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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Abgassystem für eine gebäudeinstallierte Feuerstätte mit einer
Abgasklappe als Verschlusselement einer Einlassöffnung einer Abgasleitung,
einem Verstellmittel zum Verstellen der Abgasklappe zwischen einer Schließstellung
und einer Öffnungsstellung,
oder umgekehrt, und einem Erfassungsmittel zum Erfassen einer vorgegebenen
Bedingung, die zum Ansteuern des Verstellmittels dient.
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Abgassysteme
der hier betrachteten Art sind in diversen Ausgestaltungen bekannt
und beim Betrieb von Gebäudefeuerstätten weit
verbreitet im Einsatz. Als Feuerstätten dienen insbesondere Festbrennstoff-Feuerstätten, wie
z. B. Kachelöfen,
Kohle- oder Holzbrenneröfen,
aber ebenso solche Feuerstätten,
die mit gasförmigem
oder flüssigem
Brennstoff betrieben werden.
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Ein
Abgassystem ist aus der
DE
196 03 615 A1 bekannt. Dieses Abgassystem weist eine Abgasklappe
auf, die in einem Abgasleitungsweg angeordnet ist, der die Feuerstätte mit
beispielsweise einem Kamin verbindet. Die Abgasklappe dient zum
Verschließen
und Öffnen
des Abgasleitungsweges. Während
des Betriebes der Feuerstätte
soll die Abgasklappe geöffnet
sein, damit die von der Feuerstätte
verursachten Abgase durch den Abgasleitungsweg in den Kamin, und
von dort nach draußen,
abziehen können.
Ist die Feuerstätte
allerdings nicht in Betrieb, dann soll die Abgasklappe normalerweise
geschlossen sein, u. a. damit eine Auskühlung des Raumes, in dem die
Feuerstätte
aufgestellt ist, verhindert wird. Des Weiteren kann durch die geschlossene
Abgasklappe bei Betrieb von mehreren Feuerstätten an dem gleichen Kamin
verhindert werden, dass Abgase der anderen Feuerstätte unter
Umständen
in den Raum der außer
Betrieb be findlichen Feuerstätte
gelangen. Das Öffnen
und Schließen
der Abgasklappe soll insbesondere automatisch auf Grund von einer vorgegebenen
Bedingung erfolgen. Dazu ist an die Abgasklappe des bekannten Abgassystemes
ein Elektromotor angeschlossen, mit dem die Abgasklappe von ihrem
Schließ-
in ihren Öffnungszustand verschwenkt
werden kann. Der Elektromotor wird mittels eines Thermoschalters,
der als Erfassungsmittel dient, angesteuert. Dieser Thermoschalter
bewirkt das Betätigen
des Elektromotors und somit das Öffnen
der Abgasklappe, wenn die Temperatur in dem zu beheizenden Raum
oder in einem Wasservorrat unter einen vorgegebenen Sollwert sinkt.
Der Thermoschalter ist dazu an einer Messstelle innerhalb des Raumes
bzw. innerhalb des Wasservorrates angebracht. Bei diesem bekannten
Abgassystem kann nachteiligerweise nicht gewährleistet werden, dass das Öffnen und
Schließen
der Abgasklappe genügend
zeitnah mit dem In- und Außerbetriebnehmen
der Feuerstätte
gekoppelt ist.
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Es
ist daher auch bereits vorgeschlagen worden, ein Erfassungsmittel
innerhalb der Abgasleitung anzubringen, um dadurch unmittelbarer
das Vorhandensein von Abgasen feststellen zu können. Bei dieser Anordnung
des Erfassungsmittels kann es allerdings zu Behinderungen, insbesondere
beim Reinigen der Abgasleitung, kommen. Dabei besteht unter Umständen auch
die Gefahr, dass das Erfassungsmittel beschädigt wird.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein technisch
einfaches und gegenüber dem
Stand der Technik verbessertes Abgassystem anzugeben, mit dem ein
automatisches Öffnen
oder Schließen
einer Abgasklappe ermöglicht
wird.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der technischen Lehre
des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Abgassystem
enthält
ein Erfassungsmittel, dass an der Abgasklappe angeordnet ist. Die
Abgasklappe wird über
ein Verstellmittel verstellt, das mittels des Erfassungsmittels
angesteuert wird. Verstellmittel und Erfassungsmittel sind zwei
getrennte Einheiten des erfin dungsgemäßen Abgassystems, so dass das Erfassungsmittel
vorteilhafterweise unabhängig
von dem Verstellmittel an der Abgasklappe angeordnet werden kann.
Sowohl die Position des Verstellmittels als auch diejenige des Erfassungsmittels
können voneinander
unabhängig
optimiert werden. Aufgrund der Anordnung des Erfassungsmittels an
der Abgasklappe nimmt dieses keinen unnötigen Platz innerhalb der Abgasleitung
in Anspruch. Ein Hantieren in der Abgasleitung, z. B. zum Reinigen,
ist somit problemlos möglich.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Erfassungsmittel
in die Abgasklappe integriert. Dadurch ist das Erfassungsmittel
besonders geschützt,
platzsparend und praktisch angeordnet.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist
die Abgasklappe eine Welle auf, die als Drehachse dient, um die
die Abgasklappe drehbar ist. Das Erfassungsmittel ist dabei in der Welle
angeordnet. Unabhängig
von dem Öffnungs- oder
Schließzustand
der Abgasklappe kann dadurch effektiv und sicher die vorgegebene
Bedingung durch das Erfassungsmittel erfasst werden.
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Die
Position des Erfassungsmittels an der Abgasklappe kann vorteilhafterweise
verändert
werden. Dadurch wird es einer Bedienperson ermöglicht, die für die jeweilige
Benutzung bestmögliche
Position des Erfassungsmittel einzustellen.
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Vorteilhafterweise
ist das Erfassungsmittel in der Welle verschiebbar angeordnet. Dadurch
kann auf besonders einfache Weise ein Einstellen einer geeignete
Position des Erfassungsmittels bei gleichzeitig zuverlässigem Detektieren
der Bedingung gewährleistet
werden.
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Vorteilhafterweise
ist das Erfassungsmittel so ausgelegt, dass die zu erfassende Bedingung
eine Eigenschaft des von der Feuerstelle emittierten Abgases ist.
Dadurch ist ein unmittelbares Erkennen der Inbetriebnahme der Feuerstelle
möglich.
Eine solche Eigenschaft kann beispielsweise die Temperatur in der
Umgebung der Abgasklappe sein. Diese dürfte bei Auftreten von Abgasen
höher sein,
als die Temperatur der ansonsten in der Umgebung der Abgasklappe
vorhandenen Luft. Das Vorhandensein von Abgasen kann ebenso über ein
Aufkommen eines erhöhten
Druckes auf die geschlossene Abgasklappe festgestellt werden. Dieser
erhöhte
Druck entsteht, da die Abgase auf Grund der geschlossenen Abgasklappe
nicht abziehen können.
Zusätzlich
oder alternativ könnte
das Erfassungsmittel dazu eingerichtet sein, das Vorhandensein einer
oder mehrerer Abgaskomponenten, z.B. CO, als betreffende Bedingung
zu erfassen.
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In
einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist das Erfassungsmittel zum Erfassen von wenigstens zwei Bedingungen, insbesondere
Abgaseigenschaften, ausgelegt. Es ist somit möglich, die In- oder Außerbetriebnahme
der Feuerstätte
zuverlässiger
zu erkennen. Beispielsweise auf Störeinflüsse zurückzuführende, unter Umständen relativ
starke Schwankungen einer einzigen Bedingung führen dadurch nicht zu einer
fehlerhaften Ansteuerung der Abgasklappe.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den abhängigen Ansprüchen entnommen
werden.
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Im
Folgenden werden die Erfindung und ihre Vorteile an Hand von Beispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Anwendungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Abgassystems
in einem mehrstückigen
Gebäude
mit mehreren Feuerstätten,
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2 eine schematische Darstellung
eines ersten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Abgassystems
in der Abgasleitung mit geschlossener Abgasklappe,
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3 eine schematische Darstellung
des ersten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Abgassystems
in der Abgasleitung mit geöffneter
Abgasklappe und
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4 eine schematische Darstellung
eines zweiten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Abgassystems
in der Abgasleitung mit geöffneter
Abgasklappe.
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Im
Folgenden werden für
gleiche oder gleichwirkende Elemente durchweg gleiche Bezugszeichen
verwendet.
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In
der 1 ist ein Gebäude durch
Zwischenböden 10a und 10b schematisch
dargestellt. Ein Abgasabführweg 12 durchsetzt
die Stockwerksböden.
Der Abgasabführweg 12 ist
hier als klassischer Kamin ausgebildet. In den einzelnen Etagen des
Gebäudes
ist an den Kamin 12 je eine Feuerstätte 14, 16 und 18 angeschlossen.
Jede der Feuerstätten 14, 16 und 18 umfasst
eine Brennkammer, in der in üblicher
Weise Wärmeaustauschmittel
für Beheizungszwecke
oder Warmwasseraufbereitung vorgesehen sein können. Auf eine detaillierte
Beschreibung der Feuerstätten
wird an dieser Stelle verzichtet. Die Feuerstätten 14, 16 und 18 können identisch sein.
Im Folgenden wird beispielhaft der Anschluss der Feuerstätte 14 an
den Kamin 12 weiter beschrieben.
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Die
Feuerstätte 14 ist über eine
Abgasleitung 20 an den Kamin 12 angeschlossen.
In dieser Abgasleitung 20 ist eine Einlassöffnung 24 vorgesehen,
die mittels einer Abgasklappe 22 geöffnet oder verschlossen werden
kann. Ein Verbindungsweg für
Abgase zwischen der Feuerstätte 14 und
dem Kamin 12 kann somit je nach Bedarf hergestellt oder
unterbrochen werden. Dazu ist die Abgasklappe 22 im Bereich
der Einlassöffnung 24 drehbar
gelagert. Die Abgasklappe 22 ist mit einem Verstellmittel 26 verbunden,
mit dem die Abgasklappe 22 zwischen ihrer Schließ- und Öff nungsstellung
verdreht werden kann. In der 1 ist
die Abgasklappe 22 in ihrer geöffneten Stellung dargestellt.
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Die 2 zeigt schematisch das
erste Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Abgassystems
im Bereich der Einlassöffnung 24.
Es ist die geschnittene Abgasleitung 20 in ihrer Durchflussrichtung
zwischen der Feuerstätte 14 und
dem Kamin 12 dargestellt. Die Abgasklappe 22 befindet
sich hier in ihrer Schließstellung.
Die runde Abgasklappe 22 erstreckt sich quer zur Längsrichtung
der rohrförmigen Abgasleitung 20.
Der Durchfluss von Abgasen durch die Einlassöffnung 24 ist somit
unterbunden. Zur verbesserten Abdichtung der Einlassöffnung 24 ist
an der Innenseite der Abgasleitung 20 ein Dichtungsmaterial 34 angebracht,
das sich eng an die geschlossene Abgasklappe 22 anschmiegt.
Die Abgasklappe 22 hat eine vertikal zur Durchflussrichtung
der Abgasleitung 20 verlaufende Welle 32, die
als Drehachse A der Abgasklappe 22 dient. Die Welle 32 ragt über eine Öffnung aus
der Abgasleitung 20 heraus und mündet in das Verstellmittel 26.
Die Verbindungsstelle zwischen der Abgasleitung 20 und
der Welle 32 im Bereich dieser Öffnung ist über eine Dichtung 36 abgedichtet,
so dass keine Abgase austreten können. Die
Dichtung 36 kann so ausgestaltet sein, dass sie zusätzlich eine
Lagerungsfunktion für
die Welle 32 übernimmt.
Das Verstellmittel 26 enthält hier einen Elektromotor 28,
der mit einem Getriebe 30, insbesondere einem Untersetzungsgetriebe,
verbunden ist. Das Getriebe 30 greift an der Welle 32 an.
Das Verstellmittel 26 dient zum Verdrehen der Abgasklappe 22 um
die Drehachse A. Der mögliche
Verdrehwinkel der Abgasklappe kann vorzugsweise zwischen 0° und 90° betragen,
so dass ein einfaches Verdrehen zwischen der vollständigen Öffnungs- und der Schließstellung
der Abgasklappe 22 gewährleistet
ist.
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Im
ersten Ausführungsbeispiel
gemäß der 2 ist an der Welle 32 der
Abgasklappe 22 ein erster Sensor 40 angebracht,
der als Erfassungsmittel zum Erfassen einer vorgegebenen Bedingung,
die zu Ansteuern des Verstellmittels 26 verwendet wird, dient.
Der erste Sensor 40 bestimmt insbe sondere eine Abgaseigenschaft
und ist hier ein Temperatursensor. Der Temperatursensor 40 misst
die Temperatur an der Abgasklappe 22. Mit Hilfe des Sensors 40 kann
festgestellt werden, ob an der Abgasklappe 22 Abgase, die
von der in Betrieb befindlichen Feuerstätte 14 erzeugt werden,
vorhanden sind, oder nicht. Es ist davon auszugehen, dass die Abgase
eine höhere
Temperatur aufweisen, als die ansonsten, bei außer Betrieb befindlicher Feuerstätte 14 an
der Abgasklappe 22 vorhandene Luft. Der Sensor 40 ist
mit dem Verstellmittel 26 verbunden. Diese Verbindung kann
beispielsweise mittels eines Kabels, das innerhalb der Welle 32 verlegt
ist, realisiert werden. Die von dem Sensor 40 erzeugten
elektrischen Signale können
von einer elektrischen Steuerschaltung des Verstellmittels 26 verarbeitet
und in Ansteuersignale für
den Elektromotor 28 umgesetzt werden. In Abhängigkeit
von der an der Abgasklappe 22 herrschenden Temperatur kann
somit die Stellung der Abgasklappe 22 durch entsprechendes
Verdrehen der Welle 32 mittels des Verstellmittels 26 verändert werden.
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Der
Sensor 40 ist innerhalb eines längs der Achse der Welle 32 verlaufenden
Verschiebebereiches 38 verschiebbar angeordnet. Dadurch
kann die Position, an der die Temperatur an der Abgasklappe 22 bestimmt
werden soll, verändert
werden. Der Bediener des erfindungsgemäßen Abgassystems kann somit
vorteilhafterweise den Sensor 40 an einer für ihn geeigneten
Stelle platzieren. Gemäß der 2 ist der Sensor 40 in
der Mitte des in vertikaler Richtung verlaufenden Verschiebebereiches 38 platziert.
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An
der Absperrfläche
der Abgasklappe 22 ist gemäß 2 ein zweiter Sensor 42 angebracht,
der ebenfalls als Erfassungsmittel zum Erfassen einer vorgegebenen
Bedingung, die zu Ansteuern des Verstellmittels 26 verwendet
wird, dient. Der zweite Sensor 42 bestimmt insbesondere
eine Abgaseigenschaft und ist hier ein Drucksensor. Der Drucksensor 42 misst
den Druck der Luft auf die Abgasklappe 22. Mit Hilfe des
Sensors 42 kann, wie mittels des ersten Sensors 40,
festgestellt werden, ob an der Abgasklappe 22 Abgase, die
von der in Betrieb befindlichen Feuerstätte 14 er zeugt werden,
vorhanden sind. Befindet sich die Abgasklappe 22 in geschlossenem
Zustand und die Feuerstätte 14 in
Betrieb, dann können die
erzeugten Abgase nicht durch die Einlassöffnung 24 in den Kamin 12 abziehen
und stauen sich an der geschlossenen Abgasklappe 22. Der
Luftdruck auf die Abgasklappe 22 ist dann höher, als
bei der außer Betrieb
befindlichen Feuerstätte 14 oder
bei geöffneter
Abgasklappe 22. Der Drucksensor 42 ist ebenfalls mit
dem Verstellmittel 26 verbunden. Die von dem Sensor 42 erzeugten
elektrischen Signale können von
der Steuerschaltung des Verstellmittels 26 verarbeitet
und in Ansteuersignale für
den Elektromotor 28 umgesetzt werden. In Abhängigkeit
von dem an der Abgasklappe 22 herrschenden Luftdruck kann
somit die Stellung der Abgasklappe 22 durch entsprechendes
Verdrehen der Welle 32 mittels des Verstellmittels 26 verändert werden.
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Beim
vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel
können
die von den beiden Sensoren 40 und 42 ermittelten
Werte vorteilhafterweise gemeinsam zum Ansteuern des Verstellmittels 26 verwendet
werden, um dadurch die Sicherheit zum Erfassen der Inbetriebnahme
oder auch der Außerbetriebnahme
der Feuerstätte 14 zu
erhöhen.
Da zum Ansteuern des Verstellmittels 26 zwei Messgrößen eingesetzt
werden, können
eventuell auftretende Störeinflüsse und unter
Umständen
fälschlicherweise
vorhandene starke Schwankungen einer der beiden Messgrößen ein fehlerhaftes
Verstellen der Abgasklappe 22 nicht verursachen. Je nach
Ausgestaltung des Abgassystems und Bedürfnis des Bedieners ist es
ebenso möglich, die
von den beiden Sensoren 40 und 42 ermittelten Messgrößen gewichtet
zur Ansteuerung des Verstellmittels 26 zu verwenden. Die
Wichtungen der Messgrößen können vorteilhafterweise
verändert
werden. Dadurch wird die Flexibilität beim Einsatz des erfindungsgemäßen Abgassystems
erweitert.
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3 zeigt eine im Bereich
des Verschiebebereiches 38 teilweise geschnittene schematische Darstellung
des ersten Ausführungsbeispieles
des erfindungsgemäßen Abgassystems
in der geöffneten Stellung
der Abgas klappe 22. Der Verbindungsweg zwischen der Feuerstätte 14 und
dem Kamin 12 ist hier frei. Die Abgasklappe 22 ist
gegenüber
ihrer Position gemäß der 2 um 90° verdreht. Die von der in Betrieb
befindlichen Feuerstätte 14 erzeugten
Abgase können
durch die Einlassöffnung 24 in
den Kamin 12 abziehen. Zur Verdeutlichung der Verschiebbarkeit
des Sensors 40 innerhalb des Verschiebebereiches 38 ist
der Sensor 40 in der 3 im – in vertikaler
Richtung betrachtet – oberen
Drittel des Verschiebebereiches 38 platziert. Der zweite
Sensor 42 ist in der Darstellung gemäß der 3 nicht zu sehen, da er durch die Welle 32 verdeckt
wird.
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Die 4 zeigt eine im Bereich
der Welle 32 und des Verschiebebereiches 38 teilweise
geschnittene schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles
des erfindungsgemäßen Abgassystems,
in dem der erste Sensor 40 und der Verschiebebereich 38 in
die Welle 32 der Abgasklappe 22 eingebettet sind.
Der erste Sensor 40 ist somit in die Abgasklappe 22 integriert.
Der Sensor ist dadurch besser geschützt, insbesondere gegen unerwünschte Beschädigungen,
die beispielsweise beim Reinigen des Abgassystems, des Kamins 12 oder
der Abgasleitung 20 auftreten können. Zur Verdeutlichung der
Verschiebbarkeit des Sensors 40 innerhalb des Verschiebebereiches 38 ist
der Sensor 40 in der 4 im – in vertikaler
Richtung betrachtet – unteren Drittel
des Verschiebebereiches 38 platziert.