Die Erfindung betrifft einen Heizeinsatz für eine Kamin-Feuerstelle, mit einer Anzahl von Rohren, welche dazu bestimmt sind, die durch dieselben mittels eines Ventilators beförderte Luft aufzuheizen und an den Raum abzugeben.

Der Kamin, welcher in der Schweiz vorwiegend als Cheminee bezeichnet wird, erfreut sich in zahlreichen Ländern grosser Beliebtheit. Ein beträchtlicher Nachteil der bekannten Kaminkonstruktionen liegt jedoch darin, dass die vom Kaminfeuer entwickelte Wärme zum überwiegenden Teil, d.h. zu etwa 80 bis 90 %, mit den Rauchgasen an die Aussenluft abgegeben wird. Die üblichen Kamine weisen daher einen überaus niedrigen Gesamtwirkungsgrad auf, was in Zeiten der bestehenden und vermutlich noch sich verschärfenden Energieknappheit nicht ohne weiteres hingenommen werden kann.

Man hat daher bereits seit geraumer Zeit versucht, Kamine mit besserer Wärmeausnutzung zu bauen. So zeigt beispielsweise die US-PS 4 096 849 aus dem Jahre 1978 eine Kaminkonstruktion, in welcher die Raumluft durch natürliche Thermik zirkuliert, in Berührung mit den heissen Wänden eines Kammersystems aufgeheizt wird und anschliessend im oberen Kaminbereich in den zu beheizenden Raum austritt. Diese Kaminkonstruktion kann zweifellos eine gewisse Verbesserung in der Ausnutzung der im Brennstoff latent enthaltenen Energie bringen, doch sind die ihr anhaftenden Nachteile so beträchtlich, dass sie sich bisher in grösserem Stil nicht durchsetzen konnte. Dabei handelt es sich im wesentlichen um folgendes:

• - Die Anlage muss gleich von Anfang an mit dem Kamin erstellt werden; eine nachträgliche Anbringung ist mit einem derart beträchtlichen baulichen Aufwand verbunden, dass dies praktisch unzumutbar ist.
• - Da die Luftumwälzung allein auf der Wirkung der natürlichen Thermik beruht, ist die tatsächlich erzielbare Verbesserung der Wärmeausbeute minimal.
• - Der Eintritt der Luft in das Zirkulationssystem liegt im unmittelbaren Bereich der Feuerung, so dass das Risiko besteht, dass Rauchgase, Ascheteilchen etc. angesaugt und durch Thermowirkung in den Raum befördert werden.

Eine weitere bekannte Vorrichtung dieser Art zeigt die US-PS 4 131 106, die ebenfalls aus dem Jahre 1978 stammt. Hier wird ausserhalb des Hauses Kaltluft angesaugt und durch einen Ventilator durch ein Rohrsystem gefördert, das sich über den Boden und die Rück- und Oberseite der Feuerstelle erstreckt. Auch diese bekannte Anlage bedingt erhebliche und kostspielige bauliche Veränderungen am bestehenden Kamin und kommt somit für den nachträglichen Einbau nicht in Frage. Eine Anpassbarkeit an verschiedene Kamingrössen ist ebenfalls nicht gegeben.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Heizeinsatz für den nachträglichen Einbau in Kamin-Feuerstellen vorzuschlagen, welcher keinerlei bauliche Veränderungen am Kamin erfordert und sich an Kamine verschiedener Grösse anpassen lässt. Ferner soll der erfindungsgemässe Heizeinsatz einen ausgezeichneten Wirkungsgrad gewährleisten und somit in erheblichem Umfange zur Heizkosteneinsparung beitragen. Schliesslich soll der Heizeinsatz eine optimale Verteilung der austretenden Heissluft im Raum gewährleisten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im unabhängigen Anspruch 1 definierte Merkmalskombination. Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel nebst einiger Konstruktionsvarianten anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

• Fig. 1 ist eine vereinfachte Schnittdarstellung eines mit einem Heizeinsatz versehenen Kamins,
• Fig. 2 ist eine Perspektivansicht des Heizeinsatzes,
• Fig. 3 ist die zu Fig. l zugehörige Frontansicht,
• Fig. 4 ist die Draufsicht auf den gleichen Heizeinsatz bei abgenommenem Kaminoberteil und
• Fig. 5 und 6 sind Schnittdarstellungen zweier Ausführungsvarianten.

Fig. 1 zeigt in vereinfachter Form einen in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneten Kamin, welcher einen Boden 2, eine Rückwand 3, ein oberes Abdeckteil 4 sowie zwei Seitenwände 5 und 6 (Fig. 3) aufweist. Der Kamin ist in bekannter Weise über einen Rauchfang 7 mit der Atmosphäre verbunden.

Innerhalb des von den Kaminwänden 2 bis 4 umschlossenen Raumes befindet sich ein Heizeinsatz, der in seiner Gesamtheit mit 7 bezeichnet ist und dessen Konstruktion und Funktion nachstehend beschrieben werden.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, weist der Heizeinsatz 46 drei im gegenseitigen Abstand voneinander angeordnete Luftsammelkästen 8, 9, 10 auf, welche durch parallel verlaufende Stahlrohre 11 bzw. 12 miteinander verbunden sind. Die Stahlrohre 11 verlaufen zwischen den beiden Luftsammelkästen 8 und 9 und liegen, wie Fig. 1 zeigt, unterhalb der mit F bezeichneten Feuerstelle. Zwischen den beiden Luftsammelkästen 9 und 10 erstrecken sich die gebogenen Stahlrohre 12, welche somit oberhalb der Feuerstelle, d.h. praktisch im Flammenbereich liegen. An den unteren, vorderen Luftsammelkasten 8 ist über eine flexible Leitung 13 ein Ventilator 14 angeschlossen, dessen Elektromotor über ein Kabel 15 mit Strom versorgt werden kann. Bei eingeschaltetem Ventilator 1¹l saugt dieser in Richtung des Pfeiles P₁ Luft aus dem Raum an und drückt dieselbe durch die Rohre 11 und 12, wobei sie erhitzt wird. Zu beiden Seiten des Luftsammelkastens 10 sind zwei Luftaustrittsstutzen 16 angeordnet, welche die Luft in den Raum leiten und deren Konstruktion später noch eingehend beschrieben wird.

Ein Vorteil der in Fig. 2 in vereinfachter Form dargestellten Ausführungsform liegt darin, dass die Luftansaugestelle nach Belieben von der Feuerstelle entfernt sein kann, so dass kein Risiko besteht, dass Rauch oder Ascheteilchen angesaugt und über das Luftverteilsystem wieder in den Raum befördert werden. Je nach Wunsch wäre es auch möglich, den Ansaugestutzen des Ventilators 14 ausserhalb des Gebäudes anzuordnen, so dass kalte und saubere Frischluft angesaugt wird. Weitere Vorteile des Heizeinsatzes werden nachstehend im Hinblick auf die Figuren 1 bis 4 beschrieben.

Gemäss Fig. 1 bestehen die unteren, am Boden 2 des Kamins aufliegenden Rohre 11 aus je einem Mantelrohr lla, in welches teleskopisch ein Innenrohr llb hineinragt. Das Innenrohr ist an der Mündungsstelle des Mantelrohres lla mit einer hitzefesten Ringdichtung llc versehen, und das Innenrohr llb lässt sich somit aus dem Mantelrohr lla herausziehen, ohne dass nennenswerte Undichtheitsverluste auftreten. Auf diese Weise lässt sich die Länge der unteren Rohre 11 nach Belieben verlängern und somit der Länge des bestehenden Kaminbodens 2 anpassen.

Die zwischen den beiden Rohren lla und llb an der Stelle llc angeordnete Dichtung ist vorzugsweise ein an der Innenfläche des Mantelrohres lla angeordneter_.Metallring.

Auch die der Rückwand 1 des Kamins benachbarten Rohre 12 sind, wie Fig. 1 zeigt, zweiteilig ausgebildet. Vom hinteren Luftsammelkasten 9 ragt ein vertikales Rohrstück 12a nach oben, welches von einem gebogenen Mantelrohr 12b teleskopisch umfasst wird. Dabei ist der untere, dem Rohrstück 12a benachbarte Abschnitt des Mantelrohres 12b geradlinig ausgeführt, so dass sich das Mantelrohr 12b nach Belieben gegenüber dem unteren Rohrstück 12a in der Höhe verschieben lässt. Da die Mantelröhre 12b an sich schon gegenüber den unteren Rohrstücken 12a geneigt sind und ausserdem noch den oberen Luftsammelkasten 10 tragen, ist die Anbringung einer speziellen Feststellvorrichtung, wie die Erfahrung gezeigt hat, nicht nötig. Durch das gemäss Fig. 1 nach links wirkende Moment sind die Mantelrohre 12b in jeder Lage gegenüber den Rohrstücken 12a genügend gesichert.

Wie sich ferner aus der linken Hälfte der Fig. 4 ergibt, kann der obere Luftsammelkasten 10 beidseitig mit je einer um ca. 45° geneigten Stirnwand 10a versehen sein, in deren Bohrung lOb ein Verteilerstutzen 17 lose einge-. steckt ist. Der mit einem düsenartigen Mundstück 18 versehene Verteilerstutzen 17 ist in seinem hinteren, der Stirnwand 10a zugewandten Endabschnitt 17a abgekröpft und sitzt, wie erwähnt, lose in der entsprechenden Bohrung lOb der Stirnwand 10a. Auf diese Weise lässt sich der Verteilerstutzen 17 um die mit A bezeichnete Achse drehen, womit der Luftaustritt in den Raum innerhalb eines grossen Winkels variiert werden kann.

Wie ferner Fig. l und 4 zeigen, ist der Verteilerstutzen 17 auf ein Rohrstück 17b, an welchem sich auch der Endabschnitt 17a befindet, lose aufgeschoben. Der Verteilerstutzen 17 lässt sich somit gegenüber dem Rohrstück 17b verschieben und damit der jeweiligen Tiefe der Feuerstelle anpassen.

Gemäss Fig. 3 befinden sich die einzelnen Rohre 12 in einem gegenseitigen Abstand a. Der zwischen zwei aneinandergrenzenden Rohren 12 bestehende Zwischenraum ist gemäss Fig. 3 durch gitterartige Metalleinsätze 48 überbrückt. Diese haben den Zweck, die sonst nach hinten entweichende Hitze teilweise abzuhalten. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Grossteil der Hitze an den Heizröhren 12 vorbeistreift, wodurch eine bessere Nutzung der Energie zustande kommt. Trotz dieser Verbesserung gestatten die Metalleinsätze 48 jedoch, dass die Verbrennungslüft auch von hinten zur Feuerstelle Zutritt hat.

Um nun zu verhindern, dass die an der Feuerstelle F erzeugte Wärme direkt nach oben durch den Rauchfang entweicht, ist eine weitere Vorrichtung vorgesehen, welche nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 beschrieben wird. An einer drehbar gelagerten Achse 19, welche sich über die Gesamtlänge des Heizeinsatzes erstreckt und quer zur Achse der Rohre 12 verläuft, sind eine Reihe von Regulierklappen 20 angeordnet. Diese Regulierklappen sind drehstarr mit der rotierend gelagerten Achse 19 verbunden und befinden sich in einem gegenseitigen Abstand derart, dass gerade eine Regulierkappe 20 den Zwischenraum zwischen zwei aneinandergrenzenden Rohren 12 abdecken kann. Durch Verschwenken der Achse 19 mittels beispielsweise einer in Fig. 3 angedeuteten Kurbel 21 oder eines von der Vorderseite der Feuerstelle aus bedienbaren Hebels lassen sich sämtliche Regulierklappen gemeinsam entweder gegen die Aussenflächen der Rohre 12 anlegen oder von denselben abheben. Auf diese Weise kann der von der Feuerstelle ausgehende Wärmestrom optimal geregelt, d.h. die Wärme nach Belieben innerhalb des Kamins gestaut werden.

In ähnlicher Weise ist am Oberteil des Heizeinsatzes eine drehbar gelagerte Achse 22 angeordnet, an welcher drehstarr mehrere nach unten ragende Abdeckplatten 23 befestigt sind. Die Achse 22 kann ebenfalls durch ein nicht dargestelltes Betätigungsorgan von der VOrderseite des Kamins aus betätigt werden, um damit den Wärmefluss bzw. Wärmestau innerhalb des vom Heizeinsatz umgrenzten Raumes zu regulieren.

Eine Variante dieser Ausführungsform zeigt die perspektivische Figur 2, wobei hier mehrere Regulierklappen 24 an einer drehbar gelagerten Achse 25 befestigt sind. Diese Regulierklappen 24, welche ebenfalls der Krümmung der Rohre 12 angepasst und jeweils im Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Röhren angeordnet sind, erstrecken sich bei dieser Variante über die Gesamtlänge der Röhren 12. Gemäss einer weiteren Variante könnten die Klappen 24 auch geradlinig sein. Auch wäre es möglich, die Regulierklappen im Querschnitt, von der Innenseite des Heizeinsatzes aus gesehen, konkav-gewölbt auszubilden.

Der beschriebene Heizeinsatz weist im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, durch welche der Kaminwirkungsgrad verbessert werden soll, den grossen Vorteil auf, dass er sich ohne jegliche Umbauarbeiten in den Kamin einsetzen und an jede beliebige Kamingrösse sowohl bezüglich der Kamintiefe als auch bezüglich der Höhe desselben anpassen lässt. Da in dem Röhrensystem stets ein gewisser Ueberdruck herrscht, ist gewährleistet, dass weder Rauch noch Ascheteilchen in das Röhrensystem eintreten können. Die Röhren 11 und 12 sowie die Abdeckklappen 20 und 23 werden aus massivem Stahlblech hergestellt und bilden somit ideale Wärmespeicher, welche die an der Feuerstelle entwickelte Hitze aufnehmen und daher eine Art Wärmepuffer bilden.

Die Ansaugstelle des Ventilators 14 kann an beliebigem Ort zwecks Ansaugung frischer und reiner Luft aufgestellt werden. Grundsätzlich wäre es auch möglich, in die aus dem Ventilator 14 austretende Druckleitung zur Klimatisierung des Raumes eine Flüssigkeit einzusprühen.

Die gekrümmten Röhren 12 haben an sich bereits die Wirkung, dassdie an der Feuerstelle F entstehende Heissluft längs der gekrümmten Innenfläche des Heizeinsatzes schräg nach oben in den Raum geleitet wird. Dank der vielseitigen Verstellbarkeit der Mundstücke 17 lassen sich die beiden aus dem Rohrsystem austretenden Heissluftstrahlen beliebig in den Raum dirigieren.

Die Fig. 4 zeigt zwei Ausführungsformen von Blasrohren 17, die sich in der Abwinkelung des Endabschnitts 17a unterscheiden. Je nach der gewählten Abwinkelung ergibt sich auch ein anderer Verstellbereich.

Der Ventilator 14 kann, wie Fig. 1 zeigt, in beliebiger Distanz von der Feuerstelle F oder aber, wenn das Feuer kaum Rauch entwickelt, gemäss Fig. 4 in grösserer Nähe derselben aufgestellt werden.

Die beschriebene Ausführungsform lässt sich vom Fachmann innerhalb der im unabhängigen Patentanspruch gegebenen Definition der Erfindung in mannigfaltiger Weise abwandeln. So wäre es beispielsweise auch möglich, den Heizeinsatz als geschlossenes Röhrensystem auszubilden und mit den Heizkörpern einer mit einem geschlossenen Warmwasserkreislauf versehenen Zentralheizungsanlage zu verbinden. Die wichtigere Anwendung des Heizeinsatzes dürfte jedoch in der beschriebenen Warmluft erzeugung liegen, da dies, wie Versuche gezeigt haben, das ausserordentlich rasche Aufheizen eines selbst grossen Raumes gestattet und insbesondere in der Uebergangszeit eine vollwertige Heizung darstellt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 5 dargestellt, wobei der Kamin wiederum mit den bereits eingeführten Bezugszahlen bezeichnet wurde. Der Heizeinsatz besteht hier aus mehreren, im gegenseitigen Abstand angeordneten starren, gekrümmten Rohren 26, deren untere bzw. obere Enden in je einen Luftsammelkasten 27 bzw. 28 münden. An den oberen Luftsammelkasten 28 schliessen sich zu beiden Seiten desselben Heissluftverteilerrohre 29 an, die mit Mundstücken 30 versehen sind. Die Verteilerrohre 29 sind vorzugsweise plastisch verformbare Ganzmetallschläuche mit einer balgförmigen Oberfläche, die sich nach Belieben in die gewünschte Form bringen lassen. Die Anpassbarkeit des Heizeinsatzes an verschiedene Kamingrössen ist bei dieser Ausführungsform nach Fig. 5 dadurch gegeben, dass der untere Abschnitt des Heizeinsatzes durch entsprechend angeordnete Stellglieder, beispielsweise zwei beidseitig vorgesehene Schrauben 31, angehoben werden kann. Damit lässt sich der Heizeinsatz so verstellen, dass die Verteilerrohre 29. stets am Oberteil des Kamines anliegen.

In Anpassung an einen kleineren Kamin werden somit die Schrauben 31 entweder entfernt oder ganz eingeschraubt, so dass der Heizeinsatz die in Figur 5 mit unterbrochenen Linien gezeichnete Stellung einnimmt.

Auch bei dieser Ausführungsform des Heizeinsatzes sind Regulierklappen 32 vorgesehen, welche sich von hinten über die Zwischenräume zwischen aneinandergrenzenden Rohren 26 legen lassen. Sämtliche Regulierklappen 32 sind der Krümmung der Rohre 26 angepasst und starr mit einer drehbar gelagerten Achse 33 verbunden, die über eine Kurbel oder einen Hebel von der Vorderseite des Kamines aus betätigt werden kann.

Bei der Variante gemäss Figur 6 sind die Rohre des Einsatzes mit 34 bezeichnet und ebenfalls mit Regulierklappen 35 und 36 versehen, die sich über drehbare Achsen 37 und 38 verschwenken lassen. Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen ist hier der untere, mit 39 bezeichnete Krümmungsabschnitt der einzelnen Rohre biegsam ausgebildet, d.h. er besteht vorzugsweise aus einem Ganzmetallschlauch mit balgförmiger Oberfläche, so dass der Winkel zwischen dem unteren, waagerechten Schenkel der Rohre 34 und dem gekrümmten, oberen Schenkel nach Belieben verändert werden kann. Durch ein Hitzeschild 40 ist der empfindlichere Krümmungsabschnitt 39 sämtlicher Rohre 34 vor der direkten Einwirkung des Feuers geschützt.

Die unteren, hier mit 34a bezeichneten waagerechten Rohrabschnitte münden auch bei dieser Ausführungsform in einen Luftsammelkasten 41, der mit einem nicht dargestellten Ventilator verbunden ist. Zusätzlich ist an der nach innen, gegen die Feuerstelle gerichteten Seite des Luftsammelkastens 41 eine Blasdüse 42 angeordnet, deren Blasöffnung durch eine Regulierschraube 43 reguliert werden kann. Die Blasdüse steht mit dem Luftraum des Luftsammelkastens 41 in Verbindung und kann je nach Bedarf dazu dienen, das Feuer durch Zufuhr weiterer Verbrennungsluft anzufachen.

Der Oberteil sämtlicher Rohre 34 mündet in einen oberen Sammelkasten 44, zu dessen beiden Seiten wiederum plastisch verformbare Ganzmetallschläuche 45 angeordnet sind, an deren Enden nicht dargestellte Luftaustritts-Mundstücke befestigt sind. Dank dieser Anordnung lässt sich dieser Heizeinsatz ebenfalls jeder beliebigen Kamingrösse anpassen.

Das beschriebene Gerät bedarf praktisch keiner Wartung und lässt sich mit Hilfe eines 20 Watt-Ventilators mit geringstem Energiebedarf betreiben. Die ohne zusätzliche Umweltbelastung gewonnene Wärme ist beträchtlich und kann in Uebergangszeiten eine vollwertige Wohnraumheizung bieten und ausserdem ist das Gerät konstruktiv einfach und lässt sich somit mit relativ geringen Herstellungskosten produzieren.