EP0156363A2

EP0156363A2 - Festbrennstoffvergaserfeuerung

Info

Publication number: EP0156363A2
Application number: EP85103590A
Authority: EP
Inventors: Hans Dr. Viessmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1985-10-02
Also published as: ES285736U; ES285736Y; EP0156363A3

Abstract

Die Festbrennstoffvergaserfeuerung ist zur Vergasung von Festbrennstoffen, wie Stückholz, brikettiertes Holz, Holzspäne od. dgl. bestimmt und besteht aus einem unten mit Rost und Aschfallraum versehenen Füllschacht und einer zu einer Nachschaltheizfläche führenden Heizgaszugsöffnung. Im Innenraum (1) eines gasdichten Umschließungsgehäuses (2) ist der untere Bereich (3') des Füllschachtes (3) in Form einer Doppelkegel- oder zylindrischen Erweiterung (4) ausgebildet und angeordnet. In der Schulter (5) des oberen Stumpfes (6) sind ringsum verteilt mehrere Heizgasabströmöffnungen (7) vorgesehen. Diese Öffnungen (7) münden in einen den Füllschacht (3') umgebenden, mit der Heizgasabzugsöffnung (8) versehenen Gasausbrennringkanai (9). Die Erweiterung (4) einschließlich Gasausbrennringkanal (9) und der sich daran nach oben anschließende, innerhalb des Umschließungsgehäuses (2) angeordnete Teil des Füllschachtes (3') sind aus feuerfesten Formteilen gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Festbrennstoffvergaserfeuerung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.
Festbrennstoffvergaserfeuerungen der genannten Art sind bspw. nach der DE-PS 829 482 bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Generatorgasfeuerung mit absteigender Vergasung, wobei der eigentliche Feuerungsbereich teilweise mit Kühlluftkammern umgeben ist und wobei die durchströmende Kühlluft in die anzuschließende Nachschaltheizfläche zusätzlich zu den im Feuerraum gebildeten Gasen einströmt. Die Anordnung der Kühlluftkammern erfolgt hierbei mit der Absicht, den Generator möglichst leicht auszubilden, um schwere Schachtausmauerungen zu vermeiden. Diese Zielsetzung wird aber durch den Aufwand bezüglich der Anordnung-und Ausbildung der Kühlluftkammern erreicht, mit denen allerdings noch nicht einmal die Seitenflanken der Feuerung erfaßt sind. Wäre dies der Fall, so würde sich ein noch größerer Aufwand ergeben. Außerdem ist bei dieser Art der Generator- bzw. Vergaserausbildung kein wünschenswert kegelförmiges, in allen Bereichen möglichst gleichförmig durchströmbares Glutbett zu erzielen, aus dem die Gase ebenfalls gleichmäßig verteilt möglichst nach oben abströmen können.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Festbrennstoffvergaserfeuerung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß dieser trotz Verwendung feuerfesten Materials keiner Ausmauerung bedarf und dieses Material komplikationslos, d.h. ohne Ausmauerungsmaßnahmen in ein Umschließungsgehäuse eingebracht werden kann und wobei die feuerfesten Teile derart gestaltet und einander zugeordnet sein sollen, daß sich ein kegelförmiges Glutbett ergibt, aus dem die Gase frei nach oben abströmen, danach voll ausbrennen und dann einer Nachschaltheizfläche bzw. Nachbrennkammer zugeführt werden können.
Diese Aufgabe ist mit einer Festbrennstoffvergaserfeuerung der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches Erfaßte gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.
Durch diese Lösung ergibt sich eine denkbar einfache Konstruktion des aus Stahlblech zu bildenden Umschließungsgehäuses, in das die den unteren Bereich des Füllschachtes und die Feuerraumerweiterung bildenden Teile einfach und ohne unmittelbaren Wandkontakt einzusetzen bzw. übereinander einzustapeln sind. Durch die Formgebung der Teile, die ohne weiteres ein formschlüssiges Ineinanderpassen zulassen, ergibt sich aber auch gleichzeitig eine denkbar günstige Gestaltung des Feuerraumes und eine gleichmäßige Abströmung der sich bildenden Gase nach oben in den Gasausbrennringkanal, den sie durch die Gasabströmöffnung in die Nachschaltheizfläche verlassen.
Der Freiraum zwischen Umschließungsgehäuse und feuerfesten Teilen kann mit Isolationsmaterial gefüllt werden. Es ist aber auch möglich, das Umschließungsgehäuse außenseitig zu isolieren und zumindest die Seitenwand als wasserführende Doppelwand auszubilden. Vorzugsweise werden sämtliche Teile aus Fertigungsgründen zylindrisch bzw. ringzylindrisch ausgebildet. Bezüglich des Rostes ist eine besonders vorteilhafte und für den einwandfreien Betrieb der Feuerung zweckmäßige Ausführungsform vorgesehen, die noch näher erläutert wird.
Die erfindungsgemäße Festbrennstoffvergaserfeuerung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt schematisch

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Festbrennstoffvergaserfeuerung;
Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt mit besonderer Ausführungsform und
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Bereich der Drehrostanordnung.

Wie aus Fig. 1 erkennbar, sind im Innenraum 1 des Umschließungsgehäuses 2 die den unteren Füllschachtteil bildenden feuerfesten Elemente übereinandergestapelt angeordnet und zwar wie folgt:

Auf der Abschlußdecke 11 des Aschfallsammelraumes 12, ggf. mit Zentrierelementen 11' zentriert, sitzt zunächst das ziemlich massive Teil des unteren Stumpfes 10, der zusammen mit dem Rost 21 gewissermaßen eine Schale für das Glutbett bildet und als Träger für die Schulter 5 und den Gasausbrennringkanal 9 dient. Die Schulter ⁵ ist dabei mit dem Schachtteil 3" zu einem Teil zusammengefaßt, das vom Gasausbrennringkanal 9 konzentrisch umfaßt wird, der gegenüberliegend zur Gasabströmöffnung 8 mit einer Sekundärluftöffnung 20 versehen ist. Je nach den Abmessungen kann auf dem Schachtteil 3" noch ein weiteres ringförmiges Formteil 19 aus ebenfalls feuerfestem Material, wie dargestellt, angeordnet sein. Der Stumpf 10 kann jedoch auch, wie gestrichelt angedeutet, zylindrisch ausgebildet und mit der Schulter 5 als ein Teil ausgebildet sein, auf das dann das Schachtteil 3" aufgesetzt ist.

Sofern zentrisch unter dem Stumpf 10 in der Abschlußdekke 11 ein stationäres Rost 21 vorgesehen ist, wird der Stumpf 10 mit einer Ascheausräumöffnung 22 ausgestattet. Vorteilhaft wird als Rost jedoch ein Drehrost 23 (Fig. 2, 3) vorgesehen. Drehende Elemente, ggf. mit dem Drehrost verbunden, können ebenfalls vorgesehen werden, um einer eventuellen Brückenbildung im Schacht entgegenzuwirken, falls feine Holzabfälle, wie Säge- oder Hobelspäne verbrannt werden sollen. Wegen der Wärmebelastung im Glutbettbereich werden solche Rührelemente jedoch bevorzugt von oben her eingeführt und betätigt.
Durch die Stumpfausbildung bzw. die Anordnung der Erweiterung 4 entsteht im Bereich des Glutbettes die Schulter 5, wobei der obere Stumpf 6 vorteilhaft mit einer geringeren Neigung als 45° angelegt ist. Dadurch entsteht über der gestrichelt angedeuteten Glutbettoberfläche 6' ein ringförmiger Freiraum, aus dem die aufsteigenden Gase unbehindert in die Gasabströmöffnungen 7 einströmen und in den Gasausbrennringkanal 9 gelangen können, den sie dann,weitgehend ausgebrannt, durch die Heizgasabzugsöffnung 8 verlassen und ggf. in eine angeschlossene geeignete Nachschaltheizfläche (nicht dargestellt) gelangen, die einen Gas-Flüssigkeitswärmetauscher bildet.
Der Freiraum 1 im Gehäuse 2 kann, aber muß nicht, mit Isoliermaterial ausgefüllt sein. Ferner kann die zylindrische Seitenwand 2' in Form einer wasserführenden Doppelwand 15 ausgebildet und mit Vor- und Rücklaufanschlüssen 13, 14 versehen werden. Zweckmäßig erhält dann das Gehäuse 2 eine hier nicht dargestellte Außenisolation. Nach oben ist das Umschließungsgehäuse 2 mit einer dicht aufsetzbaren Decke 18 verschlossen, die auch gleichzeitig, wie erkennbar, Träger des oberen Füllschachtes 3 ist, in den der Festbrennstoff in geeigneter Weise (von Hand oder mit automatischen Zuförderelementen) durch eine Füllöffnung 16 eingebracht werden kann.
Diese Öffnung 16 kann ggf. sicherheitshalber auch als Rauchschwallschleuse ausgebildet werden, was in der Regel aber kaum notwendig ist, da der Vergaser zweckmäßig hinter der Öffnung 8 bzw. hinter der nicht dargestellten Nachschaltheizfläche mit einem Saugzuggebläse (nicht dargestellt) ausgestattet wird. Der obere, ebenfalls mit Isolierung 31 versehene Füllschacht 3 durchgreift mit seinem unteren Rand 17 die Decke 8 und bildet damit den Anschluß an den oberen Ring 19 aus feuerfestem Material, d.h., dieser Rand 17 dient ebenfalls als Zentrierung und Halter für die feuerkeramischen Teile.
Wie ohne weiteres erkennbar, besteht also die ganze Vergaserfeuerung gewissermaßen aus drei voneinander unabhängigen Teilbereichen, die sich separat leicht transportieren, zusammenfügen und auch wieder auseinandernehmen lassen, nämlich aus dem Umschließungsgehäuse 2, den feuerkeramischen Einsatzteilen, die keiner Einmauerung bedürfen und aus der Decke 18 mit Füllschacht 3.
Wie aus Fig. 2, 3 erkennbar, ist das Rost vorteilhaft als Drehrost 23 ausgebildet und in Distanz zur unteren Schachtöffnung 24 des Festbrennstoffschachtes angeordnet und in geeigneter Weise im darunter befindlichen Aschfallgehäuse 12 gelagert und zwar vorteilhaft in axialer Richtung verstellbar, wie mit Doppelpfeil angedeutet. Auf der Unterseite ist das Drehrost 23 mit mindestens einem in das Aschfallsehäuse 12 ragenden Ascheräumflügel 25 versehen und kann somit eine im Räumbereich im Boden 33 des Aschfallgehäuses 12 angeordnete Ascheaustragsöffnung 27^jbestreichen, unter der, wie bspw. dargestellt, eine kleine Ascheaustragsförderschnecke 30 angeordnet sein kann. Im seitlichen Ascheaustragsbereich 27 des Drehrostes 23 ist ein den Antrieb 28 des Drehrostes 23 steuernder Temperaturfühler 29 angeordnet, der über ein Regelglied mit dem Antrieb 28 in Verbindung steht.
In Rücksicht auf die vorteilhaft vorzusehende axiale Verstellbarkeit des Drehrostes 23 sind die Unterkanten 32 der beiden Räumflügel 25 in einer eine solche axiale Verstellung des Drehrostes zulassenden Distanz über dem Boden 33 des Aschfallgehäuses 12 angeordnet. Die Restasche, die dadurch liegenbleibt, spielt keine Rolle, wesentlich ist nur, daß sich im Aschfallgehäuse 12 durch nicht erfolgte Ascheräumung kein Aschestau so weit aufbauen kann, daß damit auch der Anordnungsbereich des Temperaturfühlers 29 zugesetzt werden kann, da dieser Bereich für die vorerwähnte Temperaturfühlung zwingend freigehalten werden muß.
Wie ebenfalls aus Fig. 2 erkennbar, ist das Drehrost als flacher, nach oben konvergierender Kegel 23' ausgebildet und mit einer sich in horizontal erstreckender Ringfläche 23" versehen, die für den Aufbau, aber auch den Abfall der sich im Bereich 7 befindlichen Ascheschicht besonders vorteilhaft ist.
Um die Asche nicht nur vor sich herzuschieben, sondern diese gleichzeitig mit der Drehbewegung nach außem zum Anordnungsbereich der Ascheausfallöffnung 27' zu transportieren, sind die Räumflügel 25, von denen selbstverständlich beispielsweise auch vier angeordnet sein können, in bezug auf Drehrichtung und Radius des Drehrostes 23 entgegen der Drehrichtung winklig angestellt oder gekrümmt ausgebildet, wodurch ein Transportschub nach außen zur Öffnung 27' hin gewährleistet ist.
Dieser besonderen Ausführungsform liegt folgende Überlegung zugrunde:

Die Temperatur des Glutbettes bzw. der Ascheschicht, die sich im untersten Bereich des Glutbettes bildet, d.h. am Spalt zwischen Drehrost und unterem Schacht- öffnungsrand, ist als Regelimpuls für den Antrieb und den Stillstand des Drehrostes 23 ausnutzbar, da bei Veraschung dieses Bereiches weniger Wärme seitlich abgestrahlt wird. Wenn dies eintritt, wird über ein geeignetes Regelglied der Drehrostantrieb 28 in Gang gesetzt.

Claims

l. Festbrennstoffvergaserfeuerung, bestehend aus einem unten mit Rost und Aschfallraum und mit Primär- und Sekundärluftzuführungen versehenen Füllschacht und einem zu einer Nachschaltheizfläche führenden Heizgasabzugskanal, dadurch gekennzeichnet , daß der Heizgasabzugskanal als mit Heizgasabzugsöffnung (8) versehener Gasausbrennringkanal (9) um den unteren Bereich des Füllschachtes (3', 3") angeordnet ist, daß unter dem Gasausbrennringkanal (9) der Füllschacht in Form einer doppelkegeligen oder zylindrischen Erweiterung (4) mit Bodenrost (21) ausgebildet ist, daß in der die Erweiterung (4) nach oben begrenzenden Schulter (5) mehrere in den Gasausbrennringkanal (9) führende Gasüberströmöffnungen (7) angeordnet sind, und daß die Erweiterung (4) einschließlich des Gasausbrennringkanales (9) und der sich daran nach oben anschließende, innerhalb des Umschließungsgehäuses (2) angeordnete Teil des Füllschachtes (3', 3") in bekannter Weise aus feuerfesten Formteilen gebildet sind.
2. Feuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schulter (5) des oberen Stumpfes (6) in bezug auf die Vertikale mit einer kleineren Neigung als 45° versehen ist.
3. Feuerung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß auf dem unteren zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Stumpf (10), der auf einer Abschlußdecke (11) des Aschfallsammelraumes (12) gelagert und angeordnet ist, der obere Stumpf (6) mit Schachtteil (3") und der Gasausbrennringkanal (9) formschlüssig aufgesetzt angeordnet sind.
4. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens die Seitenwand (2') des Umschließungsgehäuses (2) als wasserführende, mit Vor- und Rücklaufanschlüssen (13, 14) versehene Doppelwand (15) ausgebildet ist.
5. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der obere, mit Füllöffnung (16) versehene und aus Stahlblech gebildete Teil des Füllschachtes (3) mit seinem unteren Rand (17) die auf das Umschließungsgehäuse (2) gasdicht aufsetzbare Decke (18) durchgreift und in das feuerfeste Formteil (19) des unteren Füllschachtes (3') eingreifend angeordnet ist.
6. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Gasabzugsringkanal (9) mit einer Sekundärzuluftöffnung (20) versehen und diese gegenüberliegend zur Heizgasabzugsöffnung (8) angeordnet ist.
7. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß bei Anordnung eines stationären Rostes (21) im unteren Stumpf (10) eine Ascheausräumöffnung (22) angeordnet ist.
8. Feuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Bodenrost als Drehrost ausgebildet und in Distanz zur unteren Schachtöffnung (24) angeordnet und auf seiner Unterseite mit mindestens einem in das Aschfallgehäuse (12) ragenden Ascheräumflügel (25) versehen und im Räumbereich im Boden (26) des Aschfallgehäuses (12) eine Ascheaustragsöffnung (27') und im seitlichen Ascheaustragsbereich (27) des Drehrostes (23) ein den Antrieb (28) des Drehrostes (23) ein den Antrieb (28) des Drehrostes (23) steuernder Temperaturfühler (29) angeordnet ist, wobei das Drehrost (23) als flacher, nach oben konvergierender Kegel (23') und dieser in einer sich horizontal erstreckenden Ringfläche (23") auslaufend ausgebildet ist.
9. Heizkessel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Unterkante (32) des mindestens einen Räumflügels (25) in einer eine axiale Verstellung des Drehrostes (23) zulassenden Distanz über dem Boden (33) des Aschfallgehäuses (12) angeordnet ist.