[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbrennen von nachwachsenden,
stückeligen Brennstoffen, insbesondere Holzpellets, mit einer an ein Gebläse für die
Verbrennungsluft angeschlossenen Brennkammer
[0002] Holzpellets werden üblicherweise aus Holzspänen hergestellt, die mit einem Bindemittel
vermischt und mit Hilfe eines Schneckenextruders stranggepreßt werden, wobei durch
eine entsprechende Erwärmung eine weitgehende Trocknung sichergestellt wird, so daß
solche Holzpellets im Vergleich zu natürlich gewachsenem Holz eine wesentlich höhere
Dichte bei einem hohen Trocknungsgrad aufweisen. Dieser Unterschied in der Dichte
macht sich naturgemäß im Abbrandverhalten bemerkbar. Der Abbrand von Holzpellets erfolgt
deutlich langsamer als der eines natürlich gewachsenen Holzes gleicher Größe. Dieser
Umstand kann zu einem unvollständigen Ausbrand der Asche führen, wenn nicht geeignete
Gegenmaßnahmen getroffen werden. Dazu kommt, daß mit hohen Temperaturen im Glutbett
gerechnet werden muß, was eine Verschlackung und Sintererscheinungen unterstützt.
Diese Nachteile werden häufig durch die eingesetzten Bindemittel für die Holzpellets
noch verstärkt.
[0003] Um eine vollständige Verbrennung von Holzspänen und anderen Holzabfällen in Kesselanlagen
zu erreichen, ist es bekannt (EP 0 213 512 A2), diese Sägespäne und Holzabfälle in
einer Mühle zu Holzstaub zu zerkleinern, der in einem Vorratsbehälter gesammelt und
bei Bedarf mit Hilfe eines Förderluftstromes tangential in eine Brennkammer eingeblasen
wird. Nachteilig bei dieser bekannten Kesselanlage ist vor allem, daß sich nicht nur
beim Austragen des Holzstaubes aus dem Vorratsbehälter, sondern auch bei der Holzstaubförderung
über längere Strecken Schwierigkeiten ergeben, zumal der Förderluftstrom bei der Dosierung
der Verbrennungsluft zu berücksichtigen ist. Aus diesem Grunde sind solche bekannten
Staubfeuerungen kaum für den Einsatz bei Heizkesseln mit kleinerer Heizleistung geeignet,
wie sie beispielsweise im Bereich von Einfamilienhäusern gefordert werden.
[0004] Schließlich ist es bekannt (DE 43 12 902 A1), Hackschnitzel oder andere nachwachsende
Brennstoffe als Zusatzbrennstoff in kohlenstaubgefeuerten Dampfkesseln einzusetzen,
wobei die Hackschnitzel nach einer Trocknung im Rauchgas des Dampfkessels gemeinsam
mit der Kohle oder gesondert von der Kohle zu Staub gemahlen werden, bevor sie in
die Brennkammer eingeblasen werden, und zwar zusammen mit dem Kohlenstaub oder gesondert
davon. Auch für diese bekannten kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel gilt, daß sie kaum
für kleinere Heizleistungen geeignet sind.
[0005] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verbrennen von
nachwachsenden, stückeligen Brennstoffen, insbesondere Holzpellets, der eingangs geschilderten
Art so auszugestalten, daß auch bei kleineren Heizleistungen eine gute Ausnutzung
des Brennstoffes gewährleistet werden kann, ohne Verschlackungen oder Sintererscheinungen
befürchten zu müssen.
[0006] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Brennkammer eine Blasdüse
für die Verbrennungsluft und daran anschließend ein Flammrohr vorzugsweise mit einer
Stauscheibe aufweist und daß eine Mühle für die stückeligen Brennstoffe mit einem
in die Druck- oder Saugleitung des Gebläses mündenden Mahlgutaustritt vorgesehen ist.
[0007] Zufolge der Zerkleinerung der stückeligen Brennstoffe unmittelbar vor der Einbringung
in den Brennraum können alle sich sonst mit der Staubförderung ergebenden Schwierigkeiten
in einfacher Weise vermieden werden. Darüber hinaus können die sich durch die höhere
Dichte des stückeligen Brennstoffes ergebenden Vorteile hinsichtlich des Transportes
und der Lagerung vorteilhaft ausgenützt werden, was insbesondere beim Einsatz von
Holzpellets von Bedeutung ist. Da der Mahlgutaustritt der Mühle für die stückeligen
Brennstoffe in die Druck- oder Saugleitung des Gebläses mündet, wird in besonders
einfacher Weise für die Förderung des gemahlenen Brennstoffes in die Brennkammer im
Förderstrom der Verbrennungsluft gesorgt. Als Mühle wird in diesem Zusammenhang jede
Zerkleinerungseinrichtung angesehen, mit deren Hilfe das stückelige Brenngut ausreichend
feinkörnig für die Verbrennung im Flammrohr der Brennkammer zerkleinert werden kann.
Über das vorzugsweise beheizbare Flammrohr wird die Zündtemperatur für die zerkleinerten
Brennstoffe sichergestellt, die somit innerhalb des aus dem Flammrohr austretenden
Verbrennungsluftstromes ausbrennen. Die Steuerung der Heizleistung ist dabei feinfühlig
mit geringem Aufwand über die Dosierung des dem Flammrohr zugeführten Mahlgutes möglich.
Ist für die entstehende Rauchgasströmung eine Stauscheibe vorgesehen, so kann ein
Teil der Rauchgase im Kreislauf über das Flammrohr geführt werden, um eine entsprechende
Verbrennungsstrecke für die Mahlgutteilchen zur Verfügung zu stellen.
[0008] Da es lediglich darauf ankommt, die gemahlenen Brennstoffe mit Hilfe der Verbrennungsluft
in die Brennkammer zu fördern, kann je nach Art des Gebläses das gemahlene Gut auf
der Saug- oder der Druckseite des Gebläses dem angesaugten Verbrennungsluftstrom aufgegeben
werden. Besonders günstige Konstruktionsverhältnisse ergeben sich in diesem Zusammenhang,
wenn das Gebläse mit einer Mühle für die stückeligen Brennstoffe zu einer Baueinheit
zusammengefaßt wird, weil in diesem Fall mit einem einzigen Antrieb das Auslangen
gefunden werden kann. Außerdem ergibt sich eine kompakte Baueinheit, die lediglich
an eine Fördereinrichtung für die stückeligen Brennstoffe angeschlossen werden muß,
um eine weitgehende Automatisierung zu erreichen.
[0009] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Verbrennen von Holzpellets in einem schematischen Schnitt gezeigt.
[0010] Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung zum Verbrennen
von Holzpellets eine Brennkammer 1 auf, in der die Druckleitung 2 eines Gebläses 3
in Form einer Blasdüse 4 mündet. Mit Abstand vor der Blasdüse 4 ist ein Flammrohr
5 in der Brennkammer 1 angeordnet, das mit einer aus Übersichtlichkeitsgründen nicht
dargestellten Heizeinrichtung versehen ist, um die für die Verbrennung der Holzpellets
erforderliche Zündtemperatur zu erreichen. Dem stirnseitigen Austrittsende des Flammrohres
5 liegt in einem Abstand eine durch die Brennkammer 1 gebildete Stauscheibe 6 gegenüber,
die für eine Umlenkung der Rauchgase und deren Rückströmung im Ringspalt zwischen
dem Flammrohr 5 und der Brennkammer 1 sorgt. Ein Teil dieser Rauchgase wird über die
Injektorwirkung des aus der Blasdüse 4 austretenden Verbrennungsluftstromes wieder
in das Flammrohr 5 hineingerissen, so daß sich eine Kreislaufströmung ausbildet. Die
nicht im Kreislauf geführten Rauchgase werden aus der Brennkammer 1 über eine Rauchgasleitung
7 aus der Brennkammer 1 abgezogen.
[0011] Die zu verbrennenden Holzpellets werden einer Mühle 8 über einen Mahlguteinlaß 9
aufgegeben. Diese Mühle 8 für die Holzpellets ist mit ihrem Mahlgutaustritt 10 unmittelbar
an die Druckleitung 2 des Gebläses 3 angeschlossen, so daß die gemahlenen Holzpellets
mit dem Förderluftstrom über die Blasdüse in das Flammrohr 5 gefördert werden, wo
sie zünden und innerhalb des sie fördernden Verbrennungsluftstromes verbrennen. Es
können daher die Vorteile solcher mit Flammrohren ausgerüsteten Brennkammern 1 hinsichtlich
der Verbrennungs- und Abgassteuerung gut für die Verbrennung von Holzpellets ausgenützt
werden, ohne auf die insbesondere im Bereich der Förderung und Lagerung auftretenden
Vorteile der hochverdichteten Pellets verzichten zu müssen.
[0012] Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. So können insbesondere andere nachwachsende, stückelige Brennstoffe zum
Einsatz kommen, beispielsweise Holzabfälle, Holzspäne, Hackschnitzel, Getreide u.
dgl. In Abhängigkeit von den jeweils eingesetzten Brennstoffen wird auch die Mühle
an die sich ändernden Zerkleinerungsbedingungen angepaßt werden müssen.
1. Vorrichtung zum Verbrennen von nachwachsenden, stückeligen Brennstoffen, insbesondere
Holzpellets, mit einer an ein Gebläse (3) für die Verbrennungsluft angeschlossenen
Brennkammer (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (1) eine Blasdüse (4) für die Verbrennungsluft und daran anschließend
ein Flammrohr (5) vorzugsweise mit einer Stauscheibe (6) aufweist und daß eine Mühle
(8) für die stückeligen Brennstoffe mit einem in die Druck- oder Saugleitung (2) des
Gebläses (3) mündenden Mahlgutaustritt (10) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (3) mit einer Mühle (8) für die Brennstoffe zu einer Baueinheit zusammengefaßt
ist.
