DE3032314A1

DE3032314A1 - Vorrichtung zum verbrennen fester brennstoffe

Info

Publication number: DE3032314A1
Application number: DE19803032314
Authority: DE
Inventors: John Flannan Carrick-on-Shannon Leitrim Blunnie; John Kilrush Clare Blunnie
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1981-03-26
Also published as: FR2464432A1; GB2060162A

Description

Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe mit höherem Wirkungsgrad zum Einbau in den Feuerungsraum von Heizgeräten u.dgl. Zu diesen gehören sowohl Heizöfen aller Art, deren eine oder mehrere Seitenwände Wärmeaustauschflächen bilden, die gegebenenfalls doppelwandig ausgebildet und mit Wasser gefüllt sind, als auch geschlossene Feuerstellen, Herde für Kochzwecke, Herdofen, Öfen für Heißluft- oder Warmwassererzeugung u.dgl.

Wie bekannt, ist es nicht nur vorteilhaft, sondern zur wirkungsvollen Verbrennung auch wesentlich, daß sämtliche brennbaren, vo.T Festbrennstoffen, insbesondere von Kohle abgegebenen Gase verbrannt werden. Dabei ist es notwendig, für eine im wesentlichen rauchlose Verbrennung der Brennstoffe zu sorgen, wobei die brennbaren Gase dadurch verb rannt werden, daß ihnen eine ausreichende Luftmenge zugeführt wird oder daß die Gase in geeigneter Weise dem Feuer zu ihrer Verbrennung zugeführt werden.

Die Technik der Verbrennung brennbarer, von Kohle abgegebener Gase war im 19. Jahrhundert und früher schon bekannt. Diese Technik wurde speziell bei Feuerungsräumen von Lokomotiven in der Zeit vor 1860 zwecks Erzeugung einer rauchlosen Verbrennung angewandt. Die Zufuhr sekundärer Luft zur Verbrennung dieser Gase war damals ebenfalls bekannt. Versuche in jüngster Zeit, die Verbrennung solcher brennbaren Gase zu verbessern, und zwar durch Verbesserung der Methoden der rauchlosen Ver-

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brennung, haben sich in erster Linie mit der Verbrennung der Gase durch die separate Zufuhr einer sekundären Luftmenge befaßt. Dabei wird das Prinzip sowohl eines fallenden als auch eines aufsteigenden Luftstroms angewendet.

Die Problemativ solcher Verbrennungsvorrichtungen besteht darin, daß ihre Konstruktion relativ aufwendig ist. Es fehlt aber bisher auch an Vorschlägen für ein einfaches Gerät zur Verbesserung der Verbrennung fester Brennstoffe und zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit derartiger Verbrennungsgeräte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Betracht kommenden Art in der Weise auszubilden, daß sie nicht nur einfach und kostengünstig herzustellen ist, sondern auch leicht und einfach bei vorhandenen Feuerstellen zu verwenden bzw. alternativ in herkömmliche Heizgeräte od.dgl. integral einzubauen ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Vorrichtung bei zumindest gleich hohen Brennleistungen wie bei komplizierteren und teueren Vorrichtungen relativ kostensparend herstellen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe mit verbesserter Brennleistung zu schaffen, welche aus einem Behälter zur Aufnahme der Brennstoffe besteht und welcher in den Feuerungsraum eines Heizgeräts od.dgl. einzubauen ist und welcher Seitenwände, einen Boden und einen Deckel aufweist, wobei wenigstens eine Lufteintrittsöffnung am unteren Ende des Behälters und wenigstens eine Gasaustrittsöffnung vorgesehen ist.

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Weitere Merkmale der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele, die in den Figuren 1 bis 15 der Zeichnungen dargestellt sind, hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer einfachen Ausführungsform ;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen offenen Kamin, in welchen eine Vorrichtung gemäß der Erfindung nach Fig. 1 eingesetzt ist;

Fig. 4 einen Querschritt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung in einer dritten Ausführungsform;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Heizkessels, in welchen eine Vorrichtung gemäß der Ei findung eingebaut ist;

Fig. 8 einen Querschnitt durch einen Heizkessel mit eingebauter Vorrichtung nach Fig. 6;

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Fig. 9 einen Querschnitt durch einen Ofen, in welchem eine modifizierte Form der Vorrichtung nach den Figuren 1 bis 3 angeordnet ist;

Fig. 10 eine Vorderansicht einer modifizierten Form der Vorrichtung nach Fig. 5;

Fig. 11 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 10 entlang der Linie XI-XI;

Fig. 12 eine Vorderansicht einer modifizierten Form der Vorrichtung nach den Figuren 6 bis 8;

Fig. 13 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 12;

Fig. 14 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 12 entlang der Linie XIV-XIX, und

Fig. 15 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 12 entlang der Linie XV-XV.

Wie aus den Figuren 1 bis 3 der Zeichnungen hervorgeht, weist der Behälter 1 einen diesen verschließenden Deckel 2 auf. Am unteren Ende 3 ist der Behälter 1 offen. In einer der Seitenwände 4 befindet sich ein unten liegender Lufteinlaß 5. Außerdem kann Verbrennungsluft durch den offenen Boden des Behälters 1 in diesen gelangen. Die Abgasöffnung am oberen Ende des Behälters 1 kann durch Verändern der Lage des Deckels 2 auf die jeweils günstigste Größe eingestellt werden.

Zum Gebrauch kann der Behälter 1 in einen offenen Kamin oder in einen Ofen eingesetzt werden, wie dies z.B. aus Fig. 3 ersichtlich ist. Der Kamin 17 ist mit einem Rost 18 versehen, auf den der Behälter 1 aufgesetzt ist.

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Nach Entfernen des Deckels 2 wird der Brennstoff in den
Behälter 1 eingefüllt und am unteren Ende angezündet. Die
Verbrennungsluft tritt durch die Eintrittsöffnung 5 in der Seitenwand 4 und durch den offenen Boden 3 in den Behälter 1 ein. Wenn der Brennstoff brennt, wird der Deckel 2 so
positioniert, daß nur ein geringer Luftzug entsteht; dadurch findet eine im wesentlichen vollständige Verbrennung des
Brennstoffs statt, wodurch die Ausnutzung des Brennstoffs
beträchtlich verbessert wird.

Der Deckel 2 muß zwangsläufig mit einem solchen Spalt auf
den Seitenwänden 4 des Behälters 1 aufliegen, damit das
Feuer brennen kann. Durch den Spalt am oberen Ende des Behälters 1 kann das entstehende Gas abziehen.

Wesentlich ist, daß sich die Querschnittsfläche vom oberen zum unteren Ende des Behälters 1 vergrößert, damit sich der Brennstoff nicht verklemmen und keine Brücken bilden kann, die ein Nachrutschen des Brennstoffs in die Feuerzone verhindern ·

Die Vorrichtung nach Fig. 4 besteht aus einem kegelstumpfförmigen Behälter 11 mit einem Deckel 12 und offenem Boden sowie vier Seitenwänden 14. Die Lufteinlaßöffnung 15 und die Abgasaustrittsöffnung 16 befinden sich in einander gegenüberliegenden Seitenwänden 14 des Behälters 11. Vorteilhafterweise wird der Deckel beim Entzünden des Brennstoffs abgenommen. Während des Gebrauchs, d.h. nachdem das Feuer angezündet worden ist, wird der Deckel 12 fest und luftdicht auf den Behälter 11 aufgesetzt. Der Brennstoff verbrennt hauptsächlich nach dem Querstromprinzip. Im wesentlichen ist eine geschlossene Brennstoffsäule über der Glutzone am unteren

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Ende vorhanden. Ein Teil des unverbrannten Brennstoffs wird ausreichend erwärmt, um brennbare Gase abzugeben; da diese brennbaren Gase im Behälter 11 eingeschlossen sind, müssen sie zur Entzündung wieder nach unten strömen, wo sie mit dem Feuer bzw. der Glut in Kontakt gelangen.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 weist im wesentlichen die Merkmale der beiden Vorrichtung nach Fig. 1 bis 4 auf. Sie besteht aus einem kegelstumpfförmigen, am unteren Ende 21 bodenlosen Behälter 20, welcher einen Lufteinlaß 22 und eine Abgasöffnung 23, die mit einer verstellbaren Klappe 24 versehen ist, aufweist. Der Lufteinlaß 22 und die Abgasöffnung 23 befinden sich in einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Behälters. Das obere Ende des Behälters 20 ist mit einem Deckel 25 verschließbar, welcher zwecks Beschickung mit Brennstoff abgenommen werden kann. Dieser Deckel 25 besitzt eine zusätzliche verstellbare Abgasaustrittsöffnung 26.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 läßt sich in unterschiedlicher Weise betreiben, und zwar einerseits in der gleichen Weise wie die Ausführungsform nach Fig. 1, wenn die Abgasöffnung 23 geschlossen und die Abgasöffnung 26 geöffnet ist, oder in der Weise, daß die Abgasöffnung 26 geschlossen und die Abgasöffnung 23 geöffnet ist, wie dies bei der Vorrichtung nach Fig. 4 der Fall ist.

Zwecks ordnungsgemäßer Verbrennung sollten die brennbaren Gase nicht zwischen dem Boiler und den Seitenwänden des Behälters entweichen; daher sind an diesen Stellen an sich bekannte Abdichtungsmittel vorzusehen-

Die in den Figuren 6 bis 8 dargestellten Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung eignen sich insbesondere zum Einsetzen in Heizkessel, so daß ein Teil des Kessels einen

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Teil der Seitenwand der Vorrichtung bildet. Sie besteht im wesentlichen ebenfalls aus einem Behälter 30, der einen von einer flachen Platte gebildeten Deckel 31, einen offenen Boden 32 und eine Vorderwand 33 und zwei sich nach hinten erstreckende Seitenwände 34 aufweist. Am unteren Ende der Vorderwand 33 befindet sich ein Lufteintrittsschlitz 35. Dieser Behälter 30 ist zum Einbau in einen Heizkessel besonders gut geeignet, wie aus den Figuren 7 und 8 zu ersehen ist; der Behälter 30 ist an dem Boiler 36 angebracht. Die Vorrichtung funktioniert auf die gleiche Weise wie die nach Fig. 4, d.h. nach dem Querstromprinzip bei geschlossenem Deckel 31.

In Fig. 9 ist ein geschlossenes Heizgerät 40, nämlich eine Kombination eines Kochgeräts mit einem Wassererhitzer dargestellt. Das Gerät hat ein Paar Brennstoffbeschickungsöffnungen 41, einen Kamin 42 und eine regelbare Lufteintrittsöffnung 43. In das Heizgerät 40 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in kegelstumpfförmiger Ausgestaltung eingebaut, die derjenigen nach Fig. 1 ähnlich ist. Diese Vorrichtung hat Seitenwände 44, einen Deckel 45 und einen Lufteinlaß Wenn das Gerät zum Kochen benutzt werden soll, könnte eine zusätzliche Wärmeabgabe erforderlich sein. In diesem Falle müsste der Deckel 45 weiter geöffnet werden. Ein weiteres Feuer kann in dem Raum 47 neben dem Lufteinlaß 46 angezündet werden. Dies gewährleistet, daß sämtliche brennbaren Gase verbrannt werden.

Bei der Konstruktion der Vorrichtung nach den Figuren 10 und 11, die im wesentlichen eine Variante der Vorrichtung nach Fig. 5 darstellt, ist der Behälter 50 kegelstumpfförmig ausgebildet; er weist Seitenwände 51, einen Lufteinlaß 52 und eine Abgasöffnung 53 auf, die dem Lufteinlaß gegenüberliegend

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angeordnet ist. Die Abgasöffnung 53 ist mittels der verstellbaren Klappe 54 in ihrer Größe einstellbar. Mittels der Rohrstutzen 55 wird dem Innenraum der doppelwandigen Seitenwände 51 zu erwärmendes Wasser z.B. eines zentralen Warmwasserheizungssystems zugeführt, welches durch die Rohrstutzen 56 austritt. Der Deckel 57 verschließt die obere Abgasöffnung 57 mehr oder weniger weit oder vollständig.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung entspricht im wesentlichen der der Vorrichtung nach Fig. 5; Da die Seitenwände 51 hauptsächlich wassergefüllte Wärmetauscher sind, ist deren Verschleiß verringert und die Lebensdauer der Vorrichtung eine höhere. Weiterhin erhöhen die Wärmetauscher den Wirkungsgrad der Vorrichtung bzw. des in Betracht kommenden Geräts.

Die Ausführungsform der Vorrichtung nach den Figuren 12 bis 15 entspricht im wesentlichen derjenigen der Vorrichtung nach den Figuren 6 und 7. Sie besteht aus einem Behälter 60 mit einem von einer flachen Platte gebildeten Deckel 61 und offenem Boden 62 mit drei doppelwandigen, als wassergefüllte Wärmetauscher ausgebildeten Seitenwänden 63 und 64, Eine Lufteinlaßöffnung 65 sowie Wasserzuläufe 66 und -ablaufe 68 sind vorgesehen, wie auch Überdruckventile u.dgl.

Es ist aber auch möglich, eine Vorrichtung dieser Art derart in ein Wassererwärmungsgerät einzubauen, daß sie eine Gesamteinheit bilden.

Der Behälter muß eine Form besitzen, durch die gewährleistet ist, daß ein unbeeinträchtigter Brennstoffnachschub zur Feuerzone gewährleistet ist. Da Behälter mit parallelen Seiten-

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wänden nicht besondeis vorteilhaft sind, weil in diesen der Brennstoff, insbesondere Kohle, zum Zusammenbacken neigen, wodurch sich in unerwünschter Weise Brücken bilden, ist der Querschnitt arn oberen Ende des Behälters kleiner als am unteren Ende.

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Claims

FAVB N TA N WA LT E

ifferkörner&Qti>y 30323 U

O-B MÜNCHEN 22 · W1DENMAYERSTRASSE 4S D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKtALLEE 68

John B1u η η i e

Kilrush, County Clare/Irland berlin: dipl-ins. r. müller-börner

Und MÜNCHEN: DIPL.-INQ. HANS-HEINRICH WEY

DIPL.-ING. EKKEHARD KÖRNER

John Flannan Blunnie

Carrick-on-Shannon, County Leitrim/
Irland

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Ansprüche

Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe mit höherem Wirkungsgrj d zum Einbau in den Feuerungsraum von Heizgeräten u.dgl., gekennzeichnet durch einen Behälter (1) mit Seitenwänden, einem Boden (3) und einem Deckel (2) sowie mit wenigstens einer Lufteintrittsöffnung (5) am unteren Ende des Behälters und mit wenigstens einer Gasaustrittsöffnung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) von den Behälterwänden (4) abnehmbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnung (5) wie auch die Gasaustrittsöffnung in den Seitenwänden (4) des Behälters (1) vorzugsweise auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind.

MÜNCHEN: TELEFON (089) 225585 BERLIN: TELEFON (03O) 8312088

KABEL: PROPINDUS -TE LEX Ο5 24 244 KABEL: PROPINDUS -TELEX OI 84Ο57

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Anordnung einer zusätzlichen Gasaustrittsöffnung in der Nähe des Deckels bzw. im Deckel (2).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) an seinem unteren Ende keinen Boden (3) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Behälters (1) von oben nach unten zunimmt.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Seitenwände (4) des Behälters (1) doppelwandig als Wärmetauscher (51,64) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Behälters (1) von einem Teil des Feuerungsraumes des Heizgeräts gebildet wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen integralen Teil der Brennkammer des Heizgeräts bildet.
10. Heizgerät, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9 in dessen Feuerungsraum.

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