DE3801407A1 - Holzvorofen fuer heizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Holzvorofen für Heizkessel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Holzvorofen dieser Art liegt der metallische Innenmantel unmittelbar an der auf der Außen­ seite des Außenmantels aufgebrachten Isolierschicht an und ist auf der Innenseite im Feuerbereich mit Schamott­ steinen ausgekleidet. Nachteilig hierbei ist das im wesentlichen durch die Schamottsteine beeinflußte große Gewicht des bekannten Holzvorofens, wodurch die Transport­ fähigkeit stark eingeschränkt ist. Ferner speichern die Schamottsteine relativ viel Wärme, so daß der Wirkungs­ grad des bekannten Holzvorofens nicht optimal ist. Bei dem vorbekannten Holzvorofen ist das Verhältnis zwischen dem Querschnitt des für Hackschnitzel vorgesehene Tages­ silos und dem Querschnitt des Holzvorofens relativ groß (etwa 5:1). Dies führt aber bei Verwendung von Stückholz unweigerlich zu Verklemmungen im Übergang zwischen Tages­ silo und Holzvorofen. Ferner ist der Tagessilo überhaupt nicht isoliert, so daß der Tagessilo dadurch eine erhebliche Wärme an den Heizraum abstrahlt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Holzvorofen der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der bei möglichst geringer Wärmespeicherfähigkeit eine hohe Wärmeabgabe an den Heizkessel ermöglicht und der darüber hinaus in Leichtbau­ weise ausgebildet ist, ohne daß die Gefahr von Verklemmungen im Übergangsbereich zwischen Tagessilo und Holzvorofen besteht und ohne daß eine wesentliche Wärmeabstrahlung an den Heizraum erfolgt.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Der erfindungsgemäße Holzvorofen besteht nur aus den relativ dünnwandigen metallischen Außen- und Innenmänteln sowie der relativ leichten Isolier­ schicht, welche die Innenseite des Außenmantels auskleidet. Somit ist der erfindungsgemäße Holzvorofen leicht von Gewicht und damit einfach zu transportieren. Durch die Anordnung der achsparallelen Versteifungsrippen auf der Außenseite des metallischen Innenmantels werden freie Lufträume geschaffen, welche die Speicherung von Wärme­ energie verhindern. Die freien Lufträume dienen zur Zufuhr der Primärluft, welche auf der Seite des Flammrohres parallel zu diesem einströmt und dann abwechselnd oben und unten um die Versteifungsrippen herumgeführt wird, wobei alle freien Lufträume benutzt werden, um dann schließlich durch die auf der dem Flammrohr gegenüberliegenden Seite durch die unterhalb des Rostes im Innenmantel angeordnete Zuluftdüse in die Glutzone zur Primärverbrennung zu gelangen. Die Zufuhr der Primärluft von der Seite des Flammrohrs her ermöglicht einerseits eine Kühlung des Innenmantels im Bereich der Glutzone und andererseits eine Vorwärmung der Primärluft, welche anschließend durch die dem Flammrohr gegenüberliegende mindestens eine Zuluftdüse der Glutzone zugeführt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles eines Holzvorofens näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Innenmantels mit geschnittenem Außenmantel in der Flammrohrebene,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Holzvorofen im Bereich des Flammrohres,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch den Holzvorofen gemäß der Linie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch den Holzvorofen gemäß der Linie IV-IV in Fig. 2.

Der Holzvorofen für Heizkessel besteht aus einem metallischen Außenmantel 1, der auf seiner Innenseite mit einer Isolier­ schicht 2 versehen ist, und aus einem metallischen Innenmantel 3, sowie aus einem Rost 4 und einem Flammrohr 5 zur Zuführung der im Holzvorofen erzeugten Heizgase zu einem nicht näher darge­ stellten Heizkessel, z.B. einem Ölkessel.

Der Außenmantel 1 besteht aus Edelstahl der Güte V2A mit einer Wandstärke von ca. 1 mm. Der Außenmantel 1 wird nach unten hin durch eine Bodenplatte 6 und nach oben hin durch eine kreisring­ förmige Deckplatte 7 abgeschlossen, deren Innendurchmesser den metallischen Innenmantel 3 einschließt. Bodenplatte 6 und Deck­ platte 7 bestehen ebenfalls aus Stahl, insbesondere Edelstahl der Güte V2A mit einer Wandstärke von ca. 1 mm. Unterhalb des Rostes 4 ist eine Entnahmeöffnung 8 für Asche ausgebildet, welche den Außenmantel 1, die Isolierschicht 2 und den Innen­ mantel 3 durchdringt und im Bereich des Außenmantels 1 durch eine nicht näher dargestellte Aschentür verschließbar ist.

Der metallische Innenmantel 3 besteht aus feuerfestem Stahl der Güte St 40.41 der Wanddicke 1,5 bis 2,0 mm. Der feuer­ feste Stahl ist bis ca. 1200°C hitzebeständig. Der rohrförmi­ ge Innenmantel 3 ist auf seiner Außenseite mit mehreren achs­ parallelen Versteifungsrippen 9 versehen, deren Außenkanten 10 am Innenumfang der Isolierschicht 2 anliegen und die einen freien Luftraum 11 zwischen der Isolierschicht 2 aus Keramik­ fasern und dem Innenmantel 3 bilden. Die Versteifungsrippen 9 bilden abwechselnd obere und untere Luftdurchlässe 12 aus, welche eine Luftströmung gemäß den Pfeilen in Fig. 1 er­ möglichen.

Im unteren Bereich des Holzvorofens ist der Rost 4 auf zwei Rostträgern 13 von 4 mm Wandstärke gelagert. Der Rost 4 be­ steht aus bis ca. 1000°C hitzebeständigem Stahl der Wand­ stärke 20 mm, welcher mit einer Anzahl von Längsschlitzen 14 versehen ist. Schrägplatten 15 aus hitzebeständigem Stahl schließen den Rost 4 seitlich ab und dienen zum leichten Nachrutschen der Glut auf den Rost 4.

Das Flammrohr 5 besteht aus feuerfestem Stahl und ist innen mit feuerfesten Isoliersteinen 16 ausgekleidet. Die innen­ seitige Öffnung des Flammrohres 5 ist aus einem sich hori­ zontal erstreckenden Schlitz 17 gebildet, der unmittelbar oberhalb des Rostes 4 liegt.

Parallel zum Flammrohr 5 erstreckt sich eine mit einer Klappe versehene Zuluftöffnung 18 für Primärluft. Diese wird im Gegenstrom zu den aus dem Flammrohr 5 austretenden heißen Heizgasen im freien Luftraum 11 um die Versteifungsrippen 9 gemäß den Pfeilen in Fig. 1 geführt und tritt durch drei Zuluftdüsen 19 auf der dem Flammrohr 5 gegenüberliegenden Seite des Innenmantels 3 hindurch in die im Bereich des Rostes 4 gebildete Glutzone ein. Die Zuluftdüsen 3 verlaufen achsparallel zum Flammrohr 5 und sind leicht nach aufwärts in Richtung auf den Schlitz 17 des Flammrohres 5 gerichtet.

Weitere Zuluftdüsen 20 befinden sich im Innenmantel 3 unmittel­ bar oberhalb des Flammrohres 5. Diese Zuluftdüsen 20 münden tangential in Richtung auf den Schlitz 17 des Flammrohres 5.

Der im Bereich des Außenmantels 1 gebildete Holzvorofen ist durch eine obere Verlängerung des Innenmantels 3 mit einem Tagessilo 21 versehen, dessen Höhe unter Berücksichtigung der Raumhöhe beliebig wählbar ist. Der Tagessilo 21 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Flansch 22 mit einem oberen Innenmantel 23 versehen, der durch eine obere Abschlußplatte 24 abgeschlossen ist. Der untere Innenmantel 3 und der obere Innenmantel 23 sind jeweils außen durch Isoliermaterial 25, insbesondere Keramikfasern, beschichtet. Anstelle der oberen Abschlußplatte 24 kann auch eine gegen den Austritt von Heizgasen gesicherte Be­ schickungsklappe angebracht sein.

Die Holzverbrennung erfolgt mit dem erfindungsgemäßen Holz­ vorofen in nachstehend beschriebener Weise. Zunächst wird eine erste Schicht von Holzkohle auf den Rost 4 aufgebracht. Danach wird der gesamte Holzvorofen einschließlich des Ta­ gessilos mit Stückholz oder Hackschnitzeln oder einem Gemisch aus Stückholz und Hackschnitzel aufgefüllt. Dann wird die obere Abschlußplatte 24 aufgesetzt. Durch die Aschenöffnung 8 wird unter dem Rost 4 ein Feuer, z.B. mittels Zeitungspapier, entfacht, um die Holzkohle zum Glühen zu bringen. Die Aschen­ tür wird anschließend geschlossen. Die Glut breitet sich dann, je nach der Menge der durch die Primärluftöffnung 18 zuge­ führten Luft bis in den im Bereich der oberen Zuluftdüsen 20 befindlichen Vergasungsbereich aus. Das von der an das Holz stoßenden Glut erzeugte Schwelgas wird an der Holzkohle er­ hitzt und brennt als Flamme durch das Flammrohr 5 hindurch im nicht dargestellten Heizkessel. Im Bereich der unmittelbar oberhalb des Rostes 4 befindlichen Glutzone wird die Holz­ kohle zu Asche, welche durch den Rost 4 in den darunter befind­ lichen Aschenraum fällt. Die Regelung des Holzvorofens erfolgt abgasseitig durch Verringerung des Zuges im Flammrohr 5 oder zuluftseitig durch Regelung der Zufuhr der Primärluft über den Luftschieber. Auch das Abschalten des Holzvorofens erfolgt über den Luftschieber. Bei vollständig geschlossenem Luft­ schieber bleibt die Glut in der Glutzone oberhalb des Rostes 4 noch über ca. 10 Stunden erhalten. Nach dem Öffnen des Schiebers beginnt die Holzverbrennung erneut.

Der Tagessilo 21 des erfindungsgemäßen Holzvorofens hat im wesentlichen den gleichen Querschnitt wie der Holzvorofen selbst, so daß das Querschnittsverhältnis 1 : 1 beträgt. Die Luftdüsen 20 des Holzvorofens werden benötigt, um den Brennstoff gleichmäßig vorzuvergasen und um die Verengung durch die unterhalb der Luftdüsen 20 vorhandenen seitlichen Schrägplatten 15 des Rostes 4 zu überwinden. Die gleichmäßige Vorvergasung ist bei Brennraumdurchmessern über ca. 30 cm ohne die oberen Luftdüsen 19, 20 nicht möglich, da ansonsten eine zur Rauchentwicklung beim Anheizen schlechte Holzkohlebildung resultieren würde. Die Düsen 19 unterhalb des Rostes 4 ermöglichen im wesentlichen eine schnelle Ausbreitung der Glut beim Anheizen des Holzvor­ ofens.

Beim bekannten Holzvorofen ist unmittelbar oberhalb des Flammrohres 5 im Bereich des Holzvorofens eine im Querschnitt prismenförmige Haube zum Auffangen und Weiterleiten des brennenden Holzgases in den Heizkessel. Diese Haube ist beim erfindungsgemäßen Holzvorofen durch die Luftdüsen 19 und 20 ersetzt. Die weitere Funktion der Trennung von Brennstoff und Holzgasflamme wird beim erfindungsgemäßen Holzvorofen durch den Schlitz 17 im Eingangsbereich des Flammrohres 5 erfüllt.

Claims (7)

1. Holzvorofen für Heizkessel, aus einem metallischen Außen­ mantel, aus einer auf dessen Innenseite aufgebrachten Isolierschicht, aus einem metallischen Innenmantel, aus einem Rost mit zugeordneter Primärluftzuführung und aus einem Flammrohr zur Zuführung der erzeugten Heizgase zum Heizkessel, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Innenmantel (3) auf seiner Außen­ seite mit mehreren achsparallelen Versteifungsrippen (9) versehen ist, deren Außenkanten (10) am Innenumfang der Isolierschicht (2) anliegen und die einen freien Luft­ raum (12) zwischen der Isolierschicht (2) und dem Innen­ mantel (3) bilden, daß die Versteifungsrippen (9) ab­ wechselnd obere und untere Luftdurchlässe (12) ausbil­ den und daß zur Primärluftzuführung eine Zuluftöffnung (18) im Bereich des Flammrohres (5) und mindestens eine Zuluft­ düse (19) auf der dem Flammrohr (5) gegenüberliegenden Seite unterhalb des Rostes (4) im Innenmantel (3) angeordnet sind.

2. Holzvorofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Zuluftdüse (19) schräg gegen die innere Öffnung des Flammrohres (5) ausgerichtet ist.

3. Holzvorofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß weitere, gegen die innere Öffnung des Flamm­ rohres (5) gerichtete Zuluftdüsen (20) unmittelbar ober­ halb des Flammrohres (5) im Innenmantel (3) vorgesehen sind.

4. Holzvorofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die innere Öffnung des Flammrohres (5) aus einem sich horizontal erstreckenden Schlitz (17) gebildet ist.

5. Holzvorofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlitz (17) drei gegenüberliegende, in Abstän­ den nebeneinander angeordnete Zuluftdüsen (19) zuge­ ordnet sind.

6. Holzvorofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (1) aus Edelstahl der Güte V2A und ca. 1 mm Wandstärke, der Innenmantel (3) aus feuerfestem Stahl der Güte ST 48.41 und einer Wand­ stärke von ca. 1,5 bis 2,0 mm und die Isolierschicht (2) aus Keramikfasern gebildet sind.

7. Holzvorofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenmantel (3) eine obere Verlängerung zur Ausbildung eines Tagessilos aufweist, das auf der Außenseite mit Isoliermaterial (25) be­ schichtet und durch eine obere Abschlußplatte (24) ab­ geschlossen ist.