DE2804968A1

DE2804968A1 - Verfahren zum verbrennen fester brennstoffe, heizanlage zur durchfuehrung dieses verfahrens und verwendung der heizanlage

Info

Publication number: DE2804968A1
Application number: DE19782804968
Authority: DE
Inventors: Hans Staehli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-02-25
Filing date: 1978-02-06
Publication date: 1978-08-31
Also published as: CH620979A5; NO780621L; SE7801937L; FI780548A; FR2381965A1

Description

Hans Stähli Hünibach / Schweiz

Verfahren zum Verbrennen fester Brennstoffe, Heizanlage zur Durchführung dieses Verfahrens und Verwendung der Heizanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Heizanlage zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere von Holz und Holzabfällen, wobei die Brennstoffe in eine Brennkammer eingebracht werden, in welcher über den Brennstoffen ein Brennraum gebildet ist, in welchen Brennluft gefördert wird.

Bei einer bekannten Heizanlage dieser Art mit oberem Abbrand muss das Brennmaterial in ganz bestimmter, zerkleinerter und verdichteter Form verwendet werden, was den Betrieb erheblich erschwert (DT-PS 905 780).

Bei einer weiteren bekannten Anlage mit oberem Abbrand braucht zwar der Brennstoff nicht in bestimmter Form vorbereitet zu werden, aber es können jeweils nur kleine Mengen von Brennmaterial auf einmal eingebracht werden (DT-PS 330 281).

Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage vorzusehen, die verschiedenste Brennstoffe, insbesondere Holzabfälle wie Späne, Sägemehl aber auch grössere Holzstücke und Ge-

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mische von solchen Stoffen praktisch rauch- und russfrei vollständig zu verbrennen gestatten, und dabei die Bedingungen während des Abbrandes grösserer Mengen von Brennstoff über längere Zeiten praktisch gleich zu halten. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Absenken einer Abdekkung der Brennkammer von oben oder Nachschieben des Brennstoffes von unten stets ein gleichartiger Brennraum mit optimaler Verbrennung erhalten bleibt. Dabei kann der Brennraum stets relativ klein bleiben und dank relativ hoher Luftgeschwindkigkeiten kann die Asche besonders beim Verbrennen feinen Materials weitgehend als Flugasche abgeführt werden.

Die erfindungsgemässe Heizanlage ist gekennzeichnet durch eine Brennkammer, in welche Brennstoff eingebracht werden kann und durch eine die Brennkammer oben abschliessende, über dem Brennstoff einen Brennraum bildende Haube, durch welche Verbrennungsluft von oben zugeführt wird und durch welche Verbrennungsgase und Flugasche nach oben austreten können.

Anhand der Zeichnung, die einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Heizanlage zeigt, wird die Erfindung eingehender erläutert.

Die dargestellte Anlage weist eine zylindrische, aufrecht stehende Brennkammer 1 auf, die unten mit einem Rost 2 und einer Aschentüre 3 versehen ist. Die Wandung des Brennraumes ist in der für Heizkessel üblichen Art doppelwandig ausgebildet. Seitlich am Brennraum 1 ist ein Aschenfangschacht 4 angebaut, der ebenfalls

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einen doppelwandigen Mantel hat und als Wärmeaustauscher dient.

Eine Trennwand 5 im Aschenfangschacht 4 dient der Führung der Rauchgase vom oberen Ende des Brennraumes 1 nach unten und dann wieder nach oben zum Rauchrohr 6. Am unteren Ende des Aschenfangschachtes 4 befindet sich ein Putzdeckel 7, durch welchen abgelagerte Asche entfernt werden kann. Die Heizanlage weist einen Rücklauf 8 und einen Vorlauf 9 auf.

Die Anlage weist eine Zuleitung 10 für Brennluft auf, durch die von einem Gebläse 11 Brennluft in die Brennkammer eingeleitet werden kann. Die Einführung der Brennluft erfolgt durch ein Teleskoprohr 12, das in der Länge veränderbar ist. Xm aufsteigenden Ast der Leitung 10 befindet sich ein Gelenk 10a, um welches der obere Teil mit dem Teleskoprohr 12 gegenüber dem unteren, mit dem Gebläse 11 verbundenen Teil gedreht werden kann. Das Teleskoprohr 12 ragt mit seinem untersten Teil durch eine Haube 13 durch und ist mit derselben verbunden. Innerhalb der Haube 13 weist das Teleskoprohr 12 einen Gebläsekopf oder eine Düse 14 auf, welche an der unteren Stirnfläche und an der Mantelfläche Austrittsöffnungen aufweist. Mittels einer Seilwinde 15 kann über eine Umlenkrolle 16 das Teleskoprohr 12 mit der Haube 13 und der Düse 14 aus der Brennkammer 1 nach oben ausgehoben werden. Dann können diese Teile zusammen mit einem schematisch angedeuteten Deckel la der Brennkammer um das Gelenk 10a der Brennluftleitung 10 seitlich verschwenkt werden, um die obere Oeffnung der Brennkammer zum Nachfüllen von Brennstoff zugänglich zu machen.

Die Zeichnung zeigt eine normale Betriebsstellung, in welcher die Haube 13 mit ihrem unteren Rand auf dem Brennstoff, bzw. Brenn-

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s toff gemisch aufliegt- Aus der Düse 14 tritt die vom Gebläse 11 geförderte Brennluft nach unten als Primärluft und zur Seite als Sekundärluft aus* Es erfolgt dabei eine Verbrennung in einer kraterartigen Mulde des Brennstoffes, wobei eine praktisch vollständige Verbrennung erfolgt und wobei die Verbrennungsgase zusammen mit Flugasche über der Düse 14 durch die obere Oeffnung der Haube 13 austreten. Die Verbrennungsgase mit der Flugasche treten dann oben aus der Brennkammer in den Abscheider über und verlassen die Heizanlage schliesslich durch das Rauchrohr 6, Die Flugasche sammelt sich im unteren Teil des Abscheiders 4 an und kann von dort periodisch entfernt werden. Mit fortschreitendem Abbrand des Brennstoffs senkt sich die Haube 13 mit der Düse 14 unter.dem Eigengewicht ab und liegt somit dauernd auf dem Brennstoff auf, so dass unter der Haube ein begrenzter Brennraum gebildet ist, in welchem die erwähnte vollständige Verbrennung stattfindet. Das Verhältnis von Primärluft zu Sekundärluft kann vorzugsweise etwa 1 zu 2 betragen.

Die Regelung der Brennerleistung erfolgt durch Veränderung der zugefuhren Luftmenge. So kann beispielsweise das Gebläse mittels eines Thermostaten auf zwei Stufen geregelt werden, wobei die untere Stufe so gewählt ist, dass die Heizleistung nicht ganz genügt, während bei der oberen Stufe eine zu hohe Heizleistung auftritt. In dieser Weise kann in einem genügenden Bereiche geregelt werden, ohne dass die Verbrennung unterbrochen werden müsste. Dank des Dauerbetriebes kann in keiner Phase unvollständige Verbrennung und Rauch- oder Russbildung eintreten.

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Ist der Brennstoffvorrat in der Brennkammer 1 aufgebraucht, schaltet ein besonderer Thermostat das Gebläse 11 aus. Zum Nachfüllen von Brennstoff wird nun mittels der Winde 15 die Haube 13 mit der Düse 14 nach oben gezogen und mit dem Deckel la von der Brennkammer abgehoben. Diese Teile werden dann in der oben bereits erwähnten Weise weggeschwenkt, so dass von oben neuer Brennstoff eingefüllt werden kann. Auf diesen Brennstoff wird nun brennendes Material als Zündsatz aufgelegt und dann der Deckel la mit der Haube 13 wieder über die Brennkammer geschwenkt und abgesenkt. Nach dem Schliessen des Deckels wird die Brennluftzufuhr wieder eingeschaltet und die Verbrennung setzt in der oben beschriebenen Weise ein. Die Brenndauer kann pro Füllung, je nach Höhe der Brennkammer, Brennmaterial und Belastung ohne weiteres bis zu 18 Stunden betragen.

Es wäre auch möglich, die Haube 13 mit der Düse 14 am oberen Ende der Brennkammer fest anzuordnen und das Brennmateiral stets von unten nachzuschieben. Dieses Nachschieben kann entweder intermittierend mit einem kolbenartigen Huborgan oder aber gegebenenfalls kontinuierlich mit einer Förderschnecke erfolgen.

Die Brennkammer 1 weist vorzugsweise runden Querschnitt auf, könnte aber gegebenenfalls auch einen anderen Querschnitt haben. Es kann ein einfacher Heizkessel oder aber ein Kombikessel zur Bereitung von Heizwasser und Warmwasser vorgesehen sein. Gegebenenfalls kann eine zweite Brennkammer mit einem Oelbrenner vorgesehen sein, um zusätzlich heizen zu können, wenn zuwenig festes Brennmaterial zur Verfügung steht. Die Brennkammer kann sich aber auch innerhalb einer feuerfesten Fütterung eines Heizofens befinden.

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Eine besonders vorteilhafte Verwendung der dargestellten Heizanlage kann darin bestehen, dass in die Brennkammer 1 ein Gefäss mit flüssigem Brennstoff, beispielsweise Altöl oder dergleichen, eingestellt, dieses OeI gezündet und die Haube 13 auf das Gefäss abgesenkt wird, worauf die Luftzufuhr eingeschaltet wird. Damit können auch flüssige Brennstoffe, insbesondere brennbare Abfallstoffe, sauber verbrannt werden. Gegebenenfalls könnte hierbei die Haube am Rande mit einem Ringschwimmer versehen sein, der auf der zu verbrennenden Flüssigkeit schwimmt und damit die Haube mit dem Flüssigkeitsspiegel absinken lässt.

Zur Feinregulierung der Luftzufuhr kann bei allen Anwendungen eine Regelklappe vorhanden sein und es könnte ferner eine üeberhitzungssicherung vorgesehen sein, welche die Luftzufuhr bei üeberhitzung ausschaltet. Es 1st dabei vorteilhaft, in der Brennluftleitung auch eine Rückschlagklappe anzubringen, damit beim Ausschalten des Ventilators nicht Rauchgase durch die Brennluftleitung und den Ventilator austreten. Diese Rückschlagklappe ist auch dann erforderlich, wenn wahlweise in der beschriebenen Weise in der Brennkammer eine Brennstoffmenge verbrannt oder ein Oelbrenner angeschlossen und mit demselben geheizt wird.

Die Haube 13, die Düse 14 und der untere Teil der Brennluftzuleitung müssen aus feuerbeständigem Material bestehen, sollten aber doch nicht allzu schwer ausgeführt sein, so dass sie wohl unter ihrem Eigengewicht der Verbrennung folgend absinken aber auch verhältnismässig leicht hochgezogen werden können. Es ist daher auch wichtig, diese als Verschleissteile zu bezeichnenden Organe leicht

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auswechselbar anzuordnen.

Wird die Brennkammer als Hohlraum mit Wasserfüllung ausgeführt, so besteht infolge der relativ niedrigen Oberflächentemperatür an der Innenseite erhebliche Verrussungstendenz. Diese könnte gegebenenfalls erheblich vermindert und zugleich die vollständige Verbrennung unterstützt werden, wenn die Innenwand der Brennkammer doppelt ausgeführt wird, in welchem Falle die innere, die eigentliche Brennkammer begrenzende Wand nicht wassergekühlt ist und somit im Betrieb sehr heiss wird.

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Claims

PATENTANSPRUECHE

y). Verfahren zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere von Holz und Holzabfällen, wobei die Brennstoffe in eine Brennkammer eingebracht werden, in welcher über den Brennstoffen ein Brennraum gebildet ist, in welchen Brennluft gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch Absenken einer Abdeckung der Brennkammer von oben oder Nachschieben des Brennstoffes von unten stets ein gleichartiger Brennraum mit optimaler Verbrennung erhalten bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem festen Brennraum eine Haube auf den Brennstoff abgesenkt und dem Abbrand entsprechend nach unten verschoben, bzw. freigegeben wird, durch welche die Primärluft eingeführt wird,

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Flugasche in einem Abscheider gesammelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennleistung durch Veränderung der Brennluftzufuhr geregelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass nach der vollständigen Verbrennung des Brennstoffvorrates die Brennluftzufuhr automatisch unterbrochen wird.
6. Heizanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Patentansprüchen 1-5, gekennzeichnet durch eine Brennkammer, in welche Brennstoff eingebracht werden kann und durch eine die Brennkammer oben abschliessende, über dem Brennstoff einen Brennraum bildende Haube, durch welche Verbrennungsluft von oben zugeführt wird und durch welche Verbrennungsgase und Flugasche nach oben austreten können.
7. Heizanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube verschiebbar ist und dass die Brennluft durch eine Teleskopzuleitung zugeführt wird.
8. Heizanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube und ein Deckel der Brennkammer aus derselben, bzw. von derselben abgehoben und weggeschwenkt werden können, um Brennstoff nachzufüllen.

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9. Heizanlage nach einem dar Ansprüche 6-0, dadurch gekennzeichnet, dass sich unter der Haube im Brennraum eine Düse befindet, welche Primärluft nach unten gegen den Brennstoff und Sekundärluft seitlich unter die'. Haube richtet.
10. Heizanlage nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeich' net, dass die Brennkammer unten einen Rost aufweist.
11. Heizanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube fest in der Brennkammer angeordnet ist, und dass eine Transportvorrichtung zum Zuführen und Nachschieben des Brennstoffes von unten vorgesehen ist.
12. Heizanlage nach einem der Ansprüche 6-11, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Brennkammer ein Abscheider für die Flugasche aus den Rauchgasen verbunden ist,
13. Heizanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheider als Wärmeaustauscher ausgebildet ist.
14. Heizanlage nach einem der Ansprüche 6 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass automatisch steuerbare Reguliermittel für die Brennluftzufuhr, z.B. mindestens eine Klappe im Brennluftkanal und/oder eine Stufenschaltung für das Gebläse vorgesehen sind.
15. Heizanlage nach einem der Ansprüche 6-14, gekennzeichnet durch eine Rückschlagklappe im Brennluftkanal,

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16. Heizanlage nach einem der Ansprüche 6 *· 15, wobei die Brennkammer von einem Wassermantel umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand der Brennkammer doppelwandig ausgeführt ist.

17, Verwendung der Heizanlage nach einem der Ansprüche 6-16 zur Verbrennung flüssiger Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Brennstoff in einem Gefäss in die Brennkammer gestellt und die Haube auf das Gefäss gebracht und der Brennstoff unter der Haube unter Zufuhr von Brennluft durch die Haube entzündet und verbrannt wird.

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