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Feuerungsanlage zur Verbrennung von
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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.
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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.
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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.
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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.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen
Maßnahmen gelöst.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Verwendet man eine verstellbare Luftleiteinrichtung, dann ist es,
wie im Anspruch 6 angegeben, günstig, diese mechanisch mit der Regelklappe vor der
Zuluftöffnung zu koppeln.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Sinnvoll ist auch die im Anspruch 14 angegebene Maßnahme, weil dann
keine Sekundärluft unkontrolliert in den Feuerungsraum gelangen kann.
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Die Erfindung läßt zahlreiche AusfOhrunq-smoglichkeiten zu. Eine davon
ist schematisc-h in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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