AT523073A4 - Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe im Freien - Google Patents

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AT523073A4 ATA50918/2019A AT509182019A AT523073A4 AT 523073 A4 AT523073 A4 AT 523073A4 AT 509182019 A AT509182019 A AT 509182019A AT 523073 A4 AT523073 A4 AT 523073A4
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe, umfassend eine mit einem festen Brennstoff befüllbare Brennkammer (1), wobei die Brennkammer (1) einen Boden (2) zur Auflage des Brennstoffs aufweist, wobei der Boden (2) Bodendurchlässe (3) zur Zufuhr einer Primärluft (100) aufweist, wobei die Brennkammer (1) eine seitliche Brennkammerwandung (6) aufweist, wobei im dem Boden (2) abgewandten oberen Endbereich der Brennkammerwandung (6) Wanddurchlässe (5) zur Zufuhr einer Sekundärluft (200) vorgesehen sind, wobei die Brennkammer (1) eine dem Boden (2) gegenüberliegende Flammöffnung (4) aufweist, und wobei oberhalb der Flammöffnung (4) ein, insbesondere lichtdurchlässiges, Flammrohr (10) angeordnet ist, sodass sich eine bei der Verbrennung gebildete Flamme ins Flammrohr (10) erstreckt, wobei zwischen Flammöffnung (4) und Flammrohr (10) ein Strömungsdurchlass (9) zur Zufuhr einer Tertiärluft (300) in das Flammrohr (10) ausgebildet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Strömungsdurchlass (9) derart ausgebildet ist, dass eine an der Innenwandung des Flammrohrs (10) entlangströmende, vorzugsweise laminare, Luftströmung erzeugbar ist.

Description

Vorrichtungen zum Verbrennen fester Brennstoffe werden häufig als mobile Wärmequellen eingesetzt und kommen in Gastgärten oder bei Freiluftveranstaltungen zum Einsatz. Als feste Brennstoffe können beispielsweise Holzscheite, Hackschnitzel oder Pellets eingesetzt werden. Um eine gute Verbrennung zu erzielen, weisen die meisten Brennvorrichtungen einen Boden mit Luftdurchlässen auf, sodass eine primäre Luftzufuhr von unten erfolgt und die Luft durch das Brenngut nach oben strömt. Als Boden kann beispielsweise ein Rost vorgesehen sein. Unterhalb des Bodens ist üblicherweise ein Ascheraum vorgesehen, wobei in der Brennkammer entstehende Asche durch den Boden bzw. die Bodendurchlässe in den Ascheraum gelangt, gesammelt wird und durch Reinigung, beispielsweise durch Absaugen, entfernt werden kann.
Die primäre Luftzufuhr in die Brennkammer erfolgt von unten durch den Boden, wodurch das Vergasen des Brennstoffs gefördert wird. Weiters sind zumeist im oberen Endbereich der Brennkammer seitliche Wanddurchlässe vorgesehen, durch die eine sekundäre Luftzufuhr erfolgt, um einen höheren Verbrennungsgrad zu erzielen.
Durch eine Regelung der Luftzufuhr kann die Verbrennung gesteuert werden. Die Brenndauer wird von der Größe der Brennkammer beeinflusst. In der Vorrichtung wird aus dem festen Brennstoff, beispielsweise aus den Pellets, langwellige und kurzwellige elektromagnetische Strahlung zur Wärme- und Lichtabgabe erzeugt.
In der Brennkammer entsteht daher auch eine sichtbare Flamme, die am oberen Ende aus der Brennkammer herausschlägt. Einige Vorrichtungen zur Verbrennung fester Brennstoffe weisen oberhalb der Brennkammer ein, zum Teil lichtdurchlässiges, insbesondere durchsichtiges, Flammrohr auf. Die bei der Verbrennung des Brennstoffs in der Brennkammer entstehende Flamme ragt in das Flammrohr hinein. Die Verbrennung kann durch das Flammrohr und den geregelten Abzug verbessert werden. Wenn das Flammrohr lichtdurchlässig ist, kann das von der Flamme abgegebene Licht zur Beleuchtung genutzt werden. Eine derartige Vorrichtung ist daher ein Kombinationsgerät zur Erzeugung von Wärmestrahlung im Infrarot-Bereich und sichtbare Lichtstrahlung.
In Vorrichtungen zum Verbrennen fester Brennstoffe kommt es in der Regel zu einer unvollständigen Verbrennung mit teilweise hoher Umweltbelastung durch Emissionen. Wird dem Brennstoff in der Entgasungsphase nicht genügend Sauerstoff zugeführt und wird nicht eine Unterbrechung des Ausbrandes durch Abkühlung der Pyrolysegase vermieden, besteht die Gefahr dass einerseits Kohlenmonoxid oder organische Verbindungen emittiert werden, zum anderen bleiben Feststoffe wie beispielsweise Ruß
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen werden der entstehende Ruß und andere kleinteilige Feststoffe von der aufsteigenden Luft in das Flammrohr getragen und lagern sich dort ab. Diese Ablagerungen verringern die Wärmeabgabe und sind nicht lichtdurchlässig, sodass bei Vorrichtungen mit lichtdurchlässigem Flammrohr die Beleuchtungsfunktion eingeschränkt wird. Die Verschmutzungen stören zudem den optischen Gesamteindruck einer solchen Vorrichtung. Es ist daher nach jedem Gebrauch eine aufwändige Reinigung des Flammrohrs notwendig.
Aufgabe dieses ersten Aspekts der Erfindung ist es daher den Reinigungsaufwand für einer Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe zu reduzieren, um die Effizienz in Bezug auf die Wärme- und Lichterzeugung zu erhöhen, wobei insbesondere auch die beim Betrieb der Vorrichtung entstehende Umweltbelastung reduziert werden sollte.
Diese Aufgabe wird gelöst mit dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1. Für eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe, umfassend eine mit einem festen Brennstoff befüllbare Brennkammer, wobei die Brennkammer einen Boden zur Auflage des Brennstoffs aufweist, wobei der Boden Bodendurchlässe zur Zufuhr einer Primärluft aufweist, wobei die Brennkammer eine seitliche Brennkammerwandung aufweist, wobei im dem Boden abgewandten oberen Endbereich der Brennkammerwandung Wanddurchlässe zur Zufuhr einer Sekundärluft vorgesehen sind, wobei die Brennkammer eine dem Boden gegenüberliegende Flammöffnung aufweist, und wobei oberhalb der Flammöffnung ein, insbesondere lichtdurchlässiges, Flammrohr angeordnet ist, sodass sich eine bei der Verbrennung gebildete Flamme ins Flammrohr erstreckt,
Luftströmung erzeugbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Strömungsdurchlasses kann zusätzlicher Sauerstoff zugeführt werden. Die Zufuhr kann passiv oder gegebenenfalls auch aktiv, beispielsweise durch einen Ventilator, erfolgen. Der Verbrennungsgrad bzw. die Effizienz der Verbrennung wird dadurch erhöht. Es kann aus dem vorhandenen Brennstoff somit mehr Wärme- und Lichtenergie erzeugt werden, wobei gleichzeitig weniger unverbrannte
Rückstände in die Umwelt gelangen.
Die an der Innenwandung des Flammrohrs entlangströmende bzw. anliegende, insbesondere laminare, Strömung wird durch vergleichsweise kühlere Umgebungsluft gebildet. Eine Abscheidung von Rückständen an der Kontaktfläche zwischen heißer Luft, die aus der Flammöffnung austritt, und kühlerem Flammrohr kann somit vermieden werden, sodass Verschmutzungen des Flammrohrs vermieden werden und die Effizienz erhalten bleibt. Weiters kann durch die Vermeidung von Ablagerungen bei einem lichtdurchlässigen Flammrohr eine Beeinträchtigung der Lichtdurchlässigkeit durch die Ablagerungen vermindert werden und die Effizienz der Lichterzeugung bleibt erhalten. Als lichtdurchlässiges Material kann beispielsweise Glas verwendet werden. Durch die laminare Strömung an der Innenwandung des Flammrohrs wird weiters die Bewegung der Flamme vermindert und eine gleichmäßige Lichtqualität kann bereitgestellt werden, sodass das durch die Flamme erzeugte Licht eine gleichmäßige Beleuchtung ermöglicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die folgenden Merkmale:
Als konstruktiv einfache Möglichkeit zur Ausbildung der Luftströmung kann ein Flammenführungselement vorgesehen sein, wobei das Flammenführungselement an die Flammöffnung anschließend und in das Flammrohr ragend angeordnet ist, wobei das Flammenführungselement zur Flammöffnung und zum Inneren des Flammrohrs geöffnet ist, und wobei vorgesehen ist, dass der Strömungsdurchlass von der Innenwandung und dem in das Flammrohr ragenden Bereich des Flammenführungselements begrenzt wird. Die Flamme steigt dadurch im Flammrohr höher auf. Dies wirkt sich sowohl positiv auf die Verbrennung als auch auf die Erzeugung von Licht aus.
Flammrohrs über der Brennkammer erfolgt.
Die durch die Tertiärluft gebildete Luftströmung ist besonders gleichmäßig, wenn der Strömungsdurchlass hohlzylinderförmig im Inneren des Flammrohrs ausgebildet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Innenwandung des Flammrohrs und der im Inneren des Flammrohrs verlaufende obere Endbereich des Flammenführungselements parallel zueinander angeordnet sind, insbesondere vertikal anordenbar sind. Der Strömungsdurchlass verläuft dabei parallel zur Innenwandung des Flammrohr. Durch die gleichmäßige Strömung der Tertiärluft wird die Bewegung der Flamme besonders effizient reduziert und die Bildung von Ablagerungen weitestgehend verhindert.
Um die Bildung von Ablagerungen besonders effektiv zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass der Strömungsdurchlass vom unteren Ende des Flammrohrs bis zum oberen Ende des Flammenführungselements ausgebildet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Strömungsdurchlass eine Durchlasshöhe von zumindest 3 cm, insbesondere 4 cm bis 10 cm und/oder zumindest 30 %, insbesondere 40 % bis 100 %, des
Durchmessers des Flammrohrs aufweist.
Die Gleichmäßigkeit der Luftströmung kann auch verbessert werden, wenn der Strömungsdurchlass eine Durchlassbreite senkrecht zur Durchlasshöhe aufweist, wobei die Durchlassbreite parallel zum Querschnitt des Flammrohrs ausgerichtet ist, und wobei die Durchlassbreite 10 % bis 60 % der Durchlasshöhe beträgt. Die Ablagerung von Verschmutzungen kann so besonders effizient vermieden werden und die Bewegung der
Flamme wird reduziert. Die Luftströmung wird besonders gleichmäßig an der Innenwandung des Flammrohrs
anliegend geführt, wenn die Durchlassbreite 0,5 cm bis 5 cm, insbesondere 1 cm bis 3
cm, aufweist.
Es wird dadurch eine sehr gerade Flamme mit geringen Bewegungen gebildet. Dadurch kann die Beleuchtungsqualität deutlich verbessert werden.
Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Möglichkeit, die Luftströmungen zu führen kann erreicht werden, wenn die Flammöffnung einen größeren Durchmesser aufweist, als das Flammrohr, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Flammenführungselement im an die Flammöffnung angrenzenden Bereich sich, insbesondere zunächst konisch, vorzugsweise im weiteren Verlauf hyperbelförmig, verjüngend ausgebildet ist und im in das Flammrohr ragenden oberen Bereich einen konstanten Durchmesser aufweist. Die Flamme steigt im Flammrohr besonders hoch und die Verbrennung sowie die
Lichterzeugung werden verbessert.
Eine besonders einfache Reinigung des Flammrohrs wird ermöglicht, wenn zwischen der Innenwandung des Flammrohrs und dem Flammenführungselement ein Befestigungselement zur Befestigung des Flammenführungselements am Flammrohr angeordnet ist, das derart ausgebildet ist, dass das Flammenführungselement vom Flammrohr abnehmbar ist.
Um die Zufuhr der Sekundärluft gezielt zu regulieren und den Verbrennungsgrad zu verbessern kann vorgesehen sein, dass die Brennkammerwandung einen doppelwandigen Aufbau aufweist, wobei eine innere Brennkammerwandung und eine äußere Brennkammerwandung vorgesehen ist, wobei die Wanddurchlässe in der inneren Brennkammerwandung ausgebildet sind, und wobei in der äußeren Brennkammerwandung und/oder am unteren Ende der Brennkammerwandung eine Lufteintrittsöffnung zur Zufuhr der Sekundärluft in den Zwischenraum zwischen innerer und äußerer Brennkammerwandung vorgesehen ist. Die Sekundärluft ist zwischen innerer und äußerer Brennkammerwandung geführt. Die Sekundärluft wird dabei an der Brennkammer entlanggeführt und durch die in der Brennkammer herrschende Hitze
vorgewärmt. Um für unterschiedliche Brennstoffmengen, also für unterschiedliche Brenndauern, eine
besonders effiziente Verbrennung zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass der
Boden der Brennkammer auf zumindest zwei unterschiedlichen Ebenen angeordnet
Um die Verbrennung durch Regulierung der Luftzufuhr besonders einfach steuern zu können, kann vorgesehen sein, dass ein, insbesondere steuerbarer, Ventilator zur Zufuhr der Primärluft vorgesehen ist. Weiters kann auch die Zufuhr der Sekundärluft und/oder der Tertiärluft durch Ventilatoren steuerbar sein.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Verbrennen fester Brennstoffe, die ein Flammrohr aufweisen, wird die Brennkammer zur Befüllung seitlich aus der Vorrichtung verschwenkt. Durch das Verschwenken, das Gewicht des Brennstoffs und die großen Temperaturunterschiede tritt ein hoher Verschleiß und eine Verformung der Bauteile auf bzw. die Bauteile verziehen sich. Dadurch tritt ungeregelte Sekundärluft in die Brennkammer ein, die Verbrennung kann schwerer gesteuert werden und die
Verbrennungsqualität verschlechtert sich.
Für eine Reinigung des Flammrohrs muss dieses bei bekannten Vorrichtungen vollständig entfernt werden. Allerdings ist ein sauberes Flammrohr für die Effizienz der Vorrichtung wesentlich, sodass bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ein hoher Reinigungsaufwand anfällt.
Bei Vorrichtungen, die ein Ilichtdurchlässiges Flammrohr aufweisen, das zu Beleuchtungszwecken nutzbar ist, wird durch Verschmutzung des Flammrohrs einerseits die Effizienz der Lichterzeugung beeinträchtigt, und andererseits der optische Gesamteindruck der Vorrichtung gestört.
Aufgabe dieses zweiten Aspekts der Erfindung ist es die Nachhaltigkeit einer Vorrichtung zur Verbrennung fester Brennstoffe zu steigern, wobei insbesondere auch die Reinigung der Vorrichtung vereinfacht werden soll, sodass die Effizienz in Bezug auf die Wärme-
und ggf. die Lichterzeugung, erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird gelöst mit dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 11.
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ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Flammrohr in einer Aufhängung verschwenkbar gelagert ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Flammrohr reversibel von einer Ausrichtung entlang einer parallel zur Brennkammerwandung verlaufenden, insbesondere vertikalen, zentralen Längsachse in eine geneigte Ausrichtung bringbar ist. In der geneigten Ausrichtung sind somit die zentrale Längsachse der Vorrichtung und die Flammrohrlängsachse in einem Winkel zueinander angeordnet.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird durch Verschwenken des Flammrohrs die Brennkammer von oben zugänglich gemacht. Dadurch wird eine besonders einfache und gleichmäßige Befüllung der Brennkammer ermöglicht, die zu einem hohen Verbrennungsgrad beiträgt. Brennkammer und Flammrohr können sich zueinander bewegen, ohne die Abschlussdichtheit zu beeinträchtigen. Die Aufhängung zum Verschwenken des Flammrohrs ist in einem Bereich der Vorrichtung angeordnet, der keinen hohen Temperaturschwankungen oder unterschiedlichen Gewichtsbelastungen ausgesetzt ist. Dadurch kann der Verschleiß deutlich reduziert werden.
Weiters wird das Flammrohr durch das Verschwenken von unten zugänglich gemacht, sodass eine Reinigung des Flammrohrs ohne Entnahme des Flammrohrs aus der Vorrichtung von unten möglich ist. Da Ablagerungen vor allem im unteren Bereich des Flammrohrs auftreten, wird die Entfernung von Ablagerungen durch die Zugänglichkeit von unten deutlich vereinfacht. Bei einem lichtdurchlässigen, insbesondere durchsichtigen, Flammrohr kann dadurch auch die Effizienz der Lichterzeugung gesteigert werden und der ästhetische Eindruck bleibt erhalten. Beispielsweise könnte dabei ein Flammrohr aus Glas vorgesehen sein. Durch das Verschwenken kann weiters vermieden werden, dass Reinigungsmittel aus dem Flammrohr in die Brennkammer gelangen. Dadurch können für die Reinigung des Flammrohrs Reinigungsmittel mit hoher Reinigungskraft verwendet werden, die bei einer Verbrennung in der Brennkammer zu
stinkenden und schwer entfernbaren Rückständen führen würden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die folgenden Merkmale:
bzw. ist ein einfaches Auffangen der Reinigungsmittel möglich.
Um die Befüllung der Brennkammer und die Reinigung von Brennkammer und Flammrohr zu vereinfachen kann vorgesehen sein, dass das Flammrohr in der geneigten Ausrichtung feststellbar ist und/oder dass sich das Flammrohr aufgrund der Gewichtsverteilung im verschwenkbaren Teil in der geneigten Ausrichtung stabilisiert.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich das Flammrohr in einer Ausrichtung von ca. 90° stabilisiert. Für die Verwendung flüssiger Reinigungsmittel kann das Flammrohr über 90° hinaus verschwenkt werden. Dadurch kann vermieden werden, dass Bauteile, die gegenüber Chemikalien empfindlich sind, insbesondere Metallbauteile, mit Chemikalien in Kontakt kommen.
Das Verkippen des Flammrohrs wird vereinfacht, wenn zwischen Flammöffnung und Flammrohr ein Flammenführungselement, insbesondere wie zuvor beschrieben, angeordnet ist, wobei das Flammenführungselement zur Brennkammer und zum Flammrohr geöffnet ist und an die Flammöffnung anschließend anordenbar ist. Konstruktiv besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung des Flammenführungselements, wobei das Flammenführungselement im an die Flammöffnung angrenzenden Bereich sich, insbesondere zunächst konisch, vorzugsweise im weiteren Verlauf hyperbelförmig, verjüngend ausgebildet ist und im in das Flammrohr ragenden oberen Bereich einen konstanten Durchmesser aufweist. Das Flammenführungselement stellt eine mechanisch vorteilhafte Möglichkeit dar, das Flammrohr und die Brennkammer so zu verbinden, dass eine Beschädigung beim Verkippen vermieden werden kann.
Die Effizienz der Vorrichtung kann verbessert werden, wenn der Anschluss zwischen Flammöffnung und Flammenführungselement im Wesentlichen luftdicht ausgebildet ist, also wenn zwischen Brennkammer und Flammenführungselement ein im Wesentlichen luftdichter Abschluss besteht.
Flammrohrs über der Brennkammer erfolgt.
Die Aufhängung kann derart ausgebildet sein, dass das Flammrohr entlang der Längsachse reversibel verschiebbar bzw. anhebbar ist, und um eine, senkrecht zur Längsachse angeordnete, insbesondere horizontale, Drehachse verschwenkbar ist. Wenn ein geringer Abstand zwischen Flammöffnung und Flammrohr vorgesehen ist, oder wenn ein an die Flammöffnung anschließendes und in das Flammrohr ragendes Flammenführungselement vorgesehen ist, kann so vor der Schwenkbewegung das Flammrohr angehoben werden, um die Schwenkbewegung zu erleichtern und eine
Beschädigung des Flammrohrs zu vermeiden.
Die Effizienz der Vorrichtung kann weiter verbessert werden, wenn das Flammenführungselement in das Flammrohr ragend angeordnet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Flammenführungselement im Inneren des Flammrohr parallel zur Innenwandung des Flammrohrs angeordnet ist. Wenn das Flammenführungselement zumindest 3 cm in das Flammrohr ragt, können Ablagerungen am Flammrohr besonders effektiv vermieden werden. Dadurch kann die Effizienz der Lichterzeugung gesteigert werden. Besonders deutlich wird dieser Effekt, wenn das Flammenführungselement 4 cm bis 10 cm in das Flammrohr ragt.
Eine Verschmutzung des Flammrohrs durch Ablagerungen von Verbrennungsrückständen kann besonders gut vermieden werden, wenn zwischen der Innenwandung des Flammrohrs und dem Flammenführungselement ein, insbesondere hohlzylinderförmiger, Strömungsdurchlass zur Zufuhr von Umgebungsluft, insbesondere von Tertiärluft, in das Flammrohr ausgebildet ist.
Um eine Beschädigung des Flammrohr während des Verschwenkens zu vermeiden, kann zwischen der Innenwandung des Flammrohrs und dem Flammenführungselement ein Befestigungselement zur Befestigung des Flammenführungselements am Flammrohr angeordnet sein, das derart ausgebildet ist, dass das Flammenführungselement mit dem Flammrohr verschwenkbar ist. Die Reinigung des Flammrohrs wird erleichtert, wenn das
Flammenführungselement in verschwenkter Position vom Flammrohr abnehmbar ist.
Um das Verschwenken des Flammrohrs zu vereinfachen kann vorgesehen sein, dass die Drehachse im Schwerpunkt des verschwenkbaren Bereichs angeordnet ist, insbesondere im Schwerpunkt der Anordnung aus Flammrohr, Flammenführungselement, und ggf. eines Berührungsschutzes, angeordnet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Drehachse in einem Bereich von 35 % bis 75 % der Höhe des Flammrohrs von der Flammöffnung aus angeordnet ist. Ein Berührungsschutz, beispielsweise ein Schutzgitter, kann um das Flammrohr herum angeordnet werden, um zu vermeiden, dass sich eine
Person an der heißen Außenwandung des Flammrohrs verbrennt.
Um das Verschwenken des Flammrohrs weiter zu vereinfachen, können Federn und/oder Exzenterscheiben vorgesehen sein, die derart angeordnet sind, dass das Flammrohr in die geneigte Position gezogen bzw. gehoben wird.
In einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 21.
Für die Steuerung einer Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe ist eine Regulierung der Luftzufuhr notwendig. Dies kann mechanisch durch das Verstellen von dafür vorgesehenen Klappen erfolgen. Um den die Verbrennungsqualität zu erhöhen ist jedoch eine erhöhte Luftzufuhr notwendig, die insbesondere schnell und flexibel anpassbar ist. Diese kann beispielsweise durch den Einbau von Ventilatoren erzielt werden. Allerdings ist dadurch bei Vorrichtungen aus dem Stand der Technik eine externe Energiezufuhr nötig, sodass ein Einsatz nur in Bereichen möglich ist, in denen eine externe Stromquelle zur Verfügung steht. Bekannt sind weiters Vorrichtungen, die einen aufladbaren Energiespeicher aufweisen. Dadurch kann die Primärluftzufuhr unabhängig vom Standort durch Ventilatoren geregelt werden. Aufgrund der begrenzten Kapazität der Energiespeicher ist bei bekannten Geräten spätestens nach 10 Stunden Brenndauer ein erneutes Aufladen erforderlich. Ohne Aufladung des Energiespeichers kann nur eine ungenügende Primärluftzufuhr erfolgen, die mit einer schlechten Verbrennungsqualität einhergeht.
Aufgabe des dritten Aspekts der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe bereitzustellen, die unabhängig vom Standort ist und über einen längeren Zeitraum mit hoher Effizienz in Bezug auf die Energieerzeugung, insbesondere
auf die Wärme- und Lichterzeugung, betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst mit dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 21.
Für eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere eine Vorrichtung nach dem ersten und/oder zweiten Aspekt der Erfindung, umfassend eine mit einem festen Brennstoff befüllbare Brennkammer, wobei die Brennkammer einen Boden zur Auflage des Brennstoffs aufweist, wobei die Brennkammer eine seitliche Brennkammerwandung aufweist, und wobei die Brennkammer eine dem Boden gegenüberliegende Flammöffnung aufweist,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an der der Brennkammer abgewandten Außenseite der Brennkammerwandung zumindest ein Seebeck-Element zur
Stromerzeugung vorgesehen ist.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann die in der Brennkammer erzeugte Energie wesentlich effizienter genutzt werden, und in Form einer Stromquelle zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise kann der erzeugte Strom zum Betrieb eines Ventilators genutzt werden, der die Primärluftzufuhr erhöht. Damit kann die Effizienz der Vorrichtung langfristig erhalten werden. Die Vorrichtung kann dabei unabhängig von extern zugeführter Stromenergie, also netzautark, betrieben werden. Damit ist ein längerfristiger Einsatz von Vorrichtungen mit gezielter Luftführung ohne zusätzliches Aufladen, also ohne zusätzlichen Wartungsaufwand, auch an Standorten möglich, die nicht über einen Stromanschluss verfügen. Für die effiziente Funktion der Vorrichtung ist die Zufuhr des Brennstoffs ausreichend.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die folgenden Merkmale:
Um bei Vorrichtungen mit einer doppelwandigen Brennkammerwandung einen besonders guten Wärmetransport zwischen Brennkammer und Seebeck-Element zu erreichen, kann im Bereich des Seebeck-Elements ein Wärmeleitelement, z.B. aus Aluminium, in der Brennkammerwandung, bzw. zwischen innerer und äußerer Brennkammerwandung,
vorgesehen sein. Besonders effizient kann die in der Brennkammer entstehende Energie genutzt werden,
wenn die Brennkammerwandung zumindest in einem Teilbereich eben ausgebildet ist,
wobei das Seebeck-Element parallel zu diesem ebenen Teilbereich angeordnet ist.
Auch können zumindest zwei Seebeck-Elemente vorgesehen sein, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Seebeck-Elemente parallel zu jeweils einem ebenen Teilbereich der Brennkammerwandung angeordnet sind.
Vorzugsweise sind die Seebeck-Elemente mit einem Abstand zueinander angeordnet. Die Wärmeaufnahme und die Kühlung der Seebeck-Elemente wird dadurch vereinfacht, sodass ein möglichst großer Temperaturunterschied zwischen der der Brennkammer zugewandten Innenseite der Seebeck-Elemente und der der Brennkammer abgewandten Außenseite der Seebeck-Elemente erzielt werden kann, der die Stromerzeugung im Seebeck-Element besonders effizient macht.
Dabei ist eine Anordnung vorteilhaft, wobei Teilbereiche, an denen ein Seebeck-Element angeordnet ist, durch zumindest einen weiteren, gegebenenfalls ebenfalls ebenen, Teilbereich voneinander beabstandet sind. Weiters ist es möglich, dass zwei oder mehr Seebeck-Elemente von einander beabstandet parallel zu demselben ebenen Teilbereich angeordnet sind.
Konstruktiv vorteilhaft ist es, wenn die Brennkammerwandung zumindest 5, insbesondere 6 bis 8, aneinander angrenzende ebene Teilbereiche aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Brennkammer im Querschnitt die Form eines, vorzugsweise
regelmäßigen, Vielecks aufweist.
Besonders effizient ist die Stromerzeugung, wenn ein Seebeck-Element auf der Höhe der Brennkammer angeordnet ist, in der sich die oberste Brennstoffschicht befindet. Da sich diese Höhe mit zunehmender Brenndauer dem Boden der Brennkammer nähert, ist eine Verteilung der Seebeck-Elemente auf unterschiedlichen Höhen von Vorteil. Insbesondere kann bei einer Anordnung knapp oberhalb des Boden, insbesondere 1 cm bis 15 cm oberhalb des Bodens, eine besonders effiziente Energieerzeugung erfolgen, da in diesem Bereich der Abbrand des festen Kohlenstoffanteils erfolgt, bei dem besonders hohe
Temperaturen erreicht werden.
Um die Energieerzeugung einfach regulieren zu können, kann der Boden der Brennkammer in mindestens zwei unterschiedlichen Ebenen mit unterschiedlichem Abstand zur Flammöffnung derart anordenbar sein, dass das Volumen der Brennkammer einstellbar ist. Die Vorrichtung verfügt daher über eine variable Brennkammergeometrie.
Die Brennkammer arbeitet besonders effizient, wenn das Brennstoffvolumen auf das
Brennkammervolumen abgestimmt ist, da die Sekundärluftzufuhr an geeigneter Stelle
erfolgen kann. Dazu kann vor dem Einfüllen des Brennstoffs der Rost in der gewünschten Ebene angeordnet werden. Das Brennstoffvolumen bestimmt die Brenndauer und sollte daher anhand der jeweils gewünschten Brenndauer gewählt werden. Durch die Anpassung des Brennkammervolumens bleibt der Wirkungsgrad der Seebeck-Elemente und der Vorrichtung erhalten, auch wenn nur eine geringe Brennstoffmenge für eine kurze
Brenndauer verwendet wird.
Um eine besonders effiziente Stromerzeugung zu erreichen, kann eine Kühlung des Seebeck-Elements durch geregelte Luftströmung ermöglicht sein, wobei ein Kühlungsventilator zur Erzeugung der Luftströmung vorgesehen ist. Der im SeebeckElement erzeugte Strom wird größer je größer die Temperaturunterschiede zwischen beiden Seiten des Seebeck-Elements sind. Durch die Kühlung kann diese Temperaturdifferenz vergrößert werden und damit die Effizienz der Stromerzeugung.
Besonders effizient kann die Stromerzeugung erfolgen, wenn an der der Brennkammer gegenüberliegenden Außenseite des Seebeck-Elements eine Kühlung, insbesondere ein Lamellenkörper, zum Beispiel aus Aluminium, oder ein Flüssigkeitskühler, angeordnet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Kühlung manuell reguliert werden kann und/oder dass die Kühlung dauerhaft mit maximaler Leistung betrieben wird, um einen möglichst großen Temperaturunterschied zu ermöglichen. Dadurch kann besonders viel Strom erzeugt
werden.
Um die Effizienz der Vorrichtung zu Beginn der Betriebsdauer, insbesondere während der ersten 20 Minuten, zu verbessern, kann eine interne Regelungseinheit vorgesehen sein, wobei zumindest ein interner Temperatursensor am Seebeck-Element vorgesehen ist, und wobei die interne Regelungseinheit geeignet ist, anhand der am internen Temperatursensor gemessenen Temperatur und eines festgelegten internen Wunschtemperaturbereichs, die Kühlung, insbesondere die Drehzahl des Kühlungsventilators, derart zu regulieren, dass eine interne Wunschtemperatur am Seebeck-Element erzielt wird. Dadurch kann vermieden werden, dass durch die Stromerzeugung so viel Energie abgezogen wird, dass sich die Verbrennungsqualität verschlechtert, oder dass es zu einer Überhitzung kommt. Dies könnte beispielsweise der Fall sein, falls die Kühlung des Seebeck-Elements manuell zu spät eingeschaltet wird.
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Um die in der Brennkammer erzeugte Energie noch besser nutzen zu können, kann eine Abluft der Kühlung als Warmluftgebläse nutzbar sein. Dadurch wird der Nutzungsgrad der
Wärmeerzeugung weiter erhöht.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Regelungseinheit zur Regulierung der Luftzufuhr vorgesehen ist, die eine einfache Anpassung der Abbrandgeschwindigkeit in der Vorrichtung ermöglicht, um eine gewünschte Umgebungstemperatur zu erzielen. Beispielsweise kann eine Regulierung der Zufuhr der Primärluft, insbesondere durch Regulierung eines dafür vorgesehenen Ventilators, erfolgen. Damit kann die Primärluftzufuhr im Vergleich zur ungeregelten Zufuhr erhöht werden. Zusätzlich kann eine Primärluftklappe zur Regulierung der Primärluftzufuhr vorgesehen sein. Dies ermöglicht die Reduktion der Primärluft im Vergleich zur ungeregelten Primärluftzufuhr. Dadurch kann die Luftzufuhr in die Brennkammer unterbrochen werden, beispielsweise wenn die Verbrennung in der Brennkammer heruntergefahren oder gestoppt werden soll. Dadurch wird die Sicherheit bei Betrieb der Vorrichtung erhöht, da beispielsweise bei einem Umfallen der Vorrichtung ein Stoppen der Verbrennung in der Brennkammer ermöglicht wird.
Gegebenfalls kann auch ein Regulierung der Zufuhr einer Sekundär- und/oder Teritiärluft durch Ventilatoren erfolgen.
Weiters kann zur Anpassung an die gewünschte Umgebungstemperatur vorgesehen sein, dass die Regulierungseinheit das Warmluftgebläse reguliert, um die gewünschte Umgebungstemperatur zu erreichen. Vorzugsweise ist zum Betrieb der Regelungseinheit bzw. Steuerungseinheit der durch das Seebeck-Element erzeugbare Strom nutzbar. Auf diese Weise kann die Vorrichtung besonders effizient und gleichzeitig netzautark, das heißt ohne jede externe Stromzufuhr, betrieben werden. Die Regulierungseinheit kann
auch als interne Regulierungseinheit dienen.
Um die Wunschtemperatur zu erreichen kann beispielsweise die Luftzufuhr der Primärluft reguliert werden, indem die Drehzahl des Ventilators und/oder die Stellung einer Primärluftklappe verändert wird, und gegebenenfalls kann das Warmluftgebläse reguliert
werden, um eine wünschte Temperatur zu erreichen.
Die Regulierung der Vorrichtung kann auch derart vorgenommen werden, dass eine
gewünschte Lichtabgabe erfolgt. Dazu können insbesondere eine Primärluftklappe und
Ventilatoren zur Zufuhr einer Primärluft, Sekundärluft und/oder Tertiärluft entsprechend angepasst werden.
Um eine Vernetzung der Vorrichtung zu ermöglichen, können Kommunikationsmittel zur Übermittlung und zum Empfang von Informationen, insbesondere Informationen zu Betriebsparametern der Vorrichtung, zu Temperatur- und/oder Wetterdaten, vorgesehen sein. Als Betriebsparameter der Vorrichtung können beispielsweise die Stellung einer Klappe zur Primärluftzufuhr, die Einstellungen des Warmluftgebläses und/oder der Ventilatoren, also z.B. die Drehzahl des Ventilators zur Primärluftzufuhr, die Drehzahl von Ventilatoren zur Sekundär- oder Tertiärluftzufuhr, oder auch die Drehzahl des Kühlungsventilators übermittelt werden. Die Kommunikationsmittel sind vorzugsweise derart mit dem Seebeck-Element verbunden sind, dass sie mit dem im Seebeck-Element erzeugten Strom betrieben werden können. Dabei kann zwischen Seebeck-Element und Kommunikationsmitteln ein Akku zwischengeschaltet sein, um eine Belastung der Bauteile durch wechselnde Stromspannung zu vermeiden. Als Kommunikationsmittel
können insbesondere Bluetooth und/oder WLan- Schnittstellen vorgesehen sein.
Um eine zentrale Steuerung der Vorrichtung zu ermöglichen, können die Kommunikationsmittel derart mit der Regelungseinheit verbunden sein, dass anhand der Informationen eine Regulierung der Vorrichtung ermöglicht ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass Temperaturmesswerte von zumindest einem Temperatursensor übermittelbar sind, wobei anhand der Messwerte die Vorrichtung durch die Regelungseinheit derart regulierbar ist, dass der gemessene Temperaturmesswert in einem festgelegten Wunschtemperaturbereich liegt. Auf diese Weise kann eine automatische Anpassung der Betriebsparameter der Vorrichtung zur Erzielung der gewünschte Umgebungstemperatur erfolgen.
Wenn also an einem Sensor die gemessene Temperatur unter der gewünschten Temperatur liegt, so kann die Verbrennung in der Vorrichtung beschleunigt werden, indem die Primärluftzufuhr, und gegebenenfalls die Sekundärluftzufuhr und/oder Tertiärluftzufuhr angepasst werden. Weiters kann, wenn vorhanden, auch das Warmluftgebläse hochreguliert werden. Ebenso kann die Verbrennung gedrosselt werden, wenn der gemessene Temperaturwert über dem gewünschten Wert liegt, bzw. wenn ein
Warmluftgebläse vorgesehen ist, kann dieses herunterreguliert werden.
Zusätzlich zur Temperaturmessung können auch weitere Parameter, beispielsweise Messwerte von Windmessern und/oder Daten von Wetterstationen, zur Regulierung
herangezogen werden.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass als Standardeinstellung eine geringe Windgeschwindigkeit hinterlegt ist. Wenn die Vorrichtung an einem windstillen Ort aufgestellt ist, so wird die Drehzahl des Ventilators zur Primärluftzufuhr im Vergleich zur Standardeinstellung geringfügig erhöht. Ist die Vorrichtung jedoch einer im Vergleich zur Standardeinstellung höheren Windgeschwindigkeit ausgesetzt, so wird die Drehzahl des Ventilators zur Primärluftzufuhr entsprechend angepasst.
Die Vorrichtung kann mit einer Regelungszentrale verbunden sein. Als Regelungszentrale kann beispielsweise ein Computer oder ein Smartphone vorgesehen sein.
Die Regelungszentrale weist eine Benutzeroberfläche auf, die verschiedene Einstellungsmöglichkeiten bietet.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass für die Vorrichtung die Standardeinstellung der Windgeschwindigkeit verändert werden kann, je nach dem, ob die Vorrichtung an einem Wind geschützten, oder einem windigen Ort steht. Auch eine Anpassung der gewünschten Temperatur kann möglich sein, wobei sowohl die standardmäßig hinterlegte Wunschtemperatur, als auch die aktuelle Wunschtemperatur angepasst werden können. Zudem ist eine direkte Steuerung der Betriebsparameter der Vorrichtung über die Regelungszentrale möglich.
Wenn für ein Gebiet, beispielsweise eine Terrasse mehrere Vorrichtungen vorgesehen sind, so können diese Vorrichtungen mit der Regelungszentrale verbunden werden. Alternativ oder zusätzlich können auch mehrere Vorrichtungen direkt miteinander
verbunden werden, oder eine der Vorrichtungen kann als Regelungszentrale fungieren.
Die Regelungszentrale kann dann eine gemeinsame Steuerung der Vorrichtungen ermöglichen. Wenn die entsprechenden Informationen hinterlegt sind, so kann bei der Regelung der Betriebsparameter automatisch unterschieden werden, welche der Vorrichtungen an windgeschützten und welche an ausgesetzten Orten aufgestellt sind. Wird dann eine erhöhte Windgeschwindigkeit gemessen, so erfolgt eine Anpassung der Betriebsparameter abhängig vom Standort, wobei an stark ausgesetzten Vorrichtungen eine stärkere Anpassung vorgenommen wird, als an leicht ausgesetzten und an
windstillen Standorten gar keine Anpassung erfolgt.
Um in einem bestimmten zu wärmenden Bereich, beispielsweise in einem Gastgarten eine gewünschte Temperatur zu erhalten, kann vorgesehen sein, dass der Regelungseinheit oder einer Regelungszentrale Temperaturmesswerte eines oder mehrerer Temperatursensoren übermittelbar sind, und durch die Regelungseinheit oder die Regelungszentrale anhand der Messwerte die Luftzufuhr und/oder das Warmluftgebläse der Vorrichtungen derart regulierbar sind, dass an der Mehrzahl, vorzugsweise an allen, Temperatursensoren der gemessene Temperaturmesswert in
einem festgelegten Wunschtemperaturbereich liegt.
Beispielsweise können zentral angeordnete Vorrichtung mit geringerer Leistung betrieben werden, als Vorrichtungen, die im Randbereich angeordnet sind.
Um die Nutzung des erzeugten Stroms unabhängig von der aktuellen Stromerzeugung zu machen, kann ein Akku zur Speicherung des Stroms vorgesehen sein. Einerseits wird sofort bei Inbetriebnahme eine stabile Stromversorgung der Bauteile, die einen besonders energieeffizienten stromautarken Betrieb ermöglichen, bereitgestellt, also beispielsweise die Versorgung des Ventilators zur Primärluftzufuhr und der Kühlung, insbesondere des Kühlungsventilators, der Seebeck-Elemente. Dadurch kann die Haltbarkeit dieser Bauteile verbessert werden. Andererseits können weitere Funktionen mit der in der Brennkammer
erzeugten Energie zur Verfügung gestellt werden.
Beispielsweise kann eine Absaugung für Asche betrieben werden. Überschüssiger Strom kann auch für andere Anwendungen zur Verfügung gestellt werden, wobei an der Vorrichtung beispielsweise ein oder mehrere USB-Ports oder Ql Lader vorgesehen sein
kann.
Weiters ist auch eine Vorrichtung erfindungsgemäß, die Merkmale nach dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder dem dritten Aspekt der Erfindung aufweist.
Eine derartige Vorrichtung ist besonders energieeffizient und nachhaltig, da die Verbrennungsqualität verbessert wird, sodass weniger Schadstoffe in die Umwelt gelangen, gleichzeitig ist die Effizienz der Verbrennung in Bezug auf die Wärme- und Lichterzeugung gesteigert, wobei die Effizienz im Betrieb zudem länger erhalten bleibt und außerdem die entstandene Energie besser genutzt werden kann.
Um eine energieeffiziente Nutzung einer Vorrichtung zur Verbrennung fester Brennstoffe zu ermöglichen, kann eine zentrale Steuerung, wie sie zum dritten Aspekt der Erfindung beschrieben ist, vorgesehen sein. Diese Möglichkeit der Anpassung an Umgebungsparametern kann auch bei bekannten Vorrichtungen eingesetzt werden, um die Effizienz zu erhöhen.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist anhand der folgenden Zeichnungen ohne Einschränkung des allgemeinen erfinderischen Gedankens beispielhaft dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer beispielhaften Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer beispielhaften Vorrichtung.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Vorrichtung mit verschwenktem Flammrohr.
Fig. 4 a zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Vorrichtung.
Fig. 4 b zeigt eine Detailansicht des Flammenführungselements im Querschnitt.
Fig. 4 c zeigt eine Detailansicht des Flammenführungselements in Seitenansicht.
Fig. 4 d zeigt einen Aufsicht auf das Flammrohr von oben.
Fig. 5 a zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung aus Fig. 4 a in Schrägansicht.
Fig. 5 b zeigt eine Detailansicht des Flammenführungselements im Querschnitt.
Fig. 5 c zeigt eine Detailansicht des Flammenführungselements in Seitenansicht.
Fig. 6 zeigt die Vorrichtung aus Fig. 4 a in Seitenansicht ohne Außenhülle.
Fig. 7 a zeigt die Vorrichtung aus Fig. 4 a in einer weiteren Seitenansicht ohne Außenhülle.
Fig. 7 b zeigt eine Aufsicht auf das Flammenführungselement von oben.
Fig. 1 zeigt für eine beispielhafte Vorrichtung eine schematische Darstellung der Brennkammer 1 mit Boden 2, Brennkammerwandung 6 und Flammöffnung 4, wobei oberhalb der Flammöffnung 4 ein Flammrohr 10 angeordnet ist. Zwischen der
Flammöffnung 4 und dem Flammrohr 10 ist ein Flammenführungselement 8 vorgesehen.
Die Brennkammer 1 kann mit festen Brennstoffen, insbesondere mit Pellets befüllt werden, wobei die Pellets in Chargen in die Brennkammer 1 eingebracht werden können.
Für die Verbrennung der Brennstoffe in der Brennkammer 1 ist eine ausreichende Luftzufuhr notwendig. Für die Zufuhr der Primärluft 100 sind im Boden 2 der Brennkammer 1 Bodendurchlässe 3 ausgebildet, wobei in der dargestellten Ausführungsform als Boden 2 ein Rost vorgesehen ist. Die Zufuhr der Primärluft 100 kann durch den Ventilator 7 reguliert werden. Die Primärluft 100 unterstützt die Vergasung der Brennstoffe.
Weiters sind für die Zufuhr einer Sekundärluft 200 im oberen Endbereich der Brennkammerwandung 6 MWanddurchlässe 5 vorgesehen. Dabei ist die Brennkammerwandung 6 doppelwandig ausgebildet. Die Wanddurchlässe 5 sind in der inneren Brennkammerwandung 6a angeordnet, die äußere Brennkammerwandung 6b weist an der Unterseite einen Lufteinlass auf. Die Sekundärluft 200 strömt zwischen innerer und äußerer Brennkammerwandung 6a, 6b nach oben und wird dabei durch die von der Brennkammer 1 abstrahlende Hitze vorgewärmt. Die Sekundärluft 200 dient zur Verbrennung der entstandenen gasförmigen Brennstoff-Anteile. Da keine vollständige Verbrennung stattfindet, verbleiben jedoch Rückstände, die mit der warmen Luft und der Flamme in das Flammenführungselement 8 aufsteigen und weiter in das Flammrohr 10
gelangen.
Um die Verbrennungsqualität zu verbessern, ist zwischen Flammenführungselement 8 und Flammrohr 10 ein Strömungsdurchlass 9 ausgebildet. Der Strömungsdurchlass kann eine Durchlassbreite, insbesondere von 0,5 cm bis 5 cm, aufweisen und ist in der dargestellten Ausführungsform 1,8 cm breit. Durch den Strömungsdurchlass 9 erfolgt die Zufuhr einer Tertiärluft 300. Umgebungsluft gelangt von unten in den Strömungsdurchlass 9 und wird zusammen mit der aus dem Flammenführungselement 8 aufsteigenden warmen Luft nach oben gesaugt. Dabei bildet sich eine an der Innenwandung des Flammrohrs 10 anliegende, insbesondere laminare, Luftströmung aus. Die Unterbrechung des Ausbrandes an der vergleichsweise kühleren Innenwandung des Flammrohrs 10 und
die Ablagerung von Verbrennungsrückständen wird so vermieden.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Flammenführungselement 8 durch ein Befestigungselement 14 mit dem Flammrohr 10 verbunden. Der obere Endbereich des Flammenführungselements 8 verläuft im Inneren des Flammrohrs 10 parallel zur
Innenwandung des Flammrohrs 10. Dieser parallel angeordnete Bereich bildet den
Strömungsdurchlass 9 aus. Das Flammenführungselement 8 schließt im Wesentlichen luftdicht an die Flammöffinung 4 an, sodass zwischen Flammöffnung 4 und Flammenführungselement 8 kein wesentlicher Lufteinstrom erfolgt. Dazu ist das Flammenführungselement 8 an seinem unteren Ende konisch bzw. stumpfkegelförmig ausgeführt und am oberen Ende in Verlängerung der Brennkammerwandung 6 ist ein Ring aufgesetzt, insbesondere aufgeschweißt. Der konusförmige Bereich des Flammenführungselements 8 und der Ring wirken derart zusammen, dass das Flammenführungselement 8 und somit das Flammrohr 10 über der Flammöffnung 4 zentriert wird. Das Flammenführungselement 8 kann zusammen mit dem Flammrohr 10 von der Flammöffnung 4 abgehoben werden. Dadurch ist eine Befüllung der
Brennkammer 1 von oben möglich.
Weiters kann das Flammenführungselement 8 vom Flammrohr 10 gegebenenfalls abgenommen werden, sodass eine Reinigung des Flammrohrs 10 von unten oder oben möglich ist. Der Durchmesser der Flammöffnung 4 ist größer als der Durchmesser des Flammrohrs 10. Das Flammenführungselement 8 weist daher im unteren an die Flammöffnung 4 anschließenden Bereich ebenfalls einen größeren Durchmesser auf, als im oberen Bereich, der in das Flammrohr 10 ragt. Das Flammenführungselement 8 verjüngt sich dabei von unten nach oben zunächst konisch, im weiteren Verlauf hyperbelförmig, und weist im oberen, in das Flammrohr 10 ragenden Endbereich einen
konstanten Durchmesser auf.
Fig. 2 zeigt, dass das Flammrohr 10 parallel zu einer Längsachse 12 angeordnet ist. Die Längsachse 12 ist parallel zur Brennkammerwandung 6 im Mittelpunkt der Vorrichtung angeordnet.
Das Flammrohr 10 weist einen konstanten Durchmesser auf, bzw. weist die Innenwandung des Flammrohrs 10 einen konstanten Abstand zur Längsachse 12 auf. Der Durchmesser des Flammrohrs 10 liegt vorzugsweise zwischen 9 cm und 20 cm. In der dargestellten Ausführungsform hat das Flammrohr 10 einen Durchmesser von 10 cm. Das Flammrohr 10 ist in der dargestellten Ausführungsform aus einem lichtdurchlässigen, insbesondere durchsichtigen, Material, wie beispielsweise Glas. Dadurch kann die von der Flamme freigesetzte Energie als langwellige Wärmestrahlung zur Temperierung und gleichzeitig als kurzwellige Lichtstrahlung zur Beleuchtung genutzt werden.
In der dargestellten Ausführungsform weist die Vorrichtung weiters als Berührungsschutz ein Schutzgitter 16 auf, das verhindert, dass es zu einer ungewollten Berührung des
Flammrohrs 10 kommt, da das Flammrohr 10 im Betrieb heiß wird. Weiters ist oberhalb des Flammrohrs 10 mit einem Abstand zum Flammrohr 10 ein Reflektor 17 angeordnet, durch den die aufsteigenden Verbrennungsgase umgelenkt werden und der damit einen Teil der darin befindlichen thermischen Energie durch Reflektion nutzbar macht und auch die Lichtstrahlung nach unten reflektiert. Der Reflektor 17 ist auf einer Höhe oberhalb des zu wärmenden bzw. zu beleuchtenden Bereichs angeordnet, sodass ein Verlust von Energie nach oben vermieden werden kann. In der dargestellten Ausführungsform weist
die Vorrichtung eine Höhe von ca. 235 cm auf.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Kippmechanismus. Der verschwenkbare Teil umfasst das Flammenführungselement 8, das Flammrohr 10, das Schutzgitter 16 und den Reflektor 17. Der verschwenkbare Teil ist in der Aufhängung 11 drehbar gelagert, wobei die Drehachse 21 horizontal bzw. senkrecht zur Längsachse 12 angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist das Flammrohr 10 in der Aufhängung 11 zunächst entlang der Längsachse 12 verschiebbar bzw. anhebbar und wird in der angehobenen Position von der Aufhängung 11 gehalten. Anschließend kann das Flammrohr 10 um dem Winkel & verschwenkt werden, wobei der Winkel @ in der dargestellten Ausführungsform 120° beträgt und das Flammrohr 10 bei einem Winkel von 30° bis 120° feststellbar ist. In der dargestellten Ausführungsform ist das Flammrohr 10 um 30° verschwenkt. Das Flammrohr 10 stabilisiert sich in der dargestellten Ausführungsform in einem Winkel von 90° selbst, um ein einfaches Befüllen der Brennkammer 1 bzw. eine einfache Reinigung
von Brennkammer 1 und Flammrohr 10 zu ermöglichen.
Fig. 4a zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Vorrichtung. Der Aufbau entspricht dem in den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellten Aufbau. Die Brennkammerwandung 6 ist von einer zusätzlichen Außenhülle 18 umgeben, die einen Schutz vor Berührung der heißen Brennkammerwandung 6 bietet und gleichzeitig im Inneren angeordnete Bauteile, wie beispielsweise Seebeck-Elemente 13, vor Witterungseinflüssen schützt. Die Außenhülle 18 ist am oberen Ende von einer horizontalen ringförmigen Abschlussfläche 19 bedeckt, die als Abstellfläche verwendet
werden kann.
In der dargestellten Ausführungsform ist für das Flammrohr 10 ein Durchmesser von ca. 11 cm vorgesehen. Dabei ragt das Flammenführungselement 8 ca. 5 cm in das Flammrohr 10 hinein. Die Durchlasshöhe des Strömungsdurchlasses 9 entspricht somit zumindest 3 cm und in der dargestellten Ausführungsform ca. 5 cm. Die Durchlasshöhe weist also zumindest 30% des Durchmessers des Flammrohrs 10 auf, bzw. 40% bis
100% des Durchmessers des Flammrohrs 10. Der Abstand zwischen der Innenwandung des Flammrohrs 10 und dem Flammenführungselement 8 entspricht max. 5 cm, bzw. in der dargestellten Ausführungsform ca. 1,8 cm. Die Durchlassbreite liegt somit bei 1,8 cm und weist zwischen 10% und 25 % des Durchmessers des Flammrohrs 10 auf. Das Verhältnis von Durchlassbreite zu Durchlasshöhe liegt beträgt 36 % und liegt damit bei 10 % bis 60 %.
Fig. 4 b und Fig. 4 c zeigen jeweils eine Detailansicht des Flammenführungselements 8. Das Flammrohr 10 ist in einem ringförmigen Steg gelagert, der mit der Halterung des Schutzgitters 16 verbunden ist. Das Flammenführungselement 8 ist an seinem unteren Endbereich, der an die Flammöffnung 4 anschließt, ebenfalls mit der Halterung des Schutzgitters 16 verbunden. Die Höhendifferenz zwischen der Halterung des Flammenführungselements und der Haltung des Flammrohrs 10 beträgt ca. 6 cm. In der dargestellten Ausführungsform ist eine sichere Befestigung möglich, ohne dass es zu einer wesentlichen Behinderung des Lufteinstroms in den Strömungsdurchlass 9 kommt.
Fig. 4 d zeigt einen Aufriss der Vorrichtung von oben. Die Aufhängung 11 ist an zwei seitlichen Stützen 20 befestigt bzw. eingehängt. Das Flammrohr 10 ist in der Aufhängung 11 gelagert. An der Aufhängung 11 sind Federn 14 angeordnet, die mit einem Kippmechanismus zusammenwirken, sodass das Flammrohr 10, das Schutzgitter 16 sowie das daran befestigte Flammenführungselement 8 in eine geneigte Position gezogen werden.
Die ringförmige Abschlussfläche 19 ist mithilfe einer ringförmigen Halterung ebenfalls an den Stützen 20 befestigt, sodass ein Verkippen der Abschlussfläche 19 vermieden wird und die Abschlussfläche 19 stabilisiert wird. Dadurch kann die Abschlussfläche auch größeren Traglasten standhalten und als Abstellfläche dienen.
Fig. 4 a zeigt weiters, dass das Flammrohr 10 in einer Aufhängung 11 verschwenkbar gelagert ist. Dabei kann das Flammrohr 10 zusammen mit dem Flammenführungselement 8, dem Schutzgitter 16 und dem Reflektor 17 angehoben, also parallel zur Längsachse 12 verschoben werden. Anschließend ist das Verschwenken um eine horizontale, bzw. senkrecht zur Längsachse 12 angeordnete, Drehachse möglich, sodass das Flammrohr in eine geneigte Ausrichtung bringbar ist. Die Aufhängung 11 ist in der dargestellten Ausführungsform im Schwerpunkt des verschwenkbaren Teils gelagert. Dies entspricht einer Anordnung auf einer Höhe von 35 % bis 75 % der Höhe des Flammrohrs 10. Um das Verschwenken zu erleichtern, sind Federn 14 vorgesehen, die den verschwenkbaren Teil in die geneigte Position ziehen.
Um das Verschwenken zu erleichtern sind Federn 14 vorgesehen. In einer nicht dargestellten Ausführungsform können Exzenterscheiben vorgesehen sein, die das Verschwenken erleichtern. Die Federn 14 sind in der dargestellten Ausführungsform an den seitlichen Stützen 20 befestigt. Die Positionierung der Federn 14 in der dargestellten
Ausführungsform kann auch Fig. 5 a entnommen werden.
Fig. 5 a zeigt, dass der Boden 2 der Brennkammer 1 in verschiedenen Ebenen mit unterschiedlichem Abstand zur Flammöffnung 4 angeordnet werden kann. Dazu wird vor dem Einfüllen des Brennstoffs der Boden 2 in der gewünschten Position angeordnet. Dadurch kann das Volumen der Brennkammer 1 verändert werden, um bei
unterschiedlichen Brennstoffmengen eine besonders hohe Effizienz zu erzielen.
In Fig. 5 a ist der Boden 2 an der tiefsten Position, also mit größtmöglichem Abstand zur Flammöffnung 4 angeordnet, um ein möglichst großes Brennkammervolumen zu erreichen. Dadurch kann eine maximale Brenndauer erzielt werden. In der dargestellten Ausführungsform entspricht die Brenndauer in dieser Position ca. 6 Stunden. Bei einer Anordnung des Bodens 2 in einer möglichst hohen Position mit geringem Abstand zur Flammöffnung 4 verfügt die Brennkammer 1 in der dargestellten Ausführungsform über ein Volumen, das für einen ca. 1-stündigen Betrieb ausgerichtet ist.
Unterhalb der Brennkammer 1 befindet sich ein Ascheraum, wobei Verbrennungsrückstände durch die Bodendurchlässe 3 in den Ascheraum gelangen, dort gesammelt werden und von dort entsorgt werden können, beispielsweise durch
Absaugen.
Fig. 5 b und Fig. 5 c zeigen die Anordnung des Flammenführungselements 8 in einer Seitenansicht. Das Flammenführungselement 8 umgibt das obere Ende der Brennkammerwandung 6 bzw. einen in Verlängerung der Brennkammerwandung 6 angeordneten, insbesondere vertikalen, aufgesetzten Ring, sodass ein Lufteintritt an dieser Schnittstelle vermieden wird.
Fig. 6 zeigt die beispielhafte Vorrichtung in einer Schrägansicht ohne Außenhülle. Dabei ist die Anordnung eines Seebeck-Elements 13 im Außenbereich der Brennkammerwandung 6 ersichtlich. Das Seebeck-Element 13 ist oberhalb der höchsten Position des Bodens 2 angeordnet, sodass auch in dieser Position des Bodens 2 die in
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der Brennkammer 1 entstehende Energie effizient genutzt werden kann. Dies ist auch in Fig. 7 a gezeigt.
Fig. 7b zeigt die Anordnung des Seebeck-Elements 13 von oben. In der dargestellten Ausführungsform ist die Brennkammerwandung 6 doppelwandig ausgeführt. Die Brennkammer 1 weist im Querschnitt die Form eines regelmäßigen Achtecks auf. Dabei ist das Seebeck-Element 13 parallel zu einem ebenen Teilbereich der Brennkammerwandung 6 angeordnet. Um einen besonders guten Wärmetransport zwischen Brennkammer 1 und Seebeck-Element 13 zu erreichen, ist im Bereich des Seebeck-Elements ein Wärmeleitelement aus Aluminium zwischen innerer und äußerer Brennkammerwandung 6a,6b angebracht. Das Seebeck-Element 13 weist in der dargestellten Ausführungsform eine Größe von 5 cm x 5 cm auf, es können jedoch auch Seebeck-Elemente 13 in anderen Größen vorgesehen sein. Die Leistung des SeebeckElements 13 ermöglicht zumindest den Betrieb eines Kühlungsventilators zur Kühlung des Seebeck-Elements 13 und des Ventilators 7 zur Primärluftzufuhr.
In einer anderen Ausführungsform können weitere Seebeck-Elemente 13 vorgesehen sein. Diese können ebenso parallel zu einem ebenen Teilbereich der Brennkammerwandung 6 angeordnet sein. Dadurch können weitere Funktionen an der Vorrichtung bereitgestellt werden, die eine Stromversorgung benötigen. Allerdings sollte darauf geachtet werden, dass nicht zu viel Wärmeenergie durch Seebeck-Elemente 13 aus der Brennkammer 1 abgezogen wird, um die Verbrennungsqualität nicht zu verschlechtern. Um eine besonders effiziente Kühlung der Seebeck-Elemente zu erzielen, kann vorgesehen sein, dass ein seitlicher Abstand zwischen zwei Seebeck-Elementen 13 vorgesehen ist. Beispielsweise können die ebenen Teilbereiche, parallel zu denen ein Seebeck-Element 13 angeordnet ist, von einem weiteren Teilbereich beabstandet sein. In einer solchen Ausführungsform können bei einer Brennkammer 1 mit einem Querschnitt in Form eines regelmäßigen Achtecks bis zu vier Seebeck-Elemente 13 vorgesehen sein. Dadurch kann eine hohe Effizienz der Vorrichtung erzielt werden.
Das Seebeck-Element 13 kann auf einer Höhe knapp unterhalb der Sekundärluftzufuhr angeordnet sein, da in diesem Bereich eine zum Betrieb es Seebeck-Elements 13 ausreichende Temperatur vorhanden ist. Die größte Temperaturentwicklung findet jedoch in der Abbrandzone, also an der oberen Grenze des Brennstoffes statt. Diese obere Grenze wandert mit zunehmender Brenndauer nach unten und nähert sich dem Boden 2 an. Um die in der Brennkammer 1 erzeugte Wärmeenergie über die gesamte Brenndauer
besser zu nutzen, können auf unterschiedlichen Höhen der Brennkammer 1 Seebeck-
Elemente 13 angeordnet sein. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn ein SeebeckElement 13 ca. 1 cm bis 15 cm oberhalb des Bodens 2 angeordnet ist, da in diesem Bereich die Verbrennung des festen Kohlenstoffs stattfindet, die höhere Temperaturen erzeugt, wobei die Temperatur von ca. 600°C auf ca. 900°C ansteigt. Es kann daher beispielsweise 6 cm oberhalb jeder Ebene, auf der der Boden 2 angeordnet werden kann, ein Seebeck-Element 13 vorgesehen sein.
Die Kühlung an der Außenseite des Seebeck-Elements 13 erfolgt durch geregelte Luftströmung. In der dargestellten Ausführungsform ist als Kühlung ein Aluminiumlamellenkörper vorgesehen. Es wäre in einer anderen Ausführungsform auch eine Kühlung durch einen Flüssigkeitskühler möglich.
Um eine effiziente Kühlung des Seebeck-Elements 13 zu erzielen, wird Luft mit Hilfe eines Kühlungsventilators am Seebeck-Element 13 vorbeigeleitet. Der Kühlungsventilator wird mit Strom betrieben, der vom Seebeck-Element 13 erzeugt wird.
Im Bereich des Seebeck-Elements 13 ist ein Temperatursensor vorgesehen, der die Temperatur misst und an eine Regelungseinheit weiterleitet. Die Regelungseinheit kann dann anhand der gemessenen Temperatur den Kühlungsventilator steuern und dadurch die Kühlung regulieren, um den gewünschten Temperaturbereich zu erreichen, der eine
besonders hohe Effizienz der Vorrichtung ermöglicht.
Die Abluft der Kühlung kann als Warmluftgebläse genutzt werden. Je nach Wunsch des Betreibers der Vorrichtung kann das Warmluftgebläse mit unterschiedlicher Stärke betrieben werden. Dabei ist eine von der Kühlung unabhängige Steuerung des Warmluftgebläses möglich.
Weiters ist ein Akku vorgesehen, der zur Speicherung des im Seebeck-Element 13 erzeugten Stroms dient. Um eine Überhitzung des Akkus zu vermeiden, ist dieser in der dargestellten Ausführungsform unterhalb des Ascheraums angeordnet und durch eine Temperaturisolierung von der Brennkammer 1 getrennt. Dadurch wird die
Leistungsfähigkeit und die Haltbarkeit des Akkus erhöht.
Der vom Seebeck-Element 13 erzeugte Strom wird in der dargestellten Ausführungsform auch zur Steuerung des Ventilators 7 für die Regulierung der Primärluft 100 genutzt. Dadurch ist die Vorrichtung netzautark und die in der Brennkammer 1 erzeugte Energie
kann besonders effizient genutzt werden.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Regelungseinheit geeignet, die Primärluftzufuhr 100 sowie das Warmluftgebläse automatisch zu steuern, um die Umgebung der Vorrichtung auf eine gewünschte Temperatur zu erwärmen. Die Vorrichtung verfügt dazu über Kommunikationsmittel, die einen Austausch von Daten mit externen Geräten ermöglicht. Als Kommunikationsmittel sind in der dargestellten Ausführungsform WLAN- und Bluetooth-Ports sowie Schnittstellen für Microcomputer bzw. WLan repeater vorgesehen.
In der dargestellten Ausführungsform ist zumindest ein Temperatursensor in der Umgebung der Vorrichtung angeordnet. Weiters ist ein Windsensor vorgesehen. Die gemessenen Werte sind über die Kommunikationsmittel entweder direkt der Regulierungseinheit zugeleitet und/oder einer Regulierungszentrale. In der dargestellten Ausführungsform ist die Regulierungszentrale ein Smartphone oder Computer mit einer geeigneten Benutzeroberfläche. Die Regulierungszentrale ermöglicht die Hinterlegung verschiedener Informationen zum Standort der Vorrichtung, beispielsweise wie stark der Standort dem Wind ausgesetzt ist, und zur gewünschten Umgebungstemperatur oder Umgebungsbeleuchtung. Anhand der Messwerte und der hinterlegten Werte erfolgt eine automatische Anpassung der Betriebsparameter der Vorrichtung an die hinterlegten Informationen. Dabei ist eine manuelle Änderung — kurzfristig oder als neuer Standardmöglich.
Die Regelungseinheit reguliert in der dargestellten Ausführungsform in weiterer Folge die Primärluftzufuhr 100 durch den Ventilator 7 und das Warmluftgebläse.
Wenn für ein zu wärmendes Gebiet, beispielsweise eine große Terrasse, mehrere Vorrichtungen benötigt werden, so können die Vorrichtungen über die Kommunikationsmittel miteinander verbunden werden bzw. sind die Vorrichtungen in der dargestellten Ausführungsform mit der Regulierungszentrale verbunden. Auch die Einbindung mehrerer Temperatursensoren ist möglich. Diese Temperatursensoren übermitteln die Messwerte an die Regelungszentrale.
Dort kann eine Wunschtemperatur hinterlegt werden. Wenn eine Abweichung zwischen gemessener Temperatur und Wunschtemperatur festgestellt wird, kann die zentrale Regelungseinheit gezielt die Vorrichtungen regulieren, die dem Temperatursensor, der die Abweichung gemessen hat, am nächsten liegen.
Wenn die gemessene Temperatur unter der Wunschtemperatur liegt, so wird die Primärluftzufuhr 100 erhöht, indem die Drehzahl des Ventilators 7 erhöht wird. Zusätzlich kann das Warmluftgebläse hochreguliert werden.
Wenn die gemessene Temperatur über der Wunschtemperatur liegt, so wird die Drehzahl des Ventilators 7 reduziert und das Warmluftgebläse herunterreguliert oder abgeschaltet. Dadurch kann im ganzen zu wärmenden Gebiet die Wunschtemperatur eingehalten
werden. Die Vorrichtung kann somit längerfristig stramautark betrieben werden und weist eine
hohe Effizienz in der Wärme- und Lichterzeugung auf, sodass die in der Brennkammer 1 entstehende Energie besonders gut genutzt werden kann.

Claims (30)

Sr Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe, umfassend eine mit einem festen Brennstoff befüllbare Brennkammer (1), wobei die Brennkammer (1) einen Boden (2) zur Auflage des Brennstoffs aufweist, wobei der Boden (2) Bodendurchlässe (3) zur Zufuhr einer Primärluft (100) aufweist, wobei die Brennkammer (1) eine seitliche Brennkammerwandung (6) aufweist, wobei im dem Boden (2) abgewandten oberen Endbereich der Brennkammerwandung (6) Wanddurchlässe (5) zur Zufuhr einer Sekundärluft (200) vorgesehen sind, wobei die Brennkammer (1) eine dem Boden (2) gegenüberliegende Flammöffnung (4) aufweist, und wobei oberhalb der Flammöffnung (4) ein, insbesondere lichtdurchlässiges, Flammrohr (10) angeordnet ist, sodass sich eine bei der Verbrennung gebildete Flamme ins Flammrohr (10) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Flammöffnung (4) und Flammrohr (10) ein Strömungsdurchlass (9) zur Zufuhr einer Tertiärluft (300) in das Flammrohr (10) ausgebildet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Strömungsdurchlass (9) derart ausgebildet ist, dass eine an der Innenwandung des Flammrohrs (10)
entlangströmende, vorzugsweise laminare, Luftströmung erzeugbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flammenführungselement (8) vorgesehen ist, wobei das Flammenführungselement (8) an die Flammöffnung (4), insbesondere im Wesentlichen luftdicht, anschließend und in das Flammrohr (10) ragend angeordnet ist, wobei das Flammenführungselement (8) zur Flammöffnung (4) und zum Inneren des Flammrohrs (10) geöffnet ist, und wobei vorgesehen ist, dass der Strömungsdurchlass (9) von der Innenwandung und dem in das Flammrohr (10) ragenden Bereich des Flammenführungselements (8) begrenzt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdurchlass (9) hohlzylinderförmig im Inneren des Flammrohrs (10) ausgebildet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Innenwandung des Flammrohrs (10) und der im Inneren des Flammrohrs (10) verlaufende obere Endbereich des Flammenführungselements (8) parallel zueinander angeordnet sind, insbesondere parallel! zu einer zentralen Längsachse (12a) der Vorrichtung, vorzugsweise vertikal, anordenbar
sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdurchlass (9) vom unteren Ende des Flammrohrs (10) bis zum oberen Ende
des Flammenführungselements (8) ausgebildet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Strömungsdurchlass (9) eine Durchlasshöhe (22) von zumindest 3 cm, insbesondere 4 cm bis 10 cm und/oder zumindest 30 %, insbesondere 40 % bis 100 %, des Durchmessers des Flammrohrs (10) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdurchlass (9) eine Durchlassbreite senkrecht zur Durchlasshöhe (22) aufweist, wobei die Durchlassbreite parallel zum Querschnitt des Flammrohrs (10) ausgerichtet ist, und wobei die Durchlassbreite 10 % bis 60 % der Durchlasshöhe (22) beträgt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassbreite 0,5 cm bis 5 cm, insbesondere 1 cm bis 3 cm aufweist,
und/oder dass die Durchlassbreite maximal 30 %, insbesondere 8 % bis 25 %, des Durchmessers des Flammrohrs (10) aufweist,
und/oder dass die Durchlassbreite maximal dem Radius des in das Flammrohr ragenden Bereichs des Flammführungselements entspricht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flammöffnung (4) einen größeren Durchmesser aufweist, als das Flammrohr (10), wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Flammenführungselement (8) einen größeren unteren und einen schmaleren oberen Durchmesser aufweist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Flammenführungselement (8) im an die Flammöffnung (4) angrenzenden Bereich sich, insbesondere zunächst konisch, vorzugsweise im weiteren Verlauf hyperbelförmig, verjüngend ausgebildet ist und im in das Flammrohr (10)
ragenden oberen Bereich einen konstanten Durchmesser aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwandung des Flammrohrs (10) und dem Flammenführungselement (8) ein Befestigungselement zur Befestigung des Flammenführungselements (8) am Flammrohr (10) angeordnet ist, das derart ausgebildet ist, dass das Flammenführungselement (8) vom Flammrohr (10) abnehmbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammerwandung (6) einen doppelwandigen Aufbau aufweist, wobei eine innere Brennkammerwandung (6a) und eine äußere Brennkammerwandung (6b) vorgesehen ist, wobei die Wanddurchlässe (5) in der inneren Brennkammerwandung (6a) ausgebildet
sind, und wobei in der äußeren Brennkammerwandung (6b) und/oder am unteren Ende
der Brennkammerwandung (6) eine Lufteintrittsöffnung zur Zufuhr der Sekundärluft (200) in den Zwischenraum zwischen innerer und äußerer Brennkammerwandung (6a, 6b)
vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere steuerbarer, Ventilator (7) zur Zufuhr der Primärluft (100) vorgesehen ist
11. Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend eine mit einem festen Brennstoff befüllbare Brennkammer (1), wobei die Brennkammer (1) einen Boden (2) zur Auflage des Brennstoffs aufweist, wobei die Brennkammer (1) eine seitliche Brennkammerwandung (6) aufweist, wobei die Brennkammer eine dem Boden (2) gegenüberliegende Flammöffnung (4) aufweist, und wobei ein oberhalb der Flammöffnung (4) angeordnetes, insbesondere lichtdurchlässiges, Flammrohr (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammrohr (10) in einer Aufhängung (11) verschwenkbar gelagert ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Flammrohr (10) reversibel von einer Ausrichtung entlang einer parallel zur Brennkammerwandung (6) verlaufenden, insbesondere vertikalen, zentralen Längsachse
(12a) in eine geneigte Ausrichtung bringbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammrohr (10) um 15° bis 165°, insbesondere bis zu 120°, verschwenkbar ist und/oder dass das Flammrohr (10) eine Flammrohrlängsachse (12b) aufweist, wobei der Winkel (@) zwischen zentraler Längsachse (12a) und Flammrohrlängsachse (12b) in der geneigten Ausrichtung bis 15° bis 165° beträgt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das Flammrohr (10) in der geneigten Ausrichtung feststellbar ist oder sich stabilisiert, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Flammrohr (10) in einer Ausrichtung von 30° bis 120°, vorzugsweise von 80° bis 100°, feststellbar oder stabilisiert ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung (11) derart ausgebildet ist, dass das Flammrohr (10) entlang der Längsachse (12a) reversibel verschiebbar bzw. anhebbar ist, und um eine, senkrecht zur Längsachse (12a) angeordnete, insbesondere horizontale, Drehachse (21)
verschwenkbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Flammöffnung (4) und Flammrohr (10) ein Flammenführungselement (8) , insbesondere ein Flammenführungselement (8) nach Anspruch 7, angeordnet ist, wobei das Flammenführungselement (8) zur Brennkammer (1) und zum Flammrohr (10) geöffnet ausgebildet ist und an die Flammöffnung (4) anschließend anordenbar ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Anschluss zwischen Flammöffnung (4) und Flammenführungselement (8) im Wesentlichen luftdicht ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammenführungselement (8) in das Flammrohr (10) ragend angeordnet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Flammenführungselement (8) im Inneren des Flammrohrs (10) parallel zur Innenwandung des Flammrohrs (10) angeordnet ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Flammenführungselement (8) zumindest 3 cm,
insbesondere 4 cm bis 10 cm, in das Flammrohr (10) ragt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwandung des Flammrohrs (10) und dem Flammenführungselement (8) ein, insbesondere hohlzylinderförmiger, Strömungsdurchlass (9) zur Zufuhr von Umgebungsluft, insbesondere von Tertiärluft (300), in das Flammrohr (10) ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwandung des Flammrohrs (10) und dem Flammenführungselement (8) ein Befestigungselement (14) zur Befestigung des Flammenführungselements (8) am Flammrohr (10) angeordnet ist, das derart ausgebildet ist, dass das Flammenführungselement (8) mit dem Flammrohr (10) verschwenkbar, und vorzugsweise
vom Flammrohr (10) abnehmbar, ist.
20. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass Federn (14) und/oder Exzenterscheiben vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, dass das Flammrohr (10) in die geneigte Position gezogen oder gehoben wird.
21. Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 20, umfassend eine mit einem festen Brennstoff befüllbare Brennkammer (1), wobei die Brennkammer (1) einen Boden (2) zur Auflage des Brennstoffs aufweist, wobei die Brennkammer (1) eine seitliche Brennkammerwandung (6) aufweist, und wobei die Brennkammer (1) eine dem Boden (2) gegenüberliegende Flammöffnung (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Brennkammer (1) abgewandten Außenseite der Brennkammerwandung (6) zumindest ein Seebeck-Element (13) zur Stromerzeugung
vorgesehen ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammerwandung (6) zumindest in einem Teilbereich eben ausgebildet ist, wobei das Seebeck-Element (13) parallel zu diesem Teilbereich angeordnet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist,
dass zumindest zwei Seebeck-Elemente (13) vorgesehen sind, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Seebeck- Elemente (13) voneinander beabstandet angeordnet sind,
und/oder dass die Brennkammerwandung (6) zumindest 5, insbesondere 6 bis 8, aneinander angrenzende ebene Teilbereiche aufweist, wobei zumindest ein SeebeckElemente (13) parallel zu einem ebenen Teilbereich der Brennkammerwandung (6) angeordnet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Brennkammer (1) im Querschnitt die Form eines, vorzugsweise regelmäßigen, Vielecks aufweist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die ebenen Teilbereiche parallel zu denen ein Seebeck-Element angeordnet ist durch zumindest einen weiteren Teilbereich voneinander beabstandet sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammerwandung (6) doppelwandig ausgebildet ist und im Bereich des SeebeckElements (13) im Inneren der Brennkammerwandung, bzw. zwischen der inneren Brennkammerwandung (6a) und der äußeren Brennkammerwandung (6b), ein
Wärmeleitelement, insbesondere aus Aluminium, angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (2) der Brennkammer (1) in mindestens zwei unterschiedlichen Ebenen mit unterschiedlichem Abstand zur Flammöffnung (4) derart anordenbar ist, dass das
Volumen der Brennkammer (1) einstellbar ist.
25. Vorrichtung einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlung des Seebeck-Elements (13) durch geregelte Luftströmung ermöglicht ist, wobei ein Kühlungsventilator zur Erzeugung der Luftströmung vorgesehen ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass zum Betrieb des Kühlungsventilators der vom Seebeck-Element (13) erzeugbare Strom nutzbar ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass eine interne Regelungseinheit zur Regulierung der Luftströmung vorgesehen ist, wobei zumindest ein interner Temperatursensor am Seebeck-Element angeordnet ist, und wobei die interne Regelungseinheit geeignet ist, anhand der am internen Temperatursensor gemessenen Temperatur und eines festgelegten internen Wunschtemperaturbereichs, die Kühlung, insbesondere die Drehzahl des Kühlungsventilators, derart zu regulieren, dass eine interne Wunschtemperatur am
Seebeck-Element erzielt wird.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Brennkammer (1) gegenüberliegenden Außenseite des Seebeck-Elements (13) eine Kühlung, insbesondere ein Lamellenkörper, vorzugsweise ein
Aluminiumlamellenkörper, oder ein Flüssigkeitskühler, angeordnet ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abluft der Kühlung als Warmluftgebläse nutzbar ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass eine Regelungseinheit zur Regulierung des Warmluftgebläses vorgesehen ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass zum Betrieb der Regelungseinheit durch das Seebeck-Element (13) erzeugbarer Strom nutzbar ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelungseinheit vorgesehen ist, die durch Regulierung der Luftzufuhr, insbesondere der Ventilatoren, die Verbrennung in der Vorrichtung derart steuert, dass eine gewünschte Umgebungstemperatur und/oder Beleuchtungsintensität erzielbar ist und/oder
dass die Regulierungseinheit zur Regulierung des Warmluftgebläses ausgebildet ist, und derart die gewünschte Umgebungstemperatur erzielbar ist.
29. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kommunikationsmittel, insbesondere eine Bluetooth- und/oder WLAN-Schnittstelle, zur Übermittlung und zum Empfang von Informationen, insbesondere Informationen zu Betriebsparametern der Vorrichtung, zu Temperatur- und/oder Wetterdaten, vorgesehen sind, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Kommunikationsmittel derart mit der Regelungseinheit verbunden sind, dass anhand der Informationen eine Regulierung der
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Wunschtemperaturbereich liegt.
30. Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe umfassend Merkmale gemäß eines
der Ansprüche 1 bis 10 und/oder Merkmale gemäß eines der Ansprüche 11 bis 20 und/oder Merkmale gemäß eines der Ansprüche 21 bis 29.
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