DD156840A5

DD156840A5 - Heizanlage

Info

Publication number: DD156840A5
Application number: DD81228166A
Authority: DD
Inventors: Ernoe Biro
Original assignee: Ernoe Biro
Priority date: 1980-03-11
Filing date: 1981-03-10
Publication date: 1982-09-22
Also published as: CS253557B2; HU178846B; DE3164369D1; PL230098A1; EP0035908B1; FI68308B; NO151257C; SU1087088A3; RO84511A; NO151257B; FI810748L; DK108281A; US4368723A; JPS644083B2; PL138204B1; JPS56168012A; FI68308C; NO810725L; RO84511B; CA1140012A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizanlage, deren Anwendung z. Deckg. d. Waermebedarfs v. allem f. Einfamilienhaeuser u. einzelne Mietwohnungen o. eine kleine Gruppe ders. zu empf. ist.Merkmal der erfindungsgemaessen Heizanlage ist ihre mit einem Betaetigungsmechanismus verbundene Rostkonstruktion, deren offene hohle Rostelemente, die mit Luftauslassoeffnungen an mindestens einem ihrer Enden versehen sind, auf einer endlosen Flaeche angebracht sind und ein Lufteinlasskopf vorhanden ist, der an mindestens einer der Stirnseiten der Rostkonstruktion angebracht ist. Es empfiehlt sich, die Rostelemente aus Rohren herzustellen und sie auf einer zylindrischen Flaeche anzuordnen.

Description

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Heizanlage

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Heizanlage, deren Anwendung vor allem zur Deckung des Wärmebedarfs von Einfamilienhäusern und einzelnen Mietswohnungen oder einer kleinen Gruppe dieser Wohnungen zu empfehlen ist· Stückiger Brennstoff ist im Rahmen der Erfindung Kohle, Braunkohle oder raffinierter Brennstoff, z.B. Briketts und ähnliche Stoffe.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen;

Haushaltheizanlagen ist die Bezeichnung für die Anlagen, die zur Deckung des Wärmebedarfs einzelner Mietwohnungen, Einfamilienhäuser oder einer kleinen Gruppe davon eingesetzt werden«, Unter Wärmebedarf ist der gesamte Wärmebedarf zu verstehen,der zur Beheizung und die Warmwasserversorgung gebraucht wird» Im Sinne der Erfindung kann daher eine Haushaltheizanlage eine einem Ofen oder dem Zentralkessel des Heißwasserheizsystems und anderen ähnlichen Anlagen ähnliche Anlage sein.

Es ist allgemein bekannt, daß nur die Heizanlagen - die zur Deckung des Wärmebedarfs in Haushalten eingesetzt werden für die heiztechnischen Aspekte, bei denen flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffe verbrannt werden, geeignet sind. Es ist eine bekannte Tatsache, daß die genannten Kohlenwasserst off art en für Haushaltszwecke nur in begrenzten Mengen zur Verfügung stehen. Angesichts dieser Tatsache treten stückige Brennstoffe zur Deckung des Haushaltswärmebedarfs wieder mehr in den Vordergrund.

Pur den Dauerbetrieb der für die Verbrennung stückiger Brenn« stoffe verwendeten Heizanlagen kann die Zuführung des Brennstoffes, die Entfernung von Asche und Schlacke und die Automatisierung der Leistungsveränderung nur bei Heizanlagen mit einer für Industriezwecke ausgelegten Leistungskategorie zum Beispiel bei Öfen, die für Kessel von Kraftwerken eingesetzt werden, gelöst werden. In den Industrieöfen der genannten Leistungskategorie werden mechanische Roste verwendet, zum Beispiel Kettenroste, Wanderroste, Stoker mit selbsttätiger· Kohlenzuführung von unten, Stoker mit selbsttätiger Kohlenzuführung von oben und Umkehrstoker, ihre verschiedenen Übergangs- und Alternativausführungen« Diese bekannten Öfen können nicht in Verbindung mit den für Haushaltszwecke eingesetzten angewandt werden, da sie keine allgemeine Aufnahme in den zuletzt genannten Leistungskategorien gefunden haben» Die Industrieöfen sind im allgemeinen für einen bestimmten Kohletyp und die für die KohlebeSchickung eingesetzten Hilfsanlagen ausgelegt, und die für die Zuführung und Verteilung der Luft vorhandene Anlage, die Einrichtung zur Asche- und Schlackenentfernung und der Automat zur Realisierung der Punktionskoordination der genannten Detaillösungen sind entsprechend beschaffen,.

Es dürfte klar sein, daß für Haushaltsheizanlagen keine Lösung befriedigen kann, die das Verbrennen nur einer Kohleart vorsieht« Die für Haushaltszwecke verwendeten stückigen Brennstoffe sind nicht nur jedes Jahr anders beschaffen, sondern sogar innerhalb einer Heizsaison* Die Haushalte werden mit Kohlesorten von allgemein schlechter Qualität versorgt, d.eren Staubgehalt, Stückgröße und Feuchtigkeitsgehalt innerhalb weiter Grenzen variieren« Gelegentlich wird backfähige Kohle geliefert, in anderen Fällen stehen nicht backfähige verschlackende Kohlesorten zur Verfügung«, Durch solche beträchtlichen Unterschiede sind praktisch verschiedene . Haushaltsanlagen erforderlich und oftmals ganz unterschiedliche Heiztechnologien und Feuerregulierungen,»

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Die wichtigsten Anforderungen, die an die Haushaltsheizanlagen gestellt werden, sind folgende:

Wirksame Verbrennung des Brennstoffes und Ausnützung der bei der Verbrennung entstehenden Wärme« Keine oder geringe nur Überwachung des Betriebsprozesses. Dauerheizung. Heben den oben genannten sind einfache Konstruktion, billige Herstellung und Unterhaltung sowie minimaler Selbstverbrauch grundlegende Forderungen*

Keine der bekannten, für das Verbrennen von Brennstoffen eingesetzten Heizanlagen kann die aufgeführten Anforderungen... erfüllen« Die bekannten Anlagen haben im allgemeinen einen vertikalen Rost« Das Ergebnis ist, daß sich Haufen stückiger Asche auf dem Rost während des Verbrennungsprozesses ansammeln, die nicht durch die Lücken hindurchfallen können, nicht einmal, wenn der Rost gestochert wird« Die sich ansammelnde Schlacke stellt ein ganz erhebliches Hindernis für den Strom der von unten zugeführten Verbrennungsluft dar, so daß der für die Verbrennung erforderliche Luftstrom während der Heizdauer ungleichmäßig in die Verbrennungszone gelangt« Dieser Zustand wird so lange dauern, bis die in die erforderliche Zone strömende Luft in einem solchen Maße reduziert wird, daß keine Entzündung und Verbrennung mehr stattfinden können« Kurz gesagt, das Feuer geht aus und kann erst wieder in Gang gebracht werden, nachdem der Heizraum und der Rost sauber gemacht worden sind. Dieser Prozeß- und zwar das Verlöschen des Feuers - ist weitgehend von de.r für die betreffende Haushaltsheizanlage verwendeten Kohlesorte abhängig. Bei Kohlesorten mit backfähiger Schlacke macht der sich auf dem Rost bildende Schlackekuchen die Verbrennung in der Heizanlage in kurzer Zeit unmöglich. Unter solchen Umständen ist keine wirksame Erwärmung oder Dauerverbrennung bei traditionellen Heizanlagen möglich. Andererseits erfordern diese Heizanlagen ein erhebliches Maß an Wartungsarbeiten und Bedienung,

Es gibt sogenannte Langsam-Verbrennungsofen, die aber ihrem Namen nicht gerecht werden, der Dauerbetrieb bedeutet, da die Qualität und der physikalische Zustand der verfügbaren Kohlesorten äußerst unterschiedlich sind« Durch diese Heizanlagen konnten die oben genannten allgemeinen Probleme auf dem Gebiet von Haushaltsheizanlagen nicht gelöst werden«

Die erfindungsgemäße Heizanlage stellt eine grundsätzliche Veränderung gegenüber den bekannten Lösungen von Haushaltsheizanlagen dar und erfüllt die an diese Anlagen gestellten Anforderungen nahezu vollkommen» " ·

Ziel der Erfindung ist es, daß die Anlage auf die verfügbare Kohlesorte nicht empfindlich reagieren darf, daß sie Dauerbrand in der Weise ermöglicht, daß die Bedienung nur auf die gelegentliche Beschickung mit Rohbrennstoff und die Leerung des Ascheraumes beschränkt bleibt, und darüber hinaus soll sie gewährleisten, daß die Verbrennungsluft rechtzeitig in der ausreichenden Menge im Verbrennungsraum zur Verfügung steht«

Die erfindungsgemäße Heizanlage enthält eine bewegliche Rostkonstruktion aus hohlen Eostelementen für die Zuführung und Abgabe der für die Verbrennung notwendigen Lüfte Die Ro st elemente sind auf einer endlosen Fläche _s z_eB«, auf dem Mantel mit zylindrischer Oberfläche, angeordnet, und zwar jedes Rostelement in der Richtung der Erzeugenden, Der Lufteinlaßkopf ist mit einer oder beiden Stirnseiten der Rostkonstruktion verbunden und versorgt diejenigen Rostelemente mit Luft, die das Verbrennen des Brennstoffes unterstützen,

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Die LuftauslaßÖffnungen befinden sich an den äußeren Mantelteilen der Rostelemente. Es empfiehlt sich, an den Stirnseiten' des Rostes solche Trommerbleche zu verwenden, die teilweise die Rostelemente festhalten und teilweise mit der Welle der Rostkonstruktion verbunden sind, so daß die Welle und die Rostelemente als mechanische Einheit zusammengehalten werden. Die ganze Rostkonstruktion wird von der Welle mit einem Motor mit sehr geringer Leistungsabgabe angetrieben, da die Geschwindigkeit der Rostkonstruktion sehr gering ist. Der Lufteinlaßkopf kann mit einem oder beiden Tromrnelblechen, die die Stirnseiten der oben genannten Rostkonstruktion bilden, verbunden sein* Diese Verbindung soll Gleitsitz ermöglichen, d.h. das Trommelblech gleitet auf der Verbindungsfläche des Lufteinlaßkopfes, wobei aber ein luftdichter Sitz an der Fläche erforderlich ist« Um diesen luftdichten Sitz zu gewährleisten, kann eine Vorrichtung verwendet werden, bei der ein Ring an der Außenseite des Trommelbleches angebracht ist, der bis in die Nähe der Ausiaßöffnungen der Rostelemente reicht, und der Lufteinlaßkopf ist an diesem Ring befestigt. Es empfiehlt sich, ein flexibles Element zwischen dem Lufteinlaßkopf und dem Verbindungsrohr anzubringen, damit der Sitz des Lufteinlaßkopfes den Unregelmäßigkeiten der Paßfläche folgen kann. Ein solches flexibles Element kann vorzugsweise eine Rohrmembran sein.

Merkmal der erfindungsgemäßen Heizanlage ist eine mit einem Betätigungsmechanismus verbundene Rostkonstruktion, deren hohle Rostelemente mindestens an einem Ende offen sind, die mit auf der endlosen Fläche angeordneten Luftauslaßöffnungen versehen ist, und außerdem einen Lufteinlaßkopf an mindestens einer Stirnseite der Rohrkonstruktion aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizanlage sind die Rostelemente Rohre, die längs des zylindrischen Mantels angeordnet sind.

-β -

Eine geeignete Konstruktion der erfindungsgemäßen Heizanlage wird durch die Lösung repräsentiert, bei der die Enden der .Rostelemente mit an einer Welle angebrachten Trommelblechen verbunden sind,,

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist ein Ring .mit den Enden der Rostelemente an der Außenseite mindestens eines Trommelbleches verbundene

In Übereinstimmung mit der empfohlenen Lösung soll die Größe und Position des Lufteinlaßkopfes für den Anschluß an mehrere Rostelemente gleichzeitig geeignet sein.

Ausführungsbeispiel:

Die erfindungsgemaße Heizanlage wird ausführlich anhand des Beispiels in den beigefügten Zeichnungen erläutert.

In der Zeichnung stellen dar:

Fig* 1: eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Konstruktion;

einen Schnitt auf Ebene A-A von. Pig. 1; eine Seitenansicht des Lufteinlaßkopfes; einen Schnitt auf Ebene B » B in I¹Ige 3«

Bei der als Beispiel gezeigten Heizanlage weist die Rostkonstruktion eine horizontal angeordnete zylindrische Form in dem von der Seitenwand 8 umgebenen Raum auf«, Die Rostkonstruktion umfaßt Rostelemente 4, die in der Richtung der Erzeugenden angeordnet sind. Trommelbleche 5, die die Stirnseiten der Rostkonstruktion bilden, Ringe 14 und Welle 6. Die Welle 6 ist mit einem (nicht gezeigten) Antriebsmecha-

Pig*	2
Pig»	3
Pig*	4

nismus zur Betätigung der Rostkonstruktion verbunden. Im allgemeinen.wird ein von einem Elektromotor angetriebenes Getriebe verwendet, um die sehr geringe Geschwindigkeit der Welle 6 zu gewährleisten. Die Welle 6 sitzt in den Wandungen 8 und wird in den Lagern 13 gehalten.

Die Rostelemente 4 der Rostkonstruktion in der vorgeschlagenen Heizanlage sind im Verhältnis zu den Trommelblechen 5 und den Ringen 14 in einer festen Position. Bei der als Beispiel gezeigten Rostkonstruktion bestehen die Rostelemente 4 aus an beiden Seiten offenen Rohren. Die nach außen gerichteten Mantelteile der Rostelemente 4 sind mit Löchern versehen, die als Luftauslaßöffnungen dienen.

An beiden Stirnseiten der Rostkonstruktion sind Lufteinlaßköpfe 16 angebracht. Die Lufteinlaßköpfe 16 sind mit den Rohren 15 verbunden, die ihrerseits mit einem Ventilator oder einer Art Gebläse verbunden sind. Der Kopf 16 ist entsprechend gebogen - wie in Pig« 3 gezeigt wird - und seine Größe ist für die gleichzeitige Aufnahme der Auslaßöffnungen mehrerer Rostelemente geeignet, d.h.«, er kann mehrere Rostelemente 4 mit Luft versorgen. Bei der als Beispiel gezeigten Ausführungsform sind die Öffnungen von fünf Rostelementen von einem Kopf 16 überdeckt. Nach der allgemeinen Forderung überdeckt ein Kopf 16 den Auslaß so vieler Rostelemente 4> wie direkt unter der brennenden Kohleschicht vorhanden sind. Die Passung zwischen dem Lufteinlaßkopf 16 und der Stirnseite der Rostkonstruktion soll die Drehung der Rostkonstruktion in bezug auf den Kopf 16 ermöglichen, ohne daß eine nennenswerte Luftmenge längs der Paßfläche des Kopfes 16 entweichen kann. Um diese- Forderung zu erfüllen, empfiehlt sich die Verwendung eines Ringes 14» der an der Außenseite des Trommelbleches 5 gemäß Fig. 4 angebracht ist und dessen Außenfläche eine Arbeitsfläche ist, die den Kopf 16 trägt. Damit der Kopf 16 einwandfrei an dem die

Stirnseite der Rostkonstruktion bildenden Trommelblech 5 oder dem Ring 14 trotz geringfügiger Unregelmäßigkeiten sitzt, muß eine flexible Unterlage vorgesehen werden«, Aus diesem Grund ist die Rohrmembran 17 zwischen den Kopf 16 und das Rohr 15 eingesetzt vrorden»

Die erfindungsgemäße Heizanlage weist'immer noch den herkömmlichen Behälter 2 für den Rohbrennstoff auf* Seine Oberseite wird durch einen Deckel 1 verschlossen, während sich an seinem Unterteil ein mit der Rostkonstruktion verbundener Einfülltrichter 3 befindet« Der Heizraum 7 befindet sich am Einfülltrichter 3 über der Rostkonstruktion« Kesselrohre 10 für die Erwärmung und Erzeugung von Heißwasser sind in dem relioiartigen Abschnitt über dem Heizraum 7 in der anhand des Beispiels beschriebenen Heizanlage- angeordnet« Die Verbrennungsgase ziehen durch die Einschnürung 11 über den Kesselrohren 10 zum Schornstein ab, wie es die Pfeile zeigen,, Das Zündloch 9 befindet sich in der Seitenwand 8 in der Nähe des Heizraumes 7_S wobei es sich praktisch um einen durch eine Tür verschlossenen Ausschnitt handelt. Die Aschen« grube 12 befindet sich unter der Rostkonstruktion und ist gleichfalls mit einer Tür versehen«.

Während des Betriebes der erfindungsgemäßen Heizanlage wird der Brennstoff, der durch den Einfülltrichter 3 auf die Oberseite der Rostkonstruktion geleitet wurde, durch das Zündloch 9 entzündet» Die für die Entzündung des Brennstoffes und zur Unterhaltung der Verbrennung notwendige Luft wird durch die Rohre 15» die Köpfe 16 und die Rostelemente 4» die mit den Köpfen 16 durch die LuftauslaßÖffnungen der letzteren verbunden sind, zugeführt. Während des Betriebes der Heizanlage sichert die mit der Welle 6 verbundene Betätigungsvorrichtung das Drehen der Rostkonstruktion, wie es die gebogenen Pfeile in Fig* 1 zeigen« Während.der Drehung der Rostkonstruktion geht der Brennstoff im oberen Teil der

Rostkonstruktion von links nach rechts gemäß Fig. 1. Der vorbeilauf ende Brennstoff wird durch frischen, aus dem Fülltrichter 3 auf die Rostkonstruktion geführten Brennstoff ergänzt. Rückstände des verbrannten Brennstoffes gehen nach unten in die Aschegrube 12. Die Geschwindigkeit der Welle 6 wird so gewählt und eingestellt, daß der Brennstoff im oberen Teil der Rostkonstruktion möglichst vollkommen verbrennen sollte. Die durch Einfülltrichter 3 zugeführte Brennstoffmenge - und somit die Schichtdicke des Brennstoffes in dem Heizraum - kann mit Hilfe des am Einfülltrichter verwendeten Schiebebleches variiert werden. Dieses Schiebeblech ist in den Zeichnungen nicht abgebildet«

Y/ährend des Betriebes der erfindungsgemäßen Heizanlage kann es nicht vorkommen, daß sich die nach dem Verbrennen des Brennstoffes zurückbleibende Schlacke und Asche unter dem frischen Brennstoff ansammeln und somit die Entzündung und die Verbrennung des Brennstoffes verhindern, weil die Rostkonstruktion ihrerseits die Entfernung von Schlacke und Asche aus dem Heizraum 7 garantieren» Durch die Bewegung der Rostkonstruktion und die durch die Rostelemente 4 ausströmende Luft wird der brennende Brennstoff bis zu einem gewissen Grade bewegt, wodurch eine bessere Verbrennung des Kohlenstoffanteils des Brennstoffes erfolgt und der Verlust an brennbarer Asche reduziert wird.

Das Eingreifen bei der erfindungsgemäßen Heizanlage ist auf das Nachfüllen von Behälter 2 und Leeren der Aschegrube 12 beschränkt. Diese Arbeiten sind nur einmal wöchentlich erforderlich, wenn die Anlage richtig bemessen ist. Eine Leistungsveränderung der vorgeschlagenen Heizanlage kann durch Verändern der zugeführten Luftmenge und eventuell durch Verändern der Öffnung zwischen dem Einfülltrichter 3 und der Rostkonstruktion vorgenommen werden. Die Veränderung der Geschwindigkeit von Welle 6 und der zugeführten Luft-

menge kann mit Hilfe herkömmlicher Geräte in einer einfachen V/eise automatisiert v/erden _c

Aus der Beschreibung der als Beispiel beschriebenen Konstruktion dürfte hervorgehen, daß die erfindungsgemäße Heizanlage eine einfache Konstruktion aufweist, ihre Herstellung keine spezielle Technologie verlangt und daher billig. ist* Trotzdem garantiert sie die wirksame Verbrennung jedes stückigen Brennstoffes_s Die vorgeschlagene Heizanlage ist hinsichtlich der sich verändernden Qualität und physikalischen Eigenschaften der einzusetzenden Brennstoffe nicht anspruchsvoll* Sie braucht keine ständige Beaufsichtigung und Bedienung und ihre Wartung ist unbedeutende Wenn erforderlich, kann ihre Arbeitsweise weitgehend automatisiert werden«

Claims

228166 Erfindungsanspruch:

1. -Heizanlage für die Verbrennung von stückigem Brennstoff, um vor allem den Wärmebedarf von Einfamilienhäusern und einzelnen Mietwohnungen oder einer kleinen Gruppe derselben zu decken, gekennzeichnet dadurch, daß sie eine mit einem Betätigungsmechanismus verbundene Rostkonstruktion aufweist, deren offene hohle Rostelemente (4)» die mit Luftauslaßöffnungen zumindest an einer ihrer Seiten versehen sind, an einer endlosen Fläche angeordnet sind, und ein Lufteinlaßkopf (16) vorhanden ist, der an mindestens einer der Stirnseiten der Rostkonstruktion angebracht ist.

2. Heizanlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Rostelemente (4) am zylindrischen Mantel angeordnete Rohre sind.

3. Heizanlage nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Enden der Rostelemente (4) mit Trommelblechen (5) verbunden und die Trommelbleche (5) an der Welle (6) angebracht sind.

4. Heizanlage nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß sie einen Ring (14) aufweist, der mit den Enden der Rostelemente (4) an der Außenseite mindestens eines der Trommelbleche (5) verbunden ist.

5. Heizanlage nach Punkt 1 bis 4» gekennzeichnet dadurch, daß der Lufteinlaßkopf (16) durch Gleitsitz entweder mit einem Abschnitt des Trommelblechs (5) oder einem Abschnitt des Ringes (14) verbunden ist.

6* Heizanlage nach Punkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß die Größe und Lage des Lufteinlaßkopfes (16) für die "Verbindung mit den Öffnungen mehrerer Rostelemente (4) gleichzeitig geeignet ist.

7e Heizanlage nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß ein flexibles Element, vorzugsweise eine Rohrmembran (17), zwischen dem Luft ein], aß kopf (16) und dem Verbindungsrohr (15) sitzt« >

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