DE4007849C3

DE4007849C3 - Ofen für Festbrennstoffe

Info

Publication number: DE4007849C3
Application number: DE4007849A
Authority: DE
Inventors: Hermann Hofmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1990-03-12
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2010-03-13
Also published as: DE4007849C2; DE4007849A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Ofen mit Luft- oder Wasserkühlung, insbesondere einen zur Verbrennung fester Brennstoffe dienender Herd, Einzelofen, Kachelofen, Kachel- Grundofen, Kamin oder Heizkessel, Heizkachelofen oder Heizkamin.

Aus der EP 0 254 321 A2 (Hofmann) ist ein gattungsgemäßer Ofen bekannt, bestehend aus einer Brennkammer, einer Primärluftzuführung im Oberteil des Ofens, einer Bodenplatte als Rost aus hochtemperaturbeständigem Material mit einem Durchtrittskanal für die Rauchgase, wobei den Rauchgasen in dem Durchtrittskanal durch einen Sekundärluftkanal am äußeren Umfang und zusätzlich zentral in den dem Durchtrittskanal Sekundärluft zuführbar ist, und einem Rauchgasabzug, der den Aschefallraum mit einem Rauchgassammler verbindet, wobei die Rauchgase durch die Bodenplatte und durch einen unterhalb der Bodenplatte angeordneten, die Rauchgase zusammenfassende und vermischende Brenndüse hindurch in den Aschefallraum und von diesem durch den Rauchgasabzug und den Rauchgassammler in den Schornstein strömt und die Primärluftzuführung und die Sekundärluftzuführung unabhängig voneinander regelbar sind.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen zu schaffen, bei dem unter alten Betriebszuständen, insbesondere bei einer Leistungsreduzierung, eine vollständige Verbrennung gegeben ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ofen auch nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 ausgelegt ist.

In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen und Fortbildungen der Erfindung beschrieben.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben. Es zeigen

Fig. 1A einen wassergekühlten Ofen (Kessel) mit Unterbrand durch die Bodenplatte im Querschnitt nach der Linie IA-IA von Fig. 1B,

Fig. 1B einen horizontalen Schnitt nach der Linie IB-IB von Fig. 1A und Fig. 1C,

Fig. 1C einen horizontalen Schnitt nach der Linie IC-IC von Fig. 1B,

Fig. 2A einen Schnitt durch eine obere Teilbodenplatte nach der Linie IIA-IIA von Fig. 2B,

Fig. 2B eine Draufsicht auf die Teilbodenplatte aus Richtung der Linie IIB-IIB von Fig. 2A,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine obere Teilbodenplatte mit Schiebestücken,

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch eine zweilagige Bodenplatte,

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch eine zweilagige Bodenplatte,

Fig. 6A eine Draufsicht auf eine Bodenplatte nach der Linie VIA-VIA von Fig. 6B,

Fig. 6B einen senkrechten Schnitt nach der Linie VIB-VIB von Fig. 6A,

Fig. 6C einen Schnitt nach der Linie VIB-VIB von Fig. 6A mit Leitflügeln unter der Bodenplatte,

Fig. 7A einen Schnitt durch eine dreilagige Bodenplatte nach der Linie VIIA-VIIA von Fig. 7B,

Fig. 7B eine Draufsicht nach der Linie VIIB-VIIB von Fig. 7A,

Fig. 8 einen Schnitt durch eine einlagige Bodenplatte,

Fig. 9A einen senkrechten Schnitt durch eine Bodenplatte nach der Linie IXA-IXA von Fig. 9B,

Fig. 9B eine Draufsicht nach der Linie IXB-IXB von Fig. 9A,

Fig. 10 einen Schnitt durch eine zweilagige Bodenplatte,

Fig. 11A einen Querschnitt durch eine zweilagige Bodenplatte nach der Linie XIA-XIA von Fig. 11B,

Fig. 11B einen horizontalen Schnitt nach der Linie XIB-XIB von Fig. 11A,

Fig. 11C einen Schnitt nach der Linie XIC-XIC von Fig. 11B,

Fig. 12A eine perspektivische Ansicht einer Bodenplatte mit Durchtrittskanälen unterschiedlicher Länge,

Fig. 12B eine Durchsicht durch die Bodenplatte nach Fig. 12A mit einer Regelung der Sekundärluft durch Schieberöhren,

Fig. 13A einen Schnitt durch eine dreilagige Bodenplatte nach der Linie XIIIA-XIIIA von Fig. 13B,

Fig. 13B eine Draufsicht nach der Linie XIIIB-XIIIB von Fig. 13A,

Fig. 14A einen Schnitt durch eine dreilagige Bodenplatte nach der Linie XIVA-XIVA von Fig. 14B,

Fig. 14B einen Schnitt nach der Linie XIVB-XIVB von Fig. 14A,

Fig. 14C einen Schnitt nach der Linie XIVC-XIVC von Fig. 14B,

Fig. 15A die perspektivische Ansicht einer Bodenplatte mit einem umlaufenden Stahlkorsett,

Fig. 15B eine unter einer Bodenplatte anzuordnende Brenndüse,

Fig. 15C eine runde Ausführungsform der Brenndüse,

Fig. 16 einen senkrechten Schnitt durch eine Bodenplatte mit verschwenkbaren Plattenteilen,

Fig. 17 einen senkrechten Schnitt durch eine Bodenplatte aus hochhitzebeständigem Metall,

Fig. 18A einen senkrechten Schnitt nach der Linie XIIXA- XIIXA von Fig. 18B durch eine Bodenplatte aus hochhitzebeständigem Metall,

Fig. 18B eine Draufsicht aus Richtung der Linie XIIXB- XIIXB von Fig. 18A,

Fig. 19A den unteren Teil eines Ofens in einem senkrechten Schnitt nach der Linie XIXA-XIXA von Fig. 19B und

Fig. 19B eine Ansicht aus Richtung der Linie XIXB-XIXB von Fig. 19A.

In den Fig. 1A, 1B und 1C sind drei Schnitte durch einen wassergekühlten Ofen (Kessel) 300 wiedergegeben. Der Kessel 300 besteht aus dem Ofenmantel 310, einem Wassermantel 311, einer Auskleidung 312 aus hochtemperaturbeständigem Material, einer Brennkammer 320 mit den drei Seitenwänden 321, 322, 323 aus hochtemperaturbeständigem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit und einer hochhitzebeständigen Isolierung 324 z. B. aus Silikatplatten, auf der Außenseite. Die Bodenplatte 360 besteht in diesem Fall aus den drei Platten 361, 362, 363. In der unteren Platte 363 sind die nachfolgend noch im Einzelnen beschriebenen Sekundärluftkanäle 366 angeordnet. Die untere Platte 363 besteht aus Keramik-Feuerbeton oder Metallegierungen. Die mittlere Platte 362 ist eine Hohlkonstruktion aus Metall, in der Wasser oder ein anderes Wärmeträgermedium zirkuliert. Die obere Platte 361 ist eine Keramik- oder Schamotteplatte, in der die Durchtrittskanäle 364 frei ausgespart sind.

Diese Platte 361 dient als Puffer zwischen dem Glutbett und der wasserführenden mittleren Platte 362. Auf die Platte 361 kann bei besonders hoher Anforderung an die Wärmeleistung des Kessels 300 verzichtet werden. In der Teilbodenplatte 363 befinden sich Sekundärluftkanäle 366.

Wie aus Fig. 1B zu ersehen ist, nimmt die Länge der Durchtrittskanäle 364 von den vorderen Durchtrittskanälen 3641 über die mittleren Durchtrittskanäle 3642 zu den hinteren Durchtrittskanälen 3643 zu. Bei Holzverbrennung und/oder Leistungsreduzierung werden nur die vorderen Durchtrittskanäle 3641 oder die vorderen und mittleren Durchtrittskanäle 3641, 3642 durch Platten abgedeckt. Die Verbrennung erfolgt dann nur noch durch die Längeren hinteren Durchtrittskanäle 3643 hindurch. Unter der Bodenplatte 360 ist in der Mitte längsverlaufend die Brenndüse 365 angeordnet. Die Brenndüse 365 besteht aus zwei Leitansätzen 3651, 3652, deren Durchtrittsöffnung durch zwei schwenkbare Leitbleche 3653, 3654 verkleinert werden kann. Selbstverständlich können die beweglichen Leitbleche 3653, 3654 auch auf der Außenseite der Leitansätze 3651, 3652 angebracht und so abgekantet sein, daß sie den Durchgang der Rauchgase verengen. Die Leitbleche 3653, 3654 müssen aber so angebracht werden, daß sie den Durchgang nicht ganz verschließen können.

Der vorbeschriebene Ofen 300 konnte bisher schon in dreifacher Weise geregelt werden und zwar durch Regelung 1. der oberen Primärluftzufuhr, 2. der Primärluftzufuhr durch die Tür in der Ofen-Vorderfront und 3. der Sekundärluftzufuhr in der Bodenplatte. Durch die Leitbleche 3653, 3654 ist nun eine vierte Regelmöglichkeit für den Ofen 300 gegeben. In der unteren Teilbodenplatte 363 befinden sich noch Sekundärluftkanäle 3661 in die Durchtrittskanäle 364 hinein.

Im Oberteil des Ofens 300 befindet sich der Primärluftverteiler 350 mit den Primärluftkanälen 351, der im Durchbrand als Sekundärluftverteiler fungiert. Der Primärluftverteiler 350 kann ebenfalls aus einem hochtemperaturbeständigem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. Keramik-Feuerbeton, aber auch aus Gußeisen bestehen. Die Konstruktionsmerkmale des Primärluftverteilers 350 stimmen weitgehend mit denen der Bodenplatte 360 überein.

Um aus der Brennkammer 320 Wärme entnehmen zu können, befindet sich im Innenraum der Brennkammer 320 ein aus hochwarmfesten Rohren bestehender Wärmetauscher 313. Der Wärmetauscher 313 ist mit dem Wassermantel 311 hydraulisch verbunden.

In den Fig. 2A, 2B ist eine obere Teilbodenplatte 6091 wiedergegeben. Die Teilbodenplatte 6091 enthält mindestens einen Sekundärluftkanal, der aus einem um seine Längsachse drehbaren Rohr 6092 besteht, wobei das Rohr 6093 um mehr als die Hälfte seiner Querschnittsfläche in die Wand eingelassen ist und auf mindestens einer achsenparallelen Linie der Rohrwand Luftaustrittslöcher vorhanden sind, die durch drehen des Rohres 6093 in die Durchtrittsöffnung 6092 hinein geöffnet oder nach drehen durch die an dem Rohr 6093 anliegende Wand verschließbar sind. Außerdem kann das Rohr 6093 in Längsrichtung in einem Mantelbereich derart mit einer geraden Teilmantelfläche 6094 versehen sein, daß bei einer bestimmten Drehstellung des Rohres 6093 die gerade Teilmantelfläche 6094 mit den angrenzenden Innenflächen der Wand eine glatte Fläche bilden. In den beiden Durchtrittsöffnungen 6092, 6095 sind die Rohre 6093, 6094 lediglich in verschiedenen Drehstellungen wiedergegeben. In der Durchtrittsöffnung 6095 haben die Rohre 6093 eine derartige Drehstellung, daß der Querschnitt der Durchtrittsöffnung 6095 kleiner ist als der Querschnitt der Durchtrittsöffnung 6092.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine obere Teilbodenplatte 6101 wiedergegeben. In der Teilbodenplatte 6101 sind beispielsweise zwei Durchtrittskanäle 6102 vorhanden. Der Durchtrittsquerschnitt jedes Durchtrittskanals 6102 läßt sich durch jeweils zwei Schiebestücke 6103, 6104 begrenzen. Jedes Schiebestück 6103, 6104 hat eine Bohrung 6105, die mit einem Sekundärluftkanal 6106 in Verbindung steht. Das Schiebestück 6103 kann durch eine Drehwelle 6107 mit einem angeschweißten oder angegossenen Nocken verschoben werden. Entsprechendes gilt für sämtliche übrigen Schiebestücke. Die Schiebestücke 6103, 6104, usw. können aus Schamotte, Feuerbeton oder einer Stahllegierung bestehen.

Der Grundgedanke der Regelung des Durchtrittsquerschnittes der Durchtrittskanäle ist der, die Leistung und den Abbrand zu regeln, ohne die Zufuhr der Sekundärluft drosseln zu müssen.

In Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt durch eine zweilagige Bodenplatte 611 wiedergegeben. Die Bodenplatte 611 besteht aus einer oberen Teilbodenplatte 6111 und einer unteren Teilbodenplatte 6112. Die obere Teilbodenplatte 6111 hat beispielsweise sechs Durchtrittskanäle 6113 und ist daher wegen der insgesamt großen Durchtrittsfläche vorwiegend zur Verbrennung von Kohle mit einem hohen Ascheanfall gedacht. Die untere Teilbodenplatte 6112 hat eine Brenndüse 6113, deren Durchtrittsquerschnitt durch Schiebestücke 6114, 6115 veränderbar ist. Die Schiebestücke 6114, 6115 können in zur Schnittebene senkrechten Richtung mehrteilig sein oder bei einer runden Ausführung des Verbrennungstrichters ebenfalls halbkreisförmig sein. Die Bodenplatte 611 kann wiederum aus Schamotte, Feuerbeton oder Metallegierungen bestehen.

In Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt durch eine zweilagige Bodenplatte 612 wiedergegeben. In der oberen Teilbodenplatte 6121 sind Sekundärluftkanäle 6124 vorhanden, die den Durchtrittskanälen 6123 Sekundärluft zuführen. Unterhalb der Durchtrittskanäle 6123 befinden sich in der unteren Teilbodenplatte 6122 eine im senkrechten Schnitt lavaldüsenförmige Brenndüse 6125, deren horizontaler Durchtrittsquerschnitt durch Schiebestücke 6126 veränderbar ist. Bohrungen 6128 in den Schiebestücken 6126 verbinden die Brenndüse 6125 mit einem weiteren Sekundärluftkanal 6127. Die Bohrungen 6128 sind hierbei schräg zum Ausgang der Brenndüse 6125 hin orientiert.

In Fig. 6A ist eine Draufsicht auf eine Bodenplatte 615 nach der Linie VIA-VIA von Fig. 6B wiedergegeben. Die Bodenplatte 615 hat in Richtung der Ofentiefe verlaufende Durchtrittskanäle 6153. Die Durchtrittskanäle 6153 verlaufen in der oberen Teilbodenplatte 6151 und werden in der unteren Teilbodenplatte in der Brenndüse 6154 zusammengefaßt. Die Sekundärluftkanäle 6155 befinden sich sowohl in der oberen Teilbodenplatte 6151 als auch in der unteren Teilbodenplatte 6152. Van besonderer Bedeutung sind die Sekundärluftkanäle 6158, durch die Sekundärluft in die Mitte der hindurchströmenden Rauchgase eingeleitet wird. In der Brenndüse 6154 befindet sich ein Klappenpaar 6156, das durch einen Spreizdorn 6157 auf- und zugeklappt werden kann. Durch das Klappenpaar 6156 kann der Durchtrittsquerschnitt der Brenndüse 6154 vergrößert oder verkleinert werden, ohne daß die Luftzufuhr gedrosselt werden muß.

Fig. 6C zeigt die Bodenplatte 6151, unter der sich in einem geringen Abstand, der genau im Unterdruckbereich liegt, zwei Leitflügel 6159 befinden. Außerdem können die Leitflügel 6159 durchgehende Bohrungen besitzen. Der Durchlaß zwischen dem Leitflügel 6159 und der Unterseite der Bodenplatte 6151 sowie die Bohrungen in den Leitflügel 6159 bewirken eine Abgasrückführung mit Nachverbrennung, durch die die NOX-Bildung herabgesetzt wird. Die Leitflügel können auch schwenkbar gelagert sein, so daß eine Veränderung des Durchlaßquerschnittes zwischen den beiden Leitflügeln 6159 möglich ist.

In Fig. 7A ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie VIIA-VIIA von Fig. 7B durch eine dreilagige Bodenplatte 616 wiedergegeben. Die Bodenplatte 616 hat im Prinzip den gleichen Aufbau wie die Bodenplatte 615. Zum Unterschied zur Bodenplatte 615 führen bei der Bodenplatte 616 die Durchtrittskanäle 6164 in gerader Linie aufeinander zu und münden in die gemeinsame Brenndüse 6165. Durch die Sekundärluftkanäle 6166 wird die Sekundärluft seitlich und durch die Sekundärluftkanäle 6167 wieder in das Zentrum der hindurchströmenden Rauchgase eingeleitet. Der obere Sekundärluftkanal 6168 ist als eine mögliche Variante trapezförmig ausgebildet. Grundsätzlich ist jede Querschnittsform für die Sekundärluftkanäle möglich, wenngleich ein kreisförmiger Querschnitt bevorzugt wird. Durch Schiebestücke 6169 kann der Durchtrittsquerschnitt für die Rauchgase geregelt werden. An Stelle der Schiebestücke sind aber auch Klappen möglich, wie die Klappeneinrichtungen 6156, 6157.

In Fig. 8 ist ein senkrechter Schnitt durch eine einlagige Bodenplatte 618 wiedergegeben. Die Bodenplatte 618 entspricht den Bodenplatten 615, 616, wobei jedoch anstelle einer Brenndüse zwei nach innen oder außen schwenkbare Leitbleche 6181, 6182 angeordnet sind, mit denen die Abbrandgeschwindigkeit geregelt werden kann, ohne daß die Luftzufuhr und damit die Sauerstoffzufuhr reduziert werden muß. Die Bleche 6181, 6182 können an ihren freien Kanten wiederum nach außen gebogen sein, damit in Drosselstellung, wenn die Bleche 6181, 6182 nach innen geschwenkt sind, eine lavaldüsenartige Form wie die Brenndüsenform nach Fig. 5 entsteht. In der Bodenplatte 618 sind Sekundärluftkanäle 6183 vorgesehen. Zusätzlich kann unter der Bodenplatte 618 ein Sekundärluftrohr 6184 aus Metall oder Keramik angebracht sein. Das Rohr 6184 kann, wie in der Fig. 8 dargestellt ist, einen kreisförmigen Querschnitt oder wegen der besseren Strömungsverhältnisse um das Rohr herum einen ovalen Querschnitt haben. Es ist aber auch möglich, die Bodenplatte 618 in der Mitte weiter herunter zu ziehen und unterhalb des Sekundärluftkanales 6185 noch einen weiteren Sekundärluftkanal vorzusehen, der dieselbe Funktion wie das Rohr 6184 erfüllt. In Drosselstellung ist die Zufuhr der Sekundärluft an dieser sowohl wegen der hohen Beschleunigung und dem daraus resultierenden Unterdruck, als auch der hieraus sich ergebenden erhöhten Verbrennungstemperatur am wirksamsten. Außerdem kann das Rohr 6184 oder der untere Kanal 6185 bei bestimmten Brennstoffen wie z. B. Kohle, zur Vermeidung von NOX(Stickoxid) Bildung zur Abgasrückführung herangezogen werden.

Fig. 9 zeigt eine Bodenplatte 619 mit einem runden Düseneinsatz 6192. Der Düseneinsatz 6192 hat die Form eines stehenden Ventils eines Verbrennungsmotors. Zwischen dem äußeren Bodenplattenteil 6191 und dem runden Düseneinsatz 6192 sind vier kreisbogenförmige Durchtrittskanäle 6193 vorhanden. Durch einen Sekundärluftkanal 6194 wird dem hohl ausgebildeten Düseneinsatz 6192 Sekundärluft zugeführt, die aus einer Vielzahl von Öffnungen austritt und in das Zentrum der durch die Durchtrittsöffnungen 6193 strömenden Rauchgase gelangt. Im äußeren Bodenplattenteil 6191 befinden sich zur seitlichen Zufuhr von Sekundärluft weitere Sekundärluftkanäle 6195 sowie am unteren Ende schwenkbare Leitbleche 6196. Anstelle der Leitbleche 6196 können jedoch auch alle anderen vorbeschriebenen Maßnahmen zur Verringerung des Durchtrittsquerschnittes für die Rauchgase eingesetzt werden.

Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch eine zweilagige Bodenplatte 620. Die Bodenplatte 620 besteht aus der oberen Teilbodenplatte 6201 und der unteren Teilbodenplatte 6202. Das Mittelteil 6203 der oberen Teilbodenplatte 6201 ist weit heruntergezogen und enthält bis in seinen unteren Teil Sekundärluftkanäle 6204, so daß Sekundärluft in die Engstelle der Brenndüse 6205 mit ihrem starken Unterdruck zugeführt wird. Die untere Teilbodenplatte 6202 besteht aus zwei gegeneinander verschiebbaren Plattenteilen 6206, die durch Schwenkdorne 6207 in ihrem gegenseitigen Abstand verändert werden können.

In Fig. 11A ist ein Querschnitt nach der Linie XIA- XIA von Fig. 11B, in Fig. 11B ein Horizontalschnitt nach der Linie XIB-XIB von Fig. 11A und in Fig. 11C ein Längsschnitt nach der Linie XIC-XIC von Fig. 11B einer Bodenplatte 623 widergegeben. Die Bodenplatte 623 hat, jeweils als Beispiel, einen rechteckigen Durchtrittskanal 6231, einen quadratischen Durchtrittskanal 6232 oder einen runden Durchtrittskanal 6233. Die Bodenplatte 623 ist mit einem Flachschieber 6234 ausgerüstet, der entsprechend den Pfeilen 6235, verschiebbar ist. Mit dem Flachschieber 6234 ist es möglich, die Abbrandgeschwindigkeit bzw. die Menge des Durchsatzes zu regeln, ohne die Luftzufuhr zu drosseln. Die Durchtrittskanäle 6231, 6232, 6233 können in der Bodenplatte 623 einreihig oder, wie in den Fig. 23A, 23B, 23C dargestellt ist, zweireihig ausgeführt sein. Hierbei ist es besonders wichtig, daß, wenn unterschiedliche Formen der Durchtrittskanäle verwendet werden, die Durchtrittskanäle 6231 mit großem Querschnitt im hinteren Teil des Ofens angeordnet sein müssen. In Fig. 23B ist der Durchtrittskanal 6231 in Längsrichtung angeordnet, es ist aber auch eine Anordnung in Querrichtung möglich, die dann durch Querkanäle mit Sekundärluft versorgt werden können. Außerdem ist es sinnvoll, unter der Bodenplatte 623 eine Brenndüse oder die Leitbleche 6181, 6182 von Fig. 8 anzuordnen. Dieses ist bei allen Bodenplatten sinnvoll.

In Fig. 12A ist die perspektivische Ansicht einer Bodenplatte 624 wiedergegeben, wie sie beispielsweise in dem Kessel 300 verwendet wird. Wie bereits am Kessel 300 genau beschrieben worden ist, nimmt die Länge der Durchtrittskanäle von der vorderen zu den hinteren Durchtrittskanälen zu. Auf der Oberseite der Bodenplatte 624 sind zwei keilförmige Abdeckkörper 6241, 6242 gestrichelt wiedergegeben, die zur Holzverbrennung oder Leistungsreduzierung zur Abdeckung der ersten oder der ersten und der zweiten Reihe der Durchtrittskanäle verwendet werden. Unterhalb der Bodenplatte 624 sind in bekannter Weise zwei Leitbleche 6243 angebracht, die außerdem eine keramische Verkleidung haben können.

Als Alternative zu den Abdeckkörpern 6241, 6242 kann unter der Bodenplatte 624 ein Flachschieber 6244 angebracht sein, der ebenfalls die Leistung reduziert oder bei Holzverbrennung angebracht wird und zugleich die Sekundärluftbohrungen verschließt.

Fig. 12B zeigt die Bodenplatte 624 in Durchsicht mit einer Regelmöglichkeit für die Sekundärluft. Von der Vorderseite der Bodenplatte 624 sind dünnwandige Rohre 6245 für die Sekundärluft in entsprechende Bohrungen in der Bodenplatte 624 einschiebbar. Die Länge der Rohre 6245 ist so bemessen, daß sie bei maximaler Einschiebung in die Bodenplatte 624 bis zu den großen Durchtrittskanälen 6246 reichen. Dadurch ist automatisch die Sekundärluftzufuhr zu den Durchtrittskanälen 6247, 6248 abgesperrt. Durch Herausziehen der Rohre 6245 wird erst wieder die Sekundärluftzufuhr zu den Durchtrittskanälen 6247 und schließlich die Sekundärluftzufuhr zu den Durchtrittskanälen 6248 freigegeben. Eine Alternative zum Herausziehen der Rohre kann darin bestehen, die Rohre 6245 mit Bohrungen 6249 im Rohrmantel zu versehen, wobei der Abstand der Bohrungsgruppen mit dem Abstand der Durchtrittskanäle 6247, 6248 übereinstimmt. In diesem Fall genügt eine Drehung der Rohre um 90°, um die Bohrungen 6249 in die Durchtrittsöffnungen hinein zu öffnen oder zu verschließen. Die Verwendung der Abdeckkörper 6241, 6242 oder der Rohre 6245 stellen Alternativen zur Verwendung des Flachschiebers 6244 dar.

In den Fig. 13A, 13B ist eine dreilagige Bodenplatte 634 mit den Teilbodenplatten 6341, 6342, 6343 wiedergegeben. Die Draufsicht von Fig. 13B zeigt, daß die obere Teilbodenplatte 6341 viele kleine Durchtrittsöffnungen 6344 aufweist. Die Bodenplatte 634 ist daher besonders gut zur Kohleverbrennung geeignet, da durch die kleinen Durchtrittsöffnungen 6344 das Hindurchfallen größerer Ascheteile verhindert wird. Ein Vorteil der Bodenplatte 634 besteht darin, daß wegen der großen Dicke und damit Länge des Durchtrittkanals eine starke Beschleunigung der Rauchgase erfolgt. Außerdem ist die Möglichkeit vorgesehen, durch in mindestens drei Ebenen angeordnete Sekundärluftkanäle 6345, 6346, 6347 Sekundärluft in die Rauchgase einzubringen. Eine weitere Möglichkeit ist, eine Drosselklappe 6348 in der Mitte des Durchtrittkanals zu installieren und damit den Abbrand zu drosseln, ohne die Primärluftzufuhr verändern zu müssen. Durch Lage und Größe der Klappe muß jedoch gewährleistet sein, daß kein totaler Verschluß des Durchtrittkanals möglich ist. Beides kann nur durch Versuche ermittelt werden.

In den Fig. 14A, 14B und 14C ist ein senkrechter Querschnitt, ein horizontaler Schnitt und ein senkrechter Längsschnitt durch eine dreilagige Bodenplatte 635 wiedergegeben. Diese Bodenplatte 635 entspricht im Aufbau der Bodenplatte 631, wobei lediglich im oberen Teil einzelne Querstege 6353 angeordnet sind. Der Sekundärluftkanal 6352 ist mit der oberen Teilbodenplatte 6351 abgedeckt, wobei jeweils zwischen zwei Querstegen 6353 eine Austrittsöffnung 6354 (Fig. 14C) für die Sekundärluft verbleibt. Auch bei der Bodenplatte 635 ist die Anordnung einer Drosselklappe 6355 möglich.

In Fig. 15A ist eine Bodenplatte 636 wiedergegeben, die bezüglich der Durchtrittskanäle mit der Bodenplatte 624 übereinstimmt. Im Gegensatz zu den in sämtlichen vorhergehenden Zeichnungen dargestellten Bodenplatten, ist die Bodenplatte 636 mit einem Stahl- oder Gußkorsett 6361 versehen. Bei dem Stahl- oder Gußkorsett 6361 muß es sich nicht um ein schmales Band handeln, sondern es kann auch ein stabiler Stahl- oder Gußrahmen sein, der an den Seiten hochgezogen sein kann und der an der Unterseite der jeweiligen Bodenplatte nur die Durchtrittskanäle freiläßt. Da die Bodenplatte 624 bei Betrieb glüht, ist sie schlagempfindlich und große Holzstücke aus hartem Holz, z. B. Buche, sind durchaus in der Lage, beim Hineinwerfen in einen Ofen die glühende Bodenplatte zu beschädigen. In diesem Fall hält das Stahl- oder Gußkorsett 6361 die Bodenplatte 636 wie ein Korsett zusammen und schützt sie gegen eine mechanische Beschädigung.

In Fig. 15B ist eine unter einer Bodenplatte 636 anzuordnende Brenndüse 6362 wiedergegeben. Für die hinteren Durchtrittskanäle 6366 ist die hintere Brenndüse 6363 zuständig und für die vier kleineren vorderen Durchtrittskanäle 6367, 6368 ist die vordere Brenndüse 6364 zuständig. In der Brenndüse 6364 kann eine Schwenkklappe 6365 auf einer Schwenkwelle gelagert sein. Mit der Schwenkklappe 6365 kann der Durchtrittsquerschnitt der vorderen Brenndüse 6364, damit die Sekundärluftzufuhr und der untere Abbrand und damit die Leistung geregelt werden. Fig. 36C zeigt eine rund ausgebildete Brenndüse 6369, die sowohl die vordere Brenndüse 6365 als auch die hintere Brenndüse 6363 ersetzen kann.

Fig. 16 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Bodenplatte 639, die aus zwei seitlichen Plattenteilen 6391, 6392 aus keramischen Material und im oberen Teil in der Mitte aus einem hochhitzebeständigen Metallrohr 6393 besteht. Das Metallrohr 6393 dient zur Sekundärluftzufuhr und bildet zusammen mit den Plattenteilen 6391, 6392 zwei Durchtrittskanäle. Durch diese Konstruktion erreicht man, daß von Anfang an Sekundärluft in die Mitte der durchströmenden Rauchgase eingebracht wird. Außerdem kann von den in den seitlichen Plattenteilen 6391, 6392 vorhandenen Sekundärluftkanälen einer, eventuell die unteren Kanäle 6394, zur Abgasrückführung verwendet werden, was für die Herabsetzung der NOX-Bildung günstig ist. Sämtliche Einströmöffnungen sind mit den vorbeschriebenen Einströmvertiefungen 6395 versehen. Außerdem können beide seitlichen Plattenteile 6391, 6392 jeweils an einer Schwenkachse 6396 gelagert sein und eine Schwenkbewegung entsprechend den Pfeilen P39 ausführen. Nach einer Schwenkbewegung können die Plattenteile 6391, 6392 dann die gestrichelt gezeichnete Stellung einnehmen. Durch die Schwenkmöglichkeit kann sowohl der Abbrand als auch die Leistung eines Ofens sehr gut geregelt werden. Es ist auch möglich, an Stelle einer Schwenkbewegung eine Verschiebung durchzuführen, wodurch auch die Breite der Durchtrittskanäle regelbar wäre. Ferner ist auch eine Kombination beider Bewegungsmöglichkeiten denkbar.

Fig. 17 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Bodenplatte 640 aus hohlen Profilen aus hochhitzebeständigem Metall. Durch die hohlen Profile wird Sekundärluft geleitet. Auf den Profilen liegt, um eine unmittelbare Berührung mit dem Glutbett zu vermeiden, eine Keramikplatte 6401. Die unteren Seitenteile 6402, 6403 sind als Brenndüse ausgebildet und bestehen aus zwei Hohlkammerprofilen. Die Hohlkammern können sowohl zur Sekundärluftzufuhr als auch zur Abgasrückführung verwendet werden, um auch hier die NOX-Bildung herabzusetzen. Außerdem sind die beiden Seitenteile 6402, 6403 jeweils an einer Schwenkachse gelagert, die eine Schwenkbewegung entsprechend den Pfeilen P40 ermöglichen. Dadurch kann der Abbrand gesteuert werden, ohne daß die Luftzufuhr gedrosselt werden muß. Denn die Leistungsregulierung eines Ofens durch Drosselung der Luftzufuhr bedeutet immer die Entstehung von nicht vollständig verbrannten Rauchgasen, die die Umwelt belasten. In der Mitte der Brenndüse zwischen den beiden Seitenteilen 6402, 6403 befindet sich ein strömungsgünstiger Hohlkörper 6405, der ebenfalls zur Sekundärluftzufuhr oder zur Abgasrückführung und/oder durch Verdrehen als Drosselklappe verwendbar ist.

In Fig. 18A ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie XIIXA-XIIXA von Fig. 18B durch eine aus hochhitzebeständigem Metall bestehende Bodenplatte 641 wiedergegeben. Bei dieser Konstruktion wird den in die Durchtrittskanäle 6413 eintretenden Rauchgasen sofort Sekundärluft zugeführt. An dieser Stelle sind die gerade aus dem Glutbett austretenden Rauchgase am heißesten und deshalb am zündfähigsten. Sowohl das große Rohrprofil 6411 als auch die beiden kleinen Rohrprofile 6412 sind eingehängte, an einem Ende offene separate Teile, denen von dem offenen Ende her Sekundärluft zugeführt wird. Die Körper 6411, 6412, 6414 sind wie die Körper der Bodenplatte 640 Hohlkörper aus hochhitzebeständigem Metall. Sie haben an einem Ende die erforderlichen Öffnungen 6415, durch die die Sekundärluft zugeführt wird. Die unteren Profilkästen 6416 sind wieder an einer Achse 6417 schwenkbar gelagert und bilden zusammen eine Brenndüse mit veränderbarem Durchtrittsquerschnitt. Die Profilkästen 6417 können, etwa entlang der gestrichelt eingezeichneten Linie, nochmals unterteilt werden, so daß beispielsweise im oberen Teil Sekundärluft zugeführt und im unteren Teil eine Abgasrückführung erfolgen kann. Die Schwenkachse 6417 ermöglicht wieder die Bewegung der beiden Profilkästen 6416 entsprechend den Pfeilen P41 und ermöglichen so die Steuerung des Abbrandes, ohne die Primärluftzufuhr zu drosseln, so daß die Umwelt nicht mit giftigem oder unverbranntem Gas belastet wird. Auch die Bodenplatte 641 kann gegen die Glut durch eine oben aufgelegte, relativ dünne Keramikplatte, entsprechend der Platte 6401, abgedeckt sein.

In Fig. 19A ist der untere Teil eines Ofens mit einer Bodenplatte 642 dargestellt, deren einzelne Teile bereits vorstehend beschrieben worden sind. Zum besseren Verständnis sind die seitlichen Schamottewände 6421 mit den Gußaußenwänden 6422 dargestellt. Zwischen den Schamottewänden 6421 und den Gußaußenwänden 6422 verlaufen Rauchgaszüge. Die unter der Teilbodenplatte 6423 angebrachten Leitflügel 6424 entsprechen den Leitflügeln 6159 aus Fig. 6C. Die Leitflügel 6424 sind durch einen Quersteg in eine obere und eine untere Kammer unterteilt, wobei durch die obere Kammer Sekundärluft zugeführt und die untere Kammer zur Abgasrückführung verwendet werden kann. Für die Abgasrückführung haben die unteren Kammern der Leitflügeln 6424 auf der Außenseite eine große Öffnung, durch die die Abgase eintreten und durch den Unterdruck durch Bohrungen in den Raum zwischen den beiden Leitflügeln 6424 austreten können. Außerdem wird das Rauchgas durch den Durchlaß zwischen der Oberkante des Leitflügels 6424 und der Unterkante der Bodenplatte 6423 zurückgeführt. Die Leitflügel 6424 sind in ihrem Oberteil schwenkbar gelagert. Die schwenkbare Lagerung erfolgt auf einem Rohr 6425, durch das von einer Seite her Sekundärluft zuführbar ist.

Die beiden Leitflügel 6424 bilden zusammen eine Brenndüse, deren Durchtrittsquerschnitt sich durch eine Schwenkbewegung vergrößern oder verkleinern läßt. In der Mitte hängt ein kleines strömungsgünstig gestaltetes Rohrprofit 6426. Die Seitenteile 6428 des Tragrahmens 6427 können kürzer sein als die Leitflügel 6424. Nur die hintere und vordere Wand, in der die Rohrstutzen 6425 gelagert sind, muß über die gesamte Länge der Leitflügel 6424 herabreichen, damit die Rauchgase nach hinten und nach vorne keine Ablenkung erfahren.

Claims

1. Ofen mit Luft- oder Wasserkühlung mit natürlichem Zug, insbesondere ein zur Verbrennung fester Brennstoffe dienender Herd, Einzelofen, Kachelofen, Kachel- Grundofen, Kamin oder Heizkessel, Heizkachelofen oder Heizkamin, bestehend aus einer Brennkammer, einer Primärluftzuführung im Oberteil des Ofens, einer Bodenplatte als Rost aus hochtemperaturbeständigem Material mit einem Durchtrittskanal für die Rauchgase, wobei den Rauchgasen in dem Durchtrittskanal durch einen Sekundärluftkanal am äußeren Umfang und zusätzlich zentral in den Durchtrittskanal Sekundärluft zuführbar ist und einem Rauchgasabzug, der den Aschefallraum mit einem Rauchgassammler verbindet, wobei die Rauchgase durch die Bodenplatte und durch eine unterhalb der Bodenplatte angeordnete, die Rauchgase zusammenfassende und vermischende Brenndüse hindurch in den Aschefallraum und von diesem durch den Rauchgasabzug und den Rauchgassammler in den Schornstein strömt und die Primärluftzuführung und die Sekundärluftzuführung unabhängig voneinander regelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Durchtrittsquerschnitt der Brenndüse veränderbar ist.

2. Ofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in den Durchtrittskanal hineinragenden Einsatz mit mindestens einer zur Unterseite der Bodenplatte orientierten Austrittsöffnung für die Sekundärluft.

3. Ofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Drosselklappe (6348) in der Brenndüse (6343).

4. Ofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Spreitzklappen (6156) in der Brenndüse (6152).

5. Ofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei den Durchlaßquerschnitt steuernde, seitlich in die Brenndüse (6162) einschiebbare Schiebestücke (6169).

6. Ofen nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Bohrungen (6105, 6128) in den Schiebestücken (6103, 6114, 6126) durch die hindurch Sekundärluft zuführbar ist.

7. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Brenndüse (6205) durch eine Verschiebung der Seitenstücke (6206) der Brenndüse (6205) veränderbar ist.

8. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von vorne nach hinten verlaufenden rechteckigen Durchtrittskanäle (6246, 6247, 6248) in ihrer Länge von vorne nach hinten zunehmen.

9. Ofen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mindestens einen Sekundärluftkanal, der aus einem um seine Längsachse drehbaren Rohr (6093) besteht, wobei das Rohr (6093) um mehr als die Hälfte seiner Querschnittsfläche in die Wand eingelassen ist und auf mindestens einer achsenparallelen Linie der Rohrwand Luftaustrittslöcher vorhanden sind, die durch drehen des Rohres (6093) in die Durchtrittsöffnung (6092) hinein geöffnet oder nach weiterem Drehen durch die an dem Rohr (6093) anliegenden Wand verschließbar sind.

10. Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6093) in Längsrichtung in einem Mantelbereich derart mit einer geraden Teilmantelfläche (6094) versehen ist, daß bei einer bestimmten Drehstellung des Rohres (6093) die gerade Teilmantelfläche (6094) mit der angrenzenden Innenfläche der Durchtrittsöffnung (6092) eine glatte Fläche bilden.