EP2966358B1

EP2966358B1 - Firing device

Info

Publication number: EP2966358B1
Application number: EP15175043.7A
Authority: EP
Inventors: Leopold Bicker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2024-07-17
Anticipated expiration: 2035-07-02
Also published as: EP2966358A3; AT515113B1; EP2966358A2; AT515113A4

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Feuerungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a firing device according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Eine solche Einrichtung ist aus DE 200 11 685 U1 A bekannt. Bei der aus DE 3927378 A bekannten Feuerungseinrichtung sind Lufteinlässe für die Zufuhr von Primärluft, die über einen Vorwärmraum und eine Umlenkung zu einem Glutnest strömt, und von Sekundärluft vorgesehen. Dabei durchströmt die Sekundärluft die Luftkammer, steigt in der Luftführung, die teilweise zentral im Brennraum verläuft, nach oben und strömt schließlich über die Auslassöffnungen zum Glutnest und in die Flamme und in den an diese anschließenden Bereich. Dadurch kommt es auch zu einer gewissen Nachverbrennung der Rauchgase und damit zu einer Reduzierung des CO-Gehaltes der Rauchgase.Such a facility is DE 200 11 685 U1 A. In the DE 3927378 A In the known combustion device, air inlets are provided for the supply of primary air, which flows through a preheating chamber and a deflection to a nest of embers, and secondary air. The secondary air flows through the air chamber, rises in the air duct, which runs partially centrally in the combustion chamber, and finally flows through the outlet openings to the nest of embers and into the flame and the area adjacent to it. This also leads to a certain afterburning of the flue gases and thus to a reduction in the CO content of the flue gases.

Bei dieser bekannten Feuerungseinrichtung ergibt sich der Nachteil, dass die Luftführung für die Sekundärluft einer sehr hohen Temperaturbelastung ausgesetzt ist, da sie zu einem beträchtlichen Teil in der Flammenzone verläuft, und dass die Sekundärluft aufgrund der nur geringen gesamten Querschnittsfläche der Auslassöffnungen mit hoher Geschwindigkeit ausströmt, was zu einer Störung der Flamme führen kann. Außerdem kann kaum eine für ein weitgehend vollständiges Ausbrennen der Rauchgase ausreichende Menge an Sekundärluft zugeführt werden.This known combustion device has the disadvantage that the air duct for the secondary air is exposed to very high temperatures, since a considerable part of it runs in the flame zone, and that the secondary air flows out at high speed due to the small total cross-sectional area of the outlet openings, which can lead to a disruption of the flame. In addition, it is hardly possible to supply a sufficient amount of secondary air for the flue gases to burn out almost completely.

Kurzbeschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Feuerungseinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und bei der eine noch vollständigere Verbrennung sichergestellt ist.The aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a combustion device of the type mentioned at the outset, which is characterized by a simple construction and in which an even more complete combustion is ensured.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Feuerungseinrichtung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.According to the invention, this is achieved in a firing device of the type mentioned at the outset by the characterizing features of claim 1.

Da die Rohre am Umfang verteilt angeordnet sind ist die Temperaturbelastung signifikant reduziert. Dabei ist auch eine ausreichende Luftzufuhr auf sehr einfache Weise zu erreichen, wobei eine gleichmäßige Verteilung der Luft im Brennraum sichergestellt ist. Außerdem ist auch eine weitgehende Vorwärmung der Luft sichergestellt.Since the pipes are distributed around the circumference, the temperature load is significantly reduced. It is also very easy to achieve a sufficient air supply, which ensures an even distribution of the air in the combustion chamber. In addition, extensive preheating of the air is also ensured.

Es ist zweckmäßig, wenn die Rohre möglichst über den gesamten Umfang verteilt sind, soweit dies technisch möglich ist. Dies ist normalerweise überall möglich, ausgenommen im Bereich der Ofentüre. In diesem Sinne sind die Merkmale des Anspruchs 2 zweckmäßig.It is expedient if the tubes are distributed over the entire circumference, as far as this is technically possible. This is normally possible everywhere, except in the area of the oven door. In this sense, the features of claim 2 are expedient.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 ergibt sich der Vorteil, dass dem obersten Bereich der Flamme und dem an diesen anschließenden Bereich der Rauchgase ausreichend Luft zugeführt werden kann, um ein sehr weitgehendes Ausbrennen der Rauchgase sicherzustellen, ohne sehr aufwändige Rauchgaszüge vorsehen zu müssen.The features of claim 3 result in the advantage that sufficient air can be supplied to the uppermost region of the flame and the region of the flue gases adjoining it in order to ensure a very extensive burnout of the flue gases without having to provide very complex flue gas ducts.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 wird eine besonders gleichmäßige Durchmischung der zugeführten Luft mit den Abgasen erreicht. Die Düsen können insbesondere abwechselnd nach oben und nach unten gerichtet sein.The features of claim 4 achieve a particularly uniform mixing of the supplied air with the exhaust gases. The nozzles can in particular be directed alternately upwards and downwards.

Durch die Merkmale der Ansprüche 5 und 6 wird eine hohe Temperatur der Rauchgase - insbesondere auch in der Startphase der Verbrennung - erzielt, und es ergibt sich in der Nachverbrennungszone eine über den Querschnitt im Wesentlichen gleichmäßige Temperaturverteilung, wodurch ein im Wesentlichen vollständiges Ausbrennen der Rauchgase und damit ein sehr geringer CO-Gehalt derselben sichergestellt ist. Außerdem wird dadurch auch ein hohes Temperaturniveau der Rauchgase für einen nachgeschalteten Wärmetauscher erreicht.The features of claims 5 and 6 result in a high temperature of the flue gases - especially in the start-up phase of combustion - and a substantially uniform temperature distribution over the cross-section is obtained in the afterburning zone, which ensures a substantially complete burnout of the flue gases and thus a very low CO content. In addition, this also results in a high temperature level of the flue gases for a downstream heat exchanger.

Durch die Merkmale des Anspruchs 7 ergibt sich trotz geringen Platzbedarfs eine lange Nachverbrennungszone. Bei einem Sturzzug werden die Rauchgase nach unten geführt. Wenn genügend Platz zur Verfügung steht, können die Rauchgase in der Nachverbrennungszone aber auch in anderen Richtungen, z.B. nach oben, geführt werden, ohne dass dies zu einer Verschlechterung der Abgaswerte führt.The features of claim 7 result in a long afterburning zone despite the small space requirement. In a downdraft, the flue gases are guided downwards. If there is enough space available, the flue gases in the afterburning zone can also be guided in other directions, e.g. upwards, without this leading to a deterioration in the exhaust gas values.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, auf eine getrennte Führung von Primär- und Sekundärluft zu verzichten, und es ist auch lediglich eine Lufteinlassöffnung für die Zufuhr von Luft zum Brennraum erforderlich.According to the invention, it is possible to dispense with separate guidance of primary and secondary air, and only one air inlet opening is required for the supply of air to the combustion chamber.

Es ist aber auch möglich, dass innerhalb des Umfangs des Grundrisses des Brennraums zumindest ein weiteres Rohr mit einer Höhe von weniger als 20 cm, vorzugsweise weniger als 15 cm, vorgesehen ist. Durch solch zusätzliche Rohre wird der CO-Gehalt noch weiter reduziert. Da diese Rohre relativ kurz sind, ist die mechanische Stabilität unkritisch und auch eine hohe thermische Belastung kein Problem.However, it is also possible to provide at least one additional pipe with a height of less than 20 cm, preferably less than 15 cm, within the circumference of the combustion chamber floor plan. Such additional pipes reduce the CO content even further. Since these pipes are relatively short, mechanical stability is not critical and high thermal loads are not a problem.

Kurze Beschreibung der ZeichnungsfigurenShort description of the drawing figures

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt parallel zur Grundfläche einer erfindungsgemäßen Feuerungseinrichtung und
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 1.

The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Fig.1 a section parallel to the base of a combustion device according to the invention and
Fig.2 a section along the line AB in Fig.1 .

Beschreibung der AusführungsartenDescription of the execution types

Die erfindungsgemäße Feuerungseinrichtung weist einen Brennraum 6 auf, der an drei Seiten mit hitzefesten Metallrohren 1 versehen ist, die einen ovalen Querschnitt aufweisen und - wie aus Fig. 2 zu ersehen ist - mit gegen das Innere des Brennraumes 6 gerichteten, bezüglich der Horizontalebene unterschiedlich geneigten Auslassöffnungen 13 für eine Zufuhr von Luft versehen sind. Weiters ist der Brennraum 6 mit hitzefesten Dämmplatten 2 umgeben und mit einer Ofentür 5 versehen, über die fester Brennstoff, wie z.B. Holz, zugeführt werden kann.The combustion device according to the invention has a combustion chamber 6 which is provided on three sides with heat-resistant metal tubes 1 which have an oval cross-section and - as can be seen from Fig.2 can be seen - are provided with outlet openings 13 directed towards the interior of the combustion chamber 6 and inclined at different angles with respect to the horizontal plane for supplying air. Furthermore, the combustion chamber 6 is surrounded by heat-resistant insulation panels 2 and provided with a furnace door 5 through which solid fuel, such as wood, can be supplied.

Diese Dämmplatten 2 sind außen mit Schamotteplatten 3 versehen, die ihrerseits von einer Außenhülle 4 aus Kacheln oder Schamott umgeben sind.These insulation panels 2 are provided on the outside with fireclay panels 3, which in turn are surrounded by an outer shell 4 made of tiles or fireclay.

Der Boden des Brennraumes 6 ist durch eine hitzebeständige Platte 9 gebildet, die mit einer weiteren Platte 12 gleichzeitig in Verbindung mit der Außenhülle 4 eine Luftkammer 11 zur Luftverteilung begrenzt, die über eine nicht dargestellte Lufteinlassöffnung mit der Raumluft in Verbindung steht.The bottom of the combustion chamber 6 is formed by a heat-resistant plate 9, which together with another plate 12 and simultaneously in connection with the outer shell 4 defines an air chamber 11 for air distribution, which is connected to the room air via an air inlet opening (not shown).

In diese Luftkammer 11 ragen die hitzefesten Rohre 1 hinein, die an ihrem unteren Ende Lufteinströmöffnungen 10 aufweisen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, reichen die Rohre 1 bis zur oberen Begrenzung des Brennraumes 6, der oben durch eine Rauchgasführung 8 begrenzt ist. Es ist aber auch möglich, jedes Rohr an der Rückseite mit einem Formstein zu umgeben, der das Rohr auch oben umfasst, um dieses zu schützen. In diesem Fall ist dann ein geringer Abstand zwischen dem oberen Ende der Rohre und der oberen Begrenzung des Brennraumes unvermeidbar.The heat-resistant tubes 1 protrude into this air chamber 11, which are lower end have air inlet openings 10. As can be seen Fig.2 As can be seen, the pipes 1 reach up to the upper limit of the combustion chamber 6, which is limited at the top by a flue gas duct 8. However, it is also possible to surround each pipe at the back with a shaped stone that also surrounds the pipe at the top in order to protect it. In this case, a small distance between the upper end of the pipes and the upper limit of the combustion chamber is unavoidable.

Die Rauchgasführung 8 ist durch hitzefeste Dämmplatten 2 gebildet und führt zu einem Sturzzug 7, über den die Rauchgase nach unten zu einer Rauchgasöffnung 14 gelangen, an die ein Wärmetauscher angeschlossen werden kann. Auf diese Weise ergibt sich eine lange Nachverbrennungszone trotz geringen Platzbedarfs.The flue gas duct 8 is formed by heat-resistant insulation panels 2 and leads to a downdraft 7, via which the flue gases pass downwards to a flue gas opening 14, to which a heat exchanger can be connected. In this way, a long afterburning zone is created despite the small space requirement.

Beim Betrieb der Feuerungseinrichtung gelangt Luft zum auf der Platte 9 liegenden Glutnest über die Luftkammer 11 und die Rohre 1 bzw. deren Auslassöffnungen 13 und ermöglicht eine entsprechende Verbrennung eines festen Brennstoffs. Dabei kommt es in den Rohren 1 (und in geringerem Ausmaß in der Luftkammer 11) zu einer Vorwärmung der Luft.When the combustion device is in operation, air reaches the embers on the plate 9 via the air chamber 11 and the pipes 1 or their outlet openings 13 and enables a corresponding combustion of a solid fuel. In the process, the air is preheated in the pipes 1 (and to a lesser extent in the air chamber 11).

Weiters wird auch der sich bei der Verbrennung ausbildenden Flamme Luft in den höheren Bereichen des Brennraumes 6 über die Auslassöffnungen 13 zugeführt, und auch der oberhalb der Flamme liegende Bereich wird mit Luft über die Auslassöffnungen 13 versorgt, wodurch die sich bildenden Rauchgase nachverbrannt und deren CO-Gehalt damit weitestgehend eliminiert wird. Dabei ist durch die Dämmplatten eine Abkühlung der Rauchgase weitgehend vermieden, wodurch die Nachverbrennung gefördert wird. Auch in der Startphase werden die Rauchgase durch den noch kalten Schamott nicht zu stark abgekühlt.Furthermore, air is also supplied to the flame that forms during combustion in the higher areas of the combustion chamber 6 via the outlet openings 13, and the area above the flame is also supplied with air via the outlet openings 13, whereby the flue gases that form are afterburned and their CO content is thus largely eliminated. The insulation panels largely prevent the flue gases from cooling down, which promotes afterburning. Even in the start-up phase, the flue gases are not cooled down too much by the still cold fireclay.

Mit diesem Ofen kann der Kohlenmonoxidgehalt in der Hauptbrandphase durchgehend auf unter 10 ppm gehalten werden. Bei einem Versuch, wo zwei weitere kurze Rohre 15 innerhalb des Umfangs des Brennraums 7 vorgesehen waren, war der Kohlenmonoxidgehalt während der Hauptbrandphase zeitweise so gering, dass er unter der Erfassungsgrenze des verwendeten Messgeräts lag; er war zu diesen Zeiten daher maximal 1 ppm. Diese kurzen Rohre sind meist kürzer als 10 cm, bei dem erwähnten Versuch hatten Sie einen Durchmesser von 50 mm und waren 60 mm hoch (innerhalb des Brennraums 6). Bei einem größeren Brennraum können auch vier derartige Rohre vorgesehen werden.With this furnace, the carbon monoxide content can be kept below 10 ppm throughout the main fire phase. In a test where two further short pipes 15 were provided within the circumference of the combustion chamber 7, the carbon monoxide content during the main fire phase was temporarily so low that it was below the detection limit of the measuring device used; it was Times therefore a maximum of 1 ppm. These short tubes are usually shorter than 10 cm; in the test mentioned, they had a diameter of 50 mm and were 60 mm high (inside the combustion chamber 6). In a larger combustion chamber, four such tubes can be provided.

Besonders zu erwähnen ist, dass diese gute Verbrennung ohne motorgesteuerte Verbrennungsluftregelung, ohne Zugluftventilator (weder primär noch sekundär) und ohne Rauchgassauger erreicht wird.It is particularly worth mentioning that this good combustion is achieved without motor-controlled combustion air regulation, without a draft fan (neither primary nor secondary) and without a flue gas extractor.

Claims

A firing apparatus, in particular for lump fuel, having a combustion chamber (6) and an air supply, wherein an air chamber (11) connected to an air inlet is provided under a bottom of a fuel receiver, from which an upwardly projecting air supply is formed by a plurality of upwardly leading pipes (1) arranged distributed over the majority of the periphery of the floor plan of the combustion chamber (6), each of which is in communication with the air chamber (11) and is provided with a plurality of outlet openings (13) arranged distributed over the height of the tube (1) and directed against the combustion chamber (6), characterised in that the air supply occurs solely through the tubes (1) arranged distributed over the majority of the periphery of the floor plan of the combustion chamber (6).
The firing apparatus according to claim 1, characterised in that the pipes (1) are arranged distributed substantially over the entire periphery of the combustion chamber (6) with the exception of the area of an oven door.
The firing apparatus according to claim 1 or 2, characterised in that the tubes (1) extend substantially over the entire height of the combustion chamber (6), and the outlet openings (13) are arranged distributed essentially over the entire height of the tubes (1).
The firing apparatus according to any of claims 1 to 3, characterised in that the outlet openings (13) are formed as nozzles which are directed at different angles against the horizontal plane.
The firing apparatus according to any of claims 1 to 4, characterised in that the upper region of the combustion chamber (6) is lined with insulating panels (2).
The firing apparatus according to any of claims 1 to 5, characterised in that a post-combustion zone which is lined with insulating panels (2) adjoins the combustion chamber (6).
The firing apparatus according to claim 6, characterised in that the post-combustion zone is formed by a flue gas duct (8) above the combustion chamber (6), and a down-swept flue (7) adjoining the same.