EP4080116A1 - Brennstoffzufuhrsystem für heizkessel - Google Patents

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EP4080116A1
EP4080116A1 EP22165778.6A EP22165778A EP4080116A1 EP 4080116 A1 EP4080116 A1 EP 4080116A1 EP 22165778 A EP22165778 A EP 22165778A EP 4080116 A1 EP4080116 A1 EP 4080116A1
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EP
European Patent Office
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fuel
supply system
fuel supply
cover
sluice
Prior art date
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EP22165778.6A
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English (en)
French (fr)
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EP4080116C0 (de
EP4080116B1 (de
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Martin Klinger
Thomas SCHWEIGHOFER
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Windhager Zentralheizung Technik GmbH
Original Assignee
Windhager Zentralheizung Technik GmbH
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Publication date
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Publication of EP4080116B1 publication Critical patent/EP4080116B1/de
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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
    • F23K3/16—Over-feed arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B50/00—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone
    • F23B50/12—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone the fuel being fed to the combustion zone by free fall or by sliding along inclined surfaces, e.g. from a conveyor terminating above the fuel bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2203/00—Feeding arrangements
    • F23K2203/10—Supply line fittings
    • F23K2203/102—Flashback safety, e.g. inertizing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2203/00—Feeding arrangements
    • F23K2203/10—Supply line fittings
    • F23K2203/104—Metering devices

Definitions

  • the present invention relates to a fuel supply system for boilers according to the preamble of claim 1.
  • the fuel supply system comprises a storage container for fuel pellets or wood chips with a discharge opening, a rotary valve coupled to the discharge opening, which rotary valve has a lock body, a lock cover on the fuel side, a lock cover on the boiler side and a drive motor, and with an inlet opening in the lock cover on the fuel side and an inlet opening in the lock cover on the boiler side the inlet opening arranged outlet opening is provided, which is followed by a chute to a boiler.
  • Boilers are also used to heat domestic water or to generate heat for other purposes.
  • Pellet boilers have generally established themselves as heating systems for individual households or for supplying small and medium-sized heat consumers.
  • An important safety criterion for such heating systems is burn-back protection, which prevents hot combustion gases from flowing back from the boiler into the fuel tank even under unfavorable operating conditions.
  • a typical embodiment of such a burn-back protection is a rotary valve, which prevents a direct flow connection between the boiler and the storage tank.
  • Cell wheel sluices are known which are filled and emptied in the radial direction.
  • the present invention relates to such cell wheel sluices that are filled and emptied in the axial direction.
  • the object of the invention is to further develop this known solution in such a way that a reliable supply of fuel can be guaranteed even without a screw conveyor or the like. It should in particular be possible to optimally utilize the space that is available for the reservoir.
  • the cell wheel sluice not only fulfills a safety function, but also has a limited function as a conveying element.
  • the fuel storage container can have a floor which lies below the feed element on the boiler, without the need for an auger or other driven conveying element.
  • the fuel can be supplied exclusively by the effect of gravity.
  • a dedicated conveyor for the fuel to be supplied, i.e. the wood pellets, is not required.
  • the axis of rotation of the lock body is arranged horizontally. With a given diameter of the cell wheel sluice, maximum conveyance of the pellets in the vertical direction is achieved and optimum space utilization between a vertical outer wall of the heating boiler and a wall of the reservoir is achieved.
  • the axis of rotation of the lock body can be arranged inclined at an angle with respect to a vertical which is preferably greater than 30° and particularly preferably greater than 45°.
  • the pressure of the bed which represents the pellet supply, can be better utilized in order to promote the pellets through the inlet opening into the rotary valve due to the effect of gravity.
  • the filling wheel is directly connected to the sluice cover and covers the inlet opening.
  • the fuel is pressed into the inlet opening by tilted vanes in order to ensure that the cells are filled.
  • the invention also relates to a fuel supply system in which a fuel chute is provided directly in front of the inlet opening. This ensures a continuous supply of fuel. It is particularly advantageous if the fuel chute has a supply opening that is open at the top and if the filling wheel is arranged at least partially radially outside the fuel chute, with the fuel chute preferably being of conical design. Due to this design, a particularly reliable fuel supply can be guaranteed.
  • a particularly favorable structural design provides that the lock cover on the fuel side and the lock cover on the boiler side are arranged at a distance from one another that is defined by spacers. In this way, in particular, the entry of gas from the boiler into the fuel reservoir can be avoided even under unfavorable pressure conditions.
  • a simple and robust drive of the lock body can be realized in that a ring gear is provided on the circumference of the lock body meshes with a pinion driven by the drive motor. In this way, a large transmission ratio can also be achieved at the same time, so that a large torque is applied to the sluice body, which is necessary due to the lumpy nature of the fuel.
  • a particularly favorable embodiment of the invention provides that the outlet opening is larger than the inlet opening. In this way, complete emptying of the individual receiving chambers of the lock body can be ensured.
  • a particular advantage of this is also an equalization of the fuel supply to the boiler, since when the fuel begins to fall out of a receiving chamber newly opened by the rotation of the sluice body, the last part of fuel is poured out of the receiving chamber in front of it.
  • the outlet opening preferably releases at least one receiving chamber at least partially at all times.
  • a supply of the heating boiler that is as even as possible is important for low pollutant emissions.
  • the lock body consists of a hub, a plurality of spokes projecting radially from the hub and an outer ring, which delimit a plurality of receiving chambers. In this way, the required robustness of the lock body is achieved in a simple manner.
  • the lock body is preferably constructed in one piece, i.e. made from one part.
  • the hub tapers conically towards the end face with the outlet opening.
  • the content of the receiving chamber, which is opened by the outlet opening, can thus slide off over the inclined hub to the outside.
  • a fuel tank 1 for fuel pellets is provided to feed a boiler 2 .
  • a rotary valve 3 is arranged between the fuel tank 1 and the boiler 2 .
  • the fuel tank 1 has a funnel-shaped constriction in its lower area, which is formed by a ramp 4 .
  • the cell wheel sluice 3 is provided, into which the fuel is pressed.
  • the fuel is introduced into the boiler 2 from the cell wheel sluice 3 .
  • the cellular wheel sluice 3 consists of a sluice body 10 which is rotatably arranged between a sluice cover 8 on the fuel side and a sluice cover 12 on the boiler side.
  • the sluice covers 8, 12 are arranged at a distance from one another via spacers 9, so that a toothed ring 11 arranged on the circumference of the sluice body 10 has space in between.
  • the ring gear 11 meshes with a pinion 13 which is driven by a drive motor 14 .
  • the axis 10a of the lock body 10 is arranged horizontally in the position of use.
  • the lock body 10 is a component manufactured in one piece, for example an injection molded part or a component milled from a disk. It has a central hub 21 to which an outer ring 22 is arranged concentrically, which carries the ring gear 11 . A plurality of spokes 23 are arranged between the hub 21 and the outer ring 22 and form accommodation chambers 20 therebetween.
  • the fuel can enter the receiving chambers 20 via an inlet opening 18 arranged in the lower region of the lock cover 8 on the fuel side.
  • the rotation of the sluice body 10 conveys the filled receiving chambers 20 upwards, where the fuel is ejected from the receiving chambers 20 through an outlet opening 19 in the sluice cover 12 on the boiler side and is automatically conveyed by gravity via a chute 15 into the heating boiler 2.
  • a tapering of the hub 21 towards the outlet opening 19 facilitates the emptying of the receiving chambers 20.
  • a fuel chute 6 is fastened to the fuel-side lock cover 8 opposite the lock body 10 and is approximately conical and covers the inlet opening 18 .
  • the fuel chute 6 is open at the top so that fuel can enter and is guided through the inlet opening 18 .
  • a filling wheel 7 is arranged around the fuel chute 6 on a shaft 25 of the lock body 10 , which wheel is thus located in the fuel container 1 and rotates together with the lock body 10 .
  • a cover 5 is arranged above the filling wheel 7 and is open at the bottom. With its inclined blades 26, the filling wheel 7 lifts the fuel that has entered the cover 5 at the bottom until it falls into the fuel chute 6 at the top.
  • the size and shape of the opening of the cover 5 can be optimized depending on the properties of the fuel. A larger opening, also raised on the side or on the front, facilitates the entry of fuel, but also increases the required drive torque.
  • the chute 15 in the form of a chute directs the fuel from the outlet opening 19 to a burner pot 27 in the boiler 2.
  • the bottom of the fuel container 1 can be arranged approximately at the height of the burner pot 27 without requiring a conveyor screw or the like.
  • the execution variant of 4 differs from the solution described above primarily in that the axis 10a of the lock body 10 is inclined at an angle 17 to a vertical 16, which is approximately 35° here.
  • the height gain due to the higher position of the outlet opening 19 compared to the inlet opening 18 is lower, but the pressure of the fuel facilitates filling, so that an additional increase in security against insufficient filling is achieved.
  • lock body 10 is mounted directly on the drive motor 14 and is driven directly by it.
  • this variant it is also possible with this variant to drive the lock body 10 directly from the outside.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzufuhrsystem für Heizkessel mit einem Vorratsbehälter (1) für Brennstoffpellets oder Hackgut mit einer Austragöffnung, einer an die Austragöffnung angekoppelten Zellradschleuse (3), welche Zellradschleuse (3) einen Schleusenkörper (10), einen brennstoffseitigen Schleusendeckel (8), einen kesselseitigen Schleusendeckel (12) und einen Antriebsmotor (14) aufweist, und wobei im brennstoffseitigen Schleusendeckel (8) eine Eintrittsöffnung (18) und im kesselseitigen Schleusendeckel (12) eine Austrittsöffnung (19) vorgesehen ist, an die eine Fallrinne (15) zu einem Heizkessel (2) anschließt. Eine kompakte Ausführung wird dadurch erreicht, dass die Austrittsöffnung (19) oberhalb der Eintrittsöffnung (18) angeordnet ist und dass ein Füllrad (7) drehfest mit dem Schleusenkörper (10) verbunden ist, das an der dem Schleusenkörper (10) gegenüberliegenden Seite des Schleusendeckels (8) angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzufuhrsystem für Heizkessel gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Das Brennstoffzufuhrsystem umfasst einen Vorratsbehälter für Brennstoffpellets oder Hackgut mit einer Austragöffnung, einer an die Austragöffnung angekoppelten Zellradschleuse, welche Zellradschleuse einen Schleusenkörper, einen brennstoffseitigen Schleusendeckel, einen kesselseitigen Schleusendeckel und einen Antriebsmotor aufweist, und wobei im brennstoffseitigen Schleusendeckel eine Eintrittsöffnung und im kesselseitigen Schleusendeckel eine oberhalb der Eintrittsöffnung angeordnete Austrittsöffnung vorgesehen ist, an die eine Fallrinne zu einem Heizkessel anschließt. Als Heizkessel werden auch Kessel zur Erwärmung von Brauchwasser oder zur Erzeugung von Wärme für sonstige Zwecke bezeichnet.
  • Pelletskessel haben sich als Heizungssysteme für einzelne Haushalte oder auch zur Versorgung kleiner und mittlerer Abnehmer für Wärme allgemein durchgesetzt. Ein wichtiges Sicherheitskriterium für solche Heizungssysteme ist eine Rückbrandsicherung, die auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen ein Rückströmen von heißen Verbrennungsgasen vom Heizkessel in den Brennstoffbehälter verhindern. Eine typische Ausgestaltung einer solchen Rückbrandsicherung ist eine Zellradschleuse, die eine direkte Strömungsverbindung zwischen Heizkessel und Vorratsbehälter verhindert. Es sind Zellradschleusen bekannt, die in Radialrichtung gefüllt und entleert werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich jedoch auf solche Zellradschleusen, die in Axialrichtung befüllt und entleert werden.
  • Eine solche Lösung ist beispielsweise in der EP 1 967 793 A beschrieben, bei der eine solche Zellradschleuse stromabwärts einer Förderschnecke angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, eine Rückbrandsicherung zu realisieren, für kleinere Heizungssysteme, die aus Kostengründen ohne eine Förderschnecke auskommen sollen, ist ein solches System jedoch nicht oder nicht vorteilhaft anwendbar. Insbesondere müsste der Vorratsbehälter deutlich höher als der Kessel angeordnet werden, was jedoch aus Platzgründen zumeist nicht sinnvoll möglich ist.
  • Aus der WO 2007/040402 A ist Brennstoffzufuhrsystem für Heizkessel mit einer Rückbrandsicherung bekannt, die durch eine Zellradschleuse in der oben beschriebenen Art gebildet wird. Nachteilig ist, dass es am Eintritt in die Zellradschleuse zu Brückenbildungen kommen kann, die eine geregelte Brennstoffzufuhr behindern. Ähnliche Nachteile hat auch ein in der US 7,318,431 B beschriebene Lösung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, diese bekannte Lösung so weiterzubilden, dass auch ohne Förderschnecke oder dgl. eine sichere Brennstoffzufuhr gewährleistet werden kann. Dabei soll es insbesondere möglich sein, den Raum, der für den Vorratsbehälter zur Verfügung steht, optimal auszunutzen.
  • Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass mit dem Schleusenkörper drehfest ein Füllrad verbunden ist, das an der vom Schleusenkörper gegenüberliegenden Seite des Schleusendeckels angeordnet ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass es durch Brückenbildung im Pelletshaufen nicht zu einer Unterbrechung der Brennstoffförderung kommen kann.
  • Die Zellradschleuse erfüllt dabei nicht nur eine Sicherheitsfunktion, sondern weist auch eine beschränkte Funktion als Förderorgan auf. Damit kann der Brennstoffvorratsbehälter einen Boden aufweisen, der unterhalb des Zufuhrelements am Kessel liegt, ohne eine Förderschnecke oder ein anderes angetriebenes Förderorgan zu benötigen.
  • Die Begriffe oberhalb und unterhalb beziehen sich hier auf die normale Gebrauchslage, die bei Heizkesseln eindeutig definiert ist, da diese in der Praxis nur in einer einzigen Lage auf einem waagrechten Untergrund funktionsfähig sind.
  • Wesentlich an der Erfindung ist somit, dass die Brennstoffzufuhr abgesehen von der Zellradschleuse ausschließlich durch Schwerkraftwirkung erfolgen kann. Eine dezidierte Fördereinrichtung für den zuzuführenden Brennstoff, also die Holzpellets, ist nicht erforderlich.
  • In einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehachse des Schleusenkörpers waagrecht angeordnet ist. Damit wird bei gegebenem Durchmesser der Zellradschleuse eine maximale Förderung der Pellets in senkrechter Richtung erzielt und es wird eine optimale Platzausnutzung zwischen einer senkrechten Außenwand des Heizkessels und einer Wand des Vorratsbehälters erreicht.
  • Alternativ dazu ist es möglich, dass die Drehachse des Schleusenkörpers gegenüber einer Senkrechten in einem Winkel geneigt angeordnet ist, der vorzugsweise größer ist als 30° und besonders vorzugsweise größer ist als 45°. Bei dieser Bauweise wird der Druck der Schüttung, die den Pelletsvorrat darstellt, besser nutzbar, um die Pellets aufgrund der Schwerkraftwirkung durch die Eintrittsöffnung in die Zellradschleuse zu fördern.
  • Es ist von besonderem Vorteil, wenn oberhalb des Füllrads eine vorzugsweise nach unten offene Abdeckung vorgesehen ist. Dadurch wird auch bei größer Füllhöhe im Vorratsbehälter ein zu großer Druck auf das Zufuhrrad verhindert. Die Pellets werden unten vom Füllrad ergriffen und ins Innere der Abdeckung gefördert.
  • In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Füllrad unmittelbar an den Schleusendeckel anschließt und die Eintrittsöffnung überdeckt. Durch schräg gestellte Schaufeln wird der Brennstoff in die Eintrittsöffnung gedrückt, um die Füllung der Zellen zu gewährleisten.
  • Alternativ dazu betrifft die Erfindung auch ein Brennstoffzufuhrsystem, bei dem unmittelbar vor der Eintrittsöffnung eine Brennstoffrutsche vorgesehen ist. Diese stellt eine kontinuierlicher Brennstoffversorgung sicher. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Brennstoffrutsche eine nach oben offene Zufuhröffnung aufweist und wenn das Füllrad zumindest teilweise radial außerhalb der Brennstoffrutsche angeordnet ist, wobei die Brennstoffrutsche vorzugsweise konisch ausgebildet ist. Aufgrund dieser Bauweise kann eine besonders zuverlässige Brennstoffversorgung gewährleistet werden.
  • Im Idealfall wird durch die Zellradschleuse ein Gasaustausch zwischen Vorratsbehälter und Heizkessel vollständig unterbunden. In der Praxis muss jedoch damit gerechnet werden, dass durch Brennstoffstaub, Abnutzung und Toleranzen nicht eine vollständige Dichtheit der Zellradschleuse erreicht werden kann. Daher könnte es bei größeren Druckunterschieden zwischen Vorratsbehälter und Heizkessel dazu kommen, dass ein beschränkter Gasaustausch stattfindet, was insbesondere dann unerwünscht ist, wenn Gas vom Heizkessel in den Vorratsbehälter strömt. Ein solcher Zustand kann beispielsweise dann auftreten, wenn Brennstoff über ein Saugsystem in den Vorratsbehälter eingebracht wird und gleichzeitig der Heizkessel in Betrieb ist. Um diese Gefahr zu vermeiden kann zwischen dem brennstoffseitigen Schleusendeckel und dem kesselseitigen Schleusendeckel mindestens eine Öffnung vorgesehen sein. Falls es dann durch einen starken Unterdruck im Vorratsbehälter dazu kommen sollte, dass Gas über Undichtigkeiten aus der Zellradschleuse angesaugt wird, dann wird dieses Gas über die Öffnung aus der Umgebung angesaugt und nicht über den Heizkessel, so dass kein Sicherheitsproblem auftritt.
  • Eine besonders günstige konstruktive Ausführung sieht vor, dass der brennstoffseitige Schleusendeckel und der kesselseitige Schleusendeckel in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der durch Distanzstücke definiert ist. Damit kann insbesondere der Eintritt von Gas aus dem Heizkessel in den Brennstoff-Vorratsbehälter auch bei ungünstigen Druckverhältnissen vermieden werden.
  • Ein einfacher und robuster Antrieb des Schleusenkörpers kann dadurch realisiert werden, dass am Umfang des Schleusenkörpers ein Zahnkranz vorgesehen ist, der mit einem vom Antriebsmotor angetriebenen Ritzel kämmt. Damit kann auch gleichzeitig ein großes Übersetzungsverhältnis dargestellt werden, so dass am Schleusenkörper ein großes Drehmoment anliegt, was aufgrund des stückigen Charakters des Brennstoffs erforderlich ist.
  • Eine besonders begünstigte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Austrittsöffnung größer ist als die Eintrittsöffnung. Auf diese Weise kann eine vollständige Entleerung der einzelnen Aufnahmekammern des Schleusenkörpers sichergestellt werden. Ein besonderer Vorteil davon ist auch eine Vergleichmäßigung der Brennstoffzufuhr zum Heizkessel, da dann, wenn der Brennstoff aus einer durch die Drehung des Schleusenkörpers neu geöffneten Aufnahmekammer herauszufallen beginnt, noch der letzte Teil von Brennstoff aus der Aufnahmekammer davor ausgeschüttet wird.
  • Vorzugsweise gibt die Austrittsöffnung dabei zu jedem Zeitpunkt mindestens eine Aufnahmekammer mindestens teilweise frei.
  • Eine möglichst gleichmäßige Versorgung des Heizkessels ist wichtig für eine geringe Schadstoffemission.
  • Besonders günstig ist es, wenn der Schleusenkörper aus einer Nabe, mehreren von der Nabe radial abstehenden Speichen und einem Außenring besteht, die mehrere Aufnahmekammern begrenzen. Auf diese Weise wird die erforderliche Robustheit des Schleusenkörpers in einfacher Weise erreicht. Vorzugsweise ist der Schleusenkörper dabei einstückig aufgebaut, d.h. aus einem Teil gefertigt.
  • Insbesondere im Fall von Schleusenkörpern mit waagrechter oder nahezu waagrechter Achse ist es günstig, wenn sich die Nabe kegelförmig zur Stirnfläche mit der Austrittsöffnung hin verjüngt. Der Inhalt der Aufnahmekammer, die durch die Austrittsöffnung geöffnet ist, kann somit über die geneigte Nabe nach außen abrutschen.
  • In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematischen Schnitt eines erfindungsgemäßen Brennstoffzufuhrsystems in einer ersten Ausführungsvariante;
    Fig. 2
    eine Explosionsdarstellung einer Zellradschleuse;
    Fig. 3
    ein Detail von Fig. 1;
    Fig. 4
    einen schematischen Schnitt eines erfindungsgemäßen Brennstoffzufuhrsystems in einer zweiten Ausführungsvariante.
  • Bei der ersten Ausführungsvariante von Fig. 1 ist ein Brennstoffbehälter 1 für Brennstoffpellets vorgesehen, um einen Heizkessel 2 zu versorgen. Zwischen dem Brennstoffbehälter 1 und dem Heizkessel 2 ist eine Zellradschleuse 3 angeordnet.
  • Der Brennstoffbehälter 1 besitzt in seinem unteren Bereich eine trichterförmige Verengung, die durch eine Rampe 4 gebildet ist.
  • Am Ende der Rampe 4 ist die Zellradschleuse 3 vorgesehen, in die der Brennstoff hineingedrückt wird. Aus der Zellradschleuse 3 wird der Brennstoff in den Heizkessel 2 eingebracht.
  • Der detaillierte Aufbau der Zellradschleuse 3 wird nun anhand von Fig. 2 und Fig. 3 erläutert.
  • Die Zellradschleuse 3 besteht aus einem Schleusenkörper 10, der zwischen einem brennstoffseitigen Schleusendeckel 8 und einem kesselseitigen Schleusendeckel 12 drehbar angeordnet ist. Die Schleusendeckel 8, 12 sind über Distanzstücke 9 in einem Abstand voneinander angeordnet, so dass ein am Umfang des Schleusenkörpers 10 angeordneter Zahnkranz 11 dazwischen Platz hat. Der Zahnkranz 11 kämmt mit einem Ritzel 13, das von einem Antriebsmotor 14 angetrieben wird. Die Achse 10a des Schleusenkörpers 10 ist in Gebrauchslage waagrecht angeordnet.
  • Der Schleusenkörper 10 ist ein einstückig hergestellter Bauteil, beispielsweise ein Spritzgussteil oder ein aus einer Scheibe gefräster Bauteil. Er besitzt zentral eine Nabe 21, zu der konzentrisch ein Außenring 22 angeordnet ist, der den Zahnkranz 11 trägt. Zwischen der Nabe 21 und dem Außenring 22 sind mehrere Speichen 23 angeordnet, die dazwischen Aufnahmekammern 20 bilden. Über eine im unteren Bereich des brennstoffseitigen Schleusendeckels 8 angeordnete Eintrittsöffnung 18 kann der Brennstoff in die Aufnahmekammern 20 eintreten. Der Schleusenkörper 10 befördert durch seine Drehung die gefüllten Aufnahmekammern 20 nach oben, wo der Brennstoff durch eine im kesselseitigen Schleusendeckel 12 angeordnete Austrittsöffnung 19 aus den Aufnahmekammern 20 ausgeworfen wird und durch Schwerkraftwirkung über eine Fallrinne 15 selbsttätig in den Heizkessel 2 gefördert wird. Eine Verjüngung der Nabe 21 zur Austrittsöffnung 19 hin erleichtert die Entleerung der Aufnahmekammern 20.
  • Gegenüberliegend vom Schleusenkörper 10 ist am brennstoffseitigen Schleusendeckel 8 eine Brennstoffrutsche 6 befestigt, die etwa kegelförmig ausgebildet ist und die Eintrittsöffnung 18 abdeckt. Die Brennstoffrutsche 6 ist nach oben hin offen, so dass Brennstoff eintreten kann und durch die Eintrittsöffnung 18 hindurchgeleitet wird.
  • Auf einer Welle 25 des Schleusenkörpers 10 ist um die Brennstoffrutsche 6 herum ein Füllrad 7 angeordnet, das somit im Brennstoffbehälter 1 liegt und sich gemeinsam mit dem Schleusenkörper 10 dreht. Über dem Füllrad 7 ist eine Abdeckung 5 angeordnet, die nach unten hin offen ist. Durch seine schräggestellten Schaufeln 26 hebt das Füllrad 7 den unten in die Abdeckung 5 eingetretenen Brennstoff an, bis dieser oben in die Brennstoffrutsche 6 fällt.
  • Die Größe und Form der Öffnung der Abdeckung 5 kann in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Brennstoffs optimiert werden. Eine größere, auch seitlich oder an der Stirnseite hochgezogene Öffnung erleichtert den Brennstoffeintritt, vergrößert allerdings auch das erforderliche Antriebsmoment.
  • Die Fallrinne 15 in der Form einer Rutsche leitet den Brennstoff von der Austrittsöffnung 19 zu einem Brennertopf 27 im Heizkessel 2.
  • Es ist ersichtlich, dass durch die erhöhte Lage der Austrittsöffnung 19 gegenüber der Eintrittsöffnung 18 der Boden des Brennstoffbehälters 1 etwa in der Höhe des Brennertopfs 27 angeordnet sein kann, ohne eine Förderschnecke oder dgl. zu benötigen.
  • Die Ausführungsvariante von Fig. 4 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Lösung primär dadurch, dass die Achse 10a des Schleusenkörpers 10 in einem Winkel 17 zu einer Senkrechten 16 geneigt ist, der hier etwa 35° beträgt.
  • Bei dieser Ausführung ist der Höhengewinn durch die höhere Lage der Austrittsöffnung 19 gegenüber der Eintrittsöffnung 18 geringer, aber der Druck des Brennstoffs erleichtert die Füllung, so dass eine zusätzlich Erhöhung der Sicherheit gegen mangelnde Füllung erreicht wird.
  • Ein weiterer Unterschied zwischen den beiden Ausführungsvarianten besteht darin, dass der Schleusenkörper 10 hier direkt am Antriebsmotor 14 gelagert und von diesem direkt angetrieben ist. Wahlweise ist es allerdings auch bei dieser Variante möglich, den Schleusenkörper 10 direkt von außen anzutreiben.

Claims (15)

  1. Brennstoffzufuhrsystem für Heizkessel mit einem Vorratsbehälter (1) für Brennstoffpellets oder Hackgut mit einer Austragöffnung, einer an die Austragöffnung angekoppelten Zellradschleuse (3), welche Zellradschleuse (3) einen drehbar gelagerten Schleusenkörper (10), einen brennstoffseitigen Schleusendeckel (8), einen kesselseitigen Schleusendeckel (12) und einen Antriebsmotor (14) aufweist, und wobei im brennstoffseitigen Schleusendeckel (8) eine Eintrittsöffnung (18) und im kesselseitigen Schleusendeckel (12) eine oberhalb der Eintrittsöffnung (18) angeordnete Austrittsöffnung (19) vorgesehen ist, an die eine Fallrinne (15) zu einem Heizkessel (2) anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllrad (7) drehfest mit dem Schleusenkörper (10) verbunden ist, das an der dem Schleusenkörper (10) gegenüberliegenden Seite des Schleusendeckels (8) angeordnet ist.
  2. Brennstoffzufuhrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (10a) des Schleusenkörpers (10) waagrecht angeordnet ist.
  3. Brennstoffzufuhrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (10a) des Schleusenkörpers (10) gegenüber einer Senkrechten (16) in einem Winkel (17) geneigt angeordnet ist, der vorzugsweise größer ist als 30° und besonders vorzugsweise größer ist als 45°.
  4. Brennstoffzufuhrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Füllrads (7) eine vorzugsweise nach unten offene Abdeckung (5) vorgesehen ist.
  5. Brennstoffzufuhrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllrad (7) unmittelbar an den Schleusendeckel (8) anschließt und die Eintrittsöffnung (18) überdeckt.
  6. Brennstoffzufuhrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor der Eintrittsöffnung (18) eine Brennstoffrutsche (6) vorgesehen ist.
  7. Brennstoffzufuhrsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffrutsche (6) eine nach oben offene Zufuhröffnung aufweist und dass das Füllrad (7) zumindest teilweise radial außerhalb der Brennstoffrutsche (6) angeordnet ist.
  8. Brennstoffzufuhrsystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffrutsche (6) konisch ausgebildet ist.
  9. Brennstoffzufuhrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem brennstoffseitigen Schleusendeckel (8) und dem kesselseitigen Schleusendeckel (12) mindestens eine Öffnung vorgesehen ist.
  10. Brennstoffzufuhrsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der brennstoffseitige Schleusendeckel (8) und der kesselseitige Schleusendeckel (12) in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der durch Distanzstücke (9) definiert ist.
  11. Brennstoffzufuhrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Schleusenkörpers (10) ein Zahnkranz (11) vorgesehen ist, der mit einem vom Antriebsmotor (14) angetriebenen Ritzel (13) kämmt.
  12. Brennstoffzufuhrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (19) größer ist als die Eintrittsöffnung (18).
  13. Brennstoffzufuhrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleusenkörper (10) aus einer Nabe (21), mehreren von der Nabe (21) radial abstehenden Speichen (23) und einem Außenring (22) besteht, die mehrere Aufnahmekammern (20) begrenzen.
  14. Brennstoffzufuhrsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nabe (21) kegelförmig zum kesselseitigen Schleusendeckel (12) mit der Austrittsöffnung (19) hin verjüngt.
  15. Brennstoffzufuhrsystem nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (19) zu jedem Zeitpunkt mindestens eine Aufnahmekammer (20) mindestens teilweise freigibt.
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