| Dokumentenidentifikation |
DE10227745A1 08.01.2004 |
| Titel |
Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe |
| Anmelder |
Cost, Karlfried, 60437 Frankfurt, DE |
| Erfinder |
Cost, Karlfried, 60437 Frankfurt, DE |
| DE-Anmeldedatum |
21.06.2002 |
| DE-Aktenzeichen |
10227745 |
| Offenlegungstag |
08.01.2004 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
08.01.2004 |
| IPC-Hauptklasse |
F23B 1/30
|
| Zusammenfassung |
Technische Aufgabe und Zielsetzung Feuerung mit hoher Durchsatzleistung für kleinstückige Brennstoffe in einem rohrgestaltigen Brennherd. Lösung der technischen Aufgabe Die Brennstoffstücke werden längs durch ein Rohr hindurchbefördert, die Verbrennungsluft von unten nach oben mit Hilfe von Bohrlöchern im Rohrmantel quer zur Längsrichtung gefördert. Bei einem langen Rohr ergibt das einen großen Brennstoffdurchsatz, ausreichend lange Brennstoffverweilzeit und geringe Wege für den Gasstrom. Anwendungsgebiet Ein Anwendungsbereich der Erfindung ist die Wärmeerzeugung zur Gebäudebeheizung oder für die Getreidekörnertrocknung mittels Verbrennung von kleinstückigen Brennstoffen.
|
| Beschreibung[de] |
|
Die neue Feuerungsanlage dient zur Verbrennung von kleinstückigen
Brennstoffen, insbesondere Holzhackschnitzeln und Häckselstroh.
Die Verbrennung von kleinstückigen Brennstoffen in einem Rohr ist
bekannt. Durch Löcher am Rohrmantel tritt die Verbrennungsluft vermittels eines
Gebläses ein, und durch den offenen Querschnitt am Rohrende treten die Verbrennungsgase
aus.
Dieses Verfahren reicht bis in den Leistungsbereich von etwa SOkW
aus.
Bei höheren Leistungen würde die Gasgeschwindigkeit im Rohrquerschnitt
zu hoch werden und Brennstoff würde zusammen mit dem Gasstrom ausgetragen werden.
Besonders bei leichten Brennstoff wie Strohhäcksel ist dies ein Nachteil. Oder man
müßte den Rohrquerschnitt deutlich erhöhen, mit Nachteilen hinsichtlich der gleichmäßigen
Verteilung der Gase und der Wärme innerhalb des Rohres.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohr-Feuerungsanlage für kleinstückige
Brennstoffe zu schaffen, die eine hohe Leistung hat und bei der die Gasgeschwindigkeit
gering ist.
Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 der Patentanmeldung dadurch gelöst,
daß die Anlage im Kern aus einem Rohr/Kanal 1 besteht, bei dem an der Unterseite
des Rohrmantels/Kanalmantels in Längserstreckung des Rohres/Kanals 1 verteilt
Gasdurchlaßöffnungen 5 vorhanden sind und
an der Oberseite des Rohrmantels/Kanalmantels 1 in Längserstreckung des
Rohres/Kanals Gasdurchlaßöffnungen 6 vorhanden sind und
daß die Gesamtheit der Gasdurchlaßöffnungen in zumindest zwei Gruppen aufgeteilt
ist dadurch, daß im Bereich zumindest einer dieser Gruppen außerhalb des Rohrs/Kanals
ein gasdichter Raum 11, 12 angeordnet ist, dessen Innenraum mittels
der Gasdurchtrittsöffnungen 5, 6 mit dem Innenraum des Rohrs/Kanals
1 verbunden ist, insbesondere daß die Rohr/Kanalunterseite von einer solchen
gasdichten Hülle 11 umgeben ist und die Oberseite von einer zweiten, davon
getrennten gasdichten Hülle 12,
sowie aus einer Fördereinrichtung für den Brennstoff, mit welcher der Brennstoff
2 in Längsrichtung durch das Rohr/den Kanal gefördert wird.
Die Gase treten quer durch das Rohr hindurch. Bei einer Leistungssteigerung
wird einfach das Rohr verlängert, und die Gasgeschwindigkeit erhöht sich nicht.
Zur Begriffsklärung: Die frühen Rohrlängsabschnitteabschnitte sind
diejenigen, welche der Brennstoffstrom auf seinem Weg durch die Feuerungsanlage
früh erreicht, die späten Rohrlängsabschnitte sind diejenigen, die er spät erreicht.
Weitere Ausgestaltung der Erfindung.
Bei einer Ausführung sind die Gasdurchlässe 5 zumindest im
Bereich der Unterseite des Rohr/Kanal-Mante1s im Durchmesser geringer als die Brennstoffteile.
Dadurch können nur wenig Brennstoffteilchen aus dem Brennrohr 1 herausfallen.
Die Fördereinrichtunge kann eine Förderschnecke 4 oder ein
Förderkolben sein Die Luft wird mittels eines oder mehrerer Gebläse 10
in das Rohr 1 eingeblasen.
Bei einer Betriebsweise wird weniger Luft eingeblasen als zu einer
vollständigen Verbrennung notwendig ist. Dadurch kommt es zu einer Entgasung/Vergasung
des Brennstoffs. Das entstehende Brenngas kann in einer nahebei angeordneten Gasfeuerungsanlage
genutzt werden. Bei Luftmangel ist die Hitze im Rohr 1 geringer, an die
Hitzefestigkeit der Werkstoffe werden geringere Anforderungen gestellt.
Bei einer Betriebsweise wird zusammen mit der Luft ein Teil der Abgase
eingeblasen. Bei Abgasbeimischung ist die Hitze im Rohr 1 geringer, an
die Hitzefestigkeit der Werkstoffe werden geringere Anforderungen gestellt.
Im einfachen Fall sind die Lufteinläße und Gasauslässe Bohrungen in
den Rohrmantel/Kanalmantel.
Lufteinlässe und Gasauslässe können, müssen aber nicht auf dem selben
Rohrlängsabschnitt sitzen.
Sie können sich, in Längsrichtung des Rohrs gesehen, abwechseln, immer
eine Gruppe von Gasdurchlaßöffnungen unten, dann wieder ein Gruppe von Gasdurchlaßöffnungen
oben. 6.
Ebenso können dazwischen Rohrabschnitte sein, die keines von beiden
enthalten. Dann läuft der Gasstrom ein Stück weit längs des Rohrs/Kanals.
6
Bei einer weiteren Ausführung wird das das heiße Abgas oder Brenngas,
das je nach Betriebsweise bei dieser Anlage entsteht, aufgenommen 26 und im Anfangsbereich
des Rohres anstelle von Verbrennungsluft quer durch das Rohr geleitet. Auf diese
Weise wird der kleinstückige Brennstoff unter Luftabschluß vorerhitzt und getrocknet,
bevor er mit Hilfe von Luft verbrannt/entgast wird. 7
Bei einer weiteren Ausführung wird die Temperatur des Brenngut-Stromes
auf einen einstellbaren Werten angehoben vermittels der Heißgas-Querdurchblasung
und vermittels eines Temperaturfühlers, welcher die Temperatur des Brenngutstroms
mißt.
Bei einer weiteren Ausführung ist an der Oberseite zumindest ein rohrförmiger
Gasauslaß 29 angebracht, der von einem Hüllrohr 30 umgeben ist, welches
an seinem Fuß verschließbare Luftzuführöffnungen 31 hat (nur in diesem
Rohr 30, nicht im Innenrohr 29). Das austretende Gas steigt im
Innenrohr und später im Hüllrohr nach oben und zieht über die Öffnungen
31 Verbrennungsluft an.
Vermittels Schiebern, hier nicht eingezeichnet, läßt sich die zugeführte
Luftmenge einstellen, sodaß auch bei Wind die Flamme 33 sicher brennt.
Über untere Öffnungen 5 wird Vergasungsluft 7 in
das Hauptrohr 1 eingeführt und die Brenngase steigen in das Auslaßrohr
29 ein.
eichende, aber beschränkte Luftzufuhr sorgt, sodaß die Flamme nicht durch den Wind
ausgeblasen wird,
insbesondere, daß der Gasauslaß als Rohrstück 29 ausbildet ist,
und daß darauf als Umhüllung eine zweites Brenner-Rohrstück 30 aufgesetzt
ist,
wobei zwischen Gsslauslaßrohr-Außenwand 29 und Hüllrohr-Innenwand
30 ein freier Raum verbleibt, welcher durch verschließbare Öffnungen
31 in seinem unteren Bereich hat.
Die Vorteile der Erfindung.
Durch die Längsverteilung der Zulässe und Auslässe wird die Längen-Querschnittsfläche
des Rohres/Kanals für die Verbrennung ausgenutzt und nicht nur die Dicken-Querschnittsfläche.
Die Längenquerschnittsfläche kann je nach Rohrmaßen um mehr als das Zehnfache größer
sein als die Dicken-Querschnittsfläche.
Entsprechend größer ist die Leistungsfähigkeit der Feuerungsanlage.
Durch Verlängerung des Rohrs erhöht sich die Leistungsfähigkeit, aber die Gasgeschwindigkeit
bleibt gleich.
Durch die Möglichkeit des Vertrocknens können auch sehr feuchte Brennstoffe
verwendet werden.
Durch die Möglichkeit des Entgasens/Vergasens können wertvolle Brenngase
gewonnen werden.
Anwendungsbereich
Der Anwendungsbereich ist allgemein die Verbrennung von kleinstückigem
Brenngut. Ein Anwendungsbereich der Erfindung ist die Wärmeerzeugung zur Gebäudebeheizung
oder für die Getreidekörnertrocknung mittels Strohverbrennung.
Die Zeichnung Fig. 3 zeit ein Anwendungsbeispiel.
3 Das Gebläse 10 drückt die Luft
durch den Verteilerkasten 11 und die Öffnungen 5 in das Brennrohr
1, dort wird der Brennstoff 2 mittels der Schnecke 4
durch das Rohr 1 hindurchgefördert, der Brennstoff verbrennt mit der zugeführten
Luft und die Rauchgase steigen durch die Öffnungen 6 in den Sammler
12 und von dort nach oben weg. Die Asche 3 fällt in den Aschekasten
9.
Fig. 1
- Längsquerschnitt, Luftzufuhr von unten
Fig. 2
- Längsquerschnitt, Luftzufuhr von oben
Fig. 3
- Längsquerschnitt, mit Gebläse und Gassammelbehältern
Fig. 4
- Querschnitt, Luftzufuhr von unten
Fig. 5
- Querschnitt, Luftzufuhr von oben, mit Rinnen zur Abdichtung
Fig. 6
- Rohr mit in Längsrichtung versetzten Gasdurchlaßöffnungen
Fig. 7
- Rohr mit Rückleitung des Rauchgases/Brenngases
Fig. 8
- Abschirmblech
1
- Rohr
2
- Brennstoff
3
- Asche
4
- Förderschnecke
5
- unterer Gasdurchlaßöffnung
6
- oberer Gasdurchlaß
7
- Richtung der Zuluft
8
- Richtung der Abgase/Brenngase
9
- Aschebehälter
10
- Gebläse
11
- unterer Gasbehälter
12
- oberer Gasbehälter
13
- Oberseite des Brennstoffhaufens
14
- Oberseite des Aschehaufens
15
- Rinnen
16
- Seitenwand des unteren Gasraums
17
- Boden
18
- Seitenwand des oberen Gasraums
19
- Deckel
20
- Richtung des Brennstoffs
21
- Gasverbindungskanal
22
- Rohrabschnitt ohne Gasauslaß
23
- Rohrabschnitt ohne Gaseinlaß
24
- Rohrabschnitt ohne jeden Gasdurchlaß
25
- Späterer Rohrabschnitt
26
- Sammelgehäuse
27
- Hilfskanal
28
- Verteilgehäuse
29
- Gasauslaßrohr
30
- Abschirmblech
31
- Lochung des Abschirmblechs
32
- Weg der Verbrennungsluft
33
- Flamme
|
| Anspruch[de] |
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet,
daß
die Anlage im Kern aus einem Rohr/Kanal 1 besteht,
bei dem an der Unterseite des Rohrmantels/Kanalmantels in Längserstreckung des Rohres/Kanals
1 verteilt untere Gasdurchlaßöffnungen 5 vorhanden sind und
an der Oberseite des Rohrmantels/Kanalmantels in Längserstreckung
des Rohres/Kanals verteilt obere Gasdurchlaßöffnungen 6 vorhanden sind
und
daß die Gasdurchlaßöffnungen 5, 6 in zumindest zwei Gruppen aufgeteilt
sind dadurch, daß im Bereich zumindest einer dieser Gruppen außerhalb des Rohrs/Kanals
1 ein gasdichter Raum 11, 12 angeordnet ist, dessen Innenraum
mittels der Gasdurchlaßöffnungen mit dem Innenraum des Rohrs/Kanals verbunden ist,
insbesondere daß die Rohr/Kanalunterseite von einer solchen gasdichten Hülle
11 umgeben ist und die Oberseite von einer zweiten, davon getrennten gasdichten
Hülle 12, sowie aus einer Fördereinrichtung für den Brennstoff, mit welcher
der Brennstoff in Längsrichtung durch das Rohr/den Kanal gefördert wird.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasdurchlaßöffnungen 5, 6 zumindest im Bereich der Unterseite
des Rohr/Kanal-Mante1s im Durchmesser geringer sind als die Brennstoffteile.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine Förderschnecke
4 ist.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung ein Einschubkolben
ist.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Teil der Gasdurchlässe
5, 6 mit Hilfe von zumindest einem Gebläse 10 Luft eingeblasen
wird.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weniger Luft eingeblasen wird als zu einer
vollständigen Verbrennung notwendig ist.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit der Luft ein Teil der Abgase
eingeblasen wird.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Längenabschnitt 22, in welchem
Lufteinlässe vorhanden sind, keine Gasauslässe vorhanden sind.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Längenabschnitt 23, in welchem
Gasauslässe vorhanden sind, keine Lufteinlässe vorhanden sind.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Rohrlängsabschnitte mit Lufteinlässen und
Gasauslässen nicht übergangslos aufeinander folgen, sondern daß sich dazwischen
Rohrlängsabschnitte befinden, die weder Lufteinlässe noch Gasauslässe haben.
6–24
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase/Brenngase, die in einem späteren
Rohrlängsabschnitt austreten, in einem Gehäuse 26 gesammelt werden und
mittels Gebläse 10 und Hilfskanal 27 in einen früheren Rohrlängsabschnitt
28 ingeleitet werden.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im letzten Abschnitt des Rohrs/Kanals
1 das weggeführte Gas an der vorderen Stirnseite des Rohrs/Kanals austritt.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im letzten Abschnitt des Rohrs/Kanals die
zugeführte Luft oder das zugeführte Gas an der ganzen Umfangsfläche des Rohres,
also sowohl oben als auch unten, zugeführt werden.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
Boden 17 und Seitenwände 16 des unteren Gasraums 11 getrennte
Bauteile sind und daß
der Boden 17 des unteren Gasraumes seitlich Rinnen 15 ausgebildet
hat, in denen die Seitenwände 16 mit ihrer Unterkante aufstehen,
und daß diese Rinnen mit einem sehr feinkörnigem Werkstoff ausgefüllt sind, insbesondere
mit Sand.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
Oberseite und Seitenwände 18 des oberen Gasraums getrennte Bauteile sind
und daß
die Oberseite als Deckel 19 mit nach unten umgebogenen Rändern ausgebildet
ist und daß
im oberen Bereich der Seitenwände 18 des oberen Gasraumes 11 oben
offene Rinnen 15 ausgebildet sind, in denen der Deckel 19 mit
seinen nach unten gebogenen Rändern aufsteht,
und daß diese Rinnen mit einem sehr feinkörnigem Werkstoff ausgefüllt sind, insbesondere
mit Sand.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Stochereinrichtung die Gasdurchlässe
in Zeitabständen gereinigt werden.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Unterseite des Rohrs vermittels Gebläse 10 und Gasverteilraum
11 Luft zum Vergasen/Entgasen eingeblasen wird und an der Oberseite Rohrs
1 ein Brenngas austritt und dieses außerhalb des Rohrs in unmittelbarer
Nähe verbrannt wird,
wobei im einfachsten Fall das heiße austretende Brenngas sich mit dem Luftsauerstoff
mischt und verbrennt.
- Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Unterseite des Rohrs 1 Gebläse 10 und Gasverteilraum
11 angeordnet sind und an der Oberseite des Rohrs 1 zumindest
an einer Stelle ein Brenngas austritt und dieses außerhalb des Rohrs verbrannt wird,
wobei ein Abschirmblech 30 für eine ausreichende, aber beschränkte Luftzufuhr
sorgt, sodaß die Flamme 33 nicht durch den Wind ausgeblasen wird, insbesondere,
daß der Gasauslaß als Rohrstück 29 ausbildet ist,
und daß darauf als Umhüllung eine zweites Brenner-Rohrstück 30 aufgesetzt
ist, wobei zwischen Gaslauslaßrohr-Außenwand 29 und Hüllrohr-Innenwand
30 ein freier Raum verbleibt, welcher verschließbare Öffnungen
31 in seinem unteren Bereich hat.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen
|
|
|