Kaminofen

Abstract

 Offener Kaminofen, versehen mit einem Mantel, in dem eine Flamm-Kammer begrenzt wird durch ein erstes Horizontalrohr, das mittels einer Anzahl kleinerer, im Wesen horizontal aufgestellter Rohre mit einem U-förmigen Rohr verbunden ist, und einen ähnlichen darüber aufgestellten zweiten Satz Rohre, wobei das erste und das zweite U-förmige Rohr durch eine grosse Anzahl spiralförmig gewundener Rohre miteinander verbunden sind und wobei ein über dem zweiten Satz Rohre angebrachtes, an das zweite Horizontalrohr angeschlossenes Verteilungsrohr vorgesehen ist, an das übereinander eine grosse Anzahl Wärmeaustauscherrohre angeschlossen ist, mit einem gemeinsamen Abfuhrrohr. An der Oberseite kann der Ofen noch abgeschlossen sein durch einen weiteren Wärmeaustauscher, in Form einer Jalousie, bestehend aus einem U-förmigen Zufuhrrohr und einem zentral aufgestellten Abfuhrrohr, die durch eine grosse Anzahl kleinerer Rohre verbunden sind, und über welchem Rohrsystem eine einstellbare Platte angeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen sog. offenen Kaminofen, d.h. einen Ofen, der mit einem oder mehreren _Wärmeaustauscherelementen in der Wasserzufuhrleitung des normalen Zentralheizungskreislaufs ausgestattet ist, und welche Wärmeaustauscharelemente gegebenenfalls auch,mit oder ohne Mantel, in einem offenen Kamin aufgestellt sein können.

[0002] Die Erfindung bezieht sich mehr insbesondere auf einen offenen Kaminofen, versehen mit einem mindestens teilweise mit Isoliermaterial ausgestatteten Mantel, innerhalb dessen eine Flamm-Kammer durch Wärmeaustauscherrohre begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Flamm-Kammer begrenzt wird durch ein erstes Horizontalrohr, das mittels einer Anzahl kleinerer, im Wesen horizontal aufgestellter Rohre mit einem U-förmigen Rohr verbunden ist, und einen ähnlichen darüber aufgestellten zweiten Satz Rohre, wobei das erste und das zweite U-förmige Rohr durch eine grosse Anzahl spiralförmig gewundener Rohre miteinander verbunden sind; dies alles derart, dass ein dem ersten Horizontalrohr zugeführtes Fluidum über die erste Gruppe kleinerer Rohre, das erste U-förmige Rohr, die spiralförmig gewundenen Rohre, das zweite U-förmige Rohr, die zweite Gruppe kleinerer Rohre nach dem zweiten Horizontalrohr strömt. Die so erhaltene Vorrichtung zeigt eine maximale Wärmeübertragungsfläche, die ausserdem in einem möglichst geringen Abstand von der Feuerung liegt. Ausserdem wird durch die Anwendung von spiralförmig gewundenen Rohren das Auftreten von Metallspannungen auf ein Minimum beschränkt.

[0003] Eine weitere Verbesserung der Leistung wird dadurch erhalten, dass über dem zweiten Satz Rohre ein an das zweite Horizontalrohr angeschlossenes Verteilungsrohr angebracht wird, an das übereinander eine grosse Anzahl kleiner Wärmeaustauscherrohre angeschlossen ist, mit einem gemeinsamen Abfuhrrohr, das an den Zentralheizungskreislauf angeschlossen sein kann.

[0004] Um die Fluidumströmung durch die Rohre jeder "Phase" gleichmässig verlaufen zu lassen und zu sichern, dass keine toten Teile entstehen, d.h. Rohre mit darin einem stillstehenden Fluidum, wodurch 0berhitzung auftreten kann, können die kleineren Rohre an der Stromseite jeweils mit einer Drosselung versehen sein.

[0005] Der offene Kaminofen gemäss der Erfindung kann an der Oberseite durch einen weiteren Wärmeaustauscher abgeschlossen sein, der in Form einer Jalousie ausgebildet ist, bestehend aus einem U-förmigen Zufuhrrohr und einem zentral aufgestellten Abfuhrrohr, welche beiden jeweils mit einer grossen Anzahl kleinerer Rohre verbunden sind, und welcher in dieser Weise gebildete "Rost" durch eine einstellbare Platte abgedeckt ist. Die Einstellung der Platte kan dabei entweder von Hand oder mit einem in dem genannten zentral aufgestellten Abfuhrrohr angeordneten Temperaturfühler erfolgen.

[0006] Wenn die Temperatur an der Stelle des Temperaturfühlers zu hoch wird, wird der Schieber derart bewegt, dass der Querschnitt der Abführungsfläche vergrössert wird oder umgekehrt. Die Regelung von Hand kann angewendet werden in dem Fall, dass in dem Flammraum eine derart starke Rauchentwicklung entsteht, dass dieser nicht in genügendem Masse durch die mittels der Temperatur geregelte Abführungsöffnung abgeführt werden kann.

[0007] Weiter können das erstgenannte Horizontalrohr und das zugeordnete U-förmige Rohr mittels mit sich nach oben öffnenden Ventilen ausgestatteter Rohre mit dem darüber aufgestellten zweiten Satz Rohre verbunden sein. Hierdurch wird vermieden, dass in dem Rohrsystem tote Winkel verhanden sind, in denen sich stillstehendes Wasser befindet oder aber sich gegebenenfalls Luft ansammeln kann, was zu gefährlichen Situationen führen kann.

[0008] Die Anwendung von gewundenen Spiralen hat nicht nur zur Folge, dass eine maximale Wärmeübertragungsfläche erhalten wird, sondern auch, dass eine gute Turbulenz erhalten wird, wodurch einerseits eine gute Mischung erreicht wird, während andererseits auch hierdurch ein lokaler Wasserstillstand verhindert wird.

[0009] Das oben beschriebene System, bestehend aus einem ersten Horizontalrohr, das mittels einer Anzahl kleinerer Rohre mit einem U-förmigen Rohr verbunden ist, und einem ähnlichen darüber aufgestellten zweiten Satz Rohre, wobei der erste und der zweite Satz Rohre durch spiralförmig gewundende Rohre miteinander verbunden sind, kann an sich auch als eine lose Einheit hergestellt werden, in einen bestehenden offenen Kamin aufgestellt und in den Fluidumkreislauf einer Zentralheizung aufgenommen werden.

[0010] Es wird klar sein, dassdie oben beschriebenen Rohrsysteme an sich auch andere ausgeführt bzw. anders in bezug aufeinander geschaltet sein können, d.h. statt in Serie geschaltet, parallel geschaltet sein können.

[0011] In einer weiteren Ausarbeitung der Erfindung können erwünschtenfalls in dem Abfuhr- oder aber dem Schornsteinkanal noch eine Anzahl Wärmeaustauscherrohre aufgestellt sein, durch welche Aussenluft angesaugt werden kann, die direkt in den zu erwärmenden Raum eingeblasen wird und in dem Schornsteinkanal den Rauchgasen noch Wärme entzieht.

[0012] Zur Erläuterung der Erfindung wird jetzt unter Hinweis auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des offenen Kaminofens beschrieben.

[0013] Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht des offenen Kaminofens gemäss der Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 ausschliessend des untersten Teiles des Kaminofens gemäss Fig. 1 unter Weglassung der Tür;

Fig. 3 eine Seitenansicht, teils im Schnitt,der Vorrichtung gemäss Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt gemäss der Linie V-V in Fig. 1 und

Fig. 6 einen Schnitt gemäss der Linie VI-VI in Fig. 1.

[0014] Gemäss der Zeichnung, siehe insbesondere Fig. 1, ist ein offener Kaminofen gemäss der Erfindung im wesentlichen versehen mit drei Teilen, und zwar einem unteren, eine Flamm-Kammer begrenzenden Teil 1, einem darüber aufgestellten Wärmeaustauscher 2 und einem wieder darüber aufgestellten, jalousieförmig ausgeführten, folgenden Wärmeaustauscher. Letzterer Wärmeaustauscher kann ein Teil einer nicht wiedergegebenen Ummantelung der Teile 1 und 2 sein. Ober den Teilen 1, 2 und 3 kann,z.B. fest in dem Schornsteinkanal und deshalb in Fig. 1 strichpunktiert wiedergegeben, noch ein weiterer Wärmeaustauscher 4 aufgestellt sein, dessen Zweck und Wirkung weiter noch näher beschrieben wird.

[0015] Gemäss den Figuren 1-4 besteht der die Flamm-Kammer begrenzende Teil 1 aus einem ersten Horizontalrohr 5, einem etwa in einer Horizontalebene mit diesem liegenden ersten U-förmigen Rohr 6, einem darüber angeordneten zweiten U-förmigen Rohr 7 und einem über dem ersten Horizontalrohr 5 aufgestellten zweiten Horizontalrohr 8, das etwa in einer Horizontalebene mit dem zweiten U-förmigen Rohr 7 liegt. Das erste Horizontalrohr 5 und das erste U-förmige Rohr 6 sind mittels einer grossen Anzahl Rohre 9 miteinander verbunden, während das zweite U-förmige Rohr 7 und das zweite Horizontalrohr 8 mittels einer grossen Anzahl Rohre 10 miteinander verbunden sind. Die beiden oben beschriebenen, je aus einem Horizontalrohr, einem U-förmigen Rohr und den zwischen diesen angeordneten Verbindungsrohren bestehenden Rohrsysteme sind durch eine grosse Anzahl spiralförmig gewundener Rohre 11 miteinander verbunden, Zur Verstärkunc ist an der Stelle der Ecken der übereinander aufgestellten horizontalen bzw. U-förmigen Rohre jeweils ein Stützrohr 12 angebracht.

[0016] Wie weiter aus der Zeichnung hervorgeht, ist das erste Horizontalrohr 5 mit einem Wasserzufuhrstutzen 13 und das zweite Horizontalrohr 8 mit einem Wasserabfuhrstutzen 14 versehen.

[0017] In Fig. 4 ist mit Pfeilen die Strömungsrichtung durch den so gebildeten, eine Flamm-Kammer begrenzenden ersten Wärmeaustauscher angegeben. Das durch den Wasserzufuhrstutzen 13 zugeführte Wasser strömt nacheinander durch das Rohr 5, die Rohre 9, das erste U-förmige Rohr 6, die spiralförmig gewundenen Rohre 11, das zweite U-förmige Rohr 7, die Rohre 10, das zweite Horizontalrohr8, und wird sodann über den Abfuhrstutzen 14 abgeführt. Um dabei Stillstehen von Wasser sowie Luftanhäufung an irgendwelchen Stellen zu vermeiden, sind in den Stützrohren 12, die in dfener Verbindung mit den beiden übereinander liegenden Rohrsystemen stehen, jeweils sich nach oben öffnende Ventile angebracht. Diese Ventile bestehen in dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel aus einem kurzen Rohr 15, das an der Oberseite nur eine kleine Entlüftungsöffnung 16 aufweist. An der Oberseite des zweiten U-förmigen Rohres 7 ist ein an sich bekanntes Entlüftungsventil 17 angebracht; selbstverständlich können mehrere solcher Ventile auf der Vorrichtung vorhanden sein.

[0018] Ober der im Vorstehenden beschriebenen, die Flamm-Kammer begrenzenden Einheit kann eine zweite Wärmeaustauschereinheit aufgestellt sein, wie in den Figuren 1 und 5 wiedergegeben ist. Diese Wärmeaustauschereinheit besteht aus einem Vertalungsrohr 22, das über einen Anschlusssnippel 23 mit dem Wasserabfuhrstutzen 14 verbunden ist, an welches Verteilungsrohr drei Abfuhrrohre 24 angeschlossen sind.Letztere sind über eine Anzahl Rohre 25 mit kleinerem Durchmesser an drei Rohre 26 angeschlossen, die, was ihren Durchmesser betrifft, etwa den Rohren 24 entsprechen, und welche Rohre 26 über ein Rohr 27 in ein Abfuhrrohr 28 münden.

[0019] Wie in Fig. 1 nur für ein einziges Rohr 25 wiedergegeben ist, kann darin eine Drosserlung in Form einer Verengung eingebaut sein. Es wird jedoch klar sein, dass sowohl in allen Rohren 25 als auch in allen anderen Rohren, wo dies notwendig ist, eine solche Verengung eingebaut sein kann, um zu sichern, dass durch alle gleichartigen Rohre jeweils eine gleiche Menge Wasser strömt. Dadurch wird vermieden, dass das Wasser an irgendeiner Stelle in dem Rohrsystem stillsteht und folglich übermässig erhitzt wird.

[0020] Jetzt wird an Hand der Fig. 1 und der Fig. 6 der oben schon genannte jalousieförmig ausgebildete, in seiner Allgemeinheit mit 3 angegebene Wärmeaustauscher beschrieben. Der jalousieförmige Wärmeaustauscher besteht im wesentlichen aus einem U-förmigen Zufuhrroh 41, einem zentral darin aufgestellten Abfuhrroh 42, welche beiden Rohre 41 und 42 durch eine grosse Anzahl kleinerer Rohre 43 miteinander verbunden sind. Das Zufuhrrohr 41 ist mit einem Zufuhrstutzen 30 versehen, der über ein Rohr 31 (siehe Fig. 1) an ein Verteilungsrohr 22 angeschlossen ist. Das Abfuhrrohr 42 ist wieder mit einem Abfuhrstutzen 32 versehen, die angeschlossen ist an die Abfuhrsäule 28. Die Strömung des Fluidums durch diesen dritten Wärmeaustauscher ist in Fig. 6 mit Pfeilen angegeben. Der durch die Rohre 41, 42 und 43 gebildete Wärmeaustauscher ist an der Oberseite durch darauf angebrachte Platten 33 teilweise abgeschlossen. Der weitere Teil der Öffnungen zwischen den genannten Rohren 41,42 und 43 kann durch eine verschiebbare, mit Offnungen 35 versehene Platte 34 abgedeckt werden. Die Verschiebung der Platte 34 kann mit Hilfe eines sog. Tauchthermostaten 36 geregelt werden, dessen Messende sich etwa in der Mitte des Abfuhrrohres 42 befindet. Der Thermostat sorgt für das mehr oder weniger Abführen der Verbrennungsgase, in Abhängigkeit von der an der Messstelle herrschenden Temperatur.

[0021] Eine zweite Regelung der Abfuhröffnung durch den dritten Wärmeaustauscher 3 kann durch Drehen eines auf einer Schraubenspindel 37 angebrachten Handrades 38 erfolgen. Die Schraubenspindel ist mit dem Tauchthermostaten 36 verbunden, während auf dem Handrad 38 das eine Ende eines Streifens 39 ruht, der fest mit der Platte 34 verbunden ist.

[0022] Eine solche Regelung von Hand kann notwendig sein, wenn der Kaminofen, in dem allerhand Brennstoff verfeuert werden kann, ein Brennstoff (z.B. nasses Holz) verbrennt wird, der eine grosse Rauchentwicklung hat.

[0023] Wie weiter aus der Zeichnung hervorgeht, kann das Ganze bei Anwendung als einzelner Ofen mit nur teilweise wiedergegebener Umhüllung 18, Füssen 19, einer Tür 21, und einem Aschekasten 20 ausgestattet sein. Es wird jedoch klar sein, dass die oben beschriebene Konstruktion ohne die letztgenannten Elemente auch als lose Einheit in einem bestehenden offenen Kamin angeordnet werden kann.

[0024] Der oben beschriebene, im wesentlichen aus drei Wärmeaustauschersystemen bestehende Ofen kann in die Zufuhrleitung eines üblichen Zentralheizungssystems aufgenommen werden. Er kann jedoch auch in anderer Weise mit einem Warmwassersystem verbunden werden. Auch kann nur ein Teil des oben beschriebenen Systems gebraucht werden, und können die Systeme in anderer Weise als bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel miteinander gekuppelt sein.

[0025] Sollte es sich zeigen, dass in den Abfuhrrauchgasen des oben beschriebenen Systems noch viel Restwärme vorhanden ist, dann kann in dem Abfuhrkanal des Schornsteins, an den das System angeschlossen ist, der Wärmeaustauscher 4 (siehe Fig. 1) angebracht werden, bestehend aus einer grossen Anzahl Rohre 40, durch welche mit Hilfe z.B. einer nicht wiedergegebenen Pumpe direkt Aussenluft in den zu erwärmenden Raum eingeführt werden kann.

[0026] Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass das beschriebene System eine besondere hohe Leisung hat, wobei schon ein sog. Gemütlichkeitsfeuer brennstoffersparend ist. In diesem Zusammenhang wird nochmals bemerkt, dass die beschriebene Vorrichtung zur Verfeuerung von allerhand Brennstoff geeignet ist. Dadurch, dass in dem System keine Stellen mit stillstehendem fluidum vorhanden sind, wird das Ganze in genügendem Masse gekühlt, so dass keine übermässige Erhitzung auftritt.

[0027] Bemerkt wird weiter, dass der Tauchthermostat 36 weiter noch mit einem Sicherheitsmechanismus verbunden sein kann, damit gesichert wird, dass bei drohender überhitzung des Systems, z.B. durch das Ausfallen der Pumpe des Zentralheizungskessels eine Menge Kaltwasser dem beschriebenen Wärmeaustauschersystem zugegeben wird.

[0028] Es wird klar sein, dass im Rahmen des Erfindungsgedankens eine grosse Anzahl Anderungen möglich ist. Von wesentlicher Bedeutung ist jedoch, bei Anwendung der Vorrichtung als offener Kaminofen, die Anwesenheit des jalousieförmig ausgebildeten Wärmeaustauschers, der gewährleistet, dass die Wärme möglichst lange in dem Ofen festgehalten werden kann.

Ansprüche

1. Offener Kaminofen, versehen mit einem mindestens teilweise mit Isoliermaterial ausgestatteten Mantel, innerhalb dessen eine Flamm-Kammer durch Wärmeaustauscherrohre begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Flamm-Kammer begrenzt wird durch ein erstes Horizontalrohr, das mittels einer Anzanhl kleinerer, im Wesen horizontal aufgestellter Rohre mit einem U-förmigen Rohr verbunden ist, und einen ähnlichen darüber aufgestellten zweiten Satz Rohre, wobei das erste und das zweite U-förmige Rohr durch eine grosse Anzahl spiralförmig gewundener Rohre miteinander verbunden sind.

2. Offener Kaminofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein über dem zweiten Satz Rohre angebrachtes, an das zweite Horizontalrohr angeschlossene Verteilungsrohr, an das übereinander eine grosse Anzahl Wärmeaustauscherrohre angeschlossen ist, mit einem gemeinsamen Abfuhrrohr.

3. Offener Kaminofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser an der Oberseite abgeschlossen ist durch einen weiteren Wärmeaustauscher, in Form einer Jalousie, bestehend aus einem U-förmigen Zufuhrrohr und einem zentral aufgestellten Abfuhrroh, die durch eine grosse Anzahl kleinerer Rohre verbunden sind, und über welchem Rohrsystem eine einstellbare Platte angeordnet ist.

4. Offener Kaminofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte mit Hilfe eines in dem Abfuhrrohr (42) aufgestellten Temperaturfühlers, z.B. eines Tauchthermostaten, eingestellt werden kann.

5.Kaminofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Rohre mit einer Drosselung versehen sind.

6. Ofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Horizontalrohr und das in einer Ebene mit diesem liegenden U-förmige Rohr mittels mit sich nach oben öffnenden Ventilen ausgestatteter Rohre mit dem zweiten Horizontalrohr und dem in einer Horizontaleben mit diesem liegenden zweiten U-förmigen Rohr verbunden sind.

7. Offener Kaminofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduruch gekennzeichnet, dass der Abfuhrkanal mit einer Anzahl für die Durchfuhr von Luft eingerichteter Wärmeaustauscherrohre versehen ist.

Zeichnung