DE3125163C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Feuerungsanlage zur Verbrennung von festen Brennstoffen wie z. B. Stückholz, Hackschnitzel, Holzspäne, Torf, Stroh, Koks, Kohle, Bri­ ketts oder dergleichen, bestehend aus einem mit einem verschließbaren Einfülldeckel versehenen Füllschacht und einem oberhalb eines Ascherostes angeordneten, eine Zu­ luftöffnung aufweisenden Feuerraum, dessen Verbrennungs­ luft in einen Primärluftstrom und einen Sekundärluft­ strom aufgeteilt ist, wobei oberhalb der Zuluftöffnung eine Materialabweisplatte vorgesehen ist.

Eine solche Feuerungsanlage ist Gegenstand der DE-PS 8 59 939.

Bei der Feuerungsanlage nach der DE-PS 8 59 939 wird Luft einem mittleren Bereich des Füllschachtes mittels eines Rohrstutzens zugeführt. Um zu verhindern, daß Brennstoff in diesen Rohrstutzen gelangen kann, ist seine nach oben hin weisende Auslaßöffnung durch die Materialabweis­ platte abgedeckt, die hierzu die Form einer kegeligen Haube hat. Zusätzlich zur Luftzufuhr über den Rohrstut­ zen gelangt Verbrennungsluft von außen durch den Asche­ kasten und von dort durch den Ascherost in den Brennraum der Feuerungsanlage.

Füllt man bei der bekannten Feuerungsanlage kleinstücki­ ges Brennmaterial, wie zum Beispiel Sägespäne, nach, dann besteht die Gefahr, daß das Feuer erstickt, weil das Brennmaterial die Luftdurchlaßöffnungen im Rost voll­ ständig abdecken kann und auch der Luftauslaßquerschnitt des Rohrstutzens dicht vom Brennmaterial umschlossen wird. Die ungenügende Luftzufuhr nach einem Nachfüllen der Feuerungsanlage mit kleinstückigem Brennmaterial kann zum Entstehen von Schwelgasen führen, wodurch es zu Verpuffungen in der Feuerungsanlage kommen kann, was eine Gefahr für den Bedienenden darstellt und zu einer Verschmutzung der Umgebung führt, in der die Verbren­ nungsanlage aufgestellt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feuerungs­ anlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei einem Nachfüllen von kleinstückigem Brennmate­ rial die Verbrennung im Brennraum zuverlässig aufrecht­ erhalten wird, ohne daß die Gefahr von Verpuffungen be­ steht. Weiterhin soll die Feuerungsanlage eine saubere Verbrennung bei hoher Energieausbeute und ohne Umweltbe­ lastung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unterhalb dieser Materialabweisplatte oberhalb des Asche­ rostes im Feuerraum eine wesentlich schmaler als der Feuerraum bemessene Ablagefläche angeordnet ist, welche kurz hinter der Zuluftöffnung beginnend in Richtung des Verbrennungsluftstromes verläuft, oberhalb der der Pri­ märluftstrom und unterhalb der der Sekundärluftstrom zwischen Ablagefläche und Ascherost geführt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage wird kein Luft­ strom durch den Aschekasten unterhalb des Rostes ge­ führt, der anschließend durch den Rost nach oben steigen muß, vielmehr erfolgt die gesamte Luftzufuhr oberhalb des Rostes. Durch die erfindungsgemäße Ablagefläche wird zweistufige Verbrennung erreicht. Der oberhalb der Ab­ lagefläche horizontal einströmende Primärluftstrom sorgt für eine Verbrennung bei hohen Temperaturen, weil er direkt auf das Brennmaterial auftrifft. Die dabei ent­ stehenden Rauchgase mit noch unverbrannten, gasförmigen Bestandteilen vermischen sich anschließend mit der unter­ halb der Ablagefläche zuströmenden Sekundärluft, so daß es zu einer sauberen Nachverbrennung kommt. Beim Nach­ füllen der Feuerungsanlage bleibt unterhalb der Ablage­ fläche stets ein horizontaler Schacht frei von Brenn­ material, so daß in diesem Raum nach dem Nachfüllen die Verbrennung aufrechterhalten bleibt. Einige Zeit nach dem Nachfüllen frißt sich das Feuer, angefacht durch die oberhalb der Ablagefläche einströmende Primärluft, wie­ der einen tunnelförmigen Raum frei, so daß die zweistu­ fige Verbrennung erneut in Gang kommt. Die Ablagefläche sorgt für einen schmalen Glutkanal, durch den sich eine optimale Nachverbrennung ergibt, was in der Praxis als blaue Gasflamme am Ende des Glutkanals erkennbar ist. Da auch nach dem Nachrutschen des Brennmaterials immer ein Freiraum unterhalb der Ablagefläche erhalten bleibt, kommt es im Kessel nicht zu explosionsartigen Verpuffun­ gen. Hervorzuheben ist auch, daß die erfindungsgemäße Feuerungsanlage im Schwachlastbereich einen sauberen und sparsamen Abbrand sicherstellt. Sie bleibt auch bei ge­ ringem Wärmebedarf in Betrieb, wobei die hohen Tempera­ turen weitgehend erhalten bleiben. Bei plötzlichem Wärme­ bedarf läßt sich die erfindungsgemäße Feuerungsanlage mittels eines Rauchgasgebläses sehr rasch auf volle Lei­ stung hochfahren.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung kann der Anteil von Primär- und Sekundärluft durch eine ver­ änderbare Luftleiteinrichtung variiert werden, so daß eine Anpassung an verschiedene Brennstoffe möglich ist. Vor allem können frische Sägespäne, die oft ungenutzt auf Müllhalden gefahren werden, da eine saubere Verbren­ nung bis heute große Schwierigkeiten bereitet hat, pro­ blemlos verbrannt werden. Weiterhin ist durch die Luft­ leiteinrichtung auch die Geschwindigkeit des Abbrandes des Brennmaterials in der Feuerungsanlage zu regulieren.

Besonders einfach gestaltet sich die Regelung der Luft­ leiteinrichtung, wenn sie, wie im Anspruch 3 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 4 angegeben, günstig, diese mechanisch mit der Regelklappe vor der Zuluftöffnung zu koppeln.

Die erfindungsgemäße Feuerungsanlage arbeitet mit einem besonders hohen Wirkungsgrad, wenn gemäß einer vorteil­ haften 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, wenn die Ablagefläche eine Platte ist. Die brennenden Rauchgase strömen dann nach beiden Seiten der Platte ab nach unten und vereini­ gen sich zur Nachverbrennung mit der Sekundärluft.

Wenn gemäß Anspruch 7 die Feuerungsanlage eine Ablage­ fläche hat, welche mit einer Sekundärluftführungsröhre versehen ist, dann gelangt zusätzlich Sekundärluft in den hinteren Nachbrennraum, was zum Verbrennen von ver­ gasbaren 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 Ab­ lagefläche als Rost mit eng nebeneinander verlaufenden Gitterstäben auszubilden.

Um zu verhindern, daß Rauchgas oder aufgewirbelter Staub beim Nachfüllen durch das Brennmaterial im Füllschacht nach oben bis zum Einfülldeckel steigt und von da nach außen gelangen kann, ist die im Anspruch 9 angegebene Maßnahme zweckmäßig.

Durch ein automatisches Öffnen der Luftklappe, wie das im Anspruch 10 angegeben ist, kann verhindert werden, daß diese beim Öffnen des Einfülldeckels versehentlich geschlossen bleibt.

Zweckmäßig ist es auch, wenn hinter der Luftklappe ein Schacht herunter bis in den Feuerraum geführt ist, weil dann die nach oben steigenden Rauchgase sowie aufge­ wirbelte Staubteile im Nachbrennraum verbrannt werden.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung darge­ stellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 - eine Ansicht der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage von einer Seite gesehen und im Schnitt dargestellt;

Fig. 2 - einen Schnitt durch die Feuerungsanlage entlang der Linie II/II in Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Feuerungsanlage hat einen Einfüllschacht 3, der nach oben hin durch einen Einfülldeckel 1 zum Zwecke des Einfüllens von Brenn­ material zu öffnen ist. Wie bei Öfen und Kesseln üblich, ist oberhalb eines Aschekastens 10 ein Ascherost 9 vor­ gesehen, 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 Fig. 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 Ablage­ fläche 5 beispielsweise um eine feuerfeste Platte.

Zwischen der Zuluftöffnung 6 und der Vorderkante der Ablagefläche 5 ist eine Luftleiteinrichtung 8 vorge­ sehen, durch die die durch die Zuluftöffnung 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 aus­ tauschbare Einsätze vorgesehen sein, die bei einem Wechsel des Brennmaterials auszutauschen sind. Die Luft­ leiteinrichtung 8 kann mechanisch mit einer thermostat­ gesteuerten Regelklappe 7 vor der Zuluftöffnung 6 ver­ bunden sein.

Oberhalb der Zuluftöffnung 6 und der Vorderkante der Ablage­ fläche 5 ist eine Materialabweisplatte 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 Einfüll­ schachtes 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 Flugasche­ kästen 18, 19.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Einfülldeckel 1 mechanisch mit einer Luftklappe 2 gekoppelt, so daß die Luftklappe 2 öffnet, wenn der Einfülldeckel geöffnet wird. Hinter der Luftklappe 2 führt ein Schacht 14 herunter bis ober­ halb 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 be­ finden. 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 Verbrennungs­ luft teilt sich entsprechend der Stellung der Luftleit­ klappe 8 in einen Primärluftstrom oberhalb der Ablage­ fläche 5 und einen Sekundärluftstrom unterhalb der Ablagefläche 5. Der Primärluftstrom trifft unmittelbar auf das Brennmaterial in der Feuerungsanlage. Dabei kommt es zu dem erfindungsgemäßen Tunnelbrand. Die dabei entstehenden brennenden Rauchgase strömen von der Ablagefläche 5 nach beiden Seiten weg und ver­ einigen sich unterhalb der Ablagefläche 5 mit der Sekundärluft. Es kommt zu einer intensiven Nachver­ brennung. 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 Feuerungs­ raum 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.

Claims (11)

1. Feuerungsanlage zur Verbrennung von festen Brennstof­ fen wie z. B. Stückholz, Hackschnitzel, Holzspäne, Torf, Stroh, Koks, Kohle, Brikett oder dergleichen, bestehend aus einem mit einem verschließbaren Einfülldeckel ver­ sehenen Füllschacht und einem oberhalb eines Ascherostes angeordneten, eine Zuluftöffnung aufweisenden Feuerraum, dessen Verbrennungsluft in einen Primärluftstrom und einen Sekundärluftstrom aufgeteilt ist, wobei oberhalb der Zuluftöffnung eine Materialabweisplatte vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb dieser Mate­ rialabweisplatte (4) oberhalb des Ascherostes (9) im Feuerraum eine wesentlich schmaler als der Feuerraum bemessene Ablagefläche (5) angeordnet ist, welche kurz hinter der Zuluftöffnung (6) beginnend in Richtung des Verbrennungsluftstromes verläuft, oberhalb der der Pri­ märluftstrom und unterhalb der der Sekundärluftstrom zwischen Ablagefläche (5) und Ascherost (9) geführt ist.

2. Feuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der Zuluftöffnung (6) und der Ablage­ fläche (5) eine veränderliche Luftleiteinrichtung (8) angeordnet ist.

3. Feuerungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Luftleiteinrichtung (8) mit einem Hebel einstellbar ist.

4. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgen­ den, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuluftöffnung (6) eine temperaturgesteuerte Regelklappe (7) angeordnet ist und daß die Luftleiteinrichtung (8) mechanisch mit der Regelklappe (7) gekoppelt ist.

5. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgen­ den, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagefläche (5) bis zur Rückwand des Feuerraumes verläuft.

6. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgen­ den, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagefläche (5) eine Platte ist.

7. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgen­ den, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagefläche (5) mit einer Sekundärluftführungsröhre (13) versehen ist.

8. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgen­ den, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagefläche (5) ein Rost mit eng nebeneinander verlaufenden Gitterstäben ist.

9. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgen­ den, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllschacht (3) an seinem oberen Ende eine Luftklappe (2) hat, hinter der eine Verbindung zum Schornstein besteht.

10. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgen­ den, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappe (2) mechanisch derart mit dem Einfülldeckel (1) gekoppelt ist, daß sie bei geöffnetem Einfülldeckel (1) in Offen­ stellung und bei geschlossenem Einfülldeckel (1) eben­ falls in Schließstellung ist.

11. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgen­ den, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Luft­ klappe (2) ein Schacht (14) herunter bis in den Feuer­ raum geführt ist.