DE3034669A1

DE3034669A1 - Heizungskessel zum verbrennen von insbesondere gepressten strohballen

Info

Publication number: DE3034669A1
Application number: DE19803034669
Authority: DE
Inventors: Hans 3559 Battenberg Vießmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-09-13
Filing date: 1980-09-13
Publication date: 1982-03-25
Also published as: DE3034669C2; BE890212A

Description

Heizungskessel zum Verbrennen von
insbesondere gepreßten Strohballen = Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.
Bei den darin genannten und bekannten Merkmalen handelt es sich um solche, wie sie im Heizungskesselbau ganz allgemein üblich sind, denn soweit heute feste Brennstoffe, insbesondere aber auch Stroh verbrannt werden, geschieht dies in Heizungskesseln herkömmlicher Art und bezüglich der Verbrennung von Stroh, soweit bekannt, mit der zusätzlichen Maßgabe, daß das Stroh eingeblasen wird, sofern man gepreßte Strohballen nicht im ganzen in eine entsprechend große Brennkammer einbringen und dort insgesamt verbrennen kann. Es liegt auf der Hand, daß beide Verbrennungsarten für feste, aber relativ voluminöse Brennstoffe wenig effektiv sind.
Selbst wenn man gepreßte Strohballen in fortlaufender Folge in die Brennkammer langsam mit der Geschwindigkeit ihres Abbrandes einschiebt, ist es praktisch nicht erreichbar, einen gleichmäßigen Abbrand zu erzielen.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Heizungskessel für den genannten Zweck zu schaffen, der die Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Abbrandzone im ganzen Frontflächenbereich des Brennstoffes und eine Entfernung der Asche aus der Abbrandzone mit der Maßgabe zuläßt, daß die glühende Abbrandzone nicht gestört wird, was also letztlich nichts anderes bedeutet, einen möglichst optimal arbeitenden Heizungskessel für den schwierigen Brennstoff Stroh zu schaffen.
Diese Aufgabe ist mit einem Heizungskessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Anspruches 1 Erfaßte gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.
Unter "gegenUberliegend und etwa zentrisch" ist dabei zu verstehen, daß die mindestens eine Sekundärluftöffnung auf das Zentrum der Frontfläche des in die Brennkammer eintretenden Strohballens gerichtet sein soll. Gleiches gilt, wenn die Frontfläche bei größerer Abmessung mehrere Sekundärluftöffnungen verlangt, die dann gegen den entsprechend größeren Zentrumsbereich gerichtet sein sollen.
Es hat sich gezeigt, daß einerseits die Zuführung von Primärluft aus dem Schlitz heraus, über dem gewissermaßen die Abbrandzone des Ballens steht, und andererseits die zentrale, gegen das Zentrum der Abbrandzone gerichtete Sekundärluft einen gleichmäßigen Abbrand der Ballenfrontfläche gewährleisten, wobei gleichzeitig durch das ständig unmittelbar vor der Abbrandzone bewegte Ascheabstreifelement dafür gesorgt wird, daß die sich bildende und zum Stehenbleiben neigende Asche abgestreift wird und damit die glühende Abbrandzone für die erforderliche Verbrennungsluft zugänglich bleibt.
Wesentlich ist dabei auch, daß der ganze Boden der Brennkammer nicht einfach, wie üblich, als Rost ausgebildet wird, sondern die Primärluft den in der Brennkammer befindlichen Ballenteil im wesentlichen nur im Bereich der gleichmäßig glühenden Frontfläche anströmen kann. In diesem Zusammenhang ist es natürlich möglich, auch ein die ganze Bodenfläche erfassendes Rost vorzusehen, daß aber dann im vorliegenden Fall für die Verbrennung von Stroh bis auf den Schlitz abgedeckt bzw. abgeschirmt wird.
Vorteilhaft werden die Sekundäröffnung und das bewegliche Ascheabstreifelement derart kombiniert, daß für die Bewegung des Abstreifelementes dieses an einer ausreichend weit bemessenen Hohlwelle sitzt, durch die die Sekundärluft zuströmen kann, was erforderlichenfalls auch durch ein vorgesetztes Gebläse unterstützbar ist. Die Hohlwelle wird außerhalb der Brennkammer von einem geeigneten Antrieb in langsame Drehbewegung versetzt, deren Richtung gegen. in gewissen vorgegebenen Zeitabständen welchseln kann.
Die Beweglichkeit" des Ascheabstreifelementes kann vorteilhaft auch noch in axialer Richtung vorgesehen werden und zwar axial gegen den Druck einer außen angeordneten Federung, wobei, wenn Abbrandgeschwindigkeit und Brennstoffvorschubgeschwindigkeit nicht in Übereinstimmung sein sollten, eine solche Anordnung gleichzeitig als Impulsgeber für eine Xnderung der Vorschubgeschwindigkeit herangezogen werden kann.
Durch die Hohlwellenausbildung und die Sekundärluftzuführung durch die Hohlwelle wird zudem vorteilhaft erreicht, daß einerseits das Ascheabstreifelement eine Kühlung erfährt, andererseits die Sekundärluft aber eine Vorwärmung.
In diesem usammenhang wird zumindest die Brennkammerrückwand, sofern es sich ansonsten um eine feuerfest ausgemauerte Brennkammer handeln sollte, als wasserführende Verschlußtür ausgebildet, die einerseits das Ascheabstreifelement ohne weiteres zugänglich macht, andererseits aber auch ausreichend kühlbar ist, um sich nicht zu verziehen, was die Lagerung der ganzen Apparatur des Ascheabstreifelementes beeinträchtigen könnte.
Für eine gute Abbrandzonenerhaltung hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, daß man in den Eckzwickeln der Brennkammer den Brennkammerquerschnitt reduzierende und insofern auf den Brennstoff komprimierend wirkende Elemente vorsieht.
Diese Elemente können bspw. ohne weiteres bei der Formgebung der Ausmauerung berücksichtigt werden. Am besten und am einfachsten sind diese Kompressionselemente in ihrer Ausbildung und ihrer sinngemäßen Anordnung vorstellbar, wenn man dabei an einen Trichter denkt, von dem aber nur das oberes noch ausreichend weite Teil benutzt wird. Dadurch werden die Ballen auf Rundform vor der Abbrandzone gedrückt und gewissermaßen auf das Ascheabstreifelement zugeformt. Ohne eine solche Maßnahme wUrden sich an den Ballen glühende Eckbereiche bilden, die aber wesentlich langsamer als die unmittelbar vor dem Abstreifelement befindlichen Bereiche verbrennen würden.
Wenn gepreßtes Stroh zu glühen beginnt, wird es regelrecht teigig. Durch das Ascheabstreifelement wird die Verbrennungsgeschwindigkeit gefördert und laufend die Asche von den glühenden Strohteilen getrennt.
Je nach Größe des gesamten Brennkammerquerschnittes, der in seiner Querschnittsfläche für die Aufnahme gleichzeitig mehrerer Ballen oder extrem groß gepreßter Ballen vorgesehen sein kann, können natürlich entsprechend zum Zentrum symmetrisch verteilt, mehrere Ascheabstreifelemente vorgesehen werden.
Der erfindungsgemäße Heizungskessel wird nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen schematisch: Fig. 1 den Heizungskessel im Längsschnitt; Fig. 2 in Vorderansicht ein Ascheabstreifelement; Fig. 3 vergrößert den Anordnungsbereich des Ascheabstreifelementes; Fig. 4 den Brennkammerbereich ohne Ascheabstreifelement in besonderer Ausführungsform und Fig. 5 einen Blick in die Brennkammer von der Brennstoffzufuhröffnung aus.
Brennstoffzufuhr, Verbrennung, Ascheabführung, Verbrennungsluftzufuhr, Wärmeentzug und Rauchgasabfuhr erfolgen in sehr übersichtlicher Art in der Weise, daß die Strohballen durch einen Brennstoffzufuhrtunnel 14 kontinuierlich in die Brennkammer 4 eingeschoben werden, wobei sich der Abbrand nur im brennkammerrückwandnahen Bereich 8 vollzieht, in dem sich auch das Ascheabstreifelement 9 drehend bewegt, das mit nach vorn gegen die Abbrandzone gerichteten Abstreifern 10 versehen ist.
Aus der-Abbrandzone steigen in den Oberteil 4" der insgesamt schachtartigen Brennkammer 4 die Heizgase auf und gelangen von dort in die Nachschaltheizfläche 16, aus der sie nach Wärmeabgabe durch den Rauchgasabzugsanschluß 17 abziehen.
Der Boden 3 der Brennkammer 4 ist bis auf den längs der Brennkammerrückwand 5 verlaufenden, mehr oder weniger breiten Schlit 7 geschlossen, so daß also aus der Aschfallsammelkammer 6 aufsteigende Primärluft nicht den ganzen, in die Brennkammer fallenden Ballen von unten anströmt, sondern praktisch nur dessen Frontfläche bzw. die Abbrandzone.
Die Rückwand 5 der Brennkammer 4 Dzw des Brennkammerschachtes ist etwa in Größe der Brennstoffzufuhröffnung 1 als wasserführende Brennkammertür 5' im Sinne der Fig. 3 ausgebildet und trägt in geeigneter Weise die als Hohlwelle 11 ausgebildete Drehwelle des Abstreifelementes 9, das in Vorderansicht in Fig. 2 erkennbar ist. Die gezeigte Form und Ausbildung ist nur beispielhaft, wesentlich ist nur immer, daß die Abstreifer 10 gewissermaßen zart über die Frontfläche der Abbrandzone streicht. Durch Verwendung einer Hohlwelle 11 sind zusätzliche Sekundärluftöffnungen vor der Abbrandzone nicht erforderlich, sondern brauchen nur, wie in Fig. 4 erkennbar, gegf. in den Flankenwänden 4' der Brennkammer 4 vorgesehen werden.
Die Ausbildung und Anordnung des Ascheabstreifelementes 4 ist in Fig. 3 sehr stark schematisiert dargestellt, insbesondere was den Drehantrieb 18 und die Federung 12 betrifft, von der aus, wie erwähnt, gegf. Regelwerte für die Regelung der Zufördergeschwindigkeit des Brennstoffes abgenommen und der Fördereinrichtung (nicht dargestellt) am Brennstoffzufuhrtunnel in geeigneter Weise mitgeteilt werden können.
Falls die Zufördergeschwindigkeit zu schnell sein sollte, würde der gegenlaufende Brennstoff die Hohlwelle 11 axial geringfügig nach rechts verstellen, was ohne weiteres in geeigneter Weise für eine Änderung der Zufördergeschwindigkeit umgesetzt werden kann. Die aufgeprägte Drehbewegung mittels des Drehantriebes 18 ist langsam und erfolgt bevorzugt in wechselnden Richtungen.
Die vorerwähnten Kompressionselemente 15 in den Eckzwickeln der Brennkammer 4 bieten sich im Sinne der Fig. 5 dar, wenn man in diese durch die ZilEuhröffnung 1 hineinschaut, d.h.
die ganze Brennkammer bildet gewissermaßen einen Trichterabschnitt.
Die Nachschalthei~zEläche 16 wird in geeigneter Weise so ausgebildet, daß sie einerseits auf möglichst kurzem Wege dem abströmenden Verbrennungsgas die Wärme entzieht und andererseits aber zudem soweit wie möglich Flugasche zum Niederschlag bringt.
Bezüglich des Ascheabstreifelementes 9 sei noch erwähnt, daß dieses auch scheiben- oder ringförmig ausgebildet sein kann, wobei es möglich ist, die Scheibe, den Ring oder die Trägerleiste (wie in Fig. 2 dargestellt) kegel- bzw. kegelstumpfförmig auszubilden. In diesem Fall könnten die Abstreifer 10 selbst untereinander gleich lang bemessen werden L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: Heizungskessel zum Verbrennen von insbesondere gepreßten Strohballen, bestehend aus einer Brennkammer mit Brennstoffzufuhröffnung, einer unter der Brennkammer angeordneten Aschfallsammelkammer und aus einer der Brennkammer nachgeordneten Nachschaltheizfläche mit Rauchgasabzug, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß gegenüberliegend und etwa zentrisch zur kontinuierlich beschickbaren Brennstoffzufuhröffnung (1) mindestens eine Sekundärluftöffnung (2) angeordnet ist und der Boden (3) der Brennkammer (4) mit mindestens einem längs der Brennkammerrückwand (5) verlaufenden, zur Aschfallsammelkammer (6) führenden Aschfall- und Primärluftschlitz (7) versehen und wobei ferner ebenfalls gegenüberliegend zur Brennstoffzufuhröffnung (1) im brennkammerrückwandnahen Bereich (8) über dem Schlitz (7) mindestens ein vor der Abbrandzone bewegliches Ascheabstreifelement (9) angeordnet ist.
2. Heizkessel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Ascheabstreifelement (9) rechenartig mit gegen die Abbrandebene gerichteten Abstreifern (10) versehen und am Ende einer die Brennkammerrückwand (5) durchgreifenden, in mindestens einer Drehrichtung antreibbaren und die sekundärluftbildenden Hohlwelle (11) angeordnet ist.
3. Heizkessel nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Ascheabstreifelement (9) mit der Hohlwelle (11) axial gegen den Druck einer außerhalb der Brennkammer (4) angeordneten Federung (12) verschieblich ausgebildet ist.
4. Heizkessel nach Anspruch 2 und/oder 3, d a d u r c h g e k e n n 2 e i c h n e t, daß die Abstreifer (10) vom Drehzentrum nach außen abnehmend kürzer werdend ausgebildet sind.
5. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n 2 e i c h n e t, daß die das Ascheabstreifelement (9) aufnehmende RUckwand (5) mindestens im Brennkammergrößenquerschnitt als wasserfUhrende Brennkammertür (5') ausgebildet ist.
6. Heizkessel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß vor der Brennstoffzufuhröffnung (1) ein wassergekühlte, doppelwandiger Anschlußtunnel (13) für einen Brennstoffzufuhrtunnel (14) angeordnet ist.
7. Heizkessel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n 2 e i c h n e t, daß in den Eckzwickeln der Brennkammer (4) den Brennkammerquerschnitt reduzierende Kompressionselemente (15) angeordnet sind.
8. Heizungskessel nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zusätzlich zur die Hohlwelle (11) bildenden Sekundärluftöffnung in den Flankenwänden (4') der Brennkammern (4) im Bereich der Abbrandzone (8) an sich bekannte mit Pendelklappen versehene Sekundärluftöffnungen (2') vorgesehen sind.