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Title:
BURNING APPARATUS HAVING BULK MATERIAL LAYER TO REDUCE PARTICULATE MATTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/041599
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a device for, in particular low-emission, combustion of (solid) fuels, in particular with visible fire, preferably to a fireplace and/or stove and/or stove fireplace, comprising a portion for receiving a bulk material, preferably an air turbulence chamber, which is designed to guide an air mass flow in at least one direction through the bulk material and to receive the bulk material so that the air mass flow experiences turbulence through the bulk material, which turbulence decelerates the air mass flow in the at least one direction and makes the air mass flow decelerated in this way available for combustion of the (solid) fuel, in particular so that the combustion produces little particulate matter.

Inventors:
DAUSKARDT NILS OLE (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/075557
Publication Date:
March 23, 2023
Filing Date:
September 14, 2022
Export Citation:
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Assignee:
DAUSKARDT NILS OLE (DE)
International Classes:
F23B30/02; F23B60/02; F23G5/027; F23H13/00; F23H15/00; F23L99/00
Foreign References:
US20110120355A12011-05-26
US5605104A1997-02-25
EP2821698A12015-01-07
Attorney, Agent or Firm:
EISENFÜHR SPEISER PATENTANWÄLTE RECHTSANWÄLTE PARTGMBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Vorrichtung (100) zum, insbesondere emissionsarmen, Verbrennen von (Festbrennstoffen (300), insbesondere mit sichtbarem Feuer (400), bevorzugt Kamin und/oder Ofen und/oder Ofenkamin, umfassend: einen Abschnitt (120) zur Aufnahme eines Schüttgutes (200), bevorzugt eine Luftverwirbelungskammer, der dazu eingerichtet ist: einen Luftmassenstrom in wenigstens eine Richtung durch das Schüttgut (200) hindurch zu führen; und das Schüttgut (200) derart aufzunehmen, dass der Luftmassenstrom eine Verwirbelung durch das Schüttgut (200) erfährt, die den Luftmassenstrom entlang der wenigstens einen Richtung abbremst, und den so abgebremsten Luftmassenstrom für eine Verbrennung des (Festbrennstoff (300) zur Verfügung stellt, insbesondere so, dass die Verbrennung feinstaubarm erfolgt.

2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 , ferner umfassend: einen Abschnitt (110) zum Aufstellen, insbesondere der Vorrichtung, bevorzugt einen Standfuß, der bevorzugt unterhalb des Abschnittes (120) zur Aufnahme des Schüttgutes (200) angeordnet ist.

3. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: einen Abschnitt (130) zur Aufnahme eines (Fest-)Brennstoffes (300), bevorzugt eine Brennkammer, der bevorzugt oberhalb des Abschnittes (120) zur Aufnahme des Schüttgutes (200) angeordnet ist.

4. Vorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: einen Abschnitt (140) zur Lichtabgabe, insbesondere Schauglas, bevorzugt ein, das sichtbare Feuer umlaufendes Schauglas, bevorzugt oberhalb des Abschnittes (120) zur Aufnahme des Schüttgutes (200) und/oder oberhalb des Abschnitt (130) zur Aufnahme eines (Fest-)Brennstoffes (300) angeordnet.

5. Vorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: eine Einrichtung (112) zum Auffangen von Asche, insbesondere eine Asche-Schublade, die bevorzugt innerhalb des Abschnittes (110) zum Aufstellen angeordnet ist und/oder horizontal verfahrbar, und insbesondere entnehmbar, ist.

6. Vorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: ein Gitter (114), insbesondere aus Stäben (1 14‘), welches den Abschnitt (120) zur Aufnahme des Schüttgutes (200) von dem Abschnitt zur Aufnahme des (Festbrennstoffen (300) trennt und/oder innerhalb des Abschnittes (110) zum Aufstellen und/oder des Abschnittes (120) zur Aufnahme des Schüttgutes (200) derart angeordnet ist, dass das Schüttgut (200) auf dem Gitter (114) und/oder im Wesentlichen innerhalb des Abschnittes (120) zur Aufnahme des Schüttgutes (200) anordnenbar ist.

7. Vorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gitter (114) wenigstens einen Griff (114‘“) aufweist: mit dem das Gitter (114) wenigstens teilweise und/oder abschnittweise, bevorzugt horizontal, verfahrbar ist, und/oder der mit einem Rüttelstab (114“) verbunden ist, insbesondere so, dass es bei Betätigung zu einer Erschütterung des Schüttgutes (200) kommt, bevorzugt so, dass Asche innerhalb des Schüttgutes in die Einrichtung (112) zum Auffangen von Asche gelangt.

8. Vorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: - 19 - eine Öffnung (116), insbesondere zur Erzeugung des Luftmassenstromes, die bevorzugt unterhalb des Abschnittes (120) zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes (300) angeordnet ist, insbesondere im Abschnitt (110) zum Aufstellen.

9. Vorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend eine Anzahl von Rüttelstäben (114“), die im Wesentlichen parallel zueinander liegen und die um ein vorbestimmtes Maß vertikal bewegbar sind, wobei das Maß durch eine Nut vorgegeben ist, in der die Rüttelstäbe (114“) mit ihren Enden liegen und wobei unterhalb der Rüttelstäbe (114“) wenigstens ein Bewegungsglied (117) ausgebildet ist, welches quer zur Längsrichtung der Rüttelstäbe (1 14) bewegbar ist, um die Rüttelstäbe (114) vertikal zu bewegen, z. B. nach oben und unten.

10. Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsglied (117) mit einer Zahnstange (1 18) verbunden ist, die durch den Antrieb eines Ritzels (119), welches in die Zahnstange (118) eingreift, hin und her entlang der Rüttelstäbe (114“) bewegbar ist.

11. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bewegung des Gitters (114) bzw. durch die Bewegung der Rüttelstäbe (114“) das darauf befindliche Schüttgut (200) bewegt wird und durch die Bewegung des Schüttguts (200) der sich darauf befindliche Brennstoff, insbesondere, wenn er durch Pyrolyseverbrennung zu Kohle verbrannt ist, vermahlen wird und die vermahlene Kohle in die Einrichtung (112) zum Auffangen der Asche fallen kann.

12. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut (200) aus einer ersten Anzahl eines ersten Schüttguts aus einem ersten Durchmesser und einem ersten Gewicht besteht und einerzweiten Anzahl eines zweiten Schüttguts aus einem anderen Durchmesser und einem anderen Gewicht.

13. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Abschnitt (120) zur Aufnahme des Schüttguts und/oder im Abschnitt (130) zur Aufnahme des Brennstoffs (300) ein oder mehrere Temperatursensoren ausgebildet sind, die die Temperatur erfassen und der/die Temperatursensoren mit einer Steuerung (112) verbunden ist/sind, die der gemessenen Temperaturwert ermittelt und abhängig von der gemessenen Temperatur verarbeitet, ob - 20 - der Entgasungsprozess (Pyrolyseverbrennung) abgeschlossen ist und die Steuerung (112) zur Steuerung des Motors (121) ausgebildet ist, um eine hin- und her Bewegung des Bewegungsgliedes (117) auszulösen.

Description:
Brenneinrichtung mit Schüttgutschicht zur Reduzierung von Feinstaub

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum, insbesondere emissionsarmen, Verbrennen von (Fest-)Brennstoffen, bevorzugt einen Kamin und/oder Ofen und/oder Ofenkamin.

Kamine, Öfen, Ofenkamine und dergleichen sind kleine bis mittlere Feuerungsanlagen, insbesondere für den häuslichen Gebrauch, und allgemein bekannt.

Die Vorrichtungen erzeugen dabei insbesondere mittels eines kontrollierten Abbrandes von (Fest-)Brennstoffen Wärme und sichtbares Feuer.

Bei diesem kontrollierten Abbrand des (Fest-)Brennstoffe kommt es zu Emissionen, bspw. in Form von Ruß und/oder anderem Feinstaub.

Nachteilig bei bisher bekannten Kaminen, Öfen, Ofenkaminen und dergleichen sind die, bei einem Abbrand von (Fest-)Brennstoffen entstehenden hohen Emissionen, insbesondere an Feinstaub.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher wenigstens eines der oben genannten Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Vorrichtung zum emissionsarmen Verbrennen von (Fest-)Brennstoffen bereitgestellt werden, insbesondere für den häuslichen Gebrauch.

Erfindungsgemäß wird somit eine Vorrichtung zum, insbesondere emissionsarmen, Verbrennen von (Fest-)Brennstoffen vorgeschlagen, insbesondere mit sichtbarem Feuer, umfassend einen Abschnitt zur Aufnahme eines Schüttgutes, bevorzugt eine Luftverwirbelungskammer, der dazu eingerichtet ist, einen Luftmassenstrom in wenigstens eine Richtung durch das Schüttgut hindurch zu führen und das Schüttgut derart aufzunehmen, dass der Luftmassenstrom eine Verwirbelung durch das Schüttgut erfährt, die den Luftmassenstrom entlang der wenigstens einen Richtung abbremst, und den so abgebremsten Luftmassenstrom für eine Verbrennung des (Fest-)Brennstoff zur Verfügung stellt, insbesondere so, dass die Verbrennung feinstaubarm erfolgt. Es wird also insbesondere ein Kamin und/oder Ofen und/oder Ofenkamin oder dergleichen mit emissionsarmer Verbrennung vorgeschlagen.

Die Vorrichtung ist also insbesondere als Kamin oder Ofen oder Ofenkamin oder dergleichen und insbesondere für den häuslichen Gebrauch ausgebildet.

Die Vorrichtung ist dabei bevorzugt dazu eingerichtet, Wärme und Licht, insbesondere in Form eines dekorativen Feuers, durch Verbrennung oder Pyrolyse eines (Fest-)Brennstof- fes zu erzeugen.

Der (Fest-)Brennstoff ist bspw. fest, flüssig, gasförmig oder gelförmig. Der (Fest-)Brenn- stoff ist bspw. fossil oder biogen. Bevorzugt ist der (Fest-)Brennstoff auf Holzbasis, bspw. ein Laub- oder Nadelholz, in Form von stückigem Brennholz, wie bspw. Holzscheite, Holzpellets, Holzhackschnitzel oder dergleichen.

Die Vorrichtung dient dabei insbesondere der häuslichen Anwendung, und insbesondere nicht der industriellen Anwendung, wie bspw. zur Stromerzeugung oder zur Abfallverbrennung. Die Vorrichtung weist also insbesondere eine Nenn-Wärmeleistung auf, die kleiner ist als 100 kW, bevorzugt kleiner als 50 kW, weiter bevorzugt kleiner als 20 kW, insbesondere kleiner als 10 kW, bspw. 4 bis 8 kW.

Die Vorrichtung umfasst zum Verbrennen des (Fest-)Brennstoffes insbesondere einen Abschnitt zur Aufnahme eines Schüttgutes. Dieser Abschnitt wird nachfolgend auch als Luftverwirbelungskammer bezeichnet.

Der Abschnitt zur Aufnahme des Schüttgutes ist dabei bevorzugt als Raum oder Kammer oder dergleichen ausgebildet, insbesondere um das Schüttgut aufzunehmen und/oder zu lagern.

Der Abschnitt zur Aufnahme des Schüttgutes ist bspw. kubus-, schacht- oder rohrförmig aus einem hitzebeständigen Material ausgebildet, bspw. Edelstahl.

Bevorzugt ist der Abschnitt zur Aufnahme des Schüttgutes derart innerhalb der Vorrichtung angeordnet und mit einem Schüttgut bestückt, dass wenigstens ein Luftmassenstrom in wenigstens eine Richtung durch das Schüttgut hindurchgeführt werden kann. Das Schüttgut wird also derart gewählt, dass es zu einer Verwirbelung des Luftmassenstromes innerhalb des Schüttgutes kommen kann, wodurch der Luftmassenstrom abgebremst wird.

Der Abschnitt zur Aufnahme des Schüttgutes hat also die Aufgabe ein Schüttgut derart aufzunehmen, dass es zu einer Verwirbelung eines, durch das Schüttgut geführten Luftmassenstromes kommt.

Der Abschnitt zur Aufnahme des Schüttgutes kann daher auch als Luftverwirbel- oder Luftverwirbelungskammer bezeichnet werden.

Das Schüttgut ist dabei bevorzugt stückig und/oder hitzebeständig (>1000 °C) ausgeführt, bspw. Kugeln, Brocken aus Gestein oder Blähton oder hitzebeständiges Metall.

Das Schüttgut ist zudem bevorzugt dergestalt, dass es, insbesondere bei Schüttgutlagerung, einen, das Schüttgut durchströmenden Luftmassenstrom verwirbeln kann, insbesondere wie nachstehend beschrieben.

Beispielsweise ist der Abschnitt zur Aufnahme eines Schüttgutes unterhalb der Brennkammer angeordnet und die Sauerstoffversorgung der Brennkammer erfolgt über einen zentralen Luftzug von unten durch das Schüttgut hindurch. Das Schüttgut verwirbelt sodann diesen zentralen Luftzug. Durch dieses Verwirbeln wird der zentrale Luftzug abgebremst und/oder vergleichmäßigt und/oder verflächigt, wodurch es zu einem gleichmäßigeren Abbrand des Brennstoffes innerhalb der Brennkammer kommt, was wiederum die Emissionen, insbesondere den Feinstaub, des Abbrandes senkt.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner einen Abschnitt zum Aufstellen, insbesondere der Vorrichtung, bevorzugt einen Standfuß, der bevorzugt unterhalb des Abschnittes zur Aufnahme des Schüttgutes angeordnet ist.

Die Vorrichtung umfasst also ferner insbesondere wenigstens einen Abschnitt zum Aufstellen der Vorrichtung. Dieser Abschnitt wird nachfolgend auch als Standfuß bezeichnet.

Der Abschnitt zum Aufstellen ist bevorzugt unterhalb des Abschnittes zur Aufnahme des Schüttgutes angeordnet. Der Abschnitt zum Aufstellen kann insbesondere auch als Standfuß bezeichnet werden bzw. ist als Standfuß ausgebildet.

Der Abschnitt zum Aufstellen ist bspw. kubus-, schacht- oder rohrförmig aus einem hitzebeständigen Material ausgebildet, bspw. Edelstahl.

Bevorzugt ist der Abschnitt zum Aufstellen aus demselben Material ausgebildet, wie der Abschnitt zum Aufnehmen des Schüttgutes.

Weiter bevorzugt sind der Abschnitt zum Aufstellen und der Abschnitt zum Aufnehmen des Schüttgutes miteinander verbunden, insbesondere über einen Materialschluss, bevorzugt luftdicht, bspw. durch eine umlaufende Schweißnaht.

Besonders bevorzugt weist der Abschnitt zum Aufstellen einen größeren Querschnitt auf als der Abschnitt zum Aufnehmen des Schüttgutes.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner einen Abschnitt zur Aufnahme eines (Festbrennstoffes, bevorzugt eine Brennkammer, der bevorzugt oberhalb des Abschnittes zur Aufnahme des Schüttgutes angeordnet ist.

Die Vorrichtung umfasst also ferner insbesondere wenigstens einen Abschnitt zur Aufnahme eines (Fest-)Brennstoffes.

In dem Abschnitt zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes wird insbesondere der (Festbrennstoff gelagert und/oder kontrolliert abgebrannt.

Der Abschnitt zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes kann auch als Brennkammer bezeichnet werden. Optional weist die Brennkammer auch einen Brenner auf, der dazu eingerichtet ist, den (Fest-)Brennstoff zu entflammen und/oder zu entzünden.

Der Abschnitt zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes ist bspw. kubus-, schacht- oder rohrförmig aus einem hitzebeständigen Material ausgebildet, bspw. Edelstahl.

Zudem weist der Abschnitt zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes wenigstens eine Öffnung zur Eingabe des (Fest-)Brennstoffes auf und/oder eine Öffnung zur Abgabe des Feuers oder der damit einhergehenden Verbrennungsgase. Bevorzugt ist der Abschnitt zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes oberhalb bzw. auf dem Abschnitt zur Aufnahme des Schüttgutes angeordnet.

Ferner ist der Abschnitt zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes insbesondere aus demselben Material ausgebildet, wie der Abschnitt zum Aufnehmen des Schüttgutes.

Weiter bevorzugt sind der Abschnitt zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes und der Abschnitt zum Aufnehmen des Schüttgutes miteinander verbunden, insbesondere über einen Materialschluss, bevorzugt luftdicht, bspw. durch eine umlaufende Schweißnaht.

Besonders bevorzugt weist der Abschnitt zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes einen Querschnitt auf, der größer ist als der Querschnitt des Abschnittes zur Aufnahme des Schüttgutes.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner einen Abschnitt zur Lichtabgabe, insbesondere ein Schauglas, bevorzugt ein, das sichtbare Feuer umlaufendes Schauglas, bevorzugt oberhalb des Abschnittes zur Aufnahme des Schüttgutes und/oder oberhalb des Abschnittes zur Aufnahme eines (Fest-)Brennstoffes.

Das sichtbare Feuer befindet sich also bevorzugt hinter einem Schauglas.

Das Schauglas kann bspw. in der Brennkammer eingelassen oder auf der Brennkammer angeordnet sein.

Das Schauglas ist bspw. aus Glas gefertigt, insbesondere feuerfestem Glas, bevorzugt zwischen 2 bis 8 mm stark und insbesondere hitzebeständig.

Bevorzugt ist das Schauglas auf der Brennkammer angeordnet und die Brennkammer weist eine Öffnung an einem oberen Ende, insbesondere mittig, auf, insbesondere so, dass das Feuer nach oben aus der Brennkammer schlägt und durch das Schauglas hindurch sichtbar ist.

Besonders bevorzugt weist der Abschnitt zur Lichtabgabe im Wesentlichen den gleichen Querschnitt auf, wie der Abschnitt zur Aufnahme des (Fest-) Brennstoffes. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner eine Einrichtung zum Auffangen von Asche, insbesondere eine Asche-Schublade, die bevorzugt innerhalb des Abschnittes zum Aufstellen angeordnet ist und/oder horizontal verfahrbar, und insbesondere entnehmbar, ist.

Die Einrichtung zum Auffangen von Asche kann auch als Asche-Schublade bezeichnet werden.

Bevorzugt ist die Einrichtung zum Auffangen von Asche innerhalb eines bzw. des Abschnittes zum Aufstellen bzw. des Standfußes der Vorrichtung angeordnet.

Die Einrichtung zum Auffangen von Asche ist bevorzugt aus einem hitzebeständigen Material ausgebildet, bevorzugt aus demselben Material wie der Abschnitt zum Aufstellen.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner ein Gitter, insbesondere aus Stäben (Rüttelstäben), welches den Abschnitt zur Aufnahme des Schüttgutes von dem Abschnitt zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes trennt und/oder innerhalb des Abschnittes zum Aufstellen und/oder des Abschnittes zur Aufnahme des Schüttgutes derart angeordnet ist, dass das Schüttgut auf dem Gitter und/oder im Wesentlichen innerhalb des Abschnittes zur Aufnahme des Schüttgutes anordnenbar ist.

Es wird also insbesondere vorgeschlagen, das Schüttgut auf einem Gitter zu lagern.

Bevorzugt ist das Gitter dabei unterhalb des Abschnittes zur Aufnahme des (Fest-)Brenn- stoffes angeordnet, insbesondere so, dass das Schüttgut unterhalb des (Fest-)Brennstof- fes angeordnet ist.

Das Gitter ist bevorzugt aus einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Stäben ausgebildet, die bspw. innerhalb der Vorrichtung horizontal angeordnet sind.

Die Abstände zwischen den Stäben sind dabei derart und in Abhängigkeit des Schüttgutes gewählt, dass das Schüttgut auf dem Gitter gelagert werden kann.

Bevorzugt ist das Gitter bzw. sind die Stäbe aus Edelstahl ausgebildet.

Vorzugsweise weist das Gitter wenigstens einen Griff auf, mit dem das Gitter wenigstens teilweise und/oder abschnittweise, bevorzugt horizontal, verfahrbar ist und/oder der mit einem Rüttelstab verbunden ist, insbesondere so, dass es bei Betätigung zu einer Bewegung und/oder Erschütterung des Schüttgutes kommt, bevorzugt so, dass Asche innerhalb des Schüttgutes in die Einrichtung zum Auffangen von Asche gelangt.

Die Vorrichtung weist also wenigstens einen Griff auf, mittels dem das Gitter verfahren und/oder gerüttelt werden kann.

Bevorzugt weist die Vorrichtung wenigstens einen Rüttelstab, bevorzugt zwei Rüttelstäbe, auf, die mit dem Gitter derart verbunden und/oder in dem Gitter derart angeordnet sind, dass das Gitter erschüttert werden kann, insbesondere so, dass Asche innerhalb des Schüttgutes in die Einrichtung zum Auffangen von Asche gelangt.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung ferner wenigstens eine Öffnung auf, insbesondere zur Erzeugung des (primären) Luftmassenstromes, die bevorzugt unterhalb des Abschnittes zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes angeordnet ist, insbesondere im Abschnitt zum Aufstellen.

Die Vorrichtung umfasst also bevorzugt wenigstens eine Öffnung zur Erzeugung eines, insbesondere zentralen, Luftmassenstromes, der bevorzugt senkrecht (von unten nach oben) durch die Vorrichtung zieht.

Die Öffnung ist dabei bevorzugt in einem unteren Ende der Vorrichtung angeordnet, insbesondere unterhalb der Brennkammer, also des Feuers.

Die Öffnung dient dabei insbesondere der Sauerstoffversorgung des Feuers innerhalb des Abschnittes zur Aufnahme des (Fest-) Brennstoffes, also bspw. der Brennkammer.

Vorzugsweise kann die Öffnung mittels einer Verstelleinheit reguliert werden, insbesondere um den (primären) Luftmassenstrom zu beeinflussen.

Hierfür ist bspw. vor der Öffnung eine Klappe angeordnet, mittels derer die Öffnung verschlossen oder um ein gewünschtes Maß teil-geöffnet oder geöffnet werden kann.

Mittels der Verstelleinheit kann also insbesondere die aktive Fläche der Öffnung beeinflusst bzw. frei eingestellt werden, bspw. mit einer verschiebbaren oder rotierbaren Klappe vor der Öffnung. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung auch das vorstehend oder nachstehend beschriebene Schüttgut.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend und anhand von den begleitenden Figuren näher erläutert, wobei für gleiche oder ähnliche Baugruppen dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum emissionsarmen Verbrennen von Festbrennstoffen, insbesondere Holz.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum emissionsarmen Verbrennen von Festbrennstoffen.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 100 zum emissionsarmen Verbrennen von Festbrennstoffen, insbesondere Holz.

Die Vorrichtung 100 ist auf einem Boden B angeordnet und umfasst einen Abschnitt 1 10 zum Aufstellen, einen Abschnitt 120 zur Aufnahme eines Schüttgutes, einen Abschnitt 130 zur Aufnahme eines (Fest-)Brennstoffes und einen Abschnitt 140 zur Lichtabgabe.

Der Abschnitt 110 zum Aufstellen ist auf dem Boden B angeordnet und als Standfuß der Vorrichtung 100 ausgebildet.

Der Abschnitt 1 10 zum Aufstellen umfasst eine im Wesentlichen waagerecht angeordnete und, insbesondere waagerecht, verfahrbare Einrichtung zum Auffangen von Asche A, bspw. eine Schublade.

Der Abschnitt 110 zum Aufstellen umfasst ferner ein, im Wesentlichen waagerecht angeordnetes Gitter 114, auf dem das Schüttgut 200 gelagert wird. Das Gitter 114 ist insbesondere in Fig. 2 beschrieben. Die Schublade 112 ist bevorzugt unterhalb des Gitters 1 14 angeordnet.

Der Abschnitt 110 zum Aufstellen umfasst ferner auch eine Öffnung 116 zum Erzeugen eines (primären) Luftmassenstromes L, der im Wesentlichen senkrecht durch die Vorrichtung 100 zieht und der Sauerstoffversorgung des Feuers F dient. Der Abschnitt 120 zur Aufnahme des Schüttgutes 200 ist oberhalb und auf dem Abschnitt 110 zum Aufstellen angeordnet, insbesondere so, dass das Schüttgut 200 auf dem Gitter 114 gelagert werden kann.

Der Abschnitt 120 zur Aufnahme des Schüttgutes 200 ist also dazu eingerichtet, das Schüttgut aufzunehmen.

Das Schüttgut ist bspw. ein kugelförmiger Blähton oder aus einem anderen feuerfesten und/oder hitzebeständigem Material.

Der Abschnitt 130 zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes H ist oberhalb und auf dem Abschnitt 120 zur Aufnahme des Schüttgutes 200 angeordnet.

Der Abschnitt 130 zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes H ist also dazu eingerichtet, den Brennstoff H aufzunehmen. Beispielsweise wird der Brennstoff H, Holzpellets, direkt auf dem Schüttgut 200 angeordnet oder auf einem weiteren Gitter, welches oberhalb des Schüttgutes 200 angeordnet ist.

Der Abschnitt 130 zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes H weist zudem bevorzugt eine Höhe auf, die niedriger ist als das, durch den Brennstoff H erzeugte Feuer F, insbesondere so, dass das Feuer F über den Abschnitt 130 zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes H hinausschlägt.

Der Abschnitt zur Lichtabgabe 140 ist bspw. aus Glas gefertigt und oberhalb des Abschnittes 130 zur Aufnahme des (Fest-)Brennstoffes H angeordnet, insbesondere so, dass das Feuer F senkrecht und abschnittweise sichtbar geführt ist.

Zum Betrieb der Vorrichtung 100 wird die Vorrichtung 100 zunächst mit einem Schüttgut 200 und anschließend mit einem Brennstoff H bestückt. Der Brennstoff H wird dabei bevorzugt auf dem Schüttgut 200 angeordnet.

Der Brennstoff H wird nach der Bestückung in Brand versetzt, bspw. durch einen, in der Brennkammer angeordneten Brenner oder einen Anzünderz. B. Fidibus, gewachster Holzraspel oder dergleichen.

Das Verbrennen des Brennstoffes H erzeugt dann ein Feuer F bzw. Flammen, die nach oben aus der Vorrichtung 100 schlagen. Das Feuer F wird mittels des Luftmassenstromes L mit Sauerstoff versorgt.

Der Luftmassenstrom L zieht durch die Öffnung 116 in die Vorrichtung 100 und von dort auf Grund der Konvektion durch das Feuer F im Wesentlichen senkrecht nach oben, und zwar im Wesentlichen senkrecht durch das Schüttgut 200.

Das Schüttgut 200 erzeugt dann eine Verwirbelung des Luftmassenstromes L, der zu einer Verlangsamung (vL2<vL1) bzw. Vergleichmäßigung des Luftmassenstromes L führt.

Diese Vergleichmäßigung führt zu einem verbesserten, insbesondere gleichmäßigeren, Abbrand des Brennstoffes H, was die Emissionen und insbesondere den Feinstaub des Abbrandes minimiert.

Im Bereich des Übergangs der Abschnitte 130 und 140 ist es auch möglich, Öffnungen (Bohrungen) in den Seitenwänden auszubilden, sodass Luft, z. B. als ein sekundärer Luftstrom von außen in das Innere in Richtung der aufschlagenden Flamme gelangen kann. Ein solcher weiterer Luftstrom kann die Flammenbildung, insbesondere den Abbrand abermals verbessern, um den Feinstaubgehalt weiter zu verringern und insbesondere auch die Flamme F im Zentrum des Abschnittes 140 zu erhalten, was die Attraktivität des Flammenbildes erhöht.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorrichtung 100 zum emissionsarmen Verbrennen von Festbrennstoffen, insbesondere wie in Fig. 1 gezeigt.

Das Gitter 114 ist zwischen dem Abschnitt 110 zum Aufstellen und dem Abschnitt 120 zur Aufnahme des Schüttgutes angeordnet, insbesondere wie in Fig. 1 gezeigt.

Das Gitter 1 14 ist im Wesentlichen aus einer Vielzahl paralleler Stäbe 114‘ ausgebildet, die im Wesentlichen waagerecht in der Vorrichtung 100 angeordnet sind.

Zudem weist das Gitter 1 14 wenigstens zwei Griffe 114‘“ auf.

Die Griffe 114‘“ sind jeweils an einem Rüttelstab 1 14“ angeordnet, mit dem das Schüttgut 200 derart in Bewegung oder Erschütterung versetzt werden kann, dass durch die Verbrennung des Brennstoffes entstandene Asche durch das Schüttgut 200 hindurch fallen kann. Die Rüttelstäbe 114“ sind bspw. aus einem Rohr und einem darin befindlichen Stab 114‘ ausgebildet und gleichen von außen bevorzugt den anderen Stäben 114‘. Der, im Rohr befindliche Stab 114‘ kann mittels des Griffes 114‘“ vor und zurückbewegt werden, insbesondere um das Schüttgut 200 in Bewegung zu versetzen bzw. zu erschüttern.

Schließlich zeigen Fig. 3 und Fig. 4 eine Weiterbildung der aufgeführten Erfindung gemäß der Fig. 1 und 2.

Fig. 3 zeigt eine alternative Anordnung wie zu Fig. 1 , wobei eine Alternative im Wesentlichen in der Art der Bewegung der Rüttelstäbe 114“ liegt. Diese Rüttelstäbe 1 14“ liegen einzeln, beidseitig in einer vertikal ausgerichteten Bewegungsnut, sodass sie einen eingeschränkten, vertikalen Bewegungsbereich 115 aufweisen, nur in diesem Bewegungsbereich 115 kann der einzelne Rüttelstab 114“ bewegt und/oder gedreht werden.

Unterhalb der Rüttelstäbe 114“ ist wenigstens ein Bewegungsglied 117 angeordnet, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind es zwei nebeneinander angeordnete Bewegungsglieder 117 zur vertikalen Bewegung der Rüttelstäbe. Bewegen sich diese Bewegungsglieder 117, so drücken sie jeweils die über ihnen befindlichen Rüttelstäbe 114“ hoch. Die Bewegungsglieder 117 sind jeweils über eine Zahnstange 118 mit einem motorisch angetriebenen Ritzel 119 verbunden. Dieses Ritzel 119 selbst, ist mit einem elektrischen Motor 121 oder auch manuellen Antrieb verbindbar, in Fig. 4 ist ein elektrischer Motor 121 gezeigt, aber, wie erwähnt, wäre ein manueller Antrieb über eine Handkurbel genauso gut möglich.

Statt des in Fig. 3 und 4 gezeigten motorischen Antriebs 121 der Bewegungsglieder 117 ist es auch möglich - nicht dargestellt - ein Bewegungsglied 117 lediglich mit einer längs geführten Stange zu verbinden, wobei diese Stange dann in ihrer Längsrichtung zwischen zwei Endpositionen verschiebbar ist und somit das Bewegungsglied 117 quer zu den Rüttelstäben 114“ verschiebt, um dann die Rüttelstäbe nacheinander hochzudrücken. In einem solchen Fall weist die Stange, an dem das Bewegungsglied 117 angeordnet ist, einen wie nach Fig. 1 gezeigten Handgriff auf, um somit das Bewegungsglied 117 manuell zwischen seiner Maximalposition hin-und-her zu bewegen und um somit das Schüttgut 200 ebenfalls zu bewegen bzw. zu erschüttern.

In den Fig. 3 und 4 ist das Bewegungsglied 1 19 als Kugel ausgebildet, es kann aber auch eine andere Geometrie aufweisen, zum Beispiel kann es als Halbkugel oder als Tetraeder oder dergleichen ausgebildet sein, es muss nur bei der Hin-und-Her-Bewegung in der Lage sein die über sieh liegenden Rüttelstäbe 114“ vertikal zu verschieben. Mit dem motorischen Antrieb 121 kann die Zahnstange 118 und somit das damit verschmolzene Bewegungsglied 117 zwischen zwei Endpositionen hin- und her bewegt werden, sodass nach und nach die Rüttelstäbe 1 14“ hochgedrückt werden und dann aufgrund der Schwerkraft wieder herunterfallen, wodurch dann auch das Schüttgut 200 (die Schüttgutschicht), also die hitzebeständigen Kugeln in der Luftwirbelkammer bewegt werden und die auf ihr liegenden Bestandteile, z. B. Kohlebestandteile, dann auch durch die Bewegung des Schüttguts 200 von diesem Schüttgut 200 aufgenommen und klein gemahlen werden, sodass dann das fein gemahlene Gut in die Einrichtung zum Auffangen der Asche, insbesondere die Asche-Schublade 112 fallen kann.

Das Schüttgut 200 besteht also aus hitzebeständigen Kugeln, z. B. aus Blähton und kann durch die Betätigung bzw. Bewegung der Rüttelstäbe 1 14“ somit auch als Mahlwerk für die vollständig entgasten Festbrennstoffe, also Kohle verwendet werden und wenn die Vorrichtung 100 über den elektromotorischen Antrieb 121 verfügt, der in wiederkehrenden Zeitabständen die Zahnstangen 118 und somit die Bewegungsglieder 1 17 zwischen ihren Endpositionen hin- und her bewegt, ist die Mahlfunktion des Mahlwerks auch durch eine automatische Steuerung 122 realisierbar.

Durch ein oder mehrere Temperatursensoren (nicht gezeigt) im Bereich des Abschnitts 120 und/oder im Bereich des Abschnitts 130 und/oder 140 lässt sich auch präzise ermitteln, ob der Entgasungsprozess des Brennstoffs H bereits abgeschlossen ist und wenn dies der Fall ist, wird dies durch den jeweiligen Temperatursensor entsprechend gemessen und wenn dessen Wert den der Steuerung 122 zugeführt und verarbeitet wird und ein vorbestimmter Schwellwert vorliegt, wird dann der Motor 121 automatisch gestartet und das Zahnrad und die Zahnstange 118 entsprechend bewegt.

Die über dem Schüttgut 200, also den hitze beständig en Kugeln aus z. B. Blähton, liegende Kohle wird dabei durch die Kugelschicht aus den Kugeln gerüttelt und an den Kugeln selbst zu feinen KohlekristallenZ-Bestandteilen zerkleinert (vermahlen).

Diese Kohlekristalle (bzw. Kohlepulver) rieseln dann in den darunter angeordneten Auffangbehälter 112. Dort erlischt die Kohle und kann anschließend gesammelt werden, um sie weiter zu verwenden z. B. als Pflanzenkohle im Gartenbau, Landschaftsbau, oder in der Landwirtschaft oder dergleichen einzusetzen.

In den Figuren ist ein im Querschnitt rechteckiger oder quadratischer Brenner gezeigt, die Erfindung lässt auch ohne Weiteres eine zylinderförmige Brenneinrichtung zu, bei welcher der Brennstoff H, bzw. das Schüttgut 200 in einer im Querschnitt kreisförmigen oder oval förmigen Kammer liegt.

Im dargestellten Beispiel weisen die Kugeln in der Zeichnung jeweils einen gleichen Durchmesser auf, es ist aber auch bevorzugt erste und zweite Kugeln mit unterschiedlichen Durchmessern einzusetzen und auch erste und zweite Kugeln einzusetzen, die ein unterschiedliches Gewicht aufweisen.

Besonders bevorzugt ist es dabei, dass die größeren (erste) Kugeln bevorzugt leichter sind als die kleineren (zweite) Kugeln.

Das lässt sich durch das Material selbst bewerkstelligen, z. B. indem die kleineren Kugeln aus Metall sind und die größeren Kugeln aus einem hitzebeständigen Material wie z. B. Blähton.

Dies führt dann zum sogenannten „Paranuss-Effekt“, das heißt, die größeren Kugeln bewegen sich immer eher an der Oberseite und die kleineren Kugeln bleiben unten. Dies hat den Vorteil, dass der Mahlbetrieb verbessert wird und der Durchzug von Luft zielgerichteter gesteuert werden kann.

In dem dargestellten Beispiel liegt der Abstand der Stäbe 114‘ zueinander bevorzugt im Bereich von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 2 bis 7 mm und der Kugeldurchmesser der eingesetzten Kugel liegt im Bereich von 10 bis 50 mm, bevorzugt zwischen 15 und 40 mm.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass primäre Luft (VL1 , VL2), die von unten eingebracht wird, völlig unabhängig ist von sekundärer Luft, die von oben in die Brenneinrichtung eingebracht, gesteuert und geregelt wird. Dabei strömt die primäre Luft an den Kugeln vorbei, also der Schicht aus dem Schüttgut 200 bzw. zwischen deren Lücken, und der Kunde (Bediener) kann letztlich durch die Öffnung 116, den Luftmassenstrom L für die primäre Luft individuell einstellen, insbesondere kann er darüber einstellen, wie lange bzw. wie schnell und wie intensiv die Verbrennung ablaufen soll, der Kunde bzw. der Bediener der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 kann also den Luftzugang der primären Luft (VL2, VL1) steuern, was den Vorteil hat, dass damit auch der Wirkungsgrad der Brenneinrichtung verbessert werden kann. Die sekundäre Luft erreicht die Flamme bzw. das Feuer F entweder von der Seite im Bereich der Abschnitte 130/140 und/oder von oben, Einrichtungen der Einleitung dieser sekundären Luft sind im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt, sind aber als solche bekannt.

Bei Versuchen konnte mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 eine quasi fein- staubfreie Verbrennung ermöglicht werden, die ein sehr ansprechendes Flammenbild erzeugt, wobei durch die Einstellung der primären Luft die Höhe der Flamme auch vom Kun- den/Bediener individuell einstellbar ist und nach der Pyroloseverbrennung (Gasverbrennung) der durch die Rüttel beweg ung des Schüttguts 200 das zu Kohle verbrannte Brenngut gemahlen werden, um es somit als feine Kohlepartikel bzw. Kohlenstaub einer vorbestimm- ten Korngröße im Auffangbehälter 1 12 aufzufangen und diese so gewonnene Pflanzenkohle für einen gewünschten Zweck, z. B. Verbesserung/Zuschlag der Garten- und Blumenerde oder auch als Grillkohle zu verwenden.

Bezugszeichenliste

100 Vorrichtung, insbesondere Kamin

110 Abschnitt zum Aufstellen, insbesondere Standfuß 112 Einrichtung zum Auffangen Asche, insbesondere Asche-Schublade

114 Gitter, insbesondere zur Auflage des Schüttgutes

114‘ Stab, insbesondere des Gitters

114“ Rüttelstab, insbesondere des Gitters

114‘“ Griff, insbesondere des Rüttelstabes 115 Vertikaler Bewegungsbereich eines Rüttelstabes

116 Öffnung, insbesondere zur Aufnahme des Luftmassenstromes

117 Bewegungsglied zur vertikalen Bewegung der Rüttelstäbe

118 Zahnstange

119 Ritzel zum Zahnstangenantrieb 120 Abschnitt zur Aufnahme eines Schüttgutes, insbesondere Verwirbelungskammer

121 Motor

122 Steuerung

130 Abschnitt zur Aufnahme eines (Fest-)Brennstoffes, insbesondere Brennkammer

140 Abschnitt zur Lichtabgabe, insbesondere Schauglas 200 Schüttgut, insbesondere Blähton

B Boden, bspw. Fußboden

F Feuer

H (Fest-)Brennstoff L Luftmassenstrom v Geschwindigkeit