Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Unterschubverbrennungsanlage zu entwickeln, mit deren Hilfe eine Verbrennung von unterschiedlichen Qualitäten kleinstückiger Brennstoffe, vorzugsweise Pellets, ermöglicht wird und eine Bildung einer eine geregelte Verbrennung behindernden Schlackenkrone auf dem Rost sowie Versinterungen reduziert werden.

Die Aufgabe wird gelöst, indem diese Unterschubverbrennungsanlage zunächst eine bekannte vertikale Brennstoffzufuhr über einen im wesentlichen vertikal ausgeführten Schacht aufweist, der mit seiner Mittelachse ebenfalls in Grenzen von der Lotrechten abweichen kann. An dessen nach oben hin freiem Ende ist ein Brennteller mit mittig freiem Querschnitt ausgebildet. Der Übergangsbereich zwischen im wesentlichen vertikal ausgeführtem Schacht der Brennstoffzuführung und horizontal ausgebildetem Brennteller ist stark gerundet bis konisch erweitert ausgeführt. Diese Ausbildung begünstigt zunächst die Verlagerung der Verbrennung in das freie Ende des sich ständig bewegenden Volumenstrom des Brennstoffes hinein.

Die erfindungsgemässe Lösung sieht des weiteren vor, dass neben dem horizontal ausgeführten Bereich des Brenntellers ebenso der von der Vertikalen abweichende obere Bereich des im wesentlichen vertikal ausgeführten Schachtes, der letztendlich in den Brennteller übergeht, vorzugsweise gleichmässig verteilt Austrittsöffnungen für den Eintritt der Primärluft aufweist.

Erfindungsgemäss wird des weiteren vorgeschlagen, dass auf der durch den Brennteller verlaufenden Mittelsenkrechten liegend eine Mittelluftdüse für eine weitere Zuführung von Primärluft ausgebildet ist. Diese kann zum einen im Volumenstrom des Brennstoffes liegend mit Luftzuführung von unten her und dies nach oben abgebend ausgebildet sein, zum anderen im Bereich der abgerundeten bis konischen Erweiterung liegend von oben her eine Luftzuführung aufweisend und diese anch unten abgebend angeordnet sein. Damit ist ein weiteres Detail vorhanden, das die Verlagerung der Verbrennung in den sich ständig bewegenden Volumenstrom des Brennstoffes hinein begünstigt. Daraus folgt, dass sich über den gesamten Brennteller ein Glutbett ausbildet und sich der heisse Kern dieses Glutbettes in dessen Zentrum befindet.

Die erfindungsgemässe Vorzugsvariante weist eine Mittelluftzuführung von oben her auf.

Diese kann in einen Doppelkörper integriert sein, der aus zwei kegelähnlichen Körpern besteht, die mit ihren Grundflächen miteinander verbunden sind und dessen Mittellängsachse eine Verlängerung der durch den Brennteller verlaufenden Mittelsenkrechten darstellt. Damit ist es möglich, über den unteren kegelähnlichen Körper die Mittelluftzuführung von oben her zu realisieren und über den oberen kegelähnlichen Körper nach oben austretend Sekundärluft zuzuführen. Damit wird im weiteren eine Strahlungsabschirmung erreicht, indem unterhalb des Doppelkörpers und in Nähe des Brenntellers befindlich eher eine niedere Temperatur entsteht, sodass eher eine Vergasung des Brennstoffes stattfindet und sich die höheren Temperaturen, bei denen eher eine Verbrennung stattfindet und ein optimales Ausbrennen der Brenngase erricht wird, bei dem letztendlich in erhöhtem Masse Schlacke anfällt, sich oberhalb des Doppelkörpers vollziehen.

Die Kegelähnlichkeit kann in der Form eines Kegels bestehen. Es kann sich aber ebenfalls um eine vielflächige Pyramide, einen Kegel mit konkav gestaltetem Mantel oder ähnliche Gestaltungen handeln. Massgebend sind letztlich die Verhältnisse in der Brennkammer.

Statt als Doppelkörper aus zwei kegelähnlichen Körpern kann die Mittelluftzuführung ebenfalls tropfenförmig ausgebildet sein.

Es versteht sich von selbst, dass die Mittelluftzuführung aus einem hinreichend hochwarmfesten Material gefertigt wird, indem Titan, Keramik oder dergleichen hochwarmfeste Materialien eingesetzt werden. Vorzugsweise ist die Mittelluftdüse zweiteilig ausgeführt, indem beide Teile über eine Steckverbindung miteinander verbunden sind.

Alle Ausführungsformen der Mittelluftdüse können ebenso seitlich und über ihren Umfang verteilt Luftaustritte aufweisen.

In der Relation zum Brennteller kann die Mittelluftdüse hinsichtlich ihrer Höhenlage ebenfalls verstellbar eingerichtet sein, um angepasst an die Werte des Brennstoffes eine optimale Verbrennung einstellen zu können. Diese Verstellbarkeit kann beispielhaft erreicht werden, wenn die Mittelluftdüse an einer trapezähnlichen hochwarmfesten Aufhängung an deren unterer Quertraverse befestigt ist, die in Langlöchern im Verhältnis zu den beiden kurzen gleichlangen Seiten festgelegt ist. Werden beide kurzen gleichlangen Seiten mittels einer mit gegenläufigem Rundgewinde versehenen Spindel verbunden, verändert sich der Abstand der unteren Quertraverse im Verhältnis zu den Festpunkten. Es ist ebenso möglich, von oben her ein einfaches Gestänge vorzusehen, das die Mittelluftdüse trägt und höhenverstellbar im umhüllenden Gehäuse befestigt ist. Unabhängig davon kann im Randbereich des Brenntellers noch immer eine Verkrustung von Verbrennungsrückständen auftreten, die einer Beseitigung bedarf.

Diese Rückstände entstehen im Glutbett, das in seinem Inneren eine Temperatur von weit über 1000°C aufweist. Es entstehen zunächst glaskugelähnliche Gebilde, die im weiteren zu grösseren festen Gebilden zusammenwachsen. Um das zu verhindern, weist die unmittelbar an die Verbrennungszone angrenzende Randzone des Brenntellers spezifische die Beseitigung von Verbrennungsrückständen begünstigende Ausbildungen auf.

Eine Variation sieht vor, dass an einem Umfangskreis des Brenntellers tangierend und in dessen Randzone mit ihrer Mittellängsachse horizontal liegend und im rechten Winkel zur Senkrechten sowie die Oberfläche des Brenntellers durchbrechend Walzen ausgebildet sind, die einen autarken Antrieb sowie auf ihrer zylindrischen Außenseite Längsnuten sowie Luftdüsen aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Ausbildung ein Versintern der Verbrennungsrückstände verhindert.

Eine weitere erfindungsgemässe Variation sieht vor, dass unter dem Brennteller sternförmig angeordnet zum Mittelpunkt des Brenntellers zu sich verjüngend und dessen Oberfläche durchbrechend konisch zulaufende Kegelrollen, die äusserlich einen Drall aufweisen und derartig angetrieben sind, dass im Drall befindliche Ablagerungen nach aussen transportiert und für einen weiteren Abtransport bereitgestellt werden. Da sie aus dem Bereich der Beeinflussung durch die Primärluft entfernt sind, ist ein Verschlacken nicht mehr gegeben.

Ein anderer erfindungsgemässer Vorschlag sieht vor, dass im rechten Winkel zur Mittelachse des vertikal ausgeführten Schachtes vorzugsweise sternförmig dazu in den Brennteller seine obere Abschlussfläche sowie den Übergang vom obere Bereich des im wesentlichen vertikal ausgeführten Schachtes zum Brennteller überragend Volumenstromteiler integriert sind, die das Ausbilden einer geschlossenen Schlackenkrone verhindern. Jeder dieser Volumenstromteiler ist scheibenartig und auf einer querliegenden Achse lose drehbar ausgebildet. Durch den sukzessiven Vorschub des Brennstoffes werden die anfallenden Verbrennungsrückstände darüber geschoben und ein sich bildender Ring wird radial segmentiert geteilt. Selbst wenn aus welchen Gründen auch immer ein Drehen der Volumenstromteiler unterbleibt, sorgt die scheibenartige Ausbildung der Volumenstromteiler für ein Teilen der vom nachdrängenden Brennstoff darüber geschobenen möglichen Anhäufung der Verbrennungsrückstände.

In allen Fällen kann der Brennteller in seiner äusseren Randzone leicht konvex nach aussen gekrümmt sein. Damit wird das Abrollen der Vebrennungsrückstandssegmente beziehungsweise der Schlackenteile erleichtert und Anbackungen werden verhindert. Die in Form von Asche und Schlacke anfallenden Verbrennungsrückstände folgen der Schwerkraft und fallen in den unteren Teil der Umhüllung der Unterschubverbrennungsanlage. Hier können sie durch eine zweckmässig gestaltete bekannte fördertechnische Einrichtung zum Aufhalden abtransportiert werden.

Es ist ebenso möglich, die vorgeschlagene Kombination vorteilhaft so zu betreiben, dass vorzugsweise in der Oberluftzuführung, also oberhalb der Mittelluftzuführung, eine Feuchtigkeitsanreicherung erfolgt. Das kann zum einen ein Verdüsen von Wasser, vorzugsweise Brauchwasser, sein, zum anderen kann eine Feuchtigkeitsanreicherung ebenfalls durch Einspritzen erfolgen. In allen Fällen neigt Schlacke, falls sie sich bildet, zum Brüchigwerden und sie haftet weniger an der Brenntelleroberfläche. Insoweit wird die Verschmutzung der Brenntelleroberfläche durch Anbackungen von Verbrennungsrückständen verringert. Die Oberluft kann ebenfalls ein Rauchgas-Wasser-Luftgemisch sein.

Im Rauchgasbereich kann eine übliche Einrichtung angeordnet sein, über die der enthaltene Restsauerstoff mittels &lgr;-Sonde und der CO-Anteil über eine CO-Sonde festgestellt werden. Ebenso kann eine Einrichtung integriert sein, die ein Feststellen der Rauchgasmengen ermöglicht. Die in zeitlichen Intervallen ermittelten Werte können ebenso einer mit diesen Einrichtungen verbundenen Rechnereinheit aufgegeben werden, die zunächst nach Vergleich mit einem Normal eine Veränderung der Geschwindigkeit der Brennstoffzuführung und, falls erforderlich, im weiteren die Primär- und Sekundärluftmenge je Zeiteinheit neu einregelt.

Um die Brenngase optimal auszubrennen, wurde zusätzlich, wie bereits beschrieben, über der Mittelluftdüse eine heisse Brennkammer ausgebildet, in der den Flammen geregelt Sekundärluft zugeführt wird. Die ermittelten Werte und infolge einer Differenzermittlung ergriffenen Massnahmen werden ebenso im Rechner gespeichert und stehen dort für eine online-Abfrage zur Verfügung.

Die Unterschubverbrennungsanlage kann durch sicherheitsrelevante Baugruppen komplettiert werden. So kann die Brennstofffördereinrichtung eine schnellschliessende vorzugsweise temperaturgesteuerte Absperrung aufweisen. Ebenso kann um die Brennstofffördereinrichtung und/oder um den Brennteller eine vorzugsweise temperaturgesteuerte Löscheinrichtung ausgebildet sein.

Mittels der vorgeschlagenen Konstruktion ist es möglich, unterschiedliche Pellet- und Granulatarten, sortiert oder in der Mischung, so zu verbrennen, dass ein Schlackeanfall sich nicht hinderlich auf die Verbrennung dieser Pellets oder Granulate auswirkt. Auch regional unterschiedliche Qualitäten nichtfossiler kleinstückiger Brennstoffe führen nicht zu Störungen des Brennprozesses. Insoweit ist die erfindungsgemässe Lösung vorteilhaft einsetzbar.