1. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brennkammereinsatz für die Benutzung in Kaminöfen, Kamineinsätzen und Kachelofen-Einsätzen mit einem Rauchdom und einem Feuerraum, der unten von einem Rost und oben von einer mit einer Rauchabzugsöffnung versehenden Deckenwandung zur Rauchgasumleitung begrenzt ist, wobei unterhalb der Deckenwandung zur Rauchgasumleitung eine weitere Rauchgasumleitung aus feuerwiderstandsfähigem Material angeordnet ist, die einen Rauchgasdurchtritt erlaubt.
2. Kaminöfen, Kamineinsätze und Kachelofen-Einsätze werden seit langem zum Wärmen von Wohnräumen benutzt und heutzutage wieder vermehrt eingesetzt. Dies beruht zum Teil darauf, dass sich die entstehende Wärme schnell verbreitet und durch dezente Beleuchtung eine angenehme Atmosphäre entsteht. Ein weiterer, wichtiger Aspekt für die Benutzung von Kaminöfen, Kamineinsätzen und und Kachelofen-Einsätzen ist, dass die Kosten für Holz und Holzbriketts niedriger als die für Öl, Strom oder Gas sind, wodurch die Benutzung wirtschaftlich ist. Da viele ältere Häuser einen offenen Kamin besitzen, dieser jedoch nicht gefahrlos dauerhaft betrieben werden kann und der Nutzungsgrad zu gering ist, um wirtschaftlich zu sein, sind immer mehr Kaminbesitzer dazu übergegangen, ihren Kamin mit einer Feuerkassette oder einem Kamineinsatz zu modernisieren. Zahlreiche Heizkamine und Kamineinsätze, die bereits seit 30 Jahren im Einsatz sind, erfüllen jedoch die jetzigen bzw. zukünftigen Anforderungen hinsichtlich der Emissionswerte nicht.
3. Derartige Heizeinsätze oder Heizkassetten für Kachelöfen und Kamine sind aus der DE 20 2005 021 441 U1 , der DE 89 10 446 U1 und der DE 39 02 091 A1 bekannt. Diese Heizeinsätze sind mit naturbelassenem Holz, Braunkohle oder Briketts beschickbar und sind in unterschiedlicher Ausbildung und unterschiedlicher Größe auf dem Markt erhältlich.
4. Der Nachteil bei den üblichen Heizvorrichtungen besteht darin, dass der Verbrennungswirkungsgrad ungenügend ist. Dies kostet nicht nur Geld, sondern belastet zudem die Umwelt, da hohe CO-, CO2- und NOx-Werte erreicht werden.
5. Aus der DE 39 02 091 A1 ist daher ein Kamineinsatz bekannt, der einen über dem Ascheraum angeordneten Rost, einen abgegrenzten Nachverbrennungsraum mit separat einstellbarer Sekundärluft und separat einstellbare Über- und Unter-Rost-Primärluftführung aufweist, wobei zwischen der Einstellvorrichtung des Über-Rost-Primärluftstroms eine vom Glutbett beaufschlagte Vorheizkammer vorhanden ist und die Sekundärluft über Verteilerkanäle zwischen Hauptfeuerungsraum und Nachverbrennungsraum eingeführt wird. Durch den aufgefächerten Sekundärluftstrom wird ein hoher Verbrennungswirkungsgrad erreicht.
6. Des Weiteren ist aus der DE 40 09 316 C2 eine Heizvorrichtung für feste Brennstoffe für Kachelöfeneinsätze bekannt, mit einer Abdeckung aus feuerwiderstandsfähigem Material, die einen Rauchgasdurchtritt aufweist und, mit Abstand, die Rauchabzugsöffnung unterhalb der Deckenwandung teilweise bedeckt. Diese Abdeckung ermöglicht eine verbesserte Rauchgasführung im Feuerraum sowie einen gleichmäßigeren Durchbrand des Brennstoffes über die gesamte Rostfläche.
7. Als nachteilig für den Kamineinsatz, beschrieben in der DE 39 02 091 A1 , sowie für die Heizvorrichtung, beschrieben in der DE 40 09 316 C2 , ist zu betrachten, dass sowohl der Kamineinsatz, als auch die Heizvorrichtung nicht ohne zum Teil aufwendige Montage durch einen Fachmann installiert werden kann. Die in der DE 39 02 091 A1 beschriebene Heizvorrichtung erfordert zudem einen kompletten Austausch der älteren Heizvorrichtung. Dies könnte durch Montage seitens eines Fachmanns der Heizvorrichtung, beschrieben in der DE 40 09 316 C2 , vermieden werden. Diese jedoch bewirkt eine unerwünschte Verkleinerung des Feuerraums und beeinträchtigt den optimalen Abbrand des Brennstoffes.
8. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten und leicht nachrüstbaren Brennkammereinsatz für Holz und Holzbriketts, für Kaminöfen, Kamineinsätze und Kachelofen-Einsätze mit einem Rauchdom und einem Feuerraum, der unten von einem Rost und oben von einer mit einer Rauchabzugsöffnung versehenden Deckenwandung zur Rauchgasumleitung begrenzt ist, wobei unterhalb der Deckenwandung zur Rauchgasumleitung eine weitere Rauchgasumleitung aus feuerwiderstandsfähigem Material angeordnet ist, die einen Rauchgasdurchtritt erlaubt, zu schaffen.
9. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf dem Rost flächendeckend ein Brennstoffeinsatz aus feuerwiderstandfähigem Material angeordnet ist, wobei der Brennstoffeinsatz an der Unterseite mindestens eine Luftdurchtrittsöffnung für die Primärluft aufweist und Mittel zum Führen der Primärluft aus dem Ascheraum als Sekundärluft auf den Brennstoff vorgesehen sind, sowie an der Rückseite des Brennkammereinsatzes Mittel zum Führen von Tertiärluft vorgesehen sind, wobei die Tertiärluft über die Mittel zum Führen von Tertiärluft von oben auf die Panoramascheibe lenkbar ist.
10. Diese Luftregulierung ist im Besonderen von Vorteil für die Beschickung des Ofens oder Kamins mit Holz, da ein ungleichmäßiger und somit ineffektiver Abbrand entsteht, wenn zu viel Luft über den Rost zugeführt wird. Die Abdeckung durch die Schale verhindert diesen ungenügenden Abbrand des Brennstoffes, da weniger und gezielt Luft durch den Ascheraum über den Rost auf den Brennstoff im Aschebett des Brennstoffeinsatzes, der sich im Feuerraum befindet, gelangt. Durch diese gezielte Sekundärluftführung kann ein gleichmäßigerer Durchbrand des Brennstoffes über die gesamte Schalenfläche erreicht werden, was zu einem erhöhten Wirkungsgrad führt. Dadurch, dass weniger Holz benötigt wird, um die gewünschte Wirkung zu erlangen, entsteht dann auch weniger Feinstaub. Zudem wird die Sekundärluft von unten und die Tertiärluft von oben an die Panoramascheibe gelenkt, wodurch eine Scheibenspülung erreicht und somit eine optische Verbesserung erzielt wird.
11. Um die Bildung von Ruß zu verringern und die Emissionswerte zu optimieren ist es sinnvoll, dass die Mittel zum Führen von Tertiärluft mindestens eine Luftaustrittsöffnung an der Panoramascheibe gegenüberliegenden Rückwand aufweisen. Über solche zusätzlichen Luftaustrittsöffnungen wird den Flammenspitzen Luft zugeführt, wodurch der Ausbrand verbessert wird. Auch eine optische Wirkung wird erzielt, da die Nachverbrennung der Holzgase an den Luftöffnungen den Eindruck entstehen lässt, als würden kleine Flammen aus den Löchern austreten.
12. Um eine verbesserte Scheibenspülung zu erreichen ist es zudem sinnvoll, dass die Mittel zum Führen von Tertiärluft mindestens eine Hauptluftaustrittsöffnung aufweisen, die dermaßen gestaltet ist, dass die Tertiärluft in einem bestimmten Winkel auf die Panoramascheibe gelenkt wird. Durch schmale und längliche Ausgestaltung der Hauptluftaustrittsöffnung der Mittel zum Führen von Tertiärluft kann beispielsweise die Panoramascheibe großflächig von oben gespült werden.
13. Durch die Rauchgasumleitung aus feuerwiderstandsfähigem Material wird der Laufweg der Rauchgase schikanenartig verlängert und so den Rauchgasen eine ausreichende Verweilzeit in dem durch die Rauchgasumleitung und die Deckenwandung zur Rauchgasumleitung aufgeheizten Bereich gewährt, so dass eine genügende Ausbrandzeit vorhanden ist. Zudem wird durch diese Anordnung die Wärmenutzung verbessert und gleichzeitig die Abgastemperatur verringert. Um jedoch Schornsteinversottung zu vermeiden, ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Gasvolumenstrom durch den Rauchgasdurchtritt über die Mittel zum Befestigen der Deckenwandung zur Rauchgasumleitung aus feuerwiderstandsfähigem Material einstellbar ist. Dies kann über beispielsweise feststellbare Gelenke oder durch feste Winkel, an denen die Deckenwandung zur Rauchgasumleitung befestigt ist, erfolgen.
14. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rauchgasdurchtritt durch wenigstens eine schmale Öffnung gebildet wird, die sich in etwa über die ganze Breite des Feuerraums erstreckt. Dies könnte beispielsweise durch eine Vermiculitplatte, die oben im Feuerraum an der Rauchgasumleitung aus feuerwiderstandsfähigem Material zwischen den Mitteln zum Führen der Tertiärluft angebracht ist, ermöglicht werden. Durch das gezielte Anbringen kann der Gasvolumenstrom durch den Rauchgasdurchtritt verkleinert oder vergrößert werden, wodurch sich der Strömungsverlauf der Abgase beeinflussen lässt.
15. Bei einem erfindungsgemäßen Brennkammereinsatz ist zudem vorgesehen, dass der Heizvorrichtungseinsatz ein- oder mehrteilig ausgebildet ist.
16. Dies hat den Vorteil, dass der Brennkammereinsatz selbstständig durch den Benutzer installiert werden kann und kein Fachmann für die Montage benötigt wird. Es ist zudem vorgesehen, dass der Brennkammereinsatz in allen gängigen Größenformaten und unabhängig von Herstellerspezifikationen für Heizkamine oder Kaminöfen erhältlich ist. Im Falle einer kleinen Feuertür ist es weiterhin vorgesehen, dass der Brennkammereinsatz aus zwei oder mehr Teilen besteht, die jeweils einzeln in den Heizkamin oder den Kaminofen eingeführt werden können. Durch einfache Montage, beispielsweise durch ein Stecksystem oder Verkleben, sind die Einzelteile dann miteinander verbindbar. Eine mehrteilige Ausführung des Brennkammereinsatzes bietet des Weiteren den Vorteil, dass der Transport des Brennkammereinsatzes erleichtert wird, da die Einzelteile getrennt voneinander zu dem Einbauort bringbar sind. Eine Befestigung des Brennkammereinsatzes am Kamineinsatz ist zudem nicht erforderlich.
17. Da der Brennkammereinsatz in einem Kaminofen oder Heizkamin installiert wird, ist es sinnvoll, dass der Brennkammereinsatz aus feuerwiderstandsfähigem Material, vorzugsweise aus Stahl, Speckstein, Keramik, insbesondere Schamotte, Vermiculit, hitzebeständigem Stahl oder Gusseisen, besteht.
18. Neben dem offensichtlichen Vorteil der Lebensdauer besitzen Materialien wie Stahl, Speckstein, Keramik, Vermiculit oder Schamotte die Fähigkeit zur Wärmespeicherung. Daher kann, wenn am Boden des Brennstoffeinsatzes eine Isolier- oder Wärmespeicherplatte, vorzugsweise aus Speckstein, Guss, Keramik, Vermiculit oder Schamotte, angeordnet ist, noch lange Zeit nach Erlöschen des Feuers Wärme in den zu beheizenden Raum abgeben werden. Durch den optimierten Abbrand des Brennstoffes und durch die Behinderung des direkten Luftzustroms über den Rost kommt es nicht zu einem zu schnellen und unvollständigen Abbrand, wodurch sich die Glut in dem Aschebett bis zum nächsten Morgen halten kann.
19. Es ist des Weiteren zu der Erfindung gehörig, dass mit der Auflagefläche des als Schale ausgebildeten Brennstoffeinsatzes, die mindestens eine Luftdurchtrittsöffnung aufweist, die gesamte Rost-Oberfläche bedeckbar ist und die Schale in einem Bereich höher ist als in den übrigen Bereichen ist.
20. Die Bedeckung der gesamten Rostoberfläche ist im Besonderen von Vorteil für die Beschickung mit Holz, da ein ungleichmäßiger und somit ineffektiver Abbrand entsteht, wenn zu viel Luft über den Rost zugeführt wird. Die Abdeckung durch die Schale verhindert diesen ungenügenden Abbrand des Brennstoffes, da weniger und gezielt Luft durch den Ascheraum über den Rost auf den Brennstoff im Aschebett des Brennstoffeinsatzes, der sich im Feuerraum befindet, gelangt. Durch diese gezielte Luftführung kann ein gleichmäßigerer Durchbrand des Brennstoffes über die gesamte Schalenfläche erreicht werden, was zu einem erhöhten Wirkungsgrad führt. Dadurch, dass weniger Holz benötigt wird, um die gewünschte Wirkung zu erlangen, entsteht dann auch weniger Feinstaub. Durch den fast vollständigen Abbrand wird die Brennstoffverwertung somit erhöht, welches zudem in einer Reduzierung der umweltbelastenden Kohlenmonoxid-(CO), Kohlendioxid-(CO2) und Stickoxidwerte (NOx) sowie niedrigeren Beschickungskosten resultiert.
21. Es ist von Vorteil, dass die Erhöhung der Wandung zu der Rückseite des Feuerraums, gegenüberliegend der Feuertür, zeigt. Bei der Beschickung der Schale wird hierdurch vermieden, dass kleinere Teile des Brennstoffes in den Feuerraum fallen, was zu Verunreinigung desselben führt. Durch Verwendung des Brennstoffeinsatzes mit der rückseitig erhöhten Wandung kann somit die Reinigung und die Beschickung des Heizkamins oder Kaminofens vereinfacht werden.
22. Bei einem erfindungsgemäßen Brennstoffeinsatz ist zudem vorgesehen, dass der Brennstoffeinsatz einen oder mehrere Zuluftschieber für die Luftdurchflussregulation durch die Luftdurchtrittsöffnungen aufweist.
23. Über die Zuluftschieber kann die Luftmenge, die über den Rost und den Brennstoffeinsatz in den Feuerraum gelangt, reguliert werden. Es ist hierbei vorgesehen, dass die Belüftung aus dem Ascheraum auch gänzlich verhindert werden kann. Es ist zudem vorgesehen, dass Feststellpositionen für die Zuluftschieber für die Luftdurchflussregulation vorhanden sind. Bei einer derartigen Ausführung kann der Brennstoff bei unzureichendem Schornsteinzug die notwendige Verbrennungsluftmenge über den Ascheraum beziehen. Durch diese Regulierung wird sowohl die unvollständige Verbrennung und dadurch entstehende Glanzrußbildung, sowie dadurch möglicher Schornsteinbrand, verhindert.
24. Es ist des Weiteren vorteilhaft, dass der Brennstoffeinsatz aus dem Brennkammereinsatz herausnehmbar oder zumindest anhebbar ist. Dies ermöglicht, den Brennstoffeinsatz mit der darin befindlichen Asche nach deren Erkalten einfach aus dem Kamin zu entfernen oder lediglich anzuheben, um die darunter befindliche, ungenutzte Aschelade zum Entsorgen der Asche zu verwenden. Es ist jedoch vorteilhaft, immer ein Aschebett von ca. 3 bis 5 cm Dicke im Brennstoffeinsatz zu belassen.
25. Bei einem erfindungsgemäßen Brennkammereinsatz ist es weiterhin nützlich, dass der Brennstoffeinsatz einen Gluthaltedeckel aus feuerwiderstandsfähigem Material zum luftdichten Abschließen des Inhalts des Brennstoffeinsatzes aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass, wenn man diesen am Abend auf den Brennstoffeinsatz platziert, die Luftzufuhr dermaßen reduziert wird, dass ein Abbrand des Brennstoffs verhindert wird und am folgenden Tag die entstandene Glut mit neuem Brennstoff zum Weiterheizen genutzt werden kann. Ein gänzlich neues Entfachen entfällt somit.
26. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Gluthaltedeckel einen oder mehrere Zuluftschieber zur Regulation der Sekundärluft aufweist. Durch die Regulation der Luftmenge kann der Abbrand, sowie die Brenndauer und daraus folgende Wärmeabgabe, sowie die Glutlebedauer eingestellt werden.
27. Im Falle, dass man den Brennstoff bewusst erlöschen lässt, kann der Gluthaltedeckel des Weiteren zum Verschließen des Brennstoffeinsatzes genutzt werden.
28. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
29. Es zeigen:
30. 1 einen erfindungsgemäßen Brennkammereinsatz in einem Kamineinsatz, welcher einen Ascheraum, Rost und Feuerdom aufweist, dargestellt im Vertikalschnitt,
31. 2 einen erfindungsgemäßen Brennkammereinsatz in perspektivischer Ansicht dargestellt,
32. 3 einen Gluthaltedeckel, in Seitenansicht dargestellt.
33. Wie aus 1 hervorgeht, kann der Brennkammereinsatz (1) für feste Brennstoffe (2), insbesondere Holz und Holzbriketts, in Kaminöfen, Kamineinsätzen und Kachelofen-Einsätzen (4) mit einem Rauchdom (5) und einem Feuerraum (6), der unten von einem Rost (7) und oben von einer mit einer Rauchabzugsöffnung (8) versehen ist, welche über ein Mittel zum Befestigen (25) einer Deckenwandung zur Rauchgasumleitung (9) begrenzt ist, wobei unterhalb der Deckenwandung zur Rauchgasumleitung (9) eine weitere Rauchgasumleitung (10) aus feuerwiderstandsfähigem Material angeordnet ist, die einen Rauchgasdurchtritt erlaubt, eingesetzt werden. Wie dargestellt, ist auf dem Rost (7) flächendeckend ein Brennstoffeinsatz (12) aus feuerwiderstandfähigem Material angeordnet. Das feuerwiderstandsfähige Material kann beispielsweise aus Speckstein, Keramik, insbesondere Schamotte, hitzebeständigem Stahl, Vermiculit oder Gusseisen bestehen. Zudem ist am Boden des Brennstoffeinsatzes (12) eine Isolier- oder Wärmespeicherplatte (26) eingelassen. Hierbei weist der Brennstoffeinsatz (12) an der Unterseite (13) mindestens eine Luftdurchtrittsöffnung (14) für die Primärluft (15) auf und es sind Mittel zum Führen der Primärluft (16) aus dem Ascheraum (17) als Sekundärluft (18) auf den Brennstoff (2) vorgesehen. Des Weiteren sind an der Panoramascheibe (19) gegenüberliegenden Rückwand (20) des Brennkammereinsatzes (1) Mittel zum Führen von Tertiärluft (21), für welche beispielsweise Vierkantrohre verwendet werden können, vorgesehen, wobei die Tertiärluft (22) über die Mittel zum Führen von Tertiärluft (21) von oben auf die Panoramascheibe (19) lenkbar ist. Diese Mittel zum Führen von Tertiärluft (21) weisen Luftaustrittsöffnung (23) an der Panoramascheibe (19) gegenüberliegenden Rückwand (20) auf.
34. Statt der in 1 dargestellten schrägen Anordnung der weiteren Rauchgasumleitung (10) aus feuerwiderstandsfähigem Material kann diese selbstverständlich auch horizontal angeordnet sein, d. h. mit der Rückwand des Kaminofens, Kamineinsatzes oder Kachelofen-Einsatzes einen rechten Winkel bilden.
35. In 2 ist der Brennkammereinsatz (1) für feste Brennstoffe (2), insbesondere Holz, außerhalb des Kamins dargestellt. Wie zu ersehen ist, weist dieser eine Aussparung (30) auf, unter der der Rost des Kaminofens, Kamineinsatzes oder Kachelofen-Einsatzes angeordnet ist und auf die der Brennstoffeinsatz (12) gestellt wird, sowie Lufteintrittsöffnungen (35) für die Tertiärluft (22) von der Unterseite auf. Die Tertiärluft (22) kann seitlich über Mittel zum Führen von Tertiärluft (21), beispielsweise Vierkantrohre, entlang der Rückwand (20) des Brennkammereinsatzes (1) über eine Hauptluftaustrittsöffnung (24) auf die Panoramascheibe (19) gelenkt werden und durchläuft somit nicht den Brennstoffeinsatz (12). Im oberen Bereich könnte beispielsweise auch eine Querverbindung zum Anschrauben angebracht sein, die im Sinne einer Schikane somit die Rauchabzugsöffnung (8) reduzieren kann. Die Rauchabzugsöffnung (8) kann jedoch auch über ein verstellbares Mittel zum Befestigen (25) der Deckenwandung zur Rauchgasumleitung (9) verringert oder vergrößert werden. Wie weiterhin dargestellt, kann Tertiärluft (22) zudem durch Luftaustrittsöffnungen (23) oberhalb des Brennstoffes (2) ausströmen.
36. In 3 ist gezeigt, dass die Sekundärluft (18) durch Lufteintrittsöffnungen (34), über einen regulierbaren Zuluftschieber (29) in dem Gluthaltedeckel (28), der mit einem Griff (32) und einer Aufhängvorrichtung (33) versehen ist, zu dem Brennstoff (2) gelenkt werden kann.
37. Der Heizvorrichtungseinsatz für feste Brennstoffe eignet sich zur Erstausrüstung und insbesondere zur Nachrüstung von Kamin- und Kachelöfen sowie von Kamineinsätzen.

Hinweis: Urheberrechte und geistiges Eigentum bei Frank-Peter Stachel