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Heizkessel zur flammenlosen Verbrennung zerkleinerter, fester Brennstoffe
in loser oder gebundener Form Die Erfindung betrifft einen Heizkessel zum flaimmvenlosem
Verbrennen loser oder künstlich gebundener, granulierter oder zerkleinerter, Fester
Brennstoffe mit außerhalb des Verbrennungsraumes angeordneten, umabhängig voneinander
arbeitenden Gebläsen, die unmittelbar oder über Getriebe von einem Motor angetrieben
werden. Die erzeugten heißen Verbrennungsgase werden unmittelbar zu Raumheiz-, Koch-
und Backzwecken und für Warmwasserbereitung und Dampferzeugung nach bekannter Art
verwendet. Zerkleinerter, loser oder gestampfter Brennstoff befindet sich innerhalb
eines Zylinders, längs dessen Mittelachse ein senkrechter Abzugschacht angeordnet
ist, der über einer Bohrung in der Mitte des Zylinderbodens mündet, durch den der
Brennstoff von unten entzündet wird. Der Ab brand bildet unmittelbar über dem Zylinderbod-en
eine niedere Brennzone, wobei der Brennstoff ununterbrochen nachrutscht, während
die heißen Verbrennungsgase durch den Abzugscbacht zurr Kamin albgesaugt werden.
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Bei bekannten Heizkesseln dieser Art werden die Verfbrennungsgase
in den Zwischenrauen zwischen Brennzylinder und Außenmantel geleitet, wobei der
so aufgeheizte Außenmantel als Wärmespender dient. Auch ist es bei Dampf- und Warmwasseraufbereitungsanlagen
nicht mehr neu, die heißen Rauchgase der flammenlosen Verbrennung auszunutzen. Dabei
wird der Brennstoff in Zeitabständen nachgefüllt oder uiüunberbrochen eingebracht.
Diese
Kessel arbeiten entweder mit schlechtem Wirkungsgrad oder
bedingen sehr große Bemessungen. Demgegenüber zeichnet sich der Heizkessel nach
der Erfindung durch die Vereinigung folgender zum Teil bekannter Merkmale aus: a)
Ein Gebläse fördert die erforderliche Verbrennungsluft in den als Brennzylinder
ausgebildeten Verbrennungsraum, und die heißen Verbrennungsgase werden durch ein
im Brennstoff längs der Mittelachse des Brennzylinders angeordnetes Rohr mit konischer
Erweiterung des oberen Endes mit Überdruck ,abgeleitet.
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b-) Mit Abstand um den Brennzylinder ist ein unten offener Außenmantel
vorgesehen, der den in ihm befestigten Brennzylinder überragt und in Nähe der Oberkante
einen den ganzen Umfang umfassenden Falz od. dgl. aufweist, in den eine Dichtung
eingelegt und der untere Rand einer oberen Abschlußhawbje des Kessels derart ,eingesetzt
ist, daß sie auf der Dichtung aufsteht.
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c) Mit der Außenkante des Brennzylinderbodens ist ein Abschlußblech
verbunden und derart geformt, daß unterhalb des Brennzylinders ein mit einer rohrstutzenartigen
Öffnung versehener Hohlraum entsteht und die stutzenartige Öffnung als Gehäuse eines
Gebläses od. dgl. dienen kann, welches die erforderliche Ver'brennungsiluftmenge
derart einbläst, daß der in dem Hohlraum angeordnete Aschenkasten als Prallblech
wirkt und eine Wirbelströmung der Verbrennungsluft zum Zweck ihrer Vonvärmung durch
Strahlungswärme des Brennzylinderbodens bewirkt.
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An einen solchen Kessel kann beispielsweise eine Raumheizungsanlage
unter Verwendung von Heizkörpern, ähnlich. einer ND-Dampfheizung, unmittelbar oder
unter Zwischenschalten eines Fliehkraftabscheiders, Filters od. ä. an den Rohrstutzen
der Abschlußhaube angeschlossen werden und die durch die Anlage geleiteten Rauchgase
nach dem B.eaufschlagen des letzten Heizkörpers zum Kamin geführt werden. Ferner
kann durch unmittelbares ilnschließen eines Durchlauferhitzers, durch Drosseln oder
Absperren der Mischluft ein hoher Wirkungsgrad für die Aufbereitung von Dumpf- oder
Warmwasser in der Industrie und im Haushalt erzielt werden. Eine weitere Möglichkeit
bietet sich durch mittel- oder unmittelbaren Anschluß von Koch- und Backstellen,
beispielsweise derart, daß die Fortleitungsrohre in engen, dacht aneinanderliegenden
Windungen waagerecht liegende Spiralen bilden. Diese Spiralen werden von den heißen
Rauchgasen durchströmt und bilden so die Kochstellen, während hinter diesen die
Rohre zum Zweck einer Aufheizung in mehreren Windungen um ein Backrohr gelegt werden,
wobei eine weitgehende Temperaturregelung von Hand, Thermostat od. ä. möglich ist.
Es ist daher gemäß vorliegender Erfindung auf einfache, raumsparende Art ein Heizkessel
mit hohem Wirkungsgrad geschaffen. Da der Kessel mit sehr niederen Drücken ohne
Verwendung tropfbarer Flüssigkeiten betrieben werden kann, können sowohl der Verbrennung
ausgesetzte Teile als auch Verbraucher in Leichtbauweise ausgeführt und damit beträchtliche
Mengen Stahl, Guß und Metall eingespart werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i einen senkrechten Schnitt durch den Heizkessel in Ansicht
von vorn nach der. Linie. A-A in Abb. z, Ab-b. 2 eine seitliche Ansicht des Kessels,
unten offen, Abb. 3 eine Draufsicht auf den Kessel und Abb. ¢ einen waagerechten
Schnitt durch den Kessel .nach der Linie B-B in Abb. 2.
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Es bezeichnet i den Außenmantel des Kessels, in welchem der Brennzylinder
2 stehend so befestigt ist, daß die beiden Oberkanten auf einer Ebene liegen, während
.auf der unteren Seite der Außenmantel den in ihm befestigten Brennzylinder ein
Stück überragt und einen nach unten offenen Hohlraum bildet. Ferner ist die Anordnung
des Brennzylinders zum Außenmantel i so ausgeführt, daß zwischen Außenmantel und
dem Brennzylinder ein Hohlraum a entsteht, der durch einen über den ganzen Umfang
sich erstreckenden Düsen- oder Ventilring 3 in einen oberen und unteren Teil getrennt
wird. Dier Brennzyl'inderbod en 4. ist in seiner Mitte mit einer öffnung versehen,
in die eine mit einem Regelschieber 6 versehene Düse 5 hineinragt. Durch ein entsprechend
geformtes Blech 7, das an der Unterseite des Brennzylinderbtodens q. luftdicht befestigt
ist, wird nach unten ein mit einer stutzenartigen öffnung versehener Hohlraum b
gebildet, der einerseits zur Aufnahme des Aschenkastens 8 und andererseits zur Vorwär-nung
der Verbrennungsluft dient. Der Hohlraum ist so ausgeführt, daß das Blech 7 an der
Vorderseite mit dem Außenmantel i dicht verbunden ist, der an dieser Stelle zur
Aufnahme des Aschenkastens 8 eine öffnung 9 aufweist, welche bei hereingeschobenem
Aschehkasten durch den an diesem stirnseitig befestigten Griffdeckel io luftdicht
geschlossen ist. Hierbei dient der Aschenkasten zur Aufnahme des zur Inbetriebsetzung
der Feuerung erforderlichen Anfachbrennstoffes, zur Aufnahme der durch die Düsenöffnung
fallenden Asche sowie als Prallblech der unterhalb einströmenden Verbrennungsluft.
Der völlig eingeschobene Asch enkasten ist unmittelbar unter der Disenöffnung zu
einer Vertiefung ausgebuchtet, so d!aß der darin befindliche; außerhalb des Kessels
entzündete Anfachbrennstoff bei völlig eingeschobenem Aschenkasten ummittelbar unter
die Düsenöffnung zu stehen kommt. Unterhalb dieser Ausbuchtung ist, mit der Mittelachse
der Düse 5 zusammenfallend, der Eintrittstutzen i i derart angeordnet und ausgebildet,
daß er gleichzeitig als Gehäuse zur Luftschraube 12 dient, die mittels Motor 13
angetrieben wird. Die Luftschraube fördert die erforderliche Verbrennungsluft in
den durch Blech 7 gebildeten Raum, wobei der Aschenk.asten 8 als Prallblech wirkt,
so daß die dadurch wirbelnde Verbrennungsluft einerseits durch die Strahlungswärme
des Brennzylinderbodens ¢ vorgewärmt wird und andererseits eine schädliche Wärmestrahlung
nach unten vermieden wird. Eine
zweite Luftschraube 14, die vom
gleichen Motor 13 angetrieben sein kann, ist unterhalb des Brennzylinders 2 so angeordnet,
daß durch sie Frischluft in den Hohlraum a zwischen Außenmantel 1 und Brennzylinder
2 gefördert wird. Die durch die Strahlungswärme der Brennzylinderwand aufgewärmte
Frischluft kann zu Heizungs- oder Trocknungszwecken benutzt und aus einer unmittelbar
unter .dem Ventil- oder Düsenring 3 befindlichen, mit einem Schieber 15 versehenen
Austrittsöffnung 16 des Außenmantels abgeleitet werden. Diese Frischluft wird durch
die Ringdüsen oder Ventile 3 gesteuert und kann den heißen Verbrennungsgasen zur
Verminderung deren Temperaturen beigemischt werden.
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Zu diesem Zweck ist der Bre.nnzylinder 2 mit einem dicht schließenden
Deckel 17 versehen, durch dessen Mitte ein Rohr 18 derart geführt ist, daß es ein
Stück in den senkrechten Abzugschacht des Brennstoffes 19 hineinragt, während oberhalb
des Deckels 17 das Rohr 18 so weit heraussteht, daß es mit seinem oberen Ende dicht
unter dem Anschlußstutzen 20 endet, der an der Abschlußhaube 21 befestigt ist. Die
Bohrung des Rohres 18 ist an seinem oberen Ende konisch erweitert und der Anschlußstutzen
2o diffusorartig geformt, so daß beide Teile in bekannter Art als Strahlpumpe derart
zusammenwirken können, daß die mittels der zweiten Luftschraube 14 geförderte und
durch die Ringventile 3 dosierte Frischluft von den heißen Verbrennungsgasen mitgerissen
und im diffusorartigen Anschlußstutzen 2o zum Zweck einer bestimmten Temperaturverminderung
vermischt wird. Der Anschlußstutzen 2o dient gleichzeitig als Verbindungsteil unmittelbar
oder vermittels Rohrleitungen zum Verbraucher, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
von Fliehkraftab:scheidern, Filtern od. dgl.
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Zum Zweck einer einfachen Beschickung des Brennzylinders 2 einerseits
und zur Sicherung gegen Explosionsgefahr andererseits ist die Abschlußhaube 20 federnd
und luftdicht auf den Außenmantel 1 aufgesetzt. Hierfür ist der Außenmantel 1 in
der Nähe seiner Oberkante mit einem den ganzen Umfang umfassenden Wulst 22 od. dgl.
versehen, der zur Aufnahme einer Dichtung 23 dient und auf der Abschlußhaube 21
mit ihrer Unterkante im Betriebszustand aufsitzt. Unterhalb des Außenmantels 1 ist
ein Auflagerahmen 24 od. dgl. vorgesehen, auf dem in Nähe des Außenmantels, auf
dessen Umfang gleichmäßig verteilt, mehrere senkrecht stehende, aus Rohr oder Rundeisen
gebildete Säulen 25 fest .angeordnet und mit je einer Drruckfeder 26 derart versehen
sind, daß die Säulen 25 durch die mit entsprechenden Bohrungen versehenen, fest
mit dem Außenmantel 1 verbundenen Auflagelappen 27 geführt werden, die ihrerseits
auf den Druckfedern 26 aufliegen, so daß der Außenmantel 1 auf den Druckfedern 26
ruht. Die oberhalb der Auflagelappen 27 angeordneten, mit einer gleichen Bohrung
versehenen und mit den Auflagelappen 27 fluchtenden Führungslappen 28, die an dem
Außenmantel 1 befestigt sind und durch die die Säulen 25 geführt sind, dienen der
Führung des Außenmantels, so daß durch Druck von oben der Außenmantel und die darin
befestigten Teile zwischen dem Rahmen 24 nach unten ausweichest können.
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Ein Senkrahmen 29 od. dgl., auf dem der Auflagerahmen 24 nach zwei
Seiten verschiebbar angeordnet ist, ist mit einer Vorrichtung oder unmittelbar mit
der Abschlußhaube 21 so verbunden, daß mittels Hebel od. dgl. betätigte Kniegelenke,
Scheren, Exzenter od. ä. der ganze Kessel angehoben und gesenkt werdest kann. Vor
Erreichen der höchsten Stellung steht der untere Rand der Abschlußhaube 21 auf der
Dichtung 22 im Wulst 23 auf, so daß der restliche Hub unter Spannung der Druckfedern
26 erfolgt und dadurch ein luftdichter Abschluß zwischen Außenmantel und Abschlußhaube
erreicht wird. Bei plötzlich auftretendem überdruck wird der ,ganze Kessel nach
unten gedrückt, um nach erfolgter Verpuffung wieder zurückzufedern.