DE29709608U1 - Device for burning wood pellets or other free-flowing solid fuels - Google Patents

Device for burning wood pellets or other free-flowing solid fuels

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Description

G 9155 DEG 9155 EN

Wodtke GmbHWodtke GmbH

Rittweg 55 - 57Rittweg 55 - 57

72070 Tübingen72070 Tuebingen

Vorrichtung zur Verbrennung von Holzpellets oder anderer rieselfähiger fester BrennstoffeDevice for burning wood pellets or other free-flowing solid fuels

Bei allen bisher bekannten Einrichtungen zur Verbrennung von Holzpellets werden diese Brennstoffe in einem in einem Brennraum angeordneten Brennertopf verfeuert. Die notwendige Verbrennungsluft wird von unten und/oder seitlich zugeführt. Der Ausbrand der Entgasungsprodukte erfolgt dabei stets nach oben. Hierdurch können sich jedoch Verbrennungsrückstände unten im Brennertopf ablagern und die Verbrennungsluftzuführung in den Brennertopf verstopfen, wodurch es bei einer unvollständigen Verbrennung zu einer Änderung der Flammrichtung sowie zu einer erhöhten Verschmutzung einer in der Regel am Brennraum angeordneten Sichtscheibe kommen kann. Außerdem kann durch eine überhitzung des Glutbettes durch den starken Primärluftanteil eine Versinterung der Asche zu kompakten Klumpen, die von Hand entfernt werden müssen, auftreten. Wird die Einrichtung nicht regelmäßig gereinigt, so kann auch eine elektrische Zündung der Brennstoffe behindert werden, da die hierzu notwendige Heißluft nicht mehr einströmen kann. Da diese Einrichtungen mit einer automatischen Brennstoffzuführung versehen sind, kann durch die nach oben abgezogenen heißen Gase eine zu starke thermische Belastung der Brennstoffzuführung mit den bekannten Nachteilen entstehen.In all previously known devices for burning wood pellets, these fuels are burned in a burner pot arranged in a combustion chamber. The necessary combustion air is supplied from below and/or from the side. The degassing products are always burned upwards. However, this can cause combustion residues to build up at the bottom of the burner pot and block the combustion air supply to the burner pot, which can lead to a change in the direction of the flame in the event of incomplete combustion and to increased contamination of a viewing window that is usually arranged in the combustion chamber. In addition, overheating of the ember bed due to the high proportion of primary air can cause the ash to sinter into compact lumps that have to be removed by hand. If the device is not cleaned regularly, electrical ignition of the fuels can also be hindered because the hot air required for this can no longer flow in. Since these devices are equipped with an automatic fuel supply, the hot gases drawn upwards can cause excessive thermal stress on the fuel supply with the known disadvantages.

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G 9155 DE - 2 -G 9155 EN - 2 -

Zur Vermeidung dieser Probleme schlägt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Verbrennung von Holzpellets oder anderer rieselfähiger fester Brennstoffe vor mit einem durch feuerfeste Wandungen begrenzten Brennraum und einer im Brennraum angeordneten Auffangvorrichtung für die Brennstoffe, die den Brennraum in einen Vorbrennraum und einen Nachbrennraum unterteilt und in die die Brennstoffe mittels einer Fördervorrichtung eintragbar sind, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Auffangvorrichtung mit einem oder mehreren Schlitzen oder öffnungen versehen ist und ein mit einem Gebläse versehener Abgaszug im Nachbrennraum unterhalb der Auffangvorrichtung angeordnet ist. Durch das Gebläse ist die Absaugung bereits beim Start des Verbrennungsvorganges sichergestellt. Bei konventionellen Stückholzfeuerungen ergeben sich hier häufig Probleme, da der Schornsteinunterdruck bei kaltem Gerät und Schornstein nicht ausreicht, den Verbrennungsvorgang ausreichend schnell in Gang zu bringen. Als Fördervorrichtung für die Brennstoffe kann beispielsweise eine Förderschnecke mit oder ohne anschließender Brennstoffrutsche eingesetzt werden. Vorteilhafterweise kann die Fördervorrichtung dabei in vertikaler Richtung beabstandet oberhalb der Auffangvorrichtung enden, damit kein direkter Kontakt zwischen den in der Auffangvorrichtung liegenden und den nachgeförderten Pellets entstehen kann und ein Rückbrand ausgeschlossen ist. Durch die nach unten gerichtete Flamraenausbildung ist außerdem die bei bisher bekannten Verbrennungsanlagen aufgetretene thermische Belastung der Brennstoffzuführung ausgeschlossen. Die Auffangvorrichtung besteht aus einem feuerfesten Material, beispielsweise aus Schamotte, Stahlblech oder Guß. Die Brennstoffe stauen sich oberhalb der Schlitze oder öffnungen und können dort beispielsweise durch eine Zündpatrone elektrisch gezündet werden. Verbrennungsrückstände können durch die Schlitze oder Öffnungen hindurchfallen und beispielsweise in einem unterhalb der Auffangvorrichtung angeordneten Sammelbehälter aufgefangen werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in oder un-To avoid these problems, the present invention proposes a device for burning wood pellets or other free-flowing solid fuels with a combustion chamber delimited by fireproof walls and a collecting device for the fuels arranged in the combustion chamber, which divides the combustion chamber into a pre-combustion chamber and an afterburning chamber and into which the fuels can be introduced by means of a conveying device, which is characterized according to the invention in that the collecting device is provided with one or more slots or openings and an exhaust flue provided with a fan is arranged in the afterburning chamber below the collecting device. The fan ensures that the exhaust is already at the start of the combustion process. With conventional log-fired furnaces, problems often arise here because the chimney vacuum is not sufficient when the device and chimney are cold to start the combustion process quickly enough. A screw conveyor with or without a subsequent fuel chute can be used as a conveying device for the fuels. Advantageously, the conveyor device can end vertically above the collecting device so that no direct contact can occur between the pellets in the collecting device and the pellets that are subsequently conveyed, and back-burning is prevented. The downward-facing flame formation also prevents the thermal stress on the fuel supply that has occurred in previously known combustion systems. The collecting device is made of a fireproof material, for example fireclay, sheet steel or cast iron. The fuels accumulate above the slots or openings and can be electrically ignited there, for example by an ignition cartridge. Combustion residues can fall through the slots or openings and be collected, for example, in a collecting container arranged below the collecting device. In an advantageous design, the collecting device can be in or under the

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terhalb des mindestens einen Schlitzes oder der Öffnung der Auffangvorrichtung mindestens eine Zuführung für Verbrennungsluft angeordnet sein. Diese Verbrennungsluftzuführung kann beispielsweise von einem Rohr mit seitlich und nach unten gerichteten Luftaustrittsöffnungen gebildet sein. Vorteilhafterweise lassen sich die Luftaustrittsöffnungen schlitzförmig ausbilden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann in der Auffangvorrichtung ein Schlitz vorgesehen sein, wobei ein Verbrennungsluftzuführrohr derart in dem Schlitz angeordnet ist, daß sich zwischen ihm und den Schlitzrändern jeweils zwei schmale Durchtrittsschlitze ergeben. Die Größe dieser Durchtrittsschlitze kann den geometrischen Abmessungen der Brennstoffe angepaßt werden. Die Brennstoffe rutschen von oben automatisch zu den Durchgangsschlitzen nach und werden so direkt dem Glutbett zugeführt. Die Querschnittserweiterung unterhalb der Schlitze sorgt für einen automatischen Durchfall von Verbrennungsrückständen nach unten, wobei die auf die Verbrennungsrückstände wirkende Schwerkraft durch den Verbrennungs luftstrom in die gleiche Richtung unterstützt wird. Somit ist ein Verschmutzen der Verbrennungsluftzuführung ausgeschlossen. Die herunterfallenden Verbrennungsrückstände können anschließend auch durch eine automatische Ascheaustragung aus dem Brennraum entfernt werden. Die mindestens eine Verbrennungsluftzuführung kann mit einem Luftmengensensor versehen sein, so daß sich die Verbrennung optimal einstellen läßt. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die mindestens eine Verbrennungs luftzuführung bis in den Bereich einer am Brennraum angeordneten Sichtscheibe geführt ist, so daß die Verbrennungsluft die Innenseite der Sichtscheibe überstreicht. Hierdurch findet eine automatische Reinigung der Sichtscheibe statt, ohne daß hierzu weitere Frischluft durch Öffnungen oberhalb oder unterhalb der Sichtscheibe zugeführt werden muß. Durch diese zusätzlichen Scheiben-/Frischluftöffnungen, wie sie bei bekannten öfen vorgesehen sind, kann sich eine Undefinierte Luftmenge im System ergeben, was zu Drehzahlüberhö-At least one supply for combustion air can be arranged below the at least one slot or the opening of the collecting device. This combustion air supply can be formed, for example, by a pipe with air outlet openings pointing sideways and downwards. The air outlet openings can advantageously be designed in the shape of a slot. In a preferred embodiment, a slot can be provided in the collecting device, with a combustion air supply pipe being arranged in the slot in such a way that two narrow passage slots are formed between it and the slot edges. The size of these passage slots can be adapted to the geometric dimensions of the fuels. The fuels automatically slide from above to the passage slots and are thus fed directly to the bed of embers. The cross-sectional expansion below the slots ensures that combustion residues automatically fall through downwards, with the gravity acting on the combustion residues being supported by the combustion air flow in the same direction. This means that the combustion air supply cannot become dirty. The combustion residues that fall down can then be removed from the combustion chamber by an automatic ash removal system. The at least one combustion air supply can be equipped with an air flow sensor so that the combustion can be optimally adjusted. Further advantages arise if the at least one combustion air supply is led into the area of a viewing window arranged on the combustion chamber so that the combustion air sweeps over the inside of the viewing window. This means that the viewing window is automatically cleaned without additional fresh air having to be supplied through openings above or below the viewing window. These additional window/fresh air openings, as provided in known ovens, can result in an undefined air quantity in the system, which can lead to excessive speeds.

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hungen der Absauggebläse führen kann. Außerdem kann es zu einer störenden Geräuschentwicklung an den kleinen Lufteintrittsöffnungen der Sichtscheibe kommen. Die mindestens eine Luftzuführung kann auch rotierend angeordnet und auf ihrer Oberfläche mit Vorsprüngen versehen sein, wodurch ein noch besserer Austrag von Verbrennungsrückständen erreicht wird. Über nachgeschaltete oder direkt im Brennraum befindliche Heizgas-Wärmetauscher kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch als Heizkessel eingesetzt werden. Durch die Verwendung von Holzpellets oder vergleichbarer Brennstoffe können aufgrund der exakten Regelbarkeit des Verbrennungsprozesses die beim Stückholz bekannten Nachteile wie Schwelbrand, Teer- und Glanzrußbildung sowie überhitzung ausgeschlossen werden. Hierdurch kann auf eine thermische Ablauf sicherung, wie sie bei Stückholzkesseln notwendig ist, verzichtet werden, wodurch eine deutliche Preisreduzierung ermöglicht wird.This can lead to the extraction fans being too loud. In addition, the small air inlet openings in the viewing window can cause annoying noise. The at least one air supply can also be arranged in a rotating manner and provided with projections on its surface, which achieves an even better discharge of combustion residues. The device according to the invention can also be used as a heating boiler via heating gas heat exchangers connected downstream or located directly in the combustion chamber. By using wood pellets or comparable fuels, the disadvantages known with logs such as smoldering, tar and soot formation and overheating can be excluded due to the precise controllability of the combustion process. This means that a thermal discharge safety device, as is necessary for log boilers, can be dispensed with, which enables a significant price reduction.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jedoch auch als Kachelofenheizeinsatz, Kaminofen oder Kaminheizeinsatz ausgebildet sein.However, the device according to the invention can also be designed as a tiled stove heating insert, fireplace stove or fireplace heating insert.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. A preferred embodiment of a device according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen zentralen Längsschnitt durch eineFig. 1 a central longitudinal section through a

erfindungsgemäße Verbrennungsvorrichtung;Combustion device according to the invention;

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 um 90° gedrehtenFig. 2 shows a view rotated by 90° compared to Fig. 1.

zentralen Längsschnitt entlang der Linie II-II durch die Verbrennungsvorrichtung nach Fig. 1.central longitudinal section along the line II-II through the combustion device according to Fig. 1.

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Gemäß Fig. 1 weist die Verbrennungsvorrichtung 10 einen Brennraum 11 auf, in dem eine Auffangvorrichtung 12 für Brennstoffe 13, hier Holzpellets, angeordnet ist. Die Auffangvorrichtung 12 unterteilt den Brennraum 11 in einen Vorbrennraum 11.1 und einen Nachbrennraum 11.2. Die Holzpellets 13 gelangen über eine in Fig. 2 gezeigte Förderschnecke 14 und eine anschließende Brennstoffrutsche 15 in die Auffangvorrichtung 12. Dabei endet die Brennstoffrutsche 15 oberhalb der Auffangkammer 12, so daß kein direkter Kontakt der nachrutschenden Brennstoffe 13 mit den bereits in der Auffangvorrichtung 12 befindlichen Brennstoffen entstehen kann. Hierdurch ist die Gefahr eines Rückbrandes sicher vermieden. Die Auffangvorrichtung 12 weist einen zentralen Längsschlitz 16 auf (Fig. I)7 in dem ein Verbrennungsluftzuführrohr 17 angeordnet ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist das Verbrennungsluftzuführrohr 17 mehrere seitlich und nach unten gerichtete Luftdurchtrittsöffnungen 18 auf. Das Rohr 17 ist im Schlitz 16 derart angeordnet, daß sich zwischen ihm und den Rändern des Schlitzes 16 zwei schmale Durchgangsschlitze 18 und 19 ergeben. Durch diese Schlitze 18 und 19 können Verbrennungsrückstände in einen Auffangbehälter 20 am Boden der Vorrichtung 10 hindurchfallen. Anschließend rutschen frische Brennstoffe zu den Schlitzen 18 und 19 nach. Im unteren Bereich der Vorrichtung 10, also unterhalb der Auffangvorrichtung 12, ist ein Abgaszug 21 mit einem Wärmetauscher angeordnet, der dafür sorgt, daß sich die Flammen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 nach unten ausbilden. Hierdurch unterstützt die Luftströmung das Hindurchfallen von Verbrennungsrückständen durch die Schlitze 18 und 19, so daß diese weder das Luftzuführrohr 17 noch die Auffangvorrichtung 12 verschmutzen können. Oberhalb des Verbrennungsluf tzuführrohres 17 ist eine elektrische Zündeinrichtung 22 angeordnet, die in direktem Kontakt mit dem Brennstoff 13 steht und diesen daher ungehindert entzünden kann.According to Fig. 1, the combustion device 10 has a combustion chamber 11 in which a collecting device 12 for fuels 13, here wood pellets, is arranged. The collecting device 12 divides the combustion chamber 11 into a pre-combustion chamber 11.1 and a post-combustion chamber 11.2. The wood pellets 13 reach the collecting device 12 via a conveyor screw 14 shown in Fig. 2 and a subsequent fuel chute 15. The fuel chute 15 ends above the collecting chamber 12 so that no direct contact can occur between the sliding fuels 13 and the fuels already in the collecting device 12. This reliably prevents the risk of back-burning. The collecting device 12 has a central longitudinal slot 16 (Fig. I) 7 in which a combustion air supply pipe 17 is arranged. As can be seen from Fig. 2, the combustion air supply pipe 17 has several air passage openings 18 directed laterally and downwards. The pipe 17 is arranged in the slot 16 in such a way that two narrow through slots 18 and 19 are formed between it and the edges of the slot 16. Combustion residues can fall through these slots 18 and 19 into a collecting container 20 at the bottom of the device 10. Fresh fuels then slide down to the slots 18 and 19. In the lower area of the device 10, i.e. below the collecting device 12, an exhaust duct 21 with a heat exchanger is arranged, which ensures that the flames in the device 10 according to the invention develop downwards. The air flow thereby supports the falling of combustion residues through the slots 18 and 19, so that they cannot contaminate either the air supply pipe 17 or the collecting device 12. Above the combustion air supply pipe 17 there is an electrical ignition device 22 which is in direct contact with the fuel 13 and can therefore ignite it unhindered.

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Wie Fig. 2 zeigt, ist das Verbrennungsluftzuführrohr 17 mit einem Luftmengensensor 23 versehen und im Bereich einer Sichtscheibe 24 geführt, die an einer Tür 25 des Brennraumes 11 angeordnet ist. Im Bereich der Sichtscheibe 24 ist das Rohr 17 mit öffnungen 26 versehen, durch die Luft ausströmen und, geführt durch ein Leitblech 27, entlang der Innenseite der Scheibe 24 streichen kann. Hierdurch entsteht eine automatische Reinigung der Sichtscheibe 24 von innen, ohne daß im Bereich der Scheibe 24 zusätzlich Scheibenluft von außen eingeführt werden müßte.As shown in Fig. 2, the combustion air supply pipe 17 is provided with an air flow sensor 23 and is guided in the area of a viewing window 24, which is arranged on a door 25 of the combustion chamber 11. In the area of the viewing window 24, the pipe 17 is provided with openings 26 through which air can flow out and, guided by a guide plate 27, can flow along the inside of the window 24. This results in automatic cleaning of the viewing window 24 from the inside, without additional window air having to be introduced from the outside in the area of the window 24.

Claims (10)

G 9155 DE - 7 - Schutzansprüche :G 9155 DE - 7 - Protection claims: 1. Vorrichtung zur Verbrennung von Holzpellets oder anderer rieselfähiger fester Brennstoffe mit einem durch feuerfeste Wandungen begrenzten Brennraum (11) und einer im Brennraum angeordneten Auffangvorrichtung (12) für die Brennstoffe (13), die den Brennraum (11) in einen Vorbrennraum (11.1) und einen Nachbrennraum (11.2) unterteilt und in die die Brennstoffe mittels einer Fördervorrichtung eintragbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangvorrichtung (12) mit einem oder mehreren Schlitzen (16) oder öffnungen versehen ist und ein mit einem Gebläse versehener Abgaszug (21) im Nachbrennraum (11.2) unterhalb der Auffangvorrichtung (12) angeordnet ist.1. Device for burning wood pellets or other free-flowing solid fuels with a combustion chamber (11) delimited by fireproof walls and a collecting device (12) for the fuels (13) arranged in the combustion chamber, which divides the combustion chamber (11) into a pre-combustion chamber (11.1) and an afterburning chamber (11.2) and into which the fuels can be introduced by means of a conveying device, characterized in that the collecting device (12) is provided with one or more slots (16) or openings and an exhaust flue (21) provided with a fan is arranged in the afterburning chamber (11.2) below the collecting device (12). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (14, 15) in vertikaler Richtung beabstandet oberhalb der Auffangvorrichtung (12) endet.2. Device according to claim 1, characterized in that the conveying device (14, 15) ends at a distance in the vertical direction above the collecting device (12). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Auffangvorrichtung (12) ein Aschesammelbehälter (20) angeordnet ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that an ash collecting container (20) is arranged below the collecting device (12). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oder unterhalb des mindestens einen Schlitzes (16) oder der öffnung der Auffangvorrichtung (12) mindestens eine Verbrennungsluftzuführung (17) angeordnet ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one combustion air supply (17) is arranged in or below the at least one slot (16) or the opening of the collecting device (12). G 9155 DE - 8 -G 9155 EN - 8 - 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Verbrennungsluftzuführung (17) von einem Rohr mit seitlich und nach unten gerichteten Luftaustrittsöffnungen (18) gebildet ist.5. Device according to claim 4, characterized in that the at least one combustion air supply (17) is formed by a pipe with laterally and downwardly directed air outlet openings (18). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnungen (18) schlitzförmig ausgebildet sind.6. Device according to claim 5, characterized in that the air outlet openings (18) are slot-shaped. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlitz (16) in der Auffangvorrichtung (12) vorgesehen ist, wobei ein Verbrennungsluftzuführrohr (17) derart in dem Schlitz (16) angeordnet ist, daß sich zwischen ihm und den Schlitzrändern jeweils zwei schmale Durchtrittsschlitze (19, 29) ergeben.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that a slot (16) is provided in the collecting device (12), wherein a combustion air supply pipe (17) is arranged in the slot (16) in such a way that two narrow passage slots (19, 29) are formed between it and the slot edges. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Verbrennungsluftzuführung (17) mit einem Luftmengensensor (23) versehen ist.8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the at least one combustion air supply (17) is provided with an air quantity sensor (23). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Verbrennungsluftzuführung (17) bis in den Bereich einer am Brennraum (11) angeordneten Sichtscheibe (24) geführt ist, so daß die Verbrennungsluft die Innenseite der Sichtscheibe (24) überstreicht.9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the at least one combustion air supply (17) is guided into the area of a viewing window (24) arranged on the combustion chamber (11), so that the combustion air sweeps over the inside of the viewing window (24). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Verbrennungsluftzuführung (17) um ihre Längsachse drehbar angeordnet und auf ihrer Oberfläche mit Vorsprüngen versehen ist.10. Device according to one of claims 4 to 9, characterized in that the at least one combustion air supply (17) is arranged to be rotatable about its longitudinal axis and is provided with projections on its surface.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0882931A3 (en) * 1997-06-03 1999-09-01 Wodtke GmbH Method and device for the combustion of wood pellets or other free-flowing solid fuels

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