EP4345146A1 - Ofen und verfahren zur herstellung von pflanzenkohle - Google Patents

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Publication number
EP4345146A1
EP4345146A1 EP23191288.2A EP23191288A EP4345146A1 EP 4345146 A1 EP4345146 A1 EP 4345146A1 EP 23191288 A EP23191288 A EP 23191288A EP 4345146 A1 EP4345146 A1 EP 4345146A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
embers
fuel
ember
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23191288.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhard Brantner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4345146A1 publication Critical patent/EP4345146A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00—Stoves or ranges
    • F24B1/18—Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/191—Component parts; Accessories

Definitions

  • the invention relates to a furnace comprising a combustion chamber, a discharge opening for discharging a gas from the combustion chamber and a removal element for transporting embers from the combustion chamber.
  • the invention further relates to a process for producing biochar and heated gas.
  • a large number of stoves are known from the state of the art in which fuel, such as wood chips or pellets, is burned to generate heat.
  • the combustion residues, in particular the ash, are usually led out of the combustion chamber through an opening, such as a grate, on the underside of the combustion chamber.
  • Such an oven is, for example, from the DE 3323675 A1 in which biomass used as fuel is introduced into an upper area of the combustion chamber using a screw conveyor.
  • the combustion residues collect in a discharge basin in the combustion chamber and are then guided into the lower area of the combustion chamber using rotating blades, where they are discharged from the combustion chamber through a closable opening.
  • a particular disadvantage of the known ovens is the lack of the ability to specifically produce biochar, such as charcoal, in addition to the gas heated by combustion.
  • Biochar can be used to be introduced into agricultural soils, thereby improving soil fertility. This allows the soil to store more water and nutrients, which leads to the proliferation of microorganisms.
  • Charcoal can also be used for another combustion process, particularly as barbecue charcoal.
  • the removal element is designed to selectively remove the top layer of embers from the combustion chamber. This makes it possible to remove the top layer of embers at the optimum time during operation in order to obtain biochar of the desired size or composition.
  • the biochar can be removed as soon as it has been degassed. The remaining embers or remaining fuel, however, remain in the combustion chamber. This makes it possible to produce biochar in a targeted manner in a simple manner using the oven according to the invention. Because only the top layer of embers is removed, combustion in the combustion chamber is disturbed as little as possible.
  • the fuel that can be used in the oven according to the invention can include, for example, wood chips, pellets or pieces of wood.
  • the combustion chamber has a removal opening, wherein the removal element is designed to remove the top layer of embers from the combustion chamber through the removal opening.
  • the removal opening can preferably be opened optionally in order to transport the layer of embers out of the combustion chamber. It is preferably provided that the removal element is designed to essentially close the removal opening in one position.
  • an ember container is also provided, wherein the removal element is designed to transport the top layer of embers from the combustion chamber into the ember container.
  • the embers or biochar that is brought out can cool down in the ember container.
  • the ember container is preferably detachably or firmly connected to the oven.
  • the ember container can be unconnected or unconnectable to the oven.
  • the ember container preferably has a lid to optionally seal the ember container airtight. This removes oxygen from the embers transported from the combustion chamber into the ember container, thereby stopping combustion so that the embers cool down.
  • the lid is preferably only opened when new embers are introduced from the combustion chamber into the ember container.
  • the lid is preferably mechanically or electrically connected to the removal element. so that the lid can be opened and then closed during the removal process.
  • the ember container particularly preferably has a sieve element.
  • two ember chambers are provided next to one another, with the openings of the ember chambers preferably being formed at substantially the same height in the vertical direction.
  • the opening of the first ember chamber arranged closer to the combustion chamber has a sieve element.
  • the embers are moved over the sieve element, in particular with the aid of the removal element, with smaller embers falling into the first ember chamber and larger embers falling into the second ember chamber arranged next to the first ember chamber.
  • two ember chambers separated by the sieve element are formed within the ember container.
  • the sieve element is arranged horizontally or at an angle to the vertical axis, so that the fine particles of the embers fall through the sieve element into a lower first chamber, while the larger ember components remain in the upper second chamber.
  • the embers released can be sorted according to the size of the individual embers.
  • Three or more ember chambers can also be provided in order to be able to sort the embers even more precisely.
  • two or more sieve elements which preferably have different mesh sizes, are also provided.
  • the ember container also preferably has a temperature sensor in order to monitor the cooling of the embers within the ember container and, if necessary, to cause the embers to be removed from the container if the temperature falls below a certain value.
  • a temperature sensor in order to be able to determine the temperature in the ember chambers separately.
  • a transport device for example a screw conveyor, is preferably provided in the lower area of the ember container to transport the embers out of the ember container. If two ember chambers are provided, each of the ember chambers preferably has a transport device.
  • the transport device is preferably located essentially at the lowest point in the ember container or in the ember chamber, so that the embers to be transported away are fed to the transport device by gravity.
  • a cooling pipe is preferably provided, which is connected on the one hand to an air supply opening, preferably the primary air supply, of the combustion chamber and on the other hand to an air intake opening, with a section of the cooling pipe being arranged in the ember container or on the outside of the ember container.
  • the air supplied to the combustion chamber via the primary air supply is first guided through or past the ember container. This makes it possible for heat to be transferred during operation from the embers arranged in the ember container to the air supplied to the combustion chamber, so that, for example, the fuel arranged below the ember bed is pre-dried.
  • the removal element can be guided between a first position and a second position, preferably essentially in a translational manner.
  • the removal element can preferably be moved essentially in a horizontal direction between a first position and a second position.
  • the removal element is in a first position during operation of the furnace, for example inside or outside the combustion chamber, and is moved to a second position if embers are to be removed from the combustion chamber.
  • the embers are transported, for example pushed, out of the combustion chamber through a removal opening.
  • the removal element can then be brought back into the first position.
  • the removal element is preferably designed such that in the second position at least part of the removal element is arranged outside the combustion chamber. This enables the embers to be transported safely out of the combustion chamber, in particular when the embers are transported into an ember container.
  • the extraction element preferably has one or more openings so that gas can pass from the area below the extraction element in the combustion chamber to the area above the extraction element.
  • the combustion chamber is a space essentially delimited by walls or floor and ceiling elements, which has, for example, one or more openings for the supply and removal of materials into and out of the combustion chamber.
  • the combustion chamber can, for example, essentially have the shape of a vertical cylinder.
  • a feed element is preferably provided which is designed to introduce fuel into the lower region of the combustion chamber. This design makes it possible to introduce fuel into the combustion chamber during operation without mixing the newly introduced fuel with the embers in the upper area and thus disrupting combustion, in particular the formation of biochar.
  • the combustion chamber has an optionally closable supply opening, wherein the supply element is designed to introduce fuel into the combustion chamber through the supply opening.
  • the bottom of the combustion chamber is formed by the closable supply opening or that the bottom of the combustion chamber has the closable supply opening. This makes it possible to supply fuel to the combustion chamber in a vertical direction from below, whereby the fuel in the combustion chamber is pushed upwards and after the supply, the newly added fuel is arranged at the very bottom of the combustion chamber.
  • the supply opening is only opened for the supply process and is closed during normal operation.
  • a closing element is provided which can, for example, be translated or pivoted between an open and a closed position.
  • the feed element comprises a feed slide that is movable, preferably in a translational manner, in order to introduce fuel into the combustion chamber through the feed opening.
  • the feed slide can, for example, be designed to push the fuel material into the combustion chamber in a substantially vertical direction, in particular if the feed opening is arranged in the bottom of the combustion chamber.
  • the feed slide can, for example, be arranged to be essentially movable in the horizontal direction, in particular if the feed opening is arranged in a side wall of the combustion chamber.
  • Other arrangements of the feed slide are also possible, so that the feed slide can be moved, for example, at an angle to the vertical or horizontal.
  • the feed slide is preferably displaceable between a first position and a second position.
  • the feed slider In the first position the feed slider is in one Waiting position and is arranged at a distance from the wall of the combustion chamber.
  • the feed slide In the second position, the feed slide is in an end position in which the desired amount of fuel has been introduced into the combustion chamber.
  • the feed slide In the second position, the feed slide preferably forms at least part of the bottom of the combustion chamber. This allows the combustion chamber to be filled in a vertical direction from below with the maximum capacity of the feed slide. For example, when the feed slide is in the second position, the feed opening can be closed. This prevents fuel from falling out of the combustion chamber again.
  • the feed slide is then moved back to the first position.
  • the feed slide for example together with walls surrounding the feed slide, preferably forms a cavity into which fuel can be introduced in order to then be introduced into the combustion chamber through the feed slide.
  • a preferably translationally movable conveying element is preferably provided, which is designed to supply fuel to the supply element.
  • the supply element serves to supply the fuel into the combustion chamber, while the conveying element serves to supply the fuel to the supply element.
  • the conveying element is preferably designed as a translationally movable conveyor slide. If the supply slide is arranged to be displaceable essentially in the vertical direction, the conveying element, e.g. the conveyor slide, is preferably arranged to be displaceable essentially in the horizontal direction. This enables simple and efficient filling of a cavity formed by the supply slide and possibly other elements such as walls. It is preferably provided that the conveyor slide is arranged to be movable between a first position and a second position.
  • the conveyor slide can be arranged in the first position, away from the supply slide.
  • the conveyor slide is preferably arranged at least partially above the supply slide or the cavity of the supply slide.
  • the conveyor slide is arranged in the second position such that the cavity is substantially covered by the conveyor slide.
  • the conveying element is preferably guided in a conveying guide, which is, for example, essentially shaft-shaped or tubular.
  • a filling opening is preferably provided in the conveying guide.
  • a pre-filling chamber into which the fuel can be filled is arranged above the filling opening.
  • the fuel can be introduced into the conveyor guide through the filling opening due to gravity.
  • the fuel is then fed to the feed element by the conveying element.
  • a cutting edge is preferably provided on the side of the filling opening facing the combustion chamber in order to prevent lumpy fuel material from jamming between the edge of the filling opening and the conveying element when the conveying element is guided into the second position.
  • the cutting edge cuts off the corresponding parts of the fuel, thereby preventing it from becoming trapped.
  • the side of the filling opening facing the combustion chamber has brushes which are arranged in front of a cutting edge in the direction of movement of the conveying element to the second position. These brushes prevent foreign objects such as stones or metal parts from reaching the cutting edge.
  • two or more rows of brushes are arranged one behind the other in the direction of movement of the conveying element.
  • a primary air supply is preferably provided in the lower area of the combustion chamber and a secondary air supply in the upper area.
  • the primary air supply is arranged, for example, near the bottom of the combustion chamber and the secondary air supply above the extraction element.
  • the primary air supply and the secondary air supply can each be designed to be adjustable in order to regulate the amount of air supplied.
  • the combustion chamber preferably has a flame sensor to monitor whether the flame is burning in the combustion chamber.
  • the flame sensor can be, for example, a photocell or a lambda probe. If the flame sensor detects that the flame has gone out, an ignition device can be activated, for example, to reignite the flame.
  • the combustion chamber preferably has a first ignition device, which is preferably arranged above the extraction element, and a second ignition device, which is preferably arranged below the extraction element.
  • the first one serves Ignition device for igniting a flame fed by wood gas, while the second ignition device is used to ignite the fuel.
  • the ignition devices can be, for example, electrical ignition devices.
  • a lambda probe is preferably provided in the combustion chamber in the area of the embers or ember bed in order to determine the combustion air ratio in this area. Based on this, for example, the air supply can be controlled to prevent the resulting gas (especially wood gas) from burning in the area of the embers, which would cause the embers themselves to burn.
  • An ember bed sensor is preferably provided in the combustion chamber in order to control the fuel supply, particularly if the oven is only used for heating.
  • a control unit is provided which is connected to the above-mentioned sensors or actuators in order to regulate the combustion process as well as the respective supply and discharge to the combustion chamber.
  • the combustion chamber and/or the ember container are preferably thermally insulated in order to keep heat loss to the environment as low as possible.
  • the movable elements of the device according to the invention for example the supply element, the removal element and the conveying element, can be driven hydraulically, pneumatically or electrically and preferably have a force limitation so that, for example if a foreign body gets into the path of movement of a movable element, no damage can occur.
  • a method for producing biochar and heated gas in which in a first step fuel is introduced into a combustion chamber, the fuel is ignited in a second step and in a third step the top layer of embers is removed from the combustion chamber Will get removed. The first step takes place here, then the second step and finally the third step.
  • a fourth step further fuel is introduced into a lower region of the combustion chamber.
  • the fourth step can take place either after the third step or, preferably between the second and third steps. It is possible, for example, to transport or push the top layer of embers to the removal element by supplying the fuel.
  • the process according to the invention is preferably carried out using an oven according to the invention.
  • the furnace according to the invention can always be operated in the desired optimal operating state in order to ensure optimal combustion.
  • the gas produced during operation can, depending on requirements, be burned directly in the combustion chamber or extracted from the combustion chamber, for example to be used in a combined heat and power plant to generate electricity or heat.
  • the combustion of the fuel is interrupted after the wood gas has escaped and the embers are ejected into the ember container through the extraction element.
  • the wood gas is burned cleanly in the combustion chamber. Only about a third of the energy stored in the fuel is burned.
  • FIG. 1 a schematic representation of an oven according to the invention in a first operating state
  • Fig. 2 a schematic representation of the oven according to the invention Fig. 1 in a second operating state
  • Fig. 3 a schematic representation of the oven according to the invention Fig. 1 in a third operating state
  • Fig. 4 a detailed view of an ember container
  • Fig. 5 a detailed view of a feed to a conveyor element.
  • FIG. 1 A furnace according to the invention is shown in a first operating state, comprising a combustion chamber 1 which has a discharge opening 2 for discharging a gas from the combustion chamber 1. Burning embers 3 and additional fuel 4 are already arranged in the combustion chamber 1. In the area of the top layer of the embers 3 there is a removal element 5 designed as a removal slide, which is in the rest position. At the same height as the removal element 5, a removal opening 6 is provided in a side wall of the combustion chamber 1. Above the extraction element 5, a secondary air supply 7 is arranged in a side wall of the combustion chamber 1. Above the secondary air supply 7, a first ignition device 8 is also provided in the side wall of the combustion chamber 1.
  • ember container 9 Below the removal opening 6 there is an ember container 9, which is arranged in such a way that embers 3 emerging from the removal opening 6 fall into the ember container 9.
  • the ember container 9 is provided with an airtight lid 10, which closes the ember container 9 in this operating state.
  • Embers 11 that have already been removed from the combustion chamber 1 are located in the ember container 9.
  • a second ignition device 12 is also arranged in a side wall of the combustion chamber 1.
  • the bottom of the combustion chamber 1 is formed by a closing element 13 designed as a closing slide, which closes a supply opening 14.
  • a primary air supply 15 is arranged in a side wall of the combustion chamber 1 directly above the closing element 13. Above the primary air supply 15 there is a temperature sensor 16, which is designed to detect the temperature in the combustion chamber 1.
  • a feed element 17 designed as a feed slide is shown in a rest position.
  • a pre-filling chamber 19 is arranged, which is filled with fuel 4.
  • the pre-filling chamber 19 has a filling opening 20 at the bottom, through which fuel 4 falls into a tubular guide of a conveying element 21 designed as a conveying slide.
  • the edge 22 of the filling opening 20 facing the combustion chamber 1 is designed as a cutting element and additionally has, for example, brushes ( Fig. 5 ).
  • Fig.1 In the operating state shown, the fuel 4 is burned, so that on the one hand embers 3, e.g. biochar, and on the other hand heated gas (wood gas) is produced, which is burned in a flame 23.
  • the heated exhaust gas thus produced is then led out of the combustion chamber 1 through the discharge opening 2.
  • the primary air supply 15 and the secondary air supply 7 can be regulated accordingly.
  • Fig.2 A second operating state is shown, whereby the supply of further fuel 4 into the combustion chamber 1 is now being prepared.
  • This process can be triggered, for example, by the temperature sensor 16 having detected a certain temperature threshold value, which indicates that the embers 3 have formed a sufficiently thick layer.
  • the conveyor element 21 is moved from the Fig.1 shown first position in the Fig.2 shown second position.
  • the fuel 4 arranged in the guide of the conveyor element 21 is brought into the cavity 18 formed by the feed element 17 and lies on the feed element 17.
  • the fuel 4 is stripped off at the edge 22 of the filling opening 20, for example with the help of brushes arranged on the edge 22.
  • the cavity 18 is covered by the conveyor element 21, whereby the fuel 4 is evenly distributed in the cavity 18.
  • the conveyor element 21 can be guided even further to the left so that the cavity 18 is essentially completely covered or delimited by the conveyor element 21. This improves the evenness of the distribution of the fuel in the cavity 18.
  • a third operating state is shown, with the operating state according to Fig. 2 prepared fuel 4 was introduced into the combustion chamber 1 through the feed element 17 through the opening 14.
  • the conveying element 21 was first moved in the direction of the first position, so that the feed element 17 can be guided in the direction of the combustion chamber 1.
  • the closing element 13 was then opened and the feed element 17 was guided further towards the combustion chamber 1 until the feed element 17 was in the in Fig. 3 shown second position. Now the closing element 13 is closed again and the supply of fuel 4 is completed.
  • the removal element 5 was moved from the first position to the Fig.3 shown second position, whereby the top layer of embers 3 was pressed through the combustion chamber opening 6 into the ember container 9.
  • the lid 10 is opened. Since the oxygen is removed from the embers 11 arranged in the ember container 9 by means of the closed lid 10, the combustion ends and the embers 11 cool down.
  • the removal element 5, the feed element 17 and the conveying element 21 are brought back into the first position ( Fig. 1 ). If the flame 23 in the combustion chamber 1 goes out while the embers 3 are being removed by the removal element 5, it can be re-ignited using the first ignition device 8.
  • FIG.4 a detailed representation of an alternative design of an ember container 9 is shown.
  • the ember container 9 has a first chamber 24 and a second chamber 25, each of which has an opening that can be covered by the lid 10.
  • the opening of the first chamber 24 also has a sieve element 26. If embers 3 are pushed through the removal element 5 to the ember container 9, small parts fall through the sieve element 26 into the first ember chamber 24 and larger parts of the embers 3 fall into the second ember chamber 25.
  • a temperature sensor 27, 28 and a conveyor screw 29, 30 are arranged in the lower area of the ember chambers 24, 25.
  • a cooling pipe 31 is also shown, which leads through the ember container 9 and to the primary air supply 15. In the ember container 9, the air is heated by the embers 11 arranged in the ember container 9.
  • Fig.5 a detailed view of the edge 22 of the opening 21 is shown.
  • Two rows of brushes 32 are arranged in front of the edge 22, which is designed as a cutting edge, in the direction of the pre-filling chamber 19 in order to catch any foreign bodies that may be present before they reach the edge 22.
  • the feed element 17 moves in the direction of the combustion chamber 1, protruding fuel 4 is cut at the edge 22, so that fuel is prevented from becoming trapped between the edge 22 and the feed element 17.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Bei einem Ofen, umfassend eine Brennkammer (1), eine Austragsöffnung (2) zur Ableitung eines Gases aus der Brennkammer (1) sowie ein Entnahmeelement (5) zum Transport von Glut (3) aus der Brennkammer (1), ist vorgesehen, dass das Entnahmeelement (5) ausgebildet ist, um wahlweise die oberste Schicht der Glut (3) aus der Brennkammer (1) zu entfernen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ofen, umfassend eine Brennkammer, eine Austragsöffnung zur Ableitung eines Gases aus der Brennkammer sowie ein Entnahmeelement zum Transport von Glut aus der Brennkammer.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung von Pflanzenkohle und erwärmtem Gas.
  • Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Öfen bekannt, bei denen Brennmaterial, bspw. Hackschnitzel oder Pellets verbrannt werden, um Wärme zu erzeugen. Hierbei werden die Verbrennungsreste, insbesondere die Asche, üblicherweise durch eine Öffnung, bspw. einen Rost, an der Unterseite der Brennkammer aus der Brennkammer geführt.
  • Ein derartiger Ofen ist bspw. aus der DE 3323675 A1 bekannt, bei dem als Brennmaterial genutzte Biomasse in einem oberen Bereich der Brennkammer mithilfe einer Förderschnecke eingebracht wird. Die Verbrennungsreste sammeln sich in einem Austragsbecken in der Brennkammer und werden anschließend mithilfe von rotierenden Schaufeln in den unteren Bereich der Brennkammer geführt, wo sie durch eine verschließbare Öffnung aus der Brennkammer ausgebracht werden.
  • Nachteilig bei den bekannten Öfen ist insbesondere die fehlende Möglichkeit, neben dem durch die Verbrennung erwärmten Gas gezielt Pflanzenkohle, bspw. Holzkohle, herstellen zu können. Pflanzenkohle kann genutzt werden, um in landwirtschaftlich genutzte Böden eingebracht zu werden, wodurch die Bodenfruchtbarkeit verbessert wird. Dadurch kann der Boden mehr Wasser und Nährstoffe speichern, was zur Vermehrung von Mikroorganismen führt. Weiter kann bspw. Holzkohle für einen weiteren Verbrennungsprozess insbesondere als Grillkohle genutzt werden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Ofen bereitzustellen, der neben der Wärmeerzeugung durch Verbrennung auch zur Herstellung von Pflanzenkohle geeignet ist.
  • Erfindungsgemäß ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass das Entnahmeelement ausgebildet ist, um wahlweise die oberste Schicht der Glut aus der Brennkammer zu entfernen. Dies ermöglicht es, im Betrieb jeweils die oberste Glutschicht zum optimalen Zeitpunkt zu entnehmen, um Pflanzenkohle in der gewünschten Größe bzw. Zusammensetzung zu erhalten. Insbesondere kann die Pflanzenkohle entnommen werden, sobald sie ausgegast ist. Die restliche Glut bzw. restliches Brennmaterial verbleibt hingegen in der Brennkammer. Hierdurch kann mithilfe des erfindungsgemäßen Ofens auf einfache Art und Weise gezielt Pflanzenkohle erzeugt werden. Dadurch, dass lediglich die oberste Glutschicht entfernt wird, wird die Verbrennung in der Brennkammer möglichst wenig gestört.
  • Das im erfindungsgemäßen Ofen verwendbare Brennmaterial kann bspw. Hackschnitzel, Pellets oder Holzstücke umfassen.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Brennkammer eine Entnahmeöffnung aufweist, wobei das Entnahmeelement ausgebildet ist, um die oberste Schicht der Glut durch die Entnahmeöffnung aus der Brennkammer zu entfernen. Die Entnahmeöffnung kann bevorzugt wahlweise geöffnet werden, um die Glutschicht aus der Brennkammer zu transportieren. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass das Entnahmeelement ausgebildet ist, um die Entnahmeöffnung in einer Position im Wesentlichen zu schließen.
  • Bevorzugt ist weiters ein Glutbehälter vorgesehen, wobei das Entnahmeelement ausgebildet ist, um die oberste Schicht der Glut aus der Brennkammer in den Glutbehälter zu transportieren. In dem Glutbehälter kann die ausgebrachte Glut bzw. Pflanzenkohle abkühlen. Der Glutbehälter ist bevorzugt mit dem Ofen lösbar oder fest verbunden. Alternativ kann der Glutbehälter mit dem Ofen nicht verbunden bzw. nicht verbindbar sein.
  • Der Glutbehälter weist bevorzugt einen Deckel auf, um den Glutbehälter wahlweise luftdicht zu verschließen. Hierdurch wird der aus der Brennkammer in den Glutbehälter transportierten Glut im Glutbehälter der Sauerstoff entzogen und dadurch die Verbrennung gestoppt, sodass die Glut abkühlt. Der Deckel wird bevorzugt lediglich geöffnet, wenn neue Glut aus der Brennkammer in den Glutbehälter eingebracht wird. Hierzu ist der Deckel bevorzugt mechanisch oder elektrisch mit dem Entnahmeelement verbunden, sodass der Deckel beim Entnahmevorgang geöffnet und anschließend geschlossen werden kann.
  • Besonders bevorzugt weist der Glutbehälter ein Siebelement auf. Bevorzugt sind zwei Glutkammern nebeneinander vorgesehen, wobei die Öffnungen der Glutkammern bevorzugt in vertikaler Richtung im Wesentlichen auf der gleichen Höhe ausgebildet sind. Die Öffnung der näher bei der Brennkammer angeordneten ersten Glutkammer weist hierbei ein Siebelement auf. Im Betrieb werden die Glutstücke, insbesondere mithilfe des Entnahmeelements, über das Siebelement bewegt, wobei kleinere Glutstück in die erste Glutkammer und größere Glutstück in die neben der ersten Glutkammer angeordnete zweite Glutkammer fallen. Alternativ sind innerhalb des Glutbehälters zwei durch das Siebelement getrennte Glutkammern ausbildet. Das Siebelement ist horizontal oder schräg zur vertikalen Achse angeordnet, sodass die Feinanteile der Glut durch das Siebelement in eine untere erste Kammer fallen, während die größeren Glutbestandteile in der oberen zweiten Kammer verbleiben. Durch das Vorsehen eines Siebelements gelingt eine Sortierung der ausgebrachten Glut nach der Größe der einzelnen Glutstücke. Es können auch drei oder mehr Glutkammern vorgesehen sein, um die Glut noch genauer sortieren zu können. Hierbei sind weiters bspw. zwei oder mehr Siebelemente, die bevorzugt unterschiedliche Maschenweiten aufweisen, vorgesehen.
  • Der Glutbehälter weist weiters bevorzugt einen Temperatursensor auf, um die Abkühlung der Glut innerhalb des Glutbehälters zu überwachen und ggf. eine Austragung der Glut aus dem Behälter zu bewirken, falls die Temperatur unter einen bestimmten Wert fällt. Besonders bevorzugt weist, falls zwei Glutkammern vorgesehen sind, jede Glutkammer, bspw. im Boden der Glutkammer, einen Temperatursensor auf, um die Temperatur in den Glutkammern jeweils getrennt ermitteln zu können.
  • Weiters ist bevorzugt im unteren Bereich des Glutbehälters eine Transportvorrichtung, bspw. eine Förderschnecke, vorgesehen, um die Glut aus dem Glutbehälter zu transportieren. Falls zwei Glutkammern vorgesehen sind, weist bevorzugt jede der Glutkammern eine Transportvorrichtung auf. Die Transportvorrichtung befindet sich bevorzugt im Wesentlichen am tiefsten Punkt im Glutbehälter bzw. in der Glutkammer, sodass die abzutransportierende Glut durch die Schwerkraft der Transportvorrichtung zugeführt wird.
  • Weiters ist bevorzugt ein Kühlrohr vorgesehen, welches einerseits mit einer Luftzufuhröffnung, bevorzugt der Primärluftzufuhr, der Brennkammer und andererseits mit einer Luftansaugöffnung verbunden ist, wobei ein Abschnitt des Kühlrohrs in dem Glutbehälter oder an der Außenseite des Glutbehälters angeordnet ist. Im Betrieb wird die über die Primärluftzufuhr der Brennkammer zugeführte Luft zunächst durch den Glutbehälter bzw. an diesem vorbeigeführt. Dies ermöglicht es, dass im Betrieb Wärme von der im Glutbehälter angeordneten Glut auf die der Brennkammer zugeführten Luft übertragen wird, sodass bspw. das unterhalb des Glutbetts angeordnetes Brennmaterial vorgetrocknet wird.
  • Um ein besonders einfach aufgebautes Entnahmeelement bereitzustellen, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Entnahmeelement zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, bevorzugt im Wesentlichen translatorisch, geführt werden kann. Bevorzugt kann das Entnahmeelement im Wesentlichen in horizontaler Richtung zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegt werden. Das Entnahmeelement befindet sich hierbei während des Betriebs des Ofens in einer ersten Position, bspw. innerhalb oder außerhalb der Brennkammer, und wird, falls Glut aus der Brennkammer entfernt werden soll, in eine zweite Position bewegt. Während zumindest eines Abschnittes der Bewegung zwischen der ersten Position und der zweiten Position wird die Glut bspw. durch eine Entnahmeöffnung aus der Brennkammer befördert, bspw. geschoben. Anschließend kann das Entnahmeelement wieder in die erste Position gebracht werden. Bevorzugt ist das Entnahmeelement derart ausgebildet, dass in der zweiten Position zumindest ein Teil des Entnahmeelements außerhalb der Brennkammer angeordnet ist. Dies ermöglich einen sicheren Transport der Glut aus der Brennkammer heraus, insbesondere wenn die Glut in einen Glutbehälter transportiert wird.
  • Bevorzugt weist das Entnahmeelement eine oder mehrere Öffnungen auf, sodass Gas vom Bereich unterhalb des Entnahmeelements in der Brennkammer in den Bereich oberhalb des Entnahmeelements gelangen kann.
  • Die Brennkammer ist ein im Wesentlichen durch Wände bzw. Boden- und Deckenelemente begrenzter Raum, der bspw. eine oder mehrere Öffnungen zur Zu- und Abfuhr von Materialien in bzw. aus dem Brennraum aufweist. Die Brennkammer kann bspw. im Wesentlichen die Form eines stehenden Zylinders aufweisen.
  • Bevorzugt ist ein Zufuhrelement vorgesehen, das ausgebildet ist, um Brennmaterial in den unteren Bereich der Brennkammer einzubringen. Diese Ausführung ermöglicht es, während des Betriebs Brennmaterial in die Brennkammer einzubringen, ohne das neu eingebrachte Brennmaterial mit der Glut im oberen Bereich zu vermischen und damit die Verbrennung, insbesondere die Bildung von Pflanzenkohle zu stören.
  • Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Brennkammer eine wahlweise schließbare Zufuhröffnung aufweist, wobei das Zufuhrelement ausgebildet ist, um Brennmaterial durch die Zufuhröffnung in die Brennkammer einzubringen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Boden der Brennkammer durch die verschließbare Zufuhröffnung gebildet ist bzw. dass der Boden der Brennkammer die verschließbare Zufuhröffnung aufweist. Dies ermöglicht es, der Brennkammer Brennmaterial in vertikaler Richtung von unten zuzuführen, wodurch das in der Brennkammer befindliche Brennmaterial nach oben gedrückt wird und nach der Zuführung das neu hinzugefügte Brennmaterial ganz unten in der Brennkammer angeordnet ist. Die Zufuhröffnung wird hierbei lediglich für den Zufuhrvorgang geöffnet und ist während des normalen Betriebs geschlossen. Um die Zufuhröffnung zu schließen bzw. geschlossen zu halten, ist ein Schließelement vorgesehen, welches bspw. zwischen einer Öffnungs- und einer Schließposition translatorisch verschoben oder verschwenkt werden kann.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Zufuhrelement einen, bevorzugt translatorisch, bewegbaren Zufuhrschieber umfasst, um Brennmaterial durch die Zufuhröffnung in die Brennkammer einzubringen. Der Zufuhrschieber kann bspw. ausgebildet sein, um das Brennmaterial im Wesentlichen in vertikaler Richtung in die Brennkammer zu schieben, insbesondere wenn die Zuführöffnung im Boden der Brennkammer angeordnet ist. Alternativ kann der Zufuhrschieber bspw. im Wesentlichen in horizontaler Richtung bewegbar angeordnet sein, insbesondere wenn die Zufuhröffnung in einer Seitenwand der Brennkammer angeordnet ist. Auch andere Anordnungen des Zufuhrschiebers sind möglich, sodass der Zufuhrschieber bspw. schräg zur Vertikalen bzw. Horizontalen bewegbar ist.
  • Der Zufuhrschieber ist bevorzugt zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschiebbar. In der ersten Position befindet sich der Zufuhrschieber in einer Warteposition und ist von der Wand der Brennkammer beabstandet angeordnet. In der zweiten Position befindet sich der Zufuhrschieber in einer Endposition, in der die gewünschte Menge an Brennmaterial in die Brennkammer eingebracht wurde. Bevorzugt bildet der Zufuhrschieber in der zweiten Position zumindest einen Teil des Bodens der Brennkammer. Dies ermöglicht ein Befüllen der Brennkammer in vertikaler Richtung von unten mit der maximalen Kapazität des Zufuhrschiebers. Bspw. kann, wenn sich der Zufuhrschieber in der zweiten Position befindet, die Zufuhröffnung geschlossen werden. Hierdurch wird verhindert, dass Brennmaterial wieder aus der Brennkammer herausfällt. Anschließend wird der Zufuhrschieber zurück in die erste Position gebracht. In der ersten Position bildet der Zufuhrschieber, bspw. zusammen mit den Zufuhrschieber umgebenden Wänden, bevorzugt einen Hohlraum, in den Brennmaterial eingebracht werden kann, um anschließend durch den Zufuhrschieber in die Brennkammer eingebracht zu werden.
  • Weiters ist bevorzugt ein, bevorzugt translatorisch, bewegbares Förderelement vorgesehen, welches ausgebildet ist, um dem Zufuhrelement Brennmaterial zuzuführen. Das Zufuhrelement dient der Zuführung des Brennmaterials in die Brennkammer, während das Förderelement der Zuführung des Brennmaterials zum Zufuhrelement dient. Das Förderelement ist bevorzugt als translatorisch bewegbarer Förderschieber ausgebildet. Falls der Zufuhrschieber im Wesentlichen in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet ist, ist das Förderelement, bspw. der Förderschieber, bevorzugt im Wesentlichen in horizontaler Richtung verschiebbar angeordnet. Dies ermöglicht ein einfaches und effizientes Füllen eines durch den Zufuhrschieber und ggf. weitere Elemente wie Wände gebildeten Hohlraums. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Förderschieber zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar angeordnet ist. Hierbei kann der Förderschieber in der ersten Position, vom Zufuhrschieber entfernt, angeordnet sein. In der zweiten Position ist der Förderschieber bevorzugt zumindest teilweise über dem Zufuhrschieber bzw. dem Hohlraum des Zufuhrschiebers angeordnet. Besonders bevorzugt ist der Förderschieber in der zweiten Position derart angeordnet, dass der Hohlraum im Wesentlichen von dem Förderschieber abgedeckt ist. Hierdurch kann das durch den Förderschieber in den Hohlraum des Zufuhrschiebers eingebrachte Brennmaterial durch den Förderschieber gleichmäßig im Hohlraum des Förderschiebers verteilt werden.
  • Das Förderelement ist bevorzugt in einer Förderführung geführt, die bspw. im Wesentlichen schacht- oder rohrförmig ausgebildet ist. Um dem Förderelement, insbesondere dem Förderschieber, Brennmaterial zuzuführen, ist in der Förderführung bevorzugt eine Füllöffnung vorgesehen. Bei einer besonders einfachen Ausführung ist oberhalb der Füllöffnung eine Vorfüllkammer angeordnet, in die das Brennmaterial gefüllt werden kann. Hierbei kann das Brennmaterial aufgrund der Schwerkraft durch die Füllöffnung in die Förderführung eingebracht werden. Anschließend wird das Brennmaterial durch das Förderelement dem Zufuhrelement zugeführt. An der der Brennkammer zugewandten Seite der Füllöffnung ist bevorzugt eine Schneide vorgesehen, um ein Verklemmen von stückigem Brennmaterial zwischen der Kante der Füllöffnung und dem Förderelement zu verhindern, wenn das Förderelement in die zweite Position geführt wird. Durch die Schneide werden die entsprechenden Teile des Brennmaterials abgeschnitten und ein Einklemmen dadurch verhindert. Besonders bevorzugt weist die der Brennkammer zugewandte Seite der Füllöffnung Bürsten auf, die in Bewegungsrichtung des Förderelements zur zweiten Position vor einer Schneide angeordnet sind. Diese Bürsten verhindern, dass Fremdkörper wie Steine oder Metallteile zur Schneide gelangen. Besonders bevorzugt sind in Bewegungsrichtung des Förderelements zwei oder mehr Bürstenreihen hintereinander angeordnet.
  • Um der Brennkammer Luft zuzuführen, sind bevorzugt im unteren Bereich der Brennkammer eine Primärluftzufuhr und im oberen Bereich eine Sekundärluftzufuhr vorgesehen. Die Primärluftzufuhr ist bspw. nahe dem Boden der Brennkammer angeordnet und die Sekundärluftzufuhr oberhalb des Entnahmeelements. Die Primärluftzufuhr und die Sekundärluftzufuhr können jeweils regulierbar ausgebildet sein, um die zugeführte Luftmenge zu regulieren.
  • Die Brennkammer weist bevorzugt einen Flammensensor auf, um zu überwachen, ob die Flamme in der Brennkammer brennt. Der Flammensensor kann bspw. eine Fotozelle oder eine Lambdasonde sein. Falls der Flammensensor erkennt, dass die Flamme erloschen ist, kann bspw. eine Zündvorrichtung aktiviert werden, um die Flamme erneut zu zünden.
  • Bevorzugt weist die Brennkammer eine erste Zündvorrichtung, die bevorzugt oberhalb des Entnahmeelements angeordnet ist, und eine zweite Zündvorrichtung, die bevorzugt unterhalb des Entnahmeelements angeordnet ist, auf. Bspw. dient die erste Zündvorrichtung der Entzündung einer durch Holzgas gespeisten Flamme, während die zweite Zündvorrichtung der Entzündung des Brennmaterials dient. Die Zündvorrichtungen können bspw. elektrische Zündvorrichtungen sein.
  • Weiters ist in der Brennkammer bevorzugt im Bereich der Glut bzw. des Glutbettes eine Lambdasonde vorgesehen, um das Verbrennungsluftverhältnis in diesem Bereich zu ermitteln. Basierend darauf kann bspw. die Luftzufuhr gesteuert werden, um zu verhindern, dass das entstehende Gas (insbesondere Holzgas) bereits im Bereich der Glut verbrennt, wodurch die Glut selbst verbrennen würde.
  • Bevorzugt ist in der Brennkammer ein Glutbettfühler vorgesehen, um, insbesondere wenn der Ofen lediglich zum Heizen verwendet wird, die Brennstoffzufuhr zu steuern.
  • Besonders bevorzugt ist eine Steuereinheit vorgesehen, die mit den oben genannten Sensoren bzw. Aktoren verbunden ist, um den Brennvorgang sowie die jeweilige Zu- und Abfuhr zur Brennkammer zu regeln.
  • Die Brennkammer und/oder der Glutbehälter sind bevorzugt wärmeisoliert, um den Wärmeverlust an die Umgebung möglichst gering zu halten.
  • Die bewegbaren Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bspw. das Zufuhrelement, das Entnahmeelement und das Förderelement können bspw. hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetrieben sein und weisen bevorzugt eine Kraftbegrenzung auf, damit es, bspw. wenn ein Fremdkörper in die Bewegungsbahn eines bewegbaren Elements gelangt, nicht zu Beschädigungen kommen kann.
  • Weiters ist der Ofen bevorzugt mit einem Pufferspeicher verbunden, in welchem Wärme gespeichert werden kann, um bspw. bei lediglich geringem Wärmebedarf den Ofen nicht einschalten zu müssen.
  • Erfindungsgemäß ist weiters ein Verfahren zur Herstellung von Pflanzenkohle und erwärmtem Gas vorgesehen, bei welchem in einem ersten Schritt Brennmaterial in eine Brennkammer eingebracht wird, das Brennmaterial in einem zweiten Schritt entzündet wird und in einem dritten Schritt die oberste Schicht der Glut aus der Brennkammer entfernt wird. Hierbei erfolgt zunächst der erste Schritt, dann der zweite Schritt und abschließend der dritte Schritt.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass in einem vierten Schritt weiteres Brennmaterial in einen unteren Bereich der Brennkammer eingebracht wird. Der vierte Schritt kann entweder nach dem dritten Schritt erfolgen, oder, bevorzugt zwischen dem zweiten und dem dritten Schritt. Hierbei ist es bspw. möglich, durch die Zuführung des Brennmaterials die oberste Schicht der Glut zum Entnahmeelement zu befördern bzw. zu schieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt mit einem erfindungsgemäßen Ofen durchgeführt.
  • Durch die verschiedenen Aktoren und Sensoren kann der erfindungsgemäße Ofen immer im gewünschten optimalen Betriebszustand betrieben werden, um eine optimale Verbrennung sicherzustellen.
  • Das während dem Betrieb entstehende Gas, insbesondere das Holzgas, kann, je nach Bedarf, direkt in der Brennkammer verbrannt werden oder aus der Brennkammer abgesaugt werden, um bspw. anschließend in einer Kraftwärmekupplung zur Strom- bzw. Wärmeerzeugung genutzt zu werden. Um Pflanzenkohle, insbesondere Holzkohle, bei gleichzeitiger Wärmeerzeugung herstellen zu können, wird die Verbrennung des Brennstoffs nach dem Entweichen des Holzgases unterbrochen und die Glut durch das Entnahmeelement in den Glutbehälter ausgeworfen. Das Holzgas wird in der Brennkammer sauber verbrannt. Hierbei wird nur ca. ein Drittel der im Brennsoff gespeicherten Energie verbrannt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ofens in einem ersten Betriebszustand, Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ofens gemäß Fig. 1 in einem zweiten Betriebszustand, Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ofens gemäß Fig. 1 in einem dritten Betriebszustand, Fig. 4 eine Detailansicht eines Glutbehälters und Fig. 5 eine Detailansicht einer Zuführung zu einem Förderelement.
  • In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Ofen in einem ersten Betriebszustand dargestellt, umfassend eine Brennkammer 1, die eine Austragsöffnung 2 zur Ableitung eines Gases aus der Brennkammer 1 aufweist. In der Brennkammer 1 ist bereits brennende Glut 3 sowie darunter weiteres Brennmaterial 4 angeordnet. Im Bereich der obersten Schicht der Glut 3 befindet sich ein als Entnahmeschieber ausgebildetes Entnahmeelement 5, das sich in der Ruheposition befindet. Auf gleicher Höhe wie das Entnahmeelement 5 ist eine Entnahmeöffnung 6 in einer Seitenwand der Brennkammer 1 vorgesehen. Oberhalb des Entnahmeelements 5 ist in einer Seitenwand der Brennkammer 1 eine Sekundärluftzufuhr 7 angeordnet. Oberhalb der Sekundärluftzufuhr 7 ist ebenfalls in der Seitenwand der Brennkammer 1 eine erste Zündvorrichtung 8 vorgesehen. Unterhalb der Entnahmeöffnung 6 befindet sich ein Glutbehälter 9, der derart angeordnet ist, dass aus der Entnahmeöffnung 6 austretende Glut 3 in den Glutbehälter 9 fällt. Der Glutbehälter 9 ist mit einem luftdicht verschließbaren Deckel 10 versehen, der in diesem Betriebszustand den Glutbehälter 9 verschließt. In dem Glutbehälter 9 befindet sich bereits aus der Brennkammer 1 entnommene Glut 11. Unterhalb der Entnahmeöffnung 6 ist weiters in einer Seitenwand der Brennkammer 1 eine zweite Zündvorrichtung 12 angeordnet. Der Boden der Brennkammer 1 wird durch ein als Schließschieber ausgebildetes Schließelement 13 gebildet, das eine Zufuhröffnung 14 verschließt. Direkt oberhalb des Schließelements 13 ist eine Primärluftzufuhr 15 in einer Seitenwand der Brennkammer 1 angeordnet. Oberhalb der Primärluftzufuhr 15 befindet sich ein Temperatursensor 16, der ausgebildet ist, um die Temperatur in der Brennkammer 1 zu erfassen. Unterhalb der Zufuhröffnung 14 ist ein als Zufuhrschieber ausgebildetes Zufuhrelement 17 in einer Ruheposition dargestellt. Hierbei begrenzt das Zufuhrelement 17 zusammen mit Seitenwänden teilweise einen Hohlraum 18. Rechts neben der Brennkammer 1 ist eine Vorfüllkammer 19 angeordnet, die mit Brennmaterial 4 gefüllt ist. Die Vorfüllkammer 19 weist unten eine Füllöffnung 20 auf, durch die Brennmaterial 4 in eine rohrförmige Führung eines als Förderschieber ausgebildeten Förderelements 21 fällt. Die der Brennkammer 1 zugewandte Kante 22 der Füllöffnung 20 ist als Schneidelement ausgebildet und weist zusätzlich bspw. Bürsten auf (Fig. 5).
  • Im in Fig. 1 dargestellten Betriebszustand wird das Brennmaterial 4 verbrannt, sodass einerseits Glut 3, bspw. Pflanzenkohle, und andererseits erhitztes Gas (Holzgas) entsteht, welches in einer Flamme 23 verbrannt wird. Das hierdurch entstehende erwärmte Abgas wird anschließend durch die Austragsöffnung 2 aus der Brennkammer 1 geführt. Um eine optimale Verbrennung sicherzustellen, können die Primärluftzufuhr 15 und die Sekundärluftzufuhr 7 entsprechend geregelt werden.
  • In Fig. 2 ist ein zweiter Betriebszustand dargestellt, wobei nunmehr die Zuführung von weiterem Brennmaterial 4 in die Brennkammer 1 vorbereitet wird. Dieser Vorgang kann bspw. dadurch ausgelöst werden, dass der Temperatursensor 16 einen bestimmten Temperaturschwellenwert erfasst hat, der anzeigt, dass die Glut 3 eine ausreichend dicke Schicht gebildet hat. Hierzu wird das Förderelement 21 von der in Fig. 1 dargestellten ersten Position in die in Fig. 2 dargestellte zweite Position geführt. Das in der Führung des Förderelements 21 angeordnete Brennmaterial 4 wird hierbei in den durch das Zufuhrelement 17 gebildeten Hohlraum 18 gebracht und liegt auf dem Zufuhrelement 17. Während der Bewegung des Förderschiebers 21 wird das Brennmaterial 4 an der Kante 22 der Füllöffnung 20 abgestreift, bspw. mithilfe von an der Kante 22 angeordneten Bürsten. In der zweiten Position des Förderelements 21 wird der Hohlraum 18 durch das Förderelement 21 abgedeckt, wodurch das Brennmaterial 4 im Hohlraum 18 gleichmäßig verteilt wird. Das Förderelement 21 kann noch weiter nach links geführt werden, sodass der Hohlraum 18 im Wesentlichen vollständig vom Förderelement 21 bedeckt bzw. abgegrenzt ist. Dies verbessert die Gleichmäßigkeit der Verteilung des Brennmaterials im Hohlraum 18.
  • In Fig. 3 ist ein dritter Betriebszustand dargestellt, wobei das im Betriebszustand gemäß Fig. 2 vorbereitete Brennmaterial 4 durch das Zufuhrelement 17 durch die Öffnung 14 in die Brennkammer 1 eingebracht wurde. Hierzu wurde zunächst das Förderelement 21 in Richtung der ersten Position bewegt, sodass das Zufuhrelement 17 in Richtung Brennkammer 1 geführt werden kann. Anschließend wurde das Schließelement 13 geöffnet und das Zufuhrelement 17 weiter in Richtung Brennkammer 1 geführt, bis sich das Zufuhrelement 17 in der in Fig. 3 dargestellten zweiten Position befindet. Nunmehr wird das Schließelement 13 wieder geschlossen und die Zufuhr von Brennmaterial 4 ist abgeschlossen.
  • Weiters wurde das Entnahmeelement 5 von der ersten Position in die in Fig. 3 dargestellte zweite Position gebracht, wodurch die oberste Schicht der Glut 3 durch die Brennkammeröffnung 6 in den Glutbehälter 9 gedrückt wurde. Hierzu wurde der Deckel 10 geöffnet. Da der im Glutbehälter 9 angeordneten Glut 11 mithilfe des geschlossenen Deckels 10 der Sauerstoff entzogen wird, endet die Verbrennung und die Glut 11 kühlt ab.
  • Abschließend werden das Entnahmeelement 5, das Zufuhrelement 17 und das Förderelement 21 wieder in die erste Position gebracht (Fig. 1). Falls während der Entnahme der Glut 3 durch das Entnahmeelement 5 die Flamme 23 in der Brennkammer 1 erlischt, kann diese mithilfe der ersten Zündvorrichtung 8 wieder entzündet werden.
  • In Fig. 4 ist eine Detaildarstellung einer alternativen Ausbildung eines Glutbehälters 9 gezeigt. Der Glutbehälter 9 weist hierbei eine erste Kammer 24 und eine zweite Kammer 25 auf, die jeweils eine Öffnung aufweisen, die jeweils durch den Deckel 10 abgedeckt werden kann. Die Öffnung der ersten Kammer 24 weist weiters ein Siebelement 26 auf. Falls Glut 3 durch das Entnahmeelement 5 zum Glutbehälter 9 geschoben wird, fallen kleine Teile durch das Siebelement 26 in die erste Glutkammer 24 und größere Teile der Glut 3 in die zweite Glutkammer 25. Im unteren Bereich der Glutkammern 24,25 ist jeweils ein Temperatursensor 27,28 sowie eine Transportschnecke 29,30 angeordnet. Weiters ist ein Kühlrohr 31 dargestellt, das durch den Glutbehälter 9 und hin zu der Primärluftzufuhr 15 führt. Im Glutbehälter 9 wird die Luft durch die im Glutbehälter 9 angeordnete Glut 11 erwärmt.
  • In Fig. 5 ist eine Detaildarstellung der Kante 22 der Öffnung 21 dargestellt. Vor der als Schneide ausgebildeten Kante 22 in Richtung zur Vorfüllkammer 19 sind zwei Reihen mit Bürsten 32 angeordnet, um eventuell vorhandene Fremdkörper noch vor der Kante 22 abzufangen. Wenn sich das Zufuhrelement 17 in Richtung zur Brennkammer 1 bewegt, wird überstehendes Brennmaterial 4 an der Kante 22 geschnitten, sodass ein Einklemmen von Brennmaterial zwischen der Kante 22 und dem Zufuhrelement 17 vermieden wird.

Claims (13)

  1. Ofen, umfassend eine Brennkammer (1), eine Austragsöffnung (2) zur Ableitung eines Gases aus der Brennkammer (1) sowie ein Entnahmeelement (5) zum Transport von Glut (3) aus der Brennkammer (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Entnahmeelement (5) ausgebildet ist, um wahlweise die oberste Schicht der Glut (3) aus der Brennkammer (1) zu entfernen.
  2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (1) eine Entnahmeöffnung (6) aufweist, wobei das Entnahmeelement (5) ausgebildet ist, um die oberste Schicht der Glut (3) durch die Entnahmeöffnung (6) aus der Brennkammer (1) zu entfernen.
  3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glutbehälter (9) vorgesehen ist, wobei das Entnahmeelement (5) ausgebildet ist, um die oberste Schicht der Glut (3) aus der Brennkammer (1) in den Glutbehälter (9) zu transportieren.
  4. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Glutbehälter (9) ein Siebelement (26) aufweist.
  5. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Entnahmeelement (5) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, bevorzugt im Wesentlichen translatorisch, geführt werden kann.
  6. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zufuhrelement (17) vorgesehen ist, welches ausgebildet ist, um Brennmaterial (4) in den unteren Bereich der Brennkammer (1) einzubringen.
  7. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (1) eine wahlweise schließbare Zufuhröffnung (14) aufweist, wobei das Zufuhrelement (17) ausgebildet ist, um Brennmaterial durch die Zufuhröffnung (14) in die Brennkammer (1) einzubringen.
  8. Ofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Brennkammer (1) durch die verschließbare Zufuhröffnung (14) gebildet ist bzw. dass der Boden der Brennkammer (1) die verschließbare Zufuhröffnung (14) aufweist.
  9. Ofen nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zufuhrelement (17) einen, bevorzugt translatorisch, bewegbaren Zufuhrschieber umfasst, um Brennmaterial durch die Zufuhröffnung (14) in die Brennkammer (1) einzubringen.
  10. Ofen nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein, bevorzugt translatorisch, bewegbares Förderelement (21) vorgesehen ist, welches ausgebildet ist, um dem Zufuhrelement (17) Brennmaterial (4) zuzuführen.
  11. Ofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderelement (21) bevorzugt in einer Förderführung geführt ist.
  12. Verfahren zur Herstellung von Pflanzenkohle und erwärmtem Gas, bei welchem in einem ersten Schritt Brennmaterial (4) in eine Brennkammer (1) eingebracht wird, das Brennmaterial (4) in einem zweiten Schritt entzündet wird und in einem dritten Schritt die oberste Schicht der Glut (3) aus der Brennkammer (1) entfernt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vierten Schritt weiteres Brennmaterial (4) in einen unteren Bereich der Brennkammer (1) eingebracht wird.
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