DE3006407A1 - Einrichtung zum erzeugen von waerme auf biologischem wege - Google Patents

Description

• Titel: Einrichtung zum Erzeugen von Wärme auf
• biologischem Wege Einrichtung zum Erzeugen von Wärme auf biologischem Wege Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erzeugen von Wärme unter Ausnutzung der biologischen Verbrennung von Stroh, Heu oder dergl. Material.
• Es ist bekannt, daß z.B. feucht gelagertes Stroh oder Heu zu so starker Hitzeentwicklung führen kann, daß eine Selbstentzündung des Materials auftritt. Die im Inneren eines Heuhaufens entstehende Wärme stellt häufig eine Brandursache dar, obwohl eine derartige Wärmeentwicklung von außen zunächst nicht festzustellen ist. Auch gespeicherter Stalldung entwickelt im Inneren außergewöhnliche Wärmemengen.
• Zu dieser Wärmeentwicklung und zu einem Wärmestau innerhalb eines Materialhaufens kommt es, wenn feuchtes Material, z.B.
• feuchtes Heu im Inneren des Haufens die Feuchtigkeit nicht nach außen abgeben kann und unter Mitwirkung dieser Feuchtigkeit auf biologischem Wege Wärme entwickelt wird, die nicht nach außen entweichen kann, so daß sich dieser Wärmeherd immer weiter aufheizt bis eine Selbstentzündung eintritt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, solche Wärmezentren für die Erwärmung von durchströmenden Wasser auszunutzen und eine Einrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe eine Umwandlung dieser Wärmeenergie zur Aufheizung des durchströmenden Wassers gewährleistet ist Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein Heizkessel zur Aufnahme des biologischen Materiales nach außen abgeschlossen ist und die Heizkesseldeckwand nachgiebig ausgebildet ist, daß den Heizkessel im wesentlichen in horizontaler Richtung durchsetzende, gegen diesen abgedichtete Heizrohre relativ großen Querschnitts, an die die im Heizkessel von dem darin befindlichen Material erzeugte Wärme abgegeben wird, vorgesehen ist, daß die Heizrohre in ihrem Inneren Heißwasserrohre wesentlich kleineren Durchmessers besitzen, wobei Heizrohre und Heißwasserrohre in Serie geschaltet sind und über Reduziervorrichtungen miteinander verbunden sind, und daß außerhalb des Heizkessels die Heißwasserrohre über einen Warmwasserbehälter mit Heizschlange an Wärmeabgabevorrichtungen sowie die Heizrohre an einen Wasserzulauf und eine Umlaufpumpe angeschlossen sind.
• Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß in der Landwirtschaft einfach zur Verfügung stehendes Material zur Wärmegewinnung verwendet werden kann, wobei gleichzeitig die im Heizkessel beim Wärmeprozeß entstehenden Gase gewonnen werden können, die vorzugsweise komprimiert und dann ihrer Verwendung zugeführt werden.
• Wesentlich für die Wirksamkeit der biologischen Wärmegewinnung ist, daß das im Heizkessel eingeschlossene Material für den biologischen Verbrennungsvorgang luftdicht abgeschlossen und in ausreichend feuchtem Zustand gehalten wird, um den natürlichen Erhitzungsvorgang innerhalb des Heizkessels ähnlich dem Vorgang in der Natur ablaufen zu lassen. Die auf natürliche Weise entstehende Wärme wird auf das Wasser übertragen, das durch die in das Material eingebetteten Heizrohre strömt, während das bei der biologischen Verbrennung frei werdende Gas getrennt abgeleitet und verwertet werden kann.
• Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
• Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung, und Fig. 2 eine schematische Schnittansicht durch den Heizkessel längs der Linie I-I.
• Der Heizkessel 1 ist beispielsweise aus Stahl hergestellt und mit Schamotte oder dergl. Isoliermaterial umkleidet. Vorzugsweise ist der Heizkessel 1 in Form eines unten geschlossenen und oben offenen Behälters 2 ausgebildet, welcher durch einen Heizkesseldeckel 3 oben abgeschlossen ist. Der Deckel 3 ist in der dargestellten speziellen Ausführungsform als Hohlkolben ausgeführt, dessen Unterseite 4 ihren Abstand zur Oberseite unter der Einwirkung des im Heizkessel entstehenden Gases verändern kann. Der gesamte Deckel 3 ist bei 5 schwenkbar bzw. aufklappbar dargestellt und auf der entgegengesetzten Seite mit einem Verschluß versehen, der zum Beschicken des Heizkessels geöffnet wird. Die Unterseite 4 des Deckels 3 ist gegen die Oberseite durch Federn 6 (vorzugsweise an jeder Ecke des quadratischen bzw. rechteckförmigen Deckels 3)abgefedert; eine entsprechende Abfederung 7 ist in der Mitte des Deckels 3 vorgesehen, die gleichzeitig ein Gasabflußrohr 8 mit überdruckventil 9 aufweist, von wo das Gas zu einem Gasbehälter (nicht dargestellt) abgeführt wird. Die Verwendung dieses Gases ist für vorliegende Erfindung nicht entscheidend. Es kann beispielsweise eine Gasturbine betrieben werden, die zur Energieerzeugung innerhalb eines Notstromaggregates verwendet wird; das Gas kann jedoch auch in anderer Weise komprimiert und abgefüllt werden.
• Im Behälter 2 des Heizkessels 1 ist Material B für die biologische Verbrennung aufgefüllt. Dieses Material B ruht auf einem vorzugsweise in der Höhe einstellbaren Rost 10, der so ausgebildet ist, daß das darüber befindliche Material B nach der Wärmeabgabe nach unten entfernt werden kann. Beispielsweise ist der Rost 10 nach unten abklappbar oder seitlich herausziehbar, oder aber in sonstiger Weise so ausgestaltet, daß das Material B nach unten fallen und von dort durch eine verschließbare Öffnung 11 im Behälter 2 entfernbar ist. Zweckmäßigerweise fällt das Material B von dem Rost 10 in einen darunter befindlichen Behälter 12, der als Transportwagen auf Rädern 1 laufen kann und der auf Schienen 14 durch die freigegebene Öffnung 11 nach außen gefahren werden kann.
• Im Heizkessel 1 sind den Behälter 2 durchsetzend ein oder mehrere Heizrohre 15, 15', 15" vorgesehen, die von dem Material B umschlossen sind. Die Heizrohre 15 werden aus dem Behälter 2 luftdicht nach außen geführt und sind von Wasser durchflossen, das durch die bei der biologischen Verbrennung die entstehende Wärme, von dem Material B an die Außenfläche der erhitzt wird.
• Heizrohre 15 abgegeben wird Im Inneren der Heizrohre 15 sind bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Heißwasserrohre 16, 16', 16" vorgesehen, die von dem die Heizrohre 15, 15', 15" durchströmten Wasser in umgekehrter Richtung durchflossen werden, so daß die Wassertemperatur in den Heißwasserrohren eine höhere Temperatur als in den Heizrohren hat. Die Heizrohre 15 sind an beiden Enden 17 und 18 abgeschlossen. Das erwärmte Wasser aus dem Heizrohr 15 strömt über einen Anschluß 19, ein Rohr 20 und eine Reduziervorrichtung 21 über die Anschlußleitung 22 in das Heißwasserrohr 16.
• Die Leitung 20 ist beispielsweise als Verzweigungsstück ausgebildet, und in den Zug der Leitung 22 sind Druckmesser 23 und Temperaturmesser 24 eingeschaltet. Das Heißwasserrohr 16 ist am entgegengesetzten Ende in Form der Leitung 25 aus dem Abschluß 17 des Heizrohres 5 herausgeführt; in diesem Leitungsstück ist zweckmäßigerweise ein Temperaturfühler 26 eingesetzt, mit welchem eine Regulierung des Kaltwasserzuflusses bzw. der Durchflußgeschwindigkeit ermöglicht wird.
• Die Leitung 25 als Verlängerung des Heißwasserrohres 16 ist in eine Heizschlange 32 innerhalb eines Warmwasserbehälters 33 eingeführt, von welchem über einen Ablauf 34 und einen Zulauf 35 Zentralheizungskörper 36 oder andere Vorrichtungen, in denen die Heißwasserenergie ausgenutzt wird, angeschlossen sind. Des weiteren ist der Warmwasserbehälter 33 über eine Leitung 37 mit einem nicht dargestellten Heißwasserspeicher verbunden. Am Ende 17 des Heizrohres45 ist ein Reduzierstück 27 vorgesehen, das mit einer Kaltwasserleitung 28 verbunden ist, in deren Verlauf ein Druckmesser 29 eingeschaltet ist. Im Zuge der Leitung liegt eine Umlaufpumpe 30, die von einem Kaltwasserzufluß 31 aus kühles Wasser durch die Heizrohre 15 pumpt.
• Das zu erwärmende Wasser soll mit niedrigem Druck in die Heizrohre 15 strömen, da durch die im Heizkessel 1 erzeugte Wärme der Gasdruck steigt; durch diesen steigenden Gasdruck wird die Wasserdurchlaufgeschwindigkeit erheblich gesteigert und das Heißwasser auf schnellstem Wege zur Heizschlange 32 transportiert sowie über diese Heizschlange an das Wasser des Warmwasserbehälters 33 abgegeben.
• Mit 38 ist ein Wasserzufluß durch die Wand des Heizkessels 1 dargestellt, über den das für die biologische Verbrennung erforderliche Wasser in das Material B eingebracht wird.
• Die Ummantelung des Heizkessels 1 ist mit 39 bezeichnet; diese Ummantelung kann z.B. aus Schamotte gemauert sein.

Claims (11)

1. patentansprüche . . . . . . . . . . . . . .

   O Einrichtung zum Erzeugen von Wärme unter Ausnutzung der biologischen Verbrennung von Stroh, Heu oder dergl.

   Material, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizkessel (1) zur Aufnahme des biologischen Materials (B) nach außen abgeschlossen und die Heizkesseldeckwand (3, 4) nachgiebig (6, 7) ausgebildet ist, daß den Heizkessel (1) im wesentlichen in horizontaler Richtung durchsetzende Heizrohre (15, 15', 15") relativ großen Querschnitts, an die die im Heizkessel (1) von dem darin befindlichen Material (B) erzeugte Wärme abgegeben wird, vorgesehen sind, daß die Heizrohre (15, 15', 15") in ihrem Inneren Heißwasserrohre (16, 16', 16") wesentlich kleineren Durchmessers besitzen, wobei Heizrohre und Heißwasserrohre in Serie geschaltet sind, und daß außerhalb des Heizkessels (1) die Heißwasserrohre (25) über einen Warmwasserbehälter (33) mit Heizschlange (32) an Wärmeabgabevorrichtungen (36), sowie die Heizrohre (15) an einen Wasserzulauf (31) und eine Umlaufpumpe (30) angeschlossen sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkessel (1) unterhalb der Heizrohre (15, 15', 15") einen Rost (10) oder dergl. Vorrichtung aufweist, auf der das Material (B) aufliegt, und daß im Heizkessel (1) unterhalb des Rostes (10) eine Zugangsöffnung (11) zum Entfernen des verbrauchten Materials vorgesehen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Rostes (10) ein Wagen (12, 13) zur Aufnahme des verbrauchten Materiales (B) vorgesehen ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkessel X1) einen Wasserzulauf (38) in einer Höhe über der oberen Begrenzung des Materials (B) aufweist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkesseldeckwand (3, 4) ein überdruckventil (9) mit Abzapfvorrichtung aufweist.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkesseldeckwand (3, 4) doppelwandig (3-4) ausgebildet ist, daß die untere Wand (4) gegenüber der oberen über Federn (6, 7) beweglich angeordnet ist, und daß der Deckel (3, 4) eine Gasabführvorrichtung (8) aufweist.
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß drei Heizrohre (15, 15', 15") horizontal nebeneinander im Heizkesselbehälter (2) angeordnet sind.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkessel (1) aufklappbar (bei 5) ausgebildet ist.
9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkessel (1) ein Metallkessel mit außenliegender Isolierwand (39), z.B. Schamotte, versehen ist.
10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen Heizrohr (15) und Heißwasserrohr (16) durch ein Reduzierstück (21) gebildet ist.
11. 11. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Heißwasserführungsschleife (15-20-22) ein Druckmesser (23) und ein Temperaturmesser (24) eingeschaltet sind.