Verbrennungsvorrichtung

Abstract

 Es wird eine vor allem für Holzabfälle bestimmte Verbrennungsvorrichtung beschrieben, die es ermöglicht, ohne aufwendige Regeleinrichtungen eine optimale und rückstandsfreie Verbrennung zu gewährleisten. Zu diesem Zweck ist ein Brennstoffaufnahmeraum in Form eines Behälters mit zumindest im wesentlichen ganzflächig gelochter Wandung vorgesehen, dessen bodenseitiger Bereich verjüngt ausgebildet ist. Die Verbrennungsluft wird über einen den Behälter allseitig umschließenden und radial innen von der Behälterwandung begrenzten Spaltraum entgegen der Flammausbreitungsrichtung zugeführt. Die Abgase werden in einem den Spaltraum umgebenden Rauchgaszug zu einem Abzug geführt, und die Einrichtung zum Zünden des Brennstoffvorrats ist im Bereich des verjüngt ausgebildeten unteren Behälterendes angeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Verbrennungsvorrichtung, insbesondere für Holzabfälle, Stückholz und dergleichen, bestehend aus einem Brennstoffaufnahmeraum, einer Zuführung für die Verbrennungsluft, einer Abgasleitung und einer Einrichtung zum Zünden des Brennstoffvorrats.

[0002] Bei bekannten Verbrennungsvorrichtungen dieser Art, die -beispielsweise in holzverarbeitenden Betrieben zur Heizung und/oder Warmwasserbereitung eingesetzt werden, besteht die Schwierigkeit, eine einwandfreie, den Forderungen des Umweltschutzes genügende Verbrennung zu gewährleisten. Ein zufriedenstellendes Arbeiten solcher Verbrennungsvorrichtungen konnte bisher nur dann erreicht werden, wenn ein entsprechender konstruktiver und auch regeltechnischer Aufwand getroffen wurde, der jedoch aus Kostengründen in vielen Fällen nicht in Kauf genommen werden kann.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungsvorrichtung der eingangs angegebenen Art in der Weise auszubilden, daß trotz eines einfachen und damit wirtschaftlich zu realisierenden Aufbaus der Vorrichtung während der gesamten Brenndauer optimale Verbrennungsverhältnisse sichergestellt werden und damit eine weitgehend rückstandsfreie Verbrennung erhalten wird, und zwar ohne daß dazu aufwendige Regeleinrichtungen erforderlich sind.

[0004] Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Brennstoffaufnahmeraum aus einem aufrecht angeordneten Behälter mit zumindest im wesentlichen ganzflächig gelochter Wandung besteht, dessen bodenseitiger Bereich verjüngt ausgebildet ist, daß die Verbrennungsluft über einen den Behälter allseitig umschließenden und radial innen von der Behälterwandung begrenzten Spaltraum entgegen der Flammausbreitungs- richtung zugeführt ist, daß die Abgase in wenigstens einem den Spaltraum umgebenden Rauchgaszug zu einem Rauchgasabzug geführt sind, und daß die Einrichtung zum Zünden des Brennstoffvorrats im Bereich des verjüngt ausgebildeten unteren Endes des Behälters angeordnet ist.

[0005] Aufgrund der durch die spezielle Verbrennungsluftführung sich ergebenden Umströmung der gesamten Mantelfläche des den Brennstoffvorrat enthaltenden Behälters erfolgt die von außen nach innen fortschreitende Verbrennung stets mit ausreichender Verbrennungsluft, so daß keine Schwelgasbildung auftritt. Da die Zündung des Brennstoffvorrats bodenseitig erfolgt und die Flammausbreitung somit entgegen der Strömungsrichtung der Verbrennungsluft verläuft, werden die entstehenden Verbrennungsgase, und insbesondere auch evtl. auftretende Schwelgase von der von oben nach unten strömenden Verbrennungsluft mitgenommen und nochmals durch die unmittelbar nach erfolgter Zündung bereits sehr heiße Zone im Bodenbereich des Behälters geführt und dort einer Nachverbrennung unterzogen, was sich für die Gesamtfunktion der Verbrennungsvorrichtung vorteilhaft auswirkt.

[0006] Die Leistungsregelung der Verbrennungsvorrichtung erfolgt über den Brennstoffvorrat, wobei die Nachfüllvorgänge von Hand oder bei Verwendung einer geeigneten Zusatzvorrichtung auch automatisch durchgeführt werden können.

[0007] Vorzugsweise ist der zur Aufnahme des Brennstoffvorrats bestimmte Behälter zylindrisch ausgebildet und an seinem unteren Endbereich kegelstumpfförmig verjüngt. Diese Verjüngung des Behälters, die gleichbedeutend mit einer Volumenverringerung in diesem Bereich ist, hat vor allem den Vorteil, daß aufgrund der in diesem Bereich im Vergleich zum oberen Behälterteil geringeren Brennstoffmenge der Zündvorgang wesentlich erleichtert und eine überraschend schnelle Zündung mit einem Minimum an Schwelgasbildung erreicht wird.

[0008] Dieser vergleichweise kleinvolumige untere Endbereich des Behälters bildet während, des gesamten Verbrennungsvorgangs eine Zone sehr hoher Temperatur, an der aufgrund der speziellen Führung der Verbrennungsluft die gesamten Abgase unabhängig vom Ort ihres Entstehens vorbeigeführt und damit die noch nicht vollständig verbrannten Bestandteile einer zwangsläufigen Nachverbrennung unterzogen werden.

[0009] Der den Brennstoffvorrat aufnehmende Behälter wird vorzugsweise aus Lochblech gefertigt, so daß im Sinne der Aufgabenstellung auch dieser für die Funktion der Gesamtvorrichtung wesentliche Bestandteil auf besonders wirtschaftliche Weise erhalten werden kann.

[0010] Der die Verbrennungsluft führende Spaltraum wird radial außen von einem der Behälterform angepaßten Blechmantel begrenzt und ist an ein Gebläse angeschlossen. Als Gebläse kann prinzipiell sowohl ein Druckgebläse als auch ein Sauggebläse verwendet werden, aber es ist von besonderem Vorteil, an den Spaltraum über den Rauchgasabzug ein Sauggebläse anzuschließen, da auf diese Weise eine besonders gleichmäßige Umströmung des Behälters mit Verbrennungsluft erreicht und außerdem sichergestellt wird, daß bei einem öffnen des Deckels des Brennstoffbehälters oder im Falle eines Auftretens von Undichtigkeiten keine Gefahr des sofortigen Austretens von Rauchgasen besteht.

[0011] Der zur Aufnahme des Brennstoffs dienende Behälter ist vorzugsweise herausnehmbar und auswechselbar gehaltert, so daß erforderlichenfalls ein problemfreier Austausch dieses Behälters ohne Zuhilfenahme von Fachkräften möglich ist.

[0012] Die Zündung des Brennstoffvorrats erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mittels einer Heißgasquelle. Dazu wird durch einen öl- oder Gasbrenner erzeugtes Heißgas über eine unmittelbar benachbart dem unteren Behälterende mündende Rohrleitung gegen den sich im Behälter befindenden Brennstoffvorrat gerichtet, wobei sich innerhalb kürzester Zeit eine praktisch schwelgasfreie Zündung ergibt.

[0013] Das Gebläse des öl- oder Gasbrenners ist auch unabhängig von der Brennerzündung zu- und abschaltbar, so daß dieses Gebläse bei sich bereits im Betriebbefindender'Verbrennungsvorrichtung auch dazu genutzt werden kann, zusätzliche Verbrennungsluft in den Heißstellenbereich am unteren Behälterende zuzuführen und damit die dort stattfindende Nachverbrennung zu begünstigen.

[0014] Durch Verwendung geeigneter Luftleitbleche wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Verbrennungsluft mit Drall durch den Spaltraum geführt. Diese Luftleitelemente können im Bereich der Lufteintrittsöffnungen, die im oberen Abschlußdeckel bzw. in dem dem Spaltraum zugeordneten Ringbereich angeordnet sind, oder im unteren Bereich des Spaltraums 3 vorgesehen sein.

[0015] Aufgrund der optimalen Verbrennungsverhältnisse tritt bei der Vorrichtung nach der Erfindung nur ein sehr geringer Ascheanfall auf. Diese anfallende Asche kann in einem unterhalb des Brennstoffbehälters angeordneten Aschenschub gesammelt werden. Um auch von der Abgasströmung mitgenommene Flugasche abzuscheiden, können in den zum Brennstoffbehälter konzentrischen Rauchgaszügen geeignet angeordnete Prallbleche vorgesehen werden.

[0016] Je nach Art der Verwendung der Verbrennungsvorrichtung kann jeder Rauchgaszug von einem Wassennantel umgeben sein oder es kann eine Gesamtisolierung Verwendung finden, wobei in letzterem Falle der Verbrennungsvorrichtung ein Wärmetauscher nachgeschaltet sein wird.

[0017] Da die gesamte Verbrennungsvorrichtung als Blechkonstruktion ausgeführt sein kann und auch ohne aufwendige und spezielle Regeleinrichtungen ein optimaler Abbrand gewährleistet ist, ergibt sich insgesamt eine außerordentlich wirtschaftliche und einfach bedienbare Anordnung.

[0018] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungsvorrichtung mit Wassermantel für Holzabfälle, insbesondere Holzspäne,

Fig. 2 eine in entsprechender Weise dargestellte Ausführungsvariante der Vorrichtung nach Fig. 1.

[0019] Bei der in Fig. 1 dargestellten Verbrennungsvorrichtung dient ein aus Lochblech gefertigter zylindrischer Behälter 1 mit konisch zu-laufendem unteren Ende 2 zur Aufnahme des Brennstoffvorrats. Dieser auch als Brenneinsatz zu bezeichnende Behälter 1 ist von einem in seiner Form dem Behälter 1 angepaßten Blechmantel 4_'umgeben, so daß zwischen dem Behälter 1 und diesem Blechmantel 4 ein Spaltraum 3 ausgebildet wird, dem die Verbrennungsluft zugeführt wird.

[0020] Die Verbrennungsluftzuführung erfolgt über in einem Mittelteil ausgebildete öffnungen 5, und zwar unter Zuhilfenahme eines in der Zeichnung nicht dargestellten Gebläses.

[0021] Der Blechmantel 4 erstreckt sich bis in den Bereich des unteren Endes des Behälters 1, so daß die Verbrennungsluft und die entstehenden Abgase stets von oben nach unten und bis in diesen, im Betrieb stets die heißeste Stelle bildenden Bereich geführt und erst dann umgelenkt und in den Rauchgaszug 6 geleitet werden, welcher durch einen Außenmantel 7 begrenzt wird und den Behälter 1 sowie den Spaltraum 3 konzentrisch umgibt. Im Bereich des oberen Endes des Rauchgaszuges 6.ist ein Rauchgasabzug 8 vorgesehen.

[0022] Der Rauchgaszug und damit die gesamte Verbrennungsvorrichtung sind von einem Wassermantel 9 üblicher Art umgeben.

[0023] Das Zünden des Brennstoffvorrats erfolgt mittels über einen Rohrstutzen 11 zugeführter Heißgase, die unmittelbar gegen die vergleichsweise geringe Brennstoffmenge im Bodenbereich 10 des Behälters 1 gerichtet wird. Dieses beispielsweise eine Temperatur von etwa 1200°C besitzende Heißgas wird mittels eines an den Rohrstutzen 11 angeschlossenen öl- oder Gasbrenners erzeugt und bewirkt ein sehr schnelles, lediglich einige Sekunden in Anspruch nehmendes Zünden des Brennstoffs, wobei aufgrund des kleinen Materialvorrats im Zündbereich keine störende Schwelgasbildung auftritt.

[0024] Die geringe Menge an anfallender Asche wird in einem unterhalb des Brenneinsatzes angeordneten Schubfach 12 gesammelt. Das Nachrutschen des-Brennstoffvorrats während des Verbrennungsvorgangs wird durch die beschriebene Formgebung des Behälters 1 begünstigt.

[0025] Um evtl. von den Rauchgasen mitgenommene Flugasche-abzuscheiden, können im Rauchgaszug 6 Prallbleche 13 angeordnet sein.

[0026] Gemäß einer wahlweise verwendbaren Besonderheit wird die Verbrennungsluft durch den Spaltraum 3 drallförmig geführt, was mittels geeigneter Luftleitbleche erreicht werden kann. Derartige Leitbleche 14 können unmittelbar am Deckelteil ausgebildet und praktisch einfach durch nach innen gedrückte Laschen realisiert werden, wobei die dabei entstehenden öffnungen gleichzeitig die Lufteintrittsöffnungen bilden.

[0027] Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsvariante unterscheidet sich von der bisher beschriebenen Verbrennungsvorrichtung im wesentlichen dadurch, daß anstelle eines Rauchgaszuges mit oben-liegendem Rauchgasabzug zwei konzentrisch zueinander angeordnete, gegensinnig durchströmte Rauchgaszüge 6, 16 vorgesehen sind, wobei in diesem Falle der Rauchgasabzug 8 im unteren Bereich der Verbrennungsvorrichtung gelegen ist.

[0028] Die Rauchgaszüge 6, 16 sind im Bereich ihres oberen Endes über Durchlässe 15 miteinander verbunden und jeweils von einem Wassermantel 17, 18 umgeben.

[0029] Im Falle der bevorzugten Verwendung eines Sauggebläses zur Förderung der Verbrennungsluft muß kein Auftreten eines Fehlzugs befürchtet werden, da der untere Bereich des den Brennstoff enthaltenden Behälters 1 stets verdichtetes Material enthalten wird und damit sichergestellt ist, daß die Verbrennungsluft den vorgegebenen Strömungsweg einhält.

[0030] Da die Leistungsregelung der beschriebenen Verbrennungsvorrichtung über den Brennstoffvorrat.erfolgt, kann es zweckmäßig sein, eine automatische Brennstoffzuführung vorzusehen. Insbesondere bei Verwendung eines Sauggebläses läßt sich diese automatische Brennstoffzuführung ohne Schwierigkeiten realisieren, wobei aus Sicherheitsgründen mit einer Doppelklappenanordnung oder einer Zellenradschleuse gearbeitet werden kann.

Ansprüche

1. Verbrennungsvorrichtung, insbesondere für Holzabfälle, Stückholz und dergleichen, bestehend aus einem Brennstoffaufnahmeraum, einer Zuführung für die Verbrennungsluft, einer Abgasableitung und einer Einrichtung zum Zünden des Brennstoffvorrats, dadurch gekennzeichnet , daß der Brennstoffaufnahmeraum aus einem aufrecht angeordneten Behälter (1) mit zumindest im wesentlichen ganzflächig gelochter Wandung besteht, dessen bodenseitiger Bereich (2)verjüngt ausgebildet ist, daß die Verbrennungsluft über einen den Behälter (1) allseitig umschließenden und radial innen von der Behälterwandung begrenzten Spaltraum (3) entgegen der Flammausbreitungsrichtung zugeführt ist, daß die Abgase in wenigstens einem den Spaltraum (3) umgebenden Rauchgaszug (6) zu einem Rauchgasabzug (8) geführt .sind, und daß die Einrichtung (11) zum Zünden des Brennstoffvorrats im Bereich des verjüngt ausgebildeten unteren Endes des Behälters (1) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (1) zylindrisch ausgebildet ist und einen sich kegelstumpfförmig verjüngenden unteren Endbereich (2) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (1) im Querschnitt mehreckig ausgebildet und sein Durchmesser in seinem unteren Endbereich mittels sich verjüngender Schrägflächen verringert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser des Behälters (1) am Boden etwa einem Viertel des Durchmessers des Behälters oberhalb der Querschnittsverringerung entspricht.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (1) aus Lochblech besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der die Verbrennungsluft führende Spaltraum (3) radial außen von einem der Behälterform angepaßten Blechmantel (4) begrenzt und an ein Gebläse angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Blechmantel (4) sich zumindest im wesentlichen unter Beibehaltung der Anpassung an die Behälterform bis zum Bereich des unteren Endes des Behälters (1) erstreckt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Spaltraum (3) über den Rauchgasabzug (8) an ein Sauggebläse angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der _Rauchgaszug (6) durch einen zylindrischen Außenmantel (7) begrenzt ist, der sich über das untere Ende des Behälters (1) hinauserstreckt.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (1) herausnehmbar und auswechselbar gehaltert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Einrichtung zum Zünden des Brennstoffvorrats eine Heißgaszündung vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem verjüngt ausgebildeten unteren Behälterende (2) unmittelbar benachbart ein an eine steuerbare Heißgasquelle angeschlossener Kanal (11) mündet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Heißgasquelle aus einem mit einem Gebläse ausgestatteten öl- oder Gasbrenner besteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Gebläse des öl- oder Gasbrenners unabhängig von der Brennerzündung zu- und abschaltbar ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbrennungsluft mit Drall durch den Spaltraum (3) geführt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Spaltraum (3) zumindest ein Ring mit Drall erzeugenden Ansätzen (14) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich der Lufteintrittsöffnungen (5) und/oder im Bereich einer Luft- und Rauchgasumlenkung eine Drall erzeugende Anordnung vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß im Rauchgaszug (6) Prallbleche (13) zur Flugaschenabscheidung angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß dem Spaltraum (3) mehrere gegensinnig durchströmte Rauchgaszüge (6, 16) nachgeschaltet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Rauchgaszüge (6, 16) konzentrisch zueinander angeordnet sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Rauchgaszüge nebeneinander angeordnet sind.

22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Rauchgaszug (6, 16) von einem Wassermantel (9; 17, 18) umgeben ist.

23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Verbrennungsvorrichtung am Rauchgasabzug (8) ein weiterer Wärmeübertrager oder eine Vorrichtung zur umweltgerechten Nachbehandlung der Abgase nachgeschaltet ist.

Zeichnung