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Heizkessel für die Verbrennung von Strohballen
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Die Erfindung betrifft einen Heizkessel für die Verbrennung von Strohballen,
mit einem Brennraum, in den ein etwa waagerechter Schacht mündet, welchem eine im
Schacht aufgenommene Strohballen durch den Schacht in den Brennraum vorschiebende
Vorschubeinrichtung zugeordnet ist.
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Heizkessel dieser Gattung haben den Vorteil, daß im Schacht eine
vorbestimmte Vorratsmenge an zu verbrennenden Strohballen aufgenommen werden kann,
die dann mit der Abbrenngeschwindigkeit im Brennraum entsprechender Vorschubgeschwindigkeit
ständig nachgeschoben werden können. Die Beschickung des Brennraumes kann somit
über einen längeren Zeitraum selbsttätig ablaufen, ohne daß manuelle Arbeiten für
ein Nachschieben von Brennmaterial zu erbringen sindt Bei der Verbrennung von Strohballen
in Heizkesseln der in Rede stehenden Gattung hat es sich jedoch als nachteilig erwiesen,
daß das Stroh durch die während des Vorschubes im Schacht zwangsläufig auftretende
Pressung verdichtet wird. Bei dem in
den Brennraum eintretenden
verdichteten Stroh läuft dann jedoch die Verbrennung unregelmäßiger und schlechter
ab. Es bilden sich im höher verdichteten Strohballenbereich durch mangelnde Sauerstoffzufuhr
länger brennende Glutnester während gleichzeitig in geringer verdichteten Bereichen
in kürzerer Zeit eine zu schnelle Verbrennung erfolgt. Es hat sich insgesamt gezeigt,
daß bereits die geringste Pressung negative Erscheinungen bei der Verbrennung der
Strohballen verursacht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die negativen Auswirkungen
von Pressungen im abzubrennenden Stroh bei einem Heizkessel mit Vorschubschacht
für Strohballen zu vermeiden.
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Diese Aufgabe ist bei einem Heizkessel der in Rede stehenden Art
dadurch gelöst worden, daß der Brennraum einen mehrere parallel zur Vorschubrichtung
eines Strohballens ausgerichtete Roststäbe aufweisenden Planrost hat, und daß zwischen
den Roststäben mehrere über die durch die Roststäbe gebildete Strohballenauflagefläche
hinaus in den Brennraum vorstehende Auflockerungselemente angeordnet sind die mit
einer sie zwangsweise bewegenden Antriebseinrichtungen in Wirkverbindung stehen.
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Die Anordnung eines Planrostes hat den Vorteil, daß für die Verbrennung
notwendige Frischluft auch von unten durch den Rost an den zu verbrennenden Strohballen
herangeführt werden kann, der somit nach Austreten aus dem Schacht nicht nur an
seiner Kopfseite sondern auch an seiner Unterseite abbrennen kann. Dabei werden
auch etwaige Pressungen und Verdichtungen im Strohballen durch die zwangsweise bewegbaren
Auflockerungs-
elemente, insbesondere an der Unterseite der Ballen
wieder aufgehoben, da die Auflockerungselemente den Strohballen insbesondere im
Bereich des Abbrandes an der Unterseite während der Verbrennung auflockern, so daß
ein Abbrand der Strohballen im Brennraum mit optimaler Verbrennung erfolgte Durch
die optimalere Verbrennung wird auch die Bildung von Flugasche mit Vorteil vermindert,
weil der Ballen vollständig ausgebrannt ist, bevor die dann schon etwas abgekühlte
Asche in den dafür vorgesehenen Aschkasten abgeführt wird.
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Vorzugsweise ist jedes Auflockerungselement eine mit wenigstens einem
etwa radial abstehenden Zahnelement besetzte Scheibe. Die Scheibe hat den Vorteil,
daß sie einfach angetrieben werden kann und im wesentlichen außerhalb der Abbrandzone
des Strohballens angeordnet ist. Lediglich die radial abstehenden Zähne greifen
durch die Roststäbe des Planrostes hindurch und ziehen dabei die Unterseite des
zu verbrennenden Strohballens auseinander. Eine Scheibe mit radial abstehenden Zähnen
kann auch mit Vorteil aus hitzebeständigem Werkstoff verhältnismäßig einfach hergestellt
werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß unter den Roststäben
wenigstens eine quer zu den Roststäben verlaufende Welle angeordnet ist und daß
jede Welle mehrere Scheiben trägt. Eine derartige Ausbildung zeichnet sich durch
konstruktive Einfachheit aus, wobei durch die Anordnung mehrerer Scheiben auf jeweils
einer Welle und die Anordnung mehrerer derartiger Wellen parallel zueinander ein
großflächiges Auflockern des abzubrennenden Strohballens an der Unterseite und somit
ein verbessertes Brennen erreicht wird.
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Vorzugsweise sind die Wellen und Scheiben so zueinander angeordnet,
daß die Scheiben zueinander benachbarter Wellen miteinander kämmen. Dadurch lassen
sich die Wellen verhältnismäßig eng aneinandersetzen und einander überlappende Wirkungsbereiche
der Auflockerung durch die Zähne der einzelnen Scheiben erreichen.
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Weiterhin zeichnet sich der Heizkessel dadurch aus, daß aus dem Brennraum
herausgeführte Enden der Wellen mit der Antriebseinrichtung antriebsmäßig verbunden
sind. Dadurch können alle Wellen gleichzeitig durch eine einzige Antriebseinrichtung
angetrieben werden. Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung als Kettentrieb ausgebildet,
wobei die Enden der Wellen Kettenräder aufweisen, deren Zähnezahlen mit zunehmendem
Abstand der Wellen von der Mündung des Schachtes in dem Brennraum geringer wird.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Drehzahl der Wellen und damit auch der ihnen
jeweils zugeordneten Scheiben zunimmt, so daß der zu verbrennende Strohballen nach
seinem Austritt aus dem Schacht praktisch an der Unterseite auseinandergezogen wird,
da vordere Teile durch die Zähne, Zinken oder Zacken der Scheiben schneller auseinandergezogen
werden als von hinten aus dem Schacht nachgeschoben wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Antriebseinrichtung sieht vor,
daß ein auf den Kettentrieb wirkendes Schrittschaltwerk angeordnet wird; welches
antriebsmäßig mit der Vorschubeinrichtung gekoppelt ist. Die Wellen und damit auch
die Scheiben führen dadurch Schrittdrehungen durch, die sich vorteilhaft auf die
Verbrennung auswirken, da zwischen zwei auflockernden Schrittdrehungen jeweils ausreichend
Zeit für
den Ausbrand der aufgelockerten Teile des Strohballens
verbleibt.
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Die auflockernde Wirkung wird bei dem erfindungsgemäßen Heizkessel
noch weiterhin dadurch verbessert, daß der Planrost zur etwa waagerechten Vorschubebene
des Schachtes eine Neigung von 10 ° bis 15 ° aufweist. In Verbindung mit der an
der Unterseite der aus dem Schacht austretenden Ballen bewirkten Auflokkerung durch
die Auflockerungselemente knicken Strohballen unmittelbar nach dem Austritt aus
dem Schacht auch an der Oberseite ab, so daß sich eine weitere Auflockerungsmöglichkeit
die bis in innere Bereiche des Ballens hinein gegeben ist, einstellt.
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Mit besonderem Vorteil sind unterhalb des Rostes befindliche Wandungen
des Brennraumes als Aschekasten ausgebildet.
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Der Brennraum mit Aschekasten und Planrost kann auch als komplettes
Bauteil vorgefertigt werden und läßt sich somit ohne weiteres zur Nachrüstung bereits
installierter Heizkessel mit Vorschubschact für Strohballen verwenden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische
Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht
eines Heizkessels mit Vorschubeinrichtung im Teilschnitt, Fig. 2 eine Teildraufsicht
auf den Brennraum des Heizkessels gemäß Fig. 1 im Schnitt und
Fig.
3 eine schematische Seitenansicht eines Auflockerungselements.
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In Fig. 1 ist eine Seitenansicht des Heizkessels schematisch dargestellt.
Der Bereich des Heizkessels, in welchem sich der Brennraum 1 befindet, ist teilweise
aufgeschnitten dargestellt. In den Brennraum 1 mündet der Schacht 2 einer Vorschubeinrichtung,
die mit einem Vorschubmotor 3 ausgerüstet ist, um in das Ende des Schachtes in Richtung
des Pfeils 4 eingeschobene Strohballen 5 nacheinander dem Brennraum 1 zuzuschieben.
Über dem Brennraum befindet sich der Rauchgasabzug 6 mit den nicht weiter dargestellten
Einbauelementen, wie Wärmetauschern und dergleic-hen, die für einen Heizkessel notwendig
sind. Den Boden des Brennraumes bildet ein sich an die Mündung des Schachtes 2 in
den Brennraum 1 anschließender Planrost 7, der wie dargestellt, um etwa 15 e bis
20 ° nach unten geneigt eingebaut ist. Der Planrost besteht aus mehreren parallel
zueinander angeordneten Roststäben. Unter dem Planrost erstrekken sich Wellen 8,
die als Scheiben mit radial abstehenden Zahnelementen ausgebildete Auflockerungselemente
9 aufweisen, welche durch die Roststäbe des Planrostes in den Brennraum hinein vorstehen.
Die Arbeitsbereiche der Auflockerungselemente überlappen sich, wie es in Fig. 1
dargestellt ist.
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Der unterhalb des Planrostes befindliche Bereich ist als Aschekasten
10 ausgebildet. Über dem Planrost befindet sich im den Brennraum umschließenden
Heizkesselgehäuse eine Tür 11.
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In Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf den Brennraum, insbesondere
auf den Planrost, dargestellt. Dieser besteht im wesentlichen aus den parallel zueinander
angeordneten Roststäben 12. Die darunter befindlichen Wellen 8 sind in den Seitenwandungen
des Brennraumes 1 des Heizkessels gelagert und tragen die als Scheiben ausgebildeten
Auflockerungselemente 9, die satzweise an jeder Welle so angeordnet sind, daß sie
miteinander kämmen, wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist.
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An einer Seite sind die Wellen aus dem Heizkessel herausgeführt.
Die aus dem Heizkessel vorstehenden Enden der Wellen 8 sind mit Kettenrädern 13,
13' und 13" ausgerüstet, deren Zähnezahl unterschiedlich ist, so daß die Umlaufgeschwindigkeit
der Wellen und damit auch der ihnen zugeordneten Auflockerungselemente zunimmt.
Ein aus dem Schacht 2 in den Brennraum 1 hineingedrückter Strohballen wird dadurch
nacheinander von den Auflockerungselementen erfaßt und auf dem Rost durch die unterschiedlichen
und sich steigernden Umlaufgeschwindigkeiten der Auflockerungselemente auseinandergezogen.
Der Abbrand eines Strohballens wird dadurch beschleunigt, so daß etwa ein Meter
Strohballen pro Stunde verbrannt werden kann.
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Fig. 3 zeigt eine schmatische Seitenansicht eines Auflockerungselementes
9, welches als von einer Welle 8 getragene Scheibe ausgebildet ist, von deren Umfang
Zahnelemente 13 abstehen, die, wie dargestellt, zur durch Pfeile angedeuteten Drehrichtung
zurück versetzt sind, so daß die Spitzen der Zahnelemente 13 dem jeweiligen Fußpunkt
im Verbindungsbereich mit der Scheibe nachlaufen.
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