Stand der Technik [0002] Bisher sind diese Feuerungsvorrichtungen mit brennschalenförmigen Rosten ausgestattet, die von der Seite her oder von unten mit Biomasse als Brennstoff, also mit verpreßten Holzpellets, aber auch mit Hackschnitzeln, Holzspänen u. dgl., beschickt und von unten primärluftbeaufschlagt werden.

Biomasse ist ein langflammiger Brennstoff und benötigt lange Ausbrandwege und heiße Brenntemperaturen, wodurch an den Feuerungsraum anschließende aufwendige Einrichtungen mit Schamottierungen und Flammverdichtungen, Verwirbelungen und langen Rauchgaszügen erforderlich sind. Die in die Biomas- se eingeleitete Primärluft führt zu einer Vorverbrennung und die aufsteigenden Brenngase werden durch eine Sekundärluftbeaufschlagung innerhalb der Aus-

brandwege einer Nachverbrennung unterzogen, wobei der primarluftbedingte Luftüberschuß vor allem im Teillastbetrieb keine hohen CO2-Werte und damit keine höheren Wirkungsgrade zu erreichen erlaubt. Bei wechselnden Wasser- gehalten des Brennstoffes kommt es zudem durch die unterschiedlichen Ver- dampfungszeiten des Wassers zur Gefahr eines Unter-bzw. Überfüllens des Rostes bei gleicher Leistungsanforderung und nicht zuletzt können die Anforde- rungen hinsichtlich niedriger Emissionswerte wegen der zu geringen Flammen- temperaturen kaum erfüllt werden.

Darstellung der Erfindung [0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseiti- gen und eine Feuerungsvorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die auf verhältnismäßig aufwandsarme Weise ein umweltfreundliches Verbren- nen von Biomasse mit vergleichsweise hohem Wirkungsgrad erlaubt.

[0004] Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Feuerungsraum durch den Rost in eine obere Beschickungszone und eine untere Brennzone unterteilt ist, daß oberhalb des Rostes in die Beschickungszone Luftdüsen für eine Primär- luftbeaufschlagung des Glutbettes und im Rostbereich und/oder unterhalb des Rostes in die Brennzone Luftöffnungen für eine Sekundärluftbeaufschlagung der Brenngase ausmünden und daß die Brenngase im Sturzbrandverfahren von oben aus der Beschickungszone durch den Rost in die untere Brennzone und von der Brennzone in einen anschließenden Rauchgaszug eines Wärmetauschers ableitbar sind, wobei vorzugsweise als Füllstandsgeber ein Temperaturfühler dient, über den die Beschickungseinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur in der Beschickungszone mittels eines Reglers ansteuerbar ist.

[0005] Durch die Aufteilung des Feuerungsraumes in eine obere Beschickungs- zone und eine untere Brennzone und die Verbrennungsführung im Sturzbrand- verfahren von oben nach unten, wobei für die entsprechenden Druckverhältnisse Druck-und/oder Sauggebläse eingesetzt werden können, lassen sich die Flamm- wege wesentlich verkürzen und hohe Flammtemperaturen erreichen. Es entsteht statt eines langflammigen Brenngases ein kurzflammiges CO-Brenngas mit

kurzem Ausbrandweg, welche Brenngase durch das Gtütbett strömen und zu CO2 verbrennen, das mit dem vorhandenen Kohlenstoff in 2CO umgewandelt wird und beim Austritt in die Brennzone durch die Sekundärluftzufuhr einer Vollverbren- nung mit Temperaturen bis zu 1600° C unterliegt. Der Sauerstoff aus der Primär- luftbeaufschlagung wird während des Durchströmens des Glutbettes zur Aufrech- terhaltung des Vergasungs-bzw. Verbrennungsprozesses voltständig aufge- braucht, wodurch auch im Teillastbetrieb ein hoher, allein von der Sekundär- luftmenge abhängiger CO2-Gehalt sichergestellt ist. Zur Regelung der Heizlei- stung lassen sich bei gegebener Rostgröße die Höhenlage der Luftdüsen zur Pri- märluftbeaufschlagung und die Beaufschlagungsmenge ändern und für die Vor- bestimmung einzelner Leistungsstufen, wie Vollast und Teillast, werden die Biomassezufuhr und die Primärluftmenge variiert. Die automatische Beschik- kungsregelung bei gleichbleibender Leistungsanforderung erfolgt vorzugsweise über einen Temperaturfühler als Füllstandsgeber, der mittels eines Reglers die Beschickungseinrichtung und damit die Glutbetthöhe regelt. Ist beispielsweise zu wenig Brennstoff in der Beschickungszone, erhöhen die Strahlung des Glutbettes und die im Trocknungsbereich oberhalb des Glutbettes auf Grund der einströ- menden Primärluft zirkulierenden heißen Brenngase die Temperatur in der Beschickungszone und bei Überschreiten einer entsprechenden Temperatur- schwelle wird die Beschickungseinrichtung aktiviert. Ist zuviel Brennstoff vorhan- den, wird die Glutbettstrahlung abgeschirmt und die zirkulierenden Brenngase werden durch die höhere Brennstoffmenge abgekühlt, so daß bei Unterschreiten einer entsprechenden Temperaturschwelle die Beschickungseinrichtung ange- halten wird. Mittels des Temperaturfühlers und des Reglers iäßt sich daher eine bestimmte Brennstoffhöhe einrichten, die dem Verbrennungsvorgang entspricht.

Die in der Beschickungszone zirkulierenden Brenngase erwärmen und trocknen den Brennstoff, wodurch unterschiedliche Verdampfungszeiten des im Brennstoff enthaltenen Wassers ausgeglichen werden. Bei eingestellter Heizleistung kommt es daher zu einer automatischen Beschickung des Rostes, die genau an den jeweiligen Vergasungs-bzw. Verbrennungsprozeß angepaßt ist.

[0006] Vorteilhafterweise weist der Feuerungsraum einen Doppelmantel mit radial einwärts gerichteten Luftdüsen zur Primär-und/oder Sekundärluftführung auf, wodurch einerseits Primär-bzw. Sekundärluft vorgewärmt werden kann und

anderseits eine Kühlung des Mantels erfolgt. Außerdem überstreicht die aus den radial ausgerichteten Luftdüsen ausströmende Primärluft das gesamte Glutbett und sorgt für eine gleichmäßige Vergasung des Brennstoffes.

[0007] Besteht der Rost aus einem Hohikörper, dessen über Luftöffnungen mit der Brennzone strömungsverbundener Hohlraum an die Sekundärluftzufuhr angeschlossen ist, kommt es auch für den Rost zu einer entsprechenden Küh- lung unter gleichzeitiger Vorwärmung der Sekundärluft, wodurch trotz der recht hohen thermischen Rostbelastungen die Standzeiten des Rostes gesteigert werden können. Durch die Anordnung der Luftöffnungen im Rost ! äßt sich auch die Sekundärluftzufuhr auf die den Rost durchströmenden Brenngase abstim- men, so daß beste Verbrennungsverhältnisse zu erreichen sind.

[0008] Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn in der Beschickungszone ein Rührwerk mit der Rostoberfläche entlang bewegbaren Rührarmen vorgesehen ist, da mit Hilfe dieses Rührwerkes der Vergasungsvorgang vergleichmäßigt und der Brennstoff auf dem Rost gelockert und durchmischt werden kann. Außerdem erleichtern die Rührarme zusatzlich die Entaschung des Glutbettes nach unten durch den Rost hindurch, wobei der Rührwerksantrieb, der die Rührarme im Dauerbetrieb oder taktweise oder nur bedarfsweise in Drehung versetzt, au- ßerhalb des Feuerungsraumes angeordnet sein wird. Es wäre dabei auch durchaus möglich, den Rührwerksantrieb mit dem Antrieb der Beschickungsein- richtung zu kombinieren.

[0009] Weist der Mantel des Feuerungsraumes im Höhenbereich des Rostes bzw. der Rührarme eine Reinigungsöffnung zur Rostreinigung auf, können Verunreinigungen des Brennstoffes, wie Steine oder Metallteile, durch diese Reinigungsöffnung entfernt werden.

[0010] Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Feuerungsraum samt den zu- gehörigen Einrichtungen eine vorfertigbare Einbaueinheit bildet, da sich diese Einbaueinheit dann ähnlich wie ein Ol-oder Gasbrenner in einen entsprechen- den Heizkessel od. dgl. als Wärmeerzeuger einsetzen täßt und die Möglichkeit

besteht, verschiedene Kessel oder andere Wärmetauscher auch nachträglich mit diesen Einbaueinheiten zu bestücken.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0011] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand eines Ausfüh- rungsbeispieles rein schematisch veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. 1 und 2 eine erfindungsgemäße Feuerungsvorrichtung im Vertikalschnitt bzw. im Horizontalschnitt und die Fig. 3 einen mit der erfindungsgemäßen Feuerungsvorrichtung ausgestatteten Heizkessel im Vertikalschnitt.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung [0012] Eine Feuerungsvorrichtung 1 zum Verheizen von Holzpellets besteht aus einem Feuerungsraum 2, der einen Rost 3 zur Ausbildung eines Glutbettes aufnimmt und durch den Rost 3 in eine obere Beschickungszone 4 und eine untere Brennzone 5 unterteilt ist. Oberhalb des Rostes 3 ist eine Beschickungs- öffnung 6 zum gasdichten Ansatz einer nur mit ihrem Zuführkanal angedeuteten Beschickungseinrichtung 7 vorgesehen, die als Rückbrandsicherung eine Zell- radschleuse 8 umfaßt. Zur Regelung der Beschickungseinrichtung 7 ist in der Beschickungszone 4 ein Temperaturfühler 9 vorgesehen, der mittels eines nicht weiter dargestellten Reglers die Beschickungseinrichtung 7 in Abhängigkeit von den Temperaturen in der Beschickungszone 4 ansteuert.

[0013] Der Feuerungsraum 2 umfaßt einen Doppelmantel 10 mit radial einwärts gerichteten Luftdüsen 11 oberhalb des Rostes 3, welcher Doppelmantel 10 über einen Anschlußstutzen 12 an ein Druckgebläse 13 zur Primärluftbeaufschlagung der Beschickungszone 4 bzw. des sich auf dem Rost 3 bildenden Glutbettes angeschlossen ist. Der unterhalb des Rostes 3 liegende Doppelmantelbereich 14 ist vom übrigen Doppelmantel 10 getrennt und über eine Zuleitung 15 an ein Druckgebläse 16 zur Sekundärluftbeaufschlagung angeschlossen, wobei der Rost 3 aus einem Hohikörper 17 besteht, dessen Hohlraum 18 über seitliche Zutrittsöffnungen 19 mit dem Doppelmantelbereich 14 in Strömungsverbindung

steht und über Luftöffnungen 20 in die Brennzone 5 ausmündet, so daß Sekun- därluft über das Druckgebläse 16, die Zuleitung 15, den Doppelmantelbereich 14 und den Rosthohiraum 18 in die Brennzone 5 einströmen kann, wo sie sich mit den durch die Rostlöcher 31 eindringenden Brenngasen vereinigt.

[0014] In der Beschickungszone 4 ist ein Rührwerk 21 mit der Rostoberfläche entlang bewegbaren Rührarmen 22 angeordnet, welche Rührarme 22 über einen außerhalb des Feuerungsraumes 2 liegenden Antrieb 23 betätigbar sind. Eine im Doppelmantel 10 des Feuerungsraumes 2 vorgesehene Reinigungsöffnung 24 erlaubt den Zugang zum Rost im Bereich des Rührwerkes zu Reini- gungszwecken.

[0015] Der Feuerungsraum 2 samt den zugehörigen Einrichtungen, wie Rost 3, Primär-und Sekundärluftführung, Rührwerk 21, Beschickungseinrichtung 7 und Temperaturfühler 9 u. dgl., bilden eine vorgefertigte Einbaueinheit 25, die sich rationell in einen Heizkessel 26 oder einen anderen Wärmetauscher einsetzen lafßt und mit den entstehenden Verbrennungsgasen, die im Sturzbrandverfahren von oben nach unten durch den Kesselbrennraum 27 und die anschließenden aufwärts führenden Rauchgaszüge 28 zum Rauchgasabzug 29 führen, den Wassermantel 30 des Kessels 26 erwärmt, wobei im Brennraum zur Intensivie- rung des Wärmeaustausches Prallplatten 32 od. dgl. Umlenkeinrichtungen vorgesehen sein können.