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fester Brennstoffe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feuerung zur Erzielung einer vollständigen, rauchfreien Verbrennung von festen Brennstoffen, wie z. B. Kohle, Koks, Torf, Holz od. dgl., mit einem in einem Mantel angeordneten Füllschacht, welcher unten mit einem den Brennstoff aufnehmenden Rost abgeschlossen ist, durch den Primärluft einströmt, ferner mit einem vertikalen Verbrennungsschacht, der beim Rost durch eine Öffnung mit dem Füllschacht verbunden ist, mit seinem unteren Ende den Boden der Feuerung erreicht und oben an den Kaminabzug anschliesst, und schliesslich mit einem Schwelgasabzugskanal, durch welchen die Schwelgase aus dem Brennstoffschacht der Verbrennungszone wieder zugeführt werden.
Trotz Zurückführung der Schwelgase zu der Verbrennungszone und obwohl dem Schwelgasstrom mitunter Frischluft zugeführt wird, lässt sich mit den bekannten Feuerungen dieser Art eine vollständige, rauchfreie Verbrennung nicht erzielen, in der Hauptsache deshalb, weil die Rückführung der Schwelgase und die Zuführung der Sekundärluft oberhalb der Brennstoffschicht, also in einer relativ kalten Zone erfolgt.
Demgegenüber zeichnet sich eine Feuerung gemäss der Erfindung dadurch aus, dass an zwei gegenüberliegenden Seiten des Verbrennungsschachtes Luftkanäle angeordnet sind, welche an ihren oberen Enden mit Einlassöffnungen für Frischluft aus der Umgebung der Feuerung und für aus der Brennstoffmasse gebildete Rauchgase versehen sind und in ihrem unteren Bereich einerseits in einer Ebene unterhalb des Rostes liegende Öffnungen, anderseits unmittelbar zum Verbrennungsschacht führende Öffnungen aufweisen, wobei die vom Füllschacht zum Verbrennungsschacht beim Rost führende Öffnung mit einer schräggestellten Klappe versehen ist, gegen welche die Brennstoffmasse anliegt.
Bei einer solchen Feuerung wird die glühende Brennstoffschicht ausser durch die Primärluft auch von den mit Sekundärluft vermischten unverbrannten Gasen durchströmt, welche sich dabei einwandfrei entflammen und vollständig verbrennen. Abgesehen von der erhöhten Wirtschaftlichkeit sind die durch den Schornstein abgehenden Gase völlig frei von sichtbarem Rauch und brennbaren Gasen, was besonders in dicht bewohnten Orten von grösster Bedeutung ist.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt, u. zw. zeigt : Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Feuerung von vorne gesehen, längs der Linie 1-1 in Fig. 2. Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Mitte der Feuerung von der Seite gesehen, längs der Li-
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Mit 1 wird in der Zeichnung der Aussenteil oder Mantel der Feuerung bezeichnet, der auf der Vorderseite der Feuerung offen sein kann. Mit 2 wird der Verbrennungskanal bezeichnet, der gegen den Man- tel l an der hinteren Wand der Feuerung angeordnet ist. Dieser Verbrennungskanal 2 ist an seinem oberen Ende an einen Evakuierungskanal 3 angeschlossen sowie an seinem unteren Teil mit einer Öffnung 4 gegen den Verbrennungsraum 5 in einer Ebene mit der Oberseite des Rostes 6. Parallel mit dem Verbrennungskanal 2, bei dessen beiden gegenüberliegenden Seiten 7 und 71, sind zwei Luftkanäle 8 und 81 angeordnet, welche an ihren oberen Enden mit Öffnungen 9 durch den Mantel l für das Einsaugen von Pri-
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mär-und Sekundärluft für die Verbrennung versehen sind.
Die Luftkanäle 8, 81 sind auch in ihrem unteren Teil in einer Ebene unter dem Rost 6 mit Öffnungen 10 versehen, welche gegen die Vorderseite des Rostes gerichtet sind. An ihrem oberen Teil sind die Luftkanäle 8, 81 mit rechteckig geformten Öffnungen 11 zum Verbrennungsraum 5 versehen. Die Wände der Luftkanäle 8, 81 und des Verbrennungskanals 2, die gegen den Verbrennungsraum 5 gerichtet sind, können in einer Ebene angeordnet sein. Der Verbrennungsraum ist nach oben mittels einer Wand 12 abgegrenzt, die auch die Luftkanäle 8, 81 abgrenzt. Unter dieser Wand 12 und parallel dazu ist ein Schirm 13 angeordnet, der die Öffnungen 11 vom Verbrennungsraum abgrenzt, so dass ein Kanal 14 zwischen der Wand 12 und dem Schirm 13 bis zu den Öffnungen 11 gebildet wird, welcher Kanal 14 an der Vorderseite der Feuerung offen ist.
Der Rost 6, welcher auf drei an den Wänden des Mantels i fest angeordneten Schienen 15 angeordnet ist, ist wie ein Trog ausgeformt, dessen Seiten schräg gegen den Boden geneigt sind. der als ein Gitter ausgebildet ist, während die Seiten homogen und eben sind. Der Rost 6 ist jedoch nur mit drei gegen das Gitter neigenden Seiten versehen und das Gitter erreicht hiebei eine Linie zwischen den Enden der beiden entgegengesetzten Seiten, die gegen die Wand gerichtet sind, welche die Kanäle 2,8, 81 gegen den Verbrennungsraum 5 abgrenzt. Die Öffnung 4 im Verbrennungskanal 2 ist somitmitten vor dem Gitter des Rostes 6 angeordnet. Die schwenkbar gelagerte Luke 16 ist in ihrer Breitenrichtung schräg von der Unterseite des Gitters nach oben neigend angeordnet und kann zum Abschirmen des Verbrennungskanals 2 gebracht werden.
Die Klappe 16 dient hiebei als ein Komplement zu dem Rost 6, sowie als eine Ofenklappe für die Regulierung von Luft und Gas. Die Klappe 16 ist an ihrer längsverlaufenden Kante, die gegen den Mantel 1 gerichtet ist, mit Aussparungen 17 versehen, um ein vollständiges Abschliessen der von unten kommenden
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nehmen von Asche versehen.
Die offene Feuerung (in Fig. 4 dargestellt) hat hauptsächlich die gleiche Konstruktion wie die geschlossene und unterscheidet sich nur dadurch, dass der Mantel 1 auf der Vorderseite des Verbrennungsraumes fortgenommen ist, so dass eine grössere Öffnung gebildet wird. Zugleich können die Öffnungen 9 für das Einströmen von Primär- und Sekundärluft weggenommen sein, wodurch alle für die Verbrennung erforderliche Luft durch den Kanal 14 und die Öffnungen 11 einströmt.
Die Feuerung gemäss der Erfindung funktioniert in folgender Weise.
Wenn die Brennstoffmasse gezündet ist, brennt sie hauptsächlich im Verbrennungskanal 2. Hiebei
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oxyd, Wasserdampf und Kohlenstoffdioxyd. Während der Verbrennung entsteht im Verbrennungsraum 5 ein Unterdruck, besonders unter dem Rost 6. Dieses führt mit sich, dass durch die Öffnungen 9 Luft eingesaugt wird und durch die Luftkanäle 8, 81 und durch die Öffnungen 10 unter dem Rost 6 nach der brennenden Brennstoffmasse heran und durch diese zum Verbrennungskanal 2 strömt. Ein Teil der Luft passiert doch durch die Verbrennungsmasse in den Verbrennungsraum 5 hinaus und wird mit den Rauchgasen gemischt.
Da der Kanal 14 durch die Öffnungen 11 mit den Luftkanälen 8, 8 verbunden ist, entsteht auch im Ka- nal 14 ein starker Unterdruck, welches mit sich führt, dass die in dem Verbrennungsraum 5 befindlichen Rauchgase und Luft, die von der Feuerung aufgewärmt sind, durch den Kanal 14 zu den Luftkanälen 8, 81 eingesaugt werden und mit der einströmenden Frischluft gemischt werden, die dabei erwärmt wird. Die grösste Menge dieser gasgemischten, vorgewärmten Luft strömt durch die Öffnungen 10 unter dem Rost 6 als Primärluft aus, aber ein Teil passiert durch die Öffnungen 19, 191 in den Seiten 7, 71 des Verbrennungskanales 2 und danach durch die Brennstoffmasse als Sekundärluft. Die Intensität der Verbrennung beruht auf der Öffnungsfläche im Verbrennungskanal 2.
Die Öffnungsfläche wird durch die Neigung reguliert, in welche die Klappe 16 gebracht wird. Wenn die Klappe 16 in vertikale Richtung geschwenkt wird, wird die Öffnungsfläche verkleinert und damit die Intensität der Verbrennung. Die maximale Öffnungsfläche für die Erreichung der höchsten Intensität wird erhalten, wenn die Oberkante der Luke 16 zum Anliegen gegen die vertikale Rückseite des Verbrennungskanales 2 gebracht wird.
Der chemische Prozess, der eine vollständige Verbrennung von festen Brennstoffen ermöglicht, ist folgender :
Die in dem Verbrennungsraum 5 gebildeten Rauchgase enthalten einerseits brennbare Partikel wie Kohlenstoff C und Gas wie Kohlenstoffmonoxyd CO, anderseits unbrennbare Gase wie Kohlenstoffdioxyd CO und Wasserdampf H20 sowie Luft, deren Sauerstoff für die Unterhaltung der Verbrennung geeignet ist.
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Die Rauchgase, welche mit der einkommenden Frischluft (der Primärluft), welche durch die Öffnungen 10 einströmt, vermischt sind, durchlaufen bei der Passage durch die glühende Brennstoffmasse folgenden Prozess : CO wird zu CO reduziert. Die Reduktion führt mit sich, dass die Temperatur in der glühenden Brennstoffmasse gesenkt wird, so dass einer Schlackenbildung in Form von gesinterter Asche vorgebeugt wird. H20 wird zu H reduziert. Von den unbrennbaren Gasen werden somit teils brennbare Stoffe C und Gase H,, teils 0, gebildet, welcher zum Unterhalt der Verbrennung geeignet ist. Die Kohlenstoffpartikel C erhalten bei der Passage durch den Gluthaufen eine hinreichend hohe Zündtemperatur.
Der Prozess führt also mit sich, dass alle brennbaren Rauchgase verbrennen, wodurch die Abgase durch den Evakuierungskanal 3 ganz rauchfrei werden, d. h. frei von für das Auge sichtbaren Bestandteilen.
Die Rauchgase und die Luft (die Sekundärluft), welche durch die Ejektorwirkung durch die Öffnungen 19,
191 eingeführt werden, sind für die Erhöhung der Verbrennungstemperatur in der Flamme über der Brennstoffmasse vorgesehen, um dadurch eine Initialzündung und damit eine vollständige Verbrennung zu erreichen.
Koks und Anthrazit, die normal gasarme Brennstoffe sind, werden durch die Zuführung von Wasserdampf und Kohlendioxyd bei der bestehenden Krackungstemperatur gasreich, welches ein grosser Vorteil für die Erleichterung der vollständigen Verbrennung ist, nach Zusatz der erforderlichen Sekundärluft.
Die Erfindung stellt ein ganz neues Prinzip für die Verbrennungstechnik auf dem Gebiete der festen Brennstoffe dar, welches beträchtlich wirtschaftlicher ist als die früher bekannten Prinzipien.
Die Erfindung kann mit Vorteil sowohl bei geschlossenen als auch offenen Feuerungen angewendet werden, ohne Rücksicht auf deren Grösse und Kapazität. Die Erfindung ist ebensowenig von einer gewissen Form der Feuerung abhängig, sondern sie kann in gewünschter Weise je nach Bedarf ausgeführt werden.
Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen begrenzt, sondern kann im Rahmen des Erfindungsgedankens auf mehrfache Weise variiert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerung zur Erzielung einer vollständigen, rauchfreien Verbrennung fester Brennstoffe, mit einem in einem Mantel angeordneten Füllschacht, welcher unten mit einem den Brennstoff aufnehmenden Rost abgeschlossen ist, durch den Primärluft einströmt, ferner mit einem vertikalen Verbrennungsschacht, der beim Rost durch eine Öffnung mit dem Füllschacht verbunden ist, mit seinem unteren Ende den Boden der Feuerung erreicht und oben an den Kaminabzug anschliesst, und schliesslich mit einem Schwelgasabzugskanal, durch welchen die Schwelgase aus dem Brennstoffschacht der Verbrennungszone wieder zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei gegenüberliegenden Seiten (7, 71) des Verbrennungsschach- tes (2) Luftkanäle (8, 81 angeordnet sind, welche an ihren oberen Enden mit Einlassöffnungen (9,11)
für Frischluft aus der Umgebung der Feuerung und für aus der Brennstoffmasse gebildete Rauchgase versehen sind und in ihrem unteren Bereich einerseits in einer Ebene unterhalb des Rostes (6) liegende Öffnungen (10), anderseits unmittelbar zum Verbrennungsschacht (2) führende Öffnungen (19, 191) aufweisen, wobei die vom Füllschacht (5) zum Verbrennungsschacht (2) beim Rost (6) führende Öffnung (4) mit einer schräggestellten Klappe (16) versehen ist, gegen welche die Brennstoffmasse anliegt.