DE202008001217U1

DE202008001217U1 - Brennzelle für Grill- und Heizzwecke

Info

Publication number: DE202008001217U1
Application number: DE200820001217
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2018-01-30

Abstract

Brennzelle zur langsamen kontinuierlichen Verbrennung zur Gewinnung von Wärme zum Kochen oder Heizen insbesondere ohne oder mit minimalen Abluft-Rauchstrom in einem speziellen Brennraum dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch aus Kohlengrieß insbesondere Steinkohlengrieß, Lehm, Kalk oder Dolomit und Wasser zu einem Körper, der Brennzelle, mit senkrecht verlaufenden Brennröhren geformt wird und getrocknet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Brennzelle, die ohne einen Abzug zu benötigen, in einem speziellen Brennraum fortlaufend kontrolliert verbrennt und dabei Hitze zum Grillen, Kochen oder Heizen abgibt.
Stand der Technik
Es ist Stand der Technik feste Brennstoffe wie Holz, Kohle, Briketts in Herden oder Öfen zur Gewinnung von Wärme zu verbrennen. Die Herde haben zur Steuerung der Verbrennung Klappen für Zuluft und Klappen zum Schornstein für die Abfuhr von Rauchgasen. Die Verbrennung der Brennstoffe erfolgt je nach Klappenstellungen schneller oder langsamer, aber immer mit einem Luft-Rauchgasstrom. Durch den Luft-Rauchgasstrom wird ein beträchtlicher Anteil der Verbrennungswärme über den Schornstein als Wärmeverlust in die Umwelt transportiert. Zur Aufrechterhaltung des Luft-Rauchgasstroms und damit dessen Taupunkt nicht unterschritten wird, ist es nötig, den Schornstein aufzuheizen und heiß zu halten, wodurch ein weiterer Wärmeverlust entsteht.
Für die Verbrennung von Kohle ist es Stand der Technik zur Verlangsamung der Verbrennung Kohlenstaub oder Kohlengrieß zu Briketts zu verpressen. Diese sind geeignet, wie oben beschrieben, in Öfen oder Herden mit Zu- und Abluft verbrannt zu werden. Dabei wird die Verbrennung durch den Presskörper zwar verlangsamt, aber der Wärmeverlust durch den Luft-Rauchgasstrom ist weiter gegeben.
Es ist ferner Stand der Technik zur Verminderung des Rauchs von Briketts der Pressmasse aus Kohlengrieß, Kalk oder Dolomit zuzusetzen wie z. B. in der Patentschrift DD 281610A5 beschrieben.
Weiter ist es Stand der Technik Heizgas aus Briketts, aus Kokskohle und festem organischen Müll zu erzeugen. Die Offenlegungsschrift DE 2833731A1 beschreibt ein Verfahren dazu.
Die DE 2643636 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Briketts durch Kaltbrikettieren mit 4% bis 15% Bindemittel aus Pech oder Asphalt.
Die bekannten Brennstoffe und die Verfahren zur Verbrennung benötigen also einen stetigen Zuluft und Abluft-(Rauchgas) Strom mit dem Wärme der gewünschten Anwendung verloren geht.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennzelle für einen speziellen Brennraum zu gestalten, die es ermöglicht, einen Brennstoff kontinuierlich langsam und vollständig zu verbrennen, die entstehende Wärme direkt zu nutzen, ohne einen Abluft-Rauchstrom über einen Schornstein zu benötigen. Die Brennzelle soll in einem speziellen Brennraum nach einem Zündvorgang von unten selbstkontrolliert langsam von unten nach oben brennen. Durch die sehr langsame Verbrennung soll dann auch nur sehr wenig Luft zugeführt werden müssen.
Lösung
Gelöst wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Aus einem Gemisch von Kohlegrieß, Lehm, Kalk oder Dolomit und Wasser wird eine Brennzelle geformt. Die Brennzelle erhält in senkrechter Richtung Bohrungen, die durch den ganzen Körper reichen. Die Brennzelle wird getrocknet und ist dann ein stabiles Teil. Für die Funktion wird die Brennzelle in einem speziellen Brennraum von unten gezündet. Für z. B. eine runde Brennzelle besteht der Brennraum aus einem Rohr mit innerer Isolierung z. B. Schamott. Der Innenraum ist etwas größer als die Brennzelle z. B. um 5 bis 10 mm. Die Brennzelle wird mit Abstand über den Boden gehalten. Nach der Zündung wird die Luftzufuhr von unten geschlossen. Die Brennzelle ragt im Brennraum bis zum oberen Rand. Die minimale Luftzufuhr für die Brennzelle erfolgt durch die ringförmige Öffnung zwischen Brennzelle und Wand des Brennraumes von oben nach unten. Die Brennzelle glüht (brennt) langsam und kontinuierlich von unten nach oben. Ein Abzug ist nicht nötig.
Über die senkrechten Bohrungen durch die Brennzelle, im folgenden Brennröhren genannt, wird die entstehende Wärme nach oben abgestrahlt und auch durch leichte Konvektion übertragen. Die Brennzelle verbrennt ihren Brennstoff nahezu vollständig ohne Rußbildung in z. B. 8 Stunden. In dieser Zeit kann oberhalb der Brennzelle z. B. gekocht werden oder die Wärme z. B. zum Heizen genutzt werden. Die Brennzelle ist nach dem Abbrand immer noch ein stabiles Teil, das als ganzes aus dem Brennraum genommen werden kann.
Enthält die Brennzelle 2 kg Steinkohle, so entspricht das bei vollständiger Verbrennung einer Energie: Q = m × H = 2 × 30 (MJ).
Bei gleichmäßiger Energieabgabe über 8 Stunden und 100% Wirkungsgrad wird die Leistung N abgegeben von N = Q/t = (60 × 106)/(60 × 60 × 8) = 2 kW.
Dabei verbrennen in der Brennzelle pro Minute 2000/(8 × 60) = 4,2 g Steinkohle.
Für diese geringe Menge Verbrennungsmaterial und durch die Zusätze zur Steinkohle in der Brennzelle ist kein Abzug erforderlich. Die direkte Wärmeausnutzung bringt den hohen Wirkungsgrad.
Die ausgebrannte Brennzelle besteht aus Naturstoffen und kann im Garten wie Dünger verteilt werden.
Ausführungsbeispiel
Anhand der 1 wird eine mögliche Ausführung der Brennzelle erläutert. Die 1 zeigt:
1: Brennzelle in Draufsicht und als Schnittbild geschnitten entlang der Schnittlinie A, A'.
Zu 1: Ein Gemisch aus Steinkohlengrieß, Lehm, Kalk oder Dolomit und Wasser wird in einer Rundform durch Rütteln oder leichtes Pressen ausgeformt. Die äußere Form der Brennzelle (1) ist ein Zylinder mit z. B. wie in 1 gezeigt gleicher Länge wie Durchmesser. Die zylindrische Brennzelle (1) wird durch viele Brennröhren (2) (3) (4) usw. von unten nach oben durchzogen. Nach Zündung der Brennzelle (1) am unteren Ende im Brennraum wird die Luftzufuhr von unten unterbrochen. Die Brennzelle (1) glüht über viele Stunden von unten nach oben wobei die Kohle vollständig verbrennt. Die entstehende Wärme wird über die Brennröhren (2) (3) (4) usw. nach oben durch leichte Konvektion und Strahlung abgegeben. Sie kann mit darüber angeordnetem Kochgeschirr zum Kochen oder direkt zum Heizen verwendet werden. Wegen der langsamen Verbrennung und der beschriebenen Zusammensetzung der Brennzelle (1) ist ein kein Abzug für Rauchgase erforderlich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DD 281610 A5 [0004]
- DE 2833731 A1 [0005]
- DE 2643636 A [0006]

Claims

Brennzelle zur langsamen kontinuierlichen Verbrennung zur Gewinnung von Wärme zum Kochen oder Heizen insbesondere ohne oder mit minimalen Abluft-Rauchstrom in einem speziellen Brennraum dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch aus Kohlengrieß insbesondere Steinkohlengrieß, Lehm, Kalk oder Dolomit und Wasser zu einem Körper, der Brennzelle, mit senkrecht verlaufenden Brennröhren geformt wird und getrocknet wird.
Brennzelle nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Brennzelle ein Zylinder ist mit mehreren senkrechten Brennröhren weitgehend gleichmäßig über den Körper verteilt. Durchmesser und Länge des Zylinders bestimmen die Brenndauer und Leistung der Brennzelle. Z. B. Durchmesser 15 cm, Länge 15 cm, und 15 Brennröhren mit 1,2 cm Durchmesser führen zu einer über 8-stündigen Brenndauer.
Brennzelle nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Brennzelle durch einen Quader mit mehreren weitgehende gleichmäßig über den Körper verteilten Brennröhren ist.
Brennzellen nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Brennröhren statt rund eckig mit gleicher Querschnittsfläche sind.
Brennzelle nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Brennzelle in ihrer Mitte zusätzlich zu den Brennröhren eine senkrechte Öffnung in beliebiger Form mit größerem Querschnitt als die Brennröhren hat.
Brennzelle nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass statt Kohle ein anderer Brennstoff wie z. B. Sägemehl, Holzspäne, Holzkohle usw. oder ein Gemisch aus Kohle und anderen Brennstoffen wie z. B. organischen Bestandteilen oder Abfallstoffen verwendet wird.
Brennzelle nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass statt des Lehms ein Bindemittel wie z. B. Stärke, Harz oder Wachs verwendet wird.
Brennzelle aus einem Gemisch von Sägemehl oder Holzspänen und Kalk oder Dolomit (ohne Lehm) dadurch gekennzeichnet, dass die Brennzelle unter hohem Druck gepresst wird und dadurch das Lignin aus dem Holz als Bindemittel wirkt.