DE8214176U1 - Heizvorrichtung - Google Patents
HeizvorrichtungInfo
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- DE8214176U1 DE8214176U1 DE19828214176 DE8214176U DE8214176U1 DE 8214176 U1 DE8214176 U1 DE 8214176U1 DE 19828214176 DE19828214176 DE 19828214176 DE 8214176 U DE8214176 U DE 8214176U DE 8214176 U1 DE8214176 U1 DE 8214176U1
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Description
Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
10
Dem Bestreben nach möglichst vollständiger Verbrennung und geringer Schadstoffemission team Betrieb einerHeizvcodchtirgitüt
niederwertigem Brenngut sind vor allem durch die schiechte Brennbarkeit niederwertiger Brennstoffe Grenzen gesetzt,
wobei gerade niederwertiges Erenngut, wie beispielsweise Holzabfall, die Eigenschaft hat, bei der Verbrennung
relativ viele, unerwünschte Schadstoffe an die Umgebung abzugeben.
Vor dem Hintergrund dieser Problematik ist es seit langem bekannt, durch Nachverbrennung von unverbrannten Schwelgasen
eine bessere Ausnutzung des verwendeten Brenngutes zu ermöglichen. Dazu wird in einem kaminseitigen Ofenbereich
der Heizvorrichtung unmittelbar oberhalb der Öffnung des Füllschachtes zu einer Nachverbrennungskammer zusätzliche
Verbrennungsluft eingeleitet, mit der eine Nachverbrennung
BÜRO 6370 OBERURSEL· UNDENSTRASSE 10
TEL 06171/56849
TELEX 4186343 real d
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ZWHGBÜRO 8390 PASSAU LUDWIGSTRASSE 2 TEL 0851/36616
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von in dem unverbrannten Brenngut entstehenden Rauch- und Schwelgasen ermöglicht werden soll,-eine Anordnung von
Luft-Zutrittsöffnungen unterhalb der Öffnung zwischen dem Füllschachtraum und der Nachbrennkammer würde im Betrieb
sehr leicht zugesetzt und könnte somit ihren Zweck nicht erfüllen. Mit der Anordnung der Luft-Zutrittsöffnung oberhalb
der Öffnung zwischen dem Füllschachtraum und der Nachbrennkammer wird die eintretende Sekundärluft durch
den Kaminzug in Form eines Luftschleiers, der sich an der
]Q Wand oberhalb der Öffnung zwischen dem Füllschachtraum
und der Nachbrennkammer in der Nachbrennkammer ausbildet, abgesaugt, ohne daß eine intensive Verwirbelung mit den
unverbrannten Gasen stattfinden könnte. Wenn jedoch die Zufxihr der Sekundärluft beispielsweise durch ein Gebläse
erheblich gesteigert wird, besteht die Gefahr, daß einerseits der Kaminzug nicht ausreicht, um den entstehenden
Überdruck abzuführen und somit die Gefahr eines Rückschlagens besteht, und daß andererseits eine Abkühlung der
unverbrannten Gase bewirkt wird, so daß eine Nachverbrennung verhindert wird. Bei einer derartigen Anordnung der
Zutrittsöffnungen - sei es ohne Zwangsluftzuführung oder
mit Zwangsluftzuführung - läßt sich nur dann eine Nachverbrennung erreichen, wenn durch die Verbrennungshitze
in der Nachbrennkammer eine solche Temperatur entsteht, daß sich ein Gas/Luft-Gemisch dort selbst entzündet, was
insbesondere bei niederwertigem Brenngut nicht ohne weiteres erreicht wird.
Aus der DE-OS 29 27 152 ist ein Verbrennungsofen bekannt, bei welchem eine Nachverbrennung auch bei niederwertigem
Brenngut dadurch gefördert wird, daß die dortige Nachverbrennungskammer mittels eines Ölbrenners so stark aufgeheizt
wird, daß die Nachverbrennungskammer durchtretende Schwelgase sich dort entzünden sollen. Schwelgase werden
zu diesem Zwecke aus einem oberen Bereich des Füllschachtraumes
abgezogen, nach unten geleitet, und mit Verbrennungsluft angereichert, durch den Hauptrost und den Glutstock hindurchgeleitet und der Nachverbrennungskainmer zu-
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geführt. Zur Verringerung des Strömungswiderstandes der
mit Luft vermischten unverbrannten Schwelgase durch den Glutstock ist der Hauptrost seitlich hochgezogen, so daß
die Luft nicht nur von unten zutreten kann. Daß für den Betrieb dieses Verbrennungsofens ein Ölbrenner vorgesehen
ist, bewirkt nicht nur zusätzliche Kosten bei der Anschaffung und im Betrieb, sondern läuft auch dem Streben nach
einer sparsamen Verwendung hochwertiger und nicht regenerativer Brennstoffe zuwider. Zudem ist ein gleichzeitiger
Feuerungsbetrieb mit Öl und Holzbrennstoffen oder dergleichen im Hinblick auch auf die erhöhte SC^-Bildung und Versottungsgefahr
nachteilig und nicht zulässig.
Bei einem kleinen Glutstock auf dem Hauptrost, wie beispielsweise in einer frühen Anfeuerungsphase bei dem
üblichen Anzünden, reicht die Obergrenze des Glutstockes nicht bis zu der Nachverbrennungskammer, da diese sich
wegen des trogförmigen Hauptrostes im beträchtlichen Abstand oberhalb der Bodenebene des Hauptrostes befindet.
Somit ist nur eine schlechte Wärmeübertragung vom Glutstock in die Nachverbrennungskammer möglich; es ergibt
sich ein schlechtes Anfeuerverhalten ohne Nachverbrennung, wenn nicht der oben erwähnte Ölbrenner mit den genannten
Nachteilen eingesetzt wird. Je nach Art des verwendeten Brenngutes erreicht der Glutstock auch im stationären
Betrieb nicht die für die Nachverbrennung erforderliche Höhe, so daß die durch den Ölbrenner erhitzte Nachverbrennungskammer
bei Abschaltung des Ölbrenners eine zunächst zustandegekcrrmene
Nachverbrennung erlischt . Dies tritt insbesondere bei minderwertigem und/oder feuchtem Brenngut mit geringer
Luftdurchlässigkeit auf.
Bei einem Verbrennungsofen gemäß der DE-OS 29 27 152 wird der von Brennmaterial zu Brennmaterial unterschiedliche
Gasdurchgangswiderstand in keiner Weise berücksichtigt. Bei der Verbrennung von Brenngut mit hohem Gasdurchgangswiderstand,
beispielsweise Sägemehl oder kleinen Spänen
kann demnach nur eine entsprechend geringe Wärmeentwicklung mit schlechten Wirkungsgrad erwartet werden, da bei einem
kleinen Glutstock keine Nachverbrennung dauerhaft sichergestellt ist. Bei einem Brenngut mit geringem Gasdnrchgangswiderstand
besteht jedoch die Gefahr, daß sehr schnell ein großer, heißer Glutstock entsteht. Dadurch könnte zwar
eine gute Nachverbrennung Zustandekommen, jedoch stellt die rasch auftretende Hitzeentwicklung eine besondere Belastung
für den Verbrennungsofen dar und führt zu einem hohen Brennstoffverbrauch. Ferner läuft eine stichflammenartige
Schnellverbrennung dem Streben nach einer dauerhaften Erwärmung zuwider.
Bei einem Ofen gemäß der DE-GS 29 27 152 ist das Vorhandensein
von Luftüberschuß in der Nachverbrennungskammer eine unabdingbare Voraussetzung für das Zustandekommen der
Nachverbrennung, da bei der Primärverbrennung unverbrannte Schwelgase lediglich bei Luftüberschuß verbrannt werden
können. Ein Luftüberschuß in der Nachverbrennungskammer läßt sich bei einem Ofen gemäß der DE-OS 29 27 152 lediglich
dann erzielen, wenn mehr Verbrennungsluft zur Verfugung gestellt wird, als als Primärluft insgesamt verbraucht
werden kann. Ein derartiger Luftüberschuß, der dann auch die Primärverbrennung betrifft, führt zu einer schnellen
Verbrennung des vorhandenen Brenngutes und verhindert, daß über einen langen Zeitabschnitt hinweg eine gleichmäßig
hohe Wärmeabgabe ermöglicht wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Heizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit
welcher entstehende Rauch- und/oder Schwelgase unabhängig von der Art bzw. der Dichte des Brenngutes unter intensiver
Vermischung mit Verbrennungsluft nachverbrennbar sind, ohne daß eine zusätzliche Fremdenergiequelle erforderlich wäre.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß die Abgas-Austrittsfläche an dan Brennschacht
angrenzend an einer Brenngut-Stützeinrichtung auf recht angeordnet ist, wird zunächst erreicht, daß im Bereich
der Abgas-Austrittsfläche die volle Sogwirkung des Kamines herrscht, und die Brenngut-Stützeinrichtung durch
tretende unverbrannte Gase durch eine Vielzahl von Abgas-Austrittsöffnungen
in eine Vielzahl von Einzel-Abgasströmen aufgeteilt werden,um so den Abgas-Gesamtstrom für
eine intensive Vermischung mit Sekundärluft vorzubereiten. 10
Dadurch, daß am unteren Rand der Abgas-Austrittsfläche
eine Zutrittsöffnung für Sekundärluft vorgesehen ist, wird erreicht, daß die Sekundärluft an der aufrechten
Abgas-Austrittsfläche entlangstreicht und dabei von den Abgas-Einzelströmen erfaßt und derart verwirbelt wird,
daß sich ein zündfähiges Luft/Gas-Gemiach ergibt. Ferner wird durch Anordnung der Zutrittsöffnung für Sekundärluft
in unmittelbarer Nachbarschaft des unteren Randes der Abgas-Austrittsfläche eine erhöhte Luftströmung in diesem
unteren Bereich erzielt, so daß die Ausbildung eines Strömungskanales mit einer relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit
ermöglicht wird. Daraus ergibt sich schließlich ein Anblaseffekt für einen kleinen, an die Brenngut-Stützeinrichtung
und an den Hauptrost angrenzenden Glutstock, wie er beim Anzünden zunächst erzeugbar ist. Dabei
ergibt sich durch die erwähnte Ausbildung der Abgas-Austrittsfläche und der Zutrittsöffnung für Sekundärluft
die Möglichkeit einer Nachverbrennung, ohne daß Art und Dichte des Brenngutes auf die Verfügbarkeit der Sekundärluft
Einfluß hätte. Dadurch ergibt sich der besondere Vorteil, daß aus dem Brenngut austretende Schwelgase
stets ausreichend Luft in einem stochiometrischen Gas/ Luft-Gemisch vorfinden, um der Nachverbrennung zugeführt
werden zu können.
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Ein weiterer besonderer Vorteil ergibt sich ebenfalls aus der genannten Anordnung mit einer aufrechten Abgas-Austrittsfläche
mit einer Vielzahl von Abgas-Austritts-
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Öffnungen, da durch die Zutrittsöffnung für Sekundärluft
ein natürlicher Ausgleich für einen überhöhten Kaminzug
stattfinden kann and somit eine stoßartige Entzündung der für die Nachverbrennung herangezogenen Gase vermeidbar ist.
Es läßt sich vielmehr eine gleichmäßig sanfte Verbrennun erreichen, die über einen überraschend langen Zeitabschnitt
hinweg zu einer gleichmäßig hohen Wärmeabgabe führt und zuverlässig verhindert, daß durch kumulatives Aufheizen
mit entsprechend erhöhter Saugwirkung des Kamines ein schlecht ableitbarer Wärmestoß erzeugt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Besonders vorteilhaft ist die Verbindung der Zutrittsöffnung mit dem Zuführkanal für die primäre Verbrennungsluft.
Dadurch, daß die Zutrittsöffnung aus einem eine Luftvorlagekammer bildenden Bereich des Zuführkanales für
die primäre Verbrennungsluft unterhalb des Hauptrostes mit Sekundärluft beschickbar ist, ergibt sich eine Vorwärmung
der Sekundärluft, welche an dem heißen Hauptrost entlangstreicht. Zugleich wird durch den Wärmetausch mit
der Sekundärluft eine Kühlung des Hauptrostes erreicht, so daß auf eine aufwendige Zusatzkühlung verzichtet werden
kann und dennoch die Lebensdauer des Hauptrostes verlängert wird. Ferner ergibt sich durch die Umlenkung des
Luftstromes der Sekundärluft eine Schleuderwirkung für Ascheteilchen, die die Luftvorlagekammer durchfallen und
durch die Stromungsumlenkung von einer waagerechten Strömungsrichtung
zu einer aufrechten Strömungsrichtung einen Abscheide- bzw. Schleudereffekt für Ascheteilchen ermöglicht.
Da auch die Luftströmungsgeschwindigkeit in der Luftvorlagekammer unter dem Hauptrost gering ist, wird
nahezu vollständig verhindert, daß die Luftvorlagekammer durchfallende Aschepartikel in den Strömungskanal und in
den Abzugskanal mitgerissen werden können.
Dadurch, daß der untere Rand der Abgas-Austrittsfläche
der Bodenebene des Hauptrostes entspricht, ist es zunächst möglich, daß durch den Strömungskanal im Bereich der an
den unteren Rand der Abgas-Austrittsfläche angrenzenden Zutrittsöffnung für Sekundärluft hindurchtretende Luft
einen kleinen, sowohl an die Stützeinrichtung als auch an den Hauptrost angrenzenden Glutstock, wie er beim Anzünden
erzeugbar ist, anblasen und damit dessen Ausbildung fördern kann. Da in einem kleinen Bereich bereits ein
stöchiometrisches Luft/Gas-Gemisch vorliegt, ergibt sich der besondere Vorteil, daß bereits mit einem kleinen Glutstock eine Nachverbrennung erzielt werden kann und damit
bereits in der Anfeuerungsphase entstehende unverbrannte Schwelgase verbrannt werden. Die Möglichkeit einer Nachverbrennung
in dieser für die Erzielung eines guten Wirkungsgrades so wichtigen Phase wird vor allem auch durch
die gute Wärmeverbindung des Glutstocks mit einem Bereich gefördert, in dem Nachverbrennung stattfinden kann.
In dieser Hinsicht ist die Anordnung des Brennschachtes und des Strömungskanales auf der Wärmeabzugsseite des
Glutstocks besonders vorteilhaft. Hierdurch wird gewährleistet,
daß der Strömungskanal mit dem Glutstock in einer guten Wärmeverbindung stehen und die für die Zündung des
Gas/Luft-Gemisches erforderliche Wärme auch bereits bei einem noch kleinen Glutstock auftreten kann.
Durch eine Ausbildung des Brennschachtes mit einem sich entlang der Absperrung von oben nach unten verjüngenden
Querschnitts wird eine für das Zustandekommen des Anblaseffektes vorteilhafte Geschwindigkeitsverteilung in dem
Brennschacht bzw. Strömungskanal gewährleistet, da in dem für das Anzünden vorgesehenen Bereich in unmittelbarer
Nähe der Stützeinrichtung des Hauptrostes die Strömung am stärksten ist. Besonders vorteilhaft ist die
Möglichkeit, diese Strömung durch Querschnittsveränderung des unteren Bereich des Brennschachtes zu steuern und dami
ein stöchiometrisches Gas/Luft-Gemisch zu erzielen.
Bei Ausbildung der Stützeinrichtung als starrer Rost mit guter Wärmeleitfähigkeit und geringer Wärmekapazität ergibt
sich der besondere Vorteil, daß beim Anzünden des Ofens die Absperrung schnell aufgeheizt wird und für die
sich entwickelnden Schwelgase als Zündeinrichtung wirkt, auch bevor der Glutstock eine gasundurchlässige Trennwand
oberhalb der Absperrung erreicht hat. Die Funktion der Stützeinrichtung als Zündeinrichtung in der Anfeuerungsphase
wird besonders vorteilhaft vor allem dadurch unterstützt, daß sie in ihren Haltebereichen so ausgebildet ist,
daß eine gute Wärmedämmung gegenüber kalten Wänden gewährleistet ist. Dadurch, daß sie hochwarmfest und gut wärmeleitfähig
ist, wird verhindert, daß ein Teilbereich so stark aufgeheizt wird, daß die Stützeinrichtung übermäßig
wärmebeansprucht wird. Daraus ergibt sich auch eine grössere Standzeit für die Stützeinrichtung.
Dadurch, daß der Füllschachtraum für das Verbrennungsgut durch eine an der Oberseite der gasdurchlässigen Absperrung
anschließende gasundurchlässige Trennwand von der Nachverbrennungskammer abgeschlossen ist, wird zunächst
erreicht, daß auch bei einer Füllstandshöhe des Brenngutes in dem Füllschachtraum, welcher die Höhe der Nachverbrennungskammer
übersteigt, kein Brenngut in die Nachverbrennungskammer gelangen kann, auch wenn dieses von lockerer
Konsistenz ist und einen geringen Schüttwinkel aufweist. Dadurch, daß kein unverbranntes Brenngut in die
Nachverbrennungskammer gelangen kann, können in der Nachverbrennungskammer keine Schwelgase neu entstehen, welche
dann nicht mehr weiter verbrannt werden könnten, sondern unter Verlust ihres Heizwertes und unter Schadstoffbelastung
der Umwelt durch den Kamin entweichen würden. Weiterhin wird durch den genannten Aufbau vermieden, daß
durch unverbranntes Brenngut eine Abkühlung des Brenn-Schachtes erfolgen kann.
Dadurch, daß sich an dem oberen Rand der Stützeinrichtung die Trennwand anschließt, ergibt sich der besondere Vor-
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teil, daß der Brennschacht auch frei von bereits glühendem Brenngut gehalten wird, da dadurch der Boden des
Brennschachtes frei von Aschenablagerungen bleibt und somit auch keine Verstopfung in diesem wichtigen Bereich auftreten
kann.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist
die Stützvorrichtung einen von oben nach unten geringer werdenden Gasdurchgangswiderstand auf. Dadurch wird eine
für das Zustandekommen der Nachverbrennung auch während
der Anfeuerungsphase günstige Verteilung der Schwelgasströmung durch die Stützeinrichtung hindurch erreicht. Die
Schwelgase neigen wegen des geringeren Gasdurchgangswiderstandes der Stützeinrichtung im unteren Bereich dazu, den
unteren Bereich der Stützeinrichtung zu durchtreten und sich an dem dortigen kleinen Glutstock zu entzünden.
Die Zündneigung der Schwel- und Rauchgase wird ferner durch eine intensive Verwirbelung der Gase mit der in den
Strömungskanal eintretenden Luft begünstigt. Eine besonders intensive Verwirbelung und damit ein besonders zündwilliges
Gas/Luft-Gemisch wird durch eine Schräganordnung von horizontalen Stützschienen, welche in Gegenrichtung
zum Schüttwinkel des Brenngutes übereinander angeordnet sind, erreicht. Zusammen mit einer Mehrfachanordnung von
im wesentlichen vertikalen und sich nach unten verjüngenden Stäben wird der Gasstrom in eine Vielzahl von Einzelgasströmen
aufgeteilt. Da die Einzelgasströme quer auf die von unten nach oben strömende Luft im Strömungskanal
bzw. Brennschacht treffen, findet hier je eine intensive Verwirbelung statt. Durch die großflächige Verteilung
der Einzelgasströme wird es möglich, die maximal auftretende Strömungsgeschwindigkeit relativ gering zu halten, und
damit zu vermeiden, daß Aschepartikel aus dem Glutstock in den Brennschacht mitgerissen werden und da zu
Verstopfungen führen.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich aus der Anordnung der
Zuführungsebene von Sekundärluft in dem Grenzbereich zwischen dem eine Zündkammer bildenden Brennschacht und
der Nachverbrennungskammer. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die dort eintretende Sekundärluft die Zündkammer
nicht abkühlen kann und daher eine selbsttätige Zündung der Schwelgase bereits unmittelbar nach dem Anzünden
des Ofens nicht durch eine kalte Sekundärluftströmung beeinträchtigt werden kann. Ferner wird erreicht,
daß für eine vollständige Nachverbrennung stets Sekundär-IQ
luft in ausreichender Menge zur Verfügung steht.
Mit in der Nachverbrennungskammer ohne dauernde seitliche Berührung mit den Wänden der Nachverbrennungskammer abgehängten
Prallelementen aus einem wärmebeständigen Material wird eine zusätzliche Nachverbrennung ermöglicht. Diese
zusätzliche Nachverbrennung betrifft überwiegend solche Schwelgase, welche beim Durchtreten des Glutstocks und
der Stützeinrichtung noch nicht in einen brennbaren Zustand aufgespalten wurden, die sich jedoch in einer Luft-Überschußzone,
wie sie durch Eintritt der weiteren Sekundärluft in die Nachverbrennungskammer ermöglicht wird,
an heißen Prallelementen entzünden können. Durch die Prallelemente wird darüber hinaus ein Wärmestau in der
Nachverbrennungskammer erreicht und damit ermöglicht, daß die in der Nachverbrennungskammer auftretende Wärme besonders
intensiv an die Wände der Nachverbrennungskammer abgegeben wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer
Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung-
Es zeigt
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungs-
11
form einer Heizvorrichtung nach Fig. 1;
form einer Heizvorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf eine Einzelheit in einer Heizvorrichtung nach Fig. 2, auf eine
Stützeinrichtung.
Die Heizvorrichtung 2 kann durchaus auch einen handelsüblichen Unterbrandofen aufweisen, da es möglich ist, die
Erfindung auch in Verbindung mit Standardöfen einzusetzen.
Ferner ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, übliche Unterbrandöfen mit einer derartigen Vorrichtung
nachzurüsten, daß sie der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung
2 entsprechen. Der Füllschachtraum 4 ist mit Festbrennstoff 6 gefüllt. Hier kann hochwertiges und vor allem
auch niederwertiges Brenngut, beispielsweise Holzspäne, Sägespäne, Holzabfälle, Sägemehl und dgl. verwendet werden.
Unterhalb eines Hauptrostet 8 ist eine Zuführkanal 10 für Verbrennungsluft 12 vorgesehen, über welchen ein
Glutstock 14 versorgt wird. Ein Abbrand des Brenngutes 16 erfolgt von unten, wobei Abgase 18 über einen Abzugskanal
20, der mit einem Kamin verbunden ist, abgeleitet werden. In einem unteren Bereich des Abzugskanals 20 ist
ein Brennschacht 22 vorgesehen, der von einer Brenngut-Stützeinrichtung 24 begrenzt wird. Die Brenngut-Stützeinrichtung
verhindert, daß Brenngut 16 in den Brennschacht 22 gelangt, ermöglicht jedoch den Austritt von Rauchoder
Schwelgasen 26, welche sich durch Erwärmung des noch unverbrannten Brenngutes 16 in dem Füllschachtraum 4 entwickeln.
Eine Abgas-Austrittsfläche 28 weist eine Vielzahl von Abgas-Austrittsöffnungen 30 auf, durch welche
unverbrannte Schwelgase 26 in Einzelgasströmen hindurchtreten können. In einem unteren Bereich des Brennschachtes
22, unmittelbar an die Brenngut-Stützeinrichtung 24 angrenzend ist eine Zutrittsöffnung 32 für Sekundärluft 34
vorgesehen.
Die Sekundärluft 34 tritt durch eine einstellbare Luftzuführungsöffnung
36 zusammen mit der primären Verbren-
nungsluft 12 in eine Luftvorlagekammer 38 unterhalb des
Hauptrostes S ein, wo sie an dem Hauptrost 8 entlangsteeichen
und sich dabei erwärmen kann. Durch den Kaminzug wird sie an der Brenngut-Stützeinrichtung 24 entlanggeführt
und trifft dort auf die Einzelgasströme der Schwelgase 26. Dabei findet eine intensive Verwirbelung der
Schwelgase 26 mit der Sekundärluft 34 statt, so daß sich ein zündfähiges Luft/Gas-Gemisch 40 ergibt. Die Anfeuerung
der Heizvorrichtung 2 erfolgt durch den Hauptrost 8 hindurch in der Nähe eines Brenngut-Bereiches, in welchem Brenngut
16 sowohl an die Stützeinrichtung 24 als auch an den Hauptrost 8 angrenzt, da hierdurch eine frühzeitige Zündung
des Luft/Gas-Gemisches auch in einer frühen Anfeuerungsphase gewährleistet ist. Ein besonderer Sicherheitseffekt
ergibt sich aus der Führung der Sekundärluft 34 aus dem Zuführkanal 10, da hierdurch Gase, die möglicherweise
auch unter den Hauptrost 8 gelangen, mit der Sekundärluft 34 dem Brennschacht 22 zugeführt werden und nicht
in der Luftvorlagekammer 38 eine unerwünschte Flammenbildung bewirken können. Auch wenn das Anzünden der Heizvorrichtung
2 in einem vorderen Bereich des Hauptrostes 8 erfolgt, wird die Glutwanderung des Glutstocks 14 in Richtung
auf den rückwärtigen Bereich durch die Strömung der Sekundärluft 34 gefördert.
Mit einer derartigen Anordnung kann eine Nachverbrennung entstehender Schwelgase 26 erzielt werden, auch ohne daß
ein Gebläse für Sekundärluft oder eine Fremdenergiequelle erforderlich wäre. Durch den Verzicht auf ein Gebläse
für die Sekundärluft ergibt sich der Vorteil, daß der natürliche Kaminzug auch auf die Primärluftzuführung wirkt
und kein Rückstau der Primärluft stattfinden kann.
Die Zutrittsöffnung 32 erstreckt sich - wie auch die
Stützeinrichtung 24 - über die Innenbreite der Heizvorrichtung 2. Ihre Öffnungsfläche wird durch den Abstand
der hinteren Rückwand 42 des Brennschachtes von der Stützeinrichtung 24 festgelegt. In der in Fig. 1·. dar ge-
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stellten Ausführungsform ist die Stützeinrichtung 24 schwenkbeweglich gelagert und ermöglicht so eine Einstellung
der Fläche der Zutrittsöffnung 32 mittels eines Einstellgestänges 44, das an einen den Hauptrost 8 durchtrete
tenden Betätigungsarm 46 der Stützeinrichtung 24 angelenkt ist und von der Beschickungsseite eine Einstellung
der Fläche der Zutrittsöffnung 32 ermöglicht. Der Hauptrost 8 weist Längsstäbe 48 auf, wobei der Betätigungsarm
46 den Schlitz zwischen zwei Längsstäben 48 durchtritt und somit in Längsrichtung des Hauptrostes frei beweglich
ist.
Der besondere Vorteil dieser Einstel lmö.glichkeit besteht darin, daß je nach Art und Dichte des Brenngutes 16 ein
ideales, d. h., stöchiometrisches Luft/Gas-Gemisch 40 in dem Brennschacht 22 eingestellt werden kann. Ein dichteres
Brenngut 16, beispielsweise Sägemehl,erfordert für die Nachverbrennung
eine größere Fläche der Zutrittsöffnung 32. Hingeqen kann bei großstückiger Verfeuerung von trockenem Holz die
Fläche der Zutrittsöffnung 32 klein gewählt werden. Zur Erzielung einer optimalen Nachverbrennung, ist es somit
lediglich notwendig, die Stützeinrichtung 24 mittels des Einstellgestänges 44 in eine für die Verbrennung des
vorhandenen Brenngutes geeignete Stellung einzustellen.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder
entsprechende Teile hinweisen. Hierbei ist die Stützeinrichtung 24 starr; für die Regelung und/oder Steuerung
der Fläche der Zutrittsöffnung 32 wird die Rückwand 42 des Brennschachtes 22 verwendet. Da hier geringere Temperaturen
vorherrschen, ergibt sich damit der Vorteil, daß auch eine automatische Regelung in Abhängigkeit von dem
Verbrennungszustand leichter realisierbar ist, insbesondere auch, da die Rückwand 42 um eine Achse 50 geschwenkt
werden kann, ohne daß Brenngut 16 bewegt werden müßte, wie es beim Schwenken der Stützeinrichtung 24 in der
ersten Ausführungsform erforderlich ist.
Oberhalb des Brennschachtes 22 ist in der Ausführungsform
gemäß Fig. 2 eine Nachverbrennungskammer 52 vorgesehen. Diese Nachverbrenaungskammer 52 steht mit dem Brennschacht
22 unmittelbar und mit der durch den Glutstock aufgeheizg ten Stützeinrichtung 24 mittelbar in Wärmeverbindung. Üb :
Zutrittsöffnungen 54 wird weitere Sekundärluft eingeleitet, wobei auch hier eine Vorwärmung vorteilhaft ist. Dadurch,
daß die Zuführungsebene 56 der Zutrittsöffnungen 54 oberhalb des Brennschachtes 22 liegt, erfolgt eine möglichst
IQ weitgehende Entkopplung der Verbrennung in dem Brennschacht
22 von der Verbrennung in der Nachverbrennungskammer 52.
Besonders vorteilhaft ist die Nachbrennkammer 52 in vertikaier
Verlängerung des sich durch den Zutritt der Sekundärluft 34 in dem Brennschacht 22 ergebenden Strömungskanales
58 angeordnet. Dadurch fallen in die Nachverbrennungskammer 52 gelangende Aschepartikeln auf den
Boden derselben und bei entsprechend schräger Anordnung eier Rückwand 42 in die Luftvorlagekammer 38, wo sie mit
der Verbrennungsasche zusammen entfernt werden können.
In dieser Ausführungsform sind oberhalb der Nachverbrennungskammer
52 Prallelemente 60 vorgesehen, die von ihrer Oberseite her abgehängt sind, wobei sie zumindest nicht
dauernd die seitlichen Wände der Nachverbrennungskammer 52 berühren. Durch eine derartige wärmegedämmte Aufhängung
ergibt sich die Möglichkeit, diese hochwarmfesten Prallelemente 60 bis zur Weißglut aufzuheizen, wodurch hier
eine zusätzliche Nachverbrennung stattfinden kann. Die Prallelemente 60 können vorzugsweise aus Metall bestehen,
beispielsweise aus einer Flacheisen-Anordnung in einem räumlichen Zickzackmuster, wobei die Hauptrichtung in
Strömungsrichtung nach außen weisen sollte, um heiße Gase den Wänden der Nachverbrennungskammer 52 zur Verbesserung
des dort stattfindenden Wärmetausches zuzuleiten.
In einem oberen Bereich des Füllschachtes 4 sind in dieser
Ausführungsform einstellbare Druckausgleichsöffnungen 62
vorgesehen, mit welchen der Druck der Schwelgase 26 im Verhältnis zu dem Druck der Sekundärluft 34 und damit
deren Mischverhältnis einstellbar ist. Die Druckausgleichs Öffnungen 62 sind in einer Füllöffnung 64 an der Vorderseite
des Füllschachtraumes vorgesehen.
Eine Kurzschlußklappe 66 zwischen dem Füllschachtraum 4 und dem Abzugskanal 20 kann beim Nachfüllen während des
Betriebs geöffnet werden, um einen Rückstau der Schwelgase 26 zu verhindern. Mit einem oberhalb des Brennschachtes
22 angeordneten Schauglas 67 kann die Nachverbrennung kontrolliert werden.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform einer Stützeinrichtung
in einer Rückansicht schräg von hinten dargestellt. Die Stützeinrichtung ist aus einem hochwarmfesten Material, beispielsweise
Gußeisen oder hochwarmfestern Stahl und ist so gelagert, daß die Übergangsstellen einen hohen Wärmewiderstand
bilden. Die Stützeinrichtung 24 ist als starrer Rost mit hoher Wärmeleitfähigkeit und geringer Wärmekapazität
ausgebildet, wodurch es möglich ist, auch bei einem kleinen Glutstock ein schnelles Aufheizen der
Stützeinrichtung 24 zu gewährleisten und diese als Zündeinrichtung für das Luft/Gas-Gemisch 40 zu verwenden.
Die Stützeinrichtung 24 weist eine Mehrzahl vorzugsweise vertikaler, zueinander etwa parallel angeordneter Stäbe
68 auf, die sich nach unten verjüngen. An den Stäben 68 sind mit ihrer von dem Glutstock abgewandten Seite Stützschienen
70 befestigt, welche übereinander angeordnet und in Gegenrichtung zum Schüttwinkel des Brenngutes
geneigt sind. Die Breite der einzelnen Stützschienen ist so gewählt, daß auch bei dem geringsten auftretenden
Schüttwinkel des Brenngutes 16 die Stützeinrichtung 24 das Brenngut 16 abfängt.
Gegenüber einer einfachen Siebanordnung ergibt sich der besondere Vorteil, daß eine relativ große freie Fläche
für den Durchtritt von Abgasen 18 ermöglicht werden kann, die im Beispielsfalle dem gasundurchlässigen Flächenteil
der Stützeinrichtung 24 entspricht, sowie, daß Schwelgase 26, die die Stützeinrichtung 24 durchtreten, umgelenkt
werden und somit bereits beim Durchtreten der Stützeinrichtung 24 Turbulenzen erzeugt werden, die die
spätere Verwirbelung mit der Sekundärluft 34 begünstigen.
Dadurch, daß der Strömungswiderstand in einem unteren Bereich der Stützeinrichtung 24 geringer als in einem
oberen Bereich ist, ergibt sich eine Begünstigung des unteren Bereiches durch die spezielle Ausbildung der
Stützeinrichtung 24, mit welcher eine ungleichmäßige Verteilung der Schwelgasströmung durch die Abgas-Austrittsfläche
28 verhindert wird. Auch in einer Anfeuerungsphase mit einem kleinen Glutstock wird dadurch ein hinreichend
großer Anteil von Schwelgasen 26 durch den Glutstock 14 hindurch geleitet und kann dort für die
Verbrennung aufgespalten werden.
Eine besonders intensive Verwirbelung der Schwelgase 26
mit der Sekundärluft 34 zu einer;1 stöchiometrisehen Luft/
Gas-Gemisch 40 ergibt sich dadurch, daß - wie in Fig. 3 dargestellt - die Sekundärluft 34 in den freien Strömbereichen
hinter den Stäben 68 aufsteigen kann, wobei in je-25
dem durch eine Stützschiene 7O gebildeten Teilbereich an
den Rändern dieses Strömkanales eine zusätzliche Turbulenz erzeugt wird, die je einen Teil des nach oben gerichteten
Stromes der Sekundärluft 34 erfaßt, abzweigt und
einer lokalen Verwirbelungszone mit zwei schräg zueinan-30
der gerichteten Gasströmen zuführt.
Um zu erreichen, daß kein Brenngut 16 in den Brennschacht 22 bzw. den Strömungskanal 58 gelangen kann, sollte der
geringste auftretende Schüttwinkel des Brenngutes größer 35
sein als ein Winkel, der sich durch den Winkel zwischen der Waagerechten und der gedachten Verbindungslinie zwischen der
Vorderkante einer oberen Stützschiene 70 und dem Durchtrittsbereich der Stäbe 68 durch die darunter gelegene
Stützschiene 70 ergibt. Insofern hat der gegen die Waagerechte gemessene geringste auftretende Schüttwinkel des
verwendeten Brenngutes 16 Einfluß auf die konstruktive Ausbildung der Stützeinrichtung 24. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform entspricht der Winkel zwischen den als Abfangflächen verwendeten Stützschienen 70 und den
Stäben 68 etwa dem Schüttwinkel des verwendeten Brenngutes. Dadurch, daß die Abgas-Austrittsöffnungen 30 groß
gewählt werden können, wird eine Behinderung der aus dem unverbrannten Brenngut 16 austretenden Schwelgase 26 vermieden.
Dadurch wird eine intensive und großflächige Verwirbelung der Schwelgase 26 mit der Sekundärluft 34 ermöglicht,
die zu einer gleichmäßigen und guten Nachverbrennung führt.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Brenngut-Stützeinrichtung 24 ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise kann nicht nur ein Unterbrandofen,
sondern auch ein Oberbrandofen mit einer
2Q Stützeinrichtung nachgerüstet werden, wobei es lediglich
notwendig ist, die oberhalb der Stützeinrichtung zur Abtrennung des Füllschachtraumes 4 von dem Abzugskanal 20
verwendete Trennwand ebenfalls so rachzurüsten, daß sich diese Trennwand unmittelbar an den oberen Rand der Brenngut-Stützeinrichtung
anschließt und somit die Schaffung eines Brennschachtes 22 zur Nachverbrennung unverbrannter
Abgase 18 ermöglicht wird.
Claims (15)
1. Heizvorrichtung, insbesondere Heizkessel, mit einem Füllschachtraum für insbesondere auch niederwertigen
Festbrennstoff, mit einem die Unterseite des Füllschachtraumes begrenzenden Hauptrost, der Teil der
Umgrenzung eines Zuführkanals für Verbrennungsluft ist, die zur Erzeugung eines Glutstocks auf dem Hauptrost
durch den Hauptrost hindurch dem Brenngut zuführbar ist, mit einem dem Glutstock nachgeschalteten Abzugskanal
für Abgase, der im unteren Bereich einer Seitenwand des Füllschachtraumes mündet, und in seinem
an dem Füllschachtraum angrenzenden Anfangsbereich einen aufrechten Brennschacht bildet, und mit einer
den Füllschachtraum zum Brennschacht hin begrenzenden gasdurchlässigen Brenngut-Stützeinrichtung mit einer
an den Brennschacht angrenzenden Abgas-Austrittsfläche mit einer Vielzahl von Abgas-Austrittsöffnungen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abgas-Austrittsfläche (28) aufrecht angeordnet ist und daß in unmittelbarer
Nachbarschaft des unteren Randes der Abgas-Austrittsfläche (28) eine Zutrittsöffnung (32) für Sekundärluft
(24) vorgesehen ist.
2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
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1.1NDENSTRASSE 10 TTl.. 00171/5684*
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TEL. 0851/36616
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— ΤΕΙ.ΕΟ'ϋΡΥΪοβί'ώ/62096'(GROUP II - automat.) —
daß die Zutrittsöffnung (32) vom Zuführkanal (1O) für
die primäre Verbrennungsluft (12) aus mit Sekundärluft (32) beschickbar ist.
3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Brenngut-Stützeinrichtung (24) an der dem Eintritt der primären Verbrennungsluft (10)
gegenüberliegenden Seite des Füllschachtraumes (4) angeordnet ist.
4. Heizvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt des Zuführkanales (10)
um ein Mehrfaches größer als der Querschnitt der Zutrittsöffnung
(32) ist.
15
15
5. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngut-Stützeinrichtung
(24) und/oder die Abgas-Austrittsfläche (28) der Brenngut-Stützeinrichtung (24) unmittelbar oberhalb
der Bodenebene des Hauptrostes (8) angeordnet ist.
6. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Brennschacht (22) im Zündbereich einen sich entlang der Stützeinrichtung
(24) von oben nach unten verjüngenden Querschnitt aufweist.
7. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Querschnittsbreite des Brennschachts (22) im Zündbereich und/oder die Breite
der Zutrittsöffnung (32) einstellbar ist.
8. Heizvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der untere Rand der Stützeinrichtung (24) und/ oder der den Brennschacht (22) begrenzenden und der
] Stützeinrichtung (24) gegenüberliegenden Rückwand (42)
beweglich gehalten ist.
9. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dac
durch gekennzeichnet, daß die Summe der Öffnungsquerschnitte in der Stützeinrichtung (24) zwischen 3O und
70%, vorzugsweise zwischen 4O und 6O%, insbesondere
50£, der Gesamtfläche der Stützeinrichtung (24) beträgt .
10. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgas-Austrittsöffnunger
(30) als Öffnungen in vertikalen Lochreihen oder Schlitzen ausgebildet sind.
li. Heizvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß Öffnungsquerschnitte der Abgas-Austrittsöffnungen
(30) an dem unteren Rand der Abgas-Austrittsfläche (28) größer sind als Öffnungsquerschnitte in
oberen Bereichen der Stützeinrichtung (24).
12. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (24) ei
ne Mehrzahl von vorzugsweise nicht senkrechten Abfangflächen, insbesondere von schrägen, gegen den Schüttwinkel
des Brenngutes (6) geneigten Stützschienen (70) aufweist.
13. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter
der Luft-Zutrittsöffnung (32) , insbesondere hinter deir
Brennschacht (22), Zutrittsöffnungen (54) für Sekundär luft, insbesondere für zusätzliche Sekundärluft, angeordnet
sind.
14. Heizvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsebene (56) der Sekundärluft
zwischen dem eine Zündkammer bildenden Brennschacht (22) und einer Nachverbrennungskammer (52) angeordnet
ist.
•
15. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß im Abzugskanal (20) vorzugsweise in vertikaler Verlängerung des Brennschachtes
(22) und einer Nachverbrennungskammer (52) Prall-
5 elemente (60) für Abgase (18) voigesehen sind, welche ohne dauernde Berührung mit den Wänden des Abzugskanals
(20) von der Oberseite her abgehängt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19828214176 DE8214176U1 (de) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | Heizvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19828214176 DE8214176U1 (de) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | Heizvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8214176U1 true DE8214176U1 (de) | 1982-08-26 |
Family
ID=6740142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19828214176 Expired DE8214176U1 (de) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | Heizvorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8214176U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3239953A1 (de) * | 1982-10-28 | 1984-05-03 | geb. Stiasny Anneliese 8261 Marktl Harlander | Wechselbrandkessel |
-
1982
- 1982-05-14 DE DE19828214176 patent/DE8214176U1/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3239953A1 (de) * | 1982-10-28 | 1984-05-03 | geb. Stiasny Anneliese 8261 Marktl Harlander | Wechselbrandkessel |
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