DE3935846A1 - Ofen fuer festbrennstoffe - Google Patents
Ofen fuer festbrennstoffeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
- F24B5/00—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges
- F24B5/02—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges in or around stoves
- F24B5/028—Arrangements combining combustion-air and flue-gas circulation
Description
Die Erfindung betrifft einen Ofen für Festbrennstoffe, insbe
sondere Holz, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein Ofen dieser Art geht aus der deutschen Gebrauchsmuster
schrift 79 19 301 hervor. Dabei ist ein zur wahlweisen Behei
zung auch mit Flüssigbrennstoffen geeigneter Brenner vorge
sehen. Die Brennkammer des Ofens hat Rauchgaszüge als Wärme
tauscher und Kanalsystem. Ein Durchlaß zu einem Füllschacht
ist von einer Zündschleuse überbrückt, die eine mit den
Kanälen verbundene Nachbrennkammer enthält. Letztere wird von
einer waffelartigen Lochzellen-Anordnung gebildet, die baulich
recht aufwendig ist und über längere Zeiten kaum einen
störungsfreien Betrieb ermöglicht.
In der DS-PS 26 48 732 ist ein Ofen mit einem Füllschacht be
schrieben, der innerhalb des Ofenmantels durch eine Wandung
von wenigstens einem Kanal getrennt ist, in welchem eine Ver
engung als Frischluftdüse wirkt. Die im Füllschachtraum gebil
deten Schwelgase werden so mit zusätzlicher Frischluft ver
mischt und in Form einer Fallströmung über den unteren Füll
schachtbereich in das Glutbett zurückgeführt. Dies erlaubt
eine rasche Verdünnung der Schwelgase und eine entsprechend
schnelle Verbrennung. Für einen Dauerbrandofen ist es jedoch
erwünscht, wenn die Reduktion langsam vor sich geht, um eine
stetige Erzeugung mäßiger Heizleistung zu erreichen.
Zur Vergasung fester Brennstoffe sieht die EP-A2-02 51 269
einen bewegbaren Feuerrost und eine Brennkammer mit einem
Flammrohr sowie einem Anschluß für Sekundärluft vor. Innerhalb
des Ofens werden getrennte Frischluftströme vorgewärmt, wenn
auch vielleicht zu langsam. Es ergibt sich ein Hochleistungs
ofen mit sog. Gleichstrom-Vergasung, bei der Luft durch die
Glutzone gezogen wird, was zu rascher Verbrennung führt.
Ähnlich arbeitet ein Brenner gemäß DE-GM 86 30 875 mit einer
axialen Durchbrechnung, die sich zur Brennkammer hin erwei
tert, um die Verbrennungsgase abzubremsen und ihre vollstän
dige Oxidation zu fördern. Ein feststoffbefeuerter Ofen oder
Kessel dieses Typs ist für hohe Leistungen geeignet und wohl
auch bis zum Glimmbrand herabregelbar, doch hält er dann nur
noch einen Bereitschaftsbetrieb aufrecht.
Die vorgenannten Öfen oder Heizkessel basieren letztlich auf
dem Imbert-Gasgenerator und erzeugen in relativ kurzer
Brenndauer jeweils hohe Leistungen. Weil sie aber mit großen
Unterbrechnungen brennen, kommt es beim Schwelbrand zu reich
licher Bildung von Kohlenmonoxid, was besondere Sicherheits
vorkehrungen bedingt. Überdies werden die angesammelten pyro
lytischen Schwelgasprodukte über ein Gebläse mit kurzem,
intensivem Brennausstoß durch den Rauchabzug ausgeblasen. Der
Wechsel zum Pausenglimmbrand erfolgt z. B. bei 60°C Kesseltem
peratur und niedrigen Außentemperaturen sehr oft, so daß
selbst bei durchgehendem Brand der Mittelwert der Emission
hoch ist und die Umwelt entsprechend stark belastet wird.
Außerdem kann der Gebläsebetrieb einen großen Staubaustrag be
wirken, so daß keine gute Ascheentsorgung gewährleistet ist.
Aus alledem resultiert ein Bedürfnis nach Abhilfe. Ein
wichtiges Ziel der Erfindung ist es, einen Ofen der eingangs
genannten Art so zu verbessern, daß ein gleichmäßiger Brand
gerade auch bei geringer Leistung möglich ist, und zwar mit
guter Regulierbarkeit und ohne daß eine Versottung des Kamins
hervorgerufen oder unterstützt würde. Selbst bei starker
Luftdrosselung und einsetzendem Schwelbrand soll eine optimale
Verbrennung sichergestellt werden. Ferner wird angestrebt, daß
die Vergasungs- und Verbrennungsvorgänge auch bei niedrigem
Kaminzug ohne Gebläse stattfinden können.
Ein Grundgedanke der Erfindung ist im kennzeichnenden Teil von
Anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen sind Gegenstand der
Ansprüche 2 bis 34.
Die Erfindung schafft einen Dauerbrandofen, dessen Feuerungs
träger eine Bodenplatte ist, die im unteren Teil des nach
außen luftdicht abgeschlossenen Brennraums frei liegt. Durch
in unmittelbarer Nähe dieser Bodenplatte angeordnete Öffnungen
für die Luftzufuhr, die sich teils oberhalb und teils unter
halb der Platte befinden, werden Schwelgase durch die Glut-
bzw. Reduktionszone gezogen, während die Sekundärluft frisch
und vorgeheizt von unten über einen Ringspalt zugeführt wird.
Dieser steht mit dem Ascheraum in Verbindung. Entlang des
Ringspaltes erfolgt eine weitgehende Selbstregulierung des
Brandverhaltens. Die Abgase treten gegenüber der Mündung des
Primär-Zuluftkanals im Ringspalt zwischen Ober- und Unterkante
der Bodenplatte aus. Dank dieser Anordnung entsteht an der
Bodenplatte eine Oberströmung und gleichzeitig eine Unter
strömung. Die Sekundärluft wird an der Unterseite der Boden
platte zugeführt und beeinflußt im Bereich des Ringspaltes die
Oberströmung auch bei schwankenden Druckverhältnissen. So wird
eine sehr langsame Strömungsgeschwindigkeit der Schwelgase
entlang der Glutzone und durch sie hindurch bewirkt. Das er
möglicht selbst unter ungünstigen Bedingungen eine genügende
Reaktionszeit der beim ersten Vergasungsbrand entstehenden,
kohlendioxidhaltigen Gase mit dem Wasserdampf des Brenn
materials, z. B. luftfeuchten Holzes, über dem Glutbett. Wegen
der auf der Bodenplatte stets gleichmäßig erneuerbaren
frischen Asche und ihrer katalytischen Wirkung spalten sich
die Schwelgase durch Reduktion und reagieren mit dem Wasser
dampf, um an oder spätestens hinter der Abgasöffnung in der
Brennkammer restlos auszubrennen, und zwar bei niedrigem CO-
Gehalt des Gasgemisches. Dabei kann sich die Luftfeuchtigkeit
und die natürliche Holzfeuchtigkeit nicht nachteilig, sondern
nur vorteilhaft auf die Verbrennung auswirken. Dank der
geringen Strömung im gesamten System wird die sonst übliche
Flugasche- bzw. Staubemission erfindungsgemäß weitestgehend
vermieden. Auch bei niedrigem Kaminzug von z. B. nur 5 hPa (= 5
mbar) wird ohne Fremdgebläse ein pausenfreier Brand mit
geringer Leistung erzielbar.
Man erkennt, daß die Erfindung dank der genannten Maßnahmen
besondere Vorteile erzielt und damit auch über herkömmliche
Öfen hinausgeht, die - wie etwa eine in der DE-PS 32 18 334
beschriebene Heizvorrichtung - zum Vorwärmen unter einem
Hauptrost vorbeigeleitete Sekundärluft lediglich in einer
Nachbrennkammer den Rauchgasen zumischen oder nach Art der DE-
PS 36 06 125 hinter dem Rost, neben dem Vorwärmschächte für
Sekundärluft angeordnet sind, einen Umlenk-Hohlkörper vor
sehen, aus dem Nachverbrennungsluft in eine engere Abgaszone
strömt. Mit solchen Vorrichtungen werden die Verbrennungsvor
gänge allgemein beschleunigt, so daß zwangsläufig auch ein
höherer Brennstoff-Verbrauch gefördert wird, während der er
findungsgemäße Ofen im Gegenteil eine Verlangsamung und da
durch eine Vergleichmäßigung des Dauerbrandes bewirkt.
Ausgestaltungen des Luftführungssystems und der Ringspalt-
Anordnung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 13. Bewegliche
Bodenplatten-Konstruktionen sind in den Ansprüchen 14 bis 18
angegeben. Vorteilhafte Reaktionssysteme und apparative Anord
nungen sowie sicherheitstechnisch und bedienungsmäßig günstige
Ausbildungen der Steuerung werden in den Ansprüchen 19 bis 27
präzisiert. Mehrfach-Anordnungen sind in den Ansprüchen 28 bis
34 umschrieben.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung er
geben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der fol
genden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung. Darin zeigt
Fig. 1 eine schematisierte Seiten-Schnittansicht eines er
findungsgemäßen Ofens,
Fig. 2 eine Schnittansicht des Ofens von Fig. 1 quer zu
deren Ebene in Richtung zu den Lufteinlässen hin,
Fig. 3 eine Schnittansicht in Gegenrichtung zu Fig. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht des Ofens von Fig. 1 bis 3 in Rich
tung zu einer Bodenplatte hin,
Fig. 5 eine auseinandergezogene Vorderansicht einer
Steuerungs-Anordnung bei einem abgewandelten Ausfüh
rungsbeispiel,
Fig. 6 eine Teil-Schnittansicht des unteren Bereichs einer
anderen Ofen-Bauform mit einer zweistufigen Boden
platte,
Fig. 7 eine Teil-Schnittansicht ähnlich Fig. 6, jedoch mit
einer zusätzlichen Zwischenplatte,
Fig. 8 eine Teil-Schnittansicht ähnlich Fig. 6, jedoch mit
einer höhenverstellbaren Bodenplatte,
Fig. 9 eine Teil-Schnittansicht ähnlich Fig. 6, jedoch mit
einer in der Bodenplatte angeordneten Nachbrenn
kammer,
Fig. 10a und 10b je eine Teil-Schnittansicht von Bodenplatten-Anord
nungen mit vergrößertem Brennraum und einstellbarem
Ringspalt,
Fig. 11 eine Teil-Schnittansicht des mittleren Bereichs
einer weiteren Ofen-Bauform mit drei Bodenplatten
und
Fig. 12a und 12b je eine Schnittzeichnung in der Draufsicht bzw.
Vorderansicht noch einer anderen Ofen-Bauform mit
einer Bodenplatten-Batterie.
In der Zeichnung sind die Bezugszahlen allgemein durch eine
einfache Linie mit dem betreffenden Element verbunden; in Aus
nahmefällen zeigt ein Doppelpfeil das zugeordnete Element.
Einfache Pfeile bezeichnen stets Gas-Strömungsrichtungen.
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 bis 4 ist ein Dauerbrandofen
mit einem Gehäuse 10 vorgesehen, das auf einem Sockel 12 steht
und eine Vorderwand 14, Seitenwände 15/15′ sowie eine Rückwand
16 hat. Eine Einlaßplatte 17 befindet sich oberhalb einer
Deckplatte 18. Ein Abschlußboden 19 begrenzt das Gehäuse 10
unten.
Im Inneren des Gehäuses 10 befindet sich ein Brennraum 20, der
mit Auskleidungen 22 sowie mit einer Beschickungsöffnung 24
versehen ist, die mittels eines Verschlusses 25 luftdicht ab
geschlossen werden kann.
Die Einlaßplatte 17 befindet sich vor Zuluftkanälen, von denen
ein Primär-Zuluftkanal 38 einen Einlaß 28 sowie eine zusätz
liche Anzündöffnung 28 hat, die mit einem Verschluß 27 ver
schließbar ist. Einlässe 29, 29′ sind den Sekundär-Zuluft
kanälen 39, 39′ zugeordnet.
Unterhalb des Brennraums 20 befindet sich ein Ascheraum 30,
der in einer Aschewanne 31 einen Ascheschieber 32 enthält.
Zwischen dem Brennraum 20 und dem Ascheraum 30 ist eine rundum
freiliegende Bodenplatte 40 angeordnet, so daß ein umlaufender
Ringspalt 42 zur Brennraum-Auskleidung 22 hin gebildet ist
(Fig. 4). Dieser Ringspalt 42 stellt eine Strömungsverbindung
zwischen dem Brennraum 20 und dem Ascheraum 30 her. In
letzterem befinden sich die Mündungen 49, 49′ der Sekundär-Zu
luftkanäle 39, 39′.
Ein weiter unten noch näher erläuterter Abgaskanal 34 führt an
der Rückwand 16 des Gehäuses 10 nach oben und endet in einem
Auslaß 36. Neben den Seitenwänden 15, 15′ sind parallel dazu
Führungsplatten 50 angeordnet, die unten und oben offene
Konvektionsschächte 52, 52′ bilden.
Zum Betrieb wird der kastenförmige Brennraum 20 zumindest an
fänglich mit lufttrockenem Holz möglichst dicht vollge
schichtet und dieses mit einem Anzünder durch die Öffnung 26
in Brand gesetzt. Bei voller Luftzufuhr entsteht ein normaler
Flammenbrand, den man nach Bildung der ersten Holzkohlenglut
stark drosselt. Dies geschieht durch eine in bzw. an der Ein
laßplatte 17 beweglich angebrachte Schieberblende 67. Eine
mittlere Steueröffnung 68 für die Primärluft bleibt zu Beginn
ganz geöffnet; sie wird nach der Glutbildung bis auf einen
kleinen Restdurchlaß geschlossen (vergl. Fig. 5). Über den
gemeinsamen Schieber 67 werden die beiden Zweitluftöffnungen
29/69 und 29′/69′ gleichzeitig geöffnet.
Im oberen Teil von Fig. 2 ist die Anordnung des Steuer
schiebers 17/67 allgemein veranschaulicht; weitere Einzel
heiten sind aus Fig. 5 ersichtlich. Man erkennt, daß die Ab
stimmung des Verhältnisses von Primär- zu Sekundärluft brenn
stoffspezifisch durch die Gestaltung der Schieberblende 67
vorgegeben ist. Ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit
rautenförmiger Primär-Steueröffnung 68 zeigt Fig. 5 im unteren
Teil, und zwar in derselben räumlichen Zuordnung wie die oben
dargestellte Ausführungsform, nämlich fluchtend mit dem
Primärlufteinlaß 28 in der feststehenden Einlaßplatte 17
(Mitte in Fig. 5) .
Wie erwähnt, ist die Bodenplatte 40 im Brennraum 20 frei
liegend angeordnet und über den Ringspalt 42 mit dem Aschen
raum 30 strömungsverbunden. Dies gestattet eine fortlaufende
Ascheentsorgung, weil stets nur ein Teil der Asche abrieselt,
so daß ein gleichbleibendes Aschebett auf der Bodenplatte 40
gehalten wird. Eine zweite, wichtigere Funktion des Ring
spaltes 42 ist die Selbstregulierung des Brandverhaltens
zwischen Primär- und Sekundärluft.
Man ersieht aus Fig. 1 bis 4, daß die Abgase aus dem Brennraum
20 in eine Nachbrennkammer 46 gelangen und sodann den Brenn
raum 20 in dem Abgaskanal 34 umspülen, der an der Vorderwand
14 mittig nach oben, dann beiderseits nach unten, weiter unter
dem Aschenraum 30 und schließlich an der Rückwand 16 entlang
nach oben führt. Die Zuluftkanäle sowohl für die Primärluft
(38) als auch für die Sekundärluft (39, 39′) werden durch den
Abluftkanal 34 vorgewärmt und kühlen somit die heißen Abgase
herunter.
Unter der sehr heißen Bodenplatte 40 und dem gleichfalls
heißen Ascheraum 30 wird die Sekundärluft jedoch stark er
hitzt; sie kann daher auf einem sehr kurzen Weg, vor und in
dem Abgasübergang 44, sofort mit den Brenngasen reagieren.
Die Primär-Zuluftmündung 48 liegt oberhalb der Bodenplatte 40
und teilt den Luftstrom an dem umlaufenden Ringspalt 42 in je
eine Ober- und Unterströmung. Die Oberkante des Abgasüber
ganges 44 schließt etwa bündig mit der Oberkante der Boden
platte 40 ab. An deren Unterseite beeinflußt die Sekundärluft
mithin auch die Strömung auf der Oberseite der Bodenplatte 40.
Ist also z. B. die Sekundärluft stärker eingestellt, so sinkt
der Primärluft-Anteil; und umgekehrt. Dieser Vorgang läuft
nach einer Grundeinstellung am Schieber 17/67 selbsttätig als
Feinregulierung weiter, indem sich die Glutzone entlang des
Ringspaltes 42 entsprechend verschiebt.
Aus Fig. 2 und 3 sieht man den Verlauf des Abgaskanals 34
unterhalb der Aschewanne 31 im Ascheraum 30. Rückseitig liegen
zwischen dem Abgaskanal 34 und der Brennraum-Auskleidung 22
die Zuluftkanäle 38, 39, 39′, die von beiden Seiten her Wärme
aufnehmen können. Die im Abgaskanal vorn hoch, seitlich
herunter, unten zurück und hinten wieder hoch strömenden Ab
gase heizen also die Zuluft vor und geben zugleich Heizwärme
an die Raumluft ab. Letztere wird durch die Führungsplatten 50
in den Konvektionsschächten 52, 52′ an den Seiten des Ofens
hochgeführt.
Fig. 2 zeigt den Brennraum 20, gesehen in Richtung der Primär-
Luftzufuhr 28/38. Man erkennt, daß die Bodenplatte 40 nach
oben hohl gestaltet ist. Sie kann je nach Bedarf auch mehr
lagig und/oder höhenbeweglich ausgebildet sein, vergl. Fig. 6
bis 9.
Im Beispiel der Fig. 6 ist ein Ausschnitt aus einem Ofen dar
gestellt, der ein zylindrisches Gehäuse 10 mit zylindrischer
Innenauskleidung 22 für den ebenfalls zylindrischen Brennraum
20 haben kann. Der Primär-Zuluftkanal 38 endet zentrisch in
der Bodenplatte 40, die mit einer zweiten oder Zwischenplatte
60 versehen ist, so daß sich zwischen dieser und der Boden
platte 40 selbst ein Reaktionsspalt 64 befindet. Zusätzlich
können Gasdurchlässe 62 in den Platten 40, 60 vorhanden sein.
Die Mündung des Primär-Zuluftkanals 38 ist von einer Ver
teilerkappe 57 mit Radialauslässen 58 abgeschlossen. Unter
halb der Bodenplatte 40 bildet der Primär-Zuluftkanal 38 ein
Knie, das von einem Stutzen 59 des Sekundär-Zuluftkanals 39
umgeben ist. Die Platten 40, 60 können am Reaktionsspalt kata
lytisch beschichtet sein, sofern nicht eine dreistufige Aus
führung (Fig. 7) mit einer oberen Platte 60 sowie einer
zwischen ihr und der Bodenplatte 40 befindlichen weiteren
Platte vorgesehen ist, die als Lochblech 72, Siebgewebe,
Keramik o. dgl. ausgebildet sein kann.
In Fig. 8 ist wiederum ein allgemein zylindrischer Dauerbrand
ofen dargestellt, der innerhalb einer zylindrischen Ausklei
dung 22 eine höhenverstellbare Bodenplatte 40 aufweist. Diese
ruht auf einem Träger 55, der mittels einer Hubstange 56 von
unten (alternativ mittels einer Zugstange 56′ von oben) ein
stellbar angehoben werden kann. Die Stangen 56, 56′ sind an
ihrer Durchführung durch das Gehäuse 10 abgedichtet. - Ober
halb der Bodenplatte 40 kann auf gleicher Höhe mit der Vertei
lerkappe 57 ein Spanngitter 70 vorgesehen sein, das zugleich
ein Begrenzer für die Höhenbewegung der Anordnung 40/55/57
ist. Man erkennt, daß letztere gegenüber der in Fig. 8 ge
zeichneten Stellung auch absenkbar ist, also näher an den
zentrischen Zuluftstutzen 59 heran. Auch das ermöglicht eine
entsprechende Einstellung des Ringspaltes 42.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 9 ist ebenfalls eine zentrische
Sekundärluftzufuhr 39/59 vorgesehen, doch hat die Bodenplatte
40 einen zentrisch angeordneten Übergang 44 mit der Nachbrenn
kammer 46. In dieser kann sich ein großflächiger Durchlaß
körper 65 zur katalytischen Unterstützung der Nachverbrennung
befinden. Ein Spanngitter 71 hält den Durchlaßkörper 65 lage
fest. Bei der gezeichneten Bauform ist die Bodenplatte 40
wiederum zweistufig ausgebildet, wobei die obere Platte 60 ge
schlossen und die Gasströmung in dem Reaktionsspalt 64 zu dem
Abgasübergang 44 hin geführt ist. Der Abgaskanal 34 bewirkt
die Umströmung des ganzen Ofen-Inneren.
Anzumerken ist, daß auch bei den Ausführungsformen nach Fig. 6
bis 9 eine kastenförmige Gestaltung statt der gezeichneten
Zylinderbauform möglich ist. Ferner ist die Erfindung nicht
auf bestimmte Durchlaßkörper 65 beschränkt; einsetzbar sind
vielmehr die verschiedensten Katalysatoren in Form von
Gittern, Körnern, Raschig-Ringen u. dgl. beispielsweise unter
Verwendung von Chromnickel (NiCr), Platin, Keramik usw.
Die Gestaltungen von Fig. 10a und 10b lassen Aschekanten 74
erkennen, die den Vorteil einer spontanen Zündbegünstigung für
Schwel- und Holzgase bieten, welche eine hohe Zündtemperatur
verlangen. Die einspringenden Abgasöffnungen bzw. -übergänge
44 schaffen zugleich eine Vergrößerung von Brennraum 20 und
Ascheraum 30, so daß bei gleicher Leistung mehr Brennstoff
vorrat verarbeitet werden kann. Die Anordnung von Fig. 10b er
laubt es, die Bodenplatte 40 um eine Achse 54 zu schwenken, so
daß sich der Ringspalt 42 gegenüber den Abgasübergängen 44
brennstoffspezifisch in gewünschter Weise einstellen läßt.
Bei der in Fig. 11 teilweise und schematisiert dargestellten
Bauform sind im Brennraum 20 unterhalb einer gemeinsamen,
breiten Primärluftzufuhr 38 drei Bodenplatten 40, 40′, 40′′ zu
einander versetzt vorhanden. Die Anordnung ist so getroffen,
daß unter und zwischen den zwei äußeren Bodenplatten 40′, 40′′
mittig die dritte Bodenplatte 40 sitzt, wobei jede Bodenplatte
von einem Ringspalt 42 umgeben ist und die mittlere Boden
platte 40 eine darunterliegende Sekundärluftzufuhr 39 auf
weist. Den drei Bodenplatten 40, 40′, 40′′ ist vorzugsweise nur
eine relativ kleine Nachbrennkammer 46 zugeordnet. Der Brenn
raum 20 dieses Ofens ist breiter als bei den zuvor beschrie
benen Ausführungsformen. Dank dieser Ausdehnung kann die Strö
mung der Reduktionsgase an der Glut bei kleinster Leistung
wesentlich verlangsamt werden. Dadurch können Gasgemische mit
hohem CO-Gehalt optimal verbrennen; die langsame Strömung ge
stattet eine Brandführung mit geringstem Sauerstoff-Überschuß,
so daß nur minimale NOx-Anteile auftreten können. Die Band
breite für die unterschiedlichsten Brennstoffe wird ebenfalls
verbessert.
In Fig. 12a und 12b ist, wiederum teilweise und schematisiert,
eine Bauform eines Ofens gezeichnet, der eine Batterie von
z. B. vier Bodenplatten 40, 40′, 40′′, 40′′ hat. Diese sind
länglich ausgebildet, beispielsweise im wesentlichen recht
eckig; sie sind ferner parallel nebeneinander angeordnet,
durch Zwischenwände 76 voneinander getrennt und jeweils von
einem Ringspalt 42 umgeben. Die Zwischenwände 76 reichen nach
oben bis zu den Eintrittsöffnungen der Primär-Zuluftkanäle 38
und haben innere Primärluft-Zusatzkanäle 78, welche die Ver
brennung des auf den Bodenplatten befindlichen Heizmaterials
unterstützen. Jede der Bodenplatten 40, 40′ usw. hat einen
eigenen, namentlich zentrisch angeordneten Sekundär-Zuluft
kanal 39. Primärseitig können (nicht dargestellte) Zusatzgas
düsen vorgesehen sein, um den Ausbrand durch Zufuhr von
weiterem Brenngasgemisch zu fördern, was vor allem bei zu
großer Feuchtigkeit des Heizmaterials oder bei geringem Gehalt
an brennbaren Anteilen zweckmäßig ist. Die von den Zwischen
wänden 76 gebildeten Einzelkammern schaffen den nötigen Ver
brennungshohlraum auch für sperrige Füllungen, z. B. mit Müll.
Ofeneinheiten vom Typ der Fig. 12a und 12b können für Müllver
brennungs-Großanlagen eingesetzt werden. Durch Schrägstellung
des gesamten Batteriesystems, wobei die Nachbrennkammer 46
nach oben zu liegen kommt, ist eine fortlaufende Schlackenab
fuhr besser möglich. Das Räumen der Bodenplattenbereiche wird
noch durch Schlackenbrecher 80 unterstützt, die bevorzugt
beiderseits jeder Bodenplatte angeordnet und mechanisch beweg
bar sind, beispielsweise über ein gemeinsames (nicht gezeich
netes) Gestänge.
Man erkennt, daß in den Rahmen der Erfindung Dauerbrandöfen
verschiedenster Formen fallen können. Bevorzugt befindet sich
der Brennraum 20 zentral in einem kastenförmigen, beispiels
weise quadratischen oder rechteckigen Gehäuse 10. In diesem
Falle wird die Primärluft vorzugsweise an bzw. in den Ecken
der Brennkammer 20 zugeführt. Auch bei solcher Gestaltung wird
die Sekundärluft unterhalb der Bodenplatte 40 so stark vorge
wärmt, daß eine spontane Reaktion mit dem erzeugten Gas mög
lich ist. Wie erläutert, sind aber auch zylindrische Bau
formen möglich und erfindungsgemäß vorgesehen.
Ein im Brennraum 20 angeordnetes Spanngitter 70, das bei
spielsweise in Fig. 8 eingezeichnet und auch bei anderen Bau
formen verwendbar ist, erlaubt eine Beschickung mit feineren
Brennstoffen wie Schnitzelspänen und sogar Sägemehl.
Hervorzuheben ist, daß sich der erfindungsgemäße Ofen für ver
schiedenste Festbrennstoffe eignet. Er erlaubt die Holzver
brennung, die Kohleverbrennung und ebenso eine Mischver
brennung von Kohle und Holz. Dank bestmöglicher Brennwertaus
nutzung erreicht man einen sparsamen Betrieb mit verhältnis
mäßig sauberen, umweltschonenden Abgasen. Die Vorteile eines
Querstrom- und eines Gleichstrom-Vergasers sind kombiniert
vorhanden. Das Wärmetausch-System kann auch in Form eines
Plattenheizkörpers gestaltet oder mit einem solchen versehen
werden. So lassen sich die Konvektionsschächte 52, 52′ oben
und unten verschließen, wodurch eine Luftisolierung gebildet
ist, die einen Anschluß des Ofens an eine Zentralheizungs
anlage ohne thermische Beeinträchtigung erlaubt.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeich
nung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich kon
struktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Ver
fahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den ver
schiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste
10 Gehäuse
12 Sockel
14 Vorderseite
15, 15′ Seitenwände
16 Rückwand
17 Einlaßplatte
18 Deckplatte
19 Abschlußboden
20 Brennraum
22 Auskleidung(en)
24 Beschickungsöffnung
25 Verschluß (für 24)
26 Anzündöffnung
27 Verschluß (für 26)
28, 29 Zuluft-Einlässe
30 Ascheraum
31 Aschewanne
32 Ascheschieber
34 Abgaskanal
36 Abgasauslaß
38 Primär-Zuluftkanäle
39, 39′ Sekundär-Zuluftkanäle
40, 40′, 40′′ . . . Bodenplatte
42 Ringspalt
44 Übergang
46 Nachbrennkammer
48 Mündung (von 38)
49 Mündung (von 39)
50 Führungsplatten
52, 52′ Konvektionsschächte
54 Achse
55 Träger
56, 56′ Stange
57 Verteilerkappe
58 Radialauslässe
59 Stutzen
60 Zwischenplatte
62 Gasdurchlässe
64 Reaktionsspalt
65 Durchlaßkörper
67 Schieberblende
68, 69, 69′ Steueröffnungen
70, 71 Spanngitter
72 Lochblech
73 Schauglas
74 Aschekante
76 Batterie-Zwischenwände
78 Primärluft-Zusatzkanäle
80 Schlackenbrecher
12 Sockel
14 Vorderseite
15, 15′ Seitenwände
16 Rückwand
17 Einlaßplatte
18 Deckplatte
19 Abschlußboden
20 Brennraum
22 Auskleidung(en)
24 Beschickungsöffnung
25 Verschluß (für 24)
26 Anzündöffnung
27 Verschluß (für 26)
28, 29 Zuluft-Einlässe
30 Ascheraum
31 Aschewanne
32 Ascheschieber
34 Abgaskanal
36 Abgasauslaß
38 Primär-Zuluftkanäle
39, 39′ Sekundär-Zuluftkanäle
40, 40′, 40′′ . . . Bodenplatte
42 Ringspalt
44 Übergang
46 Nachbrennkammer
48 Mündung (von 38)
49 Mündung (von 39)
50 Führungsplatten
52, 52′ Konvektionsschächte
54 Achse
55 Träger
56, 56′ Stange
57 Verteilerkappe
58 Radialauslässe
59 Stutzen
60 Zwischenplatte
62 Gasdurchlässe
64 Reaktionsspalt
65 Durchlaßkörper
67 Schieberblende
68, 69, 69′ Steueröffnungen
70, 71 Spanngitter
72 Lochblech
73 Schauglas
74 Aschekante
76 Batterie-Zwischenwände
78 Primärluft-Zusatzkanäle
80 Schlackenbrecher
Claims (34)
1. Ofen für Festbrennstoffe insbesondere Holz, mit einem
Gehäuse (10), das einen Brennraum (20) umschließt und
Öffnungen (36, 28, 29, 24) für Zuluft- sowie Abgaskanäle
und für die Brennstoffbeschickung aufweist, mit einem den
Brennraum unten begrenzenden Feuerungsträger, unter
welchem sich ein Ascheraum (30) mit Ascheschieber (32) be
findet und welchem eine Nachbrennkammer (46) zugeordnet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Feuerungsträger als Bodenplatte (40) ausgebildet ist,
deren Umfang mit der benachbarten Brennkammer-Wandung (22)
einen umlaufenden Ringspalt (42) bildet, der Strömungsver
bindungen zwischen Brenn- und Ascheraum (20 bzw. 30) sowie
zur Nachbrennkammer (46) herstellt.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß ein Primär-Zuluftkanal (38) in der Brenn
kammer-Wandung (22) im Bereich der Bodenplatte (40) mündet
oder letztere durchsetzt und daß wenigstens ein Sekundär-
Zuluftkanal (39, 39′) unterhalb der Bodenplatte endet.
3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Mündung (48) des Primär-Zuluftkanals (38)
schräg auf die Bodenplatte (40) zu gerichtet ist.
4. Ofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der bzw. jeder Sekundär-Zuluftkanal
(39, 39′) bis über die gesamte Unterseite der Bodenplatte
(40) reicht.
5. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ringspalt (42) eine
Strömungsverbindung von dem Primär- zu dem bzw. jedem
Sekundär-Zuluftkanal (38; 39, 39′) bildet.
6. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nachbrennkammer (46)
in Höhe des Ringspaltes (42) an diesen anschließt oder in
die Bodenplatte (40) ragt.
7. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abgaskanal (34) und
die Zuluftkanäle (38; 39, 39′) ein Gegenstrom-Wärmetausch
system bilden.
8. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abgaskanal (34) den
Brennraum (20) und den Ascheraum (30) zumindest teilweise
umgibt.
9. Ofen nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zuluftkanäle (38; 39, 39′)
zwischen dem Brennraum (20) und dem Abgaskanal (34) ange
ordnet sind.
10. Ofen nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Abgaskanal (34) von der
Nachbrennkammer (46) aus zur Beschickungsöffnung (24) hin
ansteigt, von dort unter den Ascheraum (30) führt und an
den Zuluftkanälen (38; 39, 39′) entlang zum Abgasauslaß
(36) aufsteigt.
11. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) an zu
mindest zwei Seitenflächen (15, 15′) Führungsplatten (50)
aufweist, die unten und oben offene Raumluft-Konvektions
schächte (52, 52′) nach außen begrenzen.
12. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberseite der Boden
platte (40) konkav ist und ihr Außenrand am Ringspalt
(42) eine Aschekante (74) bildet.
13. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ringspalt (42) sich
nach unten erweitert, insbesondere im Querschnitt etwa
konisch oder hornförmig.
14. Ofen nach wenigtens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (40)
verstellbar, insbesondere höhen- und/oder winkelverstell
bar ist.
15. Ofen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß die Bodenplatte (40) um eine sie quer haltende
oder durchsetzende Achse (54) schwenkbar ist.
16. Ofen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß die Bodenplatte (40) mittig auf einem Träger
(55) ruht, der z. B. mittels wenigstens einer Stange (56,
56′) anheb- und absenkbar ist.
17. Ofen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß der Primär-Zuluftkanal (38) in einer Ver
teilerkappe (57) mit auswärts gerichteten, namentlich
radialen Auslässen (58) endet.
18. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß der Primär-Zuluftkanal
(58) die Bodenplatte (40) zentrisch durchsetzt und unter
halb dieser von einem Sekundärluftstutzen (59) umschlossen
ist.
19. Ofen wenigstens nach Anspruch 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Nachbrennkammer (46) zentrisch
in die Bodenplatte (40) eingelassen und letztere zwei-
oder mehrstufig, d. h. als Doppel- oder Mehrfachplatte mit
dazwischen befindlichem Reaktionsspalt (64) ausgebildet
ist.
20. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (40) zu
mindest teilweise katalytisch beschichtet und/oder mit
einer Zwischenplatte (60) versehen ist.
21. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (40)
Gasdurchlässe (62) aufweist, namentlich in einer zur
Unterseite quer oder senkrecht verlaufenden Richtung.
22. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß in oder an der Nach
brennkammer (46) ein hochtemperaturfester Durchlaßkörper
(65) mit großer Oberfläche und geringem Strömungswider
stand angeordnet ist, beispielsweise ein Flugascheträger,
eine Katalysator-Kolonne mit Raschig-Ringen o. dgl.
23. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnungen (28,
29) der Primär- und Sekundär-Zuluftkanäle (38; 39, 39′)
oberhalb des Gehäuses (10) liegen und daß dem Primär-
Zulufteinlaß (28) eine Anzündöffnung (28) nebengeordnet
ist.
24. Ofen wenigstens nach Anspruch 23, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einlaßöffnungen (28, 29) bündig
liegen und ihnen eine gemeinsame Schieberblende (67) vor
geordnet ist.
25. Ofen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeich
net, daß die Schieberblende (67) insbesondere drei
Steueröffnungen (68, 69, 69′) aufweist, von denen vor
zugsweise die äußeren (69, 69′) gleiche Größe und Gestalt
wie die zugeordneten Zuluftkanal-Einlaßöffnungen (39, 39′)
haben.
26. Ofen nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich
net, daß zumindest eine Steueröffnung (68) in bezug auf
die Zulufteinlässe (38; 39, 39′) gegenüber den äußeren
Steueröffnungen (69, 69′) abstandsversetzt und/oder
größen- oder formverschieden ist.
27. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 20 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß der Boden
platte (40) und/oder der Nachbrennkammer (46) zumindest
ein Spanngitter (70, 71), Lochblech (72) u. dgl. über- oder
nachgeordnet ist.
28. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß als Feuerungsträger zwei
oder mehr Bodenplatten (40, 40′, 40′′ usw.) zueinander ver
setzt so angeordnet sind, daß dazwischen und zu den be
nachbarten Brennkammer-Wandungen (22) hin umlaufende
Ringspalte (42) vorhanden sind.
29. Ofen nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich
net, daß eine gemeinsame Primärluftzufuhr (38) und/oder
eine gemeinsame Sekundärluftzufuhr (39) vorgesehen ist.
30. Ofen nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekenn
zeichnet, daß unter und zwischen zwei äußeren
Bodenplatten (40′, 40′′) eine mittlere Bodenplatte (40)
angeordnet ist, unter der sich ein Sekundär-Zuluftkanal
(39) befindet.
31. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Anzahl von durch
Zwischenwände (76) getrennten Bodenplatten (40, 40′, 40′′
usw.) mit Ringspalten (42) batterieartig nebeneinander
angeordnet sind.
32. Ofen nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich
net, daß in bzw. neben den Zwischenwänden (76)
Primärluft-Zusatzkanäle (78) vorhanden sind.
33. Ofen nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zwischenwände (76) nach oben bis
zu Primär-Zuluftkanälen (38) reichen und daß jeder
Bodenplatte (40, 40′, 40′′ usw.) ein Sekundär-Zuluftkanal
(39) zugeordnet ist.
34. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß an oder neben der bzw.
jeder Bodenplatte (40, 40′, 40′′ usw.) ein mechanisch
bewegbarer Schlackenbrecher (80) vorhanden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893935846 DE3935846A1 (de) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | Ofen fuer festbrennstoffe |
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DE19893935846 DE3935846A1 (de) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | Ofen fuer festbrennstoffe |
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ID=6392379
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DE102013005970A1 (de) | 2012-06-10 | 2013-12-12 | novaTec Elektronik GmbH | Wärmesystem, Wärmesystem mit einem Kaminofen, Anordnung eines Wärmesystems und Verfahren zum Betreiben eines gebäudeinstallierten Wärmesystems |
EP2975322A1 (de) * | 2014-07-17 | 2016-01-20 | swissphlox gmbh | Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen |
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