CH616735A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Holzfeuerungsanlage mit selbsttätiger Beschickung des Feuerraums.

Bei bekannten Holzfeuerungsanlagen dieser Art wird Holz mittels einer Zerkleinerungsanlage zu einem kleinstückigen Fördergut einer bestimmten Körnung verarbeitet und mittels einer pneumatischen Förderanlage oder einem Schneckenförderer dem Feuerraum zugeführt.

Die Erfindung geht davon aus, dass Brennholz in verschiedener Form (z.B. als Äste, Baumstammabschnitte, Möbelteile, Kisten, Sägemehl, etc.) und Beschaffenheit (trockenes oder feuchtes Holz verschiedener Art) anfällt. Nachteilig bei den bekannten Anlagen ist, dass nur hinreichend zerkleinertes Holz verwendbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage dieser Art zu schaffen, für die Holz beliebiger Grösse, Form und Beschaffenheit verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Behälter zur Aufnahme von Holz unten in einer Seitenwand eine an ihrem Rand verstärkte, in einen zu einem Feuerraum führenden Zuführkanal mündende Öffnung hat, bis zu der oder in die sich ein mittels einer Antriebsvorrichtung im Behälter hin- und herbewegter Stössel, dessen Querschnitt am der Öffnung zugewandten Ende gleich oder kleiner als die Öffnung ist, am Ende eines Arbeitshubes erstreckt, und dass der an die, die Öffnung aufweisende Seitenwand angrenzende Bereich des Behälterbodens wenigstens annähernd horizontal verläuft oder beiderseits des Stösselwegs vom Stössel weg nach unten geneigt ist, und die Abmessung dieses Bereichs quer zum Stössel ein Vielfaches des Durchmessers des Stösselendes beträgt.

Die Grösse und Form des in der Anlage verwendbaren Holzes ist dabei nur durch die Grösse des Behälters und den Arbeitshub des Stössels begrenzt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Anlage ist wie folgt: Beim Arbeitshub des Stössels schiebt dieser unten im Behälter befindliche Holzstücke an die Öffnung und zerbricht diese dort, soweit ihre Abmessungen quer zur Öffnung grösser als die Weite der Öffnung sind, wobei diese Holzstücke zersplittern und zerfasern.

Vor der Öffnung liegende, gegenüber deren Weite kleinere Holzstücke und die zerbrochenen Holzstücke werden dabei in den Zuführkanal geschoben und gelangen nach Durchlaufen des Kanals in den Feuerraum.

Es hat sich gezeigt, dass das durch den Stössel zerfaserte und zersplitterte Holz (offenbar wegen entstandener Luftspalte) für die Verbrennung besonders gut geeignet ist, und dass in der Anlage sowohl grosse Holzstücke (Möbelstücke, Kisten, Baumstammabschnitte etc.) wie auch Holzspäne, Sägemehl, Karton- und Papierabfälle usw. zusammen verwendet werden können.

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Die Antriebsvorrichtung für den Stössel kann ein Hydraulikzylinder sein. Der Behälter ist zweckmässig annähernd quaderförmig, wobei sich die Öffnung unten in einer der vier Seitenwände befindet und der Stössel und der Zuführkanal horizontal verlaufen. In jeder der übrigen Seitenwände ist vorzugsweise je eine, mittels je eines Hydraulikzylinders in den Behälter hinein und zurückschwenkbare Klappe gelagert, die an der Wand liegendes Holz vor die Öffnung transportiert.

Im folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Feuerungsanlage,

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 in kleinerem Masstab,

Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 in kleinerem Masstab und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer die Antriebsvorrichtung des Stössels betätigenden Hydraulikeinrichtung.

Die dargestellte Holzfeuerungsanlage hat einen zum Einfüllen des (nicht dargestellten) Holzes beliebiger Form, Grösse und Beschaffenheit oben offenen Behälter 1 mit vier rechtwinklig zueinanderstehenden Seitenwänden 2, 3, 4 und 5 und einem Boden 6. Am unteren Rand der Wand 2 befindet sich ein Loch, in das eine ringförmige Matrize 7 mit einer konischen Öffnung 8 eingesetzt ist. Die Öffnung 8 mündet in einen horizontal verlaufenden Zuführkanal 9, der zu einem Feuerraum 10 führt und dessen Querschnitt in Richtung auf den Feuerraum kontinuierlich erweitert ist. Ein mit dem Zuführkanal 9 fluchtender Stössel 11 trägt an seinem, der Matrize 7 zugewandten Ende einen Stempel 12, dessen Querschnitt der Öffnung 8 mit Spiel angepasst ist. Der Stössel 11 ist an seinem der Öffnung 8 abgewandten Ende am Kolben 13 eines Hydraulikzylinders 14 befestigt. Am Ende des in Fig. 1 nach links erfolgenden Arbeitshubes des Kolbens 13 befindet sich der Stempel 12 in der Matrize 7 am Eingang des Zuführkanals 9 in der in Fig. 1 dargestellten Lage. In der in Fig. 1 linken, unteren Ecke der Seitenwände 3 und 4 sowie in der der Öffnung 8 gegenüberliegenden Seitenwand 5 ist je eine pendelnd gelagerte Klappe 15,16 bzw. 17 angeordnet, die je mittels eines Hydraulikzylinders 18, 19 bzw. 20 in eine Schliesslage und in eine Lage, in welcher sie in den Behälter 3 hineinragen, schwenkbar sind. Die Hydraulikzylinder 14, 18,19 und 20 sind durch eine gemeinsame, in Fig. 4 schematisch dargestellte Hydraulikeinrichtung angetrieben, derart, dass am Ende des Arbeitshubes des Kolbens 13 die Klappen 15 und 17 geschlossen sind und die Klappe 16 in den Behälter 1 hinein geschwenkt ist, und am Ende des Rückzughubes des Kolbens 13 dieKlappen 15 und 17 in den Behälter 1 hinein geschwenkt sind, und die Klappe 16 geschlossen ist. Der Arbeits- und der Rückzughub der Kolben der Hydraulikzylinder 14,18,19 und 20 sind je durch (nicht dargestellte) Anschläge begrenzt. Der Boden 6 weist eine zur Seitenwand 2 parallele, zwischen dieser und dem Hydraulikzylinder 14 verlaufende Rinne 21 auf,

deren Boden zwei in einem stumpfen Winkel zueinander verlaufende Abschnitte 22, 23 hat, die von der Öffnung 8 zu den Seitenwänden 3 und 5 abfallen. Dadurch wird erreicht, dass gebogene Holzteile, z.B. Äste in eine Lage vor der Öffnung 8 gelangen, in der sie ohne weiteres vom Stössel 11 erfasst werden. Der zylindrische Feuerraum 10 hat einen doppelten Mantel 24, 25 mit einer unteren Öffnung, an welcher das der Öffnung 8 gegenüberliegende Ende des Zuführkanals 9 luftdicht angeschlossen ist. Darüber bläst ein Gebläse 26 Verbrennungsluft durch eine Öffnung des äusseren Mantels 24 tangential an den inneren Mantel 25. Die Verbrennungsluft wird an der Aussenseite des inneren Mantels 25 erwärmt und gelangt durch schräg im inneren Mantel 25 verlaufende Löcher 27 in den Feuerraum 10. Ein oben in den Feuerraum 10 gerichteter Ölbrenner 28 ist durch eine (nicht dargestellte), mit einem Photodetektor 29 versehene Steuerschaltung derart gesteuert, dass er beim Aussetzen des das Brennen bzw. Glühen des Holzes im Feuerraum 10 anzeigenden Photodetektorsignals zündet und für eine vorbestimmte Zeitdauer eingeschaltet bleibt.

Die in Fig. 4 dargestellte Hydraulikeinrichtung hat eine Hydraulikpumpe 30, an deren Ausgangsleitung 31 ein einstellbarer Druckschalter 32 angeschlossen ist, der bei Erreichen des eingestellten Druckes ein elektrisches Signal an einen elektromagnetisch betätigbaren Drehschieber 33 abgibt. Der von einer ersten in eine zweite Stellung und darauf wieder in die erste Stellung drehbare Drehschieber 33 verbindet die Leitung 31 in der in Fig. 4 dargestellten ersten Stellung mit einer Leitung 34 und in der zweiten Stellung mit einer Leitung 35. Die jeweils nicht mit der Leitung 31 verbundene Leitung

35 bzw. 34 wird durch den Drehschieber 33 mit einem Ölsumpf 36 verbunden. Beim Eintreffen eines elektrischen Signals vom Druckschalter 32 wird der Drehschieber 33 aus seiner Stellung in die andere Stellung gedreht. Die Pumpe 30, der Druckschalter 32, der Drehschieber 33, und der Ölsumpf

36 sind (in nicht dargestellter Weise) in einem den Behälter 1 und den Zuführkanal 9 tragenden, im Querschnitt rechteckigen hohlen Sockel 37 (Fig. 1 und 3) angeordnet. Die Leitung

34 ist an die Arbeitsräume der Hydraulikzylinder 18 und 20, durch deren Beaufschlagung die Klappen 15 und 17 in den Behälter 1 hinein geschwenkt werden, und an den Rückzugraum des Hydraulikzylinders 14 sowie an den Rückzugraum des Hydraulikzylinders 19 angeschlossen, durch dessen Beaufschlagung die Klappe 16 aus ihrer in den Behälter 1 hineinragenden Lage in ihre Schliesslage geschwenkt wird. Die Leitung

35 ist an die Arbeitsräume der Hydraulikzylinder 14 und 19 und an die Rückzugräume der Hydraulikzylinder 18 und 20 angeschlossen. Die Fördermenge der Pumpe 30 ist umgekehrt proportional zum Druck am Ausgang der Pumpe.

Die Arbeitsweise der dargestellten Holzfeuerungsanlage wird im folgenden für eine bevorzugte Verwendung der Anlage in einer zentralen Heizungsanlage zur Beheizung eines Gebäudes näher beschrieben. Dabei bildet die Holzfeuerungsanlage einen Teil eines gusseisernen Gliederkessels, in dem die Verbrennungswärme an den Wärmeträger (Wasser) abgegeben wird. Eine Regelvorrichtung misst mittels eines im Wärmeträger angeordneten Temperaturfühlers die Abweichung der Ist-Temperatur von einer einstellbaren Soll-Temperatur und schaltet bei einer vorbestimmten Regelabweichung die Holzfeuerungsanlage für eine vorbestimmte Zeitdauer oder bis zum Erreichen der Soll-Temperatur ein. Dabei wird die Hydraulikpumpe 30, das Gebläse 26 und die Steuerschaltung für den Ölbrenner 28 eingeschaltet. Ausgehend von der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausgangsstellung der Anlage, in der die Hydraulikzylinder 14 und 19 am Ende des Arbeitshubes und die Hydraulikzylinder 18 und 20 am Ende des Rückzughubes sind und der Drehschieber 33 in der in der Zeichnung dargestellten ersten Stellung ist, werden beim Einschalten der Hydraulikpumpe 30 der Stössel 11 und die Klappe 16 von der Öffnung 8 wegbewegt und die Klappen 15 und 17 in den Behälter 1 hinein geschwenkt. An den Seitenwänden 3 und 5 liegendes Holz wird dabei durch die Klappen 15 und 17 zur Öffnung 8 hin transportiert. Am Ende des Rückzughubes der Hydraulikzylinder 14 und 19 und des Arbeitshubes der Hydraulikzylinder 18 und 20 wird die Bewegung der Kolben durch die Anschläge gestoppt, so dass der Druck in der Hydraulikeinrichtung ansteigt. Beim Erreichen des am Druckschalter 32 eingestellten Druckes gibt dieser ein elektrisches Signal an den Drehschieber 33, wodurch dieser in die zweite Stellung umschaltet, in der der Stössel 11 und die Klappe 16 zur Öff5

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nung hinbewegt und die Klappen 15 und 17 von der Öffnung wegbewegt werden. Die Klappe 16 transportiert dabei an der Wand 4 liegendes Holz zur Öffnung 8 hin und der Stempel 12 des Stössels 11 zerbricht das vor der Öffnung 8 liegende Holz, falls dessen Dimensionen grösser als die Öffnung 8 sind und s schiebt die zersplitterten und zerfaserten sowie kleinere Holzstücke in den Zuführkanal 9, wodurch das im Zuführkanal 9 befindliche Holz in Richtung auf den Feuerraum 10 weitergeschoben wird. Am Ende des Arbeitshubes der Hydraulikzylinder 14 und 19 schaltet der Drehschieber 33 in der oben i» beschriebenen Weise in die in Fig. 4 dargestellte erste Stellung zurück. Eine Drehung des Drehschiebers 33 erfolgt ebenfalls, wenn die Klappe 16 oder der Stempel 12 (bzw. die Klappe 15 oder 17) an ein nicht bewegbares, z.B. verklemmtes, bzw.

nicht zerbrechbares Hindernis stösst, so dass eine Beschädi- w gung der Anlage verhindert wird. Das beim Einschalten der Anlage im Feuerraum 10 befindliche Holz ist je nach der Zeitdauer seit dem Ausschalten der Anlage noch brennend bzw. glühend oder erkaltet. Im ersteren Fall setzt der Verbren-nungsprozess durch die beim Einschalten des Gebläses 26 in 20 den Feuerraum 10 geblasene, vorgewärmte Verbrennungsluft wieder intensiv ein. Während im ersteren Fall der Photodetektor ein das Brennen bzw. Glühen des Holzes im Feuerraum 10 anzeigendes Signal an die Steuervorrichtung für den Brenner 28 abgibt, so dass dieser nicht zündet, wird im letzteren Fall 25 kein Photodetektorsignal erzeugt, so dass die Steuerung den Ölbrenner 28 für eine vorbestimmte Zeitdauer zündet,

wodurch der Verbrennungsprozess des Holzes im Feuerraum 10 wieder einsetzt. Ebenso wird der Brenner 28 bei einem Erlöschen des Feuers für die vorbestimmte Zeitdauer gezündet. 30

Bei einer nicht dargestellten Variante der Anlage betätigt der Kolben 13 des Hydraulikzylinders 14 am Ende des Arbeitshubes einen mit der Regelvorrichtung verbundenen Schalter und die Regelvorrichtung schaltet die Anlage nicht unmittelbar nach der vorbestimmten Zeitdauer oder nach . Erreichen der Soll-Temperatur, sondern erst nach Betätigung des Schalters aus. Dadurch wird erreicht, dass die Öffnung 8 in der Ruhestellung der Anlage durch den Stempel 12 bzw. Stössel 11 abgeschlossen ist.

Bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung für eine zentrale Heizungsanlage ist eine Regelvorrichtung vorgesehen, die mittels eines, in einem zu beheizenden Raum angeordneten Temperaturfühlers die Abweichung der Ist-Temperatur von einer einstellbaren Soll-Temperatur misst und die Fördermenge der Hydraulikpumpe in Abhängigkeit von der Regelabweichung regelt.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Behälter 1 oben mit einem zum Einfüllen des Holzes aufklappbaren Deckel versehen.

Bei einer weiteren Variante der Anlage ist das Gebläse 26 durch die mit dem Photodetektor 29 versehene Steuerschaltung derart gesteuert, dass es bei das Brennen bzw. Glühen des Holzes im Feuerraum 10 anzeigendem Photodetektorsignal eingeschaltet bleibt. Das Gebläse 26 bleibt also nach Ausschalten der Hydraulikeinrichtung in Betrieb, bis sämtliches Holz im Feuerraum 10 verbrannt ist, wodurch ein vollständiger Verbrennungsprozess mit minimaler Umweltbelastung erreicht wird.

Anstelle des Drehschiebers 33 kann auch ein Längsschieber mit einem elektrischen Schrittschaltwerk verwendet werden.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

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1. Holzfeuerungsanlage mit selbsttätiger Beschickung des Feuerraumes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Behälter (1) zur Aufnahme von Holz unten in einer Seitenwand (2) eine an ihrem Rand verstärkte, in einen zu einem Feuerraum (10) führenden Zuführkanal (9) mündende Öffnung (8) hat, bis zu der oder in die sich ein mittels einer Antriebsvorrichtung (13, 14, 30) im Behälter (1) hin- und herbewegter Stössel (11), dessen Querschnitt am der Öffnung (8) zugewandten Ende (12) gleich oder kleiner als die Öffnung (8) ist, am Ende eines Arbeitshubes erstreckt, und dass der an die die Öffnung (8) aufweisende Seitenwand (2) angrenzende Bereich (21) des Behälterbodens (6) wenigstens annähernd horizontal verläuft oder beiderseits des Stösselweges vom Stössel (11) weg nach unten geneigt ist, und die Abmessung dieses Bereichs (21)

quer zum Stössel (11) ein Vielfaches des Durchmessers des Stösselendes (12) beträgt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) oben offen oder mit einem aufklappbaren Deckel zum Einfüllen des Holzes versehen ist, die Öffnung (8) sich am unteren Rand einer der Seitenwände (2) befindet und in wenigstens einer der übrigen Seitenwände (3,4, 5) eine mittels einer Antriebsvorrichtung (18,19, 20, 30) in Richtung auf den Stösselweg hin- und herschwenkbare Klappe (15-17) gelagert ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung für den Stössel (11) ein Hydraulikzylinder (14) ist.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) vier wenigstens annähernd senkrecht zueinander stehende Seitenwände (2-5) hat, die Öffnung (8) sich am unteren Rand der einen Seitenwand (2) befindet und in jeder der beiden angrenzenden Seitenwände (3, 5) und in der gegenüberliegenden Seitenwand (4) je eine mittels je einer Antriebsvorrichtung (18-20) in Richtung auf den Stösselweg hin- und herschwenkbare Klappe (15-17) gelagert ist, um an den Seitenwänden (3-5) liegendes Holz zur Öffnung (8) zu transportieren.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (2-5) wenigstens annähernd vertikal stehen.

6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (9) in Richtung auf den Feuerraum (10) erweitert ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (8) in einer, in eine Seitenwand (2) des Behälters (1) eingesetzten, ringförmigen Matrize (7) gebildet ist und der Stössel (11) an seinem der Matrize (7) zugewandten Ende einen der Öffnung (8) mit Spiel angepassten Stempel (12) trägt.

8. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der an die die Öffnung (8) aufweisende Seitenwand (2) angrenzende Bereich (21) des Bodens (6) beiderseits des Stösselweges tiefer liegt als unter demselben.

9. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuerraum (10) eine doppelte Wand (24,25) mit einer unteren Öffnung hat, an die der Zuführkanal (9) luftdicht angeschlossen ist und ein Gebläse (26) durch eine Öffnung in der Aussenwand (24) zwischen die beiden Wände (24, 25) Verbrennungsluft bläst, die an der Innenwand (25) erwärmt wird, und durch Öffnungen (27) in der Innenwand (25) in den Feurrraum (10) gelangt.

10. Anlage nach Anspruch 1 oder 9, gekennzeichnet durch einen, in einen oberen Teil des Feuerraums (10) gerichteten Brenner (28) für einen fluiden Brennstoff, der durch einen Photodetektor (29) derart gesteuert ist, dass er beim Aussetzen des das Brennen bzw. Glühen des Holzes im Feuerraum anzeigenden Photodetektorsignals zündet und für eine vorbestimmte Zeitdauer eingeschaltet bleibt.

11. Anlage nach Anspruch 1 oder 9, für eine Raumheizung, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung, die mittels eines in einem zu beheizenden Raum oder in einem Wärmeträger angeordneten Temperaturfühlers die Abweichung der Ist-Tem-peratur von einer einstellbaren Soll-Temperatur misst und bei einer vorbestimmten Regelabweichung die Antriebsvorrichtung (14, 30) des Stössels (11) oder die Antriebsvorrichtung (14, 30) des Stössels (11) und das Gebläse (26) einschaltet und einen in den Feuerraum (10) gerichteten Brenner (28) für einen fluiden Brennstoff mit einer mit einem das Brennen bzw. Glühen des Holzes im Feuerraum (10) anzeigenden Photodetektor (29) versehenen und mit der Regelvorrichtung verbundenen Steuervorrichtung, die den Brenner (28) bei eingeschalteter Antriebsvorrichtung (14, 30) für den Stössel (11) und aussetzendem Photodetektorsignal für eine vorbestimmte Zeitdauer zündet.