DE3728666A1 - Depot fuer kohlenstoffhaltiges brennstoffgranulat und dieses verwendendes verfahren - Google Patents

Depot fuer kohlenstoffhaltiges brennstoffgranulat und dieses verwendendes verfahren

Info

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Withdrawn
Application number
DE19873728666
Other languages
English (en)
Inventor
William Henry Burkhart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bar B Quik Corp
Original Assignee
Bar B Quik Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bar B Quik Corp filed Critical Bar B Quik Corp
Publication of DE3728666A1 publication Critical patent/DE3728666A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J37/00Baking; Roasting; Grilling; Frying
    • A47J37/06Roasters; Grills; Sandwich grills
    • A47J37/07Roasting devices for outdoor use; Barbecues
    • A47J37/0763Small-size, portable barbecues
    • A47J37/0768Disposable barbecue packages containing a quantity of fuel, e.g. charcoal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/40Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel 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.
Ausführungsformen mit losem Brennstoffgranulat
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.
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.
Ausführungsformen mit Festbrennstoff
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.
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.
DE19873728666 1986-09-03 1987-08-27 Depot fuer kohlenstoffhaltiges brennstoffgranulat und dieses verwendendes verfahren Withdrawn DE3728666A1 (de)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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