DE3125163A1 - Feuerungsanlage zur verbrennung von festen brennstoffen - Google Patents

Description

• Feuerungsanlage zur Verbrennung von
• festen Brennstoffen Die Erfindung bezieht sich auf eine Feuerungsanlage zur Verbrennung von festen Brennstoffen wie Stückholz, Hackschnitzel, Holzspäne, Sägemehl, Torf, Stroh, Koks, Kohle, Brikett oder dergleichen bestehend aus einem mit einem verschließbaren Einfülldeckel versehenen Füllschacht und einem Feuerraum oberhalb eines Ascherostes sowie einer regelbaren Zuluftöffnung. Solche Feuerungsanlagen Xind als Öfen, Kessel oder als geschlossener Kamin allgemein bekannt und- teilweise auch in Deutschland im Gebrauch.
• Durch die zunehmende Verteuerung von Brennstoffen wie Ö1, Erdgas oder Kohle gewinnen Feuerungsanlagen an Bedeutung, in denen Abfallstoffe wie z. 8. Holzspäne, Stroh, Sägemehl naß oder trocken sowie Hackschnitzel oder Torf verbrannt werden können. Die bisher bekannten Feuerungsanlagen für diesen Zweck sind genauso aufgebaut wie herkömmliche geschlossene Kamine, Öfen oder Kessel. Die Verbrennungsluft strömt bei ihnen durch eine Zuluftöffnung unter einen Ascherost und dann nach oben in das zu verbrennende Material auf dem Rost.
• Nachteilig bei den bekannten Feuerungsahlagen ist, daß beim Nachfüllen mit kleinstückigem Brennmaterial wie z. B. Sägespäne das Feuer ersticken k.ann. Die Schwelgase gelangen unverbrannt in den Schornstein und können nach der Entzündung in der Feuerungsa-nlage zur Verpuffung führen, was zum einen eine Gef-ahr für den Bedienenden darstellt, zum anderen zu einer Verschmut-zung der Umgebung führt, in der die v'erbrennungsanl-age aufgestellt ist. Außerdem ist die Verbrennung von frischem Sägemehl vom Sägewerk nur als Schwelbrand möglich, was eine starke Umweltbelastung zur Folge hat und zu einer schlechten Energieausnutzung führt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine -Feuerungsanlage der eingangs genannten Art zu -entwickeln, die nachgefüllt werden kann ohne Gefahr von Verpuffun-g und ohne daß dabei das Feuer ausgehen kann und die Feuerungsanlage nach jedem Auffüllen erneut angezündet werden muß. Weiterhin soll die Feuerungsanlage eine saubere Verbrennung bei hoher Energieausbeute und ohne Umweltbelastung ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
• Durch die erfindungsgemäße Gestaltung einer Feuerungsanlage arbeitet sie nach einem anderen Prinzip als die vergleichbaren, bekannten Feuerungsanlagen. Der Primärluftstrom -sorgt für eine Verbrennung bei hohen Temperaturen, weil er direkt auf das Brennmaterial auftrifft. Die dabei entstehenden Rauchgase mit noch unverbrannten gasförmigen Bestandteilen vermischen sich anschließend mit dem Sekundärluftstrom, so daß es zu einer sauberen Nachverbrennung kommt. Es findet somit eine zweistufige Verbrennung statt. Die Materialabweisplatte sorgt dafür, daß auch beim Nachfüllen der Primärluftstrom stets voll gegen das Brennmaterial blasen kann.
• Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet. Die dort angegebene Ablagefläche sorgt dafür, daß beim Nachfüllen der Feuerungsanlage unterhalb der Ablagefläche stets ein horizontaler Schacht frei von Brennmaterialien verbleibt, so daß in diesem Raum nach dem Nachfüllen die Verbrennung aufrechterhalten bleibt. Einige Zeit nach dem Nachfüllen frißt sich das Feuer, angefacht durch die Primärluft,oberhalb der Ablagefläche wieder einen tunnelförmigen Raum frei, -so daß die eingangs erwähnte zweistufige Verbrennung erneut vollständig in Gang kommt.
• Praktische Versuche haben gezeigt, daß die erfindungsgemäße Feuerungsanlage mit erstaunlich hohem Wirkungsgrad und ohne Rauchbelästigung auch bei frischem Sägemehl arbeitet und Verpuffungen nicht auftreten, da das Feuer beim Nachfüllen nicht ersticken kann. Weiterhin hat sich gezeigt, daß das aus dem Schornstein abtretende Abgas sauber ist, also kein Ruß oder sonstige Schwebeteilchen oder gasförmige Bestandteile enthält.
• Zum Betreiben der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage bedarf es nur geringen Arbeitsaufwands, um die Feuerungsanlage als Heizungskessel für ein Wohnhaus mit Sägespänen, Hackschnitzeln, Rinde oder Stroh in Betrieb zu halten. Je nach Energiebedarf ist die Anlage ein-bis dreimal täglich aufzufüllen, wenn sie ungefähr die gleiche Größe wie ein Zweistoffkessel gleicher Leistung hat.
• Besonders günstig ist es, wenn die Ablagefläche oberhalb des Ascherostes angeordnet ist, weil dann unterhalb der Ablagefläche ein Glutraum entsteht, der eine besonders saubere Nachverbrennung mit Sekundärluft garantiert.
• Gemäß einer anderen günstigen Ausg-estaltungbder- Erfindung kann der Anteil von Primär- und Sekundärluft durch eine veränderbare Luftleiteinrichtung va-riiert werden, so daß eine Anpassung an verschiedene Brennstoffe möglich ist.
• Vor allem tonnen frische Sägespäne, die oft ungenutzt auf Mülihalden gefahren werden, da eine saubere. Ver'orennung bis heute große Schwierigkeiten bereitet hat, prohlemlos verbrannt werden. Weiterhin ist durch die- Luftleiteinrichtung auch die Geschwindigkeit des Abbrandes des Brennmaterials in der Feuerungsanlage zu regulieren.-Besonders einfach gestaltet sich die Regelung der Luftleiteinrichtung, wenn sie, wie im Anspruch 5 angegeben, mit einem Hebel einstellbar ist. Statt der verstellbaren Luftleiteinrichtung-können auch austauschbare Einsätze vorgesehen sein.
• Verwendet man eine verstellbare Luftleiteinrichtung, dann ist es, wie im Anspruch 6 angegeben, günstig, diese mechanisch mit der Regelklappe vor der Zuluftöffnung zu koppeln.
• Die erfindungsgemäße Feuerungsanlage arbeitet mit einem besonders hohen Wirkungsgrad, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Ablagefläche bis zur Rückwand des Feuerraumes verläuft, da die Primärluft dann konzentriert auf das Brennmaterial auftrifft und somit ein Tunnelbrand entsteht.
• Als zweckmäßig zum Verbrennen von kleinstückigem Holz, Torf, Stroh hat es sich erwiesen, iLrenn die Ablagefläche eine Platte ist. Die brennenden Rauchgase strömen dann nach beiden Seiten der Platte ab nach unten und vereinigen sich zur Nachverbrennung mit der Sekundärluft.
• Wenn gemäß Anspruch 9 die Feuerungsanlage eine Ablagefläche hat, welche mit einer Sekundärluftführungsröhre versehen ist, dann gelangt zusätzlich Sekundärluft in den hinteren Nachbrennraum, was zum Verbrennen von vergasbaren Materialien wie Holzspänen, gepreßtem Stroh oder kleinstückigem trockenen Holz günstig ist.
• Um die Ablagefläche leichter sauberhalten zu können und einen geänderten Verbrennungsablauf zu erhalten, kann es für bestimmte Brennstoffe auch zweckmäßig sein, die Ablagefläche als Rost mit eng nebeneinander verlaufenden Gitterstäben auszubilden.
• Um zu verhindern, daß Rauchgas oder aufgewirbelter Staub beim Nachfüllen durch das Brennmaterial im FüllEchacht nach oben bis zum Einfülldeckel steigt und von da nachaußen gelangen kann, ist die im Anspruch 11 angegebene Maßnahme zweckmäßig.
• Durch ein automatisches Öffnen der Luftklappe, wie das im Anspruch 12 angegeben ist, kann verhindert werden, daß diese beim Öffnen des EinfOlldeckeis v-ersehentlichgeschlossen bleibt.
• Zweckmäßig ist es auch, wenn hinter der Luftklappe ein Schacht herunter bis in den FeueT:raum: gefOhrt ist, weil dann die nach oben steigenden Rauchgase sowie aufgewirbelte Staubteile im Nachbrennraum verbrannt werden.
• Sinnvoll ist auch die im Anspruch 14 angegebene Maßnahme, weil dann keine Sekundärluft unkontrolliert in den Feuerungsraum gelangen kann.
• Die Erfindung läßt zahlreiche AusfOhrunq-smoglichkeiten zu. Eine davon ist schematisc-h in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
• Es zeigen: Figur 1 - eine Ansicht der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage von einer Seite gesehen und im Schnitt dargestellt; Figur 2 - ein Schnitt durch die Feuerungsanlage entlang der Linie IIZII in Figur 1.
• Die in der Zeichnung dargestellte Feuerungsanlage hat einen Einfüllschacht 3, der nach oben hin durch einen Einfülldeckel 1 zum Zwecke des Einfüllens von Brennmaterial zu öffnen ist. Wie bei Öfen und Kesseln üblich, ist oberhalb eines Aschekastens 10 ein Ascherost 9 vorgesehen, auf dem sich die Asche sammelt und von außen durch eine Rüttelmechanik gereinigt werden kann.
• Über dem Ascherost 9 befindet sich eine Ablagefläche 5, die, wie Figur 2 zeigt, relativ schmal ist und deren Breite der jeweiligen Feuerungsanlage anzupassen ist.
• Sie beginnt kurz hinter einer Zuluftöffnung 6 der Feuerungsanlage, deren Öffnungsquerschnitt durch eine übliche Ofentür regulierbar ist. Die Ablagefläche 5 ist in -etwa so breit wie die Zuluftöffnung 6 und reicht bis zu der der Zuluftöffnung 6 gegenüberliegenden Wand der Feuerungsanlage. Es handelt sich bei der Ablagefläche 5 beispielsweise um eine feuerfeste Platte.
• Zwischen der Zuluftöffnung 6 und der Vorderkante der Ablagefläche 5 ist eine Luftleiteinrichtung 8 vorgesehen, durch die durch die ZuluStüffnung 6 einströmende Luft in einen Primärluftstrom oberhalb der Ablagefläche 5 und einen Sekundärluftstrom unterhalb der Ablagefläche 5 oberhalb des Ascherostes 9 aufgeteilt wird. Statt'der Luftleiteinrichtung 8 in Form einer verstellbaren Platte, wie das in der Zeichnung gezeigt ist, können auch austauschbare Einsätze vorgesehen sein, die bei einem Wechsel des Brennmaterials auszutauschen sind. Die Luftleiteinrichtung 8 kann mechanisch mit einer thermostatgesteuerten Regelklappe 7 vor der Zuluftöffnung 6 verbunden sein.
• Oberhalb der Zuluftöffnung 6 und der Vorderkante der Ablagefläche 5 ist eine Materialahweisplatte 4 vorgesehen, die das Verschütten der Luftleiteinrichtung 8 und Zuluftöffnung 6 beim Nachrutschen des Brennmaterials verhindert.
• Um die Verbrennungstemperatur sowie die Lebensdauer der Feuerungsanlage zu erhöhen, ist es von Vorteil, eine feuerfeste Auskleidung 11 an den Wänden des Einfüllschachtes im unteren Drittel anzubringen.
• Der Aschekasten 10 hat eine eigene, nicht positionierte Aschentür und ist nach außen völlig dicht abgeschlossen, damit keine unkontrollierte Sekundärluft in die Feuerungsanlage gelangen kann. Das gleiche gilt auch für die beiden üblicherweise vorzusehenden Flugaschekästen 18, 19.
• Wie Figur 1 zeigt, ist der Einfülldeckel 1 mechanisch mit ein-er Luftklappe 2 gekoppelt, so daß die Luftklappe 2 öffnet, wenn der Einfülldeckel geöffnet wird. Hinter der Luftklappe 2 führt ein Schacht 14 herunter bis oberhalb des Ascherostes 9. Hinter dem Ascherost 9 sind,wie üblich,Rauchgaszüge 15, 16 vorgesehen, welche zu einem Schornsteinanschluß 17 führen.
• Die Ablagefläche 5 kann auch in den Ascherost 9 integriert sein und sich dann auf einer Höhe mit dem Ascherost 9 befinden. Der Ascherost 9 müßte dann bei der dargestellten Feuerungsanlage in Höhe der Ablagefläche 5 angeordnet werden.
• Ist bei dem Betreiber der Feuerungsanlage nur leicht brennbares Material vorhanden wie Hobelspäne, gepreßtes Stroh oder sehr kleinstückiges,trockenes Holz, so ist das Anbringen von einer Sekundärluftführungsröhre 13 unter der feuerfesten Platte 5 von Vorteil, um zusätzlich Sekundärluft in den hinteren Nachbrennraum zu bekommen.
• Die beschriebene Feuerungsanlage arbeitet wie folgt: Die durch die Zuluftöffnung 6 einströmende Verbrennungsluft teilt sich entsprechend der Stellung der Luftleitklappe 8 in einen Primärluftstrom oberhalb der Ablagefläche 5 und einen Sekundärluftstrom unterhalb der Ablagefläche 5. Der Primärluftstrom trifft unmittelbar auf das Brennmaterial in der Feuerungsanlage. Dabei kommt es zu dem erfindungsgemäßen Tunnelbrsnd. Die dabei entstehenden brennenden Rauchgase strömen von der Ablagefläche 5 nach beiden Seiten weg und vereinigen sich unterhalb der Ablagefläche 5 mit der Sekundärluft. Es kommt zu einer intensiven Nachverbrennung. Das auf diese Weise gebildete Rauchgas strömt über die Rauchgaszüge 15, 16 zum Schornsteinanschluß 17.
• Zum Nachfüllen der Feuerungsanlage mit Brennmaterial wird der Einfülldeckel 1 hochgeklappt. Dadurch öffnet sich auch die Luftklappe 2, so daß eventuell durch den Einfüllschacht 3 aufsteigender Rauch und aufgewirbelter Staub über die Luftklappe 2 und den Schacht 14 zurück in den Feuerungsraum strömen kann. Unabhängig davon, wieviel Brennmaterial man einfüllt, verbleibt zwangsläufig unter der Ablagefläche ein freier Raum, so daß das Feuer in der Feuerungsanlage nicht ersticken kann. Schließt man den Einfülldeckel wieder, dann schließt sich auch die Luftklappe 2, so daß der Ofen anschließend normal weiterbrennen kann. Sollte der Raum für die primäre Verbrennung oberhalb der Ablagefläche 5 beim Nachfüllen zusammengebrochen sein, dann frißt sich das Feuer nach und nach, angefacht von der Primärluft, einen neuen Verbrennungsraum zwischen der Abweisplatte 4 und der Auflagefläche 5.
• Leerseite

Claims (14)

1. Ansprüche 1. Feuerungsanlage zur Verbrennung von festen Brennstoffen wie z. B. Stückholz, Hackschnitzel, Holzspäne, Torf, Stroh, Koks, Kohle, Brikett oder dergleichen, bestehend aus einem mit einem verschließbaren Einfülldeckel versehenen Füllschacht und einem Feuerraum oberhalb eines Ascherostes sowie einer regelbaren Zuluftöffnung, d a d u r c h g e -* e n n z e i c h n e t , daß Mittel vorgesehen sind, durch die die durch die Zuluftöffnung (6) einströmende beim in einen Primärluftstrom oberhalb des Ascherostes (9) und einen Sekunilärluf-tstrwaunterhalb des Ascherostes (5) aufgeteilt wird und daß oberhalb der Zuluftoffnurrg (6) eine Materialabweisplatte (4) vorgesehen ist.
2. 2. Feuerungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e .t , daß im Feuerraum tiefer als die Materialabweisplatte (4) eine wesentlich schmaler als der Feuerraum bemessene Ablagefläche (5) angeordnet ist, welche kurz hinter der Zuluftöffnung (6) beginnend in Richtung des Verbrennungsluftstromes verläuft.
3. 3. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Ablagefläche (5) oberhalb des Ascherostes (9) angeordnet ist.
4. 4. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zwischen der Zuluftöffnung (6) und der Ablagefläche (5) eine veränderbare Luftleiteinrichtung (8) angeordnet ist.
5. 5. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Luftleiteinrichtung (8) mit einem Hebel einstellbar ist.
6. 6. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß in der Zuluftffl-lung (6) eine temperaturgesteuerte Regelklappe (7) angeordnet ist und daß die Luftleiteinrichtung (8) mechanisch mit der Regelklappe (7) gekoppelt ist.
7. 7. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Ablagefläche (5) bis zur Rückwand des Feuerraumes verläuft.
8. 8. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u.r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Ablagefläche (5) eine Platte ist.
9. 9. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n'n z e i c h n e t daß die Ablagefläche (5) mit einer Sekundärluftführungsröhre (13) versehen ist.
10. 10. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Ablagefläche (5) ein Rost mit eng nebeneinander verlaufenden Gitterstäben ist.
11. 11. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c n n e t daß der Füllschacht (3) an seinem oberen Ende eine Luftklappe (2) hat, hinter der eine Verbindung zum Schornstein besteht.
12. 12. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Luftklappe (2) mechanisch derart mit dem Einfülldeckel (1) gekoppelt ist, daß sie bei geöffnetem Einfülldeckel (1) in Offenstellung und bei geschlossenem Einfülldeckel (1) ebenfalls in Schließstellung ist.
13. 13. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß hinter der Luftklappe (2) ein Schacht (14) herunter bis in den Feuerraum geführt ist.
14. 14. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n 2 t daß der Aschekasten (10) eine in sich geschlossene Einheit bildet.