DE820796C - Ofen für Raumheizung. - Google Patents

Description

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den Wirkungsgrad von öfen, vorzugsweise von Raumluftheizöfen wesentlich zu steigern. Sie geht dabei von der Tatsache aus, daß die Konstruktion aller zur Zeit im Handel befindlichen öfen, soweit sie mit festen Brennstoffen beheizt werden, deshalb unvollkommen ist, weil einmal die Temperaturdifferenz zwischen der erhitzten Ofenwand und der umgebenden Zimmerluft zu klein ist und weil ferner die außerhalb des Ofens angeordneten Abzugskanäle bzw. Ofenrohre eine ungenügende Wärmemenge an die Zimmerluft abgeben, so daß die Heizgase einen großen Teil ihres Wärmeinhaltes in den Schornstein abführen, ohne daß diese Wärmemenge nutzbringend verwertet wurde. Infolgedessen ist der Wirkungsgrad fast aller bekannten öfen sehr schlecht.

Ein wesentlicher Hinderungsgrund für die unwirtschaftliche Ausnutzung der Verbrennungswärme der Brennstoffe, mit denen der Ofen be- so schickt wird, liegt in der Schamotteausmauerung des Feuerraumes, die deshalb bisher nicht zu umgehen war, weil das bisher für eiserne öfen verwendete Eisenblech bzw. Gußeisen schon bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen verzundert, as Berechnungen und Temperaturmessungen an eisernen öfen mit Schamotteausmauerung ergeben, daß von der Innenwand zur Außenwand ein sehr großes Temperaturgefälle vorhanden ist. Das gleiche gilt für Kachelöfen. Da nun die Wärmemenge, die von der Ofenaußenwand an die Raumluft direkt abgegeben werden kann, proportional der Temperaturdifferenz zwischen Ofenaußenwand und umgebender Raumluft ist, verhindern alle

Isolierschichten der Feuerraumwand, wie Schamotte, Kacheln usw., die Erreichung der größtmöglichen Wärmeabgabe des Ofens an die Raumluft.

Zur Beseitigung dieses wesentlichsten Nachteiles schlägt die Erfindung vor, unter Fortlassung jeg- - licher Isolierschicht aus Schamotte, Kacheln usw.

den Feuerungsraum bzw. Teile desselben oder den ganzen Ofen aus einem hochhitzebeständigen, gegen Verzunderung bei den auftretenden Temperaturen

ίο beständigen Material herzustellen. Derartige Stoffe sind z. B. Sonderstähle mit Zusätzen von Chrom und/oder Nickel und anderen Stoffen, die es gestatten, Blechstärken von beispielsweise ι bis 2 mm für den Ofenmantel zu verwenden. Diese Werkstoffe besitzen überdies eine ausreichend hohe Festigkeit selbst bei Glühtemperaturen, so daß der Ofenmantel jeder nur denkbaren Betriebsbeanspruchung gewachsen ist.

Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, Ofenteile aus einer Chrom-Nickel-Legierung herzustellen, die etwa 40 % Chrom, 35 % Nickel und 25 % Tantal- oder Titankarbid enthält. Derartige Legierungen sind aber sehr teuer und eignen sich aus diesem Grunde für den beabsichtigten Zweck nicht; der Vorschlag hat sich infolgedessen auch in die Praxis nicht überführen lassen.

Die Erfindung besteht weiterhin in der Erkenntnis, daß bei Wahl der genannten Chrom-Nickel-Sonderstahl-Bleche sehr geringer Stärke als Material für die Ofenwand, eine Reihe von konstruktiven Gesichtspunkten zu beachten ist, wenn ein praktischer und wirtschaftlicher Ofen hergestellt werden soll. Da sich die Ofenwand in äußerst kurzer Zeit auf Rotglut erhitzt, ist es zweckmäßig, diese Wand in einem geeigneten Abstand mit einer Strahlwand zu umgeben, welche ihrerseits durch Strahlung von der rotglühenden Ofenwand aufgeheizt wird und welche die eingestrahlte Wärme wiederum an die auf der Innen- und Außenseite vorbeistreichende Raumluft als Konvektionswärme abgibt. Der Zwischenraum zwischen beiden Wänden wird derart bemessen, daß eine ausreichende Luftmenge in dem beispielsweise ringförmigen Luftschacht strömen kann, und es wird ferner dafür gesorgt, daß ständig nur kalte Luft vom Boden des Zimmers in diesen Luftschacht einströmen und erhitzte Luft oben ausströmen kann. Ein weiteres, wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Abgaskanal bzw. das Ofenrohr, das zweckmäßig zunächst nach unten geführt, dann umgebogen und wieder nach oben geführt und dann erst in den Schornstein geleitet wird, derart angeordnet und ausgebildet wird, daß es einen möglichst großen Teil seiner Wärmeenergie an die umgebende Raumluft abgeben kann. Dazu kann auch der Querschnitt zur Erzielung einer größeren Oberfläche statt kreisförmig z. B. rechteckig sein. Bisher hat man viel zu wenig ' beachtet, daß Ofenrohre bzw. Rauchgaskanäle, die sich in unmittelbarer Nähe oder im Strahlungsbereich des Ofens befinden, überhaupt gar nicht in der Lage sind, ihre Wärme an die Luft abzugeben, weil sie selbst ständig durch Strahlung Wärme unmittelbar vom Ofen zugeführt erhielten oder in Berührung mit bereits erhitzter Raumluft kamen. Anstatt Wärme abzugeben und dadurch die Rauchgase abzukühlen, wurden die Ofenrohre oft ganz unzweckmäßig erhitzt, mit der Folge, daß die Heizgase mit hoher Temperatur in den Abzug strömten und enorme Energiemengen verlorengingen. Die Erfindung schlägt in Erkenntnis dieser Nachteile , vor, sowohl den absteigenden als auch den hochsteigenden Zweig des Ofenrohres bzw. Abgaskanals gegen die Strahlung des Ofens und gegeneinander durch Abschirmbleche, Kachehvände oder Mauerwerk usw. zu isolieren. Zweckmäßig bildet jeder Zweig dieser Ofenrohre wiederum einen Lufterhitzer, in welchen von unten nur kalte Raumluft zuströmt und oben erhitzte Luft abströmt. Dadurch erfolgt eine sehr intensive Wärmeabgabe an allen Teilen des Ofenrohres an die vorbeiströmende kalte Raumluft, und es verlassen dann erst bereits verhältnismäßig stark abgekühlte Heizgase die Rohre durch den Schornstein.

Praktische Versuche und theoretische Nachrechnungen haben ergeben, daß der Ofen nach der Erfindung, verglichen mit einem Ofen bisher bekannter Bauart gleicher Abmessungen, etwa 2,5mal soviel Wärme durch Konvektion und etwa iomal soviel Strahlungswärme abzugeben vermag. Dabei ist der Wirkungsgrad des neuen Ofens wesentlich höher als bei allen bekannten Ofenkonstruktionen, die derzeit im Handel sind.

In der Zeichnung ist der Ofen nach der Erfindung in Abb. ι schematisch und in

Abb. 2 in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

ι ist der zylindrische oder prismatische Feuerungsraum des Ofens, der aus einem Blech von 1,5 mm Stärke eines hochhitzebeständigen Chrom-Nickel-Sonderstahls besteht. Der Fuß 2, der den Ascheraum umgibt, kanu aus gewöhnlichem Eisenblech oder Gußeisen hergestellt sein. Der Ofenmantel ι ist von einer zylindrischen bzw. prismatischen Strahlwand 3 umgeben. In den Ringraum zwischen *°5 ι und 3 tritt vom Boden her kalte Raumluft ein, während oben z. B. durch besondere Öffnungen, Siebbleche oder Gitter 4 die erhitzte Luft austritt. Bei 5 tritt das Ofenrohr aus. Sein absteigender Ast 6 ist durch die Schirmwand 7 gegen den Ofen und durch die Schirmwand 8 gegen den aufsteigenden Ast 9 des Ofenrohres isoliert. Die aufgenommene Strahlungswärme der Schirmwände 7 und 8 wird wiederum von der kälteren Raumluft durch Berührung weggeführt. Bei 10 ist der Abzug zum Schornstein. In den getrennten Räumen um die beiden Zweige des Ofenrohres tritt wieder, wie die Pfeile zeigen, kalte Raumluft von unten ein und erhitzte Luft oben zweckmäßig durch besondere öffnungen, gelochte Bleche oder Gitter 4 aus, so daß praktisch drei Lufterhitzerräume vorhanden sind, in denen ständig Wärme an die durchstreichende Luft abgegeben wird. Das gesamte Aggregat läßt sich in Form eines kleinen Kastens, z. B. für die Heizung von drei Wohnräumen ausreichend, mit den Abmessungen 80 bis 100 cm Höhe, 70 cm Tiefe und

40 cm Breite bauen, der lediglich bei io einen kurzen Rohrstutzen zum Anschluß an den Schornstein aufweist.

In der Ausführung aus Blech ist der Wirkungsgrad des Aggregats am größten und die Anheizzeit am kürzesten. Wesentlich ist, daß die kalte Luft nur unmittelbar über dem Fußboden jeweils in die drei beschriebenen Lufterhitzerräume einströmen kann, weil sie hier am kältesten ist und dadurch auch die gleichmäßigste Wohnraumtemperaturverteilung durch Luftumwälzung erzielt wird.

Der Ernndurigsgedanke läßt sich konstruktiv auf die verschiedenste Weise abwandeln. Für einfachste Ofenausführungen ist es möglich, Teile der Ofenrohre und der dazugehörigen Schirmwände 7 und 8, evtl. auch sämtliche, fortzulassen. Bei entsprechenden Voraussetzungen ist es sogar möglich, die Strahlwand 3 des Ofens ganz oder teilweise wegzulassen, wobei dann zweckmäßig durch andere Mittel dafür gesorgt werden muß, daß benachbarte Gegenstände durch die glühende Ofenwandung entflammt werden. Besondere Vorteile bietet die beschriebene und dargestellte Ausführung als sogenannte Etagenheizung, da eine genügende Wärmemenge für die gleichmäßige Beheizung mehrerer Räume durch Warmluft evtl. über Mauerdurchbrüche oder Luftkanäle schon von kleinen Ofenaggregaten freigemacht wird.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Ofen für Raumheizung, insbesondere zur gleichzeitigen Beheizung mehrerer Räume, dadurch gekennzeichnet, daß der ganz oder teilweise aus hochhitzebeständigem, zunderungsbeständigem.sehr dünnem Sonderstahlblech hergestellte eine Ausmauerung entbehrende Feuerraummantel (1) unter Freilassung eines Luftzwischenraumes von einem Strahlmantel (3) aus gewöhnlichem Blech, Mauerwerk, Kacheln oder irgendeinem anderen Werkstoff in der Weise umgeben ist, daß kalte Luft nur vom Boden des Zimmers in den Luftzwischenraum und erhitzte Luft am oberen Ende des so gebildeten Luftschachtes ausströmen kann.
2. 2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ofenrohr (6) derart vollkommen gegen die Strahlungswärme des Ofens und gegen die Konvektionswärme von bereits erhitzter Raumluft abgeschirmt ist, daß es seine Wärme an die vorbeistreichende Kaltluft zu einem großen Teil abgeben kann, beispielsweise dadurch, daß das Ofenrohr in einem solchen Abstand von Schirmwänden (7, 8) umgeben ist, daß gleichzeitig nur kalte Luft vom Boden des Zimmers von unten nach oben an ihm allseitig entlangstreichen kann.
3. 3. Ofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung eines absteigenden und eines aufsteigenden Astes des Ofenrohres (6, 9) jeder dieser Äste gemäß Anspruch 2 einen Lufterhitzer für sich mit unten zuströmender Kaltluft und oben abströmender Warmluft bildet.
4. 4. Ofen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Teile des Ofens einschließlich der Lufterhitzerräume (6, 7, 8, 9) zu einem geschlossenen Aggregat mit getrennten Einströmöffnungen für die Kaltluft am Boden und getrennten Ausströmöffnungen für die Warmluft unter einer gemeinsamen Deckplatte oder Gitter vereinigt sind.

   Schriften:

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 224992;
   USA.-Patentschrift Nr. 2480610.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   2169 11.51