EP2467644B1 - Holzpellet-ofen für leistungen bis hinunter zu weniger als 1kw - Google Patents
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- EP2467644B1 EP2467644B1 EP10757703.3A EP10757703A EP2467644B1 EP 2467644 B1 EP2467644 B1 EP 2467644B1 EP 10757703 A EP10757703 A EP 10757703A EP 2467644 B1 EP2467644 B1 EP 2467644B1
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
- F23K3/10—Under-feed arrangements
- F23K3/14—Under-feed arrangements feeding by screw
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B40/00—Combustion apparatus with driven means for feeding fuel into the combustion chamber
- F23B40/04—Combustion apparatus with driven means for feeding fuel into the combustion chamber the fuel being fed from below through an opening in the fuel-supporting surface
Definitions
- the burning of small portioned and therefore granular firewood, such as wood pellets, wood chips, small pieces of wood or dried corn proves to be energetically favorable and convenient to use. It does not have large and unwieldy pieces of wood to be transported and stored and also no large logs to be fed to the fire.
- the dosing of the fire power down to a low value is made possible today by a special fuel feed device for granular fuel. This makes it possible to ensure performances down to less than 1 kW. It is worked with a arranged in a pipe screw conveyor for the conveyance of the granular material.
- the central screw axis tube of the screw conveyor, on the outer wall of the screw winding is mounted and with which together the screw conveyor is rotatably mounted in the tube, thereby filling at least a quarter of the pipe diameter.
- This screw axis tube runs up as a cone in a tip.
- Above the snail is a circular grid with central round hole and air supply openings in the outer area of the grate.
- the hole is dimensioned slightly smaller than the diameter of the auger and from its edge extends a flared wall as a sliding wall for the kiln to be conveyed downwards, which runs approximately or exactly parallel to the cone of the upper end of the screw axis.
- a wood pellet stove can operate largely automatically, even at very low power of less than 1 kW ensures that the fire does not go out. Also the Ash removal is ensured and it is prevented that the fire in the feed stream of the fuel vorfrisst.
- Such a wood pellet stove is therefore an efficient heating, and it is preferably placed in the living room. But here he should meet even more technical requirements.
- Previously known wood pellet stoves can only be placed next to a wall if this is, for example, a concrete wall, that is incombustible.
- the wall or its lining is flammable, they must be installed freestanding for fire protection reasons. It must then be complied with a prescribed distance to the rear wall. This is a technical limitation that often looks unattractive.
- JP 60 117003 WO 02/56066 discloses a wood pellet oven with feeder for automatic metering of wood pellets from a pellet hopper associated with the oven, the pellet hopper with feeder and grate being housed in a stationary base and the combustor being housed in an upper furnace part.
- the object is achieved by a wood pellet furnace according to claim 1.
- this wood pellet stove will be introduced and described below, explaining its structure and function.
- the FIG. 1 shows the wood pellet stove in an overall view. It consists of a lower part 20 and pivotally mounted on top 21. The front of the upper part 21 is made in heat-resistant glass and gives the Look into the combustion chamber, which is not shown here.
- the lower part 20 contains the bunker for the wood pellets and the feeder for the metered feeding of wood pellets on the grid. The lower part 20 remains cold during operation and is designed here as orthorhombic body.
- All ports 34-38 are connected to the furnace at the rear of the base 20, namely the fresh air supply pipe 36, the flue gas exhaust pipe 37, the pellets delivery electric connections 38 and the supply air supply fan and if appropriate, the flue gas path discharge, and any water connections 34, 35 for a circuit in the casing of the combustion chamber for receiving and removing heat to a central heating system.
- the fresh air supply pipe 36 the flue gas exhaust pipe 37
- the pellets delivery electric connections 38 and the supply air supply fan if appropriate, the flue gas path discharge, and any water connections 34, 35 for a circuit in the casing of the combustion chamber for receiving and removing heat to a central heating system.
- opening on the rear pipe for the pellet supply be present, so then these pellets can be refilled from a separate room in the reservoir inside the lower part 20 of the furnace, which otherwise happens from the front through Removing the front cover on the lower part 20.
- a shutter 39 Around the lower part 20 along the rear edge of a shutter 39 is arranged, which forms a clean conclusion to the rear wall, to which the oven is placed at a distance.
- This panel 39 forms a bent to a U-shape sheet metal strip, so that the aperture 39 can be plugged from above to the back of the lower, cold furnace part 20.
- a stove had to be installed for fire police reasons always with a prescribed distance from the wall in front of the same, because he is so hot.
- the lower part 20 remains cold and can therefore easily form a trim 39 with a clean conclusion with the rear wall, so that a disturbing gap between the oven and the rear wall is omitted, which is aesthetically much tidier.
- FIG. 2 the oven is shown mounted in front of a rear wall 40.
- the upper part 21 of this wood pellet opening is pivoted as a special feature relative to the lower part 20 and pivoted here from above viewed at about 20 ° in the counterclockwise direction relative to the lower part 20.
- the pivoting range of the upper part 21 on the lower part 20 is approximately ⁇ 25 °, ie a total of about 50 °, but depending on the design of the intermediate turntable also be full 180 °, so so that the upper part 21 can be directed with its glass front, which releases the view into the combustion chamber, all the way to the left or right.
- FIG. 3 shows this wood pellet stove with base 20 and lifted off top 21 with a view of the hub 22 for the pivotal mounting of the upper part 21.
- This hub 22 is constructed on top of the lower part 20 and its structure is based on the FIG. 4 described in more detail. It consists of a base plate 23 with a central hole 24, an intermediate plate 25 with also a central hole 24 which is pivotable about the same.
- This washer 25 has peripherally arranged holes 26, in each of which a ball 27 is caught.
- a cover plate 28 which annularly surrounds the central hole 24 around a large part of the circumference, resting on these balls 27 so that it is pivotable about the central hole 24 by rolling on the balls 27.
- the balls 27 roll inside the holes 26 of the washer 25 in which they are caught, and thus roll on the base plate 23 from.
- the intermediate plate 25 pivots with the rolling balls 27 in their holes, always by half the extent of the pivoting of the cover plate 28.
- This ball-mounted pivoting of the upper part 21 of the wood pellet stove on its lower part 20 ensures a low-friction running and the balls 27 wear the load of the furnace top 21, which is mounted on the cover plate 28.
- the hub 22 leaves a curved slot 42 open, through which the flue gas duct 37, and possibly the lines 34,35 are performed for the water cycle, and the hole 42 is large enough that it can be pivoted with the turntable to these stationary lines. Another such slot 43 is used for receiving the fresh air line.
- Down in hole 24 is the actual grate 1, to which the wood pellets are automatically fed, as shown below.
- This feeder is in FIG. 5 shown with the arranged at the upper end grate 1 shown in a longitudinal section, for granular kiln for a kiln designed for performances down to less than 1 KW.
- the kiln can consist of wood pellets, but also of wood chips, small pieces of wood or dried corn or other grains.
- the grate 1 of the furnace cooperates with the feed device, and this is equipped with a screw conveyor 2.
- the screw conveyor 2 is arranged in the example shown perpendicular to the grate surface and the central screw axis tube 3, on the outer wall 4, the screw 5 is mounted and with which together the screw conveyor 2 is rotatably mounted in the conveyor tube 8, fills a considerable part of the conveyor tube 8, which the whole screw conveyor 2 encloses.
- the conveyor tube 8 with the screw conveyor 2 can also be arranged obliquely to the perpendicular. It is then achieved on the bottom of additional friction of the fuel with the delivery pipe 8, which is beneficial to the promotion.
- the tube diameter of the screw axis tube 3 measures one third of the screw diameter or the tube diameter, and measures, for example, 60 mm.
- the diameter of the screw axis tube 3 should be at least a quarter of the screw conveyor diameter, because thus also a sufficient torque on the actual screw 2 and on the helical to the screw axis tube 3 wound smoothest possible conveying surface 5 are transmitted.
- On the conveying surface 5 of the screw 2 here is a single wood pellet 18 drawn to give an approximate size comparison.
- This screw axis tube 3 runs up as a cone 10 in a tip, wherein above the screw 2, the grate 1 is arranged horizontally with a central circular hole 6. It fits exactly on the upper end of the auger axle tube 8 and is placed on this.
- the grate 1 is preferably circular as shown and penetrated in the outer region with air supply openings 7.
- the circular hole 6 in the grate 1 measures approximately half of the delivery pipe diameter. From this circular hole 6 includes a downwardly projecting, funnel-shaped edge 9, which opens as a funnel down.
- the funnel wall runs almost or exactly parallel to the cone 10 on the worm axis tube 3 As shown, the cone 10 encloses an acute angle with the running direction of the funnel inner wall, the angle tip being at the top. This angle may only be very small, otherwise a jamming of the fuel in the area between the cone 10 and the funnel inner wall is provoked.
- the actual screw 2 or its winding conveying surface 5 terminates with an approximately perpendicular to the grate surface extension 11.
- This auger 2 as shown here rotates clockwise in operation as seen from above. Of course, it could also be designed to boost in a counterclockwise direction.
- the firing material to be conveyed remains approximately at the same point in relation to its rotational position in the conveying tube 8, and the conveying surface 5 of the screw 2 slides under the kiln, being lifted up in the conveying tube 8, until finally at the height of the hole 6 arrives.
- the inside of the tube 8 is equipped with a plurality of preferably axially extending plateaus or grooves 14, on which the auger turns past with a minimum distance, and between the plateaus or grooves a distance of the height of the plateaus or grooves to the inner wall of the tube 8 leaves open.
- the inner wall of the tube 8 may also be provided with a rough surface.
- the screw 2 rotates only very slowly, with a rotational speed of less than 1 U / min -1 .
- the kiln is captured by the extension 11 and pushed clockwise as seen from above.
- its absolute speed is only about 1.5-2.0 mm / s.
- FIG. 6 If one sees the screw conveyor and the delivery pipe 8 in a cross section. Here you can see the grooves or the elevations 14 on the inside of the conveying tube 8, and a segment of the actual screw, 2 with its outer edge just past these elevations 14. 1.
- the kiln parts find at these ridges or grooves a backing, which helps avoid that they rotate with the screw conveyor 2.
- the rotation of the screw conveyor 2, which slides under the kiln, yes causes a force component which points radially outwards. Accordingly, the firing material is pressed against the inner wall of the conveying tube 8 and finds a hold on the elevations.
- the FIG. 7 shows the screw conveyor 2 in its entire height. It measures between 200mm to 800mm in height and between 55mm and 85mm in diameter.
- the auger axle tube 3 measures one-quarter to a little over one-third of the diameter in diameter, and the pitch of the auger per revolution is about one-half auger diameter.
- Down the conveyor pipe 8 can be completely in a pile of kiln parts, or in a box 15, the of above or over, for example, an inclined surface 16 can be charged as Brennüttgosse with fuel.
- the conveying tube 8 is open at the bottom on one side, and through this opening 17 in the conveying tube 8 trickle the kiln pieces, in the example shown cylindrical wood pellets, the screw 2 after.
- the kiln feed device for such wood stoves for powers of less than 1 kW is equipped with an electric motor which drives the screw 2 via a reduction gear.
- the rotational speed of the screw conveyor 2 can be adjusted from 0.5 to 2 revolutions per minute and thus the supply amount of fuel per time and thus the heating power can be regulated.
- FIG. 8 shows the lower and upper part of the furnace with disassembled trim parts 29-32.
- the oven is constructed in such a way that it can be assembled on site without the use of tools. Only the inner structure of the lower part 20 and upper part 21 is factory assembled together, where also wherever possible plug, hooking and sliding connections are realized to get along as possible without screws.
- the combustion chamber 19 is enclosed on its sides and the back of fireclay bricks or of a sheet-metal hollow body 41. Thus, the generated heat can be supplied via a water cycle to a central heating.
- the side parts 31,32 are preferably carried out in sheet metal, but instead of sheet metal, other materials can be used, such as stone slabs, wood or plastic plates or plates made of other materials.
- the windscreen 29 to the combustion chamber 19 is made of temperature-resistant glass and can also be hooked by means of hooks 33 on the upper part 21 of the furnace.
- FIG. 9 shows a special detail of the kiln feed device.
- the ash often clumps into a structure and is then distributed irregularly on the grate. If the furnace is equipped with an ignition element for an automatic ignition of the burning material, it may cause an ash accumulation in front of the ignition element, which impairs or prevents its function. It produces larger clumps of ash, which soon exhaust the volume in the ash catcher.
- the feeder after FIG. 9 fixes these problems by continuously crushing the ash structure during operation and ensuring that the ash is distributed evenly on the grate, preventing ashes from accumulating in front of a mounted ignition element.
- a steel bracket 49 which extends from the upper end of the auger shaft further upwards and thus first forms a screw conveyor axially extending portion 50, and then via an arc or here radially outwardly extending central portion 51 in a to the axial Section 50 parallel outer section 52 leads.
- the lower end 53 of this outer portion 52 terminates just above the grate surface, ideally about 8mm above it. Depending on the size of the grate and the nature of the pellets, the distance may vary between 4mm to 12mm.
- the ash structure is plowed and crumbled, so that a fine, homogeneous ash layer remains on the grate.
- This is gradually pushed by the nachgestossene from the middle of the grate firing material around the outer edge of the grate of this and falls down into the ash container.
- the ashes become very fine and homogeneous as a result of their plowing through, less total volume is produced in the ash catcher.
- Obliquely inclined towards the grate and peripheral to this an ignition element 54 is arranged here.
- the tip 55 of the ignition element 54 remains constantly free by the movement of the steel bracket 49 and there is no threat of clogging or ash accumulation in front of the tip 55 of the ignition element 54 and thus no impairment of its function.
- FIG. 10 shows this kiln feed device with the steel bracket 49 shown in a longitudinal section.
- the outer portion 52 of the bracket 49 is above the outer third of the radius of the grate 1 and its end over the grate surface, in detail about 8mm above the grate surface.
- the tip 55 of the ignition element 54 is located close to the past rotating outer portion 52 of the bracket 49 and this area is therefore kept free of ash or cyclically.
- the kiln feed device for such wood stoves for powers of less than 1 kW is equipped with an electric motor which drives the screw 2 via a reduction gear.
- the rotational speed of the screw conveyor 2 can be adjusted from 0.5 to 2 revolutions per minute and thus the supply amount of fuel per time and thus the heating power can be regulated.
- the steel strap offers the advantage that the ash on the grate 1 is uniformly distributed, the ash quality is finer and thus less volume is produced, and the ash falls evenly from the outer edge of the grate down on this fuel feed device.
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Description
- Das Verbrennen von klein portioniertem und daher granulatförmigem Brenngut, etwa von Holzpellets, Holzschnitzeln, kleinen Holzstücken oder auch getrocknetem Mais erweist sich als energetisch günstig und praktisch in der Handhabung. Es müssen nicht grosse und unhandliche Holzstücke transportiert und zwischengelagert werden und auch keine grossen Holzscheite dem Feuer zugeführt werden. Das Dosieren der Feuerleistung nach unten zu einem tiefen Wert wird heute ermöglicht durch eine spezielle Brenngut-Zufuhreinrichtung für granulatförmiges Brenngut. Diese ermöglicht es, Leistungen bis hinunter zu weniger als 1 kW sicherzustellen. Dabei wird mit einer in einem Rohr angeordneten Förderschnecke für die Zuförderung des granulatförmigen Brenngutes gearbeitet. Das zentrale Schneckenachsenrohr der Förderschnecke, an deren Aussenwand die Schneckenwindung angebracht ist und mit welcher zusammen die Förderschnecke im Rohr drehbar gelagert ist, füllt dabei mindestens einen Viertel des Rohrdurchmessers aus. Dieses Schneckenachsenrohr läuft oben als Konus in eine Spitze aus. Oberhalb der Schnecke befindet sich ein kreisrunder Rost mit zentralem rundem Loch und Luftzufuhröffnungen im äusseren Bereich des Rostes. Das Loch ist etwas kleiner als der Durchmesser der Förderschnecke dimensioniert und von seinem Rand aus verläuft eine sich konisch erweiternde Wand als Gleitwand für das zu fördernde Brenngut nach abwärts, die annähernd oder genau parallel zum Konus des oberen Endes der Schneckenachse verläuft. Mit einer solchen oder einer ähnlichen Fördereinrichtung lässt sich ein Holzpellet-Ofen weitgehend automatisch betreiben, auch bei sehr geringen Leistungen von weniger als 1 kW ist sichergestellt, dass das Feuer nicht verlöscht. Auch der Aschenabtransport ist sichergestellt und es wird verhindert, dass sich das Feuer in den Zufuhrstrom des Brenngutes vorfrisst.
- Ein solcher Holzpellet-Ofen ist daher eine effiziente Heizung, und er wird vorzugsweise im Wohnraum aufgestellt. Hier aber soll er noch weitere technische Anforderungen erfüllen. Bisher bekannte Holzpellet-Öfen können nur an eine Wand anschliessend aufgestellt werden, wenn diese zum Beispiel eine Betonwand ist, also unbrennbar. Wenn die Wand oder deren Verkleidung aber brennbar ist, müssen sie aus feuerpolizeilichen Gründen freistehend aufgestellt werden. Es muss dann ein vorgeschriebener Abstand zur Rückwand eingehalten werden. Das ist eine technische Einschränkung, die oftmals unschön wirkt. Ausserdem möchte man bei einem Holzpelletofen nicht nur eine Wärmeabgabe erreichen, sondern er sollte auch Behaglichkeit verströmen und sich harmonisch in die Möbellandschaft eines Wohnzimmers einfügen. Dazu kommt, dass man in vielen Wohnzimmern neben dem Essbereich eine Sitzgruppe vorfindet. Wenn man hier wie dort sitzt, möchte man das Feuer sehen können. Das ist aber mit den bestehenden Holzpellet-Ofenkonstruktionen nicht möglich. Das Feuer ist nur innerhalb eines beschränkten Sichtwinkels einsehbar. Die direkte Wärmeabstrahlung des Feuers kann ebenso wenig auf den aktuellen Aufenthaltsort der Bewohner ausgerichtet werden.
- So zum Beispiel kennen wir das Dokument
JP 60 117003 - Vom Dokument
AT 410 364 - Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Holzpellet-Ofen anzugeben, welcher eine Brennkammer aufweist, deren offene Seite in verschiedene Richtungen ausrichtbar ist, und der spaltfrei geschlossen mit einer Rückwand verbindbar ist.
- Die Aufgabe wird gelöst von einem Holzpellet-Ofen nach Anspruch 1.
- Anhand der Zeichnungen wird dieser Holzpellet-Ofen näher vorgestellt und nachfolgend beschrieben und sein Aufbau und seine Funktion wird erklärt.
- Es zeigt:
- Figur 1:
- Den Holzpellet-Ofen bestehend aus Unterteil mit den Anschlüssen und darauf aufgesetztem Oberteil;
- Figur 2:
- Den Holzpellet-Ofen bestehend aus Unterteil und dem darauf verschwenkbar gelagerten Oberteil, vor einer Rückwand aufgestellt;
- Figur 3:
- Den Holzpellet-Ofen mit Unterteil und davon abgehobenem Oberteil mit der Drehscheibe für die schwenkbare Lagerung des Oberteils;
- Figur 4:
- Die Drehscheibe nach
Figur 3 in vergrösserter Darstellung gezeigt; - Figur 5:
- Die Zufuhrvorrichtung mit dem am oberen Ende angeordneten Rost in einem Längsschnitt gesehen;
- Figur 6:
- Einen Querschnitt durch die Förderschnecke, von oben gesehen;
- Figur 7:
- Die gesamte Förderschnecke von der Seite her gesehen, in einem Längsschnitt dargestellt;
- Figur 8:
- Den Unter- und Oberteil des Ofens mit demontierten Verkleidungsteilen.
- Die
Figur 1 zeigt den Holzpellet-Ofen in einer Gesamtansicht. Er besteht aus einem Unterteil 20 und darauf verschwenkbar aufgesetztem Oberteil 21. Die Frontseite des Oberteils 21 ist in hitzebeständigem Glas ausgeführt und gibt den Blick frei in den Brennraum, der hier allerdings nicht eingezeichnet ist. Der Unterteil 20 enthält den Bunker für die Holzpellets und die Zufuhreinrichtung für das dosierte Zuführen von Holzpellets auf den Rost. Der Unterteil 20 bleibt im Betrieb kalt und ist hier als orthorhombischer Körper ausgeführt. Sämtliche Anschlüsse 34-38 werden auf der Hinterseite des Unterteils 20 an den Ofen angeschlossen, nämlich das Rohr 36 für die Frischluftzufuhr, das Rohr für die Abfuhr der Rauchgase 37, die elektrischen Anschlüsse 38 für den Betrieb der Pelletförderung und den Ventilator für die Zuluftförderung und gegebenenfalls die Rauchgaswegabfuhr, und allfällige Wasseranschlüsse 34,35 für einen Kreislauf in der Ummantelung der Brennkammer zur Aufnahme und Abfuhr von Wärme an eine Zentralheizung. In einem weiteren Ausbau kann auch ein zusätzliches, auf der Hinterseite einmündendes Rohr für die Pelletzufuhr vorhanden sein, sodass dann diese Pellets von einem separaten Raum aus in den Vorratsbehälter im Innern des Unterteils 20 des Ofens nachgefüllt werden können, was sonst von vorne geschieht, durch Entfernen der vorderen Abdeckung am Unterteil 20. Rund um den Unterteil 20 ist längs dessen hinteren Randes eine Blende 39 angeordnet, welche einen sauberen Abschluss zur Rückwand bildet, an welche der Ofen mit Abstand hingestellt wird. Diese Blende 39 bildet ein zu einer U-Form gebogenes Blechband, sodass die Blende 39 von oben auf die Rückseite des unteren, kalten Ofenteils 20 aufsteckbar ist. Bisher musste ein Aufstellofen aus feuerpolizeilichen Gründen stets mit einem vorgeschriebenen Abstand zur Wand vor derselben montiert werden, weil er ja heiss ist. Bei diesem Ofen hier aber bleibt der Unterteil 20 kalt und kann daher ohne Weiteres mit einer Blende 39 einen sauberen Abschluss mit der Rückwand bilden, sodass ein störender Spalt zwischen Ofen und Rückwand unterbleibt, was ästhetisch viel aufgeräumter wirkt. - In
Figur 2 ist der Ofen montiert vor einer Rückwand 40 dargestellt. Der Oberteil 21 dieses Holzpellet-Offens ist als Besonderheit gegenüber dem unteren Teil 20 verschwenkbar und hier von oben gesehen um ca. 20° im Gegenuhrzeigersinn gegenüber dem Unterteil 20 verschwenkt. Mit der Rückwand 40 bildet der Unterteil 21 des Ofens über eine Blende 39, welche den Spalt zwischen Unterteil 20 und Rückwand 40 schliesst, einen sauberen Abschluss. Der Schwenkbereich des Oberteils 21 auf dem Unterteil 20 beträgt ca. ±25°, also insgesamt ca. 50°, kann aber je nach Ausgestaltung der zwischenliegenden Drehscheibe auch volle 180° betragen, sodass also der Oberteil 21 mit seiner gläsernen Frontseite, die den Blick in die Brennkammer freigibt, ganz nach links oder ganz nach rechts gerichtet werden kann. - Die
Figur 3 zeigt diesen Holzpellet-Ofen mit Unterteil 20 und davon abgehobenem Oberteil 21 mit Blick auf die Drehscheibe 22 für die schwenkbare Lagerung des Oberteils 21. Diese Drehscheibe 22 ist auf der Oberseite des Unterteils 20 aufgebaut und ihr Aufbau wird anhand derFigur 4 näher beschrieben. Sie besteht aus einer Grundscheibe 23 mit zentralem Loch 24, einer Zwischenscheibe 25 mit ebenfalls einem zentralen Loch 24, die um dasselbe schwenkbar ist. Diese Zwischenscheibe 25 weist peripher angeordnete Löcher 26 auf, in welchen je eine Kugel 27 gefangen ist. Schliesslich ruht eine Deckscheibe 28, die ringförmig das zentrale Loch 24 um einen grossen Teil des Umfanges umgreift, auf diesen Kugeln 27, sodass sie um das zentrale Loch 24 verschwenkbar ist, indem sie auf den Kugeln 27 abrollt. Die Kugeln 27 rollen im Innern der Löcher 26 der Zwischenscheibe 25, in denen sie gefangen sind, und rollen somit auf der Grundscheibe 23 ab. Die Zwischenscheibe 25 schwenkt mit den in ihren Löchern rollenden Kugeln 27 mit, und zwar stets um das halbe Mass der Schwenkung der Deckscheibe 28. Diese kugelgelagerte Verschwenkbarkeit des Oberteils 21 des Holzpellet-Ofens auf seinem Unterteil 20 gewährleistet einen reibungsarmen Lauf und die Kugeln 27 tragen die Last des Ofen-Oberteils 21, der auf der Deckscheibe 28 montiert ist. Die Drehscheibe 22 lässt ein gekrümmtes Langloch 42 offen, durch welches die Rauchgasleitung 37, sowie allenfalls die Leitungen 34,35 für den Wasserkreislauf durchgeführt werden, und das Loch 42 ist gross genug, dass es mit der Drehscheibe um diese stationären Leitungen geschwenkt werden kann. Eine weiteres solches Langloch 43 dient für die Aufnahme der Frischluftleitung. Unten im Loch 24 befindet sich der eigentliche Rost 1, zu dem die Holzpellets automatisch zugeführt werden, wie das im Folgenden aufgezeigt wird. - Diese Zufuhrvorrichtung ist in
Figur 5 mit dem am oberen Ende angeordneten Rost 1 in einem Längsschnitt gesehen dargestellt, für granulatförmiges Brenngut für einen Ofen, der für Leistungen von bis hinunter auf weniger als 1 KW ausgelegt ist. Das Brenngut kann dabei aus Holzpellets bestehen, aber auch aus Holzschnitzeln, kleinen Holzstücken oder auch aus getrocknetem Mais- oder anderen Körnern. Der Rost 1 des Ofens wirkt mit der Zufördereinrichtung zusammen, und diese ist mit einer Förderschnecke 2 ausgestattet. Die Förderschnecke 2 ist im gezeigten Beispiel senkrecht zur Rostoberfläche angeordnet und das zentrale Schneckenachsenrohr 3, an dessen Aussenwand 4 die Schneckenwindung 5 angebracht ist und mit welcher zusammen die Förderschnecke 2 im Förderrohr 8 drehbar gelagert ist, füllt einen ansehnlichen Teil des Förderrohres 8 aus, welches die ganze Förderschnecke 2 umschliesst. Das Förderrohr 8 mit der Förderschnecke 2 kann auch schiefwinklig zum Lot angeordnet sein. Es wird dann auf der Unterseite zusätzliche Reibung des Brenngutes mit dem Förderrohr 8 erzielt, was der Förderung dienlich ist. Im gezeigten Beispiel mißt der Rohrdurchmesser des Schneckenachsenrohres 3 einen Drittel des Förderschneckendurchmessers oder des Förderrohr-Durchmessers, und dieser mißt zum Beispiel 60mm. Der Durchmesser des Schneckenachsenrohres 3 sollte wenigstens einen Viertel des Förderschneckendurchmessers betragen, denn damit kann auch ein hinreichendes Drehmoment auf die eigentliche Schnecke 2 bzw. auf die schraubenlinienförmig um das Schneckenachsenrohr 3 gewundene möglichst glatte Förderfläche 5 übertragen werden. Auf der Förderfläche 5 der Schnecke 2 ist hier ein einzelnes Holzpellet 18 eingezeichnet, um einen ungefähren Grössenvergleich zu geben. Dieses Schneckenachsenrohr 3 läuft oben als Konus 10 in eine Spitze aus, wobei oberhalb der Schnecke 2 der Rost 1 mit einem zentralen runden Loch 6 horizontal angeordnet ist. Er passt genau auf das obere Ende des Förderschnecken-Achsenrohrs 8 und ist auf dieses aufgesetzt. - Der Rost 1 ist vorzugsweise wie gezeigt kreisrund ausgeführt und im äusseren Bereich mit Luftzufuhröffnungen 7 durchsetzt. Das kreisrunde Loch 6 im Rost 1 mißt ungefähr die Hälfte des Förderrohr-Durchmessers. Von diesem kreisrunden Loch 6 schliesst ein nach unten auskragender, trichterförmiger Rand 9 an, wobei sich dieser als Trichter nach unten öffnet. Die Trichterwand verläuft nahezu oder genau parallel zum Konus 10 am Schneckenachsenrohr 3. Im gezeigten Beispiel schliesst der Konus 10 mit der Verlaufrichtung der Trichterinnenwand einen spitzen Winkel ein, wobei die Winkelspitze oben liegt. Dieser Winkel darf nur sehr klein sein, sonst wird ein Verklemmen des Brenngutes im Bereich zwischen dem Konus 10 und der Trichterinnenwand provoziert. Die eigentliche Schnecke 2 bzw. deren gewundene Förderfläche 5 schliesst mit einem etwa senkrecht zur Rostoberfläche verlaufenden Fortsatz 11 ab. Die in Bezug auf die Drehachse äussere Seite des Fortsatzes schliesst bündig an den Innenrand des Loches 6 an. Diese Förderschnecke 2 wie hier gezeigt dreht im Betrieb von oben gesehen im Uhrzeigersinn. Selbstverständlich könnte sie auch so konstruiert sein, dass im Gegenuhrzeigersinn fördert. Das zu fördernde Brenngut bleibt in Bezug auf seine Drehlage im Förderrohr 8 annähernd an der gleichen Stelle, und die Förderfläche 5 der Schnecke 2 gleitet unter dem Brenngut hindurch, wobei es im Förderrohr 8 nach oben gehoben wird, bis es schließlich auf der Höhe des Loches 6 ankommt. Wichtig für eine zuverlässige Förderung des Brenngutes durch die Förderschnecke erweist sich auch, daß die Innenseite des Rohrs 8 mit mehreren vorzugsweise axial verlaufenden Plateaus oder Rillen 14 ausgerüstet ist, an denen die Schneckenwindung mit minimalem Abstand vorbeidreht, und zwischen den Plateaus oder Rillen einen Abstand von der Höhe der Plateaus oder Rillen zur Innenwand des Rohrs 8 freilässt. Für den gleichen Zweck kann die Innenwand des Rohrs 8 auch mit einer rauen Oberfläche versehen sein.
- Die Förderschnecke 2 dreht allerdings nur sehr langsam, mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von weniger als 1 U/min-1. Oben angekommen wird das Brenngut vom Fortsatz 11 erfasst und von oben gesehen im Uhrzeigersinn herum geschoben. Dort wo der Fortsatz den Rand des Loches 6 quasi berührt, beträgt seine absolute Geschwindigkeit bloss ca. 1.5-2.0 mm/s. Durch diese langsame Drehung des Fortsatzes 11 wird aber sichergestellt, daß die vorangeschobenen Teile des Brenngutes aufgrund der wirkenden Kräfte radial nach aussen wandern und schließlich auf den Bereich 12 der Rostfläche 1 geschoben werden. Dieser Bereich, ein konzentrischer Ring, der gleich an das Loch 6 im Rost 1 anschliesst, ist frei von Belüftungslöchem 7. Entsprechend brennen die Teile des Brenngutes dort schwer und müssen zunächst weiter radial nach aussen geschoben werden. Dieses erfolgt beim nächsten Durchgang des Fortsatzes 11, wenn von demselben wieder Teile von Brenngut ein kleines stückweit auf die Rostfläche nachgeschoben werden. In dieser Weise werden die Brenngut-Teile minütlich, Umgang um Umgang des Fortsatzes 11, ganz langsam auf den Rost und schließlich auf dessen Brandzone geschoben, welche durch jenen Bereich 13 gebildet ist, der mit Luftlöchern 7 ausgestattet ist. Der Durchmesser des ganzen Rostes 1 beträgt etwa das Doppelte des Durchmessers des Förderrohres 8. Wenn dieses also 60mm mißt, so mißt der Rost 1 im Durchmesser ca. 120mm. Durch die sachte und kontinuierliche Zuführung von frischem Brenngut wird eine schönes, hohes und regelmäßiges Flammenbild auf dem Rost 1 erzielt, und keine flackernden, technisch wirkenden Flammen.
- In
Figur 6 sieht man die Förderschnecke und das Förderrohr 8 in einem Querschnitt dargestellt. Hier erkennt man die Rillen bzw. die Erhöhungen 14 auf der Innenseite des Förderrohres 8, sowie ein Segment der eigentlichen Schnecke, 2 die mit ihrem Aussenrand knapp an diesen Erhöhungen 14 vorbeistreicht. 1. Die Brenngut-Teile finden an diesen Erhöhungen oder Rillen einen Rückhalt, was mithilft zu vermeiden, daß sie mit der Förderschnecke 2 mitdrehen. Die Drehung der Förderschnecke 2, welche unter dem Brenngut durchgleitet, verursacht ja eine Kraftkomponente, die radial nach aussen zeigt. Entsprechend wird das Brenngut an die Innenwand des Förderrohres 8 gedrückt und findet an den Erhöhungen einen Halt. Wenn die äußersten Teile des Brenngutes dort gehalten werden, so halten sie die nach innen benachbarten Teile und diese die weiter innen benachbarten etc., so daß ein Mitdrehen der Brenngutstücke wirksam vermieden wird, egal ob nun das Brenngut aus Holzpellets, aus Holzschnitzeln, aus kleinen Holzstücken oder aus getrockneten Maiskörnern oder Ähnlichem besteht. - Die
Figur 7 zeigt die Förderschnecke 2 in ihrer gesamten Höhe. Sie mißt zwischen 200mm bis 800mm in der Höhe und zwischen 55mm und 85mm im Durchmesser. Das Förderschnecken-Achsenrohr 3 misst im Durchmesser einen Viertel bis etwas mehr als einen Drittel des Durchmessers und die Steigung der Schneckenwindung pro Umlauf beträgt ca. einen halben Förderschneckendurchmesser. Unten kann das Förderrohr 8 komplett in einem Haufen von Brenngut-Teilen stehen, bzw. in einem Kasten 15 stehen, der von oben oder über zum Beispiel eine Schrägfläche 16 als Zuschüttgosse mit Brenngut beschickt werden kann. Das Förderrohr 8 ist unten auf einer Seite geöffnet, und durch diese Öffnung 17 im Förderrohr 8 rieseln die Brenngut-Stücke, im gezeigten Beispiel zylinderförmige Holzpellets, auf die Schnecke 2 nach. - Die Brenngut-Zufuhreinrichtung für solche Holzöfen für Leistungen von weniger als 1 kW wird mit einem Elektromotor bestückt, der die Schnecke 2 über ein Untersetzungsgetriebe antreibt. Je nach spannungsabhängiger Ansteuerung des Elektromotors kann die Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke 2 von 0.5 bis 2 Umdrehungen pro Minute eingestellt werden und somit kann die Zufuhrmenge von Brenngut pro Zeit und somit die Heizleistung reguliert werden.
- Die
Figur 8 zeigt den Unter- und Oberteil des Ofens mit demontierten Verkleidungsteilen 29-32. Der Ofen ist in einer solchen Weise konstruiert, dass er vor Ort ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen zusammenbaubar ist. Nur der innere Aufbau des Unterteils 20 und Oberteils 21 wird werksseitig fertig zusammenmontiert, wobei auch hier wo immer möglich Steck-, Einhäng- und Schiebeverbindungen realisiert werden, um möglichst ohne Schrauben auszukommen. Die Brennkammer 19 ist auf ihren Seiten und der Rückseite von Schamottsteinen oder von einem Blech-Hohlkörper 41 umfasst. Damit kann die erzeugte Wärme über einen Wasserkreislauf an eine Zentralheizung geliefert werden. Die Seitenteile 31,32 sind vorzugsweise in Blech ausgeführt, wobei aber anstelle von Blech auch andere Materialien zu Einsatz kommen können, etwa Steinplatten, Holz- oder Kunststoffplatten oder Platten aus noch anderen Materialien. Diese sind dann auf einer Seite mit Haken 33 versehen, sodass sie an entsprechenden Ösen oder Schlitzen am Unterteil 20 des Ofens einhängbar sind. Die Frontscheibe 29 zur Brennkammer 19 ist aus temperaturfestem Glas ausgeführt und kann ebenso mittels Haken 33 am Oberteil 21 des Ofens eingehängt werden. - Die
Figur 9 zeigt ein besonderes Detail an der Brenngut-Zufuhreinrichtung. Oft verklumpt nämlich die Asche zu einem Gefüge und ist dann unregelmässig auf dem Rost verteilt ist. Wenn der Ofen mit einem Zündelement für ein automatisches Anzünden des Brenngutes ausgestattet ist, so kann ein Aschenstau vor dem Zündelement entstehen, was dessen Funktion beeinträchtigt oder verhindert. Es entstehen grössere Klumpen aus Asche, welche das Volumen im Aschenfänger bald erschöpfen. Die Zufuhreinrichtung nachFigur 9 behebt diese Probleme, indem sie im Betrieb das Aschengefüge laufend zerkleinert und für eine gleichmässige Verteilung der Asche auf dem Rost sorgt, sodass ein Aschenstau vor einem montierten Zündelement verhindert wird. Hierfür dient ein Stahlbügel 49, der sich vom oberen Ende der Förderschnecken-Achse weiter nach oben erstreckt und somit zuerst einen zur Förderschnecke axial verlaufenden Abschnitt 50 bildet, und dann über einen Bogen oder einen hier radial nach aussen verlaufenden mittleren Abschnitt 51 in einen zum axialen Abschnitt 50 parallelen, äusseren Abschnitt 52 führt. Das untere Ende 53 dieses äusseren Abschnittes 52 endet knapp oberhalb der Rostoberfläche, idealerweise ca. 8mm oberhalb derselben. Je nach Grösse des Rostes und Beschaffenheit der Pellets kann der Abstand zwischen 4mm bis 12mm variieren. Wenn nun die Förderschnecke dreht, zum Beispiel mit einer Drehzahl von weniger als 1 Umin-1, so fährt dieser äussere Bügelabschnitt 52 mit seinem unteren Ende über den Rost und durch die daraufliegende Asche. Dadurch wird das Aschengefüge sozusagen durchpflügt und zerbröckelt, sodass eine feine, homogene Ascheschicht auf dem Rost verbleibt. Diese wird durch das von der Mitte des Rostes her nachgestossene Brenngut nach und nach gleichmässig um den äusseren Rand des Rostes von diesem gestossen und fällt nach unten in den Aschebehälter. Weil die Asche infolge ihres Durchpflügens sehr fein und homogen wird, entsteht insgesamt weniger Volumen im Aschefänger. Schiefwinklig gegen den Rost hin geneigt und peripher zu diesem ist hier ein Zündelement 54 angeordnet. Die Spitze 55 des Zündelementes 54 bleibt durch die Bewegung des Stahlbügels 49 ständig frei und es droht keine Verstopfung oder Ascheanhäufung vor der Spitze 55 des Zündelementes 54 und somit keine Beeinträchtigung seiner Funktion. - Die
Figur 10 zeigt diese Brenngut-Zufuhreinrichtung mit dem Stahlbügel 49 in einem Längsschnitt dargestellt. In dieser Darstellung erkennt man, dass der äussere Abschnitt 52 des Bügels 49 über dem äusseren Drittel des Radius des Rostes 1 und sein Ende über der Rostoberfläche liegt, im Einzelnen ca. 8mm über der Rostoberfläche. Die Spitze 55 des Zündelementes 54 liegt nahe am vorbeidrehenden äusseren Abschnitt 52 des Bügels 49 und dieser Bereich wird daher von Asche regelmässig bzw. taktweise freigehalten. - Die Brenngut-Zufuhreinrichtung für solche Holzöfen für Leistungen von weniger als 1 kW wird mit einem Elektromotor bestückt, der die Schnecke 2 über ein Untersetzungsgetriebe antreibt. Je nach spannungsabhängiger Ansteuerung des Elektromotors kann die Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke 2 von 0.5 bis 2 Umdrehungen pro Minute eingestellt werden und somit kann die Zufuhrmenge von Brenngut pro Zeit und somit die Heizleistung reguliert werden. Ingesamt bietet die Stahlbügel an dieser Brenngut-Zufuhreinrichtung den Vorteil, dass die Asche auf dem Rost 1 gleichmässig verteilt wird, die Aschenqualität feiner wird und somit weniger Volumen erzeugt wird, und die Asche gleichmässig vom äusseren Rand des Rostes nach unten fällt. Weiter wird zuverlässig vermieden, dass sich ein Aschenstau vor dem Zündelement aufbauen kann, und das gewährleistet, dass der Ofen lange ohne irgendwelche Wartung betrieben werden kann. Die Asche fällt schliesslich gleichmässig über den äusseren Rand des Rostes und die Aschenqualität wird allgemein feiner und fester wird, sodass weniger Volumen entsteht.
Claims (12)
- Holzpellet-Ofen mit einem Pelletbunker, mit einer Zufuhreinrichtung (2) für die automatische Zudosierung von Holzpellets aus dem Pelletbunker, und mit einem stationären Unterteil (20) und mit einem Oberteil (21), wobei der Pelletbunker mit Zufuhreinrichtung (2) und Rost (1) im stationären Unterteil (20) untergebracht ist, der im Betrieb nicht heiss wird, und die Brennkammer (19) im oberen Ofenteil (21) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Ofenteil (21) über eine Drehscheibe (22) auf dem unteren Ofenteil (20) gelagert ist, sodass er gegenüber dem unteren, stationären Ofenteil (20) schwenkbar ist.
- Holzpellet-Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehscheibe (22) zwischen dem unteren (20) und oberen Ofenteil (21) ein zentrales Loch (24) zur Aufnahme des Rostes (1) aufweist und aus einer Grundscheibe (23) besteht, einer Zwischenscheibe (26) mit Löchern (26) und darin gefangenen Kugeln (27), die auf der Grundscheibe (23) ruhen, sowie einer Deckscheibe (28), die auf den Kugeln (27) ruht und den Oberteil (21) trägt.
- Holzpellet-Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehscheibe (22) zwei gekrümmte Langlöcher (42,43) mit je einem gleichbleibenden Radius aufweist, die zur Durchführung des Rauchgases und der Wasserrohre vom Blechkörper, der die Brennkammer im oberen Ofenteil (21) in den Unterteil (20) bestimmt sind, sowie ein Langloch (43) für die Zufuhr der Frischluft, das vom unteren Ofenteil (20) in den Brennraum führt.
- Holzpellet-Ofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkleidung des unteren (20) und oberen Ofenteils (21) aus lauter steckbaren, einschiebbaren oder einhängbaren Teilen (29-32) besteht, sodass die Ofenverkleidung ohne Werkzeug montierbar- und demontierbar ist oder auswechselbar ist.
- Holzpellet-Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die steckbaren oder einhängbaren Teile (29-32) Stahlplatten, Steinplatten, Holzplatten, Faserzementplatten, Kunststoffplatten oder aus temperaturfestem Glas sind.
- Holzpellet-Ofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der untere, nicht heiss werdende Ofenteil (20) auf seiner Rückseite eine Blende (39) einschliesst zum spaltfreien Abschluss zwischen der Rückseite des unteren Ofenteils (20) und einer hinter derselben verlaufenden Wand (41).
- Holzpellet-Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (39) ein zu einem U-Form gebogenes Blechband bildet, sodass die Blende (39) von oben auf die Rückseite des unteren, nicht heiss werdenden Ofenteils (20) aufsteckbar ist.
- Holzpellet-Ofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer des oberen Ofenteils mit einem Blech-Hohlkörper (41) ausgerüstet ist.
- Holzpellet-Ofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhreinrichtung (2) eine Förderschnecke (2) ist und die Achse der Förderschnecke (2) nach oben hin in einen Stahlbügel (49) ausläuft, der die Rostoberfläche überragt, und dessen Ende (52) an einem äusseren Abschnitt (51) nach unten gegen den Rost (1) hin gerichtet ist und im äusseren Drittel des Radius des Rostes (1) in einem Abstand zur Rostoberfläche endet.
- Holzpellet-Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlbügel (49) einen zur Förderschnecke (2) axialen Abschnitt (50) aufweist, sowie einen dazu parallelen, nach unten ragenden äusseren Abschnitt (51), der mit 5mm bis 12mm Abstand zur Rostoberfläche endet.
- Holzpellet-Ofen nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisrunde Rost (1) einen Aussendurchmesser von 150mm bis 170mm aufweist und der Stahlbügel (49) einen zur Förderschnecke (2) axialen Abschnitt (50) aufweist, sowie einen im Abstand zum axialen Abschnitt (50) um 55mm bis 65mm beabstandeten, dazu parallelen, nach unten ragenden Abschnitt (51), der mit 6mm bis 12mm Abstand zur Rostoberfläche endet.
- Holzpellet-Ofen nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zündelement (53) oberhalb des Rostes (1) gegen den Rost (1) hin geneigt angeordnet ist, wobei sein vorderes Ende (54) vor dem äusseren Abschnitt (51) des Stahlbügels (49) endet.
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