DE102011013949A1

DE102011013949A1 - Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen

Info

Publication number: DE102011013949A1
Application number: DE201110013949
Authority: DE
Inventors: Gerhard Manfred Rokossa
Original assignee: Spartherm Feuerungstechnik GmbH
Current assignee: Spartherm Feuerungstechnik GmbH
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2031-03-15
Also published as: DE102011013949B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen, insbesondere von pelletierten Brennstoffen wie beispielsweise Holzpellets oder dergleichen aus Rohstoffen und/oder Abfällen pelletierten Brennmaterial mit einem an eine Verbrennungsluftanschluss sowie eine Abgasführung angeschlossenen Brennraum 6, in dem eine über eine Schüttung 8 mit Brennstoff befüllbare Brennschale 7 vorgesehen ist, wobei der Brennraum 6 über ein transparent ausgebildetes Sichtfenster einsehbar ist. Um das Flammenbild bei einer Befeuerung mit pelletsförmigen Brennstoffen zu verbessern, ist vorgesehen, dass sich die Brennraumschale 7 über mehr als 50% der Brennraumbreite erstreckt und dass die Brennraumschale 7 neben einer Primärluftzuführung 9 in ihrem Schalenbereich eine Sekundärluftzuführung 10 bevorzugt entlang ihrer dem Sichtfenster des Brennraumes 6 zugewandten Seitenbegrenzung 7.1 angeordnet aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen, insbesondere von pelletierten Brennstoffen wie beispielsweise Holzpellets und dergleichen aus Rohstoffen und/oder Abfällen pelletierten Brennmaterial, mit einem an einen Verbrennungsluftanschluss sowie eine Abgasführung angeschlossenen Brennraum, in dem eine über eine Schütte mit Brennstoff befüllbare Brennraumschale vorgesehen ist, wobei der Brennraum über ein transparent ausgebildetes Sichtfenster einsehbar ist.
Vorrichtungen zum Verbrennen von festen Brennstoffen wie Kachelöfen und Kaminöfen werden meist chargenweise mit Brennstoff wie Holz befeuert. Mit Biomasse, also vorwiegend mit Holz betriebene Feuerungsanlagen leisten den größten Beitrag zur Nutzung regenerativer Energien. Aus diesem Grund und auch aufgrund der damit erreichbaren Verbesserung der Wärmeversorgungssicherheit in Privathaushalten erfreuen sich solche Feuerungsanlagen bzw. Vorrichtungen zum Verbrennen von festen Brennstoffen zunehmender Beliebtheit.
In zunehmender Weise werden solche Vorrichtungen auch mit Pellets befeuert. Solche Pellets, beispielsweise Holzpellets können aus Holzabfallmaterialien wie beispielsweise Holzspänen hergestellt und mit gleichbleibender Qualität und Güte zur Verfügung gestellt werden. Üblicherweise sind solche Holzpellets in einen in die Vorrichtung integrierten Vorratsbehälter mit z. B. einem Füllvolumen zwischen 10 kg und 40 kg einzubringen und mittels einer Förderschnecke in eine topfförmige Brennschale im Brennraum zu fördern. Üblicherweise ist ein mit Holzpellets befeuerter Pelletkaminofen mit einer elektrischen Steuerung versehen, die je nach benötigter Wärmeleistung die zuzuführende Menge der Pellets über einen Motor steuert. Eine Zündung der in der topfförmigen Brennschale befindlichen Pellets kann durch ein Heizelement automatisch erfolgen. Über einen Temperaturfühler kann die erreichte Raumtemperatur ermittelt werden. Ist die eingestellte Raumtemperatur erreicht, wird die Pelletzufuhr zur topfförmigen Brennschale gestoppt. Wird eine gewünschte Raumtemperatur unterschritten, kann der Pelletofen wieder automatisch gestartet werden. Zudem ist es möglich, noch zusätzliche Wärmetauscher für beispielsweise die Einleitung der erzeugten Wärme in ein Heizsystem oder in eine Brauchwasseranlage eines Hauses vorzusehen. Mit solchen Brennöfen lassen sich Wirkungsgrade von über 90% erzielen.
Nachteilig bei den bislang bekannten Vorrichtungen zum Verbrennen von pelletförmigen Brennstoffen ist, dass das Flammenbild der erzeugten Flamme auf den relativ kleinen runden Brenntopf beschränkt ist, so dass das Flammenbild nicht mit dem Flammenbild einer Holzscheitverbrennung zu vergleichen ist. Dies wird von vielen Anwendern als nachteilig angesehen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen, insbesondere von Holzpellets zu schaffen, bei dem das Flammenbild im Brennraum wesentlich verbessert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch aus, dass sich die Brennraumschale über mehr als 50% der Brennraumbreite erstreckt und dass die Brennraumschale neben einer in eimem Schalenbereich der Brennraumschale gelegenen Primärluftzuführung eine Sekundärluftzuführung entlang zumindest einer Seitenbegrenzung der Brennraumschale aufweist.
Damit ist eine Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen, insbesondere zum Verbrennen von Holzpellets zur Verfügung gestellt, bei dem das zu erzeugende Flammenbild wesentlich verbessert ist, da sich zunächst die Brennraumschale über mehr als 50% der Brennraumbreite erstreckt, so dass das Flammenbild nicht nur auf einen relativ kleinen Topf in der Brennraummitte wie bei herkömmlichen Pelletkaminöfen beschränkt ist.
Durch die Sekundärluftzufuhr entlang einer Seitenbegrenzung der Brennraumschale, vorzugsweise im Bereich einer vorderen Seitenbegrenzung zwischen Sichtfenster und Brennraumschale, also im Bereich zwischen Sichtfenster und der eigentlichen Flamme, wird das Flammenbild für den Anwender deutlich verbessert und zwar entlang der gesamten Breite des Flammenbildes sowie auch in der Höhe der Flamme. Zudem ist die Sekundärluftzufuhr zwischen der Flamme und dem Sichtfenster gelegen, so dass durch diese besondere Luftführung es ermöglicht ist, dass die aufsteigenden Brenngase durch die Sekundärluft im Bereich der vorderen Seitenbegrenzung der Brennraumschale noch weiter verbrannt werden. Dies wirkt sich nicht nur günstig im Hinblick auf eine vollständige Verbrennung aus, sondern auch auf das erzeugte Flammenbild, und zwar im unmittelbaren Bereich der Verbrennung in der Brennraumschale.
Bevorzugterweise ist zudem noch eine Sichtfenster- bzw. Scheibenspülung durch Luft vorgesehen. Zusätzlich ist eine besondere Zuführung des Brennstoffes vorgesehen, also in aller Regel der Holzpellets über eine Schüttrutsche, die unter Berücksichtung des Fallverhaltens von Holzpellets eine derartige Quererstreckung hat, dass die Brennraumschale über ihre gesamte Länge wirksam mit dem Brennstoff zu befüllen ist. Dazu kann die Schüttrutsche noch einen Diffusor haben, beispielsweise in Gestalt eines Bolzens. Alternativ können auch mehre Bolzen oder dgl. Schüttgutteiler vorgesehen werden, um die zuzuführende Menge an Holzpellets auf die Brennraumschale zu verteilen.
Ansonsten kann die Vorrichtung nach der Erfindung wie herkömmlich Holzpelletskaminöfen mit einer Steuerung, einem von der Steuerung anzusteuernden Heizelement, einem Gebläse und ggf. auch einem Wärmetauscher zur Erwärmung von Flüssigkeiten eines Heizsystems oder einer Brauchwasseranlage ausgerüstet sein. Darüber hinaus kann eine weitere Steuerung vorgesehen sein, um die Brennstoffbeschickung der Brennraumschale und die Verbrennungsluftzufuhr, also die Primärluftzufuhr und/oder die Sekundärluftzufuhr aufeinander abzustimmen. Dabei arbeitet diese weitere Steuerung so, dass in Abhängigkeit vorzugebender Wert die Brennstoffzufuhr und die Verbrennungsluftzufuhr so voneinander gesteuert werden, dass sich eine Flamme ergibt, die sich im wesentlichen über mehr als 50% der Breite des Brennraumes und mehr als 50% der Höhe des Brennraumes erstreckt. Damit können breite und hohe sowie leuchtend gelbe und rote Flammen mit einem sehr ansprechenden Flammenbild erzeugt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
1 in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen in Gestalt eines Pellet-Kaminofens;
2 das Ausführungsbeispiel nach 1 in einer Vorderansicht, und
3 eine Draufsicht auf die Brennraumschale innerhalb des Brennraumes des Ausführungsbeispiels nach den 1 und 2.
In der Zeichnung sind grundsätzlich gleichwirkende Teile mit übereinstimmenden Bezugsziffern versehen.
Allgemein mit 1 ist die Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen beziffert, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Holzpellet-Kaminofen ausgebildet ist. Der Kaminofen kann auch mit anderen Brennstoffen aus z. B. pellletierten Abfällen und dgl. befeuert werden. Dieser Kaminofen 1 hat Seitenwandungen 2, eine mit einem Sichtfenster versehene Brennraumtür 3, eine mit Wärmeschlitzen versehene Platte 4, sowie einen rückseitigen Vorratsbehälter 5, der eine zu öffnenden Klappe aufweist, in den Holzpellets einzufüllen sind.
Allgemein mit 6 ist ein Brennraum beziffert, der durch das Sichtfenster der Tür 3 nach vorne hin abgeschlossen ist. Innerhalb des Brennraumes 6 ist eine Brennraumschale 7 angeordnet, die über eine Schüttrutsche 8 mit Holzpellets zu befüllen ist. Im einzelnen nicht näher dargestellt ist in der Brennraumschale 6 ein in Abhängigkeit der Raumtempertur zu steuerndes Heizelement angeordnet zur automatischen Zündung der eingefüllten Holzpellets. Des weiteren solle eine weitere Steuerung vorgesehen sind, um die Brennstoffzufuhr und die Verbrennungsluftzufuhr in Abhängigkeit voneinander zu regeln.
Wie im einzelnen näher aus 3 hervorgeht, ist die Brennraumwanne 7 schalenförmig ausgebildet und erstreckt sich über einen weiten Bereich der Breite des Brennraumes 6. Die Brennraumschale 7, die sich nach unten hin verjüngt, hat eine ansonsten im wesentlichen rechteckförmige Gestalt mit einer vorderen Seitenbegrenzung 7.1, die an dem abgewinkelten Kragen 7.2 ausgebildet ist. Im Inneren der Schale hat diese Brennraumschale 7 mit Abstand zueinander vorgesehene Löcher 9 als Primärluftzuführung und an ihrem vorderen Kragen mit der Seitenbegrenzung 7.1 ebenfalls Löcher 10, die mit Abstand zueinander vorgesehen sind und die an eine Sekundärluftzufuhr angeschlossen sind. Dadurch kann das Flammenbild wesentlich verbessert werden. Ebenfalls ist die Verbrennung optimiert. Zusätzlich kann noch eine Scheiben- bzw. Sichtfensterspülung vorgesehen sein. Die Sekundärluftzufuhr kann selbstverständlich auch in einem besonderen Luftelement münden, das nicht einstückig mit der Brennraumschale ausgebildet und benachbart zur Seitenbegrenzung der Brennraumschale in den Brennraumboden eingelassen ist.
Über die Rutsche 8 gelangen die Brennstoffpellets in die Brennraumschale 7. Dazu ist ein Diffusor 11 vorgesehen, der die Holzpellets auch in die Außenbereiche verteilt, so dass unter Berücksichtigung des Höhenabstandsmaßes und der Schüttgeschwindigkeit die Brennraumschale 7 über ihre gesamte Länge mit Holzpellets befühlt werden kann.

Claims

Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen, insbesondere von pelletierten Brennstoffen wie beispielsweise Holzpellets oder dergleichen aus Rohstoffen und/oder Abfällen pelletiertem Brennmaterial, mit einem an einen Verbrennungsluftanschluss sowie eine Abgasführung angeschlossenen Brennraum (6), in dem eine über eine Schütte (8) mit Brennstoff befüllbare Brennraumschale (7) vorgesehen ist, wobei der Brennraum (6) über ein transparent ausgebildetes Sichtfenster einsehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Brennraumschale (7) über mehr als 50% der Brennraumbreite erstreckt und dass die Brennraumschale (7) neben einer in ihrem Schalenbereich gelegene Primärluftzuführung (9) eine Sekundärluftzuführung (10) entlang der Brennraumschale (7) zumindest einer Seitenbegrenzung (7.1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennraumschale (7) eine sich entlang ihrer vorderen Seitenbegrenzung erstreckende Sekundärluftzuführung (10) zwischen dem Sichtfenster und der Brennraumschale (7) hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärluftzuführung (10) durch mehrere mit Abstand zueinander angeordnete Luftaustrittsöffnungen gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennraumschale (7) eine abgewinkelte kragenförmige Umrandung (7.2) aufweist mit einem dem Sichtfenster zugewandten vorderen Kragen, in dem die Sekundärluftzuführung (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennraumschale (7) als im wesentlichen rechteckförmige Brennraumschalenwanne ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennraumschale (7) einen Boden und Seitenwandungen mit Löchern als Primärluftzuführung (9) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schütte (8) für den Brennstoff als Schüttrutsche ausgebildet ist mit einer auf die Brennraumschale (7) hinsichtlich ihrer Längserstreckung abgestimmten Streubreite.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schütte einen Diffusor (11) für den Brennstoff aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (11) zumindest einen Bolzen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sichtfenster Bestandteil einer Brennraumtür (3) ist und die Brennraumtür (3) innenseitig mit einer Verbrennungsluftzufuhr als Sichtfensterspülung versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sichtfenster mit einer Doppel- oder Mehrfachscheibe versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sichtfenster eine Scheibe mit einer Beschichtung zur Reflexion von Wärmestrahlung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzufuhr und die Verbrennungsluftzufuhr über die Primärluftzufuhr und/oder die Sekundärluftzufuhr über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit voneinander regelbar ist.