DE3728666A1 - Depot fuer kohlenstoffhaltiges brennstoffgranulat und dieses verwendendes verfahren - Google Patents
Depot fuer kohlenstoffhaltiges brennstoffgranulat und dieses verwendendes verfahrenInfo
- Publication number
- DE3728666A1 DE3728666A1 DE19873728666 DE3728666A DE3728666A1 DE 3728666 A1 DE3728666 A1 DE 3728666A1 DE 19873728666 DE19873728666 DE 19873728666 DE 3728666 A DE3728666 A DE 3728666A DE 3728666 A1 DE3728666 A1 DE 3728666A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fuel
- depot
- granules
- inserts
- fire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J37/00—Baking; Roasting; Grilling; Frying
- A47J37/06—Roasters; Grills; Sandwich grills
- A47J37/07—Roasting devices for outdoor use; Barbecues
- A47J37/0763—Small-size, portable barbecues
- A47J37/0768—Disposable barbecue packages containing a quantity of fuel, e.g. charcoal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Baking, Grill, Roasting (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft allgemein das Grillen über Kohlenfeuer
und dgl., insbesondere ein Depot für kohlenstoffhaltiges
Brennstoffgranulat, mit dem ein hochwirksames Feuer
zum Grillen und dgl. unterhalten werden kann.
Zum Grillen über Kohlenfeuer verwendete übliche Holzkohlebriketts
sind schwer zu zünden und erreichen dann nur sehr
langsam Temperaturen, bei denen sie vollständig verbrennen.
Ein kissenförmiges Holzkohlebrikett von ca. 28 g erzeugt
nur ca. 25 W je 6,45 cm² mit Briketts bedeckter Rostfläche,
was weit unter dem Wert liegt, der erforderlich ist, um die
Oberseite eines Steaks einer Dicke von 1,6-1,9 cm hinreichend
schnell zu grillen, ohne daß das Steak zu stark
durchbrät und austrocknet. Bei dem Bemühen, die Wärmeleistung
zu erhöhen, ist es üblich, die Holzkohlebriketts aufzuhäufen.
Im Durchschnitt werden 20-30 Briketts je Feuer
verbraucht, was sehr teuer werden kann, insbesondere auch
dann, wenn die Kosten für die Briketts noch durch Kohlenwasserstoffzusätze
erhöht werden, die das Zünden unterstützen
sollen. Außerdem unterliegen Holzkohle und derartige
Zusatzstoffe einer ungewollten und spontanen Verbrennung
und erzeugen unerwünschte Rauchgase.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer verbesserten
Brennstoffstruktur und eines Verfahrens, mit dem die
Unzulänglichkeiten und Nachteile des Standes der Technik
überwunden oder erheblich gemildert werden; dabei sollen
ein verbessertes Depot für kohlenstoffhaltiges Brennstoffgranulat
und ein Verbrennungsverfahren angegeben werden,
bei dem hochwirksames Feuer zum Grillen und dgl. erhalten
wird. Dabei weist ein solches Depot vertikale Feuerzüge
auf, die zum Teil durch den Brennstoff gebildet sind und
während der gesamten Verbrennungszeit frei bleiben, so daß
die Luft durchströmen kann. Mit dem angegebenen Depot
erfolgt eine positive Rückführung von Verbrennungswärme zum
Brennstoff während der gesamten Verbrennungsdauer, so daß
auch Brennstoff, der einen relativ hohen Anthrazitanteil
aufweist, sehr schnell vom Zündzeitpunkt aus auf hohe Temperatur
gebracht wird. Ziel der Erfindung ist dabei die
Bereitstellung eines verbesserten Depots der vorgenannten
Art, das billigen Brennstoff verwendet, leicht zu zünden
ist, sehr schnell seine volle Wärmeleistung erreicht, etwa
100 W je 6,45 cm² Rostfläche erzeugt, was etwa der
2-4fachen Vergleichsziffer für normale Holzkohlebriketts
entspricht, sehr schnell als Funktion des Luftstroms hinsichtlich
einer Erhöhung oder Verminderung der Wärmeabgabe
anspricht, hinreichend heiß brennt, um Kohlenmonoxid zu
zünden, im wesentlichen keine giftigen, unangenehm riechenden
oder geschmacksverändernden Rauchgase erzeugt, gefahrlos
zusammen mit Nahrungsmitteln gelagert und gefahrlos und
leicht transportiert werden kann.
Gemäß der Erfindung umfaßt das Depot eine Matrix aus Feuerfestmaterial,
das kohlenstoffhaltiges Brennstoffgranulat
enthält. Durch die Matrix verläuft eine Anordnung von im
wesentlichen vertikalen Feuerzügen, so daß während der Verbrennung
des Brennstoffgranulats Luft durch die Feuerzüge
nach oben strömen kann. Unterhalb der Matrix ist ein Verteiler
zur Luftzufuhr zu der Matrix und den vertikalen
Feuerzügen angeordnet. Das Brennstoffgranulat und die
daraus anfallende Asche werden während der gesamten Verbrennungsdauer
des Brennstoffgranulats durch das Feuerfestmaterial
daran gehindert, in die Feuerzüge zu gelangen.
Indem die Feuerzüge frei von Brennstoff und Asche gehalten
werden, steht während des Verbrennungsvorgangs genügend
Luft für eine vollständige Verbrennung zur Verfügung. Durch
die positive Rückführung der Verbrennungswärme ist eine
sehr schnelle Hochtemperaturverbrennung des Brennstoffs
möglich, wenn die dem Brennstoff zugeführte Luftmenge der
für eine volle Verbrennung notwendigen Luftmenge entspricht.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Depots für loses
Brennstoffgranulat gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Perspektivansicht des Depots von Fig. 1,
wobei das äußere feuerfeste Gehäuse der Klarheit
halber weggebrochen ist;
Fig. 3 eine Teildraufsicht von oben auf das Depot der
Fig. 1 und 2;
Fig. 4 eine Perspektivansicht einer modifizierten
Form des Depots für loses Brennstoffgranulat;
Fig. 5 eine Grafik, in der die Temperatur über der
Zeit für eine Anordnung der in Fig. 4 gezeigten
Art aufgetragen ist;
Fig. 6 eine Perspektivansicht einer weiteren modifizierten
Ausführungsform des Depots für loses
Brennstoffgranulat;
Fig. 7 eine Perspektivansicht einer Festbrennstoffstruktur,
die eine Anordnung von Festbrennstoffelementen
umfaßt, die gemäß der Erfindung
optimierbar ist;
Fig. 8 eine Perspektivansicht eines kleinen Campofens
(Grills), der beispielsweise mit den Festbrennstoffelementen
nach Fig. 7 verwendbar
ist;
Fig. 9 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 9-9
von Fig. 8;
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Modifikation der Ausführungsform
von Fig. 7;
Fig. 11 eine Perspektivansicht einer eine Einheit bildenden
Festbrennstoffstruktur nach der Erfindung;
Fig. 12 eine Perspektivansicht eines Festbrennstoffelements,
das mit einer Anordnung solcher
Elemente verwendbar ist, die gemäß der Erfindung
optimierbar ist; und
Fig. 13 eine Perspektivansicht einer weiteren Anordnung
von Festbrennstoffelementen, die gemäß
der Erfindung optimierbar ist.
Zum Verständnis der nachfolgend erläuterten Ausführungsformen
der Erfindung sind einige allgemeine Bemerkungen von
Bedeutung.
Holzkohle ist etwa fünfmal so teuer wie Anthrazitkohle.
Konventionelle Holzkohlebriketts können bis zu ca. 30%
Anthrazit enthalten, aber die in Holzkohlebriketts verwendete
Menge Anthrazit ist durch die Schwierigkeiten begrenzt,
die sich beim Zünden und Verbrennen von Briketts
mit höheren Anthrazitanteilen einstellen. Selbst ohne große
Anthrazitmengen benötigen Holzkohlebriketts große Mengen
von Zündflüssigkeit und/oder anderen Zusätzen, und bis zum
Erreichen der vollen Wärmeleistung vergeht ziemlich viel
Zeit, z. B. 30-40 min.
Ein Vorteil der Holzkohle besteht darin, daß sie, wenn sie
einmal brennt, im Freien kontinuierlich mit ca. 315°C ohne
äußere Wärmequelle brennt. Unter gleichen Bedingungen ist
ein Anthrazitfeuer nicht selbstunterhaltend. Selbst wenn
ein Stück Anthrazit von einem Schweißbrenner auf z. B. auf
982°C erhitzt wird, löscht die Kohle nach Wegnahme der
Wärmequelle innerhalb weniger Sekunden aus. Es wird angenommen,
daß die Unfähigkeit eines Anthrazitfeuers zur
Selbstunterhaltung im Freien auf hohe Strahlungsverluste
zurückzuführen ist. Nach dem Stefan-Boltzmannschen Gesetz
ist die Strahlung der 4. Potenz der absoluten Temperatur
proportional. Im Fall der Holzkohle werden die geringen
Strahlungsverluste, die auftreten, wenn die Holzkohle mit
315°C brennt, durch die Verbrennungswärme mehr als ausgeglichen,
so daß das Feuer im Freien selbstunterhaltend ist.
Im Fall von Anthrazitkohle, die z. B mit 982°C brennt,
wird etwa zwanzigmal so viel Energie abgestrahlt wie von
der mit 315°C brennenden Holzkohle, und die Strahlungsverluste
sind so schwerwiegend, daß das Feuer nicht in der
Lage ist, sich selbst zu unterhalten.
Anthrazitbrennstoff brennt jedoch sehr schnell im Freien,
wenn (1) ein großer Teil der Verbrennungswärme rückgeführt
wird, um die Temperatur des Brennstoffs und der Luft zu
erhöhen, und (2) die Luftzufuhr auf etwa die für eine vollständige
Verbrennung notwendige Menge beschränkt wird. Bei
vielen bekannten Anordnungen sind die vorgenannten idealen
Verbrennungsbedingungen entweder nicht von vornherein vorhanden
und/oder werden nicht während der gesamten Verbrennungszeit
des Brennstoffs unterhalten. Handelsübliche Briketts
bestehen aus Holzkohlegranulat und Anthrazitgranulat,
das von einem Stärkebindemittel zusammengehalten wird. Die
Verbrennung resultiert in körniger Asche, die nicht mit
ausreichender Kraft zusammenhängt, um ihre Form zu erhalten
und das Gewicht des darüberliegenden unverbrannten Brennstoffs
zu tragen. Somit fallen bekannte Briketts mit brennbaren
Bindemitteln während der Verbrennung zusammen, wodurch
der für die Verbrennung bzw. die richtige Verbrennung
erforderliche Luftstrom stark behindert wird. Bei der Erfindung
sind Brennstoffdepots mit Zügen für Luft versehen,
die während der gesamten Verbrennung erhalten bleiben, ohne
von dem Brennstoff oder seiner Asche blockiert zu werden.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Grill 20 mit einer Kammer
bzw. einem Gehäuse 22, das ein Brennstoffdepot 24 enthält.
Das Gehäuse besteht aus einem im wesentlichen ebenen Boden
26, im wesentlichen vertikalen Endwänden 30 und Seitenwänden
32, die vom Boden nach oben verlaufen. Eine feuerfeste
Auskleidung 33 aus einem Keramikblock oder dgl. kann auf dem
Boden 26 vorgesehen sein, und eine ähnliche feuerfeste Auskleidung
(nicht gezeigt) kann an den Seitenwandungen angeordnet
sein, um Wärme zum Feuer zurück zu reflektieren.
Lufteintrittslöcher 34 sind entlang dem Unterende der End-
und Seitenwände ausgebildet, die zur Windabweisung geschlitzt
sein können und bewegliche Abdeckplatten 36 aufweisen,
so daß Lüftungsöffnungen zur Luftdurchsatzregelung
verstellbar geöffnet und geschlossen werden können. Die
gesamte Lüftungsfläche ist wenigstens so groß, daß die
benötigte stöchiometrische Luftmenge durchströmen kann,
bevorzugt ist sie größer als die stöchiometrische Menge.
Wie nachstehend beschrieben wird, ist die Feuerzeugquerschnittsfläche
für das Depot 24 so ausgelegt, daß die benötigte
stöchiometrische Luftmenge zugeführt wird, und die
Gesamtlüftungsfläche muß der gesamten Feuerzeugquerschnittsfläche
wenigstens gleich sein, um die erforderliche Luftmenge
zu liefern. Zwischen dem Keramikblock 33 am Boden 26
des Gehäuses 22 und dem Unterende des Depots 24 ist ein
Verteiler 40 vorgesehen, dem von den Lüftungsöffnungen 34
Luft zur Verbrennung von im Depot 24 enthaltenem Brennstoff
zugeführt wird.
Das Depot 24 mit losem Brennstoffgranulat nach den Fig. 1
und 2 besteht aus einer Matrixanordnung bzw. linearen
Anordnung von Körben bzw. Einsätzen 42, die beispielsweise
neun Einsätze 42-1 bzw. 42-9 umfaßt, die zur Aufnahme von
kohlenstoffhaltigem Brennstoffgranulat und dessen Asche
während der Verbrennung ausgebildet sind. In den Fig. 1 und
2 sind die Einsätze im wesentlichen mit Brennstoffgranulat
44 gefüllt. Jeder Einsatz besteht aus einem Boden 46, gegenüberstehenden
parallelen Seitenwänden 48 und gegenüberstehenden
Endwänden 50, die aus feuerfestem Siebmaterial
oder einem ähnlichen porösen Material bestehen. Die Einsätze
sind zueinander parallel und im Abstand voneinander
durch formsteife Tragstangen 52 und 54 gehalten, die an den
Einsätzen an gegenüberstehenden Endwänden nahe den oberen
bzw. unteren Enden befestigt sind. Die oberen Tragstangen
52 verlaufen vom vorderen und hinteren Einsatz 42-1 und
42-9 nach außen und sind einwärts gebogen unter Bildung von
Griffen 52 A, mit denen das Depot gehoben und im Gehäuse 22
angeordnet werden kann. Wie Fig. 1 zeigt, weisen die Endwände
30 des Gehäuses Schlitze 56 auf, die aus vertikalen
Schlitzabschnitten, die an den Oberkanten der Wände offen
sind, und voneinander beabstandeten Querschlitzabschnitten
entlang dem vertikalen Schlitzabschnitt bestehen. Die als
Griffe dienenden Verlängerungen der Tragstangen 52 sind in
die Schlitze 56 einsetzbar und werden bis zu dem jeweils
gewünschten Querschlitz abgesenkt und in diesen geschoben.
In Fig. 1 ist das Depot in der obersten Stellung gehalten,
in der die Oberkanten des Gehäuses 22 und des Depots 24 im
wesentlichen bündig sind, um das Beschicken der Einsatzanordnung
42 mit Brennstoffgranulat in noch zu beschreibender
Weise zu vereinfachen. Wenn die Tragstangen 52 vollständig
in Querschlitzabschnitte eingesetzt sind, weisen
Endwände 50 der Einsätze im wesentlichen gleichen Abstand
von benachbarten Seitenwänden 32 des Gehäuses 22 auf.
Um die Steifigkeit zu erhöhen, können die Einsätze Mittenwände
58 aufweisen, die zwischen gegenüberstehenden Seitenwänden
mittig zwischen den Endwänden 50 verlaufen. Die Mittenwände
können sich entweder durchgehend vom Boden zur
Oberseite der Einsätze erstrecken, oder sie können als Segmente
ausgebildet sein. Wie bereits erwähnt, haben sie die
Funktion, die Steifigkeit der Einsätze zu verbessern und
ein Verziehen derselben beim Erhitzen während der Verbrennung
des darin enthaltenen losen Brennstoffgranulats 44 zu
verhindern.
Die vertikalen Seitenwände 48 von benachbarten Einsätzen
sind voneinander beabstandet unter Bildung von im wesentlichen
vertikal verlaufenden Feuerzügen 60. Ferner sind
zwischen dem Depot 24 und den Wandungen 30, 32 des Gehäuses
22 vertikal verlaufende Feuerzüge gebildet. Verbrennungsluft
wird den vertikalen Feuerzügen durch Löcher 34 im
Gehäuse 22 und den Verteiler 40 unter dem Depot 24 zugeführt.
Die Länge L, Breite t und Höhe h der Einsätze sowie
der Abstand d zwischen den Einsätzen sind in Fig. 2 angedeutet.
Die Einsätze 42-1 bis 42-9 dehnen sich aus, wenn sie durch
den darauf befindlichen brennenden Brennstoff erwärmt werden.
Wenn sie sich nach außen ausdehnen würden, würden die
vertikalen Feuerzüge dadurch teilweise blockiert werden,
wodurch die für die Verbrennung verfügbare Luftmenge verringert
werden würde. Um ein teilweises Blockieren der
Feuerzüge infolge einer Ausdehnung der feuerfesten Einsätze
zu verhindern, sind zwischen benachbarten Einsätzen sowie
zwischen den Endeinsätzen 42-1 und 42-9 und den zugehörigen
Endwänden 30 Abstandshalter 62 angeordnet. Die Abstandshalter
sind z. B. zickzackförmiger Draht, der an einem Einsatz
befestigt sein kann und über die Breite d das Feuerzugs
verläuft und an einem angrenzenden Einsatz bzw. einer
Endwand 30 anliegt (vgl. auch Fig. 3). Wie noch erläutert
wird, wird während der gesamten Verbrennungsdauer verhindert,
daß das Brennstoffgranulat und seine Asche in die
Feuerzüge gelangen, und da die Breite d der Feuerzüge ebenfalls
während der gesamten Verbrennung gleich bleibt,
erfolgt weder eine Blockierung der Feuerzüge mit Asche noch
ein Verziehen der Einsätze, so daß der Luftstrom für die
Verbrennung mit gewünschtem Durchsatz einschließlich eines
Durchsatzes, bei dem die maximale Wärmeleistung erzielt
wird, regelbar ist.
Die feuerfesten Einsätze der Matrix 24 können mit Brennstoffgranulat
aus einer Abgabevorrichtung 64 beschickt werden,
die den Brennstoff enthält und eine Abgabeöffnung 66
hat, aus der ein Brennstoffstrom 68 gemäß Fig. 1 abgegeben
wird. Fig. 1 zeigt ein Bruckstück eines Rostes 70, der
parallele beabstandete Stäbe 70 A aufweist. Der Rost ist auf
dem Gehäuse 22 positioniert und dient zum Auflegen von
Grillgut und zum leichteren Leiten des Brennstoffstroms 68
aus der Abgabevorrichtung in die Einsätze. Die parallelen
Roststäbe 70 A weisen denselben Abstand wie die Feuerzüge 60
zwischen den Einsätzen auf und liegen direkt über den
Feuerzügen, wenn die Einsätze mit Brennstoff beschickt werden.
Auf die Roststäbe gerichtetes Brennstoffgranulat wird
dadurch in die Einsätze geleitet. Infolgedessen können die
Einsätze leicht mit Brennstoff beschickt werden, wobei nur
eine sehr geringe Brennstoffmenge durch die Feuerzüge zum
Boden des Gehäuses 22 fällt.
Das feuerfeste Sieb, aus dem die Einsätze bestehen, hat
hinreichend kleine Öffnungen, um einen Durchtritt von
Brennstoffgranulat oder dessen Asche während der Verbrennung
zu verhindern. Zum Beispiel kann ein Sieb mit einer lichten
Maschenweite von 0,29-0,21 mm (50-70 mesh Tyler-Siebreihe)
verwendet werden, wobei die Sieböffnungen ca. 30-40% der
Gesamtsiebfläche ausmachen. Das Brennstoffgranulat kann ein
Gemisch aus Holzkohle und Anthrazit sein, das z. B.
30-80 Gew.-% Anthrazit enthält. Bevorzugt enthält das Gemisch
mehr Anthrazit als Holzkohle, z. B. 70 Gew.-% Anthrazit
und 30 Gew.-% Holzkohle. Der Heizwert pro kg Anthrazit
entspricht etwa demjenigen von Holzkohle, aber die Dichte
von Anthrazit ist etwa doppelt so hoch wie diejenige von
Holzkohle. Die Vorteile der Verwendung einer größtmöglichen
Anthrazitmenge in dem Gemisch bestehen darin, daß Anthrazit
erheblich billiger als Holzkohle ist, und da seine Dichte
höher als diejenige von Holzkohle ist, nimmt Anthrazit
weniger Raum als Holzkohle bei gleichen Heizwerten ein.
Wenn aber die Anthrazitmenge im Gemisch insbesondere über
70% erhöht wird, nimmt auch die Schwierigkeit beim Zünden
des Gemischs unverhältnismäßig zu.
Ferner werden bevorzugt unterschiedliche Anthrazit- und
Holzkohleteilchen-Maximalgrößen in dem Brennstoffgemisch
verwendet, um das Volumen des resultierenden Gemischs möglichst
gering zu halten. Zum Beispiel kann Holzkohle einer maximalen
Korngröße von 0,21-0,175 mm lichte Maschenweite
(70-80 mesh Tyler-Siebreihe) mit Buchweizenanthrazit einer
maximalen Korngröße von ca. 0,9 mm lichte Maschenweite (18 mesh
Tyler-Siebreihe) kombiniert werden. Die Schlackenkranzbildung
der Brennstoffteilchen und ihrer Asche verhindert
im wesentlichen ein Fließen des Brennstoffs und
seiner Asche durch die Öffnungen der Siebeinsätze. Es ist
zu beachten, daß weder der Verteiler 40 noch die vertikalen
Feuerzüge 60 durch das Brennstoffgranulat 44 oder dessen
Asche blockiert werden, da im wesentlichen der gesamte
Brennstoff und die Gesamte Asche in den Einsätzen zurückbleibt,
ohne vor der Verbrennung bzw. während des ganzen
Verbrennungsvorgangs durch die Einsatzöffnungen zu fließen.
Nachstehend folgen Überlegungen hinsichtlich der Einsatz-
und Feuerzugabmessungen für gebaute Ausführungsformen. Wie
erwähnt, wird bei der Erfindung mit positiver Wärmerückführung
zum Zweck einer schnellen Hochtemperatur-Verbrennung
des Brennstoffgranulats gearbeitet. Dabei versteht man
unter positiver Rückführung der Verbrennungswärme die
Strahlungswärme, die von dem in einem Einsatz enthaltenen
brennenden Brennstoff zum nächstbenachbarten Einsatz wandert
und dessen Temperatur erhöht, bzw. die vom erwärmten
Gehäuse auf den Brennstoff reflektierte oder rückgestrahlte
Wärme. Wie erwähnt, können der Boden und die Wände des
Gehäuses 22 mit einer feuerfesten Auskleidung z. B. aus
isolierendem Keramikblockmaterial, Keramikgewebe oder dgl.
bestehen, um die Reflexion oder Rückstrahlung von Wärme auf
den brennenden Brennstoff zu steigern; dabei ist nur die
Auskleidung 33 des Bodens gezeigt.
Es sei angenommen, daß das Brennstoffgranulat 44 im Depot
24 am Unterende der Einsätze z. B. durch einen elektrischen
Anzünder oder dgl. gezündet wird. Die Art des resultierenden
Feuers hängt von den relativen Abmessungen des Depots ab.
Wenn die Feuerzugbreite d sehr klein ist, wird der gesamte
Sauerstoff der einströmenden Luft bei der Verbrennung von
Brennstoff nahe dem Unterende des Feuerzugs verbraucht, und
infolgedessen findet über dieser Höhe keine Verbrennung
statt. Wenn der Brennstoff hauptsächlich aus Anthrazit besteht,
kann das Feuer erlöschen, wenn die externe Wärmequelle,
z. B. der Anzünder, entfernt wird. Unter diesen
Bedingungen begrenzter Sauerstoffzufuhr sieht man, wenn das
Feuer nicht von selbst verlöscht, einen orangefarbenen oder
gelben Feuerstreifen, wo die Verbrennung nahe dem Boden des
Feuerzugs stattfindet, gefolgt von heißen, jedoch sauerstoffarmen
oberen Bereichen, die rot und schließlich
schwarz erscheinen. Während der Brennstoff zu Asche verbrennt,
steigt der helle Feuerstreifen allmählich im Feuerzug
nach oben und erreicht schließlich das Oberende und
hinterläßt einen Einsatz voll Asche.
Wenn zwar die Feuerzugbreite d vergrößert wird, aber der
Zustand eingeschränkter Sauerstoffzufuhr erhalten bleibt,
nimmt der Verbrennungsstreifen an Höhe zu. Wenn die Feuerzugbreite
d so weit vergrößert wird, daß die stöchiometrische
Sauerstoffmenge zugeführt wird, verbrennt der Brennstoff
entlang der gesamten Feuerzugwand, und die Verbrennungsgeschwindigkeit
wird maximiert. Jede weitere Vergrößerung
der Feuerzugbreite d hat einen Energieverlust zur
Folge, weil für die Erwärmung von überschüssiger Luft,
hauptsächlich Stickstoff, Wärme vergeudet wird. Aufgrund
der größeren Feuerzugbreite nimmt außerdem die positive
Strahlungsrückführung zum Brennstoff wegen der größeren
Winkelbereiche ab, unter denen die Wärme aus dem Feuerzug
von Stellen entlang der brennenden Feuerzugoberfläche abgestrahlt
werden kann. Außerdem ergibt sich eine Verringerung
der Brandfläche je 6,45 cm² Rostfläche mit zunehmender
Feuerzugbreite d.
Aus der vorstehenden Erläuterung ist ersichtlich, daß die
positive Rückführung die Verbrennungstemperatur regelt und
häufig bestimmt, ob ein Feuer selbstunterhaltend ist. Ferner
wird durch die positive Rückführung die Ansprechempfindlichkeit
auf eine Luftstromregelung verbessert. Wie
nachstehend beschrieben wird, können Brennstoffdepots nach
der Erfindung so ausgelegt sein, daß eine ausreichende
positive Wärmerückführung zu brennenden Oberflächen und zur
Verbrennungsluft erfolgt, um die Brennstofftemperatur auf
einem so hohen Wert zu halten, daß eine schnelle Verbrennung
und hohe Wärmeausgangsleistungen (Watt) erhalten werden.
Mit einem Brennstoffgemisch, das 60-80 Gew.-% Anthrazit
enthält, sind Temperaturen von mehr als 1093°C möglich.
Über 1093°C liegende Temperaturen erfordern aber im
allgemeinen den Einsatz von teureren Feuerfestmaterialien
beim Bau des Grillofens.
In der Strömungslehre wird für die Analyse der Fluidströmung
durch nichtkreisförmige Kanäle der hydraulische Durchmesser
D h verwendet. D h ist der Durchmesser eines kreisförmigen
Kanals, in dem die Strömung gleich derjenigen im
nichtkreisförmigen Kanal ist. Er wird etwa wie folgt definiert:
Für die zwischen benachbarten Einsätzen befindlichen vertikalen
Feuerzüge 60, die an ihren entgegengesetzten Enden
offen sind, gilt daher:
Es wurde gefunden, daß bei jedem gegebenen hydraulischen
Feuerzugdurchmesser D h eine optimale Feuerzughöhe h existiert,
so daß die gesamte Feuerzughöhe gleichzeitig brennt
und die Temperatur im Feuerzug sehr schnell ansteigt und
hoch bleibt, bis der größte Teil des Brennstoffs verbrannt
ist. Das Verhältnis von D h zu h, das für eine im wesentlichen
stöchiometrische Verbrennung erforderlich ist, hängt
von mehreren Faktoren einschließlich dem verwendeten Brennstoffgemisch,
der Sieböffnungsgröße und der Konstruktion
der Matrix ab. Eine optimale Fahrzeughöhe für einen bestimmten
hydraulischen Durchmesser kann empirisch mit nur
sehr wenigen Versuchen gefunden werden.
Um ferner eine hohe Wärmeleistung zum Grillen zu erzielen,
sollte die gesamte brennende Feuerzugfläche A b wenigstens
der dreifachen Gesamtrostfläche bzw. 19,05 cm² für jeweils
6,45 cm² Rostfläche entsprechen, wobei die Rostfläche gleich
der Fläche unter dem Brennstoffdepot ist. Auch muß in der
Matrix eine ausreichende Brennstoffmenge vorhanden sein, um
ein Feuer ausreichender Dauer zum Grillen zu ergeben. Ein
Brennstoffgewicht W c von 1,1 p/cm² Rostfläche ist eine
Mindestbrennstoffmenge für kurze Brenndauer. Aus den vorstehenden
Erläuterungen ist ersichtlich, daß die Mindestbrennfläche
A b und das Mindestbrennstoffgewicht W c für die
angegebenen Depots wie folgt sind:
A b 19,05 cm² pro 6,45 cm² Rostfläche
und
W c 1,1 p/cm² Rostfläche.
und
W c 1,1 p/cm² Rostfläche.
Hierbei ist zu beachten, daß die vorstehenden Werte auch
auf andere Ausführungsformen der Erfindung einschließlich
der Festbrennstoffstrukturen gelten.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Kohlengrills
mit einem Gehäuse 22 der gleichen Art wie in Fig. 1
in Verbindung mit einer anderen Art von Depot 80 mit losem
Brennstoffgranulat. Das Brennstoffdepot 80 besteht aus
einer Matrix bzw. einer zweidimensionalen Einsatzanordnung
82, die z. B. parallele Reihen von Einsätzen 84 aufweist,
die Brennstoffgranulat aufnehmen können. Die Einsätze haben
vertikale Wände 86 und einen Boden 88 und bestehen sämtlich
aus feuerfestem Siebmaterial.
Eine obere und eine untere Anordnung paralleler Haltestangen
90 und 92 verläuft zwischen Haltestangen 52 und 54, an
denen die Einsätze 84 entlang zwei benachbarten Seitenwänden
86 jedes Einsatzes befestigt sind. Zwischen aneinandergrenzenden
Einsätzen sowie zwischen den Gehäuseseiten- und
-endwänden und den äußersten Einsätzen der Einsatzanordnung
erstrecken sich einander kreuzende längs und quer verlaufende
vertikale Feuerzüge 94 bzw. 96. Ebenso wie bei der
Anordnung nach Fig. 1 kann auf dem Gehäuse 22 ein Rost 70-1
mit parallel beabstandeten Stäben 70-1 A zum Auflegen von
Grillgut positioniert sein. Der Abstand zwischen den parallelen
Roststäben 70-1 A entspricht dem Abstand zwischen den
längsverlaufenden Feuerzügen 94, so daß die Roststäbe
direkt über den Feuerzügen positioniert sein können, um
Brennstoffgranulat in die Einsätze zu leiten, wenn diese
mit Brennstoff beschickt werden. Die bei der Konstruktion
der Depots von Fig. 4 einschließlich Einsatz- und Feuerzug-
abmessungen angewandten Kriterien sind im wesentlichen die
gleichen, wie sie unter Bezugnahme auf die Ausführungsform
von Fig. 1 erläutert wurden. Ebenso wie dort bleiben die
Feuerzüge während der Dauer der Verbrennung frei, und die
gesamte Feuerzughöhe brennt gleichzeitig mit hoher Temperatur
infolge der positiven Wärmerückführung zwischen brennenden
Oberflächen.
Fig. 5 ist eine Grafik, in der die Temperatur über der Zeit
aufgetragen ist und die beim Verbrennen von nur 292 g eines
Anthrazit-Holzkohle-Gemischs mit 70 Gew.-% Anthrazit in
einer Matrix gemäß Fig. 4 erhalten wurde. Die Matrix enthielt
eine Anordnung von 7 × 10 Einsätzen, die jeweils
12,7 mm im Quadrat und 31,75 mm hoch waren. Die Mitten der
Einsätze wiesen voneinander einen Abstand von 18,54 mm auf,
so daß sich Feuerzugbreiten von ca. 5,08 mm und eine Rostfläche
von 240,58 cm ergaben. Zur Halterung der Einsatzanordnung
wurden Drähte mit einem Durchmesser von 0,38 mm
verwendet. Der Brennstoff wurde mit einem elektrischen
Heizelement gezündet. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß
innerhalb von ca. 10 min eine zum Grillen ausreichende hohe
Temperatur in der Größenordnung von 815°C erreicht wurde
und daß das Feuer für die Dauer von ca. 25 min mit hoher
Temperatur brannte, was ausreicht, um die meisten Arten von
Grillgut zu grillen. Es ist ersichtlich, daß etwa 18 min
nach dem Beginn des Feuers eine Temperatur von 1093°C erreicht
war.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Brennstoffdepots
mit losem Brennstoffgranulat. Das Brennstoffdepot
100 ist mit einem Gehäuse entsprechend dem Gehäuse 22 der
Fig. 1 und 4 verwendbar, das bereits beschrieben wurde. Das
Depot 100 besteht aus einem feuerfesten Einsatz mit Seitenwänden
101, Endwänden 104 und einer Bodenwand 106. Formsteife
Tragstangen 52 verlaufen über die Länge des Einsatzes
und von dessen Endwänden 104 nach außen. Ebenso wie bei
den anderen Ausführungsformen sind Griffe 52 A an den äußeren
Enden der Stangen 52 ausgebildet.
Der Boden 106 des Einsatzes ist mit einer zweidimensionalen
Anordnung von Feuerzugöffnungen 108 ausgebildet, von denen
eine in Fig. 6 zu sehen ist. Feuerzüge 100 verlaufen von
den Feuerzugöffnungen 108 nach oben zur Höhe der Einsatzwände.
Bei der Anordnung nach Fig. 6 sind kreisrunde Feuerzugöffnungen
108 und zylindrische Feuerzüge 110 gezeigt.
Selbstverständlich können die Feuerzüge und Feuerzugöffnungen
auch anderen Querschnitt haben, sie können z. B.
viereckig sein.
Ein Rost aus längs und quer verlaufenden Roststäben 112 und
114 stützt die Feuerzüge 110 angrenzend an ihre Oberenden.
Die Feuerzüge 110 sind an den Tragstangen 52 und Roststäben
112 und 114 befestigt, und die Enden der quer verlaufenden
Roststäbe 112 können an Tragstangen 52 befestigt sein. Der
Einsatz und die Feuerzüge bestehen aus feuerfestem Siebmaterial,
und der Einsatz kann mit einem granulierten
Brennstoffgemisch beschickt werden, wie bereits erläutert
wurde. Ebenso wie vorher sind die Abmessungen des Depots so
gewählt, daß der Brennstoff über die gesamte Feuerzughöhe
gleichzeitig mit hoher Temperatur brennt.
Brennstoffgranulat enthaltende Brennstoffdepots können auch
Festbrennstoffstrukturen entsprechend den Fig. 7-13 umfassen.
Fig. 7 zeigt eine Festbrennstoffstruktur 120, die
eine Anordnung von Festbrennstoffelementen 122 umfaßt.
Jedes Festbrennstoffelement ist als Platte mit Rechteckquerschnitt
asgebildet. Die Höhe h, die Dicke t und die
Länge L der Platten sowie der Abstand d zwischen diesen
sind in Fig. 7 gezeigt. Bei Festbrennstoffdepots ist das
Brennstoffgranulat in dem Gefüge enthalten, und es werden
keine feuerfesten Einsätze zur Aufnahme des Brennstoffs
benötigt. Der Brennstoff ist in einer feuerfesten Matrix
enthalten, die während der gesamten Verbrennung des Brennstoffs
ihre Form und Festigkeit beibehält. Infolgedessen
bleiben ebenso wie bei den Brennstoffdepots mit losem
Granulat die Feuerzüge während des gesamten Verbrennungsprozesses
offen und ermöglichen eine optimale Verbrennung
des Brennstoffs. Somit ist ersichtlich, daß die plattenförmige
Festbrennstoffstruktur 120 von Fig. 7 analog dem
Brennstoffdepot mit losem Granulat entsprechend den Fig. 1-3
ausgebildet ist.
Die feuerfeste Matrix für Festbrennstoffstrukturen enthält
ein nichtbrennbares Bindemittel. Zum Beispiel kann als Bindemittel
ein Alkalisilikat wie Natriumsilikat (Typ N) in einer Gewichtsmenge
verwendet werden, die etwa 10 Gew.-% des kohlenstoffhaltigen
Brennstoffgranulats entspricht. Es ist
allgemein bekannt, daß Natriumsilikat mit einem Magnesiumoxid
und bei hoher Temperatur abbindet. Durch das Magnesiumoxid
in einer Menge von ca. 10 Gew.-% des Natriumsilikats
wird das Natriumsilikat wasserundurchlässig. Dabei ist
zu beachten, daß Anthrazit selbst wasserundurchlässig ist.
Die Festbrennstoffkomponenten können zwar wie ein Schwamm
Wasser aufnehmen, fallen jedoch im nassen Zustand nicht
auseinander.
Ein typisches Festbrennstoffelement nach der Erfindung kann
wie folgt hergestellt werden:
0,6 W zerkleinerter Anthrazit (Buchweizen-Anthrazit Nr. 5)
wird mit 0,4 W zerkleinerter Holzkohle (0,175 mm lichte
Maschenweite = 80 mesh Tyler-Siebreihe) vermischt, wobei W
das Gewicht von 100% des im Brennstoff vorhandenen "Kohlenstoffs"
ist. Dazu gibt man 0,025 W Magnesiumoxid und
vermischt dieses gut mit dem zerkleinerten Anthrazit und
der zerkleinerten Holzkohle. Dann fügt man 0,25 W Natriumsilikatlösung
(Typ N) und ca. 0,06 W Wasser zu. Die Flüssigkeit
wird den trockenen Bestandteilen zugefügt und
gründlich damit vermischt unter Erhalt eines ziemlich
trockenen Dickschlamms. Das erhaltene Gemisch wird zur gewünschten
Form verpreßt, getrocknet und dann bei ca. 204°C
ausgehärtet. Falls gewünscht, können die Festbrennstoffelemente
auch durch Extrudieren hergestellt werden.
Wegen seiner relativ geringen Kosten ist der verbrennbare
Kohlenstoff in den Festbrennstoffelementen bevorzugt zu
wenigstens 50 Gew.-% Anthrazit, obwohl die meisten der
erfindungsgemäßen Vorteile mit Brennstoffen erzielbar sind,
die von 100% Holzkohle bis 100% Anthrazit reichen. Wie
bereits in Verbindung mit den losen Brennstoffdepots erwähnt
wurde, wird zum Zünden erheblich mehr Wärme benötigt,
wenn mehr als 80% Anthrazit eingesetzt wird.
Das Festbrennstoffgemisch sollte bevorzugt möglichst wenig
Schwefel und schwerflüchtige Kohlenwasserstoffe enthalten.
Schwerflüchtige Kohlenwasserstoffe sieden beim Erhitzen,
und die Dämpfe entzünden sich selbst bei ca. 648°C. Wenn
jedoch die Dämpfe nicht verbrannt werden, können sie sich
auf kühlerem Grillgut oder anderen Oberflächen niederschlagen.
Ferner erzeugen die Dämpfe unangenehmen Geruch und
Geschmack, und von einigen wird vermutet, daß sie giftig
sind. Andere flüchtige Gase wie Methangas sind zulässig.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Anordnung zum Beabstanden der
Platten 122 und eine praktisch verwendbare Vorrichtung zum
Gebrauch der Platten. Dabei ist ein Grill 128 gezeigt, der
einen Boden 130 und vier Seitenwände 132, 134, 136 und 138
hat, die mit dem Boden verbunden sind. Die Seitenwände 134
und 138 sind jeweils mit einer Reihe von Löchern 142 zur
Aufnahme der hakenartigen Enden 144 von Rostelementen 146
versehen. Die oberen Enden der Seitenwände 134 und 138
können ein Kochgefäß oder einen Rost für Grillgut haltern,
und die Höhe der Seitenwände 134 und 138 kann größer als
diejenige der Seitenwände 132 und 136 gewählt sein, so daß
über den Oberenden der Seitenwände 132 und 136 Abzugsöffnungen
gebildet sind. Ferner kann eine Verlängerung der
Seitenwände über die Rostelemente 146 hinaus einen Kamin
bilden.
Bevorzugt ist auf dem Boden 130 ein isolierender Keramikblock
148 angeordnet und kann als Ersatz für den Boden
dienen. Ähnliche isolierende Keramikblöcke oder Keramikgewebe
(nicht gezeigt) können an den Seitenwänden angeordnet
sein, um die Wärme zu reflektieren und/oder auf das
Feuer zurückzustrahlen. Weiteres Feuerfestmaterial wie
z. B. Schamotte-Isolierplatten können ebenfalls verwendet
werden. Für eine maximale positive Rückführung von Wärme
sollte jede Oberfläche eines Brennstoffelements, die keiner
anderen derartigen Oberfläche gegenübersteht, einer abstrahlenden
Fläche gegenüberstehen, die einen erheblichen
Anteil der Strahlungswärme zurück auf den brennenden Brennstoff
reflektiert und/oder rückstrahlt. Für die vorliegenden
Zwecke umfaßt eine rückstrahlende Fläche entweder einen
echten Reflektor wie etwa einen Spiegel oder ein Isolierelement,
dessen dem Feuer zunächstliegende Oberfläche auf
nahezu die gleiche Temperatur wie das Feuer ansteigt.
Lufteintrittslöcher 150 sind in den Wandungen ausgebildet
und können von verschiebbaren Abdeckplatten 152 einstellbar
geöffnet oder geschlossen werden. Die Verbrennungsluft wird
vorgewärmt, indem sie über den durch die Strahlungswärme
erwärmten Keramikblock 148 geleitet wird. Jedes Rostelement
146 weist eine Serie von Schlitzen 154 zur Aufnahme von
Brennstoffelementen 122 auf. Die Abstände zwischen den
Brennstoffelementen und damit die Breite der Feuerzüge ist
durch die Abstände zwischen den Schlitzen 154 bestimmt.
Wie durch Experimente ermittelt wurde, ergibt ein Kohlenstoffgewicht
W c von ca. 7,08 g je 6,45 cm² Rostfläche eine
Brenndauer von ca. 12 min. Ferner haben Versuche gezeigt,
daß bei einem Mindestwert von A b von ca. 19,05 cm² je
6,45 cm² Rostfläche das Feuer die für schnelles Grillen
benötigte intensive Hitze erzeugt. Wie zu erwarten, brennt
mit zunehmendem A b das Feuer heißer, und mit zunehmendem W c
brennt das Feuer länger. Bei einer spezifischen Ausführungsform
der Erfindung nach den Fig. 7-9 können Brennstoffstruktur-
Abmessungen von h = 25,4 mm, L = 50,8 mm,
t = 5,33 mm und d = 6,35 mm angewandt werden in Verbindung
mit einem Brennstoffgemisch aus 70 Gew.-% Anthrazit und
30 Gew.-% Holzkohle.
Fig. 10 zeigt eine Abwandlung des Festbrennstoffgefüges.
Wie bereits erwähnt, ist der Abstand d zwischen den Platten,
d. h. die Breite der Feuerzüge, sehr wesentlich, um
eine angemessene Wärmerückführung und einen ausreichenden
Luftstrom zwischen gegenüberstehenden brennenden Oberflächen
zu erhalten. Ein ordnungsgemäßer Abstand kann durch
Flansche 160 an den Platten entsprechend Fig. 10 erhalten
werden. Eine Plattengruppe kann von vornherein dadurch gebildet
werden, daß Flansche benachbarter Platten miteinander
verklebt werden. Erwünschtenfalls können zwischen den
Flanschen oder anstelle der Flansche zusätzliche Abstandsnasen
vorgesehen sein. Es ist ersichtlich, daß auch andere
Mittel zur richtigen Beabstandung vorgesehen werden können.
Zum Beispiel können Stirnflächen der Platten durch Verkleben an
einer Halteplatte oder einer anderen Platte befestigt sein,
oder es können poröse Füllstoffe, z. B. Keramikfasern,
zwischen den Platten vorgesehen werden.
Fig. 11 zeigt ein Brennstoffdepot 170 mit Massivstruktur
analog dem Brennstoffdepot 100 mit losem Granulat von Fig.
6. Das Brennstoffdepot 170 ist eine viereckige Festbrennstoffeinheit,
in der eine Anordnung von durchgehenden vertikalen
Feuerzügen 172 ausgebildet ist. Die Zusammensetzung
der Einheit, die Höhe des Blocks und der Durchmesser der
Feuerzüge sind durch die gleichen Überlegungen bestimmt,
die die Parameter der Ausführungsform nach Fig. 7 festlegen.
Bei dem Depot von Fig. 11 ist der hydraulische Durchmesser
D h gleich dem Feuerzugdurchmesser d.
Fig. 12 zeigt ein Feststoffbrennelement 176, das Teil einer
ebenen Anordnung solcher Elemente sein kann. Das Brennstoffelement
176 ist rohrförmig und hat einen zylindrischen
Feuerzug 178. Eine Anordnung solcher Elemente würde auf
einem Rost (nicht gezeigt) angeordnet sein. Der Abstand
zwischen den Elementen ist so gewählt, daß die erwünschten
Brenneigenschaften zum Grillen erhalten werden.
Bei der Anordnung von Fig. 13 ist eine Gruppe 180 von
langen Stangen oder Stäben 182 mit Sechseckquerschnitt
gezeigt. Selbstverständlich können auch andere Querschnittsformen,
auch Viereckelemente, verwendet werden. Die
Stäbe sind vertikal angeordnet und haben einen gegenseitigen
Abstand d, so daß zwischen jedem Paar von gegenüberstehenden
Stabflächen ein Feuerzug gebildet ist. Die Anzahl
Stäbe ist so gewählt, daß die gewünschte Rostfläche umfaßt
ist, die derjenigen des Blocks 170 von Fig. 11 entsprechen
kann. Die Abmessungen einschließlich der Höhe h und des
hydraulischen Durchmessers D h sind so gewählt, daß das
Feuer mit hoher Temperatur ausreichend lang zum Grillen
oder für andere Zwecke brennt. Wie bereits erläutert, beträgt
für hohe Wärmeleistungen die gesamte Feuerzugoberfläche
A b bevorzugt wenigstens das Dreifache der darunter
befindlichen Rostfläche. Die vertikale Brandfläche A b sollte
also wenigstens 19,35 cm² für jeweils 6,45 cm² Rostfläche
betragen.
Sämtliche Festbrennstoffstrukturen enthalten Feuerfestmaterial
zur Halterung des in der Struktur enthaltenen
kohlenstoffhaltigen Brennstoffgranulats, so daß die Brennstoffstrukturen
ihre Form während des gesamten Verbrennungsvorgangs
im wesentlichen behalten können. Infolgedessen
ist der Luftstrom durch die Feuerzüge während der Verbrennung
unbehindert, so daß während des gesamten Verbrennungsvorgangs
ausreichend Luft für eine vollständige Verbrennung
zur Verfügung steht. Bei den Ausführungsformen mit
losem Brennstoffgranulat haben die Einsätze aus feuerfestem
Siebmaterial die Funktion, den Brennstoff und die Asche zu
halten, so daß ein ungehinderter Durchsatz von Luft und
Abgas durch die Feuerzüge während des gesamten Verbrennungsvorgangs
gewährleistet ist.
Selbstverständlich sind diverse Modifikationen der erläuterten
Erfindung möglich, zum Beispiel kann ein Kamin und/oder ein
Gebläse verwendet werden, um Luft durch die Feuerzüge zu
blasen; in diesem Fall wird der optimale hydraulische
Durchmesser verringert. Auch können Stapel von Brennstoffdepots
verwendet werden, falls dies gewünscht wird.
Claims (37)
1. Depot für kohlenstoffhaltiges Brennstoffgranulat,
gekennzeichnet durch
- - eine Matrix (42) aus Feuerfestmaterial, die das Brennstoffgranulat (44) enthält,
- - wobei die Matrix eine Anordnung von sie durchsetzenden, im wesentlichen vertikalen Feuerzügen (60) enthält, so daß während der Verbrennung des Brennstoffgranulats Luft durch die Feuerzüge nach oben strömen kann und dieser Luftstrom Sauerstoff für die Verbrennung des in der Matrix enthaltenen Brennstoffgranulats liefert, und
- - wobei das Feuerfestmaterial das Brennstoffgranulat und seine Asche zusammenhält und eine Bewegung des Granulats und der Asche in die Feuerzüge mit daraus resultierender Einschränkung des Luftstroms durch die Feuerzüge während der Verbrennung des Brennstoffgranulats verhindert.
2. Depot nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffgranulat (44) in loser Form vorliegt und
das Feuerfestmaterial in Form von Einsätzen (42-1 bis 42-9)
aus feuerfestem Siebmaterial ausgebildet ist, die loses
Brennstoffgranulat und dessen Asche halten.
3. Depot nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Größe der kleinsten Brennstoffgranulatteilchen im
wesentlichen gleich der Porengröße des feuerfesten Siebmaterials
ist.
4. Depot nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einsätze eine Anordnung von beabstandeten Einsätzen
(42-1 bis 42-9) sind, zwischen denen vertikale Feuerzüge
(60) gebildet sind.
5. Depot nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch
Abstandshalter (62) in vertikalen Feuerzügen (60) zwischen
benachbarten Einsätzen (42-1 bis 42-9), die eine Blockierung
von Feuerzügen aufgrund einer Ausdehnung von Einsatzwandungen
in die vertikalen Feuerzüge verhindern.
6. Depot nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnung von Einsätzen (42-1 bis 42-9) eine lineare
Anordnung ist.
7. Depot nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnung von Einsätzen (82) eine zweidimensionale
Anordnung ist.
8. Depot nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einsätze (82) im wesentlichen Viereckquerschnitt
haben.
9. Depot nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einsätze aus einem einheitlichen Einsatz (100) mit
einem Boden (106) bestehen, in dem ein Feld von Löchern
(108) ausgebildet ist, wobei von dem Boden (106) an den
Löchern (108) Rohrelemente (110) nach oben verlaufen und
die Anordnung von im wesentlichen vertikalen Feuerzügen
bilden.
10. Depot nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Brennstoff aus 60-80 Gew.-% Buchweizen-Anthrazit,
Rest Holzkohle mit einer Korngröße von 0,42-0,175 mm lichte
Maschenweite (35-80 mesh Tyler-Siebreihe), besteht.
11. Depot nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Maschen bzw. Poren der Einsätze im wesentlichen
gleiche Größe wie die kleinsten Holzkohleteilchen aufweisen.
12. Depot nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anthrazit Buchweizen-Anthrazit Nr. 5 ist.
13. Depot nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffgranulat ein Anthrazit-Holzkohle-Gemisch
ist.
14. Depot nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffgranulatgemisch 30-80 Gew.-% Anthrazit
enthält.
15. Depot nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Bestandteil des Brennstoffgemischs eine maximale
Teilchengröße im Bereich von 0,99-0,70 mm lichte Maschenweite
(15-25 mm mesh Tyler-Siebreihe) und der andere Bestandteil
des Brennstoffgemischs eine maximale Teilchengröße im
Bereich von 0,19-0,16 mm lichte Maschenweite (70-90 mesh
Tyler-Siebreihe) hat.
16. Depot nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß Bestandteile des Brennstoffgemischs unterschiedliche
Größe haben, so daß kleinere Bestandteile in die Zwischenräume
zwischen größeren Bestandteilen passen.
17. Depot nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gewicht des Brennstoffgranulats innerhalb der
Matrix gleich oder größer als 1,1 p/cm² Fläche unter dem
Depot ist.
18. Depot nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gesamtbrandfläche der Feuerzüge gleich oder größer
als 19,35 cm² je 6,45 cm² Fläche unter dem Depot ist.
19. Depot nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Matrix eine Mehrzahl von einzelnen vertikalen Elementen
umfaßt, deren jedes Brennstoffgranulat und Feuerfestmaterial
in Form eines Bindemittels enthält, wobei die
Elemente voneinander beabstandet sind unter Bildung der
Anordnung von im wesentlichen vertikalen Feuerzügen.
20. Depot nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vertikalen Elemente (176) rohrförmig sind.
21. Depot nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vertikalen Elemente (182) stabförmig sind.
22. Depot nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vertikalen Elemente in Form von Platten (122) ausgebildet
sind, die horizontal voneinander beabstandet sind
unter Bildung der Anordnung von Feuerzügen (124).
23. Depot nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Feuerfestmaterial ein Bindemittel ist, durch das
die Matrix während der Verbrennung des Brennstoffgranulats
ihre Form im wesentlichen beibehält.
24. Depot nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bindemittel ein Alkalisilikat umfaßt.
25. Depot nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schmelzpunkt des Bindemittels höher als die Verbrennungstemperatur
des kohlenstoffhaltigen Brennstoffgranulats ist.
26. Depot nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Matrix ein einheitliches Gefüge (170) mit der
Anordnung von Feuerzügen ist.
27. Depot nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung zur Bildung eines Verteilers (40) unterhalb
der Matrix für die Luftzufuhr zu den vertikalen Feuerzügen.
28. Verfahren zur Bereitstellung eines Feuers zum Grillen
oder dgl.,
gekennzeichnet durch
- - Bereitstellen einer Anordnung von Brennstoffelementen, die Brennstoffgranulat enthalten und voneinander horizontal beabstandet sind unter Bildung einer Mehrzahl von vertikalen Feuerzügen zwischen den Brennstoffelementen,
- - Verbrennen des in den Brennstoffelementen enthaltenen Brennstoffgranulats,
- - im wesentlichen Unterhalten der Struktur der Brennstoffelemente während der gesamten Verbrennung des Brennstoffgranulats, so daß ein Zusammenfallen der Elemente und eine Blockierung der Feuerzüge durch das Brennstoffgranulat oder seine Asche während der Verbrennung verhindert ist.
29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Brennstoffelemente
Einsätze aus feuerfestem Siebmaterial sind,
gekennzeichnet durch
Beschicken der Einsätze mit Brennstoffgranulat vor dem
Verbrennen.
30. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Brennstoffelemente
Brennstoffgranulat in einem feuerfesten Bindemittel
umfassen,
gekennzeichnet durch
Haltern der Brennstoffelemente auf einem im wesentlichen
horizontalen Rost.
31. Brennstoffdepot,
gekennzeichnet durch
kohlenstoffhaltiges Granulat, das wenigstens 50 Gew.-%
Anthrazit aufweist, wobei das Depot eine Anordnung von im
wesentlichen vertikalen Feuerzügen bildet für die Rückführung
von Wärme, die von brennenden Abschnitten der Feuerzüge
zu anderen brennenden Abschnitten abgestrahlt wird, und
Mittel, mit denen die Form des Depots während der gesamten
Verbrennung des kohlenstoffhaltigen Brennstoffgranulats im
wesentlichen unterhalten wird, um eine Einschränkung der
Luftzufuhr durch die Feuerzüge durch das Brennstoffgranulat
oder seine Asche während des gesamten Verbrennungsvorgangs
zu verhindern.
32. Brennstoffdepot nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß es Einsätze (42-1 bis 42-9) aus porösem Feuerfestmaterial
umfaßt, in denen das Granulat (44) und dessen
Asche gehalten sind.
33. Brennstoffdepot nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Größe der kleinsten Teilchen des Brennstoffgranulats
im wesentlichen gleich der Porengröße des porösen
Feuerfestmaterials ist.
34. Brennstoffdepot nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Depot ein Bindemittel enthält und gemeinsam mit dem
Granulat eine Festbrennstoffstruktur bildet.
35 Brennstoffdepot nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß
A b 19,35 cm² je 6,45 cm² Fläche unter dem Depot und
W c 1,1 p/cm² Fläche unter dem Depot,wobeiA b = Brandfläche der vertikalen Feuerzüge, undW c = Gewicht des kohlenstoffhaltigen Granulats.
W c 1,1 p/cm² Fläche unter dem Depot,wobeiA b = Brandfläche der vertikalen Feuerzüge, undW c = Gewicht des kohlenstoffhaltigen Granulats.
36. Brennstoffgranulatgemisch,
gekennzeichnet durch
die Kombination von
60-80 Gew.-% Buchweizen-Anthrazit und
40-20 Gew.-% Holzkohle einer Korngröße von 0,42-0,17 lichte
Maschenweite (35-80 mesh Tyler-Siebreihe).
37. Brennstoffgranulatgemisch nach Anspruch 36,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anthrazit Buchweizen-Anthrazit Nr. 5 ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/904,003 US4719899A (en) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | Depot for granular carbonaceous fuel and method employing the same to provide high efficiency fires for charbroiling and the like |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3728666A1 true DE3728666A1 (de) | 1988-03-24 |
Family
ID=25418366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873728666 Withdrawn DE3728666A1 (de) | 1986-09-03 | 1987-08-27 | Depot fuer kohlenstoffhaltiges brennstoffgranulat und dieses verwendendes verfahren |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4719899A (de) |
JP (1) | JPS6370004A (de) |
AU (1) | AU589037B2 (de) |
DE (1) | DE3728666A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015102244A1 (de) | 2014-09-16 | 2016-03-17 | Stefan P. Otto | Verfahren zur Herstellung eines mikroporösen kohlenstoffhaltigen Materials und seine Verwendung |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5261386A (en) * | 1992-05-08 | 1993-11-16 | William H. Burkhart | Portable charbroiler and method |
US5941234A (en) * | 1996-12-30 | 1999-08-24 | Energex Inc. | Combustion cage for wood pellet and other solid fuel combustion |
US6383461B1 (en) | 1999-10-26 | 2002-05-07 | John Zink Company, Llc | Fuel dilution methods and apparatus for NOx reduction |
EP1402217B1 (de) * | 2001-05-18 | 2009-03-18 | Pauli Pieti | Brenner für festen brennstoff |
US7984709B1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-07-26 | Vendor Development Group, Inc. | Vent control for grill |
CN104567009B (zh) * | 2014-12-25 | 2017-06-09 | 张立峰 | 一种便携式太阳能炊具 |
CN109431313A (zh) * | 2015-04-29 | 2019-03-08 | 诺沃福特拉Ivs | 一次性烤架 |
US11208604B2 (en) * | 2019-04-30 | 2021-12-28 | Leonard Kronman | Chipped charcoal fuel and method of production thereof |
Family Cites Families (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US277754A (en) * | 1883-05-15 | Territoby | ||
US1312916A (en) * | 1919-08-12 | Process -oe promotino | ||
US371917A (en) * | 1887-10-25 | Grate | ||
US18803A (en) * | 1857-12-08 | Improvement in plows | ||
US122812A (en) * | 1872-01-16 | Improvement in heating-stoves | ||
DE624203C (de) * | 1936-01-15 | Fritz Heinemann | Plattenfoermiger Feueranzuender | |
US352029A (en) * | 1886-11-02 | Grate for stoves | ||
US6472A (en) * | 1849-05-22 | Sprestgr-saddle | ||
US229596A (en) * | 1880-07-06 | Fire-kindler | ||
US790166A (en) * | 1904-04-15 | 1905-05-16 | Edward R Viger | Charcoal-burning attachment for stoves. |
US1625556A (en) * | 1923-09-19 | 1927-04-19 | Alexis S Lomshakoff | Fire grate |
US1926304A (en) * | 1927-06-14 | 1933-09-12 | Pawlikowski Rudolf | Powdered fuel for internal combustion engines |
US1780205A (en) * | 1928-03-24 | 1930-11-04 | Maurel Invest Corp | Process of manufacturing fuel briquettes |
US1806178A (en) * | 1928-11-01 | 1931-05-19 | Jr Joseph J Rathgeb | Boiler |
US2946275A (en) * | 1957-02-12 | 1960-07-26 | Charles E Compton | Cooking apparatus |
US2985165A (en) * | 1958-02-24 | 1961-05-23 | John W Peterson | Grate |
US3073263A (en) * | 1960-12-27 | 1963-01-15 | Francis Y Wynkoop | Charcoal igniter and stove |
US3140651A (en) * | 1962-11-14 | 1964-07-14 | Orville C Barnett | Charcoal cooker |
US3245398A (en) * | 1963-10-07 | 1966-04-12 | Su Ev Inc | Fire grate for barbecue grills |
US3841849A (en) * | 1970-09-25 | 1974-10-15 | F Beckmann | Process of manufacturing fuel briquettes |
AU459112B2 (en) * | 1971-01-05 | 1975-03-20 | Fuhad Abdala Neme | Self-supporting totally combustible unit |
US4015977A (en) * | 1971-08-16 | 1977-04-05 | Crawford Chester C | Petroleum coke composition |
US4060396A (en) * | 1975-10-28 | 1977-11-29 | Burton James V | Wafered fuel of compressed wood products |
US4094649A (en) * | 1977-02-28 | 1978-06-13 | Osterried Gordon A | Briquette igniting device with foraminous metal cone |
US4243393A (en) * | 1977-10-13 | 1981-01-06 | Banner Energy Corporation | Coal article |
US4360001A (en) * | 1979-04-06 | 1982-11-23 | Thompson E Arthur | Fire array and apparatus |
US4244701A (en) * | 1979-05-23 | 1981-01-13 | Yasui Yamashita | Powdered fuel (gasoline substitution) |
US4302211A (en) * | 1980-01-23 | 1981-11-24 | Shell Oil Company | Process for improving flow characteristics of coal produced by dewatering aqueous coal slurries |
CA1106253A (en) * | 1980-12-15 | 1981-08-04 | Joseph Martonfi, Sr. | Stove construction |
JPS58141296A (ja) * | 1982-02-17 | 1983-08-22 | Kyowa Tangiyou Kk | 連続点火煉炭 |
PH16231A (en) * | 1983-02-23 | 1983-08-11 | Alberto A Figueroa | Multi-purpose stove burner device |
-
1986
- 1986-09-03 US US06/904,003 patent/US4719899A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-08-27 DE DE19873728666 patent/DE3728666A1/de not_active Withdrawn
- 1987-09-02 AU AU77778/87A patent/AU589037B2/en not_active Ceased
- 1987-09-03 JP JP62219316A patent/JPS6370004A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015102244A1 (de) | 2014-09-16 | 2016-03-17 | Stefan P. Otto | Verfahren zur Herstellung eines mikroporösen kohlenstoffhaltigen Materials und seine Verwendung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6370004A (ja) | 1988-03-30 |
US4719899A (en) | 1988-01-19 |
AU589037B2 (en) | 1989-09-28 |
AU7777887A (en) | 1988-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3211834A1 (de) | Brennelement fuer offene brennstellen und dafuer geeigneter kamin | |
DE3728666A1 (de) | Depot fuer kohlenstoffhaltiges brennstoffgranulat und dieses verwendendes verfahren | |
DE2800404A1 (de) | Kaminbock | |
DE3218334C2 (de) | Heizvorrichtung | |
DE202017101003U1 (de) | Heizstrahler, insbesondere Terrassenheizstrahler | |
DE3705153C2 (de) | ||
DE3018794A1 (de) | Gasherd | |
DE102022101460A1 (de) | Mit Festbrennstoff betriebene mobile Feuerstelle (Fackel) | |
DE2812962C2 (de) | Heizofen für Holz | |
DE3927803C2 (de) | Heizvorrichtung für feste Brennstoffe, insbesondere Kachelofeneinsatz | |
EP2775201B1 (de) | Betriebsverfahren für ein Heizgerät | |
DE68905760T2 (de) | Als gartengrill ausgebildetes grillgerät. | |
DE3927378C2 (de) | ||
DE3024680C2 (de) | Herd für feste Brennstoffe als Dauerbrenner- oder Heizungsherd | |
DE653944C (de) | Kaminfeuerung zum wahlweisen oder gleichzeitigen Betrieb mit festem Brennstoff oder mit Gas | |
DE202011005584U1 (de) | Einsatz für Kaminofen | |
DE3902091A1 (de) | Kachelofen-heizeinsatz | |
EP2129968B1 (de) | Abzugsfreier kamin für das russfreie abbrennen eines feuermittels zur generierung einteiliger feuerwände | |
CH691508A5 (de) | Zuluftverteilungseinrichtung für die Verbrennungsluft von Heizeinrichtungen, insbesondere für Festbrennstoffe sowie Verfahren zum Zuführen von Verbrennungsluft. | |
DE3908606A1 (de) | Gasfeuerungsvorrichtung | |
DE3527057A1 (de) | Brennrost | |
DE3801407C2 (de) | ||
DE3018308A1 (de) | Heisswasserbereiter, insbesondere zentralheizungskessel | |
DE3708020A1 (de) | Rost fuer oefen, kessel und dergleichen | |
DE2713279A1 (de) | Oelverdampfungsbrenner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |