EP2208938A2 - Device for burning solid fuel - Google Patents

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EP2208938A2
EP2208938A2 EP10000254A EP10000254A EP2208938A2 EP 2208938 A2 EP2208938 A2 EP 2208938A2 EP 10000254 A EP10000254 A EP 10000254A EP 10000254 A EP10000254 A EP 10000254A EP 2208938 A2 EP2208938 A2 EP 2208938A2
Authority
EP
European Patent Office
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adjusting device
combustion
operating parameters
control module
exhaust gas
Prior art date
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EP10000254A
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German (de)
French (fr)
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EP2208938B1 (en
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V. Dr. Schmatloch
Rainer Svajda
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Spartherm Feuerungstechnik GmbH
Original Assignee
Spartherm Feuerungstechnik GmbH
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Publication date
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Publication of EP2208938A3 publication Critical patent/EP2208938A3/en
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    • F24B5/00—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges
    • F24B5/02—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges in or around stoves
    • F24B5/021—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges in or around stoves combustion-air circulation
    • F24B5/026—Supply of primary and secondary air for combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N3/00—Regulating air supply or draught
    • F23N3/005—Regulating air supply or draught using electrical or electromechanical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N2225/26—Measuring humidity
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N3/04—Regulating air supply or draught by operation of single valves or dampers by temperature sensitive elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties

Definitions

  • the invention relates to a device for burning solid fuels, in particular a fireplace or tiled stove, fireplace insert or the like, with a connected to a combustion air connection and an exhaust gas combustion chamber, wherein the combustion air connection for supplying primary and secondary combustion air formed in the combustion chamber, a device for detecting operating parameters of the combustion process provided and the combustion air supply in response to the detected operating parameters of the combustion process is variable.
  • Firing systems such as chimney systems, tiled stoves, stoves or the like are usually fired in batches with fuels such as wood in lumpy or pressed form, straw or other renewable fuels or coal fuels. Firing systems powered by biomass, ie mainly wood, make the greatest contribution to the use of renewable energies. Out For this reason, and also because of the achievable improvement of the heat supply security in private households, such furnaces or apparatus for burning solid fuels are becoming increasingly popular.
  • Such devices are provided as a single fireplaces, where the combustion takes place without fan assist and the combustion air supply and the exhaust gas discharge is accomplished by means of the natural chimney draft.
  • Such fireplaces can advantageously be operated without auxiliary electric power.
  • batch-fed solid fuel burning devices usually do not dissipate the heat evenly over a long period of time, but produce a large amount of heat after a firing phase of rather low heat release for a limited period of time. This phase is followed by a burnout phase during which the heat release gradually decreases.
  • the temperature in the fuel bed can vary, and beyond that also the exhaust gas temperature.
  • the temperature of the ember bed is a decisive factor for the quality of combustion. Too low temperatures in the good bed lead to incomplete combustion and thus to increased emissions of carbon monoxide and burned hydrocarbons or soot. In addition to the harmful effect of such gases occurs as a further undesirable effect of the incomplete utilization of the fuel added.
  • the course of the exhaust gas temperature reflects the progress of the combustion.
  • the increased temperature of the exhaust gas is the cause of the Schomsteinzug and thus provides the drive for the combustion air and exhaust gas production available.
  • After firing it is important to reach sufficiently high temperatures as quickly as possible. On the one hand, this is important in order to keep the starting phase with low combustion temperatures and thus the risk of incomplete combustion as low as possible.
  • only at a sufficiently high exhaust gas temperature is sufficient for a good combustion chimney draft.
  • Such adjusting devices are usually operated by hand and are thus adjusted during the burn-off by the operator in each case suitable for the burning-off phase. However, this can not be done by an untrained operator.
  • the device of the type mentioned is characterized in that the means for detecting operating parameters of the combustion process is designed as a control module and with a motor operable, controllable by a control module adjusting device for changing the combustion air supply is connected and that the primary and the secondary combustion air supply in each case depending on the detected operating parameters of the combustion process via the control module of the adjusting device are controllable.
  • a device for burning solid fuel with the combustion quality as well as the pollutant emissions and the utilization of the fuel are to be substantially improved by the operator no longer has to make manual settings on the furnace, but on the device for Detection of operating parameters combustion-specific values such as the exhaust gas temperature and / or the Emberbetttemperatur and / or the stoichiometric air ratio in the exhaust gas or other values to be determined and implemented for control of the motorized adjustment of the control module in automatic mode.
  • corresponding desired values can be preset, which are compared with the actual values supplied by the device for detecting operating parameters, so that the combustion air supply, both the primary and the secondary, can be correspondingly controlled.
  • the invention provides that in addition a manually operable lever is provided with the conventional manner, the user can act on the combustion process by manually operating the adjustment. This is especially important if, for example there is a power failure, after which then the combustion air supply can be controlled by means of the manual control lever.
  • the lever serves as a display device for the respective adjustment of the combustion air and thus allows the operator to monitor the function of the automatic combustion air adjustment, It is also possible for the automatic combustion air adjustment, for example, to consider the opening of a combustion chamber door or process that Fuel is refilled.
  • the invention improves user comfort considerably.
  • a long uniform heat release can be ensured and beyond a significant improvement in efficiency can be achieved, so that there is better efficiency, an increased pollutant emissions is avoided and also operator errors can be excluded, leading to overheating, a Scheibentrrußung, a chimney scoop, a Fuel waste and lead to high emissions.
  • the combustion chamber of the solid fuel combustion apparatus (combustion plant) is assigned, to which a combustion air duct 2 is assigned.
  • the combustion chamber is connected to an exhaust system 3.
  • the combustion air duct 2, which has a combustion air collector 7, has a primary air duct 20 with a primary air damper 4 and a primary air damper driver 5 associated with the primary air damper 4.
  • the combustion air duct 2 is connected to a secondary air duct 21 and a secondary air inlet 19.
  • the primary air inlet is identified by the reference numeral 18.
  • a primary air actuator 22 is provided, which can be controlled by a control module 17.
  • the secondary air duct 21 is preceded by a secondary air actuator 23, which is also to be controlled by the control module 17.
  • Fig. 1 shown an embodiment in which the primary and secondary air, the combustion air actuator are mechanically coupled to each other.
  • the combustion air supply into the combustion chamber 1 is to be changed by a motor-driven, preferably electric motor-operated adjusting device 8 (combustion air meter).
  • this adjustment can be designed as a hub, which is to be rotated by an electric motor.
  • the turntable is equipped with open segments and opens or closes channels for the entire combustion air, depending on the angular position.
  • the junction in primary and secondary air is only in the flow direction behind this combustion air metering 8.
  • the turntable of Verbrennungs Kunststoffdosierers is equipped with a Primär Kunststoffklappenmit mecanic 6 through which the primary air damper is pivoted in response to the position of the hub 8 and thus open or closed the path for the primary air becomes. In this way, the optimal ratio of primary and secondary air can be adjusted with just one movement.
  • the combustion chamber door of the combustion chamber 1 carries the reference numeral 9.
  • a servomotor 10 is provided in the aforementioned embodiments, which is fixed to brackets 11.1 and 11.2.
  • an adjusting lever 13 which serves in the automatic operating mode as a position indicator for the adjusting device 8.
  • an exhaust gas temperature sensor 14 an exhaust gas sensor 15 (e.g., a lambda probe) and an ember bed temperature sensor 16, and a door sensor 25 are provided. These are all connected to the control module 17, which includes the means for detecting operating parameters of the combustion process.
  • the combustion air supply is controlled by the control module on the basis of predefinable setpoint values via the setting device 8, both for the supply of primary combustion air and for the supply of secondary combustion air for the afterburning, so that overall a uniform combustion process is to be represented without the user being able to act on the supply of combustion air, whereby the well-known risks of incorrect operation can be excluded.
  • the combustion air supply then turn on the lever. It is also possible to change the operating mode to manual mode via the control module.

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Abstract

The device has a combustion chamber (1) which is attached at a combustion aeration hose and an exhaust gas routing (3). A unit for detecting operational parameter of the combustion process is formed as control module. The unit is connected with a motor-actuatable adjusting device (8) for changing the combustion air supply. The adjusting device is regulated by the control module.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen, insbesondere einen Kamin- oder Kachelofen, Kamineinsatz oder dergleichen, mit einem an einen Verbrennungsluftanschluss sowie eine Abgasführung angeschlossenen Brennraum, wobei der Verbrennungsluftanschluss zur Zuführung von primärer und sekundärer Verbrennungsluft in den Brennraum ausgebildet, eine Einrichtung zur Erfassung von Betriebsparametern des Verbrennungsprozesses vorgesehen und die Verbrennungsluftzufuhr in Abhängigkeit der erfassten Betriebsparameter des Verbrennungsprozesses veränderbar ist.The invention relates to a device for burning solid fuels, in particular a fireplace or tiled stove, fireplace insert or the like, with a connected to a combustion air connection and an exhaust gas combustion chamber, wherein the combustion air connection for supplying primary and secondary combustion air formed in the combustion chamber, a device for detecting operating parameters of the combustion process provided and the combustion air supply in response to the detected operating parameters of the combustion process is variable.

Feuerungsanlagen wie Kaminanlagen, Kachelöfen, Kaminöfen oder dergleichen werden meist chargenweise mit Brennstoffen wie Holz in stückiger oder gepresster Form, Stroh oder anderen nachwachsenden Brennstoffen oder auch mit Kohlebrennstoffen befeuert. Mit Biomasse, also vorwiegend mit Holz, betriebene Feuerungsanlagen leisten den größten Beitrag zur Nutzung regenerativer Energien. Aus diesem Grunde und auch aufgrund der damit erreichbaren Verbesserung der Wärmeversorgungssicherheit in Privathaushalten erfreuen sich solche Feuerungsanlagen bzw. Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen zunehmender Beliebtheit.Firing systems such as chimney systems, tiled stoves, stoves or the like are usually fired in batches with fuels such as wood in lumpy or pressed form, straw or other renewable fuels or coal fuels. Firing systems powered by biomass, ie mainly wood, make the greatest contribution to the use of renewable energies. Out For this reason, and also because of the achievable improvement of the heat supply security in private households, such furnaces or apparatus for burning solid fuels are becoming increasingly popular.

In vielen Anwendungsfällen werden solche Vorrichtungen als Einzelfeuerstätten vorgesehen, bei denen die Verbrennung ohne Gebläseunterstützung abläuft und die Verbrennungsluftzufuhr und die Abgasableitung mithilfe des natürlichen Schornsteinzuges bewerkstelligt wird. Solche Feuerstätten können vorteilhafterweise ohne elektrische Hilfsenergie betrieben werden.In many applications, such devices are provided as a single fireplaces, where the combustion takes place without fan assist and the combustion air supply and the exhaust gas discharge is accomplished by means of the natural chimney draft. Such fireplaces can advantageously be operated without auxiliary electric power.

Insbesondere chargenweise beschickte Vorrichtungen zum Verbrennen von festen Brennstoffen geben die Wärme üblicherweise nicht gleichmäßig über eine längere Zeit ab, sondern erzeugen nach einer Anbrennphase mit eher schwacher Wärmeabgabe während einer begrenzten Zeitspanne eine hohe Wärmemenge. Dieser Phase folgt eine Ausbrandphase, während der die Wärmeabgabe allmählich abnimmt. Entsprechend der Verbrennungsgeschwindigkeit und damit entsprechend der Wärmeerzeugung kann die Temperatur im Brennstoffglutbett variieren und darüber hinaus auch die Abgastemperatur. Die Glutbetttemperatur ist allerdings ein entscheidender Faktor für die Verbrennungsqualität. Zu geringe Temperaturen im Gutbett führen zu unvollständiger Verbrennung und damit zu erhöhten Emissionen an Kohlenmonoxid und verbrannten Kohlewasserstoffen oder auch Ruß. Neben der schädlichen Wirkung solcher Abgase tritt als weiterer unerwünschter Effekt die unvollständige Ausnutzung des Brennstoffes hinzu. Zwar sind hohe Verbrennungstemperaturen für eine vollständige Verbrennung und damit optimale Ausnutzung der im Brennstoff gespeicherten chemischen Energie vorteilhaft. Allerdings führen zu hohe Verbrennungstemperaturen zu thermischer Stickoxidbildung, d.h. zu einer Umwandlung des in der Verbrennungsluft enthaltenen Stickstoffs zu Stickstoffoxiden. Um diesen Schadstoff zu vermeiden, sollte die Glutbetttemperatur einen bestimmten Maximalwert nicht überschreiten.In particular, batch-fed solid fuel burning devices usually do not dissipate the heat evenly over a long period of time, but produce a large amount of heat after a firing phase of rather low heat release for a limited period of time. This phase is followed by a burnout phase during which the heat release gradually decreases. According to the combustion rate and thus according to the heat generation, the temperature in the fuel bed can vary, and beyond that also the exhaust gas temperature. The temperature of the ember bed, however, is a decisive factor for the quality of combustion. Too low temperatures in the good bed lead to incomplete combustion and thus to increased emissions of carbon monoxide and burned hydrocarbons or soot. In addition to the harmful effect of such gases occurs as a further undesirable effect of the incomplete utilization of the fuel added. Although high combustion temperatures are for one complete combustion and thus optimal utilization of the chemical energy stored in the fuel advantageous. However, too high combustion temperatures lead to thermal nitrogen oxide formation, ie to a conversion of the nitrogen contained in the combustion air into nitrogen oxides. To avoid this pollutant, the ember bed temperature should not exceed a certain maximum value.

Der Verlauf der Abgastemperatur spiegelt den Fortschritt des Abbrandes wieder. Andererseits ist die erhöhte Temperatur des Abgases ursächlich für den Schomsteinzug und stellt damit den Antrieb für die Verbrennungsluft- und Abgasförderung zur Verfügung. Nach dem Anbrennen ist es wichtig, möglichst rasch ausreichend hohe Temperaturen zu erreichen. Dies ist einerseits wichtig, um die Startphase mit geringen Verbrennungstemperaturen und damit die Gefahr einer unvollständigen Verbrennung möglichst gering zu halten. Andererseits stellt sich erst bei ausreichend hoher Abgastemperatur ein für eine gute Verbrennung ausreichender Schornsteinzug ein.The course of the exhaust gas temperature reflects the progress of the combustion. On the other hand, the increased temperature of the exhaust gas is the cause of the Schomsteinzug and thus provides the drive for the combustion air and exhaust gas production available. After firing, it is important to reach sufficiently high temperatures as quickly as possible. On the one hand, this is important in order to keep the starting phase with low combustion temperatures and thus the risk of incomplete combustion as low as possible. On the other hand, only at a sufficiently high exhaust gas temperature is sufficient for a good combustion chimney draft.

In der Hauptbrandphase steigen die Abgastemperaturen je nach Bauweise der Feuerstätte erheblich an. Dadurch wird die Luftzufuhr in den Brennraum weiter erhöht und führt zu einer noch schnelleren Verbrennung mit entsprechend noch höherer Wärmeerzeugung. Auf diese Weise können Verhältnisse entstehen, die zu einem immer stärkeren Entfachen des Feuers führen, wodurch der Brennstoff unter kurzzeitig sehr hoher Wärmeabgabe in kurzer Zeit abbrennt.In the main fire phase, the exhaust gas temperatures rise significantly depending on the design of the fireplace. As a result, the air supply is further increased in the combustion chamber and leads to an even faster combustion with correspondingly even higher heat generation. In this way, conditions can arise, which lead to an ever stronger ignition of the fire, causing the fuel burns under briefly very high heat release in a short time.

Um auf diese verschiedenen Verbrennungsphasen einzuwirken, wäre es erforderlich, dass eine Bedienperson auf den Verbrennungsprozess in geeigneter Weise einwirkt, was jedoch bei bislang bekannten Feuerungsanlagen nicht in optimaler Weise durchgeführt werden kann. Bei bekannten Vorrichtungen zum Verbrennen von festen Brennstoffen sind in der Regel Einstellmöglichkeiten vorgesehen, um den Querschnitt der Verbrennungsluftzuführung zu verkleinern. Darüber hinaus ist bekannt eine gestufte Verbrennungsluftzufuhr vorgesehen, mit denen ein Teil der Verbrennungsluft als Primärluft direkt in das Glutbett eingedüst wird und ein anderer Teil als Sekundärluft oberhalb des Glutbettes zugeführt wird, um diese Sekundärluft mit den Verbrennungsgasen zu vermischen und dadurch eine vollständige Nachverbrennung sowie eine verbesserte Verbrennungsgüte zu erreichen, wodurch auch die Schadstoffemission zu verringern sind.In order to act on these different combustion phases, it would be necessary for an operator to have an appropriate effect on the combustion process, which, however, can not be optimally performed in previously known combustion plants. In known devices for burning solid fuels adjustment options are provided in the rule to reduce the cross section of the combustion air supply. In addition, a stepped combustion air supply is known, with which a part of the combustion air is injected as primary air directly into the ember bed and another part is supplied as secondary air above the ember bed to mix this secondary air with the combustion gases and thereby a complete afterburning and a to achieve improved combustion quality, which also reduce the emission of pollutants.

Solche Einstelleinrichtungen werden üblicherweise von Hand betätigt und sind somit während des Abbrandes von der Bedienperson jeweils passend zur Abbrandphase einzustellen. Dies ist von einer ungeübten Bedienperson jedoch nicht zu vollziehen.Such adjusting devices are usually operated by hand and are thus adjusted during the burn-off by the operator in each case suitable for the burning-off phase. However, this can not be done by an untrained operator.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen zur Verfügung zu stellen, mit der eine Vergleichmäßigung des Verbrennungsvorganges während der Verbrennung vorzusehen ist.It is an object of the present invention to provide a device for burning solid fuels, with which a homogenization of the combustion process during combustion is provided.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch aus, dass die Einrichtung zur Erfassung von Betriebsparametern des Verbrennungsprozesses als Steuermodul ausgebildet ist und mit einer motorisch betätigbaren, von einem Steuermodul regelbaren Einstellvorrichtung zur Veränderung der Verbrennungsluftzufuhr verbunden ist und dass die primäre und die sekundäre Verbrennungsluftzufuhr jeweils in Abhängigkeit der erfassten Betriebsparameter des Verbrennungsprozesses über das Steuermodul von der Einstellvorrichtung steuerbar sind.To solve this problem, the device of the type mentioned is characterized in that the means for detecting operating parameters of the combustion process is designed as a control module and with a motor operable, controllable by a control module adjusting device for changing the combustion air supply is connected and that the primary and the secondary combustion air supply in each case depending on the detected operating parameters of the combustion process via the control module of the adjusting device are controllable.

Damit ist eine Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen zur Verfügung gestellt, mit der sowohl die Verbrennungsqualität als auch die Schadstoffemission und die Ausnutzung des Brennstoffes wesentlich zu verbessern sind, indem der Betreiber nicht mehr manuell Einstellungen an der Feuerungsstätte vornehmen muss, sondern über die Einrichtung zur Erfassung von Betriebsparametern verbrennungsspezifische Werte wie die Abgastemperatur und/oder die Glutbetttemperatur und/oder das stöchiometrische Luftverhältnis im Abgas oder sonstige Werte zu ermitteln und für eine Steuerung der motorisch betätigbaren Einstellvorrichtung von dem Steuermodul im Automatikbetrieb umzusetzen sind. Hierbei können entsprechende Sollwerte vorgegeben werden, die mit den von der Einrichtung zur Erfassung von Betriebsparametern gelieferten Ist-Werten verglichen werden, so dass die Verbrennungsluftzufuhr, und zwar sowohl die primäre als auch die sekundäre entsprechend gesteuert werden kann.Thus, a device for burning solid fuel is provided, with the combustion quality as well as the pollutant emissions and the utilization of the fuel are to be substantially improved by the operator no longer has to make manual settings on the furnace, but on the device for Detection of operating parameters combustion-specific values such as the exhaust gas temperature and / or the Emberbetttemperatur and / or the stoichiometric air ratio in the exhaust gas or other values to be determined and implemented for control of the motorized adjustment of the control module in automatic mode. In this case, corresponding desired values can be preset, which are compared with the actual values supplied by the device for detecting operating parameters, so that the combustion air supply, both the primary and the secondary, can be correspondingly controlled.

Darüber hinaus sieht die Erfindung vor, dass zusätzlich ein manuell bedienbarer Stellhebel vorgesehen ist, mit dem auf herkömmliche Art und Weise der Benutzer auf den Verbrennungsvorgang Einwirkung nehmen kann, indem er die Einstellvorrichtung manuell betätigt. Dies ist insbesondere auch dann wichtig, wenn beispielsweise ein Stromausfall vorliegt, wonach dann mittels des manuellen Stellhebels die Verbrennungsluftzufuhr gesteuert werden kann. Im automatischen Betrieb dient der Stellhebel als Anzeigevorrichtung für die jeweilige Einstellung der Verbrennungsluft und ermöglicht dem Betreiber somit die Funktion der automatischen Verbrennungslufteinstellung zu überwachen, Es ist zudem möglich, für die automatische Verbrennungslufteinstellung z.B. auch das Öffnen einer Brennraumtür zu berücksichtigen oder auch zu verarbeiten, dass Brennstoff nachgelegt wird.In addition, the invention provides that in addition a manually operable lever is provided with the conventional manner, the user can act on the combustion process by manually operating the adjustment. This is especially important if, for example there is a power failure, after which then the combustion air supply can be controlled by means of the manual control lever. In automatic operation, the lever serves as a display device for the respective adjustment of the combustion air and thus allows the operator to monitor the function of the automatic combustion air adjustment, It is also possible for the automatic combustion air adjustment, for example, to consider the opening of a combustion chamber door or process that Fuel is refilled.

Insbesondere wird durch die Erfindung der Benutzerkomfort erheblich verbessert. Eine lange gleichmäßige Wärmeabgabe kann sichergestellt werden und darüber hinaus kann eine erhebliche Wirkungsgradverbesserung erreicht werden, so dass eine bessere Wirtschaftlichkeit vorliegt, eine erhöhte Schadstoffemission vermieden wird und darüber hinaus auch Bedienfehler ausgeschlossen werden können, die zu einer Überhitzung, einer Scheibenverrußung, einer Schornsteinversottung, einer Brennstoffverschwendung und zu hohen Emissionen führen können.In particular, the invention improves user comfort considerably. A long uniform heat release can be ensured and beyond a significant improvement in efficiency can be achieved, so that there is better efficiency, an increased pollutant emissions is avoided and also operator errors can be excluded, leading to overheating, a Scheibentrrußung, a chimney scoop, a Fuel waste and lead to high emissions.

Wesentliche weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 1 bis 20 angegeben.Essential further advantageous embodiments of the invention are specified in the claims 1 to 20.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1
in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen,
Fig. 2
ein analoges Ausführungsbeispiel zu Fig. 1 als Prinzipdarstellung, und
Fig. 3
ein Ausführungsbeispiel einer Einstellvorrichtung zur Veränderung der Verbrennungsluftzufuhr.
To further explain the invention, reference is made to the following description and the drawing. In the drawing show:
Fig. 1
in a side view an embodiment of a device for burning solid fuels,
Fig. 2
an analogous embodiment to Fig. 1 as a schematic representation, and
Fig. 3
An embodiment of an adjustment for changing the combustion air supply.

In der Zeichnung sind grundsätzlich gleichwirkende Teile mit übereinstimmenden Bezugsziffern versehen.In the drawing, basically equivalent parts are provided with matching reference numerals.

Allgemein mit 1 ist der Brennraum der Vorrichtung zur Verbrennung von festen Brennstoffen (Feuerungsanlage) beziffert, dem ein Verbrennungsluftkanal 2 zugeordnet ist. Darüber hinaus ist der Brennraum an eine Abgasführung 3 angeschlossen. Der Verbrennungsluftkanal 2, der einen Verbrennungslufftsammler 7 aufweist, hat einen Primärluftkanal 20 mit einer Primärluftklappe 4 und einen der Primärluftklappe 4 zugeordneten Primärluftklappenmitnehmer 5. Darüber hinaus ist der Verbrennungsluftkanal 2 mit einem Sekundärluftkanal 21 und einem Sekundärlufteinlass 19 verbunden. Der Primärlufteinlass ist mit der Bezugsziffer 18 gekennzeichnet. Zwischen dem Verbrennungsluftkanal 2 und dem Primärluftkanal 20 ist ein Primärluftstellglied 22 vorgesehen, welches von einem Steuermodul 17 angesteuert werden kann. Dem Sekundärluftkanal 21 ist ein Sekundärluftstellglied 23 vorgeordnet, das ebenfalls von dem Steuermodul 17 anzusteuern ist.1, the combustion chamber of the solid fuel combustion apparatus (combustion plant) is assigned, to which a combustion air duct 2 is assigned. In addition, the combustion chamber is connected to an exhaust system 3. The combustion air duct 2, which has a combustion air collector 7, has a primary air duct 20 with a primary air damper 4 and a primary air damper driver 5 associated with the primary air damper 4. In addition, the combustion air duct 2 is connected to a secondary air duct 21 and a secondary air inlet 19. The primary air inlet is identified by the reference numeral 18. Between the combustion air duct 2 and the primary air duct 20, a primary air actuator 22 is provided, which can be controlled by a control module 17. The secondary air duct 21 is preceded by a secondary air actuator 23, which is also to be controlled by the control module 17.

Als Besonderheit ist in Fig. 1 eine Ausführung gezeigt, bei der Primär- und Sekundärluft das Verbrennungsluftstellglied miteinander mechanisch gekoppelt sind. Die Verbrennungsluftzufuhr in den Brennraum 1 ist von einer motorisch, vorzugsweise elektromotorisch betätigbaren Einstellvorrichtung 8 (Verbrennungsluftdosierer) zu verändern. Wie im Einzelnen näher Fig. 3 zu entnehmen ist, kann diese Einstellvorrichtung als Drehscheibe ausgebildet sein, die von einem Elektromotor zu verdrehen ist. Die Drehscheibe ist mit geöffneten Segmenten ausgestattet und öffnet oder schließt je nach Winkelposition Kanäle für die gesamte Verbrennungsluft. Die Verzweigung in Primär- und Sekundärluft liegt erst in Strömungsrichtung hinter diesem Verbrennungsluftdosierer 8. Die Drehscheibe des Verbrennungsluftdosierers ist mit einem Primärluftklappenmitnehmer 6 ausgestattet, über den die Primärluftklappe in Abhängigkeit der Stellung der Drehscheibe 8 verschwenkt wird und somit der Weg für die Primärluft geöffnet oder geschlossen wird. Auf diese Weise kann das optimale Verhältnis von Primär- und Sekundärluft mit nur einer Bewegung eingestellt werden.As a special feature is in Fig. 1 shown an embodiment in which the primary and secondary air, the combustion air actuator are mechanically coupled to each other. The combustion air supply into the combustion chamber 1 is to be changed by a motor-driven, preferably electric motor-operated adjusting device 8 (combustion air meter). As closer in detail Fig. 3 can be seen, this adjustment can be designed as a hub, which is to be rotated by an electric motor. The turntable is equipped with open segments and opens or closes channels for the entire combustion air, depending on the angular position. The junction in primary and secondary air is only in the flow direction behind this combustion air metering 8. The turntable of Verbrennungsluftdosierers is equipped with a Primärluftklappenmitnehmer 6 through which the primary air damper is pivoted in response to the position of the hub 8 and thus open or closed the path for the primary air becomes. In this way, the optimal ratio of primary and secondary air can be adjusted with just one movement.

Die Brennraumtür des Brennraumes 1 trägt die Bezugsziffer 9. Zur motorischen Betätigung der Einstellvorrichtung 8 zur Veränderung der Verbrennungsluftzufuhr ist in den genannten Ausführungsbeispielen ein Stellmotor 10 vorgesehen, der an Halterungen 11.1 und 11.2 festgelegt ist.The combustion chamber door of the combustion chamber 1 carries the reference numeral 9. For motor actuation of the adjusting device 8 for changing the combustion air supply a servomotor 10 is provided in the aforementioned embodiments, which is fixed to brackets 11.1 and 11.2.

Um auch noch manuell auf die Verbrennungsluft einwirken zu können, ist ein Stellhebel 13 vorgesehen, der im automatischen Betriebsmodus als Positionsanzeige für die Einstellvorrichtung 8 dient.In order to also be able to act manually on the combustion air, an adjusting lever 13 is provided, which serves in the automatic operating mode as a position indicator for the adjusting device 8.

Nicht näher dargestellt sind magnetische Kupplungen und ein Permanentmagnet, die so zu betätigen sind, wie dies in den Ansprüchen 6 und 7 angegeben ist. Um verschiedene verbrennungsspezifische Parameter zu erfassen, ist ein Abgastemperatursensor 14, ein Abgassensor 15 (z.B. eine Lambda-Sonde) und ein Glutbetttemperatursensor 16 sowie ein Türsensor 25 vorgesehen. Diese sind alle mit dem Steuermodul 17, dass die Einrichtung zur Erfassung von Betriebsparametern des Verbrennungsprozesses beinhaltet, verbunden.Not shown in detail are magnetic couplings and a permanent magnet, which are to be operated as indicated in claims 6 and 7. To detect various combustion-specific parameters, an exhaust gas temperature sensor 14, an exhaust gas sensor 15 (e.g., a lambda probe) and an ember bed temperature sensor 16, and a door sensor 25 are provided. These are all connected to the control module 17, which includes the means for detecting operating parameters of the combustion process.

Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, auf einzelne solcher Sensoren zu verzichten, und auch weniger Betriebsparameter zu verarbeiten.In the context of the invention, it is of course also possible to dispense with individual such sensors, and also to process less operating parameters.

Aufgrund der erfassten Betriebsparameter des Verbrennungsprozesses wird von dem Steuermodul anhand vorgebbarer Sollwerte die Verbrennungsluftzufuhr über die Einstellvorrichtung 8 gesteuert, und zwar sowohl für die Zuführung von primärer Verbrennungsluft als auch für die Zuführung von sekundärer Verbrennungsluft für die Nachverbrennung, so dass insgesamt ein vergleichmäßigter Verbrennungsprozess darzustellen ist, ohne dass der Benutzer auf die Verbrennungsluftzufuhr einwirken kann, womit die wohlbekannten Risiken einer Fehlbedienung ausgeschlossen werden können. Im Störfall kann er selbstverständlich über den Stellhebel die Verbrennungsluftzufuhr dann seinerseits verändern. Ebenfalls ist es möglich, über das Steuermodul einen Betriebszustand auf den manuellen Betrieb umzustellen.On the basis of the detected operating parameters of the combustion process, the combustion air supply is controlled by the control module on the basis of predefinable setpoint values via the setting device 8, both for the supply of primary combustion air and for the supply of secondary combustion air for the afterburning, so that overall a uniform combustion process is to be represented without the user being able to act on the supply of combustion air, whereby the well-known risks of incorrect operation can be excluded. In case of failure, he can of course change the combustion air supply then turn on the lever. It is also possible to change the operating mode to manual mode via the control module.

Claims (24)

Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen, insbesondere Kamin- oder Kachelofen, Kamineinsatz oder dergleichen, mit einem an einen Verbrennungsluftanschluss (2) sowie eine Abgasführung (3,6) angeschlossenen Brennraum (1), wobei der Verbrennungsluftanschluss (2) zur Zuführung von primärer und sekundärer Verbrennungsluft in den Brennraum (1) ausgebildet, eine Einrichtung zur Erfassung von Betriebsparametern des Verbrennungsprozesses vorgesehen und die Verbrennungsluftzufuhr in Abhängigkeit der erfassten Betriebsparameter des Verbrennungsprozesses veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erfassung von Betriebsparametern des Verbrennungsprozesses als Steuermodul (17) ausgebildet ist und mit einer motorisch betätigbaren, von dem Steuermodul (17) regelbaren Einstellvorrichtung (8) zur Veränderung der Verbrennungsluftzufuhr verbunden ist und die primäre und die sekundäre Verbrennungsluftzufuhr jeweils in Abhängigkeit der erfassten Betriebsparameter des Verbrennungsprozesses über das Steuermodul (17) von der Einstellvorrichtung (8) steuerbar sind.Apparatus for burning solid fuels, in particular fireplace or tiled stove, fireplace insert or the like, with a combustion chamber (1) connected to a combustion air connection (2) and an exhaust gas guide (3,6), wherein the combustion air connection (2) for supplying primary and formed secondary combustion air into the combustion chamber (1), provided a means for detecting operating parameters of the combustion process and the combustion air supply in response to the detected operating parameters of the combustion process is variable, characterized in that the means for detecting operating parameters of the combustion process as a control module (17) and is connected to a motor-operated, by the control module (17) adjustable adjusting device (8) for changing the combustion air supply and the primary and the secondary combustion air supply respectively depending on the detected operating parameters the combustion process via the control module (17) of the adjusting device (8) are controllable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (8) einem Primärluftkanal (20) und einem Sekundärluftkanal (21) vorgeordnet und einem Verbrennungsluftsammler (7) zugeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that the adjusting device (8) arranged upstream of a primary air duct (20) and a secondary air passage (21) and a combustion air collector (7) is assigned. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (8) eine bewegliche Drehscheibe mit Luftöffnungen aufweist, an die sich der Primärluftkanal (20) und/oder der Sekundärluftkanal (21) anschließt.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the adjusting device (8) comprises a movable turntable with air holes, to which the primary air channel (20) and / or the secondary air channel (21) connects. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (8) unter Umgehung der motorischen Betätigung manuell betätigbar ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the adjusting device (8), bypassing the motor actuation is manually operable. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (8) im Störfall wie bei einem Stromausfall selbsttätig eine manuelle Stellvorrichtung (13) freigibt.Apparatus according to claim 4, characterized in that the adjusting device (8) automatically releases a manual adjusting device (13) in the event of a malfunction as in the case of a power failure. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (13) für manuellen Betrieb als Positionsanzeige für die Einstellvorrichtung (8) ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the adjusting device (13) for manual operation as a position indicator for the adjusting device (8) is formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (8) einen Elektromotor (10) mit magnetischer Kupplung (12) umfasst, die für den automatischen Betrieb durch einen Permanentmagneten, der durch einen Elektromagneten bewegbar ist, einkuppelbar ist, so dass bei Stromausfall durch den Abfall des Elektromagneten der Permanentmagnet so verschwenkt wird, dass er eine Kupplung (12) für die manuelle Stellvorrichtung (13) freigibt.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adjusting device (8) comprises an electric motor (10) with magnetic coupling (12) which can be coupled for automatic operation by a permanent magnet which is movable by an electromagnet, so in case of power failure is pivoted by the drop of the electromagnet of the permanent magnet so that it releases a coupling (12) for the manual adjusting device (13). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung einen Elektromotor (10) mit magnetischer Kupplung (12) umfasst, die für den automatischen Betrieb mittels eines Elektromagneten direkt einkuppelbar ist und bei Stromausfall durch den Abfall des Elektromagneten selbsttätig freigegeben wird.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the adjusting device comprises an electric motor (10) with magnetic coupling (12) which is directly engageable for automatic operation by means of an electromagnet and is automatically released in case of power failure by the drop of the electromagnet , Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erfassung von Betriebsparametern die Glutbetttemperatur berücksichtigt.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the means for detecting operating parameters takes into account the ember bed temperature. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung die Glutbetttemperatur in einem vorgebbaren bestimmten Bereich hält.Apparatus according to claim 9, characterized in that the adjusting device keeps the ember bed temperature in a predetermined predetermined range. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgebbare Bereich für die Glutbetttemperatur zwischen 600° C und 1.200° C liegt.Apparatus according to claim 10, characterized in that the predeterminable range for the ember bed temperature between 600 ° C and 1200 ° C. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erfassung von Betriebsparametern die Abgastemperatur erfasst und bearbeitet.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the means for detecting operating parameters detects and processes the exhaust gas temperature. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung die Abgastemperatur in einem bestimmten vorgebbaren Bereich zwischen 150° C und 400° C hält.Apparatus according to claim 12, characterized in that the adjusting device holds the exhaust gas temperature in a certain predeterminable range between 150 ° C and 400 ° C. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erfassung von Betriebsparametern des Verbrennungsprozesses den Restsauerstoffgehalt im Abgas erfasst und zur Veränderung der motorisch betätigbaren Einstellvorrichtung (8) berücksichtigt.Apparatus according to claim 13, characterized in that the means for detecting operating parameters of the combustion process detects the residual oxygen content in the exhaust gas and taken into account for changing the motor-operated adjustment device (8). Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (8) den Restsauerstoffgehalt im Abgas in einem bestimmten vorgebbaren Bereich hält und der vorgebbare Bereich für den Lambda-Wert zwischen 1 und 5 liegt.Apparatus according to claim 14, characterized in that the adjusting device (8) holds the residual oxygen content in the exhaust gas in a certain predeterminable range and the predeterminable range for the lambda value is between 1 and 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (8) durch das Öffnen einer Brennraumtür (9) beeinflusst wird.Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the adjusting device (8) by the opening of a combustion chamber door (9) is influenced. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Türsensor (25) vorgesehen ist, der für die Einstellvorrichtung (8) ein Signal beim Öffnen der Brennraumtür (9) erzeugt.Apparatus according to claim 16, characterized in that a door sensor (25) is provided which generates a signal for opening the combustion chamber door (9) for the adjusting device (8). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (8) eine Einrichtung zur automatischen Erkennung eines Brennstoffnachwählvorganges aufweist.Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the adjusting device (8) comprises a device for automatically detecting a Brennstoffnachwählvorganges. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur automatischen Erkennung eines Brandstoffnachfüllvorganges einen Kontaktschalter für die Brennraumtür (1) und einen Temperaturfühler aufweist.Apparatus according to claim 18, characterized in that the means for automatically detecting a fuel refilling process comprises a contact switch for the combustion chamber door (1) and a temperature sensor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abgasauslass (3) ein Abgassensor (15), insbesondere eine Lambda-Sonde, vorgesehen ist, die mit der Einreichung zur Erfassung von Betriebsparametern und dem Steuermodul (17) verbunden ist.Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that in an exhaust gas outlet (3) an exhaust gas sensor (15), in particular a lambda probe, is provided, which is connected to the submission for the detection of operating parameters and the control module (17) , Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Steuermodul (17) für die Verarbeitung verschiedener Betriebsparameter vorgesehen ist, das an die Einstellvorrichtung (8) zur Veränderung der Verbrennungsluftzufuhr Steuersignale ausgibt, wobei das Steuermodul in Abhängigkeit von vorgebbaren Betriebsparametern einstellbar ist.Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the central control module (17) is provided for the processing of various operating parameters, which outputs to the adjusting device (8) for changing the combustion air supply control signals, wherein the control module in response to predetermined operating parameters adjustable is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass im zentralen Steuermodul (17) Parametersätze für verschiedene Aufstellsituationen oder Feuerstättentypen hinterlegt sind und nach Bedarf ausgewählt werden können.Device according to one of claims 1 to 21, characterized in that in the central control module (17) parameter sets for different Aufstellsituationen or Feuerstättentypen are deposited and can be selected as needed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Steuermodul (17) einen separaten Steuerausgang für einen zusätzlichen Stellmotor aufweist.Device according to one of claims 1 to 22, characterized in that the central control module (17) has a separate control output for an additional servomotor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem dem zusätzlichen Steuerausgang des zentralen Steuermoduls (17) zugeordneten Stellmotor eine Drosselvorrichtung im Abgaswerg betätigt wird.Device according to one of claims 1 to 23, characterized in that with the additional control output of the central control module (17) associated actuator a throttle device is operated in the exhaust gas.
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