DE29605618U1

DE29605618U1 - Brennraum

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Publication number: DE29605618U1
Application number: DE29605618U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2006-03-27
Also published as: DE19712801C2; DE19712801A1

Description

Anmelder: Posch, Heribert
44494 A!/Gr

Brennraum

Die Erfindung betrifft einen Brennraum, bei dem - wie bei der sogenannten Grundofenverbrennung üblich - der größte Tei! der notwendigen Verbrennungsluft oberhalb des Bodens des Brennraumes zugeführt wird.

Dies hat den Vorteil, daß eine sehr langsame und vollständige Verbrennung des Brennstoffes stattfindet, wobei die weiter innen liegende Glut durch die außen inzwischen vorhandene Asche isoliert wird, und damit eine optimal hohe Verbrennungstemperatur gegeben ist.

Aus diesem Grund findet bei einem typischen Grundofen die Verbrennung auf einem vollständig geschlossenen Boden des Brennraumes statt.

Zwischenzeitlich hat es sich jedoch herausgestellt, daß es sinnvoll ist, einen sehr geringen Anteil der Verbrennungsluft, maximal einige Prozent, dem Brenngut von unten her zuzuführen.

Es wurde versucht, dies auf den üblichen Feuerrosten durchzuführen, die aus nebeneinander verlaufenden Stegen bestehen, und bei denen die Absfände zwischen den Stegen meist genauso groß oder noch wesentlich größer als die Breite der Stege selbst sind. Die Zufuhr eines geringen Luftanteiles durch diesen Gitterrost wurde durch eine an der Zufuhrseite des Raumes unterhalb des Gitterrostes liegende Begrenzungseinrichtung erreicht.
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Es hai sich jedoch gezeigt, daß bei dieser Art der Verbrennung wiederum Nachteile auftraten, wie etwa ein ungenügender Schutz des Glutherdes durch die umgebende Asche, eine fehlende Nachverbrennung der Asche bzw. der sich aus der Asche in die Rauchgase mitbewegenden Staubteilchen, das Durchfallen der Asche durch den Rost etc.

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, einen Brennraum-Boden zu schaffen, der die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, und eine sehr rückstandsfreie, vergleichsweise langsame und schadstoffarme Verbrennung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Anordnung von Durchgangsöffnungen im Boden des Brennraumes, die insgesamt nur einen geringen Flächenantei! des mit diesen Durchgangsöffnungen ausgestatteten Bereiches, in der Rege! des eigentlichen Brennbereiches unterhalb des Brennstoffes, ausmachen, wird nicht nur automatisch ein zu starker Zustrom an Verbrennungsluft verhindert, sondern es wird auch das unerwünschte Durchfallen der Asche in den Ascheraum unterhalb des Brennraum-Bodens verhindert. Dies geschieht bei stark durchlässigen Rosten allein schon durch das Zusammenfallen des Brennstoffes bei fortschreitender Verbrennung und die dabei auftretenden Erschütterungen.

Im vorliegenden Fall sinkt die Asche zwar nach unten, bleibt aber zum größten Teil noch auf bzw. um den Brennstoff herum liegen, und bewirkt dadurch die im Glutherd erwünschte Isolierwirkung.

Ein Zuschütten des Glutherdes durch die Asche kann auf der anderen Seite nicht eintreten, da die Verbrennungsluft nicht nur von oben und von der Seite her, sondern eben auch von unten her zugeführt wird.

insbesondere ist es vorteilhaft, die Verbrennungsluft zu versorgen. Insbesondere ist ein seitliches Anströmen oberhalb des Untergrundes vorteilhaft, indem die Verbrennungsluft beispielsweise horizontal umgelenkt wird.
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Weiterhin ist eine Konzentration des Glutherdes noch besser dadurch möglich, daß die Oberseite des Bodens des Brennraumes von den Seiten zur Mitte hin schräg nach unten abfäiit und dadurch während der Verbrennung das Brenngut zur Mitte nach unten rutscht und dort einen konzentrierten Glutherd bildet. Insofern solite der Brennraum nur im mittleren Bereich einen ebenen Boden, im Randbereich dagegen schräg nach oben ansteigend aufweisen, oder vorzugsweise eine insgesamt konkav durchgebogene Kontur aufweist.

Um das Durchfallen nur teilweise verbrannter Brennstoffstücke zu vermeiden, sind die Querschnitte der Durchgangsöffnungen möglichst gering zu halten.

Der Gesamtanteil der Querschnitte der Durchgangsöffnungen in der Oberseite des Brennraum-Bodens - in dem damit ausgestatteten Bereich, also mindestens dem eigentlichen Brennstoff-Bereich - soll 10 % nicht überschreiten, vorzugsweise nur zwischen 3 und 6 % liegen.

Bis auf diese Durchgangsöffnungen im Boden ist dieser geschlossen.

Eine besonders günstige Ausführungsform ergibt sich, wenn der Boden bzw. der mit diesen Durchgangsöffnungen ausgestattete Bereich des Bodens aus eng nebeneinander liegenden, vorzugsweise gegossenen, Baiken aus feuerfestem Material wie etwa Schamotte, SIC-Keramik oder feuerfestem Beton bestehen.

Die Durchgangsöffnungen werden dann dadurch gebildet, daß in den Längsaußenseiten dieser Balken senkrecht darauf endene Nuten verlaufen, die bei den benachbart aneinandergereihten Baiken aufeinandertreffen, und damit vorzugsweise Durchgangsöffnugnen des doppelten Querschnittes der einzelnen

Nuten bilden. Auch ein Versatz der Nuten in Längsrichtung auf der linken und rechten Längsaußenseite eines Balkens ist jeweils möglich, wobei dann die Durchgangsöffnungen nur den Querschnitt der einzelnen Nut besitzen.

Die einzelnen Balken werden dabei in eine entsprechende Vertiefung, die beispielsweise mit einem passenden Metallprofil am Rand ausgestattet ist, des Bodens eingelegt, und schließen mit dem übrigen Boden mit der Oberseite bündig ab. Zwischen den einzelnen Baiken ist ebenso kein sichtbarer und funktionaler Abstand vorhanden wie zwischen den Baiken und den umgebenden Bereichen des Bodens.

Diese Balken aus feuerfestem Material sind in der Regel relativ dick, etwa 4-10 cm, je nach Länge.

Aufgrund dieser relativ großen Masse besitzen die Balken und damit der gesamte Boden eine relativ hohe Speicherfähigkeit, so daß in dem mit den Durchgangsöffnungen ausgestatteten Bereich des Bodens die gleiche geraume Speicherfähigkeit gegeben ist, wie bei einem ansonsten durchgängig dichten Brennraum-Boden, der ausschamottiert ist. Dadurch wird ein Raumesverlust des Glutherdes nach unten vermieden, und die Verbrennung setzt sich bis zum Verbrauch des gesamten Brennstoffes fort.

Ein anderer Vorteil besteht darin, daQ die entsprechenden Balken einfach und billig in der Herstellung sind, und durch das lose Aneinanderliegen praktisch kein Montageaufwand erforderlich wird.

Um bei den hohen Temperaturbelastungen, die auf diese Balken einwirken, ein Einreißen etc., zu verhindern, ist darauf zu achten, daß die Querschnittsform der in der Rege! geraden Nuten in den Längsseitenfiächen möglichst keine scharfen Ecken, spitzen Winkel oder ähnliche, eine Kerbwirkung erzeugende, Kontur aufweisen. Bevorzugt sind runde Übergänge, von 5 mm Radius oder mehr, bzw.

hutförmige, durchgängig ohne Knick geschwungene Nutenquerschnittsformen zu wählen, die sanft in die Längsaußenfläche übergehen.

Dabei werden sich die Nuten vorzugsweise von der Oberseite zur Unterseite des Balkens hin entweder kontinuierlich erweitern, oder zumindest an keiner Stelle eine in dieser Richtung auftretende Verengung aufweisen, um beim Eindringen eines Brennstoffpartikels etc. von der Oberseite her dessen reibungslosen Durchfall nach unten zu ermöglichen.

Aufgrund der auftretenden Temperaturbelastungen werden die Kanten dieser Balken und auch der Nuten mit der Zeit leicht ausbrechen, oder auf andere Art und Weise verschleißen. Ein Auswechseln der Balken gegen einen neuen Balken ist ohne Werkzeug jederzeit möglich.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Balken nicht nur auf den beiden gegenüberliegenden, iängsveriaufenden Seitenflächen mit derartigen Nuten auszustatten, sondern zusätzlich auf den Unterseiten und Oberseiten. Die dort eingebrachten Nuten können gegenüber denen der Seitenflächen entweder in ihrem Querschnitt größer sein, oder eine größere Anzahl bezogen auf die Länge des Balkens aufweisen, so daß - bevorzugt wird hierfür ein quadratischer Querschnitt der Balken - durch Drehung der Balken um 90° auch eine Anpassung des Gesamtquerschnittes aller Durchlaßöffnungen im Bezug auf den vorliegenden Brennstoff möglich ist, oder auch nur eine Zweitverwendung der Balken, wenn die ursprünglich verwendeten Nuten und ihre Kanten bereits stark verschlissen sind.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Baikens und

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen mit diesem Balken ausgestatteten Brennraum,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Balkens mit schräg ansteigendem Seitenbereich.

Dabei sind in Fig. 1 in den Längsaußenflächen 9 die von der Oberseite 3 zur Unterseite 4 durchgängig verlaufenden, sich kontinuierlich erweiternden Nuten 7 zu erkennen. Deren Querschnittsform ist hutförmig geschwungen und geht sanft in die Kontur der Längs-Außenfläche 9 über.

Zusätzlich sind in dem Balken gemäß Fig. 1 auch in der Oberseite 3 und - nicht zu erkennen - in der Unterseite 4 quer zur Längsrichtung 11 des Balkens 6 verlaufende, Nuten 7 entsprechend den Nuten 7' angeordnet. Allerdings ist die Anzahl der Nuten 7' in der Oberseite 3 etwa doppelt so groß wie die Anzahl der Nuten 7 in einer der Längsaußenflächen 9.

In Fig. 2 ist ein Brennboden 2 eines Brennraumes in einer Aufsicht dargestelit, in dem ein Bereich 8 mit den dicht aneinandergelegten Balken 6 der Fig. 1 ausgelegt ist. Da sich bei den Balken 6 die auf den gegenüberliegenden Längsaußenflächen 9 eingearbeiteten Nuten 7 bzw. T auf der gleichen Position in Längsrichtung 11 befinden, entstehen dadurch Durchgangsöffnungen 5 mit einem Querschnitt, der dem doppelten Querschnitt einer der Nuten 7 entspricht.

Fig. 3a zeigt eine perspektivische Ansicht eines Baikens 6 ähnlich der Fig. 1, jedoch mit schrägem Seitenanstieg 1 7. Fig. 3b zeigt die Einbausituation dieses Balkens im Brennraum in Schnittdarsteüung.

Wie der Fig. 3a zu entnehmen, steigt der Balken 6 zur Seite hin schräg an, und bildet dadurch einen Anstieg 1 7, so daß der Boden 2, der durch diesen Balken 6 gebildet wird, im Seitenbereich, vorzugsweise natürlich in beiden jeweils gegenüberliegenden Seitenbereichen oder in aiien vier Seitenbereichen des Bodens, eine Schrägfläche 15 aufweist.

Auch in dieser Schrägfläche 15 münden wiederum von unten nach oben den Balken durchdringende Nuten, um hier Verbrennungsluft von unten her durchtreten zu lassen.
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Dabei ist sowohl in der Stirnseite, also am höchsten Punkt des Seitenanstieges 17, eine von unten nach oben durchgehende Seitennut 14 angeordnet, als auch in den Seitenflächen innerhalb des Seitenanstieges 17 Anstiegsnuten 16.

Vorzugsweise sind diese Nuten 14, Io in ihrem Querschnitt von unten nach oben hin verjüngend wie auch die Nuten 7. Insbesondere kann der gesamte Balken 6 in seinem Querschnitt 20 trapezförmig von oben nach unten mit verringerndem Querschnitt ausgebildet sein.

Aus der Einbausituation der Fig. 3b ist ersichtlich, daß die Seitennut 14 durch die angrenzende Wand 19 des Verbrennungsraumes wie ein Kamin wirkt, welcher vom Luftstrom 18 der Verbrennungsluft von unten nach oben in den Brennraum hinein durchströmt wird. Dabei ist an der Wand 19 oberhalb der Seitennut 14 ein Wandvorsprung 12 ausgebildet, der nach innen in den Brennraum ragt, so daß die untere Leitfläche 13 des Wandvorsprunges 12 als Leitfläche für den Luftstrom 1 8 dient. Zu diesem Zweck ist die untere Leitfläche 13 in einem passenden, relativ geringen Abstand oberhalb der oberen Mündung der Seitennut 14 angeordnet und ragt etwa unter einem 135°-Winkel gegenüber der darunterliegenden Wandfläche der Wand 19 nach innen. Dadurch wird der Luftstrom 18 im wesentlichen horizontal gegen das Innere des Brennraumes, jedoch im Abstand oberhalb dessen Boden 2, umgelenkt.

Claims

»•et ·· &zgr;*· ·&diams; ·· ·· SCHUTZANSPRUCH E

1. Brennraum mit einem Boden (2) und Wänden (19) für Festbrennstoffe, bei der der Hauptteil der Verbrennungsluft oberhalb des Bodens zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

der Boden (2) des Brennraumes (1) wenigstens in einem Teilbereich kleine Durchgangsöffnungen (5) von seiner Unterseite (4) zu seiner Oberseite (3) aufweist, die in der Summe maximal fünf Prozent der Fläche dieses Bereiches betragen.

2. Brennraum nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Durchgangsöffnungen an der Oberseite (3) des Bodens (2) einen maximalen Durchmesser von 20 mm aufweisen.

3. Brennraum nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die Durchgangsöffnungen (5) an der Oberseite (3) einen geringeren Querschnitt aufweisen als an der Unterseite (4).

4. Brennraum nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

der die Durchgangsöffnungen aufweisende Bereich (8) des Bodens (2) durch einzelne, eng aneinanderliegende Balken (6) aus feuerfestem Material gebildet wird, und die Durchgangsöffnungen (5) in den Berührungsebenen der einzelnen Balken zueinander ausgebildet sind.

5. Brennraum nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die Balken (6) in dem umgebenden Boden (2) mit bündiger Oberseite (3) eingelegt werden können.

6. Brennraum nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die Balken (6) aus Schamotte, feuerfestem Beton oder SiC-Keramik bestehen.

7. Brennraum nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die Balken (6) in ihren Längs-Außenflächen (9) Nuten (7) aufweisen, deren Querschnitt sich von der Oberseite (3) zur Unterseite (4) vergrößert und deren Umfangskontur (10) sanft in die Längsaußenflächen (9) übergeht.

8. Brennraum nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die Umfangskontur (10) hutförmig ist und keine scharfen Winkel oder kleine Radien aufweist.

9. Brennraum nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die Balken (6) betrachtet in Längsrichtung einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt (20) aufweisen und zusätzlich in ihrer Ober- und Unterseite quer verlaufende Nuten (7¹) aufweisen.

10. Brennraum nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

der Balken (6) einen von oben nach unten sich verjüngenden, trapezförmigen Querschnitt (20) aufweist.

11. Brennraum nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

der Balken (6) zu seinen seitlichen Enden hin auf wenigstens einer Seite eine als Schrägfläche (15) schräg nach oben außen hin ansteigende Oberseite (3) aufweist, wodurch in der Seitenansicht des Balkens ein Seitenanstieg (17) gebildet wird,

12. Brennraum nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß

in der bzw. den Längsaußenflächen (9) des Balkens (6) wenigstens eine von oben nach unten durchgehende Anstiegsnut (16) angeordnet ist.

13. Brennraum nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß

in dem Seitenanstieg (17) des Balkens (6) wenigstens eine von unten nach oben durchgehende Seitennut (14) ausgebildet ist.

14. Brennraum nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß

in der an der stirnseitigen Außenfläche des Balkens (6) angrenzenden Wand (19) des Brennraumes wenigstens im Bereich oberhalb der Seitennut (14) ein nach innen in den Brennraum ragender Wandvorsprung (12) ausgebildet ist, dessen Unterseite als untere Leitfläche (13) für den oben aus der Seitennut (14) austretenden Luftstroms (18) wirken kann.

15. Brennraum nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Seitennut (14) und/oder die Anstiegsnuten (16) einen von unten nach oben sich verringernden Querschnitt aufweisen.