugekehrten Fläche mit wenigstens zwei parallel und quer zu den Durchtrittskanälen (21) verlaufenden Ausnehmungen (23) versehen ist und daß wenigstens ein Teil der Durchtrittskanäle (21) in wenigstens eine der Ausnehmungen (23) ausmündet.

5. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (13) um eine horizontale Achse (19) nach unten schwenkbar und mit den beiden Seitenwandungen verbunden ist.

6. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (13) aus wenigstens zwei in etwa plattenförmigen Teilkörpern zusammengesetzt ist und daß die Teilkörper wenigstens auf ihren einander zugekehrten Flächen mit Nuten zur Bildung der Durchtrittskanäle (21) versehen sind.

7. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen am Umlenkkörper (13) zumindest an der vorderen und/oder an der hinteren Innenwandung des Feuerraumes oberhalb der Beschickungsöffnung anliegen und parallel zur Vorderwand verlaufend gewölbt ausgebildet sind.

8. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der Rückwand des Feuerungsraumes (8) wenigstens eine im Durchtrittsquerschnitt einstellbare und unterhalb des Umlenkkörpers (13) einmündende Eintrittsöffnung (29) für Zusatzluft angeordnet ist.

9. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (29) düsenartig ausgebildet ist und zumindest im Bereich der Rückwand schräg nach unten geneigt in den Feuerungsraum einmündet.

10. Heizvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (29) jeweils durch ein durch die feuerfeste Auskleidung (7) hindurchgeführtes Rohrstück (30) gebildet wird, das an seinem außenliegenden Enden mit einem Stellschieber in Verbindung steht.

11. Heizvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (30) mit seinen Mündungsbereich an einer Basisplatte (31) befestigt ist, die im Feuerungsraum (8) festgelegt ist.

12. Heizvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (31) gegen den Umlenkkörper (13) abgewinkelt ist.

13. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (30) in eine Verteilkammer (32) mündet, die mit einer Schiebereinrichtung versehen ist.

14. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilkammer (32) durch zwei koaxial ineinandergesteckte Rohre (33, 34) gebildet wird, wobei das innere Rohr (34) im äußeren Rohr (33) drehbar gehalten ist und wenigstens eine Ansaugöffnung aufweist, daß das durch die Wandung des Feuerungsraumes (8) hindurchgeführte Rohrstück (30) jeweils in etwa radial in das äußere Rohr (33) einmündet und daß das innere Rohr (34) jeweils im Bereich der Einmündung des Rohrstückes (30) mit einer Öffnung in der Wandung versehen ist, die in etwa dem Querschnitt der Einmündung entspricht.

15. Heizvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (30) jeweils zweiteilig ausgeführt ist und daß der eine Teil mit der Basisplatte (31) und der andere Teil mit der Verteilerkammer (32) verbunden ist und daß beide Teile ineinandergeschoben sind.