CH687346A5 - Feuerungsvorrichtung für feste Brennstoffe. - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feuerungsvorrichtung gemäss Patentanspruch 1 und einem Verfahren zu deren Betrieb gemäss Patentanspruch 16. 



  Bekanntlich verläuft die Verbrennung fester Brennstoffe in mehreren Teilprozessen ab. Dies soll im folgenden am Beispiel der Holzverbrennung dargestellt werden, die in drei zeitlich sich teilweise überlappenden Teilprozessen abläuft. 



  Im 1. Teilprozess, der Pyrolyse oder Entgasung genannt wird, werden die langkettigen polymerartig aufgebauten Moleküle unter Sauerstoffausschluss in kürzere Moleküle zerlegt. Im 2. Teilprozess, der Vergasung, wird der Brennstoff durch Zugabe von Luft partiell oxidiert und damit zersetzt. Im 3. Teilprozess, der eigentlichen Verbrennung, werden die Zersetzungsprodukte unter Luftüberschuss möglichst vollständig oxidiert, d.h. verbrannt. Die während der Vergasung entstandenen Rauchgase und Holzkohle reagieren dabei mit Sauerstoff bei Temperaturen ab 400 DEG C bis ca. 1300 DEG C. 



  Die drei Teilprozesse Pyrolyse, Vergasung und Verbrennung lassen sich am besten durch die Luftüberschusszahl  lambda unterscheiden, wobei  lambda  den Quotienten zwischen der effektiv vorhandenen Menge Sauerstoff zur stöchiometrischen Menge Sauerstoff bedeutet. Während der Pyrolyse ist  lambda  gleich Null, bei der Vergasung zwischen Null und Eins, und bei der Verbrennung grösser als Eins. Entscheidend für die einzelnen Teilprozesse ist somit die Luftüberschusszahl. Deshalb muss auch im Pyrolyseprozess Energie von aussen zugeführt werden (endotherme Reaktion), während im darauf folgenden Vergasungsprozess die erforderliche Energie oder zumindest ein Teil davon durch Teiloxidation im Pyrolysegut freigesetzt wird (teils endotherme, teils exotherme Reaktion). Die vollständige Verbrennung läuft dann ausschliesslich exotherm ab. 



  Die Unterscheidung der Teilprozesse ist bei der Holzverbrennung von grösster Wichtigkeit, weil die Verbrennung hauptsächlich über die Oxidation der Rauchgase und nur in unbedeutendem Umfang über die Oxidation der Holzkohle verläuft. Aus diesem Grund wird solchen Feuerungsvorrichtungen die Primärluft für die Vergasung und die Sekundärluft für die Verbrennung örtlich getrennt zugegeben. Die dem Feuerraum zugeführte Primärluft reicht dabei für die Erzeugung der Wärme für den Pyrolyse- und Vergasungsprozess aus. Der grösste Teil der dabei gebildeten Rauchgase muss jedoch für eine vollständige Verbrennung anschliessend mit Sekundärluft vermischt werden. 



  Da bei einer vor allem auch in der Anfeuerungsphase unvollständigen Verbrennung Kohlenmonoxid und verschiedenste Kohlenwasserstoffe, die teilweise hochtoxisch sind, entstehen, ist eine homogene Vermischung der Rauchgase mit der Sekundärluft und eine möglichst vollständige Verbrennung des daraus entstehenden Sekundärluft/Rauchgas-Gemisches auch zur Verkürzung der Anfeuerungsphase von grösster Bedeutung. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen die Feuerungsvorrichtungen dem mehrstufigen Verbrennungsverhalten des festen Brennstoffes angepasst sein. 



  Dies ist vor allem bei Holz von grosser Bedeutung, weil der Anteil an flüchtigen Bestandteilen darin mit ca. 75-85 Gew.-% besonders gross ist. Eine saubere Trennung der einzelnen Teilprozesse ist bisher jedoch noch nie gelungen, weil, bedingt durch die lokal auftretenden unterschiedlichen Werte der Luftüberschusszahl, im Verbrennungsprozess immer auch noch Vergasungs- und Pyrolyseprozesse ablaufen. 



  Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Verkürzung der Anfeuerungsphase und eine verbesserte Verbrennung der Rauchgase bei Feuerungsvorrichtungen mit unterem Abbrand durch gezielte Zuführung der Sekundärluft in die  Mischkammer und bestmögliche Vermischung der Sekundärluft mit den Rauchgasen zu ermöglichen. 



  Zur Lösung der Aufgabe werden die in den unabhängigen Patentansprüchen erwähnten Merkmale vorgeschlagen. 



  Die Form der Mischkammer kann in weitem Umfang variiert werden. Als vorteilhaft hat sich eine konisch zur Ausbrennkammer hin verjüngende Mischkammer mit kreisförmigem Querschnitt erwiesen, deren Eintritts- und Austrittsöffnung sich in der gleichen Achse oder in einem Winkel von bis zu 90 DEG  zueinander stehen. Der Querschnitt der Mischkammer wird jeweils quer zur allgemeinen Richtung der Rauchgase gemessen. 



  Die Mischkammer weist zumindest im Bereich gegen die Ausbrennkammer hin einen kreisförmigen Querschnitt auf und verjüngt sich in diesem Bereich gegen die Ausbrennkammer hin in einem Verhältnis von 4:1, vorzugsweise 3:1. 



  Ist die Mischkammer seitlich, d.h. an einer der Längsseiten der viereckigen Vergasungskammer angeordnet, wobei die langen Holzscheite dann in der Regel quer zur Eintrittsöffnung der Mischkammer zu liegen kommen, kann deren Eintrittsöffnung auch eine ovale oder viereckige Form aufweisen, so dass die Primärluft über die ganze Länge der Holzscheite abgesogen werden kann. Auch in diesen Fällen wird die sich verjüngende Mischkammer gegen die Ausbrennkammer hin zur Verbesserung der Rauchgas/Sekundärluftverwirbelung vorteilhafterweise gerundet. 



  Selbstverständlich können nach Bedarf auch zwei oder mehr Mischkammern in einem erfindungsgemässen Feuerungssystem eingebaut werden, deren Eintrittsöffnungen z.B. an derselben oder an gegenüberliegenden Wänden sein können. 



  Das Verhältnis von Primärluft zu Sekundärluft ist von Bedeutung für eine leistungsfähige und vollständige  Verbrennung. Die Primärluft steuert dabei die Gesamtleistung, und die Sekundärluft die verbesserte und damit schadstoffärmere Verbrennung. Das Verhältnis untereinander kann durch variable Querschnitte der beiden Luftkanäle eingestellt werden. Dies kann z.B. durch in den Luftkanälen integrierte Drosselklappen oder Schieber erfolgen. 



  Durch Steuerorgane, die z.B. in der Ausbrennkammer die Temperatur der Abgase messen, kann das Verhältnis Primärluft zu Sekundärluft durch automatische Veränderung der Querschnitte der Luftkanäle zugunsten einer möglichst vollständigen Verbrennung optimiert werden. 



  In der Mischkammer werden die Rauchgase mit der Sekundärluft vermischt. Zu diesem Zweck wird die Sekundärluft durch radial am Umfang der Eintrittsöffnung der Mischkammer angeordnete Zuführungsöffnungen in die Mischkammer eingeleitet. 



   Die Zuführung der Sekundärluft kann durch einen für die Erwärmung der Sekundärluft vorzugsweise unter dem Feuerraumboden angeordneten Sekundärluftkanal in einen an der Eintrittsöffnung der Mischkammer gelegenen Sekundärluftring erfolgen, welcher der Speisung der Zuführungsöffnungen für die Sekundärluft dient. 



  Ein zwecks besserer Vermischung der Sekundärluft mit den Rauchgasen in die Mischkammer eingebauter Turbulator verbessert zusätzlich die Verbrennung des Rauchgas/Sekundärluftgemisches. Vorteilhafterweise ist der Turbulator so gebaut, dass er das Rauchgas/Sekundärluftgemisch in verschiedene wohldefinierte Teilströme zerlegen kann. 



  Eine bevorzugte Form eines erfindungsgemässen Turbulators weist drei Flügel auf, die so ausgebildet sind, dass das Gemisch aus Rauchgas und Sekundärluft zumindest einen Teil seines Weges in der Mischkammer in drei getrennten Kanälen zurücklegen muss, und die dem Gemisch eine Drallbewegung zu  geben vermögen. Dadurch wird die Verweilzeit der Rauchgase in der Ausbrennkammer erhöht, was einerseits erlaubt, bei qualitativ gleich guter Verbrennung die Ausbrennkammer zu verkürzen, oder andererseits bei gleich langer Ausbrennkammer die Verbrennung zu verbessern. 



  Demselben Zweck dient auch eine gegen Wärmeverlust gut isolierte Ausbrennkammer, deren Querschnitt grösser als die Austrittsöffnung der Mischkammer ist. 



  Die erfindungsgemässe Ausbrennkammer weist vorzugsweise einen grösseren Querschnitt als die Austrittsöffnung der Mischkammer auf, um die Geschwindigkeit des Rauchgas/Sekundärluftgemisches zu verringern und damit die Abgabe von Wärme im Verbrennungsprozess zu verlängern. 



  Bevorzugterweise wird die Ausbrennkammer mit einem hitzeverträglichen Isolationsmaterial ausgekleidet oder ist aus einem solchen Material mit rohrförmigem Querschnitt gefertigt und weist eine Länge von bis zu 50 cm und einen zwei- bis dreifachen Querschnitt der Austrittsöffnung der Mischkammer auf. Vorzugsweise wird die Ausbrennkammer oder deren Isolationsmantel aus Keramikfasermaterial hergestellt. Sie kann z.B. als gerades Rohr oder als bis zu 90 DEG  gekrümmter Rohrbogen ausgebildet sein. 



  Der Ausbrennkammer kann zwecks weiterer Verbesserung der Verbrennung ein Gebläse nachgeschaltet sein. 



  Der Feuerraumboden der Vergasungskammer mit unterem Abbrand ist als eine im wesentlichen viereckige Fläche ausgebildet und die Feuerraumwände sind mit einem Winkel bis zu 85 DEG zur Horizontalen an den Längsseiten des Vierecks gegeneinander geneigt angeordnet. Dadurch wird das einwandfreie Nachrutschen des noch unverbrannten Brennholzes gegen den Feuerraumboden gewährleistet, ohne dass sich einzelne Holzscheite  zwischen den längsseitigen Feuerraumwänden der Vergasungskammer mit unterem Abbrand verkeilen. 



  Der Feuerraumboden der Vergasungskammer mit unterem Abbrand weist vorzugsweise eine Rinne auf, die sich von der Eintrittsöffnung der Mischkammer bis mindestens zur Zuführungsöffnung für die Primärluft erstreckt. Die Primärluft kann z.B. am im Verhältnis zur Mischkammer entgegengesetzten Ende der Vergasungskammer mit unterem Abbrand oder z.B. auch in der Mitte des Feuerraumbodens von unten z.B. über einen Rost zugeführt werden. Im letzeren Fall kann die Rinne sich in einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung dennoch bis zum im Verhältnis zur Mischkammer entgegengesetzten Ende der Vergasungskammer mit unterem Abbrand hinziehen. 



  Die Form der Rinne kann variieren. Sie kann z.B. halbrund oder eckig sein. Vorzugsweise nimmt ihre Tiefe jedoch im Bereich der Eintrittsöffnung der Mischkammer im wesentlichen kontinuierlich ab. Damit wird erreicht, dass die Primärluft vor dem Eintritt in die Mischkammer zwangsweise verstärkt durch das vor der Mischkammer angehäufte Brennholz gesogen wird. Dies verbessert insbesondere die weiter unten beschriebene Anfeuerungsphase. 



  Die Sekundärluft wird dem Rauchgasstrom zu Beginn der Mischphase beim Eintritt in die Mischkammer zugegeben. Vorzugsweise erfolgt dies durch radial um die Eintrittsöffnung zur Mischkammer angeordnete Zuführungsöffnungen. 



  Durch den relativ grossen Querschnitt der Mischkammer in diesem Bereich ist die Gasströmungsgeschwindigkeit gering, so dass die Sekundärluft und die Rauchgase durch Beschleunigung und Verwirbelung insbesondere durch den sich verjüngenden Querschnitt der Mischkammer und gegebenenfalls durch den Turbulator in der Mischphase innig vermischt und in eine Drallbewegung versetzt werden. Das Gemisch verbrennt dann in der Ausbrennphase wegen der isolierten Ausbrennkammer mit  hoher Temperatur und wegen deren grossem Querschnitt und damit verbundener Reduzierung der Geschwindigkeit des Sekundärluft/Rauchgasgemisches mit hohem Wirkungsgrad und mit nur sehr geringen Schadstoffmengen. 



  Um auch die Anfeuerungsphase zu verkürzen und die Schadstoffbelastung zu senken, wird die Rinne lose mit Papier gefüllt, darauf quer zur Rinne mindestens über einen Teil der Rinne feines Anfeuerungsholz gelegt, das gegen die Mischkammer hin stärker aufgetürmt ist, und parallel zur Rinne über dem Anfeuerungsholz dickes Stückholz gelegt. Beim Verbrennen des Papiers wird die Primärluft durch die Rinne und durch das angehäufte feine Anfeuerungsholz in Richtung Mischkammer gesogen und verbrennt dabei zuerst nur das vor der Mischkammer angehäufte Anfeuerungsholz. Durch die rasch eintretenden hohen Temperaturen in diesem Bereich der Vergasungskammer mit unterem Abbrand wird die unvollständige Verbrennung des Brennstoffs und die Schadstoffbelastung der Umwelt durch die Abgase stark vermindert. Das restliche Anfeuerungsholz und dickes Stückholz werden dann kontinuierlich mitverbrannt. 



  Bei der Entwicklung neuer \fen können die erfindungsgemässen Feuerungsvorrichtungen eingebaut werden, doch ist es durchaus auch sinnvoll, bestehende \fen entsprechend umzubauen. Weiters ist es vorgesehen, einen Kit auf dem Markt anzubieten, der Feuerraumboden, vorzugsweise mit Rinne, Feuerraumwände, Mischkammer, vorzugsweise mit Turbulator, Ausbrennkammer und gegebenenfalls Gebläse enthält. 



  Ferner ist es auch möglich, die erfindungsgemässe Feuerungsvorrichtung bei leistungsstarken Holzschnitzelfeuerungen von bis zu 200 kW zu verwenden. 



   Die Erfindung wird in der nachstehenden Zeichnung beispielshaft näher erläutert. 
 
   Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Feuerungsvorrichtung für feste Brennstoffe; 
   Fig. 2 zeigt eine Mischkammer; 
   Fig. 3 zeigt einen Turbulator; 
   Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere bevorzugte Feuerungsvorrichtung für feste Brennstoffe vor dem Anfeuern; 
   Fig. 5a und 5b zeigen die Querschnitte einer weiteren Mischkammer; 
   Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung des Feuerraumbodens und der Feuerraumwände. 
 



  In den Fig. 1-3 wird eine Vergasungskammer mit unterem Abbrand 1 gezeigt, die unten durch den im wesentlichen ebenen viereckigen Feuerraumboden 7a und an dessen Längsseiten durch die Feuerraumwände 7b begrenzt ist. Während die Primärluft 4 durch eine mit Schieber versehene Fülltüre 20 in die Vergasungskammer mit unterem Abbrand 1 gelangt, ist für die Sekundärluft 5 ein separater Zutritt zur Mischkammer 2 durch die Aschetüre 21 und den Sekundärluftkanal 6 vorgesehen. 



  Der Querschnitt der Mischkammer 2 verjüngt sich von der Eintrittsöffnung 10 der Mischkammer 2 zur Austrittsöffnung 11 der Mischkammer 2 um das 2- bis 4fache. Bevorzugt wird eine Verringerung des Querschnitts der Mischkammer 2 im Verhältnis von 3:1. 



  Zur besseren Verwirbelung des Gemisches aus Sekundärluft 5 und Rauchgas 30 ist die Austrittsöffnung 11 der Mischkammer 2 gegenüber der Eintrittsöffnung 10 der Mischkammer 2 um einen Winkel bis zu 90 DEG  geneigt. Die Sekundärluft 5 wird den Rauchgasen 30 durch den Sekundärluftkanal 6, in dem sich die Sekundärluft erwärmt, dem Sekundärluftring 8 und den Zuführungsöffnungen 9, die sich im Bereiche des grössten Querschnitts der Mischkammer 2 befinden, zugegeben. Die Anordnung der Zuführungsöffnungen 9 der Sekundärluft 5, die Verjüngung des Querschnitts der Mischkammer 2 von der  Eintrittsöffnung 10 zur Austrittsöffnung 11 und die rohrförmige gebogene Form der Mischkammer 2 beschleunigen und verwirbeln das Gemisch aus Rauchgas 30 und Sekundärluft 5, vermischen dieses homogen und bewirken deshalb eine verbesserte Verbrennung der Rauchgase in der Ausbrennkammer 3. 



  Die Vermischung des Gemisches aus Sekundärluft 5 und Rauchgas 30 wird nochmals verbessert, wenn ein Turbulator 14 in die Mischkammer 2 eingebaut wird. Der Turbulator 14 kann drei Flügel 15a, 15b und 15c aufweisen und wird mit seinem Führungsarm 16 in die Führungsnut 12 des Sekundärluftrings 8 eingefügt. Der Turbulator teilt das Gemisch aus Sekundärluft 5 und Rauchgas 30 in drei Teilströme, gibt diesen Teilströmen jeweils einen gezielten Drall und fördert damit die homogene Vermischung des Gemisches. 



  Das Gemisch wird in der Ausbrennkammer 3 verbrannt. Die Ausbrennkammer 3 ist mit einem Isolationsmaterial 13 ausgekleidet, was wegen der dadurch entstehenden heissen Flamme die Verbrennung wesentlich verbessert. Vorzugsweise wird eine Keramikfaser als Isolationsmaterial verwendet. Die zylinderförmige Ausbrennkammer 3 weist dabei einen grösseren Querschnitt als die Austrittsöffnung 11 der Mischkammer 2 auf. Ihre Grösse hängt dabei von der Leistung der Feuerungsvorrichtung ab, welche ihrerseits von der Austrittsöffnung 11 der Mischkammer 2 abhängig ist. Die Abgase 17 verlassen durch den Abzug 19 die Feuerungsvorrichtung. Im Abzug 17 kann ein hier nicht gezeigtes Gebläse installiert sein, um die Verbrennungsleistung zu erhöhen oder die Verbrennung konstanter zu gestalten. 



  In Fig. 4 wird eine Vergasungskammer mit unterem Abbrand (1) gezeigt, in der der Feuerraumboden (7a) eine Rinne (22) aufweist. Primärluft (4) und Sekundärluft (5) werden gemeinsam durch eine \ffnung (24) in die Feuerungsvorrichtung eingelassen. In einem Luftkanal (25) wird die Primär- von der Sekundärluft getrennt. Durch Drosselklappen (31) für die  Primärluft (4) und (32) für die Sekundärluft (5) kann das optimale Mengenverhältnis Primärluft (4) zu Sekundärluft (5) eingestellt werden. Die Primärluft (4) gelangt durch einen Gitterrost (26) in die Rinne (22), wohingegen die Sekundärluft (5) durch den Sekundärluftkanal (6/25) unter dem Feuerraumboden (7a) in den Sekundärluftring (8) und die Zuführungsöffnungen (9) für Sekundärluft (5) in die Mischkammer (2) gelangt.

  Wird das Anfeuerpapier (27) in der Rinne (22) angezündet, wird die Flamme insbesondere im Bereich vor der Eintrittsöffnung (10) der Mischkammer (2) mit Primärluft (4) gefüttert und dementsprechend erhitzt. Durch die abnehmende Tiefe der Rinne (22) im Bereich der Eintrittsöffnung (10) der Mischkammer (2) wird nun die Flamme in Richtung des feinen Anfeuerungsholzes (28) gedrückt und gesogen, dieses zuerst direkt vor der Mischkammer (2) in Brand gesetzt und wegen des starken Luftzugs schnell und vollständig verbrannt. Zugleich dehnt sich die Flamme in der Vergasungskammer mit unterem Abbrand (1) aus, verbrennt auch das restliche feine Anfeuerungsholz (28) und steckt das dicke Stückholz (29) in Brand. 



  Durch diese Anordnung der Feuerungsvorrichtung und das Beschicken der Rinne (22) mit Anfeuerungspapier (27), quer über die Rinne (22) Legen von feinem Anfeuerungsholz (28), das im Bereich der Eintrittsöffnung (10) der Mischkammer (2) gehäuft ist, und parallel zur Rinne (22) über das feine Anfeuerungsholz (28) geschichtetes dickes Stückholz (29) gelangen die entstehenden Rauchgase auf direktem Weg in die Mischkammer 2, was die Anfahrphase bis zur konstanten Verbrennung auf 10 Minuten und meist sogar auf nicht mehr als 3 bis 7 Minuten verkürzt und damit auch bessere und konstantere Emissionswerte mit sich bringt. 



  In den Fig. 5a und Fig. 5b wird jeweils die gleiche Mischkammer (2) aus verschiedenen Perspektiven gezeigt. Die Eintrittsöffnung (10) in die Mischkammer (2) ist oval gestaltet. Diese Ausführungsart eignet sich besonders für  Mischkammern (2), die längs des dicken Stückholzes (29), das 50-100 cm lang sein kann, zu liegen kommen. Im Verlauf der Mischkammer 2 gegen die Ausbrennkammer 3 hin wird der ovale Querschnitt der Mischkammer 3 zu einem kreisförmigen Querschnitt verändert, so dass ein Turbulator (14) in der Mischkammer (2) Platz findet. 



  In Fig. 6 werden ein typischer Feuerraumboden (7a) und Feuerraumwände (7b) gezeigt. Die Primärluft (4) wird durch die Rinne (22) gegen die Eintrittsöffnung (10) der Mischkammer (2) gesogen. Die Sekundärluft (5) gelangt durch den Sekundärluftkanal (6) unter dem Feuerraumboden (7a) in die Mischkammer (2). Die Feuerraumwände (7b) an den Längsseiten der Vergasungskammer mit unterem Abbrand (1) sind nach oben hin leicht gegeneinander geneigt. Damit wird gewährleistet, dass sich das dicke Stückholz (29) während des Abbrennens nicht an den Feuerraumwänden (7b) verkeilt, sondern vor die Eintrittsöffnung 10 der Mischkammer 2 nachrutscht und damit auch wieder die Verbrennungsqualität fördert. 



   Die Emissionswerte der Abgase werden allein schon durch die erfindungsgemässe Mischkammer (2) verbessert. Durch Hinzufügen des Turbulators oder der erfindungsgemässen Ausbrennkammer (3) werden die Emissionswerte ein weiteres Mal beträchtlich verbessert. Die besten Resultate erhält man, wenn man sowohl den Turbulator (14) als auch die Ausbrennkammer (3) in Verbindung mit der erfindungsgemässen Mischkammer (2) verwendet. 



   Besonders für die Anfeuerungsphase ist es von Bedeutung, einen Feuerraumboden (7a) mit Rinne (22) zu verwenden und Anfeuerungspapier (27) und feines Anfeuerungsholz (28) wie oben beschrieben zu benützen. 



  Die erfindungsgemässe Feuerungsvorrichtung erlaubt eine optimale Durchmischung der Rauchgase mit der Sekundärluft, so dass die Verbrennung auch schon bei kleinen Druckdifferenzen  innerhalb der Vorrichtung einwandfrei ohne Gebläse funktioniert. Dadurch werden gute Emissionswerte bis hinab zu einer Leistungsgrenze von 10 kW gewährleistet und konstante Emissionswerte bereits nach einer kurzen Anfahrphase von z.B. ca. 3 bis 7 Minuten erreicht. 

Claims (19)

1. Feuerungsvorrichtung für feste Brennstoffe, mit Primär- (4) und Sekundärluftzuführung (6, 8, 9) und bestehend aus Vergasungskammer mit unterem Abbrand (1), Mischkammer (2) und Ausbrennkammer (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Mischkammer (2) sich gegen die Ausbrennkammer (3) hin verjüngt und Zuführungsöffnungen (9) für die Sekundärluft (5) sich im Bereiche des grössten Querschnitts der Mischkammer (2) befinden.

2. Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (2) zumindest im Bereich gegen die Ausbrennkammer (3) hin einen runden Querschnitt aufweist und sich in diesem Bereich gegen die Ausbrennkammer (3) hin in einem Querschnittsverhältnis von 4:1, vorzugsweise 3:1 verjüngt.

3.

Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (11) der Mischkammer (2) gegenüber der Eintrittsöffnung (10) der Mischkammer (2) um einen Winkel bis zu 90 DEG geneigt ist.

4. Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärluft (5) durch radial am Umfang der Mischkammer (2) angeordnete Zuführungsöffnungen (9) in die Mischkammer (2) einleitbar ist.

5. Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen unter einem Feuerraumboden (7a) angeordneten zur Zuführung der Sekundärluft (5) bestimmten Sekundärluftkanal (6, 25) aufweist, der in einen an der Eintrittsseite der Mischkammer (2) gelegenen Sekundärluftring (8), der zur Speisung von Zuführungsöffnungen (9) für die Sekundärluft (5) dient, einmündet.

6.

Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (2) zur besseren Durchmischung der Rauchgase (30) mit der Sekundärluft (5) einen hinter den Zuführungsöffnungen (9) für die Sekundärluft (5) gelegenen Turbulator (14) enthält.

7. Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbulator (14) aus drei Flügeln (15a, 15b, 15c) besteht, die so ausgebildet sind, dass das Gemisch aus Rauchgas (30) und Sekundärluft (5) zumindest einen Teil seines Weges in der Mischkammer (2) in drei getrennten Kanälen zurücklegen muss, und die dem Gemisch eine Drallbewegung zu geben vermögen.

8.

Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbrennkammer (3) einen grösseren Querschnitt als die Austrittsöffnung (11) der Mischkammer (2) aufweist und mit einem hitzeverträglichen Isolationsmaterial (13) ausgekleidet ist oder aus einem solchen Material besteht.

9. Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbrennkammer (3) aus einem Rohr von bis zu 50 cm Länge und zwei- bis dreifachem Querschnitt der Austrittsöffnung (11) der Mischkammer (2) aus vorzugsweise Keramikfasermaterial besteht.

10. Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausbrennkammer (3) ein Gebläse nachgeschaltet ist.

11.

Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuerraumboden (7a) der Vergasungskammer mit unterem Abbrand (1) eine im wesentlichen viereckige Fläche bildet und die Feuerraumwände (7b) mit einem Winkel bis zu 85 DEG zur Horizontalen an den Längsseiten des Vierecks gegeneinander geneigt angeordnet sind.

12. Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuerraumboden (7a) der Vergasungskammer mit unterem Abbrand (1) eine Rinne (22) aufweist, die sich von der Eintrittsöffnung (10) der Mischkammer (2) bis mindestens zur Zuführungsöffnung (23) für die Primärluft (4) erstreckt.

13. Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Tiefe der Rinne (22) im Bereich der Eintrittsöffnung (10) der Mischkammer (2) im wesentlichen kontinuierlich verringert.

14.

Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 12 und/oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass Primärluft und Sekundärluft gemeinsam durch Luftkanäle (6, 25) einleitbar sind und das Mengenverhältnis Primärluft zu Sekundärluft mittels Steuerorganen (31, 32) über die Veränderung der Querschnitte der Luftkanäle (6, 25) für Primärluft (4) resp. Sekundärluft (5), vorzugsweise mit Drosselklappen, einstellbar ist.

15. \fen enthaltend eine Feuerungsvorrichtung gemäss einem der Patentansprüche 1-14.

16.

Verfahren zum Verbrennen von festen Brennstoffen, in einer Feuerungsvorrichtung für feste Brennstoffe nach einem der Patentansprüche 1 bis 14, wobei der feste Brennstoff in der Vergasungskammer mit unterem Abbrand (1) während des Pyrolyseprozesses thermisch zersetzt und im Vergasungsprozess durch Zugabe von Primärluft teilweise oxidiert wird und darauf im in der Mischkammer (2) und der Ausbrennkammer (3) stattfindenden Verbrennungsprozess durch Zugabe von Sekundärluft im Überschuss annähernd vollständig oxidiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärluft (5) durch Zuführungsöffnungen (9) in der Mischkammer (2) dem Rauchgasstrom (30) zugegeben wird, die Sekundärluft (5) und die Rauchgase (30) durch Beschleunigung und Verwirbelung dort homogen vermischt werden und das Gemisch in der Ausbrennphase annähernd vollständig verbrannt wird.

17.

Verfahren nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärluft (5) den Rauchgasen (30) durch radial um die (10) Eintrittsöffnung zur Mischkammer (2) angeordnete Zuführungsöffnungen (9) zugegeben wird, und die Rauchgase (30) und die Sekundärluft (5) mittels eines Turbulators (14) in eine Drallbewegung versetzt werden.

18. Verfahren nach Patentanspruch 16 oder 17 zum Verbrennen von Holz.

19. Verfahren nach Patentanspruch 18, gekennzeichnet durch Zünden von in der Rinne (22) lose gehäuftem Papier, quer mindestens über einen Teil der Rinne (22) aufgelegtem feinem Anfeuerholz (28), das gegen die Mischkammer (2) hin stärker aufgetürmt ist, und parallel zur Rinne (22) über dem Anfeuerungsholz (28) gelegtem dickem Stückholz (29). 1. Feuerungsvorrichtung für feste Brennstoffe, mit Primär- (4) und Sekundärluftzuführung (6, 8, 9) und bestehend aus Vergasungskammer mit unterem Abbrand (1), Mischkammer (2) und Ausbrennkammer (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Mischkammer (2) sich gegen die Ausbrennkammer (3) hin verjüngt und Zuführungsöffnungen (9) für die Sekundärluft (5) sich im Bereiche des grössten Querschnitts der Mischkammer (2) befinden. 2. Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (2) zumindest im Bereich gegen die Ausbrennkammer (3) hin einen runden Querschnitt aufweist und sich in diesem Bereich gegen die Ausbrennkammer (3) hin in einem Querschnittsverhältnis von 4:1, vorzugsweise 3:1 verjüngt. 3.

Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (11) der Mischkammer (2) gegenüber der Eintrittsöffnung (10) der Mischkammer (2) um einen Winkel bis zu 90 DEG geneigt ist. 4. Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärluft (5) durch radial am Umfang der Mischkammer (2) angeordnete Zuführungsöffnungen (9) in die Mischkammer (2) einleitbar ist. 5. Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen unter einem Feuerraumboden (7a) angeordneten zur Zuführung der Sekundärluft (5) bestimmten Sekundärluftkanal (6, 25) aufweist, der in einen an der Eintrittsseite der Mischkammer (2) gelegenen Sekundärluftring (8), der zur Speisung von Zuführungsöffnungen (9) für die Sekundärluft (5) dient, einmündet. 6.

Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (2) zur besseren Durchmischung der Rauchgase (30) mit der Sekundärluft (5) einen hinter den Zuführungsöffnungen (9) für die Sekundärluft (5) gelegenen Turbulator (14) enthält. 7. Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbulator (14) aus drei Flügeln (15a, 15b, 15c) besteht, die so ausgebildet sind, dass das Gemisch aus Rauchgas (30) und Sekundärluft (5) zumindest einen Teil seines Weges in der Mischkammer (2) in drei getrennten Kanälen zurücklegen muss, und die dem Gemisch eine Drallbewegung zu geben vermögen. 8.

Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbrennkammer (3) einen grösseren Querschnitt als die Austrittsöffnung (11) der Mischkammer (2) aufweist und mit einem hitzeverträglichen Isolationsmaterial (13) ausgekleidet ist oder aus einem solchen Material besteht. 9. Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbrennkammer (3) aus einem Rohr von bis zu 50 cm Länge und zwei- bis dreifachem Querschnitt der Austrittsöffnung (11) der Mischkammer (2) aus vorzugsweise Keramikfasermaterial besteht. 10. Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausbrennkammer (3) ein Gebläse nachgeschaltet ist. 11.

Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuerraumboden (7a) der Vergasungskammer mit unterem Abbrand (1) eine im wesentlichen viereckige Fläche bildet und die Feuerraumwände (7b) mit einem Winkel bis zu 85 DEG zur Horizontalen an den Längsseiten des Vierecks gegeneinander geneigt angeordnet sind. 12. Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuerraumboden (7a) der Vergasungskammer mit unterem Abbrand (1) eine Rinne (22) aufweist, die sich von der Eintrittsöffnung (10) der Mischkammer (2) bis mindestens zur Zuführungsöffnung (23) für die Primärluft (4) erstreckt. 13. Feuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Tiefe der Rinne (22) im Bereich der Eintrittsöffnung (10) der Mischkammer (2) im wesentlichen kontinuierlich verringert. 14.

Feuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 12 und/oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass Primärluft und Sekundärluft gemeinsam durch Luftkanäle (6, 25) einleitbar sind und das Mengenverhältnis Primärluft zu Sekundärluft mittels Steuerorganen (31, 32) über die Veränderung der Querschnitte der Luftkanäle (6, 25) für Primärluft (4) resp. Sekundärluft (5), vorzugsweise mit Drosselklappen, einstellbar ist. 15. \fen enthaltend eine Feuerungsvorrichtung gemäss einem der Patentansprüche 1-14. 16.

Verfahren zum Verbrennen von festen Brennstoffen, in einer Feuerungsvorrichtung für feste Brennstoffe nach einem der Patentansprüche 1 bis 14, wobei der feste Brennstoff in der Vergasungskammer mit unterem Abbrand (1) während des Pyrolyseprozesses thermisch zersetzt und im Vergasungsprozess durch Zugabe von Primärluft teilweise oxidiert wird und darauf im in der Mischkammer (2) und der Ausbrennkammer (3) stattfindenden Verbrennungsprozess durch Zugabe von Sekundärluft im Überschuss annähernd vollständig oxidiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärluft (5) durch Zuführungsöffnungen (9) in der Mischkammer (2) dem Rauchgasstrom (30) zugegeben wird, die Sekundärluft (5) und die Rauchgase (30) durch Beschleunigung und Verwirbelung dort homogen vermischt werden und das Gemisch in der Ausbrennphase annähernd vollständig verbrannt wird. 17.

Verfahren nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärluft (5) den Rauchgasen (30) durch radial um die (10) Eintrittsöffnung zur Mischkammer (2) angeordnete Zuführungsöffnungen (9) zugegeben wird, und die Rauchgase (30) und die Sekundärluft (5) mittels eines Turbulators (14) in eine Drallbewegung versetzt werden. 18. Verfahren nach Patentanspruch 16 oder 17 zum Verbrennen von Holz. 19. Verfahren nach Patentanspruch 18, gekennzeichnet durch Zünden von in der Rinne (22) lose gehäuftem Papier, quer mindestens über einen Teil der Rinne (22) aufgelegtem feinem Anfeuerholz (28), das gegen die Mischkammer (2) hin stärker aufgetürmt ist, und parallel zur Rinne (22) über dem Anfeuerungsholz (28) gelegtem dickem Stückholz (29).