CH622079A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage für festes Brennmaterial, insbesondere Holz, mit einer länglichen, in einem Winkel zur Vertikalen angeordneten, Lüftzuführungen aufweisende Brennkammer, deren obere Stirnseite offen ausgebildet ist, an deren unteren Stirnseite die Brennmaterialzuführung erfolgt und die zwischen den Stirnseiten von einer Seitenwandung mit einem unteren und einem oberen Teil umschlossen ist.

Aus der AT-PS 126 394 ist eine Anlage dieser Art bekannt. Es handelt sich dabei um eine Sägespänefeuerung mit einem geneigten rohrförmigen, im Querschnitt ovalen Brennstoffbehälter, der nach oben verjüngt ist und an der oberen, offenen Stirnseite mit einem Dämpferkessel verbunden ist. Die untere Stirnseite ist durch einen Boden abgeschlossen, in dem eine Anzahl Zuglöcher vorgesehen sind und der unterhalb seiner Mitte eine Durchbrechung hat. Zum Einfüllen der Sägespäne wird der Behälter vertikal aufgestellt. Nach dem Einfüllen wird ein Kern durch die Durchbrechung des Bodens in den Behälter eingeführt, damit eine Bohrung in der Sägespänefüllung entsteht. Der Kern wird dann entfernt und am Boden flüssiger Brennstoff eingespritzt und entzündet. Die Sägespäne an der Bodenwandung werden dadurch entzündet, worauf die Durchbrechung durch eine Kapsel geschlossen wird. Die für die Verbrennung erforderliche Luftzufuhr erfolgt dann durch die im Boden vorgesehenen Zuglöcher. Eine Kappe über den Zuglöchern fängt aus diesen austretende Rauchgase ab, so dass diese durch die Zuglöcher wieder in das Behälterinnere zurückgeführt werden.

Die ausschliesslich durch die Zuglöcher im Boden einströmende Luft reicht für eine vollständige Verbrennung der Sägespäne nicht aus. Besonders die vor der oberen Stirnseite liegenden Sägespäne werden nicht oder höchstens unzureichend mit der für die Verbrennung erforderlichen Luft versorgt. Ein kontinuierlicher Betrieb ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vollständige, möglichst rauchlose Verbrennung des festen Brennmaterials und der bei der Hitzezersetzung des Brennmaterials entstehenden Gase auch bei einem kontinuierlichen Betrieb der Feuerungsanlage zu erreichen.

Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand des Patentanspruchs 1.

Unter der Primärluft wird die zur Verbrennung in bzw. an das feste Brennmaterial strömende Luft und unter der Sekundärluft die zur Verbrennung der bei der Hitzezersetzung des festen Brennmaterials entstehenden Gase, in die Flammen über dem Brennmaterial strömende Luft verstanden.

Vorzugsweise ist die Brennkammer in einem Winkel von 50—80° zur Vertikalen geneigt, wobei die offene Stirnseite am höheren und die mit dem Zufuhrkanal verbundene Stirnseite am tieferen Ende der Brennkammer liegt. Der Neigungswinkel zur Vertikalen ist in diesem Winkelbereich einerseits so gross, dass die Verbrennungsrückstände (Asche,

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Schlacke) durch das durch den Zufuhrkanal in die Brennkammer geschobene Brennmaterial in der Brennkammer nach oben geschoben werden und an der offenen Stirnseite aus der Brennkammer herausfallen können und anderseits so klein, dass das in die Brennkammer geschobene Brennmaterial nicht vor der vollständigen Verbrennung an der offenen Stirnseite aus der Brennkammer herausrollen bzw. herausrutschen kann.

Zweckmässig ist der untere Teil der Brennkammer durch zwei nach unten konvergierende, eine keilförmige Rinne bildende Seitenwände begrenzt, deren jede aus zwei parallelen, einander derart überlappenden Platten besteht, dass diese im Überlappungsbereich einen Spalt begrenzen, durch den die Primärluft aus der Primärluftkammer in die Brennkammer in Richtung auf die Keilscheitelkante der Rinne strömt. Da die beiden, die Öffnungen für die Primärluft bildenden Spalte von der Brennkammer nach oben gerichtet sind, können durch sie weder Brennmaterialteile noch Verbrennungsrückstände in die Primärluftkammer fallen, was bei je aus einer einzigen Platte bestehenden, mit Öffnungen versehenen Seitenwänden möglich wäre. Der Abstand, der beiden in die Brennkammer mündenden Spaltöffnungen von der Unterseite der Brennkammer nimmt zweckmässig in Richtung auf das offene Ende der Brennkammer ab. Dadurch wird erreicht, dass die Primärluft das ganze Brennmaterial vollständig durchdringt, wobei an der mit dem Zufuhrkanal verbundenen Stirnseite der Brennkammer der obere Bereich des Brennmaterials und in Richtung auf die offene Stirnseite allmählich die mittleren und unteren Bereiche des Brennmaterials von der Primärluft durchströmt werden, was zu einer vollständigen Verbrennung des Brennmaterials führt.

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

Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Feuerungsanlage und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Brennkammer der Anlage der Linie II—II in Fig. 1.

Die Feuerungsanlage hat eine längliche, in einem Winkel a = 65° zur Vertikalen geneigte Brennkammer 1 (Fig. 2). Die Brennkammer 1 ist an der einen Stirnseite 2 mit einem in Richtung auf die Brennkammer 1 verbreiterten Zufuhrkanal 3 für das Brennmaterial verbunden und an der anderen Stirnseite 4 offen. Die Brennkammer 1 ist von vier Seitenwänden 5, 6, 7, 8 (Fig. 2) umschlossen, und hat im Querschnitt die Form eines auf einer Ecke stehenden Quadrats. Die oberen beiden Seitenwände 5, 6 sind durch ein Winkeleisen gebildet. Über dem Winkeleisen 5, 6 ist ein U-Eisen 9 angeordnet, dessen freie Schenkelenden an die freien Schenkelenden des Winkeleisens 5, 6 geschweisst sind. Das Winkeleisen 5, 6 und das U-Eisen 9 begrenzen eine Sekundärluftkammer 10, in die an der in Fig. 1 rechten Stirnseite eine Blasluftzufuhrleitung 11 mündet. Jede der beiden unteren Seitenwände 7, 8 besteht aus zwei parallelen, einander überlappenden Platten 12,13 bzw. 14,15, wobei die unteren Platten 13,15 die Schenkel eines Winkeleisens bilden. Unter den Seitenwänden 7, 8 ist ein U-Eisen 16 angeordnet, dessen freie Schenkelenden an die oberen Kanten der Platten 12,14 geschweisst sind. Die Seitenwände 7, 8 und das U-Eisen 16 umschliessen eine Primärluftkammer 17, in die an der in Fig. 1 rechten Stirnseite eine Blasluftzufuhrleitung 18 mündet. Die Seitenwände 5, 6 weisen auf die Achse der Brennkammer 1 gerichtete Löcher 19 für die Sekundärluft auf. Die Platten 12,13 bzw. 14,15 begrenzen im Überlappungsbereich einen Spalt 20 bzw. 21 (Fig. 2), durch den die Primärluft aus der Primärluftkammer 17 in die Brennkammer 1 strömt und zwar in Richtung auf die Scheitelkante 22 des Winkeleisens 13,15. Die unteren Kanten 23, 24 der Platten 12,14 verlaufen schräg, in einem von der Stirnseite 2 zur

Stirnseite 4 abnehmenden Abstand von der Scheitelkante 22. An den Stirnseiten 2, 4 ist je eine, den U-Eisen 9,16 ange-passte, rechteckige Platte 25, 26 an die U-Eisen 9,16, die Seitenwände 5, 6 und die Platten 12,13,14,15 geschweisst, wobei die Platte 25 Öffnungen für den Zufuhrkanal 3 und die Blasluftzufuhrleitungen 11,18 und die Platte 26 eine dem Brennkammerquerschnitt entsprechende, quadratische Öffnung aufweist. Die beiden Blasluftzufuhrleitungen 11,18 sind an ein gemeinsames Gebläse 27 angeschlossen und je mit einer Drosselklappe 28, 29 zur Regelung der Gebläse* luftzufuhr versehen.

Am der Brennkammer 1 abgewandten Ende des Zufuhrkanals 3 ist eine Beschickungsvorrichtung 30 angeordnet. Die in der Zeichnung nicht näher dargestellte Beschickungsvorrichtung 30 hat einen Behälter 31, dessen Vorderwand 32 unten eine Öffnung hat, in die eine ringförmige Matrize 33 mit einer konischen Öffnung 34 eingesetzt ist, die in den Zufuhrkanal 3 mündet. Ein mit dem Zufuhrkanal 3 fluchtender, mittels einer Antriebsvorrichtung im Behälter 31 hin-und herbewegter Stössel 35 erstreckt sich am Ende des Arbeitshubes in die Öffnung 34. Die Beschickungsvorrichtung 30 und deren Wirkungsweise sind im Einzelnen in der DE-OS 28 11 082 beschrieben. Die Beschickungsvorrichtung 30 und der Zufuhrkanal 3 sind von einem Sockel 36 getragen. Eine (nicht dargestellte) Regelvorrichtung, die mittels eines an der offenen Stirnseite 4 der Brennkammer 1 angeordneten Thermoelements 37 die Verbrennungstemperatur in der Brennkammer 1 bestimmt, regelt die Förderleistung der Beschickungsvorrichtung 30 derart, dass die Verbrennungstemperatur konstant ist.

Zum Löschen eines im Zufuhrkanal 3 entstehenden Brandes ist an eine Öffnung an der Oberseite des Zufuhrkanals 3 eine Wasserleitung 38 angeschlossen, die an der Anschlussstelle durch ein mittels eines Thermostaten betätigbaren Ventils 39 abgesperrt ist. Der Thermostat besteht aus einem geschlossenen Wellrohr-Federkörper 40, in dem sich eine leicht siedende Flüssigkeit, z. B. Methanol, befindet, die bei zunehmender Temperatur verdampft und dabei den Federkörper 40 auseinanderdrückt. Dadurch wird das Ventil 39 geöffnet und das Wasser strömt aus der Wasserleitung 38 in den Zufuhrkanal 3, wobei der vom Wasser umflossene Federkörper 40 sich zusammenzieht und nach einer gewissen Zeit das Ventil 39 wieder schliesst.

An der Stirnseite 4 ist eine (nicht dargestellte), in die Brennkammer 1 gerichtete Zündvorrichtung, beispielsweise ein Ölbrenner, Glühdrat oder Gasbrenner angeordnet, die durch eine, einen Photodetektor oder einen Temperaturfühler aufweisende Steuervorrichtung derart gesteuert ist,

dass sie beim Aussetzen des das Brennen bzw. Glühen des Brennmaterials in der Brennkammer 1 anzeigenden Photo-detektor- bzw. Temperaturfühlersignals zündet und für eine vorbestimmte Zeitdauer eingeschaltet bleibt.

Unter der Stirnseite 4 der Brennkammer 1 ist ein (nicht dargestellter) Schlackenkübel für die durch das vorgeschobene Brennmaterial aus der Brennkammer 1 ausge-stossene Schlacke bzw. Asche angeordnet. Die Schlacke kann durch einen an der Platte 26 befestigten, an die Unterseite des Winkeleisens 13,15 anschliessenden Schlackenabfluss oder durch eine an der Platte 26 und dem U-Eisen 16 gebildete Schlackenrinne zum Schlackenkübel geführt werden.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Feuerungsanlage beschrieben. Die Anlage kann insbesondere zur Erzeugung der Wärme für eine Zentralheizung verwendet werden, wobei die Brennkammer 1 unter dem Heizkessel der Zentralheizung angeordnet wird. Beim Einschalten der Feuerungsanlage, das durch den Thermostaten des Heizkessels der Zentralheizung erfolgen lcann, wird die Beschickungsvorrichtung 30 und das Gebläse 27 sowie — falls

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der Photodetektor bzw. der Temperaturfühler kein das Brennen bzw. Glühen des Brennmaterials in der Brennkammer 1 anzeigendes Signal abgibt — die Zündvorrichtung in Betrieb gesetzt. Der hin- und herbewegte Stössel 35 schiebt bei seinem Arbeitshub Brennmaterial aus dem Behälter 31 in den Zufuhrkanal 3, wodurch das im Zufuhrkanal 3 und in der Brennkammer 1 befindliche Brennmaterial vorgeschoben wird. Die mittels der Drosselklappe 29 regulierbare, in die Primärluftkammer 17 strömende Gebläseluft wird an den Wänden 7, 8 erwärmt und gelangt durch die Spalte 20, 21 in die Brennkammer 1. Dabei durchdringt die Primärluft an der Stirnseite 2 einen oberen Bereich des Brennmaterials und in Richtung auf die Stirnseite 4 allmählich tiefere Bereiche des Brennmaterials, was zu einer vollständigen Verbrennung des Brennmaterials führt. Die mittels der Drosselklappe 28 regulierbare, in die Sekundärluftkammer 10 strömende Gebläseluft wird an den Wänden 5, 6 erwärmt und gelangt durch die Löcher 19 in die Brennkammer 1. Da die Wände 5, 6 den oberen Teil der Brennkammer 1 begrenzen, werden sie und damit die in die Brennkammer 1 strömende Sekundärluft stark erhitzt. Dadurch wird erreicht, dass die Temperatur der Sekundärluft über der Entzündungstemperatur der- bei der Hitzezersetzung des Brennmaterials entstehenden Gase liegt. Durch zueinander schräge, nach oben konvergierende Anordnung der Seitenwände 5, 6 wird erreicht, dass der durch die Löcher der Seitenwand 5 austretende Sekundärluftstrom den durch die Löcher der Seitenwand 6 austretenden Sekundärluftstrom kreuzt, so dass eine Verwirbelung und damit eine optimale Durchmischung der heissen Sekundärluft mit den zu verbrennenden Gasen bewirkt wird, die deren vollständige Verbrennung gewährleistet.

Zeigt das Thermoelement 37 an, dass die gewünschte Verbrennungstemperatur überschritten ist, so wird die Beschickungsvorrichtung 30 durch die Regelvorrichtung abgeschaltet und erst nach Unterschreiten der gewünschten Verbrennungstemperatur wieder eingeschaltet. Dadurch wird ein konstanter Verbrennungswärmestrom auch bei Verwendung von Brennmaterialien mit verschiedenem Heizwert wie Sägemehl, Papier, Holzstücke, Kohle usw. ermöglicht.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die das Thermoelement 37 aufweisende Regelvorrichtung 5 durch einen manuell oder mittels eines Thermostaten einer Heizungsanlage betätigbaren Schalter von einer ersten in eine zweite Stellung umschaltbar. In der geschlossenen Stellung des Schalters sind die Beschickungsvorrichtung 30 und das Gebläse 27 eingeschaltet und die Regelvorrichtung ist io in der ersten Stellung. In der offenen Stellung des Schalters sind die Beschickungsvorrichtung 30 und das Gebläse 27 ausgeschaltet und die Regelvorrichtung ist in der zweiten Stellung. In der ersten Stellung regelt die Regelvorrichtung die Förderleistung der Beschickungsvorrichtung 30 derart, 15 dass die Verbrennungstemperatur in der Brennkammer 1 eine obere Solltemperatur nicht überschreitet, indem sie bei Überschreiten der Solltemperatur die Beschickungsvorrichtung 30 kurzzeitig ausschaltet. In der zweiten Stellung schaltet die Regelvorrichtung die Beschickungsvorrichtung 30 und 2o das Gebläse 27 wieder ein, falls die Temperatur in der Brennkammer 1 einen unteren Sollwert unterschreitet. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer oder einem vorbestimmten Temperaturanstieg schaltet die Regelvorrichtung darauf die Beschickungsvorrichtung 30 und das Gebläse 27 wieder aus. 25 Die untere Solltemperatur und die vorbestimmte Zeitdauer bzw. der vorbestimmte Temperaturanstieg sind dabei so gewählt, dass ein Erlöschen des Feuers bzw. der Glut in der Brennkammer 1 verhindert wird. Bei dieser Ausführung kann die durch die Steuervorrichtung gesteuerte Zündvorrichtung 30 weggelassen werden, da das Brennmaterial bei der Inbetriebnahme der Anlage z. B. von Hand angezündet werden kann und danach ein Erlöschen des Feuers durch die Regelvorrichtung verhindert wird.

Anstelle des Thermoelements 37 kann auch ein die bei 35 der Verbrennung entstehende Infrarotstrahl messender Photodetektor, beispielsweise ein Photowiderstand verwendet werden.

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1 Btatt Zeichnungen

Claims (8)

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1. Feuerungsanlage für festes Brennmaterial, insbesondere Holz, mit einer länglichen, in einem Winkel zur Vertikalen angeordneten, Luftzuführungen aufweisenden Brennkammer, deren obere Stirnseite offen ausgebildet ist, an deren unteren Stirnseite die Brennmaterialzuführung erfolgt, und die zwischen den Stirnseiten von einer Seitenwandung mit einem unteren und einem oberen Teil umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Stirnseite (2) mit einem Zufuhrkanal (3) für das Brennmaterial verbunden ist, dass der untere Teil (7, 8) der Seitenwandung (5 — 8) eine Rinne mit nach unten verjüngtem Querschnitt bildet, den oberen Teil einer Primärluftkammer (17) begrenzt und mit Durchgängen (20, 21) für die Primärluft versehen ist, deren in die Brennkammer (1) mündende Austrittsöffnungen (23, 24) in einem in Richtung gegen die obere, offene Stirnseite (4) der Brennkammer (1) hin abnehmenden Abstand von der Unterseite (22) der Brennkammer (1) angeordnet sind, dass der obere Teil (5, 6) der Seitenwandung (5 — 8) der Brennkammer (1) den unteren Teil einer Sekundärluftkammer (10) begrenzt und mit Durchgängen (19) für die Sekundärluft versehen ist, und dass in die Primär- und die Sekundärluftkammer (17,10) je eine Blasluftzufuhrleitung (18,11) mündet.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Brennkammer (1) in einem Winkel (a) von 50 — 80° zur Vertikalen geneigt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil der Seitenwand (5 — 8) aus zwei nach unten konvergierenden, eine keilförmige Rinne bildenden Seitenwänden (7, 8) besteht.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass jede der beiden, die keilförmige Rinne bildenden Seitenwände (7, 8) aus zwei parallelen Platten (12,13; 14,15) besteht, die einander überlappen, derart, dass diese im Überlappungsbereich einen die Durchgänge für die Primärluft bildenden Spalt (20, 21) begrenzen, durch den die Primärluft aus der Primärluftkammer (17) in die Brennkammer (1) in Richtung auf die Keilscheitellcante (22) der Rinne strömt.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil der Seitenwandung (5 — 8) aus zwei nach oben konvergierenden, die Durchgänge (19) für die Sekundärluft aufweisenden Seitenwände (5, 6) besteht.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Blasluftzufuhrleitungen (11, 18) an ein gemeinsames Gebläse (27) angeschlossen und mit einem Organ (28, 29) zur Regelung der Gebläseluftzufuhr versehen sind.

7. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an den Zufuhrkanal (3) angeschlossene Rohrleitung (38) für ein Löschmittel und ein an der Anschlussstelle dieser Rohrleitung (38) angeordnetes Absperrorgan (39) mit einem Thermostat (40), der bei einer durch ein Brennen des im Zufuhrkanal (3) befindlichen Brennmaterials erhöhten Temperatur das Absperrorgan (39) öffnet und nach Abkühlung durch das Löschmittel das Absperrorgan (39) wieder schliesst.

8. Anlage nach einem der Patentansprüche 1 bis 5 oder 7, gekennzeichnet, durch eine an das der Brennkammer (1) abgewandte Ende des Zufuhrkanals (3) angeschlossene Beschickungsvorrichtung (30) für das Brennmaterial, wenigstens ein an die Blasluftzufuhrleitung (11,18) angeschlossenes Gebläse (27), einen manuell oder durch einen Thermostaten einer Heizungsanlage betätigbaren Schalter zum Ein-und Ausschalten der Beschickungsvorrichtung (30) und des Gebläses (27) und eine Regelvorrichtung, die dazu dient, mittels eines Temperaturfühlers (37) oder eines Photodetektors die Temperatur bzw. Strahlungsleistung im Bereich der Brennkammer (1) zu messen und bei eingeschalteter Beschickungsvorrichtung (30) und eingeschaltetem Gebläse (27) die Förderleistung der Beschickungsvorrichtung (30) derart zu regeln, dass die Temperatur bzw. Strahlungsleistung einen oberen Sollwert nicht überschreitet, und bei ausgeschalteter Beschickungsvorrichtung (30) und ausgeschaltetem Gebläse (27) diese wieder einzuschalten, falls die Temperatur bzw. Strahlungsleistung einen unteren Sollwert unterschreitet, und danach zeit- oder temperaturabhängig wieder auszuschalten, um ein Erlöschen des Feuers oder der Brennkammer (1) zu verhindern.