EP2246621B1

EP2246621B1 - Verfahren zur Reduzierung des Feinstaubanteils in der Abluft eines Heizgerätes

Info

Publication number: EP2246621B1
Application number: EP10003987.4A
Authority: EP
Inventors: Franz Koppe
Original assignee: Erwin Koppe Keramische Heizgerate GmbH
Current assignee: Erwin Koppe Keramische Heizgerate GmbH
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2018-02-21
Anticipated expiration: 2030-04-15
Also published as: ES2667010T3; DE102009018059A1; EP2246621A3; EP2246621A2; DE102009018059B4

Description

Die Erfindung/Neuerung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Feinstaubanteils in der Abluft eines feste Brennstoffe verbrennenden Heizgerätes, insbesondere eines Kachel- oder Kaminofens, Heizkamins, Pelletofens, einer Festbrennstofiheizanlage oder dergleichen, wobei die Rauchgase durch ein Filtermaterial im Abluftkanal des Heizgerätes geführt werden.
Aus dem Stand der Technik ist es grundsätzlich bekannt, in ein feste Brennstoffe verbrennendes Heizgerät, wie beispielsweise einen Pelletofen, ein Filtermaterial im Abluftkanal anzuordnen. Dies geht beispielsweise aus DE 20 2007 017 100 U1 hervor, hier wird beschrieben, dass Partikel aus dem Abgasstrom, wie beispielsweise Rußpartikel herausgefiltert werden und dadurch die Feinstaubbelastung reduziert wird.
DE 20 2007 017 100 U1 lehrt eine Abgasreinigungsanordnung einer Kleinfeuerstätte, wobei in einer Abgasabführung eine Filterstrecke zur Filterung von Partikeln aus dem Abgasstrom vorgesehen ist, wobei in Abgasstromrichtung vor oder nach der Filterstrecke eine Glühstrecke zur Reduktion unverbrannter Gasbestandteile angeordnet ist.
DE 35 22 820 A1 lehrt ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Reduzierung der Schadstoffemissionen von Verbrennungsanlagen, wobei die Abgase nach der Filterzone unter Zufuhr von Sekundärluft nachverbrannt werden und der Filterbrennstoff, wenn seine Wirksamkeit nicht mehr ausreicht, ebenfalls verbrannt und kontinuierlich durch einen neuen Filterbrennstoff ersetzt wird.
DE 195 23 866 A1 lehrt ein Verfahren zum Abscheiden von Flugstäuben und organischen Schadstoffen aus Rauchgasen, bei dem die Rauchgase durch ein Bett aus Koks geleitet werden und der erschöpfte Koks bei einer Temperatur von 400 - 1000°C regeneriert oder verbrannt wird.
Der Erfindung/Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren zur Reduzierung des Feinstaubanteils in der Abluft eines feste Brennstoffe verbrennenden Heizgerätes mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 sowie eine diesbezügliche Heizvorrichtung derart weiterzubilden, dass sowohl das Filtermaterial als auch das im Zuge der Filterung in dem Filtermaterial gefangene Filtrat auf einfache und komfortable Weise entsorgt wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung die Handhabung der Verlagerung des Filtermaterials möglichst bedienerfreundlich zu gestalten, die Gefahren während der Handhabung möglichst gering zu halten, als auch das Gesamtsystem mit einem möglichst einfachen Aufbau der Heizvorrichtung zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 sowie der Vorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 - 7 bzw. 9 - 15.
Als Kern der Erfindung wird es angesehen, dass das Filtermaterial zumindest teilweise in einer fortgeschrittenen, zumindest rußarmen Phase des Abbrandes des Brennstoffes innerhalb des Heizgerätes mitverbrannt wird. Das Filtermaterial samt der in dem Filtermaterial während des Einsatzes an ihm angesetzten Filtrats gelangt nach der hauptsächliche Benutzungsphase in die Brennkammer des Heizgerätes und wird dort mit der dort vorherrschenden Wärmeenergie (glühende Brennstoff) verbrannt. Dies stellt eine einfache wie auch effektive und umweltfreundliche Variante der Entsorgung des mit den Schadstoffen in Form des Filtrats behafteten Filtermaterials dar.
Das Filtermaterial kann innerhalb des Ofengehäuses oder außerhalb angeordnet werden, sofern eine Zuführung in die Brennkammer möglich ist.
Der Verbrennungsprozess eines feste Brennstoffe verbrennenden Heizgerätes lässt sich grob anhand von fünf Phasen beschreiben. In einer ersten Phase erfolgt die Trocknung des Brennstoffes. In der zweiten Phase werden die Kohlenwasserstoffe aus dem Brennstoff ausgetrieben und anschließend (dritte Phase) folgt eine vorerst unvollständige Verbrennung, da sich noch kein optimales Sauerstoff-zu-Kohlenstoff-Verhältnis eingestellt hat. In der darauffolgenden Phase (Phase 4) findet eine vollständige Verbrennung des Brennstoffes statt, sodass der über die Luft zugeführte Sauerstoff vollständig mit den freigesetzten Brennstoffgasen reagieren kann. In einer letzten, der fünften Phase, erfolgt der Abbrand des Brennstoffes ohne Flammbildung. Insbesondere in den Phasen 4 und 5 ist die abgegebene Wärme des Heizgerätes auf dem höchsten Niveau. Es hat sich herausgestellt, dass der nahezu ausschließliche Bedarf der Filterung, insbesondere in den Phasen 1 - 3, vor allem während der Phase der unvollständigen Verbrennung (Phase 3) besteht. In den Phasen 4 und 5, in denen entweder eine vollständige Verbrennung oder lediglich noch das Abglimmen des Brennstoffes erfolgt, ist erfindungsmäßig eine Filterung entbehrbar, da im Wesentlichen keine unverbrannten Kohlenwasserstoffe mehr gebildet werden, sondern lediglich Kohlendioxid. Damit ist es möglich, das Filtermaterial in einer fortgeschrittenen, zumindest rußarmen Phase, d. h. in den Phasen 4 und/oder 5 aus dem Heizprozess als Filtermaterial an sich auszukoppeln und der Brennkammer zuzuführen, um es dort als Brennstoff zu verwenden. Das in dem Filtermaterial während der Betriebsphasen 1 - 3 in ihm zurückgehaltene Schadstofffiltrat wird auf diesem Wege auch der Brennkammer und damit dem Verbrennungsprozess zugeführt, sodass diese ursprünglich herausgefilterten Schadstoffe als Brennstoff in der Brennkammer enden und dort verbrannt werden.
Der Filter oder das Filtermaterial kann vorzugsweise mehrteilig aufgebaut sein, so dass nach z.B. einer ersten Verwendung des Heizgerätes nicht der gesamte Filter bzw, das gesamte Filtermaterial verbrannt wird, sondern eine sukzessive Verbrennung des Filters bzw. des Filtermaterials über mehrere Heizperioden des Heizgerätes hinweg stattfindet. Üblicherweise lagern sich auf der zur Brennkammer hin gerichteten Filteroberfläche verstärkt Rußpartikel ab. Durch eine teilweise Verbrennung des Filters - also seiner zur Brennkammer hin gerichteten Oberfläche - kann danach der restliche Filter besser arbeiten, da sein Durchzugswiderstand mit der Befreiung von den oberflächlich angehafteten Rußpartikeln reduziert wurde.
Um die Benutzerfreundlichkeit der Vorrichtung zu steigern, ist es vorteilhaft, die Zuführung des Filtermaterials in die Brennkammer des Heizgerätes automatisch vollziehen zu lassen. Eine derartige automatische Zuführung des Filtermaterials kann beispielsweise temperaturabhängig, strahlungssensor-, rauchgassensor-, lambdasensor-, luftmengensensorgesteuert und/oder auf sonstige Weise erfolgen. Derartige Sensoren können erkennen, ob sich der Verbrennungsprozess bzw. der Heizprozess bereits in der vierten und/oder fünften Phase befindet und damit die Zuführung des Filtermaterials in die Brennkammer initiieren. Dies kann grundsätzlich auf elektronisch gesteuertem Wege mit einem Prozessor, der die Sensorsignale empfängt und entsprechend auswertet und Aktuatoren ansteuert, die die Verlagerung des Filtermaterials in die Wege leiten, erfolgen. Alternativ kann dies auch elektrisch oder mechanisch realisiert werden. Ein mechanisches Beispiel wäre die Verwendung eines Bimetalls, das nach dem Erreichen eines vordefinierten. Temperaturschwellenwertes über einen Mechanismus das Filtermaterial in die Brennkammer befördern.
Alternativ dazu kann die Zuführung des Filtermaterials in die Brennkammer des Heizgerätes auch durch manuelle Betätigung einer freigabevorrichtungssteuernden Handhabevorrichtung erfolgen. Beispielsweise kann der Bediener des Heizgerätes entweder durch Beobachtung des Verbrennungsvorganges und/oder durch die Überwachung entsprechender Sensoren das Erreichen der vierten und/oder fünften Heizphase wahrnehmen und danach eine Handhabe betätigen, welche das Filtermaterial in die Brennkammer aktiv oder passiv befördert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Filtermaterial in einer gesonderten Filterkammer angeordnet Eine derartige Filterkammer kann beispielsweise dazu dienen, schüttgutartiges Filtermaterial, wie beispielsweise feinkörniges Filtermaterial, zu bevorraten. Im Falle einer Filterkammer, kann es vorgesehen sein, dass entweder an der Filterkammer selbst oder zwischen der Filterkammer und der Brennkammer eine Freigabevorrichtung zur Freigabe des Filtermaterials in die Brennkammer aktivierbar ist. Die Freigabevorrichtung kann beispielsweise in Form von Klappen, Schiebern und/oder eines Siebes ausgebildet sein, das in eine Verschluss- (Filtermaterialhalteposition) und eine Freigabeposition verlagerbar ist.
Ebenso ist es vorteilhaft, anstelle oder zusätzlich eines körnigen Filtermaterials ein einstückiges Filtermaterial zu verwenden. Dies ermöglicht es, das Filtermaterial beispielsweise form- oder kraftschlüssig zu halten und über die Aktivierung der Freigabevorrichtung zu einem gezielten Zeitpunkt freizugeben, sodass das Filtermaterial in die Brennkammer gelangen kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in zumindest einer ersten Anbrennphase (Phase 1, in der der Brennstoff trocknet) des Brennstoffes die Rauchgase bzw. die Abluft an dem Filtermaterial vorbeigeleitet werden. Gerade in der Anfangsphase des Heizprozesses ist es wünschenswert eine gewisse Abzugswirkung zu erreichen. Dadurch, dass das Filtermaterial zumindest anfänglich aus dem Abluftkanal "ausgekoppelt" wird, wird erreicht; dass der Widerstand, den die Abluft im Abluftkanal zu überwinden hat, wesentlich reduziert wird und damit ein erhöhter Volumenstrom der Abluft erreichbar ist. Auch diese Ent- und Einkoppelfunktion bezüglich des Filtermaterials kann automatisch oder manuell durch den Einfluss oder die Wahrnehmung von Sensoren, wie beispielsweise einem Temperatursensor, initiiert werden. Beispielsweise kann ab dem Erreichen eines gewissen Temperaturschwellwertes das Filtermaterial in den Abluftkanal eingekoppelt werden, da dieser Temperaturschwellwert entweder das kurzzeitig bevorstehende oder bereits das Erreichen der Phase 2 (Austreibung der Kohlenwasserstoffe) anzeigt.
Eine weitere Möglichkeit, um den für die Abluft im Abluftkanal zu überwindenden Widerstand zu reduzieren, ist es, in einer ersten Anbrennphase die Rauchgase aktiv durch das Filtermaterial hindurch zu saugen und/oder hindurch zu blasen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass entweder vor oder nach dem Filtermaterial eine fremdangetriebene Strömungsmaschine, wie beispielsweise ein Ventilator, angeordnet wird.
Dieses Verfahren lässt sich durch eine Heizvorrichtung realisieren, insbesondere einen Kachel- oder Kaminofen, Heizkamin, Pelletofen, Festbrennstoffheizanlage, Festbrennstoff-Wassertherme oder dergleichen, die eine an einem Abluftkanal angeschlossene Brennkammer aufweist, in der ein fester Brennstoff verbrennbar ist. Diese Heizvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine mit Filtermaterial bestückte Filtereinrichtung zur Reduzierung des Feinstaubanteils in oder an dem Abluftkanal angeordnet ist und das Filtermaterial der Filtereinrichtung in einer fortgeschrittenen, zumindest rußarmen Phase des Abbrandprozesses des Brennstoffes in die Brennkammer des Heizgerätes einführbar ist. Vorzugsweise ist die Filtereinrichtung angrenzend an die Brennkammer angeordnet, sodass der Weg für das in der Filtereinrichtung vorhandene Filtermaterial in die Brennkammer möglichst gering ist. Darüber hinaus kann die Filtereinrichtung eine Filterkammer aufweisen, in der das Filtermaterial angeordnet ist, wobei die Filterkammer mit einer Freigabevorrichtung zur Freigabe des Filtermaterials in die Brennkammer versehen ist. Dabei kann dies konstruktiv so gelöst sein, dass das Filtermaterial auf der Freigabevorrichtung beispielsweise an einer Klappe aufliegt und die Freigabevorrichtung zur schwerkraftbedingten Einführung des Filtermaterials in die Brennkammer aufklappt oder unter dem Filtermaterial verschiebbar ist Hierzu bietet sich insbesondere eine horizontal an dem Filtermaterial verschiebbar gelagerte Freigabevorrichtung an.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Filter und/oder das Filtermaterial mit verbrennungsaktiven Einlagerungen versehen ist. Diese Einlagerungen sollen die Verbrennung des Filtermaterials begünstigen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Freigabevorrichtung zur Freigabe eines Klemmsitzes, der ein einstückig ausgebildetes Filtermaterial hält, ausgebildet. Dies stellt eine einfache konstruktive Maßnahme dar, so kann beispielsweise die Freigabevorrichtung in eine Ausnehmung des Filtermaterials eingreifen und zur Freigabe des Filtermaterials aus der Ausnehmung des Filtermaterials aus diesem herausziehbar sein. Verallgemeinert bedeutet dies, dass die Freigabevorrichtung das in diesem Fall vorzugsweise einstückige Filtermaterial form- und/oder kraftschlüssig hält und durch einen Freigabemechanismus diese form- und/oder kraftschlüssige Verbindung aufhebt, sodass das Filtermaterial in die Brennkammer gelangt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, einen Vorratsbehälter, der mit Filtermaterial bestückt ist, an der Filtereinrichtung derart anzuschließen, dass das Filtermaterial aus dem Vorratsbehälter regel- und/oder steuerbar in die Filtereinrichtung verlagerbar ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass nachdem das in der Filtereinrichtung zum Verbrennungsprozess verwendete Filtermaterial der Brennkammer zugeführt wurde, ein Wiederbefüllen der Filtereinrichtung erleichtert wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Zuführung des Filtermaterials in die Brennkammer des Heizgerätes durch manuelle Betätigung einer Freigabevorrihtung steuernden Handhabe erfolgt. Auch kann die automatische Zuführung des Filtermaterials temperaturabhängig und/oder gesteuert durch einen Rauchgassensor in der Brennkammer des Ofens erfolgen.
Ferner kann das Filtermaterial in einer gesonderten Filterkammer angeordnet sein. Vorzugsweise ist zwischen der Filterkammer und der Brennkammer eine Freigabevorrichtung zur Freigabe des Filtermaterials in die Brennkammer aktivierbar.
Das Filtermaterial kann sowohl körniges Filtermaterial, als auch ein- oder mehrstückig ausgebildet sein. Im Falle eines mehrstückig ausgebildeten Filtermaterials kann dieses stückweise über mehrere Heizzyklen in die Brennkammer verlagert werden. Auch kann körniges Filtermaterial im Abluftkanal in ein Aufnahmeelement gefüllt und das Aufnahmeelement zur Freigabe des Filtermaterials in die Brennkammer geöffnet werden. Vorzugsweise ist zur Freigabe des Filtermaterials in die Brennkammer eine Federrastsperre vorgesehen, die- wenn freigegeben - eine Öffnung an der Filterkammer oder eine Öffnung an einer Verbindung zwischen der Filterkammer und der Brennkammer ermöglicht.
Die Zuführung des Filtermaterials in die Brennkammer erfolgt vorzugsweise während einer Phase der vollständigen Verbrennung, in der ein zur Verbrennung zugeführter Sauerstoff nahezu vollständig mit den Brennmaterialgasen reagiert.
Betreffend die erfindungsgemäße Heizvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Filtereinrichtung angrenzend an die Brennkammer angeordnet ist. Grundsätzlich ist eine Freigabevorrichtung, die Verlagerung des Filtermaterials in die Brennkammer ausführt und/oder initiiert, vorteilhaft. Beispielsweise ist die Freigabevorrichtung horizontal unter dem Filtermaterial verschiebbar. Auch kann die Freigabevorrichtung siebart ausgebildet sein. Darüber hinaus ist es möglich, die Freigabevorrichtung zur Freigabe eines Klemmsitzes, der das einstückig ausgebildetes Filtermaterial hält, auszubilden. Hierbei kann die Freigabevorrichtung in eine Ausnehmung des Filtermaterials eingreifen und zur Freigabe aus der Ausnehmung des Filtermaterials herausziehbar sein. Die Freigabe kann grundsätzlich elektronisch, elektrisch oder mechanisch ansteuerbar sein. Die Freigabevorrichtung ist vorzugsweise in einer Filterkammerschließstellung und/oder Filtermaterialhaltestellung vorgespannt. Auch kann der Filter aus mehreren Teilen eines Filtermaterials ausgebildet sein.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen

Fig. 1:: ein Diagramm zur Darstellung des Verbrennungsprozesses bei Festbrennstoffen in fünf verschieden Phasen;
Fig. 2:: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Heizgerätes;
Fig. 3:: eine schematische Darstellung eines Heizgerätes mit einer Filterüberbrückungsvorrichtung (Bypassleitung) in Filter-Aktivstellung;
Fig. 4:: eine schematische Darstellung des Abluftkanals mit Bypaßleitung einer Heizvorrichtung gemäß Figur 3 in Filter-Deaktivierungsstellung;
Fig. 5:: eine schematische Darstellung einer alternativen Ausfilhrungsform mit im Wesentlichen zwei Schiebernrtechanismen;
Fig. 6a-6d:: schematische Darstellungen des Abluftkanals eines Heizgerätes gemäß Figur 5 in den Stellungen "Filter deaktiviert" (Figur 6a), "Filter aktiviert" (Figur 6b), "Verlagerung des Filters in die Brennkammerposition" (Figur 6c) sowie "Filterwiederbefüllung" (6d).

Einleitend wird in Figur 1 ein Ablaufdiagramm des Verbrennungsprozesses bei Festbrennstoffen dargestellt, wobei in einer ersten Phase I der Brennstoff 4 im Wesentlichen eine Trocknung erfährt. In der darauffolgenden Phase II werden die Kohlenstoffe aus dem Brennstoff 4 ausgetrieben und danach in Phase III findet eine unvollständige Verbrennung im Heizgerät 1 statt. In der Phase IV geht der Prozess zu einer vollständigen Verbrennung über und anschließend in Phase V erfolgt der Abbrand des Brennstoffes ohne Flammbildung.
Erfindungsgemäß wird eine Heizvorrichtung 1, wie beispielsweise ein Kachel- oder Kaminofen, Heizkamin, Pelletofen, Feststoffheizanlage, Feststoffwassertherme oder dergleichen mit einer an einem Abluftkanal 2 angeschlossenen Brennkammer 3 versehen, in der ein fester Brennstoff 4 beispielsweise auf einer Unterlage 5 angeordnet und verbrannt wird (vgl. Fig. 2). Hierbei erfolgt zumindest ein Teil der Luftzufuhr zum Verbrennungsprozess durch Ausnehmungen 6 der Unterlage 5. In oder am Abluftkanal 2 ist eine mit Filtermaterial 8 bestückte Filtereinrichtung 7 zur Reduzierung des Feinstaubanteils aus dem Verbrennungsprozess des Brennstoffes 4 angeordnet. Die Vorrichtung ist ferner derart konstruiert, dass das Filtermaterial 8 der Filtereinrichtung 7 in einer fortgeschrittenen, zumindest rußarmen Phase (Phase IV und/oder V) des Abbrandprozesses des Brennstoffes 4 in die Brennkammer 3 des Heizgerätes 1 überführbar ist.
Die Filtereinrichtung 7 ist an die Brennkammer 3 angrenzend angeordnet. Durch diese räumliche Nähe wird die Verlagerung der Filtereinrichtung 7 zur Brennkammer 3 erleichtert. Über eine Freigabevornchtung 9 kann die Verlagerung des Filtermaterials 8 in die Brennkammer 3 ausgeführt oder initiiert werden. Beispielsweise ist das Brennstoffmaterial 4 einstückig oder in Form von Schüttgut ausgebildet, sodass das Filtermaterial 8 mittels eines Klemmsitzes lösbar befestigt ist und durch Auslösung der Freigabevorrichtung 9 der Klemmsitz aufgehoben wird; sodass das Filtermaterial 8 beispielsweise schwerkraftsbedingt in die Brennkammer 3 herabfallen kann. Beispielsweise weist die Freigabevorrichtung 9 einen Stift auf, der in eine Ausnehmung des Filtermaterials 8 eingreift und zur Freigabe des Filtermaterials 8 der Stift aus der Ausnehmung des Filtermaterials 8 herausgezogen ist (nicht dargestellt). In den Zeichnungsfiguren 2 und 3 ist neben der Freigabevorrichtung 9 ein Sensor 10 innerhalb der Brennkammer 3 angeordnet. Dieser sendet Signale über die Leitung 11 entweder, direkt zur Freigabevorrichtung (nicht dargestellt) oder indirekt über einen zentralen Rechner 12. Die Inputsignale des zum Beispiel als Rauchgassensor, Lambda-Sensor, Luftmengensensor und/oder Temperatursensor ausgebildeten Sensors 10 werden in dem Rechner 12 verglichen und bei Überschreiten eines definierten Schwellwertes, der entweder das kurzzeitige Bevorstehen der Phase IV und/oder V oder aber den Eintritt der Phasen IV oder V detektiert, ein Ausgabesignal erzeugt, das über die Leitung 13 an die Freigabevorrichtung 9 übermittelt wird, sodass die Freigabevorrichtung 9 die Verlagerung des Filtermaterials 8 in die Brennkammer 3 ausführen und/oder initiieren kann. Dabei kann die Freigabevorrichtung 9 elektronisch, elektrisch und/oder mechanisch angesteuert werden. Die Schwellwerte können vorzugsweise für den Bediener veränderbar sein, so kann eine Anpassung an unterschiedliche Brennstoffe vorgenommen werden.
Es ist auch möglich, dass Ausgabesignal der Sensoren 10 auf andere Art und Weise, beispielsweise Verfärbungen eines Materials oder Ausgabe auf einem Bildschirmdisplay (nicht dargestellt) einem Benutzer das Erreichen und/oder das kurzzeitige Bevorstehen der Phasen IV und/oder V zu signalisieren, sodass dieser manuell die Freigabevorrichtung 9 betätigen kann.
In den Zeichnungsfiguren 3 und 4 ist eine temporär zu- und wegschaltbare, also sozusagen koppelbare, Bypassleitung 14 zur Umgehung der Filtereinrichtung 7 dargestellt. Die Bypassleitung 14 umfasst zum einen die Leitungsbahn 15 sowie ein Bypassleitungsöfmungs/verschlusselement 16, das in der dargestellten Ausführungsform in Form einer Klappe dargestellt ist. Das Öffnungs-/ Verschlusselement 16 ist in Zeichnungsfigur 3 in Schließstellung - Filtereinrichtung 7 Aktivstellung und in Zeichnungsfigur 4 in Öffnungsstellung - Filtereinrichtung 7 Deaktivierungsstellung dargestellt Vorteilhafterweise wird das Öffnungs-/Verschlusselement 16 über eine Ansteuervorrichtung 17 angesteuert. Die Ansteuervorrichtung 17 kann wiederum mit wenigstens einem der Sensoren 10 und/oder dem Rechner 12 wirkverbunden sein (nicht dargestellt). Damit wird eine vollautomatische Kontrolle des Heizprozesses ermöglicht Einerseits kann über die Steuerung des Öffnungs-/Verschlusselementes 16 insbesondere in der Inbetriebnahmephase (Phase I) der Heizvorrichtung 1 die Filtereinrichtung 7 umgangen werden, wodurch ein möglichst geringer Widerstand für die Abgase im Abluftkanal 2 erreicht wird. Eine Wiederbestückung der Filtereinrichtung 7 mit Filtermaterial 8 kann beispielsweise über einen mit Filtermaterial 8 bestückten Vorratsbehälter, der angrenzend an die Filtereinrichtung angeordnet ist, ausgeführt werden. Dieser Wiederauffüllungsprozess des Filtermaterials 8 aus dem Vorratsbehälter in die Filtereinrichtung 7 kann vorzugsweise ebenfalls über entsprechende Förderungs- oder Freigabemittel sowohl manuell als auch auf automatisiertem Wege, z. B. elektrisch oder elektronisch über Sensoren 10 und/oder den Rechner 12 ausgeführt oder initiiert werden.
In der Zeichnungsfigur 5 ist eine alternative Ausführungsform mit zumindest ähnlichen Möglichkeiten, wie in der Heizvorrichtung 1 gemäß Figuren 3 und 4 dargestellt. Hierbei besteht die Freigabevorrichtung 9 im Wesentlichen aus zwei horizontal unter dem Filtermaterial 8 schiebbar gelagerten Schiebern 18, 19. Das Filtermaterial 8 kann entweder wiederum einstückig ausgebildet sein oder aber, wenn die Filtereinrichtung 7 eine Filterkammer 20 aufweist, als pulverartiges Material bevorratet werden. Unabhängig davon, ob es sich um ein pulverartiges, körniges und/oder einstückiges Filtermaterial 8 handelt, kann dieses auf der Freigabevorrichtung 9 - in diesem Fall den Schieber 18 - aufliegen. In Zeichnungsfigur 6a ist die Bypassstellung dargestellt. Dabei wird die Abluft über die Bypassleitung 14 in die Umwelt befördert. In Zeichnungsfigur 6b wurde der Schieber 19 durch Verlagerung der Handhabe 22 in Richtung des Pfeils A verlagert und somit die Bypassleitung 14 verschlossen, sodass die Abluft durch beispielsweise einen siebartig ausgebildeten Schieber 18 hindurchtreten muss und die Abluft innerhalb des Filtermaterials 8 der Filtereinrichtung 7 eine Reinigung erfährt. Wenn beispielsweise die Phase IV und damit die vollständige Verbrennung des Brennstoffes 4 stattfindet, kann durch Betätigung der Handhabe 21 und damit der Verlagerung des Schiebers 18 in Pfeilrichtung A das Filtermaterial 8 schwerkraftsbedingt im freien Fall (Pfeil B) zur Brennkammer 3 gelangen (vgl, Fig. 6c).
In Zeichnungsfigur 6d sind die Schieber 18, 19 wieder in der Ausgangsstellung, so dass ein neuer Start der Heizanlage in Gang gesetzt werden kann und durch die Freigabe der Bypassleitung 14 die Abfeuerung der Heizanlage erleichtert wird. Durch die geöffnete Klappe 23 kann in die Filterkammer 20 ein neues Filtermaterial 8 eingesetzt werden (Pfeil C). Auch eine automatische Beschichtung der Filterkammer 20 mit Filtermaterial 8 aus einer Filtermaterialvorratseinrichtung stellt eine vorteilhafte Ausführungsform dar.
Ein weiterer Gedanke ist es, innerhalb der Brennkammer 3 ein Mittel vorzusehen, welches die Verbrennung des Filtermaterials 8 sowie des im Filtermaterial 8 enthaltenen Filtrats im Brennraum 3 begünstigt (nicht dargestellt).
Insbesondere in der Ausführungsform gemäß den Zeichnungsfiguren 5, 6a bis 6d kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens einer der Schieber 18, 19 in den in Zeichnungsfiguren 5 und 6a gezeigten Stellungen jeweils vorgespannt gehalten ist. Auch für das Öffnungs- und Verschlusselement 16 ist eine Vorspannung in die Verschlussstellung (Filteraktivstellung) vorteilhaft.

BEZUGSZEICHENLISTE

I bis V: Phase

A: Pfeil
B: Pfeil
C: Pfeil

1: Heizvorrichtung
2: Abluftkanal
3: Brennkammer
4: Brennstoff
5: Unterlage
6: Ausnehmung v. 5
7: Filtereinrichtung
8: Filtermaterial
9: Freigabevorrichtung
10: Sensor
11: Leitung
12: Rechner
13: Leitung
14: Bypassleitung
15: Leitungsbahn
16: Öffnungs-/Verschlusselement
17: Ansteuervorrichtung
18: Schieber
19: Schieber
20: Filterkammer
21: Handhabe
22: Handhabe
23: Klappe

Claims

Verfahren zur Reduzierung des Feinstaubanteils in der Abluft eines feste Brennstoffe verbrennenden Heizgerätes, insbesondere eines Kachel- oder Kaminofens, Heizkamins, Pelletofens, einer Festbrennstoffheizanlage oder dergleichen, wobei die Rauchgase durch ein Filtermaterial im Abluftkanal oder in einer Brennkammer des Heizgerätes geführt werden, wobei das Filtermaterial ganz oder teilweise in einer fortgeschrittenen, zumindest rußarmen Phase des Abbrandes des Brennstoffes innerhalb des Heizgerätes mitverbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ab der Zuführung des Filtermaterials in die Brennkammer die Rauchgase der rußarmen Verbrennungsphase ungefiltert durch den Abluftkanal gelangen.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zuführung des Filtermaterials in die Brennkammer des Heizgerätes automatisch erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die automatische Zuführung des Filtermaterials in die Brennkammer strahlungssensorgesteuert erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in zumindest einer ersten Anbrennphase des Brennstoffes die Rauchgase an dem Filtermaterial vorbeigeleitet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer ersten Anbrennphase die Rauchgase aktiv durch das Filtermaterial hindurchgesaugt und/oder hindurchgeblasen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Filtermaterials in die Brennkammer während einer Abbrandphase erfolgt, in der das Brennmaterial ohne Flammbildung gluterhaltend abbrennt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Filter mit verbrennungsaktiven Einlagerungen versehen ist.
Heizvorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Kachel- oder Kaminofen, Heizkamin, Pelletofen, Festbrennstofflzeizanlage, Festbrennstoffwassertherme oder dergleichen, mit einer an einem Abluftkanal (2) angeschlossenen Brennkammer (3) in der ein fester Brennstoff (4) verbrennbar ist, wobei eine mit Filtermaterial (8) bestückte Filtereinrichtung (7) zur Reduzierung des Feinstaubanteils in oder an dem Abluftkanal (2) angeordnet ist und in Betrieb das Filtermaterial (8) der Filtereinrichtung (7) in einer fortgeschrittenen, zumindest rußarmen Phase IV, V des Abbrandprozesses des Brennstoffes (4) in die Brennkammer (3) des Heizgerätes (1) einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ab der Zuführung des Filtermaterials (8) in die Brennkammer (3) die Rauchgase der rußarmen Verbrennungsphase ungefiltert durch den Abluftkanal (2) gelangen.
Heizvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Filtereinrichtung (7) eine Filterkammer (20) aufweist, in der das Filtermaterial (8) angeordnet ist, wobei die Filterkammer (20) mit einer Freigabevorrichtung (9) zur Freigabe des Filtermaterials (8) in die Brennkammer (3) versehen ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Filtermaterial (8) auf der Freigabevorrichtung (9) aufliegt und die Freigabevorrichtung (9) zur schwerkraftbedingten Einführung des Filtermaterials (8) in die Brennkammer (3) aufklappt oder unter dem Filtermaterial (8) verschiebbar ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Freigabevorrichtung (9) die Verlagerung des Filtermaterials (8) in die Brennkammer (3) ausführt und/oder initiiert, wobei die Freigabevorrichtung (9) das Filtermaterial (8) form- und/oder kraftschlüssig hält und durch einen Freigabemechanismus die form- und/oder kraftschlüssige Verbindung aufhebbar ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Freigabevorrichtung (9) die Verlagerung des Filtermaterials (8) in die Brennkammer (3) ausführt und/oder initiiert, wobei die Freigabevorrichtung (9) mit wenigstens einem Rauchgassensor, Lambda-Sensor, Luftmengensensor und/oder Temperatursensor wirkverbunden ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Freigabevorrichtung (9) die Verlagerung des Filtermaterials (8) in die Brennkammer (3) ausführt und/oder initiiert, wobei die Freigabevorrichtung (9) mit einem Bimetall wirkverbunden ist, das die Freigabevorrichtung (9) ab einem Temperaturschwellwert aktiviert.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein mit Filtermaterial (8) bestückter Vorratsbehälter an der Filtereinrichtung (7) angeschlossen ist und steuerbar und/oder regelbar Filtermaterial (8) in die Filtereinrichtung (7) verlagert.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Bypassleitung (14) zur Umgehung der Filtereinrichtung (7) temporär koppelbar ist.