AT511369B1 - Festbrennstoffheizkessel - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Festbrennstoffheizkessel, umfassend eine Primärbrennkammer (1) und eine Sekundärbrennkammer (2) mit einem Sekundärbrennkammerboden (3). Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Sekundärbrennkammer (2) ein Element (4) zur Entaschung des Sekundärbrennkammerbodens (3) bei laufender Verbrennung angeordnet ist.

Description

österreichisches Patentamt AT511 369 B1 2013-12-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Festbrennstoffheizkessel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Ein Festbrennstoffheizkessel der eingangs genannten Art wird zum Beispiel von der Anmelderin unter der Produktbezeichnung "Pyroflex" hergestellt und verkauft. Dieser Festbrennstoffheizkessel besteht dabei insbesondere aus einer Primär- und einer Sekundärbrennkammer. In der Primärbrennkammer ist ein so genanntes Vorschubrost angeordnet, das sich zur Verbrennung von trockenen bis feuchten Brennstoffen aus Biomasse, insbesondere Holz, eignet. Entsprechend dem Brennstoff kann der Vorschubrost entweder mit Schnecken-, Kettenoder hydraulischen Transportfördereinrichtungen beschickt werden. Wesentliche Vorteile der Vorschubfeuerung sind auf der einen Seite die Verwendbarkeit verschiedener Brennstoffe und auf der anderen Seite ein niedriger Staubgehalt im Rauchgas bedingt durch das ruhende Brennstoffbett. Die Primärbrennkammer dient bei dieser Lösung als Reduktionszone, während die Sekundärbrennkammer eine Oxidationszone bildet. Beide Brennkammern sind mit Schamottsteinen ausgemauert, wobei zwischen der Primär- und der Sekundärbrennkammer ein gewölbeartiger Zwischenboden angeordnet ist, der einen Sekundärbrennkammerboden bildet.
[0003] Aus DE 10 2010 021 370 A1 ist ein Heizungssystem bekannt, das ein Brennerrohr, ein Ascherohr und ein eine Sekundärbrennkammer bildendes Flammrohr aufweist. Da die Sekundärbrennkammer senkrecht orientiert angeordnet ist, besteht bei dieser Lösung kein Bedarf nach einem Element zu Entaschung der Sekundärbrennkammer, da sich dort anfallende Asche auf dem horizontalen Boden des Brennerrohres bzw. des Ascherohres sammelt.
[0004] Aus DE 10 2005 047 573 A1 ist ein Heizungskessel bekannt, der im Bereich der Sekun-därluftdüsen eine Primärbrennkammer mit einem Primärbrennkammerboden und im Bereich der Tertiärdüsen eine vertikale Sekundärbrennkammer aufweist. Für die in der Primärbrennkammer anfallende Asche gibt es einen ersten Aschesammelraum. Außerdem ist unterhalb der nach unten offen ausgebildeten und insofern keinen Sekundärbrennkammerboden aufweisenden Sekundärbrennkammer ein zweiter Aschesammel raum für Flugasche angeordnet.
[0005] Aus GB 493 980 A ist ein Kessel zum Verbrennen von Abfall bekannt. Dieser weist eine Verbrennungskammer (Primärbrennkammer) und eine unterhalb der Verbrennungskammer angeordnete Förderschraube zur Brennstoffzufuhr auf. Eine Sekundärbrennkammer ist bei dieser Lösung nicht vorhanden.
[0006] Schließlich wird noch auf die weiter abliegenden Dokumente DE 10 2004 038 968 B3 und DE 84 02 319 U1 verwiesen.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Festbrennstoffheizkessel der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll das Handling eines solchen Heizkessels bei laufendem Betrieb erleichtert bzw. verbessert werden.
[0008] Diese Aufgabe ist mit einem Festbrennstoffheizkessel der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
[0009] Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass in der Sekundärbrennkammer ein Element zur Entaschung des Sekundärbrennkammerbodens bei laufender Verbrennung angeordnet ist.
[0010] Mit anderen Worten zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass ein manuelles (hän-disches) Entaschen der Sekundärbrennkammer nicht mehr erforderlich ist. Hierdurch entfallen -beim genannten Stand der Technik erforderliche - Betriebsunterbrüche während des Enta-schens des Gewölbes, da die Anlage nicht mehr ausgeschaltet und geöffnet werden muss.
[0011] Das genannte Element zur Entaschung des Sekundärbrennkammerbodens besteht dabei, was unten noch genauer erläutert wird, bevorzugt aus Antriebsstangen und so genannten Schubstangen, die wassergekühlt ausgebildet am Boden der Sekundärbrennkammer angeordnet sind und über eine Hydraulik oder einen mechanischen Antrieb automatisch bewegt werden. Durch diese (alternierende) Bewegung wird die Asche (insbesondere Flugasche) au- 1 /5 österreichisches Patentamt AT511 369B1 2013-12-15 tomatisch zu einem Abwurfschlitz geschoben. Über diesen Schlitz fällt die Asche in eine darunter liegende Rostentaschung. Statt des Abwurfs der Asche in die Rostentaschung kann die Asche aber auch von der Schubstange an ein Fördersystem übergeben werden.
[0012] Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Festbrennstoffheizkessels ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
[0013] Der erfindungsgemäße Festbrennstoffheizkessel einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß den abhängigen Patentansprüchen wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
[0014] Es zeigt (schematisch) [0015] Figur 1 im Schnitt den erfindungsgemäßen Festbrennstoffheizkessel mit Primär- und
Sekundärbrennkammer und einem Element zur Entaschung des Sekundärbrennkammerbodens; und [0016] Figur 2 in Draufsicht eine bevorzugte Ausführungsform des Elements zur Enta schung des Sekundärbrennkammerbodens.
[0017] Wie aus Figur 1 ersichtlich besteht der dargestellte Festbrennstoffheizkessel aus einer Primärbrennkammer 1 und einer Sekundärbrennkammer 2. Beide Brennkammern sind bevorzugt (nicht extra dargestellt) mit Schamottsteinen ausgemauert bzw. aus diesen gebildet. An die Sekundärbrennkammer 2 schließt sich (was ebenfalls nicht extra dargestellt ist) oberhalb in bekannter Weise ein weiterer Wärmetauscherzug an. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Sekundärbrennkammer 2 vertikal oberhalb der Primärbrennkammer 1 angeordnet ist, wobei zwischen der Primärbrennkammer 1 und der Sekundärbrennkammer 2 der Sekundärbrennkammerboden 3 als Trennelement, insbesondere als Trenndecke, angeordnet ist. Dieses Trennelement weist einen Durchlassbereich 11 als Verbindung (für das Verbrennungsgas) zwischen der Primärbrennkammer 1 und der Sekundärbrennkammer 2 auf.
[0018] Wesentlich für den erfindungsgemäßen Festbrennstoffheizkessel ist nun, dass in der Sekundärbrennkammer 2 ein Element 4 zur Entaschung des Sekundärbrennkammerbodens 3 bei laufender Verbrennung angeordnet ist.
[0019] Wie eingangs erläutert, ist es auf diese Weise erstmals möglich einen Festbrennstoffheizkessel der eingangs genannten Art ohne Betriebsunterbrechung zu betreiben, da sich auf dem Sekundärbrennkammerboden 3 absetzende Flugasche nicht mehr von Hand (über die in Figur 1 dargestellte Öffnungsluke) entfernt werden muss.
[0020] Um den hohen Temperaturen in der Sekundärbrennkammer 2 dauerhaft standhalten zu können, ist besonders bevorzugt vorgesehen (nicht extra dargestellt), dass das Element 4 zur Entaschung des Sekundärbrennkammerbodens 3 fluidgekühlt, insbesondere wassergekühlt, ausgebildet ist.
[0021] Mit Verweis auf Figur 2 ist ersichtlich, dass das Element 4 zur Entaschung des Sekun-därbrennkammerbodens 3 besonders bevorzugt aus zwei Antriebsstangen 5 und daran angeordneten Schubstangen 6 gebildet ist. Durch eine alternierende Hin- und Herbewegung der Antriebsstange 5 und entsprechend der Schubstangen 6 auf dem entsprechend ebenflächig ausgebildeten Sekundärbrennkammerboden 3 wird die anfallende Asche abtransportiert, wobei der Sekundärbrennkammerboden 3 hierzu vorzugsweise (aber nicht zwingend) eine Neigung in Richtung der noch zu erläuternden Entaschungsöffnung 8 aufweist, wobei die Schubstangen 6 hierzu eine dreieckige Querschnittsform aufweisen und wobei Flachseiten der Schubstangen 6 hierzu parallel zum Sekundärbrennkammerboden 3 verlaufend angeordnet sind. Mit anderen Worten weisen die Schubstangen 6 an einer Seite dünnere und an der gegenüberliegenden Seite dickere Längskanten auf, wobei die Hauptförderrichtung der anfallenden Asche von der dünneren zur dickeren Längskante orientiert ist.
[0022] Figur 2 zeigt weiterhin, dass die Schubstangen 6 vorzugsweise rechtwinklig zu und zwischen zwei Antriebsstangen 5 angeordnet sind. Außerdem ist besonders bevorzugt vorgesehen (nicht extra dargestellt), dass sowohl die Antriebsstangen 5 als auch die Schubstangen 6 2/5 österreichisches Patentamt AT 511 369 B1 2013-12-15 wassergekühlt ausgebildet sind.
[0023] Um das Element 4 zur Entaschung der Sekundärbrennkammer 2 hin und her bewegen zu können, sind die Antriebsstangen 5 mit mindestens einem Antriebselement 7 verbunden ausgebildet, wobei dieses (wie in Figur 1 dargestellt) außerhalb der Sekundärbrennkammer 2 angeordnet ist. Die Wandung des Festbrennstoffheizkessels weist hierzu entsprechend abgedichtete Durchbrüche auf, um das Antriebselement 7 mit den Antriebsstangen 5 über entsprechende (dargestellte) Zwischenglieder verbinden zu können.
[0024] Weiterhin ist der Sekundärbrennkammerboden 3 mit einer vorzugsweise als Abwurfschlitz ausgebildeten Entaschungsöffnung 8 versehen, damit mit dem Element 4 zur Entaschung des Sekundärbrennkammerbodens 3 angesammelte Asche an einer zentralen Stelle abführbar ist.
[0025] Im Zusammenhang mit dieser Abführung ist außerdem besonders bevorzugt vorgesehen, dass unterhalb der Primärbrennkammer 1 ein Element 9 zur Entaschung eines unterhalb der Primärbrennkammer 1 vorgesehenen Luftzonenbereichs angeordnet ist, wobei ein diesem zugeordneter Ascheabfuhrbereich 10 vertikal unterhalb der genannten Entaschungsöffnung 8 angeordnet ist. Das Element 9 zur Entaschung des Luftzonenbereichs kann dabei, wie Figur 1 zeigt, in ähnlicher oder identischer Weise wie das Element 4 zur Entaschung des Sekundärbrennkammerbodens 3 ausgebildet sein.
[0026] Schließlich ist in bekannter Weise vorgesehen, dass die Primärbrennkammer 1 einen Vorschubrost 12 (nur abstrahiert dargestellt) aufweist. Dabei ist das Element 9 zur Entaschung des Luftzonenbereichs vertikal unterhalb dieses Vorschubrosts 12 angeordnet und mit einem außerhalb der Primärbrennkammer 1 angeordneten Antriebselement 13 verbunden ausgebildet. 3/5

Claims (10)

  1. österreichisches Patentamt AT511 369 B1 2013-12-15 Patentansprüche 1. Festbrennstoffheizkessel, umfassend eine Primärbrennkammer (1) und ein Sekundärbrennkammer (2) mit einem Sekundärbrennkammerboden (3), dadurch gekennzeichnet, dass in der Sekundärbrennkammer (2) ein Element (4) zur Entaschung des Sekundärbrennkammerbodens (3) bei laufender Verbrennung angeordnet ist.
  2. 2. Festbrennstoffheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) zur Entaschung des Sekundärbrennkammerbodens (3) fluidgekühlt, insbesondere wassergekühlt, ausgebildet ist.
  3. 3. Festbrennstoffheizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) zur Entaschung des Sekundärbrennkammerbodens (3) aus mindestens einer Antriebsstange (5) und daran angeordneten Schubstangen (6) gebildet ist.
  4. 4. Festbrennstoffheizkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (6) eine dreieckige Querschnittsform aufweist, wobei eine Flachseite der Schubstange (6) parallel zum Sekundärbrennkammerboden (3) verlaufend angeordnet ist.
  5. 5. Festbrennstoffheizkessel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstangen (6) mindestens einseitig an der Antriebsstange (5) angeordnet sind.
  6. 6. Festbrennstoffheizkessel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstange (5) mit einem Antriebselement (7) verbunden ausgebildet ist.
  7. 7. Festbrennstoffheizkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (7) außerhalb der Sekundärbrennkammer (2) angeordnet ist.
  8. 8. Festbrennstoffheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärbrennkammerboden (3) mit einer vorzugsweise als Abwurfschlitz ausgebildeten Entaschungsöffnung (8) versehen ist.
  9. 9. Festbrennstoffheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Primärbrennkammer (1) ein Element (9) zur Entaschung eines unterhalb der Primärbrennkammer (1) vorgesehenen Luftzonenbereichs angeordnet ist.
  10. 10. Festbrennstoffheizkessel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Element (9) zur Entaschung des Luftzonenbereichs zugeordneter Ascheabfuhrbereich (10) vertikal unterhalb der Entaschungsöffnung (8) am Sekundärbrennkammerboden (3) angeordnet ist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 4/5
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