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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zylinderdrehrost und einen Ofen zur Wärmeerzeugung mit einem Zylinderdrehrost.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es sind allgemein Öfen zur Wärmeerzeugung bekannt, die insbesondere zur Verbrennung von Holz, wie Scheitholz oder Pellets, geeignet sind. Solche Öfen werden typischerweise auch in Wohnräumen, z. B. in der Form eines Kaminofens aufgestellt.
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Solche Öfen haben typischerweise einen Rost, auf dem das zu verbrennende Brennmaterial angeordnet wird, wobei Verbrennungsrückstände durch den Rost in einen Aschekasten fallen, der unterhalb des Rostes angeordnet ist. Bei dieser bekannten Art von Rost ist eine manuelle Reinigung erforderlich. Außerdem entstehen typischerweise Verbrennungsrückstände, die nicht durch den Rost fallen, sodass der Rost mit der Zeit mit Verbrennungsrückständen bedeckt ist. Dies kann einen kontinuierlichen Betrieb eines Ofens über einen längeren Zeitraum erschweren oder sogar unmöglich machen. Außerdem ist es bekannt, Primärluft durch den Rost von unten der Verbrennung zuzuführen, sodass die Luftzufuhr verschlechtert oder sogar unterbrochen wird, wenn Verbrennungsrückstände die Öffnungen des Rostes, durch die Primärluft zugeführt wird, verschließen.
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Aus der Patentschrift
AT 506 411 B1 und der Offenlegungsschrift
DE 198 32 115 A1 ist es bekannt, einen drehbaren oder kippbaren Rost vorzusehen und mit einem Abstreifer zu reinigen, um Verbrennungsrückstände automatisch von dem Rost zu entfernen. Zwar sind solche Roste in der Lage, eine automatische Reinigung vorzusehen, allerdings erlauben diese keinen dauerhaften Betrieb eines Ofens, da beim Drehen oder Kippen des Rostes auch das im Ofen vorhandene Glutbett abgekippt wird. Dementsprechend ist ein neues Starten der Verbrennung nach der Reinigung des Rostes nötig.
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Aus der Patentschrift
AT 410 128 B ist ein walzenförmiger Feuerrost für eine kontinuierliche Entaschung bekannt. Der Feuerrost hat eine Reihe von tiefen umlaufenden Nuten, in die auf einer Seite ein Abstreifer eingreift, um Verbrennungsreste zu entfernen, die in den Nuten hängenbleiben. Die Breite der Nuten ist entsprechend der Korngröße des Brennstoffs gewählt, sodass der Brennstoff durch die Nuten nach unten fallen kann. Verbrennungsreste, die nicht durch die Nuten fallen, können von der Oberseite des Feuerrostes entfernt werden, indem der Feuerrost durch Absenken oder durch Hochklappen einer Trennwand zugänglich gemacht wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Rost für einen Ofen zur Wärmeerzeugung bereitzustellen, der eine kontinuierliche Entfernung von Verbrennungsrückständen erlaubt und einen Ofen mit einem solchen Rost.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Zylinderdrehrost für einen Ofen zur Wärmeerzeugung, insbesondere einen Holzofen, wie einen Scheitholzofen oder Pelletofen, in Übereinstimmung mit dem unabhängigen Anspruch 1 bereit. Nach einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Zylinderdrehrost für einen Ofen zur Wärmeerzeugung, insbesondere einen Holzofen, wie einen Scheitholzofen oder Pelletofen, in Übereinstimmung mit dem unabhängigen Anspruch 2 bereit. Nach einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Ofen zur Wärmeerzeugung, insbesondere einen Holzofen, wie einen Scheitholzofen oder Pelletofen, mit einem Zylinderdrehrost nach dem ersten bzw. zweiten Aspekt in Übereinstimmung mit dem unabhängigen Anspruch 12.
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Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in der:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Zylinderdrehrostes gemäß der vorliegenden Erfindung in einer rein schematischen Darstellung veranschaulicht;
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2 den Zylinderdrehrost von 1 in einer Frontansicht veranschaulicht;
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3 eine Linearbewegung entlang einer Längsachse des Zylinderdrehrosts von 1 veranschaulicht.
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4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Zylinderdrehrostes gemäß der vorliegenden Erfindung in einer rein schematischen Darstellung veranschaulicht;
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5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Zylinderdrehrostes gemäß der vorliegenden Erfindung in einer rein schematischen Darstellung veranschaulicht;
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6a ein viertes Ausführungsbeispiel eines Zylinderdrehrostes gemäß der vorliegenden Erfindung in einer rein schematischen Darstellung veranschaulicht, wobei der Zylinderdrehrost in Betriebsstellung ist;
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6b den Zylinderdrehrost von 6a nach einer 180°-Drehung des Zylinderelements des Zylinderdrehrosts zeigt; und
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7 ein Ausführungsbeispiel eines Ofens mit einem Zylinderdrehrostes gemäß der vorliegenden Erfindung in einer rein schematischen Darstellung veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Zylinderdrehrosts 1 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Vor einer detaillierten Beschreibung folgen zunächst allgemeine Erläuterungen zu den Ausführungsbeispielen und deren Vorteile.
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Manche Ausführungsbeispiele betreffen einen Zylinderdrehrost für einen Ofen zur Wärmeerzeugung, insbesondere einen Holzofen, wie einen Scheitholzofen oder Pelletofen.
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Der Zylinderdrehrost umfasst ein um seine Längsachse drehbar gelagertes Zylinderelement. Das Zylinderelement kann dabei einen kreisförmigen, elliptischen oder anderen Querschnitt aufweisen. Außerdem kann das Zylinderelement hohlförmig ausgestaltet sein oder als Vollzylinderelement oder teilweise hohlförmig. Das Zylinderelement kann auch nur als Teilzylinder ausgebildet sein und kann z. B. nach unten hin offen sein, während die geschlossene Seite nach oben hin angeordnet ist. Das Zylinderelement kann folglich einen nicht geschlossenen Querschnitt aufweisen, wie z. B. einen halbkreisförmigen Querschnitt, einen Querschnitt mit 270°, usw.
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Das Zylinderelement weist eine Transportfläche zum Transportieren von Verbrennungsrückständen auf. Die Transportfläche ist an dem Zylinderelement außen angeordnet, d. h. sie kann als gesondertes Element auf dem Zylinderelement aufgebracht sein oder sie kann auch integral an dem Zylinderelement ausgebildet sein, sodass z. B. die Oberfläche des Zylinderelements die Transportfläche bildet. Die Transportfläche ist wenigstens teilweise zylindermantelförmig ausgestaltet. Sie kann z. B. die gleiche Form aufweisen, wie das Zylinderelement selbst oder sie kann eine davon abweichende Form aufweisen.
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Der Zylinderdrehrost, das heißt das Zylinderelement und/oder die Transportfläche, muss nicht durchgehend in dem Sinne zylindrisch ausgeführt sein, dass der Abstand der Mantelfläche zur Längsachse hin über die gesamte Längsachse gleich ist. Der Zylinderdrehrost, das heißt das Zylinderelement und/oder die Transportfläche, kann auch konisch ausgebildet sein und kann sich z. B. zur Mitte hin verjüngen, sodass sich eine Querschnittsverengung zur Mitte hin ausbildet.
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Der Zylinderdrehrost umfasst eine Brennmulde, die oberhalb der Transportfläche angeordnet ist, wobei zwischen der Transportfläche und der Brennmulde ein Spalt derart festgelegt ist, dass bei Drehung des Zylinderelements Verbrennungsrückstände aus der Brennmulde durch den Spalt transportiert werden. Der Spalt ist also so angeordnet, dass bei entsprechender Drehung des Zylinderelements, Verbrennungsrückstände in Richtung des Spalts transportiert werden. Die Brennmulde kann z. B. einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und vier Wände umfassen. Die Brennmulde ist unten offen, das heißt an der Unterseite, an der das Zylinderelement unterhalb der Brennmulde angeordnet ist, ist sie offen. Der Spalt ist insbesondere zwischen der Transportfläche und einem unteren Rand einer Wand der Brennmulde ausgebildet. Der Spalt ist so festgelegt, dass durch ihn Verbrennungsrückstände, wie Aschereste und Schlacke, durch die Transportfläche des Zylinderelements geführt werden, während aber z. B. das Glutbett nicht durch den Spalt geführt wird, sondern an der Wand der Brennmulde hängen bleibt und somit innerhalb der Brennmulde verbleibt. Der Spalt legt folglich einen Abstand zwischen der Brennmulde bzw. einer Wand der Brennmulde und der Transportfläche fest, der z. B. der Höhe einer nach einer bestimmten Verbrennungsdauer zu erwartenden Verbrennungsrückstandsschicht auf der Transportfläche entspricht. Dadurch ist es möglich, gezielt Verbrennungsrückstände aus der Brennmulde zu entfernen, während das Glutbett in der Brennmulde verbleibt, wodurch ein Entfernen der Verbrennungsrückstände möglich ist, ohne, dass dabei die in der Brennmulde stattfindende Verbrennung unterbrochen wird. Dementsprechend ist nach Entfernen der Verbrennungsrückstände durch Drehen des Zylinderelements auch kein neues Anzünden des Brennmaterials in der Brennmulde erforderlich.
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Der Spalt kann folglich bei manchen Ausführungsbeispielen nur an einer Wand der Brennmulde vorgesehen sein, nämlich an der Wand, in deren Richtung die Transportfläche Verbrennungsrückstände bei einer vorgegebenen Drehrichtung des Zylinderelements transportiert. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist die Wand, an der der Spalt zwischen Brennmulde und Transportfläche vorgesehen ist, weniger hoch ausgebildet als die gegenüberliegende Wand.
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Der Zylinderdrehrost umfasst außerdem einen Abstreifer, der derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er Verbrennungsrückstände von der Transportfläche bei Drehung des Zylinderelements abstreift. Es kommt vor, dass Verbrennungsrückstände, wie bspw. Schlacke oder dergleichen, an der Transportfläche haften bleiben und nicht durch die Schwerkraft nach unten, z. B. in einen Auffangbehälter für Verbrennungsrückstände (auch Aschelade genannt) fallen, wie es typischerweise für Asche der Fall ist, wenn das Zylinderelement z. B. um 360° gedreht wird. Solche an der Transportfläche haftenden Verbrennungsrückstände können durch den Abstreifer entfernt werden.
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Der Abstreifer kann einen klingenförmigen Abschnitt oder Bereich aufweisen, der in Kontakt mit der Transportfläche steht, sodass bei Drehen des Zylinderelements, der Abstreifer Verbrennungsrückstände von der Transportfläche abstreift bzw. abschabt. Der Abstreifer kann in einem festen Abstand zu der Transportfläche befestigt sein oder er kann bspw. mit einer mechanischen Spannung beaufschlagt sein, sodass der Abstreifer mit einem vorgegebenen Anpressdruck auf die Transportfläche drückt. Der Abstreifer kann mittels einer Feder oder einem hydraulischen Mittel mechanisch vorgespannt sein.
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Das Zylinderelement kann an der Längsachse, auch Zylinderachse genannt, drehbar gelagert sein, z. B. durch eine Welle oder dergleichen. Außerdem kann der Zylinderdrehrost bei manchen Ausführungsbeispielen mit einem Motor ausgestattet sein, der das Zylinderelement entsprechend drehen kann. Der Motor kann dabei bspw. von einer Steuerung angesteuert werden, die in dem Zylinderdrehrost oder dem Ofen enthalten ist. Der Motor kann sich zum Entfernen der Verbrennungsrückstande z. B. je nach Anforderung kontinuierlich langsam drehen oder er kann in Intervallen für eine vorgegebene Strecke gedreht werden oder er kann in Intervallen z. B. das Zylinderelement um 360° drehen, usw.
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Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Zylinderdrehrost einen weiteren Abstreifer, der im Folgenden auch zweiter Abstreifer genannt wird. Der zweite Abstreifer kann gegenüberliegend zum (ersten) Abstreifer derart angeordnet sein, dass das Zylinderelement zwischen dem (ersten) Abstreifer und dem zweiten Abstreifer angeordnet ist. Der eine (z. B. erste) Abstreifer kann Verbrennungsrückstände bei einer Drehrichtung des Zylinderelements entfernen und der andere (zweite) Abstreifer kann bei der entgegensetzen Drehrichtung Verbrennungsrückstände entfernen. Dadurch ist es bei manchen Ausführungsbeispielen nicht notwendig, das Zylinderelement vollständig um 360° zu drehen, sondern, je nach Anordnung des Abstreifers, kann z. B. eine halbe Drehung des Zylinderelements ausreichen, um den Bereich der Transportfläche zu säubern, der in der Brennmulde angeordnet ist und auf dem Brennmaterial verbrannt wird. Dementsprechend kann z. B. das Zylinderelement auch nur als Halbzylinder oder dergleichen ausgestaltet sein und/oder unten offen sein, sodass das Zylinderelement weniger Platz benötigt und kostengünstig herstellbar ist, da weniger Material benötigt wird.
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Bei manchen Ausführungsbeispielen weist die Transportfläche einen ersten und einen zweiten Abschnitt auf, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt eine Stufe angeordnet ist. Dabei kann z. B. der Spalt zwischen dem ersten Abschnitt und der Brennmulde größer sein als der Spalt zwischen dem zweiten Abschnitt und der Brennmulde. Die Stufe zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt kann senkrecht oder in einem anderen Winkel, z. B. 60° oder 45°, zur Transportfläche ausgebildet sein. Bei Drehung des Zylinderelements können sich z. B. die Verbrennungsrückstände zunächst auf dem ersten Abschnitt der Transportfläche ansammeln, der weiter von der Brennmulde entfernt ist als der zweite Abschnitt, wobei bei weiterer Drehung die Verbrennungsrückstände gegen die Stufe stoßen und der erste Abschnitt zusammen mit der Stufe die Verbrennungsrückstände aus der Brennmulde heraustransportiert.
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Bei manchen Ausführungsbespielen umfasst der Zylinderdrehrost für einen Ofen zur Wärmeerzeugung, insbesondere einen Holzofen, wie einen Scheitholzofen oder Pelletofen, ein um seine Längsachse drehbar gelagertes Zylinderelement und eine Transportfläche zum Transportieren von Verbrennungsrückständen, die an dem Zylinderelement angeordnet ist, wobei die Transportfläche wenigstens teilweise zylindermantelförmig ausgestaltet ist, wie es oben bereits erläutert wurde.
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Der Zylinderdrehrost umfasst bei manchen Ausführungsbeispielen eine Brennmulde, die oberhalb der Transportfläche angeordnet ist, wobei zwischen der Transportfläche und der Brennmulde ein Abstand vorgesehen ist und die Transportfläche exzentrisch zur Längsachse des Zylinderelements ausgebildet ist, sodass sich der Abstand zwischen Transportfläche und Brennmulde durch Drehung des Zylinderelements verändert und dadurch ein minimaler Spalt und ein maximaler Spalt zwischen der Brennmulde und der Transportfläche einstellbar ist.
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Der maximale Spalt kann dabei so ausgebildet sein, dass er Verbrennungsrückstände aus der Brennmulde bei Drehung der Transportfläche herauslässt, aber, wie auch oben erklärt, das Glutbett im Wesentlichen in der Brennmulde verbleibt. Der Wechsel zwischen maximalem und minimalem Spalt kann bei manchen Ausführungsbeispielen dazu dienen, Verbrennungsrückstände in Drehrichtung des Zylinderelements zu transportieren und entsprechend aus der Brennmulde heraus zu transportieren.
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Bei solchen Ausführungsbeispielen mit exzentrischer Transportfläche kann die Kante der Brennmulde als Abstreifer zum Abstreifen von Verbrennungsrückständen von der Transportfläche ausgebildet sein. Dabei kann z. B. der minimale Spalt so vorgesehen sein, dass die Kante der Brennmulde Kontakt zur Transportfläche hat oder der Spalt so klein ist, dass haftende Verbrennungsrückstände entfernt werden können, wie es weiter oben schon für einen Abstreifer beschrieben wurde. Die Kante der Brennmulde kann auch einen klingenförmigen Abschnitt oder dergleichen aufweisen.
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Bei solchen Ausführungsbeispielen mit exzentrischer Transportfläche kann der Zylinderdrehrost zusätzlich einen Abstreifer umfassen, der derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er Verbrennungsrückstände von der Transportfläche bei Drehung des Zylinderelements abstreift, wie es auch schon oben erläutert wurde.
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Allgemein kann bei manchen Ausführungsbeispielen die Transportfläche Luftöffnungen aufweisen. Dadurch kann Primärluft durch die Transportfläche in die Brennmulde geführt werden. Außerdem kann, wie oben bereits angedeutet, bei manchen Ausführungsbeispielen das Zylinderelement einen Primärluftanschluss aufweisen, der Primärluft bspw. durch einen Hohlraum im Zylinderelement durch die Luftöffnungen führt.
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Bei manchen Ausführungsbeispielen kann auch eine Welle, an der das Zylinderelement drehbar gelagert ist, als Hohlwelle ausgebildet sein, die auch gleichzeitig eine Primärluftzufuhr bildet und z. B. Primärluft durch die Luftöffnungen in der Transportfläche führt.
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Die Transportfläche kann bei manchen Ausführungseispielen auch eine Struktur zum Transportieren der Verbrennungsrückstände aufweisen. Die Struktur kann als Erhebungen ausgestaltet sein, z. B. als Noppen, Spitzen, oder dergleichen. Bei solchen Ausführungsbeispielen kann der Abstreifer und/oder die Brennmulde negative Aussparungen aufweisen, damit bei der Drehung des Zylinderelements die Elemente der Struktur nicht gegen die Wand der Brennmulde stoßen, bzw. damit der Abstreifer einen guten Kontakt zur Transportfläche herstellt und die Verbrennungsrückstände auch von den Strukturelementen und zwischen den Strukturelementen abstreifen kann.
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Die Struktur kann auch spiralförmig oder schneckenförmig mit einer Steigung ausgebildet sein und dadurch den Transport der Verbrennungsrückstände in der Drehrichtung des Zylinderelements unterstützen. Die spiral- oder schneckenförmige Struktur kann außerdem einen Transport von Verbrennungsrückständen in die Längsrichtung der Transportfläche bewirken, d. h. einen Transport entlang der Steigung der Struktur. Dabei kann auch an einer Stirnseite der Brennmulde eine Austrittsöffnung vorgesehen sein, sodass dort die Verbrennungsrückstände austreten und bspw. mittels einer Bürste oder einem andersartig ausgebildeten Abstreifer von der Transportfläche abgereinigt werden können.
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Das Zylinderelement kann auch entlang seiner Längsachse verschiebbar sein. Dadurch kann z. B. eine Rüttelbewegung ausgeführt werden, die Verbrennungsreste auf der Transportfläche gleichmäßig verteilt, z. B. bevor das Zylinderelement zum Heraustransportieren der Verbrennungsrückstände aus der Brennmulde gedreht wird.
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Manche Ausführungsbeispiele betreffen einen Ofen zur Wärmeerzeugung, insbesondere Holzofen, wie Scheitholzofen oder Pelletofen. Der Ofen umfasst einen Brennraum, in dem Brennmaterial, wie Scheitholz oder Pellets oder ein anderes auf Biomasse beruhendes Brennmaterial verbrannt wird.
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Weiter umfasst der Ofen einen Zylinderdrehrost, wie er oben beschrieben wurde, wobei die Brennmulde in dem Brennraum angeordnet ist. Außerdem umfasst der Ofen einen Auffangbehälter für Verbrennungsrückstände, wobei der Zylinderdrehrost oberhalb des Auffangbehälters angeordnet ist, sodass Verbrennungsrückstände durch Drehen des Zylinderelements durch die Transportfläche aus der Brennmulde heraustransportiert werden und von der Transportfläche durch die Schwerkraft in den Auffangbehälter fallen. Dabei können sowohl Verbrennungsrückstände in den Auffangbehälter fallen, die lose auf der Transportfläche liegen, als auch solche, die bspw. durch einen Abstreifer von der Transportfläche abgestreift werden.
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Der Ofen kann auch eine automatische Brennstoffzufuhr aufweisen, wie es z. B. für Pelletöfen bekannt ist, sodass Brennmaterial automatisch für die Verbrennung in die Brennmulde geführt werden kann.
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Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Ofen bzw. der Zylinderdrehrost, wie auch schon oben angedeutet, eine Steuerung, die dazu eingerichtet ist, einen Antrieb, der z. B. einen Elektromotor aufweist, für das Zylinderelement zu steuern. Die Steuerung kann den Antrieb bspw. derart ansteuern, dass das Zylinderelement kontinuierlich angetrieben wird und dadurch kontinuierlich Verbrennungsrückstände aus der Brennmulde entfernt. Der Antrieb kann aber auch so gesteuert werden, dass das Zylinderelement in Zeitintervallen, das heißt nach einer vorgegebenen Zeitdauer, das Zylinderelement antreibt und um einen vorgegebenen Winkelbetrag dreht. Je nach Ausführungsvariante, kann das Zylinderelement dabei eine vollständige 360°-Drehung ausführen oder nur einen Teilwinkelbereich abdecken, z. B. 45°, 60°, 90°, etc. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das Zylinderelement auch um einen bestimmten Drehwinkel vorwärts und rückwärts gedreht werden, wie es z. B. bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel mit zwei Abstreifen sinnvoll ist. Außerdem kann bei manchen Ausführungsbeispielen die Steuerung dazu eingerichtet sein, das Zylinderelement entlang seiner Längsrichtung zu bewegen, wie es oben erläutert wurde. Der Antrieb kann dabei dazu ausgelegt sein, ebenfalls neben der Drehbewegung auch die Linearbewegung auszuführen oder es ist entsprechend ein Linearantrieb vorgesehen.
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Zurückkommend zu den 1 bis 3 ist dort ein erstes Ausführungsbeispiel eines Zylinderdrehrostes 1 in einer dreidimensionalen Ansicht gezeigt. Im Folgenden werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Elemente verwendet und gleiche Bezugszeichen, die sich nur durch einen Strich unterscheiden, für ähnliche Elemente verwendet, sodass Ausführungen für solche Elemente, die in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel gemacht werden, analog für das gleiche oder ähnliche Element in einem anderen Ausführungsbeispiel gelten.
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Der Zylinderdrehrost hat ein Zylinderelement 2 mit einer Transportfläche 3, die als Oberfläche des Zylinderelements 2 ausgebildet ist. Oberhalb des Zylinderelements 2 und damit auch oberhalb der als Oberfläche des Zylinderelements 2 ausgebildeten Transportfläche 3 ist eine Brennmulde 4 angeordnet, in der Brennmaterial, wie z. B. Scheitholz oder Pellets zur Verbrennung eingefüllt werden kann.
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Die Brennmulde 4 ist unten offen, sodass Brennmaterial direkt auf der Transportfläche 3 aufliegt, die im Betriebszustand des Zylinderdrehrosts 1 in der unteren Öffnung der Brennmulde 4 zugänglich ist. Die Brennmulde 4 hat vier Wände und hat eine ähnliche Längsausdehnung wie das Zylinderelement 2 bzw. die Transportfläche 3. Die Brennmulde 4 hat zwei längere gegenüberliegende Wände 10 und 11 und zwei kürzer Stirnwände 15 und 16. Die Stirnwände 15 und 16 sind jeweils am unteren Rand derart kreisförmig ausgeschnitten, dass sie der kreiszylindermantelförmigen Oberfläche teilweise folgen, sodass der Abstand zwischen den Stirnwänden 15 und 16 der Brennmulde 4 zur Transportfläche 3 gering ist und z. B. Glut und/oder Verbrennungsrückstände sowie Brennmaterial nicht durch den Spalt zwischen Transportfläche 3 und der jeweiligen Stirnwand 15 und 16 fällt.
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Die längeren Wände 11 und 10 sind hingegen jeweils gerade an dem unteren Rand ausgebildet, wobei die in 2 gezeigte linke Seitenwand 11 höher ist, als die rechte Seitenwand 10. Die linke Seitenwand 11 ist knapp oberhalb der Transportfläche 3 angeordnet, sodass durch den entstehenden Spalt 12 keine Verbrennungsrückstände, Glut oder Brennmaterialteile fallen können. Die rechte Seitenwand 10, die in 2 rechts von der Längsachse des Zylinderelements 2 angeordnet ist, ist derart verkürzt, dass ein vorgegebenen Abscheidespalt 5 zwischen der Transportfläche 3 und dem unteren Rand der rechten Seitenwand 10 festgelegt ist.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist bei der gezeigten Ansicht die Drehrichtung des Zylinderelements 2 im Uhrzeigersinn, sodass Verbrennungsrückstände, die in der Brennmulde 4 auf der Transportfläche 3 des Zylinderelements 2 liegen, bei Drehung des Zylinderelements 2 im Uhrzeigersinn in Richtung des Abscheidespalts 5 geschoben werden und bei weiterer Drehung durch ihn hindurchgeschoben werden. Dabei fallen Verbrennungsrückstände, die nicht auf der Transportfläche 3 anhaften oder festkleben, aufgrund der auf sie wirkenden Schwerkraft von der Transportfläche 3 nach unten.
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Das Zylinderelement 2 ist innen mit einem Hohlraum 9 versehen und ist über eine Welle 7 gelagert, die als Hohlwelle ausgestaltet ist und über die Primärluft zugeführt werden kann, die über Löcher 13 in der Transportfläche 3 des Zylinderelements 2 von unten in die Brennmulde 4 geführt werden kann. Die Welle 9 ist über Streben 8 (oder vollflächig) mit der Mantelfläche des hohlzylinderförmigen Zylinderelements 2 verbunden und dadurch befestigt.
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Ein Abstreifer 6 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Abscheidespalts 5 am Umfang des Zylinderelements 2 angeordnet. Der Abstreifer 6 hat einen klingenförmigen Endabschnitt 6a, dessen scharfe Kante in kleinem Abstand zur Transportfläche 3 angeordnet ist, sodass die scharfe Kante Verbrennungsrückstände, die an der Transportfläche 3 anhaften, abstreift, wenn die Transportfläche 3 durch Drehung des Zylinderelements 2 an ihr entlangfährt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abstreifer 6 in einer festen Position angebracht. Wie oben ausgeführt, kann der Abstreifer 6 aber auch z. B. mit einer Feder beaufschlagt sein und mit einem vorgegebenen Anpressdruck auf die Transportfläche 3 drücken.
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Außerdem kann das Zylinderelement 2 noch in Längsrichtung verschiebbar sein, wie es auch durch den in 3 gezeigten Doppelpfeil veranschaulicht ist. Dadurch kann das Zylinderelement 2 eine Rüttelbewegung ausführen, durch die Verbrennungsrückstände, die in der Brennmulde 4 auf der Transportfläche 3 liegen, auf der Transportfläche 3 verteilt werden, bevor sie durch Drehung des Zylinderelements 2 durch den Abscheidespalt 5 herausgeschoben werden.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Zylinderdrehrostes 1' ist in 4 veranschaulicht. Der Zylinderdrehrost 1' hat zwei Abstreifer einen ersten Abstreifer 6 (linke Seite) mit einem klingenförmigen Endabschnitt 6a und gegenüberliegend einen zweiten Abstreifer 6' (rechte Seite), der einen klingenförmigen Endabschnitt 6a' hat. Das Zylinderelement 2' ist unten mit einem Ausschnitt 17 versehen und hat einen Hohlraum 9'.
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Das Zylinderelement 2' ist, wie auch durch die Pfeile angedeutet, im und gegen den Uhrzeigersinn drehbar, sodass je nach Drehrichtung der linke Abstreifer 6 oder der rechte Abstreifer 6' Verbrennungsrückstände von der Transportfläche 3' des Zylinderelements 2' abstreift.
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Die restlichen Elemente des Zylinderdrehrosts 1' entsprechenden denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Der Zylinderdrehrost 1' hat eine Brennmulde 4, die oberhalb des Zylinderelements 2' angeordnet ist, sodass die Seitenwände 11 bzw. 10 in einem kleinen Abstand 12 bzw. mit dem Abscheidespalt 5 oberhalb der Transportfläche 3 angeordnet sind, wie es oben im Detail beschrieben wurde.
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Durch Drehung des Zylinderelements 2' gegen den Uhrzeigersinn werden Verbrennungsrückstände, Glutteile oder Brennmittelteile gegen die in 4 linke Seitenwand 11 gedrückt, während bei einer Drehung im Uhrzeigersinn Verbrennungsrückstände durch den Abscheidespalt 5 nach außen geführt werden und durch die Schwerkraft auf den Abstreifer 6' fallen. Der linke 6 und der rechte 6' Abstreifer sind nicht waagerecht angeordnet, sondern in einem Winkel schräg abwärtslaufend, sodass Verbrennungsrückstände, die auf die Oberseite des linken 6 oder rechten 6' Abstreifers fallen auf der Oberseite nach unten rutschen und von dort weiter z. B. in eine Aschelade fallen. Der Abscheidespalt 5 kann auch auf beiden Seiten angeordnet sein, sodass in beiden Drehrichtungen Verbrennungsrückstände nach außen geführt werden.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel eines Zylinderdrehrost 1'' ist in 5 veranschaulicht. Hier ist die Transportfläche 3'' des Zylinderelements 2'' so ausgebildet, dass zwei Stufen 14a und 14b jeweils an einem Übergang zwischen einem ersten Transportflächenabschnitt 3a'' und einem zweiten Transportflächenabschnitt 3b'' gebildet sind.
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Der erste Transportflächenabschnitt 3a'' ist weiter entfernt von der Längsachse des Zylinderelements 2'' und folglich näher an der Brennmulde 4, während der zweite Transportflächenabschnitt 3b'' näher an der Längsachse verläuft und daher weiter von der Brennmulde 4 entfernt ist.
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Die Brennmulde 4 ist genauso ausgestaltet, wie es bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wurde. Je nach Stellung des Zylinderelements 2'' können der Abscheidespalt 5, der wie oben beschrieben zwischen der rechten Seitenwand 10 der Brennmulde 4 und der Transportfläche 3'' definiert ist, und der Spalt 12, der wie oben beschrieben zwischen der linken Seitenwand 11 und der Transportfläche 3'' gebildet ist, variieren.
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Bei der Betriebsstellung in 5, ist der erste Transportflächenabschnitt 3a'' oben angeordnet, sodass dieser den Boden der Brennmulde 4 bildet. In dieser Stellung entspricht die Konfiguration der von 1, da hier der Spalt 12 klein ist und der Abscheidespalt 5 im Wesentlichen so ausgestaltet ist, wie es auch beim ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist, das heißt, er ist so dimensioniert, dass die Verbrennungsrückstände bei Drehung des Zylinderelements 2'' im Uhrzeigersinn heraustransportiert werden, während die Glut in der Brennmulde 4 verbleibt. Der Abstreifer 6 ist hier so angeordnet, dass er die Verbrennungsrückstände auf dem ersten Transportflächenabschnitt 3a'' abstreifen kann, da auf dem zweiten Transportflächenabschnitt 3b'' keine anhaftenden Verbrennungsrückstände zu erwarten sind, da die Verbrennung im Wesentlichen auf dem ersten Transportflächenabschnitt 3a'' stattfindet und die Glut nur beim Drehen des Zylinderelements 2'' um 360° für kurze Zeit mit dem zweiten Transportflächenabschnitt 3b'' in Berührung kommt.
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Bei Drehung des Zylinderelements 2'' im Uhrzeigersinn kommt die Stufe 14a in den Bereich der Brennmulde 4, sodass das in der Brennmulde 4 befindliche Material, d. h. Verbrennungsrückstände, Glut und Brennmaterial nach Passieren der Stufe 14a auf den zweiten Transportflächenabschnitt 3b'' fallen und durch ihn und durch Drehung des Zylinderelements 2 mitgenommen werden und durch den nun um die Höhendifferenz zwischen dem ersten 3a'' und zweiten 3b'' Transportflächenabschnitt vergrößerten Abscheidespalt 5 aus der Brennmulde 4 transportiert werden.
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Nach einer weiteren halben Drehung, also insgesamt nach ca. einer dreiviertel Umdrehung des Zylinderelements 2'' gelangt die zweite Stufe 14b in den Bereich der Brennmulde 4 und schiebt Verbrennungsrückstände, die auf dem zweiten Transportflächenabschnitt 3b'' liegen, vor sich her und aus dem vergrößerten Abscheidespalt 5 aus der Brennmulde 4 heraus.
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Damit ist es insgesamt möglich, im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel, eine größere Menge an Verbrennungsrückständen aus der Brennmulde 4 durch den Abscheidespalt 5 heraus zu transportieren.
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Das Zylinderelement 2'' hat einen Hohlraum 9'' und eine Welle 7, die über Streben 8'' (oder vollflächig) mit der Mantelfläche des Zylinderelements 2'' befestigt ist. Die Streben 8'' sind unterschiedlich lang, da der erste Transportflächenabschnitt 3a'' weiter von der Mittelachse entfernt ist, als der zweite Transportflächenabschnitt 3b'' und folglich die Streben 8'', die von der Welle 7 zum ersten Transportflächenabschnitt 3a'' führen, länger ausgeführt sind, als Streben 8'', die zum zweiten Transportflächenabschnitt 3b'' führen.
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Die beiden Stufen 14a und 14b sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel derart angeordnet, dass der erste Transportflächenabschnitt 3a'' eine größere Oberfläche von der gesamten Transportfläche 3'' einnimmt, als der zweite Transportflächenabschnitt 3b''. Bei anderen Ausführungsbeispielen können der erste 3a'' und zweite 3b'' Transportflächenabschnitt gleich groß sein oder es ist der zweite 3b'' größer als der erste 3a''.
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Ein viertes Ausführungsbeispiel eines Zylinderdrehrosts 1''' ist in den 6a und 6b veranschaulicht, wobei hier die Transportfläche 3''' exzentrisch ausgestaltet ist und wobei kein Abstreifer vorgesehen ist. Von der Wirkung des Austrages von Verbrennungsrückständen aus der Brennmulde 4 ist der Zylinderdrehrost 1''' ähnlich wie der der des dritten Ausführungsbeispiels.
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Im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen der 1 bis 5 sind hier die linke 11''' und rechte 10''' Seitenwand der Brennmulde 4''' gleich hoch ausgestaltet.
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Durch die Exzentrizität der Transportfläche 3''' gibt es eine Stellung des Zylinderelements 2''' mit einem minimalen Abstand 12''' zwischen der Transportfläche 3''' und dem unteren Rand der Brennmulde 4''' (6a) und eine Stellung mit maximalen Abstand 5''' zwischen der der Transportfläche 3''' und dem unteren Rand der Brennmulde 4''' (6b).
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Die Stellung mit minimalen Abstand 12''' ist die Betriebsstellung, in der eine Verbrennung auf dem Bereich der Transportfläche 3''', die in der Brennmulde 4''' angeordnet ist, stattfindet. Der minimale Abstand 12''' ist hier zwischen den beiden Seitenwänden 11''' und 10''' vorhanden und so festgelegt, dass keine Verbrennungsrückstände, Glutteile oder Brennstoffteile hindurchfallen.
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Bei Drehung des Zylinderelements 2''' im Uhrzeigersinn vergrößert sich aufgrund der exzentrischen Ausgestaltung der Transportfläche 3''' der Abstand zwischen dem unteren Rand der Brennmulde 4''' und der Transportfläche 3''', bis schließlich nach einer halben Drehung die Transportfläche 3''' maximal von dem unteren Rand der Brennmulde 4''' entfernt ist und so den maximalen Abstand 5''' oder Abscheidespalt festlegt.
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Durch die Drehung des Zylinderelements 2''' mit der Transportfläche 3''' werden Verbrennungsrückstände auf der Transportfläche 3''' mitbewegt und durch den sich mit der Drehung vergrößernden Abstand zwischen der Transportfläche 3''' und dem unteren Rand der Brennmulde 4''' aus der Brennmulde 4''' heraustransportiert. Nach Vollendung einer vollständigen Umdrehung ist wieder der minimale Abstand 12''' eingestellt und die Betriebsstellung ist erreicht.
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Das Zylinderelement 2''' ist mit einem Hohlraum 9''' versehen und eine Welle 7 ist außermittig (exzentrisch) angeordnet und mit Streben 8''' (oder vollflächig) an der Mantelfläche des Zylinderelements 2''' befestigt.
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Wie oben ausgeführt, kann auch ein Rand einer Seitenwand, z. B. der untere Rand der linken Seitenwand 11, als Abstreifer ausgebildet sein. Außerdem kann auch ein gesonderter Abstreifer, wie z. B. der Abstreifer 6 vom ersten Ausführungsbeispiel oder sogar zwei Abstreifer 6, 6', wie beim zweiten Ausführungsbeispiel, vorgesehen sein. Der Abstreifer kann so ausgestaltet sein, dass er der exzentrisch ausgebildeten Transportfläche 3''' bei Drehung des Zylinderelements 2''' folgt. Dazu kann der Abstreifer verschiebbar sein und mit einer Feder gespannt sein.
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7 veranschaulicht schematisch einen Holzofen 20 mit einem Brennraum 21, in dem beispielhaft der Zylinderdrehrost 1 des ersten Ausführungsbeispiels angeordnet ist. Die Brennmulde 4 ist in dem Brennraum 21 angeordnet und unterhalb des Zylinderdrehrosts 1 ist eine Aschelade 22 angeordnet.
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Eine Primärluftzufuhr 23 ist mit der hohlförmigen Welle 7 des Zylinderdrehrosts 1 gekoppelt und führt Primärluft durch das Zylinderelement 2 in die Brennmulde 4, wie es auch im Zusammenhang oben mit dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 erläutert wurde. Eine Rauchgasabzug 24 ist oberhalb des Brennraums 21 angeordnet.
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Im Betrieb des Holzofens 20 wird folglich Holz in die Brennmulde 4 eingefüllt und die Verbrennung startet. Primärluft strömt durch den Primärluftanschluss 23 durch das Zylinderelement 2 in die Brennmulde 4 und versorgt die Verbrennung mit Sauerstoff. Nach einer vorgegebenen Brenndauer wird das Zylinderelement 2 durch einen Antrieb (nicht gezeigt) eine definierte Zeitdauer gedreht und entfernt dadurch die unteren Verbrennungsschichten (Verbrennungsrückstände) aus der Brennmulde 4, die in die Aschelade 22 fallen, wobei der Abstreifer 6 an der Transportfläche 3 des Zylinderelements 2 haftende Verbrennungsrückstände abstreift, die ebenfalls in die Aschelade 22 fallen. Die oberen unverbrannten Verbrennungsschichten (Glutbett) verbleiben in der Brennmulde 4, wodurch eine Entfernung von Verbrennungsrückständen aus der Brennmulde 4 möglich ist, ohne die Verbrennung zu unterbrechen. Aufgrund der Drehung des Zylinderelements werden auch die oberen unverbrannten Verbrennungsschichten (Glutbett) aufgelockert, wodurch einer Verschlackung (vor allem bei schlechter Brennstoffqualität) zusätzlich entgegengewirkt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- AT 506411 B1 [0004]
- DE 19832115 A1 [0004]
- AT 410128 B [0005]
