EP1060352A1 - Heizofen, insbesondere mit gas- und/oder ölfeuerung - Google Patents

Heizofen, insbesondere mit gas- und/oder ölfeuerung

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EP1060352A1
EP1060352A1 EP99930903A EP99930903A EP1060352A1 EP 1060352 A1 EP1060352 A1 EP 1060352A1 EP 99930903 A EP99930903 A EP 99930903A EP 99930903 A EP99930903 A EP 99930903A EP 1060352 A1 EP1060352 A1 EP 1060352A1
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EP
European Patent Office
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heating furnace
combustion chamber
heat
furnace according
storage body
Prior art date
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EP99930903A
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English (en)
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EP1060352B1 (de
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Johann Aidelsburger
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP1060352A1 publication Critical patent/EP1060352A1/de
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Publication of EP1060352B1 publication Critical patent/EP1060352B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
    • F24H7/0275—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid using solid fuel
    • F24H7/0283—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid using solid fuel the transfer fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
    • F24H7/025—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid using fluid fuel
    • F24H7/0258—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid using fluid fuel the transfer fluid being air

Definitions

  • the invention relates to a heating furnace according to the preamble of claim 1.
  • Wood-burning stoves are very popular because the type of heat given off is perceived as very pleasant.
  • the air is not heated, but the walls and all solid bodies in the room are warmed in particular by radiant heat. Circulation of the air is also largely avoided, so that there is no further contamination of the air with dust.
  • the air humidity and the balance between positive and negative ions are maintained, so that a healthy, natural indoor climate is created.
  • a disadvantage of wood-burning stoves is that the quantities of wood required for their operation require a considerable amount of space for storage. This space is often not available, especially for row houses on small plots and for multi-family houses.
  • Combustion chamber with heat-storing material is to ensure that the heat generated during the combustion process is stored and radiated continuously.
  • the combustion of heating gas such as natural gas, town gas, liquid gas (propane, butane gas, etc.) or heating oil, generates considerable amounts of water vapor. Since the heat-storing material in this known furnace is in direct contact with the combustion chamber, the heat given off during the combustion is immediately dissipated to the heat-storing material. The combustion chamber therefore only reaches its final temperature very slowly, and this remains well below 100 ° C. A temperature of 100 ° C or possibly even higher would also have to be avoided due to the risk of the operator being burned by the heat-storing material.
  • Firebricks of the heat storage hot exhaust gases are fed by convection from the combustion chamber. This is intended to improve the heat emission from the combustion chamber to the storage material.
  • Rear wall arranged directly on the wall of a room, so that the heat of the heating insert is dissipated directly to the (cold) wall.
  • AT 376 787 describes a wood tiled stove that is ready to be put on the market and in which the time-consuming setting of known wood tiled stoves is to be dispensed with.
  • the object of the present invention is, in particular, to provide a functional heating furnace for gaseous or liquid fuels which, despite its compact design, has a large heat storage capacity.
  • a combustion chamber is provided which is opposite to those surrounding it
  • Heat storage bodies is largely gas-tight, so that the exhaust gases produced during the combustion of heating gas or liquid fuels and the water vapor generated do not reach the heat storage bodies or the storage stones.
  • Liquefied petroleum gas propane and butane gas, etc.
  • oil in particular heating oil, alcohol, in particular methanol and ethanol, and bio-alcohol, in particular rapeseed oil, are used which, in addition to wood and coal, are used as heating materials in a heating furnace according to the invention can find.
  • heat exchangers are provided for releasing the heat generated in the combustion chamber to the heat storage body or storage stones.
  • the heat exchanger according to the invention consists of at least one wall of the combustion chamber, an air duct and a heat storage body or a storage stone.
  • the air located between the inside of the heat storage body and the wall of the combustion chamber heats up on the wall of the combustion chamber and rises in the Air duct up.
  • the heat supplied from the wall of the combustion chamber is released both by convection and by radiation to the heat storage body opposite the wall of the combustion chamber.
  • a flat body is advantageously used as the heat storage body, which is arranged in the heating furnace according to the invention such that its long inner side runs parallel to the expediently also flat wall of the combustion chamber.
  • a second heat exchanger connects to the first heat exchanger to the outside of the heating furnace.
  • the second heat exchanger is formed by the outside of the heat storage body, a second air duct and the inside of the heating furnace.
  • the air heated on the wall of the combustion chamber rises in the first air duct, reaches further, cooler heat storage bodies of the heating furnace according to the invention and emits heat to them.
  • the air heated on the wall of the combustion chamber cools down and sinks in the second air duct with further heat being given off to the wall of the heating furnace.
  • the cool air below then heats up again on the wall of the combustion chamber and the cycle process described begins again.
  • this arrangement is provided not only on a single wall of the combustion chamber, but on all walls of the combustion chamber on which this is practical.
  • a combustion chamber which has largely large flat outer surfaces and / or is provided with flat bodies for heat storage.
  • the combustion chamber preferably largely has a box shape.
  • a device for switching on or in repeated flue gas deflection provided.
  • the combustion chamber is made of metal or sheet metal, and the device for deflecting the flue gas consists of metal sheets, along which the flue gases are passed to the chimney.
  • a combustion chamber can also be provided, which is made of stone, for example.
  • a device for single or multiple flue gas deflection is connected to the flue gas outlet of the combustion chamber.
  • This flue gas deflection is expediently arranged in the heating furnace according to the invention.
  • the hot flue gases remain in the heating furnace for longer, which increases the efficiency of the heating furnace.
  • one or more heat storage bodies can also be provided in the area of this flue gas deflection. In order to achieve improved heat storage, use can also be made of the aforementioned heat exchanger arrangement according to the invention in the area of the flue gas deflection.
  • the heat-conducting body preferably has a corrugated structure, in whole or in part, which is arranged in the air duct in such a way that a multiplicity of flow ducts is formed which are arranged, for example, transversely or perpendicularly to the direction of flow and through which air flows from bottom to top.
  • the corrugated structure made of metal or sheet metal is preferably attached to the wall of the combustion chamber.
  • the heat-conducting body is preferably at least partially black in order to enable good heat transfer between the heat-conducting body and the air flowing past it.
  • the heat-conducting body arranged in the air duct is designed in such a way that it is at a distance from the heat-storage body. If this is advantageous, however, the heat-conducting body can also be designed such that it fully or partially not only largely rests on the wall of the combustion chamber, but also largely on the side of the opposite heat storage body facing the wall of the combustion chamber. If the heat-conducting body has, for example, the corrugated structure described, air can still flow through the air duct if the flow ducts formed are arranged vertically.
  • the heat-conducting body can be provided with an essentially flat plate on its side facing the heat storage body or the wall of the combustion chamber.
  • a second heat-conducting body is arranged in the flow or air channel between the first heat-storage body and the second heat-storage body.
  • the arrangement can be carried out in a manner analogous to that in the case of the heat-conducting body in the first air duct.
  • the second is also preferred
  • Thermally conductive body around a thermal conductive body as previously described.
  • the first heat storage body and / or the second heat storage body is arranged essentially parallel to the wall of the combustion chamber and / or has essentially the dimensions of the relevant wall of the combustion chamber.
  • the first and / or second heat storage body preferably has essentially the shape of a flat plate. In order to achieve a good flow, the first is especially
  • Heat storage body rounded at its upper and / or lower end.
  • the first and / or the second heat storage body has a thickness of approximately 30 to 120 mm and / or has the shape of a flat body.
  • the first heat storage body ie the heat storage body which is arranged closer to the wall of the combustion chamber, is thicker as the second heat storage body; it is preferably twice the thickness.
  • the first heat storage body and / or the second is provided
  • one or more temperature sensors are provided in the inner and / or outer region of the heating furnace. These are at least partially connected to a lighting control system via heat-resistant electrical lines.
  • an outside temperature sensor which measures the temperature outside the house, can be used, the measured value being included in the regulation of the lighting. This makes it possible to put the firing out of operation when there is sufficient heat storage in the heating furnace according to the invention for the relevant outside temperatures.
  • a valve can be controlled by the firing control so that the valve opens when the temperature drops below a set first, lower temperature, so that the firing of the combustion chamber starts and closes when a second, higher temperature is reached, and the Firing the combustion chamber is switched off.
  • a room thermostat with a temperature sensor can be provided in a suitable place in the room to be heated by a heating furnace according to the invention, which compares the actual room temperature with a preset target temperature and the
  • Firing control of the heater controls such that the heater heats up when the temperature falls below the target temperature of the room and the lighting is switched off when the target temperature is reached.
  • an electronic simulation device is provided.
  • the simulation device simulates the cracking and crackling that occurs when wood is burned.
  • the simulation is preferably carried out using a semiconductor memory in which the corresponding sound sequence or also a plurality of sound sequences are stored. The stored sound sequence or the sound sequences are amplified and fed to a loudspeaker.
  • Fig. 1 shows a heating furnace according to the invention with a
  • Fig. 2 he he inventive heater of Figure 1 from above in cross section.
  • FIG. 3 shows the heating furnace according to the invention corresponding to FIG. 1, which is additionally provided with heat-conducting bodies on the walls of the combustion chamber;
  • Fig. 4 u. 5 shows the arrangement of a heat-conducting body in an air or flow channel formed by the inner heat storage body and the wall of the combustion chamber, corresponding to FIG. 3, in
  • FIG. 6 shows a combustion chamber according to the invention for firing with natural gas, partly in longitudinal section and in a schematic representation
  • Fig. 7 an exhaust gas routing according to the invention
  • FIG. 1 shows the heating furnace according to the invention from the front in longitudinal section.
  • the heating furnace 1 has in particular a sheet-metal-clad combustion chamber 2, two vertically arranged area storage bodies 3 and 4, which run parallel to the left and right walls 5 and 6 of the combustion chamber 2.
  • a surface storage body 11 is arranged below the lower wall 10.
  • the surface storage bodies 3, 4 and 9 are surrounded by surface storage bodies 12, 13 and 14 in such a way that, together with the surface storage body 11, they completely surround the combustion chamber 2 and the inner surface storage bodies 3, 4 and 9.
  • the area storage body 3 is arranged between the left, outer area storage body 12 and the left wall 5 of the combustion chamber 2 in such a way that there is a distance between the area storage body 3 and the outer area storage body 12 as well as the area storage body 3 and the wall 5 of the combustion chamber 2.
  • the area storage body 4 is also arranged between the right, outer area storage body 14 and the right wall 6 of the combustion chamber 2, wherein there is a distance between the area storage body 4 and the right, outer area storage body 14 as well as the area storage body 4 and the right wall 6 of the combustion chamber 2 .
  • Combustion chamber 2 which is fired with gas, for example, has hot walls 5 and 6, which hold the air in inner channels 16 and 17 and the opposite ones Heat surface storage element 3 and 4.
  • the warmed air flows upwards, as indicated by the ascending arrows. Once at the top, a further upward flow through the area storage body 9 or 13 is prevented. With heat being given off to the surrounding storage bodies, the heated air reaches the outer heat storage bodies 12, 13 and 14, where it cools down with further heat being given off to the Heat storage body and flows down the outer air channels 15 and 18, as indicated by the downward-pointing arrows. At the bottom, the air flow is limited by the lower surface storage body 11, and the cooled air again enters the air channels 16 and 17, so that the circular flow begins again.
  • firing with oil, coal or wood or a suitable combination of the firing types mentioned can also be provided.
  • the combustion chamber or the combustion chamber 2 is preferably made of metal, in particular of sheet metal, such as steel or stainless steel sheet. Since the storage stones or storage bodies surrounding the combustion chamber are arranged at least predominantly at a distance from the combustion chamber according to the invention, the walls of the combustion chamber quickly reach a temperature of about 100 ° C. and more. This is supported in that, according to the invention, a combustion chamber, such as in particular a sheet metal combustion chamber, is used which only has a low mass or
  • combustion chamber can also be made of stone or another material instead of metal, sheet metal, etc., provided that the walls of the combustion chamber, in particular by a small wall thickness, quickly reach a temperature of about 100 ° C.
  • the combustion chamber according to the invention is preferably designed to be exhaust gas-tight in order to prevent exhaust gases or the water vapor produced during combustion from reaching the storage stones or the space to be heated.
  • the combustion chamber 2 is provided with a flue gas deflection 19 at its upper end, in the area of the flue gas outlet 8.
  • a distance is also provided between the upper surface storage body 9 and the further surface storage body 13 lying above it.
  • a thermal insulation 20 such as one or more ceramic fiber mats and / or one or more layers of rock wool. This can cause an undesirable
  • Heat emission of the heating furnace can be reduced upwards via the surface storage body 13.
  • Heat storage body 9 arranged.
  • a heat-conducting body is preferably introduced, which completely or partially fills the air duct.
  • the heat-conducting body has, for example, the corrugated structure described, forms a multiplicity of flow channels and preferably consists of sheet metal.
  • the space 21 is not completely or partially filled with thermal insulation, but with a heat-conducting body of the type described.
  • the other Heat storage body (not shown) according to the other embodiment can also be provided.
  • the storage bodies are preferably soapstone; however, another stone which has a sufficiently high heat storage capacity and temperature stability can also be used.
  • Fig. 2 shows the heating furnace according to the invention of Fig. 1 from above in cross section. From left to right is the left, outer one
  • FIG. 2 In the rear area of the heating furnace 1 according to the invention is a heat exchanger through the rear wall 24 of the combustion chamber 2, a rear, inner air duct 28, a rear, inner surface storage body 27, a rear, outer air duct in an analogous manner 26 and a rear, outer surface storage body 25 are formed. Furthermore, a viewing window 29 is provided in a frame in front of the combustion chamber 2. To open the viewing window, the frame has a latch or the like.
  • FIG. 3 shows a development according to the invention of the heating furnace 1 shown in FIG. 1 in longitudinal section, in which the walls of the combustion chamber 2 are provided with a left heat-conducting body 33, an upper heat-conducting body 32 and a right-hand heat-conducting body 31.
  • the heat-conducting bodies preferably extend over the entire respective wall of the combustion chamber 2 and have a corrugated structure that the air flows past and heats up.
  • FIG. 4 shows the arrangement of the left heat-conducting body 33 shown in FIG. 3 in the left inner air duct 16.
  • a heat-conducting body 33 is provided, which is in the essentially occupies half the distance between the left wall 5 of the combustion chamber 2 and the inner surface storage body 3.
  • the inner air duct 16 preferably has a width of approx. 30 mm
  • the surface storage body 3 has a thickness of approx. 50 mm
  • the outer, left air duct 15 has a width of approx. 25 mm
  • the left, outer surface storage body 12 has a thickness of approx. 25 mm.
  • the upper and lower ends of the inner area storage body 3 are rounded.
  • the same arrangement is preferably also chosen for the further, vertically arranged walls of the combustion chamber 2.
  • FIG. 5 shows the arrangement corresponding to FIG. 4, in which the heat-conducting body 33 has a corrugated structure.
  • the heat-conducting body 33 is arranged on the left wall 5 of the combustion chamber 2 and the corrugated structure runs transversely to the flow direction in the inner air duct 16.
  • the heat-conducting body 33 is provided on its side facing the inner heat-storage body 3 with a heat-conducting plate 51. It goes without saying that a heat-conducting body with a different structure can also be used, and likewise the heat-conducting body 33 cannot be arranged transversely but along the flow direction in the air duct 16. Such an arrangement can also be provided for the other walls of the combustion chamber 2.
  • the combustion chamber according to the invention for firing with natural gas shown in FIG. 6 has in its interior, at the lower end, a circumferential frame 60 which is attached to the inside of the walls of the combustion chamber 2 or the combustion chamber and preferably also consists of sheet metal.
  • the surrounding frame 60 forms a preferably square or rectangular recess and carries a gas-permeable plate 61, which consists, for example, of a suitable gas concrete or another suitable, sponge-like material.
  • a distribution chamber 62 is provided immediately below the gas-permeable plate 61.
  • the upper side of the distribution chamber 62 is essentially formed by the lower side of the gas-permeable plate 61 and the lower side thereof by a sheet 77 which completely closes the combustion chamber 2 downward.
  • an opening is provided in the sheet 77 closing the distribution chamber 62 downward.
  • a gas pipe is connected to the opening, via which heating gas is supplied to the combustion chamber 2 from a gas line 63 via a gas valve 64.
  • the gas valve 64 has a piezo igniter 69 and an adjustment button 70 for adjusting the amount of heating gas supplied to the combustion chamber 2.
  • the piezo igniter 69 is connected via an electrical line 72 to a piezo rod 75, which preferably extends through the frame 60 close to the gas-permeable plate 61 (not shown).
  • the upper end of the piezo rod 75 is located just above the gas-permeable plate 61 in the combustion chamber 2.
  • the gas valve 64 also leads a metallic pipe 73
  • the pilot tube 67 runs approximately parallel to the piezo rod 75 through the frame 60 and its open end projecting into the combustion chamber 2 faces the piezo rod 75.
  • a temperature sensor 66 such as, in particular, a temperature-dependent resistance wire, a bimetal switch or the like, is provided, which is likewise arranged on the frame 60 and projects slightly into the combustion chamber 2.
  • the temperature sensor 66 is connected to the gas valve 64 via an electrical line 74.
  • the gas valve or the pressure reducer 64 is supplied with heating gas via the gas line 63.
  • the gas valve 64 branches off part of the gas supplied to it from the pilot tube 67, gas reaching the combustion chamber 2 via the open end of the pilot tube.
  • the piezo igniter 69 is actuated, an electrical spark jumps from the piezo rod 75 to the metallic pilot tube 67 and ignites the gas emerging from the pilot tube 67.
  • An ignition flame 76 is generated.
  • the gas flow provided for heating the heating furnace according to the invention is subsequently set via the setting knob 70.
  • the gas flowing in via the gas line 63 and the gas valve enters the distribution chamber 62 and rises through the gas-permeable plate 61 into the combustion chamber 2, where it is ignited by the pilot flame 76; it creates one Heating flame over the entire gas-permeable plate, which largely corresponds to the flame of a wood fire.
  • the gas valve 64 checks via the temperature sensor 66, preferably with a slight time delay, whether the gas supply into the combustion chamber 2 is followed by an increase in the temperature of the temperature sensor 66. Otherwise this is a sign that unburned gas is flowing into the combustion chamber 2. Possibly. the gas valve 64 stops the further gas supply for a predetermined period of time. After this predetermined period of time, a new ignition attempt can be made.
  • the gas valve 64 can be connected via an electrical line 71 to a control device (not shown) which regulates the gas flow into the combustion chamber 2.
  • a control device not shown
  • the comparison result between the temperature of the room in which the heating furnace according to the invention is located and the preset target temperature of the room can be used.
  • the one made of metal or sheet metal is preferably used
  • Combustion chamber like the combustion chamber in FIG. 6, completely prefabricated as a module in order to enable the heating furnace according to the invention to be assembled quickly.
  • a prefabricated combustion chamber module or combustion chamber insert also preferably already has the gas and electrical installation shown in FIG. 6, the storage bodies also being prefabricated such that the gas line 63 and possibly the electrical line 71 are directly connected to them are accessible.
  • the heat conducting bodies are preferably also already attached to the module.
  • the combustion chamber according to the invention shown in FIG. 6 for firing with natural gas can be converted in an analogous manner for firing with liquefied petroleum gas or heating oil.
  • a gas expansion chamber (not shown) is preferably provided between the gas supply line and the distribution chamber in order to expand the heating gas used to a suitable pressure. If a suitable pressure reducer is used, the gas expansion chamber can also be omitted.
  • the exhaust gas duct shown in FIG. 7 for use in a heating furnace according to the invention has an exhaust pipe 8, a hollow, approximately hemispherical shielding plate 90 downwards towards the combustion chamber and a chimney pipe 91 that discharges the exhaust gases produced during combustion, for example into a chimney.
  • the shielding plate 90 shields the combustion chamber of the heating furnace according to the invention against air flowing in from outside and thus prevents the heating or pilot flame burning in the heating furnace from being blown out.
  • Another measure to increase the safety of the heating furnace according to the invention can be to prevent the manually opening viewing window 29 from being opened thoughtlessly. Otherwise unburned heating gas could get into the room or burns could occur, especially in children.
  • the viewing window 29 or the frame supporting the viewing window can be screwed to the heating furnace.
  • a locking pawl or the like is also conceivable, which prevents the viewing window from being opened thoughtlessly.
  • the latch for opening the viewing window can also be provided with a lock or the like, so that the viewing window can only be opened with a (suitable) key or a special tool.

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Abstract

Erfindungsgemäß weist der Heizofen einen Brennraum (2) und diesen umgebende Wärmespeicherkörper auf, bei dem jeweils erste Wärmespeicherkörper (3, 4; 27) mit einem ersten Abstand parallel zur jeweiligen Wand (5, 6; 24) des Brennraums (2) angeordnet sind. Zweite Wärmespeicherkörper (12, 14; 25) sind jeweils mit einem zweiten Abstand ebenfalls parallel zur jeweiligen Außenseite der ersten Wärmespeicherkörper angebracht. Aufgrund des ersten Abstandes entsteht ein erster Luftkanal (16, 17; 28) und aufgrund des zweiten Abstandes ein zweiter Luftkanal (15, 18; 26) in jeder der Anordnungen. Die Luft in dem ersten Luftkanal wird durch die Wände des Brennraums erhitzt, steigt auf, kühlt sich an den umliegenden Wärmespeicherkörpern ab und sinkt unter weiterer Wärmeabgabe an die Wärmespeicherkörper im zweiten Luftkanal nach unten. Danach gelangt die abgekühlte Luft erneut in den ersten Luftkanal und die beschriebene Kreisströmung beginnt erneut im erfindungsgemäßen Wärmetauscher.

Description

HEIZOFEN, INSBESONDERE MIT GAS- UND/ODER ÖLFEUERUNG
Die Erfindung betrifft einen Heizofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei bekannten Holzkachelöfen wird die bei der HolzVerbrennung entstehende Wärme einer Wärmespeichereinrichtung zugeführt. Um einen guten Wärmeaustausch zwischen den bei der Holzverbrennung entstehenden heißen Abgasen und den Speichersteinen der
Wärmespeichereinrichtung zu erreichen, ist es bekannt, die heißen Abgase mehrfach durch die Wärmespeichereinrichtung an den Speichersteinen vorbei umzulenken, bevor diese in den Kamin gelangen.
Holzkachelöfen sind sehr beliebt, weil die Art der abgegebenen Wärme als sehr angenehm empfunden wird. Die Luft wird nicht erhitzt, sondern die Wände und alle festen Körper im Raum werden insbesondere durch Strahlungswärme erwärmt. Ebenso wird eine Umwälzung der Luft weitgehend vermieden, wodurch es zu keiner weiteren Belastung der Luft mit Staub kommt. Zudem bleiben die Luftfeuchtigkeit und das Gleichgewicht zwischen positiven und negativen Ionen erhalten, so daß ein gesundes, natürliches Raumklima entsteht.
An Holzkachelöfen ist nachteilhaft, daß die zu ihrem Betrieb notwendigen Holzmengen einen erheblichen Platzbedarf für die Bevorratung erfordern. Dieser Platz steht insbesondere bei Reihenhäusern auf kleinen Grundstücken und bei Mehrfamilienhäusern oft nicht zur Verfügung.
Aus der DE 26 50 053 AI ist ein Ofen bekannt, dessen Brennkammer von einem wärmespeichernden Material umgeben ist . Die Brennkammer kann mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen betrieben werden. Mit der Umkleidung der
Brennkammer mit wärmespeicherndem Material, wie insbesondere Schamotte, soll erreicht werden, daß die beim Verbrennungsprozeß entstehende Wärme gespeichert und kontinuierlich abgestrahlt wird. Bei der Verbrennung von Heizgas, wie insbesondere von Erdgas, Stadtgas, Flüssiggas (Propan-, Butangas usw.) oder Heizöl, entstehen beachtliche Mengen an Wasserdampf. Da das wärmespeichernde Material bei diesem bekannten Ofen in unmittelbarem Kontakt mit der Brennkammer steht, wird die bei der Verbrennung abgegebene Wärme sofort an das wärmespeichernde Material abgeführt . Daher erreicht die Brennkammer nur sehr langsam ihre endgültige Temperatur, und diese bleibt deutlich unter 100 °C. Eine Temperatur von 100 °C oder womöglich noch darüber, wäre zudem aufgrund der Gefahr von Verbrennungen des Betreibers am wärmespeichernden Material zu vermeiden. Dies bedingt jedoch, daß der Wasserdampf im verbrannten Heizgas an den Wänden der Brennkammer kondensiert. Die Brennkammer korrodiert, wird undicht, das wärmespeichernde Material versottet und der bekannte Ofen gibt Feuchtigkeit über das wärmespeichernde Material an den zu beheizenden Raum ab.
Aus der DE 35 00 186 AI ist ein Wärmespeicher für
Holz -Kachelöfen bekannt. Diese Druckschrift beschäftigt sich mit dem Problem, daß übliche keramische Speichermaterialien, wie Schamotte, schlechte Wärmeleiteigenschaften aufweisen. Daher trete mit zunehmender Dicke des Speichermauerwerks, um das Speichervermögen zu erhöhen, eine zunehmende Verzögerung der Wärmeabgabe ein. Um selbst bei großer Speicherkapazität, d.h. einer großen Wandstärke des Speichermaterials, einen raschen und entsprechend guten Wärmeaustausch zu erreichen, wird vorgeschlagen, in das Speichermaterial metallische Wärmeleitelemente einzubetten. Ferner ist vorgesehen, den Wärmespeicher, auf seiner der Brennkammer zugewandten Seite, mit Luftführungskanälen zu versehen, über die den
Schamotte-Steinen des Wärmespeichers heiße Abgase mittels Konvektion aus der Brennkammer zugeführt werden. Hierdurch soll die Wärmeabgabe von der Brennkammer an das Speichermaterial verbessert werden.
Würde ein entsprechender Holz -Kachelofen mit Gas beheizt werden, so versottet auch dieser bekannte Wärmespeicher, da der Wasserdampf aus dem verbrannten Gas an den Wärmespeicher gelangt. Dieser bekannte Holz-Kachelofen ist weder für eine Beheizung mit Gas oder Öl vorgesehen noch hierfür geeignet.
Aus der DE 36 00 982 AI ist ein Holz-Kachelofen für eine Heißluft -Heizung bekannt. Ein Heizeinsatz ist mit seiner
Rückwand unmittelbar an der Wand eines Raumes angeordnet, so daß die Wärme des Heizeinsatzes unmittelbar an die (kalte) Wand abgeführt wird. Um eine sofortige Wirksamkeit bei hoher Speicherkapazität bei diesem Holz-Kachelofen herbeizuführen, ist vorgeschlagen, Speichersteine unmittelbar an der Wand des Heizeinsatzes anzuordnen.
In Analogie zu den Ausführungen zur DE 26 50 053 AI, hat die Anordnung des Heizeinsatzes an der Wand des zu beheizenden Raumes schon allein zur Folge, daß der Heizeinsatz eine
Temperatur von 100 °C nicht erreicht. Diese Temperaturabsenkung des Heizeinsatzes wird durch die an ihm angeordneten Speichersteine nur noch verstärkt . Würde dieser bekannte Holz-Kachelofen nun mit Gas beheizt werden, so würde Wasserdampf am Heizeinsatz und an den Speichersteinen kondensieren; schließlich träte Wasser aus dem Ofen aus.
Die AT 376 787 beschreibt schließlich einen Holz-Kachelofen, der fertig in den Handel gebracht werden, und bei dem das aufwendige Setzen bekannter Holz-Kachelöfen entfallen soll.
Dies soll erreicht werden, indem eine zweischalige Ausführung vorgesehen ist, bei der der Raum zwischen der Innenschale und der Außenschale nur im Bereich der dem zu beheizenden Raum zugewandten Wände mit Speichermaterial ausgefüllt ist . Der übrige Bereich weist unten Lufteintrittsöffnungen und oben Luftaustrittsöffnungen für die erwärmte Luft auf. An diesem bekannten Holz-Kachelofen ist insbesondere von Nachteil, daß die unten einströmende und oben ausströmende Luft für eine erhebliche, ungünstige Luftbewegung in dem zu beheizenden Raum sorgt. Das vorteilhafte Konzept von Holz-Kachelöfen besteht jedoch hingegen gerade darin, daß der Holz-Kachelofen die Wärme nur über Wärmestrahlung an die Umgebung abgibt. Zudem weist der bekannte Konvektions-Holz-Kachelofen, aufgrund des geringen Volumens des Speichermaterials, lediglich eine geringe Wärmespeicherkapazität auf. Dieser bekannte Holz-Kachelofen ist also nicht in der Lage über einen längeren Zeitraum Wärme abzugeben, nachdem das Holzfeuer erloschen ist. Ebenso ist dieser bekannte Holz-Kachelofen weder geeignet noch dafür vorgesehen, mit Gas oder Öl beheizt zu werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere darin, einen funktionsfähigen Heizofen für gasförmige oder flüssige Brennstoffe zu schaffen, der trotz kompakter Bauform ein großes Wärmespeichervermögen aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Heizofen durch die im Kennzeichen des unabhängigen Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst .
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Heizofen ist ein Brennraum vorgesehen, der gegenüber den ihn umgebenden
Wärmespeicherkörpern weitgehend gasdicht ist, so daß die bei der Verbrennung von Heizgas oder flüssigen Brennstoffen entstehenden Abgase und der entstehende Wasserdampf nicht an die Wärmespeicherkörper bzw. nicht an die Speichersteine gelangen. Unter Heizgas soll insbesondere Erdgas, Stadtgas,
Flüssiggas (Propan- und Butangas etc.), unter Öl, insbesondere Heizöl, unter Alkohol, insbesondere Methanol und Äthanol, und unter Bio-Alkohol, insbesondere Raps-Öl, verstanden werden, die neben Holz und Kohle als Heizstoffe in einem erfindungsgemäßen Heizofen Verwendung finden können.
Zur Abgabe der im Brennraum entstehenden Wärme an die Wärmespeicherkörper bzw. Speichersteine sind erfindungsgemäß Wärmetauscher vorgesehen. Der erfindungsgemäße Wärmetauscher besteht zumindest aus einer Wand des Brennraums, einem Luftkanal und einem Wärmespeicherkörper bzw. einem Speicherstein. Die zwischen der Innenseite des Wärmespeicherkörpers und der Wand des Brennraums befindliche Luft heizt sich an der Wand des Brennraums auf und steigt im Luftkanal nach oben. Hierbei wird die von der Wand des Brennraums zugeführte Wärme sowohl durch Konvektion als auch durch Strahlung an den der Wand des Brennraums gegenüberliegenden Wärmespeicherkörper abgegeben. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorteilhafterweise ein Flächenkörper als Wärmespeicherkörper verwendet, der so im erfindungsgemäßen Heizofen angeordnet ist, daß dessen lange Innenseite parallel zur zweckmäßigerweise ebenfalls ebenen Wand des Brennraums verläuft .
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt sich an den ersten Wärmetauscher zur Außenseite des Heizofens hin ein zweiter Wärmetauscher an. Der zweite Wärmetauscher wird durch die Außenseite des Wärmespeicherkörpers, einen zweiten Luftkanal und die Innenseite des Heizofens gebildet. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung steigt die an der Wand des Brennraums erwärmte Luft im ersten Luftkanal nach oben, gelangt an weitere, kühlere Wärmespeicherkörper des erfindungsgemäßen Heizofens und gibt Wärme an diese ab. Hierbei kühlt sich die an der Wand des Brennraums erwärmte Luft ab und sinkt im zweiten Luftkanal unter weiterer Wärmeabgabe an die Wand des Heizofens nach unten. Die unten befindliche kühle Luft heizt sich dann wiederum an der Wand des Brennraums auf und der beschriebene Kreisprozeß beginnt von neuem.
Nach einer vorteilhaf en Ausgestaltung der Erfindung, ist diese Anordnung nicht nur an einer einzigen Wand des Brennraums vorgesehen, sondern an allen Wänden des Brennraums, an denen dies praktikabel ist.
Bei einer kostengünstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizofens ist ein Brennraum vorgesehen, der weitgehend große ebene Außenflächen aufweist und/oder mit Flächenkörpern zur Wär espeicherung versehen ist. Vorzugsweise weist der Brennraum weitgehend eine Kastenform auf .
Um eine gute Wärmeabgabe von dem heißen Rauchgas auf den Brennraum herbeizuführen, ist bei einer Ausführungsform der Erfindung im Brennraum eine Einrichtung zur ein- oder mehrmaligen Rauchgasumlenkung vorgesehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Brennraum aus Metall bzw. Blech gefertigt, und die Einrichtung zur Rauchgasumlenkung besteht aus Blechen, an denen die Rauchgase vorbei zum Kamin geleitet werden. Selbstverständlich kann auch ein Brennraum vorgesehen sein, der beispielsweise aus Stein gebildet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung schließt sich an den Rauchgasauslaß des Brennraums eine Einrichtung zur ein- oder mehrmaligen Rauchgasumlenkung an. Diese Rauchgasumlenkung wird zweckmäßigerweise im erfindungsgemäßen Heizofen angeordnet . Hierdurch verbleiben die heißen Rauchgase länger im Heizofen, wodurch sich der Wirkungsgrad des Heizofens erhöht. Ebenso können auch im Bereich dieser Rauchgasumlenkung ein oder mehrere Wärmespeicherkörper vorgesehen werden. Um eine verbesserte Wärmespeicherung zu erreichen, kann auch von der vorgenannten, erfindungsgemäßen Wärmetauscheranordnung im Bereich der Rauchgasumlenkung Gebrauch gemacht werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind im
S römungs- bzw. Luftkanal zwischen der Wand des Brennraums und dem ersten Wärmespeicherkörper ein oder mehrere Wärmeleitkörper vorgesehen, die die Wärme von der Wand des Brennraums in Richtung des Wärmespeicherkörpers leiten. Vorzugsweise weist der Wärmeleitkörper ganz oder teilweise eine gewellte Struktur auf, die so im Luftkanal angeordnet ist, daß eine Vielzahl von Strömungskanälen entsteht, die beispielsweise quer oder senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnet sind und an denen Luft von unten nach oben vorbeiströmt. Vorzugsweise ist die gewellte Struktur aus Metall bzw. Blech und an der Wand des Brennraums angebracht. Bevorzugt ist der Wärmeleitkörper zumindest teilweise schwarz, um einen guten Wärmeübergang zwischen dem Wärmeleitkörper und der an ihm vorbeiströmenden Luft zu ermöglichen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der im Luftkanal angeordnete Wärmeleitkörper so gestaltet, daß er einen Abstand zum Wärmespeicherkörper aufweist. Wenn dies vorteilhaft ist, kann der Wärmeleitkörper jedoch auch so gestaltet sein, daß er ganz oder teilweise nicht nur an der Wand des Brennraums weitgehend anliegt, sondern auch weitgehend an der der Wand des Brennraums zugewandten Seite des gegenüberliegenden Wärmespeicherkörpers . Weist der Wärmeleitkörper beispielsweise die beschriebene gewellte Struktur auf, so kann bei senkrechter Anordnung der entstehenden Strömungskanäle nach wie vor Luft durch den Luftkanal hindurchströmen.
Um eine leichte Montage des Wärmeleitkörpers im Strömungs- bzw. Luftkanal zu ermöglichen, kann der Wärmeleitkörper an seiner dem Wärmespeicherkörper oder der Wand des Brennraums zugewandten Seite mit einer im wesentlichen ebenen Platte versehen sein.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, ist im Strömungs- bzw. Luftkanal zwischen dem ersten Wärmespeicherkörper und dem zweiten Wärmespeicherkörper, ein zweiter Wärmeleitkörper angeordnet. Die Anordnung kann in analoger Weise erfolgen, wie bei dem Wärmeleitkörper im ersten Luf kanal. Vorzugsweise handelt es sich auch bei dem zweiten
Wärmeleitkörper um einen Wärmeleitkörper wie zuvor beschrieben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist der erste Wärmespeicherkörper und/oder der zweite Wärmespeicherkörper im wesentlichen parallel zur Wand des Brennraums angeordnet und/oder hat im wesentlichen die Abmessungen der betreffenden Wand des Brennraums. Vorzugsweise weist der erste und/oder zweite Wärmespeicherkörper im wesentlichen die Form einer ebenen Platte auf . Um eine gute Umströmung zu erreichen, ist insbesondere der erste
Wärmespeicherkörper an seinen oberen und/oder unteren Ende abgerundet .
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, weist der erste und/oder der zweite Wärmespeicherkörper eine Dicke von ca. 30 bis 120 mm auf und/oder hat die Form eines Flächenkörpers. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, ist der erste Wärmespeicherkörper, d.h. der Wärmespeicherkörper, der dichter an der Wand des Brennraums angeordnet ist, dicker als der zweite Wärmespeicherkörper; vorzugsweise weist er die doppelte Dicke auf .
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, den ersten Wärmespeicherkörper und/oder den zweiten
Wärmespeicherkörper und/oder die Wand des Brennraums und/oder die Rauchgasumlenkung ganz oder teilweise aus Stein zu fertigen, wie insbesondere Speckstein bzw. Schamotte oder einem Stein, der ebenfalls eine hohe Wärmespeicherkapazität und eine ausreichende Temperaturbeständigkeit aufweist.
Ferner sind bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ein oder mehrere Temperatursensoren, wie temperaturabhängige Widerstände, im inneren und/oder äußeren Bereich des Heizofens vorgesehen. Diese stehen zumindest teilweise über wärmebeständige elektrische Leitungen mit einer Befeuerungsregelung in Verbindung. Zudem kann ein Außentemperaturfühler, der die Temperatur außerhalb des Hauses mißt, verwendet werden, wobei der Meßwert in die Regelung der Befeuerung eingeht. Hierdurch ist es möglich, die Befeuerung dann bereits außer Betrieb zu setzen, wenn für die betreffenden Außentemperaturen eine ausreichende Wärmespeicherung im erfindungsgemäßen Heizofen vorliegt. Bei einer Gas- bzw. Ölfeuerung kann erfindungsgemäß ein Ventil von der Befeuerungsregelung so angesteuert werden, daß das Ventil bei der Unterschreitung einer eingestellten ersten, niedrigeren Temperatur öffnet, so daß die Befeuerung des Brennraums einsetzt und bei Erreichen einer zweiten, höheren Temperatur schließt und die Befeuerung des Brennraums abgeschaltet wird.
Alternativ oder ergänzend kann in dem durch einen erfindungsgemäßen Heizofen zu beheizenden Raum an geeigneter Stelle ein Raumthermostat mit einem Temperaturfühler vorgesehen sein, der die tatsächliche Raumtemperatur mit einer voreingestellten Soll-Temperatur vergleicht und die
Befeuerungsregelung des Heizofens derart ansteuert, daß der Heizofen bei Unterschreiten der Soll-Temperatur des Raumes aufgeheizt und die Befeuerung mit Erreichen der Soll-Temperatur abgeschaltet wird. Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Weiterbildung ist eine elektronische Simulationseinrichtung vorgesehen. Die Simulationseinrichtung simuliert das beim Verbrennen von Holz entstehende Knacken und Knistern. Vorzugsweise erfolgt die Simulation unter Verwendung eines Halbleiterspeichers, in dem die entsprechende Klangfolge oder auch mehrere Klangfolgen gespeichert sind. Die gespeicherte Klangfolge bzw. die Klangfolgen werden verstärkt und einem Lautsprecher zugeführt.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizofens wird nachfolgend anhand von nicht notwendigerweise maßstäblichen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind und darum nicht nochmals näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Heizofen mit einer
Gasfeuerung und einer Wärmespeichereinrichtung von vorne im Längsschnitt;
Fig. 2 den er indungsgemäßen Heizofen der Fig. 1 von oben im Querschnitt;
Fig. 3 den erfindungsgemäßen Heizofen entsprechend der Fig. 1, der zusätzlich mit Wärmeleitkörpern an den Wänden des Brennraums versehen ist;
Fig. 4 u. 5 die Anordnung eines Wärmeleitkörpers in einem durch den inneren Wärmespeicherkörper und die Wand des Brennraums gebildeten Luft- bzw. Strömungskanal, entsprechend der Fig. 3, im
Detail; und
Fig. 6 einen erfindungsgemäßen Brennraum zur Befeuerung mit Erdgas, teilweise im Längsschnitt und in schematisierter Darstellung; und
Fig. 7 eine erfindungsgemäße Abgasführung zur
Verwendung für einen erfindungsgemäßen Heizofen im Querschnitt und in schematisierter Darstellung. Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Heizofen von vorne im Längsschnitt. Der Heizofen 1 weist insbesondere einen blechummantelten Brennraum 2, zwei senkrecht angeordnete Flächenspeicherkörper 3 und 4, die parallel zur linken und rechten Wand 5 und 6 des Brennraums 2 verlaufen, auf. Oberhalb der oberen Wand 7, die einen Rauchgasauslaß 8 aufweist, ist parallel zur oberen Wand 7 ein Flächenspeicherkörper 9 vorgesehen. Unterhalb der unteren Wand 10 ist ein Flächenspeicherkörper 11 angeordnet. Die Flächenspeicherkörper 3, 4 und 9 sind von Flächenspeicherkörpern 12, 13 und 14 derart umgeben, daß diese zusammen mit dem Flächenspeicherkörper 11 den Brennraum 2 und die inneren Flächenspeicherkörper 3, 4 und 9 vollständig umschließen.
Der Flächenspeicherkörper 3 ist so zwischen dem linken, äußeren Flächenspeicherkörper 12 und der linken Wand 5 des Brennraums 2 angeordnet, daß jeweils ein Abstand zwischen dem Flächenspeicherkörper 3 und dem äußeren Flächenspeicherkörper 12 sowie dem Flächenspeicherkörper 3 und der Wand 5 des Brennraums 2 gegeben ist. Der Flächenspeicherkörper 4 ist ebenso zwischen dem rechten, äußeren Flächenspeicherkörper 14 und der rechten Wand 6 des Brennraums 2 angeordnet, wobei jeweils ein Abstand zwischen dem Flächenspeicherkörper 4 und dem rechten, äußeren Flächenspeicherkörper 14 sowie dem Flächenspeicherkörper 4 und der rechten Wand 6 des Brennraums 2 vorliegt .
Aufgrund der vorgenannten, erfindungsgemäßen Abstände ergeben sich die linken Luftkanäle 15 und 16 sowie die rechten Luftkanäle 17 und 18. Der beispielsweise mit Gas befeuerte Brennraum 2 hat heiße Wände 5 und 6, die die Luft in den inneren Kanälen 16 und 17 und die jeweils gegenüberliegenden Flächenspeicherkörper 3 und 4 aufheizen. Die erwärmte Luft strömt nach oben, wie durch die aufsteigenden Pfeile angedeutet. Oben angekommen, wird eine weitere Aufwärtsströmung durch den Flächenspeicherkörper 9 bzw. 13 verhindert. Unter Wärmeabgabe an die umliegenden Speicherkörper, gelangt die erwärmte Luft an die äußeren Wärmespeicherkörper 12, 13 und 14, kühlt sich dort unter weiterer Wärmeabgabe an die Wärmespeicherkörper ab und strömt die äußeren Luftkanäle 15 und 18 hinab, wie durch die nach unten zeigenden Pfeile angedeutet. Nach unten hin ist die Luftströmung durch den unteren Flächenspeicherkörper 11 begrenzt, und die abgekühlte Luft gelangt erneut in die Luftkanäle 16 und 17, so daß die Kreisströmung erneut beginnt.
Anstelle einer Gasfeuerung kann auch eine Befeuerung mit Öl, Kohle oder Holz bzw. eine geeignete Kombination der genannten Feuerungsarten vorgesehen sein.
Der Brennraum bzw. die Brennkammer 2 ist vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Blech, wie Stahl- oder Edelstahl- Blech, hergestellt. Da die die Brennkammer umgebenden Speichersteine bzw. Speicherkörper erfindungsgemäß zumindest überwiegend mit einem Abstand zur Brennkammer angeordnet sind, erreichen die Wände der Brennkammer schnell eine Temperatur von etwa 100 °C und mehr. Dies wird unterstützt, indem erfindungsgemäß eine Brennkammer, wie insbesondere eine Blech- Brennkammer, verwendet wird, die nur eine geringe Masse bzw.
Wärmespeicherkapazität aufweist. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen zur schnellen Aufheizung der Wände der Brennkammer wird erreicht, daß der bei der Verbrennung von Heizgas, Öl, Kohle, Holz usw. entstehende Wasserdampf schon sehr rasch nach dem Aufheizen der Brennkammer nicht mehr an deren Wänden kondensiert, d. h. nachdem die Wände der Brennkammer eine Temperatur von über 100 °C erreichen. Der Wasserdampf wird über den Rauchgasauslaß des erfindungsgemäßen Heizofens ins Freie abgeführt. Eine Wasseransammlung im erfindungsgemäßen Heizofen wird so wirksam vermieden.
Dies kann weiter unterstützt werden, indem erfindungsgemäß eine Feuerungsregelung zum Einsatz kommt, die für eine schnelle Aufheizung auf etwa 100 °C sorgt (bspw. indem zunächst die maximale Befeuerung eingestellt wird) . Nachfolgend kann dann die Befeuerung bis zum Erreichen der Soll -Temperatur des Heizofens oder des zu beheizenden Raums, auch stufenweise, zurückgefahren werden. Es versteht sich, daß die Brennkammer anstelle von Metall, Blech usw. auch aus Stein oder einem anderen Material gefertigt sein kann, sofern, insbesondere durch eine geringe Wandstärke der Brennkammer, erreicht wird, daß die Wände der Brennkammer schnell auf eine Temperatur von etwa 100 °C gebracht werden.
Die erfindungsgemäße Brennkammer ist vorzugsweise abgasdicht gestaltet, um zu verhindern, daß Abgase oder der bei der Verbrennung entstehende Wasserdampf an die Speichersteine oder in den zu beheizenden Raum gelangen.
Erfindungsgemäß ist der Brennraum 2 an seinem oberen Ende, im Bereich des Rauchgasauslasses 8, mit einer Rauchgasumlenkung 19 versehen. Zwischen dem oberen Flächenspeicherkörper 9 und dem darüber liegenden, weiteren Flächenspeicherkörper 13 ist ebenfalls ein Abstand vorgesehen. Vorzugsweise ist zwischen dem Flächenspeicherkörper 9 und dem Flächenspeicherkörper 13 im Raum 21 eine Wärmeisolation 20, wie z.B. eine oder mehrere Keramikfasermatten und/oder eine oder mehrere Schichten aus Steinwolle, vorgesehen. Hierdurch kann eine unerwünschte
Wärmeabgabe des Heizofens über den Flächenspeicherkörper 13 nach oben hin vermindert werden.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung (nicht dargestellt) ist unterhalb des Wärmespeicherkörpers 9 ein weiterer Wärmespeicherkörper, vorzugsweise parallel zum Wärmespeicherkörper 9, mit einem Abstand zum
Wärmespeicherkörper 9 angeordnet. In dem Luftkanal zwischen dem Wärmespeicherkörper 9 und dem weiteren Wärmespeicherkörper ist vorzugsweise ein Wärmeleitkörper eingebracht, der den Luftkanal ganz oder teilweise ausfüllt. Der Wärmeleitkörper weist beispielsweise die beschriebene gewellte Struktur auf, bildet eine Vielzahl von Strömungskanälen und besteht vorzugsweise aus Blech.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (nicht dargestellt) ist der Raum 21 nicht mit einer Wärmeisolation, sondern mit einem Wärmeleitkörper der beschriebenen Art vollständig oder teilweise ausgefüllt. Der weitere Wärmespeicherkörper (nicht dargestellt) gemäß der anderen Ausführungsform kann ebenfalls vorgesehen sein.
Bei den Speicherkörpern handelt es sich vorzugsweise um Speckstein; es kann jedoch auch ein anderer Stein, der eine ausreichend hohe Wärmespeicherkapazität und Temperaturstabilität aufweist, verwendet werden.
Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Heizofen der Fig. 1 von oben im Querschnitt. Von links nach rechts ist der linke, äußere
Flächenspeicherkörper 12, der linke, äußere Luftkanal 15, der linke, innere Flächenspeicherkörper 3, der linke, innere Luftkanal 16, die linke Wand 5 des Brennraums 2, der Brennraum bzw. die Brennkammer 2, die rechte Wand 6 des Brennraums 2, der rechte, innere Luftkanal 17, der rechte, innere
Flächenspeicherkörper 4, der rechte, äußere Luftkanal 18 und der rechte, äußere Flächenspeicherkörper 14 dargestellt. Wie nun aus Fig. 2 ersichtlich wird, ist im hinteren Bereich des erfindungsgemäßen Heizofens 1 in analoger Weise ein Wärmetauscher durch die hintere Wand 24 des Brennraums 2, einen hinteren, inneren Luftkanal 28, einen hinteren, inneren Flächenspeicherkörper 27, einen hinteren, äußeren Luftkanal 26 und einen hinteren, äußeren Flächenspeicherkörper 25 gebildet. Ferner ist ein in einen Rahmen gefaßtes Sichtfenster 29 vor dem Brennraum 2 vorgesehen. Zum Öffnen des Sichtfensters weist der Rahmen eine Klinke oder dergleichen auf.
In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Weiterbildung des in Fig. 1 dargestellten Heizofens 1 im Längsschnitt gezeigt, bei der die Wände des Brennraums 2 mit einem linken Wärmeleitkörper 33, einem oberen Wärmeleitkörper 32 und einem rechten Wärmeleitkörper 31 versehen sind. Die Wärmeleitkörper erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte, jeweilige Wand des Brennraums 2 und weisen eine gewellte Struktur auf, an der die Luft vorbeiströmt und sich erhitz .
Fig. 4 zeigt die Anordnung des in Fig. 3 dargestellten linken Wärmeleitkörpers 33 im linken inneren Luftkanal 16. Beispielsweise ist ein Wärmeleitkörper 33 vorgesehen, der im wesentlichen die Hälfte des Abstandes zwischen der linken Wand 5 des Brennraums 2 und dem inneren Flächenspeicherkörper 3 einnimmt. Vorzugsweise hat der innere Luftkanal 16 eine Breite von ca. 30 mm, der Flächenspeicherkörper 3 eine Dicke von ca. 50 mm, der äußere, linke Luftkanal 15 eine Breite von ca. 25 mm und der linke, äußere Flächenspeicherkörper 12 eine Dicke von ca. 25 mm. Um ein weitgehend ungehindertes Umströmen des Flächenspeicherkörpers 3 zu ermöglichen, sind das obere und das untere Ende des inneren Flächenspeicherkörpers 3 abgerundet . Dieselbe Anordnung wird vorzugsweise auch für die weiteren, senkrecht angeordneten Wände des Brennraums 2 gewählt.
Fig. 5 zeigt die Anordnung entsprechend der Figur 4, bei der der Wärmeleitkörper 33 eine gewellte Struktur aufweist. Der Wärmeleitkörper 33 ist an der linken Wand 5 des Brennraums 2 angeordnet und die gewellte Struktur verläuft quer zur Strömungsrichtung im inneren Luftkanal 16. Der Wärmeleitkörper 33 ist an seiner dem inneren Wärmespeicherkörper 3 zugewandten Seite mit einer Wärmeleitplatte 51 versehen. Es versteht sich, daß auch ein Wärmeleitkörper mit einer anderen Struktur verwendet werden kann, und ebenso kann der Wärmeleitkörper 33 nicht quer, sondern entlang der Strömungsrichtung im Luftkanal 16 angeordnet werden. Eine solche Anordnung kann auch für die weiteren Wände des Brennraums 2 vorgesehen sein.
Der in Figur 6 dargestellte erfindungsgemäße Brennraum zur Befeuerung mit Erdgas weist in seinem Inneren, am unteren Ende, einen umlaufenden Rahmen 60 auf, der an den Innenseiten der Wände des Brennraums 2 bzw. der Brennkammer angebracht ist und vorzugsweise ebenfalls aus Blech besteht . Der umlaufende Rahmen 60 bildet eine vorzugsweise quadratische oder rechteckige Aussparung und trägt eine gasdurchlässige Platte 61, die beispielsweise aus einem geeigneten Gasbeton oder einem anderen geeigneten, schwammartigen Material besteht. Unmittelbar unterhalb der gasdurchlässigen Platte 61 ist eine Verteilungskammer 62 vorgesehen. Die Oberseite der Verteilungskammer 62 wird im wesentlichen durch die Unterseite der gasdurchlässigen Platte 61 und deren Unterseite durch ein die Brennkammer 2 nach unten hin vollständig abschließendes Blech 77 gebildet. In der Unterseite der Verteilungskammer 62, d.h. in dem die Verteilungskammer 62 nach unten hin abschließenden Blech 77, ist eine Öffnung vorgesehen. An die Öffnung ist ein Gasrohr angeschlossen, über das der Brennkammer 2 von einer Gasleitung 63 über ein Gasventil 64 Heizgas zugeführt wird.
Das Gasventil 64 weist einen Piezo-Zünder 69 und einen Einstellknopf 70 zur Einstellung der der Brennkammer 2 zugeführten Heizgas-Menge auf. Der Piezo-Zünder 69 ist über eine elektrische Leitung 72 mit einem Piezo-Stab 75 verbunden, der vorzugsweise den Rahmen 60 dicht an der gasdurchlässigen Platte 61 durchgreift (nicht dargestellt) . Das obere Ende des Piezo-Stabes 75 befindet sich knapp oberhalb der gasdurchlässigen Platte 61 im Brennraum 2. Das Gasventil 64 führt ferner über eine Rohrleitung 73 einem metallischen
Zündflammen-Rohr 67 Gas zu. Das Zündflammen-Rohr 67 verläuft in etwa parallel zum Piezo-Stab 75 durch den Rahmen 60 und sein in den Brennraum 2 hineinragendes offenes Ende ist dem Piezo-Stab 75 zugewandt. Ferner ist ein Temperatursensor 66, wie insbesondere ein temperaturabhängiger Widerstandsdraht, ein Bimetall-Schalter oder dgl., vorgesehen, der ebenfalls am Rahmen 60 angeordnet ist und geringfügig in den Brennraum 2 hineinragt. Der Temperatursensor 66 steht mit einer elektrischen Leitung 74 mit dem Gasventil 64 in Verbindung.
Bei der Inbetriebnahme des erfindungsgemäßen Heizofens wird dem Gasventil bzw. dem Druckminderer 64 über die Gasleitung 63 Heizgas zugeführt. Das Gasventil 64 zweigt einen Teil des ihm zugeführten Gases an das Zündflammen-Rohr 67 ab, wobei über das offene Ende des Zündflammen-Rohrs Gas in den Brennraum 2 gelangt. Bei der Betätigung des Piezo-Zünders 69 springt ein elektrischer Funke vom Piezo-Stab 75 auf das metallische Zündflammen-Rohr 67 über und entzündet das aus dem Zündflammen- Rohr 67 austretende Gas. Eine Zündflamme 76 entsteht. Nachfolgend wird über den Einstellknopf 70 der zur Beheizung des erfindungsgemäßen Heizofens vorgesehene Gasfluß eingestellt. Das über die Gasleitung 63 und das Gasventil einströmende Gas gelangt in die Verteilungskammer 62 und steigt durch die gasdurchlässige Platte 61 in den Brennraum 2, wo es von der Zündflamme 76 entzündet wird; es entsteht eine Heizflamme über der gesamten gasdurchlässigen Platte, die weitgehend der Flamme eines Holzfeuers entspricht. Das Gasventil 64 prüft über den Temperatursensor 66, vorzugsweise etwas zeitverzögert, ob der Gaszufuhr in den Brennraum 2 eine Temperaturerhöhung des Temperatursensors 66 folgt. Anderenfalls ist dies ein Zeichen dafür, daß unverbranntes Gas in den Brennraum 2 einströmt. Ggf. stellt das Gasventil 64 die weitere Gaszufuhr für einen vorbestimmten Zeitraum ab. Nach diesem vorbestimmten Zeitraum kann ein erneuter Zündversuch erfolgen.
Alternativ oder ergänzend zum Einstellknopf kann das Gasventil 64 über eine elektrische Leitung 71 mit einer Regeleinrichtung (nicht dargestellt) in Verbindung stehen, die den Gasfluß in die Brennkammer 2 regelt. Als Regelgröße für den Gasfluß, kann beispielsweise das Vergleichsergebnis zwischen der Temperatur des Raumes, in dem sich der erfindungsgemäße Heizofen befindet, und die voreingestellte Soll -Temperatur des Raumes herangezogen werden .
Vorzugsweise wird die aus Metall bzw. Blech gefertigte
Brennkammer, wie die Brennkammer in Fig. 6, komplett als Modul vorgefertigt, um einen schnellen Aufbau des erfindungsgemäßen Heizofens zu ermöglichen. Bevorzugt weist ein vorgefertigtes Brennkammer-Modul bzw. Brennkammer-Einsatz auch schon die in Fig. 6 dargestellte Gas- und Elektroinstallation auf, wobei auch die Speicherkörper bereits so vorgefertigt sind, daß die Gasleitung 63 und ggf. die elektrische Leitung 71 unmittelbar für deren Anschluß zugänglich sind. Vorzugsweise sind an dem Modul auch schon die Wärmeleitkörper angebracht .
Es versteht sich, daß der in Figur 6 dargestellte erfindungsgemäße Brennraum zur Befeuerung mit Erdgas in analoger Weise für eine Befeuerung mit Flüssiggas oder Heizöl umgestaltet werden kann. Bei einer Beheizung mit Flüssiggas ist vorzugsweise zwischen der Gas zuführenden Leitung und der Verteilungskammer eine Gas-Entspannungskammer (nicht dargestellt) vorgesehen, um das konkret verwendete Heizgas auf einen geeigneten Druck zu entspannen. Wird ein geeigneter Druckminderer eingesetzt, so kann die Gas-Entspannungskammer auch entfallen. Die in Figur 7 dargestellte Abgasführung zur Verwendung für einen erfindungsgemäßen Heizofen weist ein Abgasrohr 8, ein nach unten zum Brennraum hin hohles, etwa halbkugelförmiges Abschirmblech 90 und ein Kaminrohr 91 auf, daß die bei der Verbrennung entstehenden Abgase beispielsweise in einen Kamin abführt . Die in Figur 7 dargestellte Abgasführung kann beispielsweise direkt oberhalb des Heizofens, in dem Raum, in dem sich der Heizofen befindet, oder außerhalb des Hauses montiert sein. Das verbrannte Heizgas steigt im Abgasrohr 8 auf, strömt gegen das Abschirmblech 90, umströmt dieses und gelangt schließlich in das Kaminrohr 91, wie durch die Pfeile 92 angedeutet. An der dargestellten Abgasführung ist insbesondere von Vorteil, daß das Abschirmblech 90 die Brennkammer des erfindungsgemäßen Heizofens gegen von außen einströmende Luft abschirmt und so verhindert, daß die in dem Heizofens brennende Heiz- oder Zündflamme ausgeblasen wird.
Eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der Sicherheit des erfindungsgemäßen Heizofens kann darin bestehen, zu verhindern, daß das manuell zu öffnende Sichtfenster 29 unüberlegt geöffnet wird. Ansonsten könnte eventuell unverbranntes Heizgas in den Raum gelangen oder es könnte zu Verbrennungen kommen, wie insbesondere bei Kindern. Hierzu kann das Sichtfenster 29 bzw. der das Sichtfenster tragende Rahmen mit dem Heizofen verschraubt sein. Ebenso ist eine Sicherungs-Sperrklinke oder dergleichen denkbar, die ein unüberlegtes Öffnen des Sichtfensters verhindert. Alternativ kann die Klinke zum Öffnen des Sichtfensters auch mit einem Schloß oder dergleichen versehen sein, so daß das Sichtfenster nur mit einem (passenden) Schlüssel oder einem speziellen Werkzeug zu öffnen ist .

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Heizofen (1) mit einem abgasdichten Brennraum (2) zur Verbrennung von Gas und/oder Öl, wobei der Brennraum (2) einen Frischlufteinlaß und einen Rauchgasauslaß (8) aufweist, und der Heizofen mit mindestens einem von dem Brennraum (2) aufgeheizten ersten Wärmespeicherkörper (3, 4; 27) versehen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Wärmespeicherkörper (3, 4; 27) zumindest überwiegend mit einem Abstand (16, 17; 28) zum Brennraum (2) angeordnet ist.
2. Heizofen nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Brennraum (2) blechummantelt ist.
3. Heizofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem Brennraum (2) und dem ersten Wärmespeicherkörper (3, 4; 27) mindestens ein erster Strömungskanal (16, 17; 28) vorgesehen ist.
4. Heizofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die dem Brennraum (2) abgewandte Seite des ersten Wärmespeicherkörpers (3, 4; 27) in thermischem Kontakt mit einem zweiten Wärmespeicherkörper (12, 14; 25) steht.
5. Heizofen nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen der Außenwand des ersten Wärmespeicherkörpers (3, 4; 27) und der Innenwand des zweiten Wärmespeicherkörpers (12, 14; 25) mindestens ein zweiter Strömungskanal (15, 18; 26) vorgesehen ist.
6. Heizofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Befeuerungsregelung ein Ventil zur Einstellung der dem Brennraum (2) zugeführten Menge des Gases und/oder Öls bei der Unterschreitung einer eingestellten ersten Temperatur öffnet, so daß die Befeuerung des Brennraums einsetzt und bei Erreichen einer zweiten Temperatur schließt, so daß die Befeuerung des Brennraums abgeschaltet wird.
7. Heizrofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Brennraum (2) an seinem dem Rauchgasauslaß (8) zugewandten Ende eine Einrichtung (19) zur ein- oder mehrmaligen Rauchgasumlenkung aufweist.
8. Heizofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sich an den Rauchgasauslaß (8) des Brennraums eine
Einrichtung zur ein- oder mehrmaligen Rauchgasumlenkung anschließt .
9. Heizofen nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Wand (5, 6; 24) des Brennraums (2) oder eine dem Brennraum zugewandte Fläche des Wärmespeicherkörpers (3, 4; 27) eine Wand des ersten Strömungskanals (16, 17; 28) bildet.
10. Heizofen nach einem der Ansprüche 3, 5 und 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste und/oder zweite Strömungskanal (16, 17; 15, 18; 28, 26) zumindest teilweise mit einem oder mehreren Wärmeleitkörpern (33, 31) versehen ist/sind.
11. Heizofen nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wärmeleitkörper (33, 31) ganz oder teilweise eine gewellte Struktur aufweist.
12. Heizofen nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß Luft von unten nach oben am Wärmeleitkörper (33, 31) vorbeiströmt .
13. Heizofen nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die gewellte Struktur derart im Heizofen angebracht ist, daß eine Vielzahl von Strömungskanälen entsteht, die senkrecht angeordnet sind.
14. Heizofen nach einem der Ansprüche 11 oder 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die gewellte Struktur an dem Brennraum (2) angebracht ist .
15. Heizofen nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wärmeleitkörper zumindest teilweise schwarz ist.
16. Heizofen nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wärmeleitkörper (33, 31) einen Abstand zum ersten Wärmespeicherkörper (3, 4; 27) aufweist.
17. Heizofen nach einem der Ansprüche 10 bis 12, 15 oder 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wärmeleitkörper an seiner dem ersten Wärmespeicherkörper und/oder dem Brennraum zugewandten Seite mit einer im wesentlichen ebenen Platte (51) versehen ist .
18. Heizofen nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Brennraum (2) und/oder die Einrichtung (19) zur Rauchgasumlenkung und/oder der Wärmeleitkörper (33, 31) und/oder die Platte (51) aus Metall und/oder Stein gebildet sind.
19. Heizofen nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein zweiter Wärmeleitkörper an der Innenwand des zweiten Wärmespeicherkörpers angebracht ist.
20. Heizofen nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Wärmespeicherkörper (3, 4; 27) und/oder der zweite Wärmespeicherkörper (12, 14; 25) im wesentlichen parallel zur Wand des Brennraums (2) verläuft und/oder im wesentlichen die Abmessungen der jeweiligen Wand des Brennraums aufweist.
21. Heizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste und/oder zweite Wärmespeicherkörper aus mehreren Elementen zusammengefügt ist.
22. Heizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste und/oder zweite Wärmespeicherkörper im wesentlichen die Form einer ebenen Platte aufweist.
23. Heizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Wärmespeicherkörper (3, 4; 27) an seinem oberen und/oder unteren Ende abgerundet ist.
24. Heizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Wärmespeicherkörper (3, 4; 27) und/oder der zweite Wärmespeicherkörper (12, 14; 25) zumindest teilweise eine Dicke von ca. 30 bis 120 mm aufweist.
25. Heizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Wärmespeicherkörper (3, 4; 27) dicker als der zweite Wärmespeicherkörper (12, 14; 25) ist und insbesondere die doppelte Dicke aufweist.
26. Heizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Heizofen einen oder mehrere Temperatursensoren, wie temperaturabhängige Widerstände, im inneren und/oder äußeren Bereich aufweist, die über wärmebeständige elektrische Leitungen mit der Befeuerungsregelung in Verbindung stehen.
27. Heizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Heizofen mit einer elektronischen Simulationseinrichtung versehen ist, die das beim Verbrennen von Holz entstehende Knacken und Knistern simuliert, vorzugsweise unter Verwendung eines Halbleiterspeichers, in dem die Klangfolge gespeichert ist, eines Verstärkers und eines Lautsprechers.
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