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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizeinsatz, insbesondere für Kachelöfen, zum Verbrennen von Brennstoffen, mit einem Vorratsbehälter, einem Verbrennungsluftkanal und Wän- den, wobei der Vorratsbehälter ausserhalb des Heizeinsatzes angeordnet ist und über ein schräges Zubringerrohr mit dem Inneren des Heizeinsatzes in Verbindung steht.
In der AT 406 515 B wird eine Feuerstätte beschrieben, bei der in einer Brennkammer mittels einer Trennwand eine Befüllkammer ausgebildet ist. Die Brennstoffzufuhr erfolgt durch eine Befüll- öffnung, wobei über diese auch die Verbrennungsluft angesaugt wird. Die Primärluft streicht durch die mit Brennstoff gefüllte Befüllkammer in die Brennkammer. Bei Betrachtung dieser Ausführung muss man feststellen, dass durch eine volle Befüllkammer die Primärluftansaugung behindert wird.
Dadurch wird die Verbrennung ungewollt gedrosselt bzw. kommt es verstärkt zu Kohlenmonoxid- und Russbildung. Befindet sich andererseits nur eine kleine Brennstoffmenge in der Befüllkammer, kann von der Brennkammer ungehindert zuviel Primärluft angesaugt werden. Dies hat einen zu schnellen Brennstoffabbrand zur Folge. Die gleichmässige Wärmeabgabe bzw. Heizleistung wird somit durch unterschiedliche Brennstoffmengen in der Befüllkammer negativ beeinflusst. Das ungleichmässige Nachrutschen des Brennstoffes aus der Befüllkammer in die Brennkammer wird ebenfalls als Nachteil empfunden.
Die AT 4572 U1 beschreibt eine besonders zur Pelletsverbrennung geeignete Feuerstätte, de- ren Befüllkammer über einen zur Brennkammer geneigten Boden verfügt. Die Befüllkammer wird ebenfalls mit Primärluft durchströmt und weist daher ebenfalls das bereits weiter oben beschriebe- ne Problem der Beeinflussung der Abbrandgeschwindigkeit durch den Brennstofffüllstand auf. Da die Primärluft durch die Befüllkammer streicht, besteht ausserdem die Möglichkeit des Zurückbren- nens bzw. des Entzündens der Pellets in der Befüllkammer. In diesem Fall könnten Rauchschwa- den oder sogar Flammen aus der geöffneten Nachfüllöffnung austreten.
Als weiterer Nachteil ist zu sehen, dass sich die Befüllkammer innerhalb der Feuerstätte befin- det und genau wie die Brennkammer vor zu starker Erwärmung zu isolieren ist. Aus ökonomischen Gründen wird daher die Befüllkammer klein gehalten.
Die meisten Brennkammern für Pellets sind daher mit einer Brennstoffbeschickungsanlage, z. B. einer Förderschnecke, und einem externen Brennstoffdepot sowie mit einem aktiven Gebläse zur Verbrennungsluftzufuhr ausgestattet. Damit können längere Brennzeiten und eine gleichmässi- ge Verbrennung erzielt werden. Nachteilig ist, dass diese Brennkammern immer elektrische Ener- gie zum Betrieb benötigen (für das Gebläse und die Beschickungsanlage). Ein Heizeinsatz der eingangs genannten Art ist aus der WO 98/33015 A bekannt. Der Vorratsbehälter befindet sich über der Brennkammer und ist über ein schräges Rohr, das durch die Oberseite der Brennkammer führt, mit dieser verbunden. Zur Verbrennungsluftzufuhr ist auch hier ein Gebläse vorgesehen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen und eine Brennkam- mer zu schaffen, die ohne elektrische Energie auskommt und dennoch einen gleichmässigen Ab- brand über längere Zeit hindurch ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Heizeinsatz der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Vorratsbehälter und das Zubringerrohr gasdicht ausgeführt sind, dass der Vorratsbehälter dicht verschliessbar ist, dass das Zubringerrohr durch eine der Wände verläuft und dass die Verbrennungsluftzufuhr mit Naturzug unabhängig von der Brennstoffzufuhr durch einen Verbrennungsluftkanal erfolgt.
Der Vorratsbehälter wird ausserhalb des Heizeinsatzes angeordnet, da dadurch die Wärmeiso- lation mittels Schamottsteinen entfallen kann und so kostengünstig grosse Vorratsbehältervolumen möglich sind. Das schräge, von dem Vorratsbehälter zur Brennkammer fallende Zubringerrohr stellt sicher, dass gleichmässig Brennstoff aus dem Vorratsbehälter in den Heizeinsatz bzw. in die Brenn- kammer nachrutscht. Der Heizeinsatz arbeitet somit ohne Brennstofffördereinrichtung, er nützt die Schwerkraft aus. Durch die gasdichte Ausführung des Zubringerrohres und des Vorratsbehälters wird ein Entzünden des Brennstoffs im Vorratsbehälter mit Sicherheit verhindert.
Bei den eingangs erwähnten Feuerstätten wurde die Verbrennungsluft durch den Vorratsbehäl- ter hindurch angesaugt. Die angesaugte Luftmenge war somit vom Luftwiderstand des Brennstoff- vorrats abhängig, denn ein voller Vorratsbehälter bremste die Luftansaugung. Durch die unabhän- gige Führung der Verbrennungsluft im Verbrennungsluftkanal gelingt die lufttechnische Entkoppe- lung der angesaugten Verbrennungsluft vom Füllstand des Brennstoffs im Brennstoffvorratsbehäl- ter. Durch die gleichmässige Ansaugung der Verbrennungsluft über den Verbrennungsluftkanal
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erfolgt ein gleichmässiger Brennstoffabbrand und dadurch auch eine gleichmässige Wärmeabgabe an die Umgebung. Ein Gebläse für die Zuführung der Verbrennungsluft kann entfallen.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der beiliegenden Zeichnung dar- gestellt.
Die einzige Figur zeigt einen erfindungsgemässen Heizeinsatz, wie er oft in Kachelöfen einge- baut ist, in geschnittener Darstellung.
Ein Heizeinsatz 1, wie er oft in Kachelöfen eingebaut ist, ist im Inneren mit wärmeisolierenden Schamottplatten 2. 1, 2. 2, 2. 3 ausgekleidet. Eine Brennkammer 3 ist über eine Türe 4 zugänglich.
Unterhalb der Türe 4 ist ein Schuber 9 angeordnet. Die Brennkammer 3 verfügt über einen Rauch- rohranschluss 5, der auf dem Aufstellungsort mit einem Rauchfang verbunden wird. In der Scha- mottplatte 2. 2 im Boden 6 der Brennkammer 3 ist eine Brennertasse 7 eingelassen. Die wannenar- tige Brennertasse 7 ist aus gelochtem Stahl gefertigt, um eine Luftdurchströmung von der Untersei- te in Richtung der Brennkammer 3 zu ermöglichen. Die Brennertasse 7 stützt sich mit einem um- laufenden Rand auf der umgebenden Schamottplatte 2. 2 ab. Unterhalb der Schamottplatte 2. 2 des Bodens 6 verläuft ein Verbrennungsluftkanal 8, der den Schuber 9 mit der Brennertasse 7 verbin- det. Über die Stellung des Schubers 9 wird die Querschnittsöffnung und somit die Luftmenge, die über den Verbrennungsluftkanal 8 angesaugt wird, eingestellt.
Die Brennstoffzufuhr erfolgt aus einem externen Vorratsbehälter 10, der über ein Zubringerrohr 11 mit dem Inneren des Heizeinsat- zes 1 verbunden ist. Das Zubringerrohr 11 verläuft schräg durch eine Wand 12 und durch die der Wand 12 vorgesetzte Schamottplatte 2. 1. In diesem Beispiel liegt die Wand 12 der Tür 4 gegen- über (Rückwand), es könnte sich aber genauso gut um eine Seitenwand handeln.
Der Vorratsbehälter 10 und das Zubringerrohr 11 sind aus ca. 3 mm dickem Stahlblech gefer- tigt und mit einem gasdichten Deckel 13 verschlossen. Das Zubringerrohr 11 kann einen rechtecki- gen Querschnitt von z. B. 80 mal 60 mm haben. Es endet im Bereich der Brennertasse 7. Erfin- dungsgemässe Heizeinsätze 1 eignen sich besonders zur Verbrennung von kleinteiligen Brennstoff- teilchen wie z.B. Pellets. Pellets bestehen beispielsweise aus Holzabfällen und werden unter hohem Druck in ihre Form gepresst. Ihr Durchmesser soll 6 mm und ihre Länge 30 mm betragen.
Der Wassergehalt der Pellets soll unter 8 Masse-% liegen.
Der Vorratsbehälter 10 wird mit Pellets gefüllt. Die Pellets rutschen durch das Zubringerrohr 11 zur Brennertasse 7, bis diese gefüllt ist und keine weiteren Pellets mehr aus dem Zubringerrohr 11 nachrutschen können. Wenn der Vorratsbehälter 10 gefüllt ist, wird er mit dem Deckel 13 luftdicht verschlossen. Danach werden die auf der Brennertasse 7 liegenden Pellets angezündet. Die zur Verbrennung notwendige Primärluft 16 wird über den Verbrennungsluftkanal 8 und den Schuber 9 angesaugt. Die aufsteigenden heissen Verbrennungsgase entweichen durch den Rauchrohran- schluss 5 an der Oberseite des Heizeinsatzes 1. Der Verbrennungsluftkanal 8 weist nahe der Türe 4 eine Abzweigung auf, wo der Brennkammer 3 durch eine Öffnung 14 Luft zugeführt wird.
Diese oberhalb der Brennertasse 7 zugeführte Luft wird als Sekundärluft 17 bezeichnet, weil in einem weiteren Verbrennungsschritt restliche Abgase verbrannt werden. Durch die erfindungsge- mässe Führung und Ausbildung des Verbrennungsluftkanals 8 für die Primär- und Sekundärluftzu- fuhr in die Brennkammer 3 stellt sich ein ausreichend starker Naturzug bzw. eine ausreichend starke Kaminwirkung bei der Pelletsverbrennung ein, sodass der erfindungsgemässe Heizeinsatz 1 ohne zusätzliches Gebläse arbeitet. Die Schamottplatten 2. 1, 2. 2, 2. 3 schützen den Heizeinsatz 1 vor zu hoher Wärmeeinwirkung. Ist ein Teil der auf der Brennertasse 7 befindlichen Pellets abge- brannt, rutschen aus dem Vorratsbehälter 10 selbstständig neue Pellets über das Zubringerrohr 11 in die Brennertasse 7 nach.
Es rutschen solange Pellets in die Brennertasse 7 nach, bis die aufge- häuften Pellets die Oberkante der Mündung des Zubringerrohres 11 erreichen und somit keine weiteren Pellets in die Brennertasse 7 nachrutschen können. Durch das schwerkraftbedingte Nachrutschen der Pellets in die Brennertasse 7 ist ein besonders ausfallsicherer Betrieb des erfin- dungsgemässen Heizeinsatzes 1 auch ohne zusätzliche Fördereinrichtungen möglich. Zusätzliche Fördereinrichtungen wie z. B. Förderschnecken haben den Nachteil, dass sie zum Betrieb immer eine Hilfsenergiequelle, wie z. B. elektrischen Strom, benötigen. Im Falle eines Stromausfalls kön- nen daher Brenner mit elektrischen Fördereinrichtungen nicht betrieben werden.
Das Zubringerrohr 11 mit dem angeschlossenen Vorratsbehälter 10 ist mit einem Deckel 13 gasdicht verschlossen, um ein Rückbrennen der Flammen, aus der Brennkammer 3 in den Vorratsbehälter 10 zu verhin- dern. Der Vorratsbehälter 10 weist ein Fassungsvermögen von circa 20 I auf. Durch grössere
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Fassungsvermögen wird die Abbranddauer zwischen zwei Brennstoffnachfüllungen verlängert. Der Heizeinsatz 1 kann auch mit herkömmlichem Scheitholz beschickt und betrieben werden. Dieses Brennholz darf höchstens 20 Masse-% Wassergehalt aufweisen. Diesen Trocknungsgrad erreicht Holz nach 2 Jahren abgedeckter Lagerung im Freien (z. B. Scheitholz der Firma Kaschütz).