| DE3408602A1 | 1985-09-19 | |||
| DE19961155C1 | 2001-06-13 | |||
| DE3718022C1 | 1988-11-10 |
| 1. | Vergaserheizkessel für feste Brennstoffe, insbesondere für Strohballen, mit optimierten Abgaswerten und unterem Abbrand, bestehend aus einem mittels einer Fülltür verschließbaren Brennstoffund Vergasungsraum mit Luftzuführungen, einem unten angeordneten Rost, einem darunterliegenden Brennraum, und strömungstechnisch dahinter angeordneten Ascheabscheider, Wärmetauschflächen und Gebläse, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffund Vergasungsraum (1) seitlich neben dem mittig angeordneten Rost (2) und dem Brennraum (3) Vertiefungen (4) für Aschesammlung besitzt, an dem Ausgang des Brennraumes (3) eine als zusätzliche Baueinheit ausgebildete, zylinderförmige, Brennkammer (5) angeschlossen ist, 'und an der Brennkammer (5) eine als zusätzliche Baueinheit ausgebildeter, zylinderförmiger, Ascheabscheider (6) angeschlossen ist, der mit einem bekannten Wärmetauscher verbunden ist. |
| 2. | Vergaserheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren, seitlichen Vertiefungen (4) des Brennstoffund Vergasungsraumes (1) halbschalenförmig ausgebildet sind und parallel zum Brennraum 3 verlaufen, und diesen je eine kleine Tür für den Ascheabzug zugeordnet ist. |
| 3. | Vergaserheizkessel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderförmige Brennkammer (5) unten, tangential mit dem Ausgang des Brennraumes (3) verbunden ist, so dass das Brenngas wirbelförmig in diesem aufsteigt und dass die Brennkammer (5) durch einen Deckel (7) oben verschließbar ist. |
| 4. | Vergaserheizkessel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Ascheabscheider (6) oben tangential mit dem Ausgang der Brennkammer (5) verbunden ist und zentrisch ein Abzugrohr mit der Öffnung in etwa halber Höhe angeordnet ist. |
| 5. | Vergaserheizkessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Öffnung des Abzugrohres ein kreisringförmiges Leitblech (8) so angebracht ist, dass zur Außenwandung eine ringförmige Öffnung für den Ascheniederschlag verbleibt und dass der Ascheabscheider (6) durch einen Deckel (9) oben verschließbar ist. |
| 6. | Vergaserheizkessel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderförmige Brennkammer (5), der zylinderförmige Ascheabscheider (6) und der Wärmetauscher in einem Gestell (10) zu einer Baueinheit verbunden sind. |
Stand der Technik Das Prinzip der Brennstoffvergasung in einem Feuerraum und der Nachverbrennung in einem gesonderten Brennraum besitzt für stückige Brennstoffe wesentliche Vorteile. Das sind hauptsächlich eine weitgehende, saubere Verbrennung, damit geringe Umweltbelastung und eine hohe Energieausbeute. Die bekannten Ausführungen bestehen aus einem geschlossenen Brennstofffüllraum mit Fülltür, einer unteren Abbrand-und Vergasungszone, einem unteren Rost und Brenndüse mit einem darunter bzw. dahinterliegendem Brennraum, Luftzuführungen, Wärmetauscher und Ascheabscheider. Ein
derartiger Heizkessel für Feststoffverbrennung ist beispielhaft in der DE OS 34 08 602 und DE PS 37 18 022 beschrieben. Zur Verbesserung der Verbrennung sind besondere Luft-und Brenngasführungen vorgeschlagen worden. Entsprechend der DE OS 3411822 hat der Füllschacht die Form eines Doppelkegels mit Gasabströmöffnungen und einen Brennringkanal in der Erweiterung. Damit soll ein" gleichmäßiger Abbrand und einfacher Aufbau bewirkt werden.
In der DE PS 3617146 wird eine spezielle Luftzuführung für die Primärluft dargestellt, um eine gute Brenngas- Luftmischung zu erreichen. Das Gebläse ist auf der Fülltür montiert und führt Außenluft in drei Ebenen des Brennstoffschachtes zu. Die Lösung in der DE PS 3718022 enthält zwei Luftzuführungsebenen im Brennstoffschacht und eine zum Brennraum. Mit der Rückführung von Abgas soll eine besonders gute Vergasung erreicht werden.
Der Brennstoff Getreidestrohballen bewirkt besondere Anforderungen. Es besteht das Problem einer gleichmäßigen Vergasung, die durch Verkohlung der äußeren Schichten behindert wird. Ein hoher Gehalt an unverbrannten Kleinbestandteilen und ein niedriger Ascheschmelzpunkt wirken sich ungünstig auf die Abgaswerte aus und verschmutzen die Wärmetauschflächen (DE OS 41 34 754).
[Aufgabe der Erfindung] Aufgabe der Erfindung ist es, die Verbrennung auch von Kleinteilen möglichst vollständig durchzuführen und die Asche annähernd vollständig bereits vor den Wärmetauschern aus dem Brenngas abzutrennen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Gemäß Merkmal eins besitzt der Brennstoff-und Vergasungsraum seitlich neben dem mittig angeordneten Rost und dem Brennraum Vertiefungen. In diesen sammeln sich grobe Teilchen, während nur noch die Feinteile mit dem Brenngas in den Brennraum mitgeführt werden. Die groben Teile können in den Vertiefungen ausgasen und belasten den Brenngastrom nicht. Nach Abschluss der Verbrennung kann die verbleibende Asche dort entnommen werden.
Entsprechend Merkmal zwei ist an dem Ausgang des Brennraumes eine als zusätzliche Baueinheit ausgebildete, zylinderförmige, Brennkammer angeschlossen. Durch diese Nachbrennkammer wird die Verbrennungszeit erheblich verlängert, wodurch enthaltene Kleinteile und teiloxydierte Gase vollständig verbrennen. Die tangentiale Einleitung des Brenngases wirkt wie ein Zyklon, so dass sich am Boden weitere Asche sammelt. Diese kann durch einen Deckel entnommen werden.
Nach Merkmal drei ist an der Brennkammer eine als zusätzliche Baueinheit ausgebildeter, zylinderförmiger, Ascheabscheider angeschlossen. In diesem werden die restlichen Aschebestandteile aus dem Rauchgas entfernt. Der nachfolgend angeordnete Wärmetauscher wird somit nicht mehr mit Asche belastet.
Das Zusammenwirken der drei baulichen'Merkmale bewirkt somit eine vollständigere Verbrennung, verbesserte Ascheabscheidung und damit geringere Abgasbelastung.
Zusätzlich werden aber auch die Wartung und Lebensdauer des Wärmetauschers verbessert.
Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
[Beispiele] Nachfolgend wird die Erfindung an einem Beispiel erläutert.
Die Figur 1 zeigt einen Vergaserheizkessel in der Vorderansicht im Schnitt,
Figur 2 die Seitenansicht der gesamten Heizanlage im Schnitt und Figur 3 eine Draufsicht der gesamten Heizanlage.
In einem Gehäuse ist ein Brennstoff-und Vergasungsraum 1 und darunter ein liegender, zylinderförmiger Brennraum 3 angeordnet. Eine Fülltür für den Strohballen und zwei Türen für die Ascheentnahme sind auf der Vorderseite befestigt.
Am unteren Scheitel des Brennstoff-und Vergasungsraumes 1 ist ein Längsschlitz im Boden vorhanden, der sich über die ganze Tiefe erstreckt. In diesem ist ein Rost 2 eingelassen. Unterhalb des Rostes 2 befinden sich Gasdüsen, die in einem Brennraum 6 münden. Dieser besteht aus Rohrabschnitten aus Feuerbeton, die in einem Stahlrohr geführt sind.
Der Brennstoff-und Vergasungsraumes 1 besitzt parallel zum Rost 2 und Brennraum 3 Vertiefungen 4. Diese sind halbschalenförmig ausgebildet. Die Wandung besitzt im Endbereich jeweils eine Tür zu Ascheentnahme.
Der Heizkessel mit Brennstoff-und Vergasungsraumes 1 und Brennraum 3 ist als ein Baueinheit ausgeführt.
Die nachgeordnete Brennkammer 5, Ascheabscheider 6 und Wärmetauscher werden durch ein Gestell 10 zu einer weitere Baueinheit zusammengefasst.
Brennkammer 5 und Ascheabscheider 6 besitzen ein senkrecht stehendes, zylinderförmiges Gehäuse. Die Wände der Gehäuse sind isoliert, oben sind diese durch einen schalenförmigen Deckel verschlossen.
Im Ascheabscheider ist zentrisch im oberen Bereich ein Rohr und unterhalb ein kreisringförmiges Leitblech (8) so angebracht ist, dass zur Außenwandung eine ringförmige Öffnung für den Ascheniederschlag verbleibt.
Die sich anschließenden Wärmeaustauscher sind in einem senkrechten Rauchgasabzug angeordnet.
Die Verbrennungsgase besitzen durch ein Umluftgebläse im Brennstoff-und Vergasungsraumes 1 eine Rotationsbewegung.
Die losen, schweren Teilchen des Brenngutes sammeln sich in den äußeren, seitlichen Vertiefungen 4 und brennen dort vollständig aus. Leichte Schwebteilchen werden mit dem Brenngastrom mitgerissen und spätestens in der Brennkammer 5 vollständig verbrannt. Im Ascheabscheider 6 erfolgt eine mehrfache Abtrennung der Asche. Bei der Gaseinströmung werden die Ascheteilchen an die Innenwandung gedrückt und fallen bei der Umlenkung durch das Leitblech 8 nach unten.
Die Ascheentnahme erfolgt durch die oberen Deckel 7,9 und eine Tür im Bodenbereich des Ascheabscheiders 6. Der so gereinigte Gasstrom wird über die Wärmetauscher geleitet.
Verzeichnis der Bezugszeichen 1 Brennstoff-und Vergasungsraum 2 Rost 3 Brennraum 4 seitliche Vertiefung 5 Brennkammer 6 Ascheabscheider 7 Deckel Brennkammer 8 Leitblech 9 Deckel Ascheabscheider 10 Gestell