CH659121A5

CH659121A5 - Brennkammer fuer feste brennstoffe.

Info

Publication number: CH659121A5
Application number: CH3144/83A
Authority: CH
Inventors: Ernst Brunner
Original assignee: Tiba Kochherd & App Ag
Priority date: 1983-06-08
Filing date: 1983-06-08
Publication date: 1986-12-31
Also published as: US4537141A; FR2547393B1; IT8421083A1; FR2547393A1; DE3322882A1; GB2141534A; DE3322882C2; GB8414530D0; IT8421083A0; GB2141534B; IT1176200B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkammer für feste Brennstoffe, mit einem Gehäuse, einer an dessen Oberteil angeordneten, verschliessbaren Einfüllöffnung sowie einem im unteren Abschnitt des Gehäuses angeordneten Rost und einer Anzahl in den Feuerraum gerichteter, an eine Druckluftquelle angeschlossener Primärluftöffnungen.

Eine zur Verbrennung fester Brennstoffe einsetzbare Brennkammer sollte im Idealfall eine solche Regulierung des Verbrennungsablaufes gestatten, dass sich bei praktisch rauchloser Verbrennung ein optimaler Wirkungsgrad ergibt. Um die Verbrennung in sämtlichen Phasen des Prozesses beeinflussen zu können, wird bekanntlich einerseits Luft zum Anfachen und Unterhalt des Feuers zugeführt, welche allgemein als «Primärluft» bezeichnet wird. Die zur Nachverbrennung der entstandenen Verbrennungsgase eingesetzte Luft heisst in der Fachsprache dagegen «Sekundärluft».

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkammer vorzuschlagen, welche es erlaubt, den Ablauf des Verbrennungsprozesses durch eine verbesserte Steuerung desselben besser in den Griff zu bekommen und demgemäss auch einen höheren Gesamtwirkungsgrad der Anlage bei praktisch rauchfreier Verbrennung und relativ hohen Verbrennungstemperaturen zu erzielen.

Die Erfindung ist im unabhängigen Patentanspruch definiert. Nachstehend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes nebst einiger konstruktiver Ausführungsvarianten beschrieben.

Fig. 1 ist ein vereinfachter Vertikalschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Brennkammer,

Fig. 2 und 3 sind Draufsichten auf den steuerbaren Rost in Richtung der Pfeile II-II in Fig. 1 und

Fig. 4 bis 6 sind Schnittdarstellungen verschiedener Hohlprofile des Rostes.

Die vereinfacht dargestellte Brennkammer weist ein Gehäuse 1 auf, das sich über Füsse la auf den Boden abstützt und mit einer gasdicht verschliessbaren Fülltüre 2 versehen ist. Unterhalb der letzteren befindet sich eine etwas kleinere Tür 3, welche zum bequemen Einlegen des Anfeuerholzes sowie zur gelegentlichen Beobachtung des Glutbereiches dienen kann. In der Gehäusewandung sind mehrere Öffnungen 4 vorgesehen, welche durch strichpunktiert angedeutete Rohrverbindungen 5 an einem noch zu beschreibenden Druckluft-Verteilsystem angeschlossen sind.

Unterhalb des Primärluft-Eintrittsbereiches befindet sich ein Schrägboden 6, welcher vorzugsweise eine Neigung von 40 bis 55° aufweist und zur Führung der Glut dient. Diesem Schrägboden gegenüber liegt ein insgesamt mit 7 bezeichnetes Steueraggregat, das neben einem Rost 12 einen Abdeckschieber 13 sowie eine Vorrichtung zur Steuerung von Primär- und Sekundärluft aufweist und welches anschliessend noch im Detail beschrieben wird.

Unterhalb des Schrägbodens 6 können Verwirblerstäbe 8 zur zusätzlichen Verwirbelung des Feuerstromes sowie ein herausziehbarer Feinrost 9 angeordnet sein. Der Abgang der Verbrennungsgase von der Brennkammer zu den nachgeschalteten Wärmetauschern ist mit 10 bezeichnet. Unterhalb des Feinrostes 9 befindet sich eine Aschenschublade 11.

Das in seiner Gesamtheit mit 7 bezeichnete Steueraggregat umfasst den Rost 12, den Abdeckschieber 13, sowie einen Druckluftverteiler 14 und einen Ventilator 14a. Der Rost 12 besteht, wie Fig. 2 und 3 zeigen, aus einer Reihe von Rohren 15, welche parallel im gegenseitigen Abstand a angeordnet und mit einer Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen 16a/16b versehen sind. Der Rost 12 ist fest mit dem Gehäuse 1 verbunden und stützt sich auf einen Quersteg 12'.

Unterhalb des Rostes 12 ist der Abdeckschieber 13 so gelagert, dass er sich durch einen Antrieb unterhalb der Rostrohre 15 hin- und herbewegen lässt und dadurch einerseits die zwischen den Rostrohren bestehenden Zwischenräume a, andererseits einen Teil der Luftaustrittsöffnungen je nach seiner Lage freigibt oder verschliesst. Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht den Rost in der Schliesslage des Abdeckschiebers 13, wonach die Brennkammer mit kleiner Leistung gefahren wird. Gemäss der in Fig. 3 dargestellten Lage des zurückgezogenen Rostes 13 gibt derselbe die Zwischenräume zwischen den Rostrohren sowie die Luftaustrittsöffnungen 16b frei, so dass die Brennkammer mit grosser Leistung gefahren wird. Bei seiner Bewegung gleitet der Abdeck2

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schiebet-13 mit seinen Nuten 17 (Fig. 4 bis 6) auf den Rostrohren 15 und stützt sich dabei auf unterhalbdes Rostes angeordnete Gleitschienen S (Fig. 1). Bei den drei in Fig. 4 bis 6 dargestellten Auführungsformen der Rostrohre 15a, 15b lind 15c sind die Austrittsöffnungen 16a so gerichtet, dass sie stets - d.h. in jeder beliebigen Stellung des Abdeckelementes 13 - offen sind, während die mit 16b bezeichneten Öffnungen durch den Abdeckschieber 13 verschliessbar sind. Da der Abdeckschieber je nach seiner Lage auch die Zwischenräume a zwischen den Rostrohren freigibt oder verschliesst, lässt sich mit dessen Hilfe die gegen den unteren Feuerraumabschnitt G gerichtete Luftströmung exakt regulieren und damit die Abbrandmenge sowie der Verbrennungsgasdurch-lass bei praktisch konstant hoher Verbrennungstemperatur verändern.

Selbstverständlich wäre auch eine Ausführungsform des Abdeckschiebers 13 möglich, gemäss welcher der Schieber nicht mit Gleichnuten 17 ausgebildet wäre, sondern lediglich seitlich an den Schieberlängskanten geführt würde.

Die Bewegung des Abdeckschiebers kann beispielsweise durch eine starr mit demselben verbundene Zahnstange 18 erfolgen, die mit einem Ritzel 19 kämmt, das seinerseits durch eine Handkurbel oder einem Motor betätigbar ist. Andere Abtriebsarten sind dem Fachmann bekannt und können im Rahmen des Erfindungsgedankens eingesetzt werden.

Wie sich ferner aus Fig. 1 ergibt, sind die Primärluft-Austrittsöffnungen 4 über die Rohrleitungen 5 an ein Druckluftsystem 14 angeschlossen, dessen Druckluftbeschickung durch einen Regulierschieber 20 regulierbar ist. Je nach Stellung des mit dem Abdeckschieber 13 starr verbundenen Regulierschiebers 20 strömt somit auch die Primärluft in steuerbarer Menge in den Feuerungsraum, wobei die gegenseitige Abhängigkeit von Sekundär- und Primärluft durch die Relativlage des Regulierschiebers 20 gegeben ist. Gemäss einer bevorzugten Variante lässt sich die Lage des Regulierschiebers 20 am Abdeckschieber 13 justieren.

Im Betrieb der beschriebenen Anlage wird die Brennkammer sowohl im Primärluftteil (Austrittsöffnungen 4) als s auch im Sekundärluftteil (Glutbett G) je nach Bedarf mit einer regulierbaren Luftmenge versorgt, wobei sowohl die auf dem Schrägboden 6 herabrutschende Glut als auch die entstehenden Verbrennungsgase von der Sekundärluft zu einer wirksamen Nachverbrennung gebracht werden. Dabei io ist der durch die Pfeile Ps dargestellte Sekundärluftstrom, dessen ausströmende Fördermenge z.B. 20 bis 60% der Primärluftmenge beträgt, dem Primärluftstrom entgegengerichtet, so dass sich eine innige Durchmischung ergibt. Die zwischen den nicht abgedeckten Rostrohren 15 hindurchfal-15 lende Glut wird auf der gesamten Breite des Rostes mit Sekundärluft versorgt, so dass an keiner Stelle ein Sauerstoffmangel auftreten kann.

Der Rost 12 besteht einschliesslich des Abdeckschiebers 13 aus einem hitzebeständigen Material, vorzugsweise aus einem geeigneten keramischen Werkstoff. Der Neigungswinkel a des Rostes 12 kann beispielsweise zwischen 45 und 80°, vorzugsweise zwischen 65 und 70°, liegen. In jedem Fall sollte der Rost innerhalb der Brennkammer steiler sein als der Schrägboden 6, um damit die Hauptlast der Glut vom Schrägboden aufnehmen zu lassen. Die Austrittsöffnungen der Rostrohre sind, wie die Pfeile Ps zeigen, schräg nach unten gerichtet, so dass sie vor der Verschmutzung mit Asche geschützt sind. Anstelle eines aus Einzelrohren 15 bestehenden Rostes könnte auch ein Plattenrost verwendet werden; dieser könnte aus einem flachen Kastenprofil bestehen, in welchem durchgehende Schlitze ausgespart wären.

Ein entscheidender Vorteil der Anlage ist ferner darin zu sehen, dass die austretende Sekundärluft einerseits die Rostrohre kühlt und andererseits selbst angewärmt wird.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

659 121 PATENTANSPRÜCHE

1. Brennkammer für feste Brennstoffe, mit einem Gehäuse (1). einer an dessen Oberteil angeordneten, verschliessbaren Einfüllöffnung (2) sowie einem im unteren Abschnitt des Gehäuses angeordneten Rost (12) und einer Anzahl in den Feuerraum gerichteter, an eine Druckluftquelle (14a) angeschlossener Primärluftöffnungen (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Rost (12) als Luft-Zubringer ausgebildet ist und eine an die Druckluftquelle

( 14a).angeschlossene Anordnung von Hohlprofilen (15) aufweist. welche in gegenseitigem Abstand (a) angeordnet und mit einer Anzahl von Luft-Austrittsöffnungen (16a bis 16c) versehen sind, wobei ein Abdeckschieber (13) im Bereich des Rostes ( 12) zu dem letzteren verschiebbar so gelagert ist, dass er die Zwischenräume zwischen den Hohlprofilen (15) je nach seiner Lage mehr oder weniger abdeckt oder ganz freigibt.

2. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rost ( 12) einschliesslich dem Abdeckschieber (13) unter einem Winkel von 45 bis 80°, vorzugsweise 65 bis 70°, gegen die Horizontale geneigt ist und dass auf der dem Rost (12) gegenüberliegenden Seite der Brennkammer ein zur Führung der Glut gegen den Rost (12) dienender Schrägboden (6) vorgesehen ist.

3. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rost (12) eine Anzahl praktisch paralleler, mit Sekundärluft-Austrittsöffnungen (16a/16b) versehener Rohre ( 15a bis 15c) aufweist, von welchen mindestens ein Teil (16b) so angeordnet sind, dass sie vom Abdeckschieber

( 13) in dessen Verschlusslage überdeckt werden.

4. Brennkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckschieber (13) mit zu den Rostrohren (15a bis 15c) parallel verlaufenden Nuten (17) versehen ist, mit welchen er an den Rostrohren (15a bis 15c) geführt ist.

5. Brennkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärluft-Austrittsöffnungen (16a-16b) der Rostrohre (15a bis 15c) schräg nach unten und im wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung der Primärluft gerichtet sind.

6. Brennkammer nach einem der Anprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckschieber (13) fest mit einer Zahnstange (18) verbunden ist, welche mit einem von Hand oder motorisch betätigbaren Zahnrad (19) kämmt.

7. Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem genannten Abdeckschieber (13) mindestens ein weiteres Regulierorgan (20) gekoppelt ist, das die Zufuhr der Primärluft zu den in den Feuerraum mündenden Primärluft-Austrittsöffnungen (4) in Abhängigkeit von der jeweils zugeführten Sekundär luftmenge steuert.