DE2721213C2

DE2721213C2 - Ofen für feste Abfallbrennstoffe

Info

Publication number: DE2721213C2
Application number: DE2721213A
Authority: DE
Inventors: Josef 8399 Ruhstorf Probsteder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-11
Filing date: 1977-05-11
Publication date: 1978-09-28
Also published as: FR2390676A1; GB1569536A; DE2721213B1; CA1059378A; US4218980A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ölen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art

Stroh hat einen Heizwert von etwa 3400 kcal/kg, d h. ein kg Stroh entspricht dem Energiewert von 0361 Heizöl. Ein Großrundballen Stroh von etwa 500 kg

ersetzt somit etwa 1801 Heizöl. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich bei Abfallholz, beispielsweise Reisig. In Zeiten ständig wachsender Energieknappheit gewinnt deshalb die Verwertung derartiger Abfälle zur Energieerzeugung zunehmend an Bedeutung.

}·> Gerade in land- und forstwirtschaftlichen Betrieben stehen derartige Abfälle jedoch reichlich zur Verfügung. Nennenswerte Transportkosten fallen damit nicht an. Andererseits besteht in landwirtschaftlichen Betrieben ein beträchtlicher Wärmeverbrauch. Insbesondere zur

ίο Getreide-, Mais- und Grünfuttertrocknung, aber auch zur Beheizung von großen Räumen, wie Stallungen, sind erhebliche Wärmemengen erforderlich. Das Bedürfnis nach für land- und forstwirtschaftliche Abfälle geeignete öfen ist also hier besonders groß.

Ein Ofen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, der insbesondere zur Verbrennung von Strohgroßballen bestimmt ist ist bereits bekannt. Die Vorrichtung zur Absaugung der vollständig verbrannten Gase bildet dabei ein Ventilator, der mit der

so Nachverbrennungskammer über einen Stutzen verbunden ist. Die Temperatur der aus der Nachverbrennungskammer durch den Ventilator strömenden, verbrannten Gase beträgt etwa 800⁰C. Derartig hohen Temperaturen vermag der Ventilator allerdings nur kurze Zeit standzuhalten. Demgemäß hat sich in der Praxis herausgestellt daß schon nach verhältnismäßig kurzer Betriebsdauer der Ventilator des bekannten Ofens zerstört und damit der Ofen betriebsunfähig war.

Der Füllschacht des bekannten Ofens ist durch einen

Zylinder gebildet der unten durch den Boden und oben lediglich durch einen Deckel abgeschlossen ist. Ein Nachfüllen von Brennstoffen bzw. Strohgroßballen während des Brandes ist bei diesem Ofen daher nicht möglich. Vor dem erneuten Füllen des Ofens ist man

i.^r> deshalb gezwungen, die Füllung ausbrennen und den Ofen erkalten zu lassen. Der Ofen muß daher verhältnismäßig oft und lange außer Betrieb gesetzt werden, was gleichfalls unerwünscht sein kann.

Die Zuführung von Verbrennungserstluft erfolgt bei dem bekannten Ofen durch seitliche Öffnungen in der Wandung des Füllschachtes, die mit der Atmosphäre in Verbindung stehen. Die Öffnungen können zur Regulierung der Menge der zuzuführenden Verbrennungserstluft beispielsweise durch Stopfen verschlossen werden. Zur Absaugung der Verbrennung- und Schwelgase in die Nachverbrennungskammer ist unterhalb der Verbrennungs- und Schwelzone eine axial zum Füllschacht angeordnete Öffnung oberhalb der Nachverbrennungskammer vorgesehen. Diese Öffnung ist mit einer Haube abgedeckt, um zu verhindern, daß Asche in die Nachverbrennungskammer gelangen kann.

Die Verbrennungserstluft strömt damit bevorzugt von den seitlichen Öffnungen in der Wandung des is Füllschachtes zu der mittleren, oberhalb der Verbrennungskammer angeordneten, mit der Haube abgedeckten Öffnung hin. Um zu erreichen, daß die Verbrennungserstluft den unteren Teil der Füllung, also auf ihrem Weg von den seitlichen Öffnungen zur mittleren Öffnung hin die Verbrennungs- und Schwelzone in einem möglichst langen Weg durchströmt, sind die seitlichen Offnungen oberhalb der Verbrennungs- und Schwelzone in der Wandung des Füllschachtes vorgesehen. Infolgedessen brennt zu Beginn der Inbetriebnah- 2s me der seitliche, untere Teil der Füllung verhältnismäßig rasch ab, so daß sich ein aus unverbranntem Brennstoff bzw. Stroh bestehender Kegel bildet, dessen nach unten gerichtete Spitze über der über der Absaugöffnung angeordneten Haube liegt, wodurch ein weiteres Abbrennen der Füllung an dieser Stelle erschwert ist. Dies hat als weiteren Nachteil des bekannten Ofens Air Folge, daß große Schwankungen in der Heizleistung während der Inbetriebnahme auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ofen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art weiter zu verbessern.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen erreicht Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den restlichen Ansprüchen zu entnehmen.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

Die zur Absaugung in dem Absaugrohr vorgesehene, von dem schnellströmenden Gas, beispielsweise durch einen Kompressor erzeugte Druckluft, beaufschlagte Düse ist gegenüber den Temperaturen des abgesaugten, dem Verbraucher zuströmenden Gas hitzeunempfindlich. Betriebsstörungen durch die Absaugvorrichtung sind daher beim erfindungsgemäßen Ofen ausgeschlos- so sen.

Ein Nachfüllen von Brennstoff ist durch den Schieber im Füllschacht auch während des Brandes sichergestellt Schließlich wird durch die über den gesamten Umfang des Füllschachtes verteilten, in Höhe der Verbrennungs- und Schwelzone angeordneten und mit Druckluft beschickten sowie gegebenenfalls durch die gleichfalls mit Druckluft beschickten, in der Spitze jedes Stützpfeilers angeordneten Öffnungen ein gleichmäßiges Abbrennen des unteren Teils der Füllung gewährlei- mi stet

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert Es zeigen, jeweils schematisch

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Ofens mit teilweise weggebrochener Füllschachtwan- b> dung und

F i g. 2 einen Schnitt durch den Ofen entlang der Linie Il nach F ig. 1.

Gemäß F i g. 1 weist der erfindungsgemäße Ofen einen Füllschacht 1 auf, der durch einen Blechzylinder gebildet sein kann und dessen unterer erweiterter Teil den Brennraum 2 darstellt Der Füllschacht 1 ist unten durch einen aus feuerfestem Stein, beispielsweise Schamotte, bestehenden Boden 3 und oben durch einen Deckel 4 abgeschlossen.

Der Deckel 4 kann über ein über eine an einem Ausleger S befestigte Umlenkrolle 6 geführtes Seil betätigt werden. Er ist an einer Achse 8 an» oberen Ende des Füllschachtes I verschwenkbar angelenkt

Zwischen dem Brennraum 2 und dem Deckel 4 ist etwa in halber Höhe des Füllschachts 1 ein in F i g. 1 gestrichelt dargestellter Schieber 9 vorgesehen, dessen Durchmesser dem inneren Durchmesser des Füllschachtes 1 entspricht so daß der Brennraum 2 bei geöffnetem Deckel 4 nach oben hin durch den Schieber 9 abgeschlossen werden kann. Der Schieber 9 ist mittels an ihm befestigten Laufrollen 10 in einer Führungsschiene verfahrbar und kann durch eine über eine am Füllschacht 1 befestigte Umlenkrolle 12 mittels einer am Schieber 9 bei 13 angreifenden Kette 14 betätigt werden, beispielsweise durch einen nicht dargestellten Elektromotor.

Am Boden 3 des Füllschachtes 1 sind zur Aufnahme gepreßter Abfallbrennstoffe, wie Großrundballen aus Stroh, mehrere Pfeiler 15 angeordnet Die Pfeiler 15 bestehen ebenfalls aus feuerfestem Stein, wie Schamotte. Statt oder zusätzlich zu den Pfeilern 15 kann sich, wie in Fig.2 durch gestrichelte Linien angedeutet, eine Rohrschlange 16 über den gesamten Querschnitt des Füllschachtes 1 erstrecken, durch die ein Kühlmittel, insbesondere Wasser, strömt, wie schematisch durch die beiden Pfeile in F i g. 2 wiedergegeben.

Die Rohrschlange 16 dient zur Aufnahme lockerer, also ungepreßter Abfallbrennstoffe, wie Reisig, Ringe oder Scheitholz.

Die Pfeiler 15 erstrecken sich nahezu bis zur Höhe von Öffnungen 17 in der ebenfalls aus feuerfestem Stein, beispielsweise Schamotte, bestehenden Seitenwandung 18 des Brennraumes 2 des Füllschachtes 1. Falls vorgesehen, befindet sich die Rohrschlange 16 in gleicher Höhe wie die oberen Enden der Pfeiler 15.

Durch die Öffnungen 17 in der Seiten wandung 18 des Brennraums 2 wird die Verbrennungserstluft der Verbrennungs- und Schwelzone im Brennraum 2 zugeführt Dazu sind die Öffnungen 17 mit einer Ringleitung 19 verbunden, die außen um den Füllschacht 1 bzw. den Brennraum 2 herumgeführt ist und über eine Leitung 20 und eine Abzweigung 21 mit einer Druckluftquelle 22, beispielsweise einem Kompressor, in Verbindung steht

Die Pfeiler 15 sind an ihrem oberen Ende jeweils mit einer Spitze versehen. Auf diesen Spitzen liegt die Befüllung auf, also beispielsweise der in den Füllschacht 1 eingebrachte Strohballen. An den Berührungsstellen zwischen dem Strohballen und den Spitzen der Pfeiler 15 entstehen damit Bereiche, bei denen die Zuführung von Verbrennungserstluft erschwert ist. Es hat sich daher als vorteilhaft erwiesen, auch an den Spitzen der Pfeiler 15 Öffnungen 23 vorzusehen, durch die Verbrennungserstluft der Verbrennungs- und Schwelzone im Brennraum 2 zuströmt. Die Öffnungen 23 in den Pfeilern 15 können dabei gleichfalls mit der Druckluftque"e 22 über nicht dargestellte Leitungen verbunden sein.

Unmittelbar über dem Boden 3 des Füllschachtes 1 bzw. Brennraumes 2 ist eine durch einen Kanal 24

gebildete Nachverbrennungskammer angeordnet. Die Wandung des Kanals 24 besteht ebenfalls aus feuerfestem Stein, wie Schamotte. Er erstreckt sich nahezu über die gesamte Breite des Bodens 3 und ist mit seitlichen Schlitzen 25 versehen.

In der Mitte des Bodens 3 des Brennraumes 2 mündet über eine öffnung 26 eine Leitung 27 ein. Durch die Leitung 27 wird der Nachverbrennungskammer bzw. dem Kanal 24 die Verbrennungszweitluft zugeführt, und zwar über die Abzweigung 21 von der Druckluftquelle 22. Um den Druckluftdurchsatz für die Verbrennungszweitluft regeln zu können, ist in der Leitung 27 ein Schieber oder Ventil 28 vorgesehen. Ein solcher Schieber bzw. ein solches Ventil ist zweckmäßigerweise auch der Leitung 20 zu der Ringleitung 19 vorgeschaltet, in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt.

Durch die Seitenwandung 18 des Brennraumes 2 ragt in die Nachverbrennungskammer bzw. den Kanal 24 ein Absaugrohr 29, durch das die in der Nachverbrennungskammer vollständig verbrannten Gase dem Verbraucher zugeführt werden. Dazu weist das Absaugrohr 29 einen verengten Abschnitt 30 auf. In Richtung der abströmenden Gase, welche in Fig. 2 durch einen Pfeil wiedergegeben sind, wird über eine im Absaugrohr 29 koaxial angeordnete Düse 31 dem verengten Abschnitt 30 ein schnellströmendes Gas, beispielsweise Druckluft, zugeführt, und zwar über eine Leitung 32, die beispielsweise an einen nicht dargestellten Kompressor angeschlossen sein kann. Das durch die Düse 31 strömende Gas, wie Druckluft, reißt dann die im Absaugrohr 29 befindlichen, verbrannten Gase mit sich und erzeugt auf diese Weise im Verbrennungsraum bzw. Kanal 24 einen Unterdruck, der zur Absaugung der im Brennraum 2 entstandenen Verbrennungs- und Schwelgase in den Verbrennungsraum bzw. Kanal 24 führt.

Im Betrieb arbeitet der Ofen folgendermaßen:

Nach dem öffnen des Deckels 4 und Herausziehen des Schiebers 9 aus dem Füllraum 1 wird der Füllraum 1 beispielsweise mit zwei Großrundballen Stroh gefüllt. Nach Inbrandsetzung wird über die öffnungen 17 und gegebenenfalls 23 dem Brennraum 2 Verbrennungserstluft und über die öffnung 26 dem Nachverbrennungsraum bzw. Kanal 24 Verbrennungszweitluft zugeführt. Auch wird die Düse 31 mit einem schnellströmenden Gas beaufschlagt.

Über den Pfeilern 15 bzw. der Rohrschlange 16 bildet sich eine Verbrennungs- und Schwelzone aus, wobei aus dem Brenngut beispielsweise Holzessig, Phenole oder andere brennbare Gase durch die Hitze ausgetrieben werden. Durch den durch die Düse 31 erzeugten Sog werden diese unvollständig verbrannten Gase bzw Dämpfe durch die öffnungen 25 in die Nachverbren nungskammer bzw. in den Kanal 24 gesaugt.

In dem Kanal 24 findet dann die Nachverbrennung statt, die durch Einstellung der Druckluftzufuhr mittels des Ventils oder Schiebers 28 gesteuert werden kann. Die völlig verbrannten Gase strömen sodann über das Absaugrohr 29 dem Verbraucher zu, beispielsweise

ίο einer Getreideirocknungsanlage.

Gleichzeitig sinkt der Abfallbrennstoff im Füllschacht nach unten. Sobald die Füllung, also beispielsweise der obere der beiden Großrundballen aus Stroh, unter die Höhe des Schiebers 9 abgesunken ist, wird der Brennraum 2 gegenüber dem oberen Abschnitt des Füllschachts 1 durch den Schieber 9 verschlossen, dei Deckel 4 geöffnet, der obere Abschnitt des Füllschachtes 1 über den Schieber 9 mit einer neuen Füllung, also beispielsweise einem neuen Großrundballen aus Stroh.

befüllt, sodann der Deckel 4 geschlossen, worauf nach Herausziehen des Schiebers 9 aus dem Füllschacht 1 die neue Füllung in den Brennraum 2 gelangt. Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße Ofen kontinuierlich befüllt werden, braucht also nicht stillgesetzt zu werden.

Um feststellen zu können, wann die Füllung über die Höhe des Schiebers 9 abgesunken ist, ist am Füllschachi 1 unterhalb des Schiebers 9 eine Anzeigevorrichtung vorgesehen. Diese besteht im wesentlichen aus einem am Füllschacht 1 angelenkten Winkelhebel, dessen erster, in F i g. I gestrichelt wiedergegebener Hebelarm 33 im Füllschacht 1 angeordnet ist und dessen zweiter sich aus dem Füllschacht 1 erstreckender Hebelarm 34 ein Rückstellgewicht 35 trägt

Ist der Hebelarm 33 belastet, also in Höhe des

Hebelarmes 33 Brenngut vorhanden, so erstreckt sich der Hebelarm 33 mit seinem freien Ende zwischen Brenngut und der Wandung des Brennraumes 2 nach unten, während der zweite Hebelarm 34 mit dem Rückstellgewicht 35 sich im wesentlichen waagerecht vom Füllschacht 1 weg erstreckt Befindet sich dagegen in Höhe des Hebelarmes 33 kein Brenngut im Brennraum 2, so ragt der Hebelarm 33 waagerecht in den Füllschacht 1 hinein, und der Hebelarm 34 mit dem Rückstellgewicht 35 nach unten. Die Stellung des außen am Füllschacht 1 angeordneten Hebelarmes 34 bzw. des Gewichtes 35 gibt also an, ob sich in Höhe des Hebelarmes 33 im Innern des Füllschachtes 1 Brenngut befindet oder nicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ofen für feste Abfailbrennstoffe, insbesondere für Stroh oder Abfajlhol?, wie Reisig, mit einem über einer Nachverbrennungskammer angeordneten, den Brennstoff _ aufnehmenden, verschließbaren Füllschacht, einer Vorrichtung zur Zuführung von Verbrennungserstluft zu einer unmittelbar über der Nachverbrennungskammer liegenden Verbrennungs- und Schwelzone, einer Vorrichtung zur Zuführung von Verbrennungszweitluft zu der Nachverbrennungskammer und mit einer an die Nachverbrennungskammer angeschlossenen Vorrichtung zur Absaugung der vollständig verbrannten Gase, dadurch gekennzeichnet, daß zur Absaugung der vollständig verbrannten Gase ein Absaugrohr (29) mit einem verengten Abschnitt (10) vorgesehen ist, dem durch eine Düse (31) in Richtung der abströmenden, verbrannten Gase ein schnellströmendes Gas zugeführt wird

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugrohr (29) an eine Nachverbrennungskammer angeschlossen ist, die aus einem sich nahezu über die gesamte Breite des Füllschachtes (1) erstreckenden Kanal (24) gebildet ist, der über seine gesamte Länge verteilte, seitliche öffnungen (25) für die aus der Verbrennungs- und Schwelzone abzusaugenden, noch brennbaren Gase aufweist

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung der Verbrennungserstluft um den Füllschacht (I) eine waagerechte Ringleitung (19) verläuft, die einerseits mit einer Druckluftquelle (22) und andererseits über, über den gesamten Umfang der Ringleitung (19) verteilte, auf die Verbrennungs- und Schwelzone zu gerichtete Offnungen (17) mit dem Innenraum des Füllschachtes (1) verbunden ist, wobei der Druckluftdurchsatz regulierbar ist

4. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für zu Ballen gepreßte Abfallbrennstoffe, wie Strohballen, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Innenraumes des Füllschachtes (1) sich nahezu bis zur Höhe der Offnungen (17) der Ringleitung (19) erstreckende Pfeiler (15) zur Aufnahme der gepreßten Abfallbrennstoffe bzw. Strohballen vorgesehen sind

5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pfeiler (15) an seinem oberen Ende mit einer Spitze versehen ist, die eine öffnung (23) aufweist, durch die der Verbrennungs- und Schwelzone mittels der Druckluftquelle (22) weitere Verbrennungserstluft zugeführt wird.

6. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für lockeren, ungepreßten Abfallbrennstoff, wie Reisig, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Füllschachtes (1) in Höhe der öffnungen (17) der Ringleitung (19) eine sich nahezu über den gesamten Querschnitt des Füllschachtes (1) erstreckende, waagerechte Rohrschlange (16) vorgesehen ist, die von einem Kühlmittel durchströmt wird

7. Ofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand über der Verbrennungs- und Schwelzone im Füllschacht (1) ein sich über dessen gesamten Querschnitt erstrekkender, waagerecht angeordneter Schieber (9) vorgesehen ist

8. Ofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schieber etwa in der Mitte zwischen der Verbrennungs- und Schwelzone sowie dem oberen, verschließbaren Ende (4) des Füllschachtes (1) angeordnet ist

9. Ofen nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schiebers (9) am Füllschacht (1) ein Winkelhebel (33,34) angelenkt ist, dessen erster Hebelarm (33) im Füllschacht (1) angeordnet ist und dessen zweiter sich aus dem Füllschacht (1) erstreckender Hebelarm (34) ein Rückstellgewicht (35) trägt, wobei bei Belastung des ersten Hebelarmes (33) durch Abfallbrennstoff der erste Hebelarm (33) mit seinem freien Ende sich nach unten und der zweite Hebelarm (34) mit dem Rückstellgewicht (35) sich im wesentlichen waagerecht vom Füllschacht (1) weg erstreckt während im unbelasteten Zustand der erste Hebelarm (33) waagerecht in den Füllschacht (1) und der zweite Hebelarm (34) mit dem Rückstellgewicht (35) mit seinem freien Ende nach unten ragt