-
Verfahren zur Regelung des Abbrandes in einem
-
Fül lschachtverbrennungsofen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Regelung des Abbrandes fester Brennstoffe in einem FüllscElachtverurennungsofen
mit einem zwischen Füllschacht und Ofenwandung vorgesehenen,mit regelbarer Frischluftzufuhr
versehenen Kanal, dessen oberes und unteres Ende mit dem Füllschacht in Verbindung
steht.
-
Ferner betrifft die Erfindung einen Füllschachtverbrennungsofen,
der
für die Durchführung des Verfahrens geeignet ist.
-
Die fur die Verbrennung in einem Füllschachtverbrennungsofen verwendbaren
Festbrennstoffe können im wesentlichen zwei Gruppen zugeordnet werden. Zu der einen
Gruppe gehorden relativ leicht verbrennbare materialien wie Holz, Briketts, Braunkohle,
Späne, Sägemehl und dergleichen.
-
Der anderen Gruppe sind Steinkohle und Koks zuzuordnen.
-
Um die den beiden Materialgruppen zugehörenden Stoffe einer möglichst
vollständigen Verbrennung zuzuführen, benötigt man verschiedene Abbrandverhältnisse.
So verlangt die erstgenannte Gruppe,auf die zur Vereinfachunq im weiteren nur noch
durch die Benennung von Ilolz Bezug genommen wird, eine Sauerstoffzufuhr von oben,
so daß die Ofenfüllung von oben nach unten durchbrennt und die gebildeten Abgase
schließlich auf dem üblichen Weg huber die Rauchgaszüge zum Abgasstutzen abziehen.
Die zweitgenannte Gruppe, als deren Vertreter im weiteren nur noch Kohle genannt
wird, benötigt eine Sauerstoff zufuhr von unten, um im unteren Bereich des Füllschachtes
ein Glutbett auszubilden, in welches, entsprechend dem Lereits erfolgten Abbrand
allmählich die oberen Kohleschichten
nachrutschen. Um eine hundertprozentige
Verrennung der Kohle zu erreichen, muß man dafür sorgen, daß die sich bei der Verbrennung
bildenden Schwelgase nacilverbrannt werden. Hierzu ist für entsprechende Ströntungsverhältnisse
im Verbrennungsofen zu sorgen.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, ein
Verfahren für eine regelbare Verbrennung von Festbrennstoffen jeder Art mit hohem
Wirkungsgrad und geringer Umweltbelastung unter Verwendung eines einzigen Füllschachtverbrennungsofens
zu schaffen und ferner eine Vorrichtung anzugeben, die\ einfacher Weise für die
Durchführung des Verfahrens geeignet ist.
-
Lrfindungsqemäß ist das Verfahren der eingangs genannten Art dadurch
gekennzeichnet, daß der Frischluftstrom abhangig von dem im Füllschacht befindlichen
Brennstoff wählbar entweder durch den Kanal nach oben geleitet und an dessen oberem
fnde dem Füllschacht zugeführt wird, während der untere Bereich des Füllschachtes
gegen die Frischluftzufuhr gesperrt ist, oder daß der Frischluftstrom nach unten
geleitet wird und durch die im unteren Ende des Kanals befindliche Verbindung zum
Füllschacht strömt, während der oberhalb der Frischluftzufuhr befindliche
analbereich
gegen den Frisch luftstrom gesperrt ist.
-
Soll der Füllschachtverbrennungsofen mit Holz oder dergleichen gefahren
werden, so wählt man den sogenannten oberen Abbrand". Das heißt, man verhindert,
daß Sauerstoff von unten in das Brennmaterial eindringt. Man führt vielmehr die
Luft durch den Kanal von oben in den Verbrennungsraum. Das Holz brennt dann von
oben nach unten durch und verbrennt vollständig zu Asche. Die Abqase ziehen im unteren
Bereich des Verbrennungsraumes durch den Brennausganq des Ofens über die Rauchgaszüge
und schließlich durch den Abgasstutzen in den Kamin.
-
Will man aber den Füllschacht mit Kohle oder dergleichen beschicken,
so wird, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, dafür gesorgt, daß kein Sauerstoff
von oben in den Verbrennungsraum gelangt. Um zu erreichen, daß das Glutbett auf
den unteren Bereich des Füllschachtes beschränkt bleibt, wird die Luft ausschließlich
von unten in den Füllschacht zugeführt. Einen solchen Abbrand nennt man "unteren
Abbrand".
-
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei einem Füllschachtverbrennungsofen
mit
einem Füllschacht und einem tischen dem Füllschacht und der Ofenwandung befindlichen
Kanal, dessen oberes und unteres Ende mit dem Füllschacht in Verbindung steht, sowie
mit einer im unteren Bereich der Ofenwandung vorgesehenen Öffnung für eine regelbare
Frischluftzufuhr in einfacher Weise dadurch vrwirklicilen, daß der Frischluftstrom
durch eine im Ofenbereich der Ofenwandung vorgesehene Schwenkklappe steuerbar ist,
die abhängig von der Brennstoffwahl in zwei alternativ wählbare den Kanalquerschnitt
nach oben bzw. nach unten gegen den Frischluftstrom sperrende Endstellungen schwenkbar
ist.
-
Sowohl der obere Abbrand wie auch der untere Abbrand werden verbessert,
wenn man gemäß einer vorzugsweisen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verbrennungsofens
in der Füllschachtwandung zum Kanal hin verlaufende Durchtrittsöffnungen vorsieht.
Diese Durchtrittsöffnungen dienen bei der Verbrennung von Holz, also bei einem oberen
Abbrand, dazu, Frischluft auch in die unteren Bereiche des mit dem Brennmaterial
gefüllten Füllschachtes einzuführen und den Brennvorgang zu verbessern und ein Nachrutschen
des Brennmaterials nach unten zu erleichtem.
-
Im Falle eines unteren Abbrandes aber wird mit Hilfe der Durchtrittsöffnungen
ein Gleichgewichtszustand geschaffen. Der sich im Verbrennungsraum aufbauende Druck
drückt die beim Abbrand entstehenden Schwelgase von oben her in den Kanal. Der Druckausgleich
erfolgt durch die öffnungen in der Füllschachtwandung. Die Schwelgase gelangen hierbei
durch die öffnungen wieder in das Glutbett des Füllschachtes zurück und werden dort
vollständig nachverbrannt.
-
Um zu verhindern, daß aufgrund von Demperaturdifferenzen zwischen
dem Glutbett und dem Kanal die Schwelgase durcn die Öffnungen aus dem Verbrennungsraum
in den Kanal strömen, ist vorzugsweise eine Temperaturstauplatte vorgesehen, die
kanalseitig in einem gewissen Abstand von der Wandung des Füllschachtes angeordnet
ist und die Durchtrittsöffnungen abdeckt. Hierdurch wird die unerwünschte Konvektionsströmung
vom Füllschacht zum Kanal durch Aufbau einer Zone höherer Temperatur im öffnungsbereich
unterbunden.
-
vs hat sich gezeigt, daß sich vor allem beim Verbrennen von Holz oder
ähnlichen Materialien Holzsäure und andere aggressive Substanzen bilden, die die
Wandung des Füllschachtes
korrodieren. Vorzugsweise sind daher
die Durchtrittsöffnungen zwischen Füllschacht und Kanal in einem auswechselbaren
Wandteil des Füllschachtes eingebracht.
-
Dieser sogenannte Stehrost ist . in der Regel aus einem kompakten
Gußmaterial hergestellt und mit der übrisen Füllschachtwandung, die zum Beispiel
als Wassertasche ausgebildet sein kann, verschraubt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausbildunq eines erfindungsgemässen Füllschachtverbrennungsofen
$ st die Schwenkklappe an einer in der Öffnung in der oberen Wandung vorgesehenen
regelbaren Frischluftzuführungsvorrichtung angebracht.
-
Diese Frischluftzuführung kann wie üblich mit einer regelbaren Verschlußklappe
ausgestattet sein und weist vorzugsweise an ihrem unteren Bereich eine nicht verschließbare
weitere Öffnung für die Zufuhr von Frischluft in den unteren Ofenbereich auf. Auf
diese Weise wird unterbunden, daß bei vollständig verschlossener Verschlußklappe
der untere Abbrand mangels ausreichender Sauerstoffversorgung erlischt. In diesem
Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß die herkömmlicherweise im Bereich
der Beschickungsöffnung des Füllschachtes vorgesehene Frischluftzufuhr bei dem erfindungsgemäßen
Füllschachtofen nicht vorgesehen ist, um zu verhindern, daß eine
die
Abbrandverhältnisse ändernde unerwünschte Sauerstoffzufuhr von oben in den Füllschacht
gelangt.
-
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Hierin zeigen Fig. 1 in abgebrochener
Schnittdarstellung einen Teil des unteren Bereiches eines erfindungsgemäßen Füllschachtverbrennungsofens
und Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Schwenkklappe.
-
In der Zeichnung ist mit 1 die Ofenwandung eines Füllschachtverbrennungsofens
bezeichnet. In einem Abstand von der Ofenwandung 1 verläuft im Innern des Ofens
die Wandung 2 des Füllschachtes 3. Beide Wände 1 und 2 begrenzen einen zwischen
Füllschacht 3 und Ofenwandung 1 verlaufenden Kanal 4. Die Füllschachtwand 2 ist
in ihrem oberen Bereich als Wassertasche 2a ausgebildet. An ihrem unteren Ende 2b
ist ein Gußteil 5 mit einem Bolzen 6 angeschraubt. Hierdurch kann das Gußteil 5
leicht ausgewechselt werden, da im Bereich des G.lutbettes 8 des Füllschachtes 3
entstehende korrodierende Säuren im Laufe der Zeit die Füllschachtwand 2 angreifen
und zerstören.
Durch Auswechseln des Gußteiles 5 wird eine längere
Leieensdauer des Füllschachtes 3 herbeigeführt. Das Gußteil 5 ist als sogenannter
Stehrost mit Durchtrittsöffnungen 7 ausgebildet, durch die Schwelgase vom Glutbett
8 in den Kanal 4 hindurchströmen bzw. Frischluft vom Kanal 4 in den Verbrennungsraum
des Füllschachtes 3 gelangen können. Die Durchtrittsöffnungen 7 sind zum Kanal 4
hin durch eine Stauplatte 9 abgedeckt. Die Stauplatte ist hier durch den unteren
Wandbereich 2b der Wandung des Püllschachtes 3 gebildet, der in einem geringen Abstand
von dem Gußteil 5 nach unten in dessen Bereich hineinragt.
-
Der Guß teil 5 endet in einer Mehrzahl von in wählbarem Abstand angeordneten
Gitterstäben 10, an die sich der frost 11 des Füllschachtes 3 anschließt. Durch
die Gitterstäube 10 und den Rost 11 wird Frischluft in den Füllschacht 3 von unten
zugeführt, die durch eine im unteren Bereich der Ofenwandung 1 vorgesehene Frischluftzuführung
12 von außen zugeführt wird. Die Frischluftzuführung 12 umfaßt eine um eine Achse
13 schwenkbare Versclußklappe 14. Die Stellung der Verschlußklappe 14 wird in herkömmlicher
Weise über eine Kette 15 eines Temperaturreglers (nicht dargestellt) bestimmt. Die
Verschlußklappe
14 sitzt an einem Stutzen 16, der eine öffnung
la der Ofenwandung 1 begrenzt. An dem Stutzen 16 ist eine weitere Schwenkklappe
17 angeordnet. Die Schwenkklappe 17 ist mit einem Arm 18 verbunden, der um eine
an dem Stutzen 16 vorgesehene Achse 19 von Hand mit IIilfe eines Stellhebels 20
in zwei Endstellungen 21 bzw. 22 schwenkbar ist. Die Schwenkklappe 17 ist flächenhaft
ausgebildet. Ihre Maße entsprechen im wesentlichen dem Querschnitt des Kanals 4,
um diesen,wenn sie sich in ihren Endstellungen 21 bzw. 22 befindet, vollständig
verschließen zu können. Aus Stabilitätsgründen istedie Fläche der Schwenkklappe
17,wie aus der perspektivischen Darstellung in Figur 2 erkennbar, seitlich etwas
abgeknickt.
-
Die in ausgezogenen Strichen dargestellte Endstellung 21 wird beim
Verbrennen von Holz gewählt. Hier liegt die Schwenkklappe 17 einerseits am unteren
Bereich der CJffnung la der Ofenwandung 1 und andererseits am unteren Bereich des
Gußteiles 5 an. Hierdurch ist der Kanal 4 nach unten verschlossen. Wird die Verschlußklappe
14 der Frischluftzufuhr 12 geöffnet, so strömt die Frischluft durch den Kanal 4
nach oben und gelangt durch die Verbindung zwischen dem oberen Ende des Kanals 4
und dem
Füllschacht 3 von oben in den Verbrennungsraum. Das Ilolz
verbrennt daher von oben nach unten durch. Durch die Durchtrittsöffnungen 7 in der
Füllschachtwandung 2 qelangt,entsprecend den eingezeichneten Pfeilen,Frischluft
auch in den unteren Bereich des Verbrennungsraumes des Füllschachtes 3 und begünstigt
den Verbrennungsvorgang. Das Brennmaterial rutscht hierdurch besser nach unten nach.
-
Eei einer Verbrennung von Steinkohle oder Koks wird die Schwenkklappe
17 in die Endstellung 22, welche gestrichelt eingezeichnet ist, umgelegt. Hierbei
liegt sie an der Ofenwandung 1 in einem Bereich oberhalb der öffnung la und an der
dieser gegenüberliegenden Wandung des Gußteiles 5 an. Der obere Bereich des Kanales
4 wird hierbei von der Schwenkklappe 17 gegen Frischluftzufuhr verschlossen. Bei
öffnung der Verschlußklappe 14 gelangt die Frischluft dann ausschließlich in den
unteren Bereich des Ofens und dringt durch die Gitterstä 9 und den Rost 11 von unten
in den Verbrennungsraum des Füllschachtes 3.
-
Dort bildet sich ein Glutbett 8 aus. Nach oben strömende Schwelgase
treten durch die am oberen Ende des Füllschachtes 3 befindliche Verbindung in den
Kanal 4 aus und drücken nach unten. Gleichzeitig erfolgt aber ein Druckausgleich
durch
die Durchtrittsöffnungen 7, wobei die Stauslatte 9 für eine Temperaturerhöhung im
Bereich der Durchtrittsöffnungen 7 sorgt und damit das Ausströmen der Schwelgase
aus den Durchtrittsöffnungen 7 in den Kanal 4 unterbindet. Auf diese Weise pendelt
sich oberhalb der Schwenkklappe 17 im Ofen ein stationärer Zustand ein, der eine
optimale Verbrennung ermöglicht, da die in den Verbrennungsraum zurückgelangenden
Schwelgase auf diese Weise nachverbrannt werden und nicht durch den Abzug des Ofens
in den Kamin entweichen können.
-
In dem unteren Bereich des Stutzens 16 der Luftzuführung 12 ist ferner
eine unverschließbare öffnung 23 vorgesehen. Sollte die Verschlußklappe 14 vollständig
geschlossen sein, die Schwenkklappe 17 sich aber in Stellung 22 befinden, also der
Ofen mit Kohle betrieben werden, so gelangt durch die bffnung 23 zimmer noch so
viel Frischluft in den Verbrennungsraum 8, daß der Abbrand nicht unterbrochen wird.
-
- Leerseite -