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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]
  1. 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.
  2. 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.
  3. Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine Förderschnecke 4 ist.
  4. Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung ein Einschubkolben ist.
  5. 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.
  6. 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.
  7. Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit der Luft ein Teil der Abgase eingeblasen wird.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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. 624
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. Feuerungsanlage für kleinstückige Brennstoffe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Stochereinrichtung die Gasdurchlässe in Zeitabständen gereinigt werden.
  17. 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.
  18. 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






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