DE2117798A1 - Brenner für kleinstückigen festen Brennstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Brenner für kleinstückige Brennstoffe, wie Briketts oder Kohle. Insbesondere wird durch die Erfindung ein automatisch geschürter Brenner geschaffen, der für Haushaltheizung verwendet und leicht kontrolliert werden kann.

Es gibt viele wohlbekannte,feste Brennstoffe verwendende Brenner für industrielle Zwecke mit automatischen Schüreinrichtungen. Beispielsweise sind Kettenrostbrenner recht üblich,und es ist auch bekannt, Brenner vorzusehen, in denen eine Förderschnecke den Brennstoff einem feststehenden Rost zuführt. Die Kettenrosttype von Brennern ist verwickelt und teuer in seiner Konstruktion und ist tatsächlich für kleine Haushaltinstallationen nicht anwendbar. Schneckenbeschickte Brenner sind auch verhältnismässig verwickelt und ergeben

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Probleme bezüglich der Entfernung von unverbrannten Rückständen von den feststehenden Rosten. Der erfindungsgemässe Brenner hat einen Schürmechanismus, der besonders einfach, jedoch effektiv ist und der kontrollierte Verbrennung in sehr kleinen Installationen ermöglicht.

Gemäss der Erfindung wird ein automatisch geschürter Brenner für kleinstückige Brennstoffe geschaffen, der umfasst: einen aus einer Mehrzahl von aufrechten Scheibenelementen bestehenden Rost, dessen Scheibenelemente Seite an Seite angeordnet sind und Zwischenräume oder Spalte zwischen sich belassen für Luftströmung durch den Rost; einen Füllschacht, Vorratstrichter oder dergleichen zwecks Zuführung von Brennstoff zu dem Rost; Mittel zur Zuführung von Verbrennungsluft durch den Rost; und Mittel zur Drehung der Scheibeneleraente, so dass Brennstoff durch die oberen Teile der Scheibenelemente durch eine Verbrennungszone transportiert wird.

Die äusseren Teile der Scheibenelemente können aus in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Querstangen oder Balken bestehen, zwischen denen die Verbrennungsluft hindurchtritt. Diese äusseren Teile der Scheibenelemente können aneinander anstossen. Die Scheibenelemente können alternativ die Form von im allgemeinen ebenen Platten besitzen, deren äussere Teile im Abstand voneinander angeordnet sind.

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Die Verbrennungsluft kann durch den Rost durch einen Ventilator oder ein Gebläse hindurchgeschickt werden.

Zwecks besseren Verständnisses der Erfindung werden im folgenden ein besonderes Ausführungsbeispiel und eine mögliche Variation desselben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 ein etwas schematischer senkrechter Schnitt durch einen erfindungsgemässen Brenner;

Fig. 2 eine Vorderansicht des unteren Teiles des in Fig. 1 dargestellten Brenners;

Fig. 3 eine Seitenansicht des unteren Teiles des in Fig. 2 dargestellten Brenners;

Fig. 4 ein Querschnitt längs Linie 4-4 der Fig. 2; Fig. 5 ein Querschnitt längs Linie 5-5 der Fig. 4;

Fig. 6 ein fragmentarischer Schnitt durch einen Klinkenantriebsmechanismus zur Drehung des Brennerrostes}

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines der Scheibenelemente des Rostes;

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Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Anzahl von Scheiben , die zur Bildung einer alternativen Type vom Drehrost angeordnet sind; und ...

Fig. 9 ein Schnitt durch diesen alternativen Rost.

Der in den Figuren 1 bis 7 veranschaulichte Brenner umfasst einen Füllschacht oder -trichter 11, der mit festem, kleinstückigem Brennstoff 12 durch eine obere, durch einen entfernbaren Deckel 15 verschliessbare öffnung beschickt ist. Der Füllschacht liefert Brennstoff zu einem als Ganzes mit 13 bezeichneten drehbaren Rost.

Der Rost 13 setzt sich aus fünf Scheibenelementen 14 zusammen, die Seite an Seite längs einer zentralen Welle 16 angeordnet sind. Jedes Scheibenelement 14 umfasst einen ) Plattenteil 17 und eine Mehrzahl von Stangenteilen 18, weichletztere um den Umfang des Plattenteiles herum im Abstand voneinander angeordnet sind und in Querrichtung über beide Seiten des betreffenden Plattenteiles hervorstehen. Die Stangen 18 sind in Umfangerichtung so angeordnet, dass sie enge Spalten 19 zwischen sich freilassen. Jeder Plattenteil 17 ist mit einem zentralen Loch 21 versehen zur Aufnahme der Welle 16 und mit einem Paar .diametral gegenüber angeordneten Schlitzen 22 zwecks Eingriffs mit Vorsprüngen oder Keilen an der Welle.

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Pie fünf Scheibenelemente 14 sind auf der Welle so montiert, dass ihre äuaaeren Teile, d.h. die Stangen 18 aneinander anstossen. Der Eingriff der Keile 23 Kit den Schlitzen 22 kuppelt die Elemente 14 mit der Welle und hält die Blementt 14 so, dass ihre Stangen 18 Miteinander längs der Länge des Rostes ausgerichtet uind.

Rost 13 ist in eine» Gehäuse »it einer Boden« wand 24 und|Seitenwänden 26, 2? untergebracht« Die Welle ist

in an -den Seitenwänden 26, 27 vorgesehenen Buchsen 28, 29 drehbar und erstreckt sich durch dier Seitenwand 27 zu einem

äuaseren, m wobei die W< beschreiben

Kamin 33 en-

t eines gezahnten Klinkenrad 31 versehenen Ende, He über das Rad 31 durcjh einen, später noch zu

en Antriebsmechanismus angetrieben wird*

I »as den Rost aufnehmende Blechgehäuse erstreckt sich nach ölen über den Rost hinaus unter Bildung einer Verbrennungskammer 32, die durch einen Abzug, Heizschacht oder lüftet ist. Der Boden der Verbrennungskammer wird

durch eine horizontale Trennwand 34 gebildet, die sich zu einem gewölt ten, dicht am Umfang des Rostes 13 anliegenden und mit einem Randflansch 36 versehenen Träger 35 erstreckt, unterhalb des Rostes 13 ist das Gehäuse durch eine horizontale Ablenkplatte 37 unterteilt zwecks Bildung eines Lufteinlass-Schachtes 3β, durch den Luft der Unterseite des Rostes mittels •ines Ventilators oder Gebläses 39 zugeführt wird. Der Ventile-

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tor 39 saugt Luft aus der Atmosphäre an und bläst sie durch den Schacht 38. zur Unterseite des Rostes» wie dies durch die Pfeile AO angedeutet 1st. Die Luft bewegt sich nach oben durch den Rost hindurch und die Verbrennung erfolgt in einer Verbrennungszone 41, die sich längs der Oberseite des Rostes und an der Unterseite der Verbrennungskammer 32 erstreckt.

Der Ventilator 39 ist direkt mit einen elektrischen Antriebsmotor 42 gekuppelt, der auch den Rost mittels des Antriebsmechanismus und des Klinkenrades antreibt. Hehr im einzelnen? eine Stoßstange 43 steht an einem Ende alt dem Klinkenrad 31 in Singriff und ist an seinem anderen Ende mittels eines Gelenkzapfens 44 am Flansch 46 de}* Welle 47 eines vom Motor angetriebenen Getriebes 60 verbunden. Der Zapfen 44 ist exzentrisch am Flansch angebracht, so dass Drehung der Welle 47 Bewegung des Zapfens 44 auf einer Kreisbahn und Hin- und Herbewegung der Stange 43 bewirkt, wodurch dem Klinkenrad 43 kleine Drehschritte erteilt werden. Wie aus Fig· 6 ersichtlich, besteht die Stange 43 aus eines Hauptteil 43 und einem äusseren Endteil 50, der teleskopisch in dem Hauptteil, entgegen der Wirkung einer Feder 55 angebracht ist.

Sollte aus irgend einem Grunde der Rost gegen Drehung blockiert werden, so teleskop!ert der Arm 43 um die Bewegung des Exzenterzapfens 44 aufzunehmen und Beschädigung

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des Antriebsmechanismus zu verhindern. Der äussere Endteil der Stange 43 ist mit Zähnen 48 versehen, die engen Eingriff mit den Zähnen des Klinkenrades 31 bewirken. Ein federndes Klinkenblatt 49 erstreckt sich von einer Verankerung 51 in Eingriff mit dem Klinkenrad 31 und verhindert Rückwärtsbewegung des letzteren.

Ein elektrisches Solenoid 52 ist unterhalb der Stange 43 montiert und sein Plunger ist mit der Stange über eine Schraubendruckfeder 54 verbunden, so dass das Solenoid die Stange 43 aus der Eingriffsstellung mit dem Klinkenrad 31 bewegen kann. Soll das Solenoid betätigt werden, wenn die Zähne 48 der Stange 43 in vollem Eingriff mit den Zähnen des Klinkenrades 31 stehen, so wird die Stange nicht sofort angehoben, sondern die Feder 54 nimmt die Bewegung des Solenoids auf, worauf dann das Anheben der Stange erfolgt, wenn sie das nächste Mal durch die sich fortsetzende Drehung des Zapfens 44 zurückgezogen wird.

Die Verbrennungskammer 32 und der Heizschacht 33 sind von einem Wassertank 56 umgeben, in welch letzterem ein kleinerer Wassertank 57 um den Heizkamin 33 ausgebildet ist. Der Tank 56 liefert heieses Wasser für Haushaltszwecke. So kann beispielsweise das Wasser durch Heisswasserradiatoren , 53 durch eine Pumpe 58 in Ifialauf gesetzt werden. Der Tank 57 liefert heisses Wasser für Haushaltverwendung, wobei kaltes

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Wasser durch den Einlass 59 eintritt und heisses Wasser durch den Auslass 61 fen Tank 57 verlässt, von wo es zu normalen Heisswasserhähnen 62 fliessen kann.

Der kleinstückige Brennstoff 12 kann aus gebrochenen Briketts oder aus kleinen ganzen Briketts bestehen. Der Brennstoff wird dem oberen Teil des Rostes 13 zugeführt, während letzterer langsam durch die exzentrische Stange und den Klinkenmechanismus in Umdrehung versetzt und Luft aufwärts durch den Rost geblasen wird. Der obere Teil des Rostes trägt Brennstoff teilchen von dem Hals des Füllschachtes durch die

Verbrennungszone 41, wo die Brennstoffteile verbrannt werden in der Luft, die durch die Spalten 19 zwischen den Stangen der Rostscheibenelemente geblasen wird. Einige Verbrennungsrückstände fallen durch den Rost auf die Wand 37 und andere Rückstände sammeln sich am Boden 32 der Verbrennungskammer. Diese Rückstände können periodisch durch (nicht dargestellte) Seitenöffnungen entfernt werden.

Eine Anzahl von Rohren erstrecken eich quer durch die Verbrennungskammer 32, um Turbulenz der durch den Schacht 33 strömenden Gase zu erzeugen und dadurch eine vollkommende Verbrennung zu fördern. Diese Rohre verbinden die auf beiden Seiten der Verbrennungskammer befindlichen Teile des Tankes 56, sodass sie immer mit Wasser gefüllt sind. Dies unterstützt die Wärmeübertragung auf das Wasser und vermindert Hitzever-

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zerrung der Rohre. Hitzeverzerrung der Trennwand 64 zwischen dem Füllschacht und der Verbrennungskammer wird auch, verhindert durch eine geeignete Ausdehnung des Wassers 57 in dieselbe.

Pas Arbeiten des Brenners wird durch einen in dem Wassertank 57 angeordneten Thermostaten 66 kontrolliert. Der Thermostat 66 arbeitet in zwei Schritten, sodass er einen Schaltkreis schliessen kann, wenn er eine bestimmte Tempera* tür erreicht, und dass er einen zweiten Schaltkreis schliessen kann, wenn die Temperatur weiterhin zu einer zweiten Temperatur ansteigt. Der erste Schaltkreis umfasst das elektrische

Solenoid 52! und der zweite Schaltkreis kontrolliert das Arbeiten des

elektrischen Motors 42. Die Anordnung 1st so, dass

Eingriff mi

wenn der Thermostat 66 eine vorbestimmte Temperatur erreicht, das Solenoll 52 in Tätigkeit tritt, um die Stange 43 aus dem t dem drehbaren Rad 31 zu heben und dadurch die

Drehung des! Rostes 13 anzuhalten. Der Ventilator bläst weiter Luft durch den Rost, sodass Brennstoffrückstände auf dem Grad verbrannt wprden. Die weitere Verbrennung des Brennstoffes bewirkt Ansteigen der Temperatur des Wassers im Tank 57, und wenn die Temperatur.des Thermostaten 66 weitere 3° C angestiegen ist, so hält die zweite Stufe der Betätigung des Thermostaten den elektrischen Motor 42 an, wodurch auch der Ventilator angehalten wird. Der Brenner bleibt dann im Stillstand, bis der Thermostat 66 zu der eingestellten Temperatur abfällt,

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worauf sowohl der Rost als auch der Ventilator wieder, angetrieben werden.

Während des Stillstandes sickert atmosphärische Luft durch ein Rohr 47 zum Brennstoff am Hals des Füllschachtes.ein, um einige Teilchen des Brennstoffes helssglühend zu halten und als Zündmaterial für neuen Brennstoff beim Wiederanlassen der Brennstoffzufuhr zu dienen. Ein Klappenventil 68 1st am Einlassende des Rohres 67 montiert, um dieses atmosphärische Durchsickern * abzuschliessen, wenn der Ventilator wieder in Gang gesetzt wird.

Es ergab sich, dass der veranschaulichte Brenner mit sehr niedrigen Brennstoffzuführungsgeschwindigkeiten arbeiten und die Betätigung sehr genau kontrolliert werden kann. Es er» gab sich fernerhin, dass vollständige Verbrennung in praktisch allen Brennstoffteilchen erfolgt unter Zurücklassung einer beachtlich kleinen Menge von unverbrannten Rückständen. Die einzelnen Scheibenelemente des Rostes sind lose längs der Welle 16 zwischen den Lagerbuchsen 27, 28 montiert und können sich somit frei unter dem Einfluss der hohen Temperaturen, denen sie ausgesetzt sind, verziehen.

Eine abgeänderte Form des Rostes ist in den Figuren 8 und 9 veranschaulicht. In diesem Falle wird der Rost durch flache plattenförmige Scheiben 71 gebildet, die Seite an Seite längs der Welle 16 angeordnet sind· Sine Anzahl von Vor Sprüngen

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72 sind auf einer Seite jeder Platte und anschliessend an den Susseren Umfang derselben ausgebildet. Diese Vorsprünge halten die Platten in engen, zueinander parallelen Lagen, sodass die von dem Ventilator gelieferte Luft nach oben durch die Zwischenräume zwischen den Platten hindurchtreten kann. In diesem Falle werden die Brennstoffteilchen durch die Verbrennungszone durch die oberen Kanten der Scheiben des Rostes gefördert. Wie in Fig. 8 gezeigt, sind die Scheiben an ihren Rändern mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten zahnartigen Vorsprüngen 73 versehen, die zwischen sich segmentförmige Zwischenräume 74 belassen. Die Scheiben sind in Gruppen so angeordnet, dass längs der Länge des Rostes die Zähne 73 verschiedene Gruppen gegeneinander versetzt sind. Diese Anordnung ist vorgesehen, um die Lieferung einer abgemessenen Menge von Brennstoff zu erleichtern, ohne Rücksicht auf die Teilchengrösse, in dem nämlich der Brennstoff in den segmentalen Zwischenräumen 74 gesammelt und in feststehenden Quantitäten der Verbrennungszone zugeführt wird*: Die Versetzung der segmentalen Zwischenräume, längs der Länge des Rostes dient dazu, irgendwelche Ansammlung des kleinteiligen BreDnstoffes aufzubrechen und Blockierung oder Packen des Brennstoffes am Hals des Füllschachtes zu verhindern.

Während die Erfindung besonders in Bezug auf die Ver wendung beider Verbrennung von Brikettmaterial, einem in dem australischen Staat Viktoria allgemein zur Verfügung stehen-

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den Materials ,beschrieben worden ist, so können selbstverständlich in anderen Regionen, wo andere Brennstoffe .allgemein zur Verfügung stehen, solche Brennstoffe in zerteilter Form verbrannt werden. Fernerhin ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern lässt viele Abänderungen, Variationen und Anpassungen zu, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung und dem Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche abzuweichen.

Ansprüche

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Claims (1)

1. -■13 -

   Ansprüche

   Automatisch geschürter Brenner für kleinstückiges Material mit einem Rost, einem Füllschacht zur Lieferung von Brennstoff zu dem Rost, Mitteln zur Förderung von Verbrennungsluft durchcden Rost und Antriebsmitteln zur Bewegung des Rostes zwecks Förderung des Brennstoffes durch eine Verbrennungszone, dadurch gekennzeichnet , dass der Rost (13) aus einer Mehrzahl von aufrechten Scheibenelementen (14) besteht, die Seite an Seite angeordnet sind und zwischen sich Zwischenräume für die Strömung von Luft durch den Rost belassen, und dass die Antriebsmittel (31, 43, 44, 46, 47) die Scheibenelemente (14)

   stoff durcl ι die oberen Teile der Soheibenelemente durch die

   ■ »

   Verbrennungszone (41). j

   zeich (14) aus neten nungsluft

   in Umdrehung versetzen unter Beförderung von Brenn-

   Brenner nach Anspruch 1, dadurch- g e k e η η -

   e t , dass die oberen Teile der Scheibenelemente η Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeord-Querätangen (18) bestehen, zwischen denen die Verbren-1 indurchtritt.

   Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekenn

   zeichnet, dass die äusseren Teile (18) der Scheibenelemente aneinander anliegen.

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   ORIGINAL INSPECTED

   4. Brenner nach Anspruch 3$ dadurch g e k e η η -ζ e i ch net , dass jedes Scheibenelement reine Platte (17) aufweist und dass die betreffenden Stangen (18) im Abstand voneinander um den Umfang der Platte (17) angeordnet sind und nach beiden Seiten über die Platte (17) hervorstehen.

   5. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenelemente (71) aus im allgemeinen ebenen Platten bestehen, die mit engem Zwischenraum parallel zueinander angeordnet sind unter Belassung von Zwischenräumen zwischen ihren äusseren Teilen.

   6. Brenner nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (71) mit Vorsprüngen (72) versehen sind, die als Abstandshalter dienen, um die Platten

   zwecks Schaffung der Zwischenräume im Abstand Voneinander zu halten.

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   fS

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