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Heizkessel
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Die Erfindung betrifft Heizkessel für eine alternative oder gemeinsame
Verbrennung von Holzspänen, Sägemehl und stückigen Holzabfällen, wie sie im holzverarbeitenden
Gewerbe anfallen. In der holzverarbeitenden Industrie entstehen solche Holzabfälle
in stückiger Form einerseits und in Spanform, wie Sägespäne oder Hobelspäne,und
Sägemehl andererseits, in unterschiedlichen Mengen. In jedem Fall sind die anfallenden
Mengen an Holzabfällen so groß, daß deren Beseitigung üblicherweise durch Verbrennung
erfolgen muß, wobei gleichzeitig Wärmeenergie für die Beheizung der gewerblichen
Räume erzeugt wird.
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Die zur Verbrennung solcher Holzabfälle bekannten Heizkessel sind
jeweils nur entweder zur Verbrennung von Holzspänen und Sägemehl oder zur Verbrennung
von stückigen Holzabfällen geeignet. Manche dieser Heizkessel können von der Verbrennung
von Holzspänen und Sägemehl auf die Verbrennung stückiger Holzabfälle umgestellt
werden, was aber umständlich und zeitaufwendig ist, da vor der Umstellung der Heizkessel
stillgelegt und abgekühlt werden muß und während der Verbrennung von stückigen Holzabfällen
die Holzspäne und Sägemehl gelagert werden müssen und umgekehrt, so daß relativ
großer zusätzlicher Lagerraum für die Abfälle erforderlich ist und die mit der Lagerung
von Brennmaterial bekannten Gefahren auftreten. Andere bekannte Verbrennungseinrichtungen
enthalten zwei getrennte Heizkessel, von denen einer zur Verbrennung von Holzspänen
und Sägemehl und der andere zur Verbrennung von stückigen Holzabfällen dient.
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Unabhängig von der Verwendung des jeweiligen Heizkessels besitzt dieser
einen Brennraum. Im Falle der Verwendung zur Verbrennung stückiger Holzabfälle enthält
dieser Brennraum einen den Querschnitt des Brennraumes jnrihmenden Kesselrost und
eine seitliche oder obere Handbefüll-
öffnung. Im Falle der Verwendung
für die Verbrennung von Holzspänen und/oder Sägemehl ist der Brennraum an eine Unterschubfördereinrichtung,
wie eine Unterschubschnecke, angeschlossen, die in einer Unterschubfeuermulde mündet.
Solche Heizkessel enthalten keinen den Querschnitt des Brennraumes überdeckenden
Kesselrost. In jedem Fall ist an den Brennraum eine Verbrennungsluftzuführeinrichtung,
eine Abgasleitung und gegebenenfalls ein Brenner angeschlossen. Weiterhin enthält
der Heizkessel in üblicher Weise Wärmeaustauscheinrichtungen, mit Hilfe derer die
bei der Verbrennung erzeugte Wärme auf das Heizmedium Wasser oder Luft übertragen
wird und so warmes Wasser oder Warmluft erzeugt.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand nun darin, einen
Heizkessel zu bekommen, in welchem ohne Umstellung oder Umbauten alternativ oder
gleichzeitig Holzspäne und/oder Sägemehl und stückige Holzabfälle verbrannt werden
können.
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Der erfindungsgemäße Heizkessel für eine alternsative oder gemeinsame
Verbrennung von Holzspänen, Sägemehl und stükkigen Holzabfällen mit einem Brennraum,
an den eine Unterschubfördereinrichtung, eine Verbrennungsluftzuführeinrichtung,
eine Abgasleitung und eine Wärmeaustauscheinrichtung angeschlossen sind, ist dadurch
gekennzeichnet, daß der Brennraum einen Kesselrost enthält, der 40 bis 80 % der
Querschnittsfläche des Brennraumes einnimmt, die Unterschubfördereinrichtung in
einer Unterschub-Beschickungsmulde mündet, welche den von dem Kesseirost freigelassenen
Teil der Querschnittsfläche des Brennraumes einnimmt, und zusätzlich zu der Unterschubfördereinrichtung
an der seitlichen und/oder oberen Brennkammerwand wenigstens eine Handbefüllöffnung
vorgesehen ist.
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Die Verbrennungsluftzuführeinrichtungen, wie Düsen, Ventilatoren oder
dergleicnen, die gegebenenfalls verwendeten Brenner und die Wärmeaustauscheinrichtungen
zur Erzeugung
von Heizwasser oder Warmluft, sind üblicher Bauart
und brauchen hier nicht im einzelnen diskutiert zu werden.
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Die Unterschubfördereinrichtung ist im Regelfall eine Unterschubschnecke
üblicher Bauart, die die Holzspäne und/oder das Sägemehl in der Form eines zusammenhängenden
Stranges am unteren Ende des Brennraumes in diesen befördert, von wo die Späne und/oder
das Sägemehl im Brennraum nach oben gedrückt werden. Die Verbrennungsluftzuführeinrichtungen
können für die Zuführung von Unter luft oder Oberluft eingerichtet sein, wobei die
Unterluft beispielsweise zusammen mit den Holzspänen und dem Sägemehl über die Unterschubfördereinrichtung
eingeführt werden kann.
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Zusätzlich kann der Heizkessel auch noch mit Düsen zum Einführen von
Brennöl oder Brenngas ausgestattet sein, um den Heizkessel zusätzlich oder alternativ
mit Öl oder Gas befeuern zu können.
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Der erfindungsgemäße Heizkessel bietet erstmalig den großen Vorteil,
daß gleichzeitig Holzspäne und/oder Sägemehl und stückige Holzabfälle in ein und
demselben Brennraum verbrannt werden können. Das heißt, sowohl Holzspäne und/ oder
Sägemehl als auch stückige Holzabfälle können auch bei sehr unterschiedlich fluktuierend
anfallenden Mengen jeweils in der Menge ihrer Entstehung sofort verbrannt werden,
wobei im Falle geringer anfallender Holzspan-und/oder Sägemehlmengen mehr stückige
Holzabfälle und umgekehrt verbrannt werden können, ohne daß eine Beschikkung die
andere behindert.
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Sofern aus irgendwelchen Gründen eine getrennte Verbrennung von Holzspänen
und/oder Sägemehl einerseits und stükkigen Holzabfällen andererseits erwünscht ist,
kann auch dies mit den erfindungsgemäßen Heizkesseln erfolgen, und zwar ohne eine
bauliche Umstellung und damit auch ohne Zwischenabkühlung des Heizkessels. Unabhängig
davon, ob Holzspäne, Sägemehl und stückige Holzabfälle a]ternativ oder gemeinsam
verbrannt werden, ist daher ein kontinuier-
bisher ununterbrochener
Heizbetrieb ohne Umstellungsmaßnamen möglich, selbst wenn zeitweilig keine Holzspäne
und/oder Sägemehl oder keine stückigen Holzabfälle für die Verbrennung zur Verfügung
stehen.
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Es ist überraschend, daß eine solche gleichzeitige Verbrennung von
Holzspänen und/oder Sägemehl und stückigen Holzabfällen möglich ist, da man annehmen
müßte, daß die Verbrennung der von unten in den Brennraum eingedrückten Holzspäne
bzw. des Sägemehls durch von oben in den Brennraum geworfene Holzstücke unterdrückt
würde. Bei Einhaltung der erfindungswesentlichen Merkmale trifft dies aber nicht
ein, sondern man erhält eine reibungslose gemeinsame Verbrennung beider Holzabfalltypen.
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Es ist wesentlich, daß der Kesselrost einen Mindestprozentsatz von
40 % des Querschnitts des Brennraumes überdeckt, da man sonst eine ungenügende Verbrennung
der stükkigen Holzabfälle bekommt. Andererseits darf er nicht mehr als 80 % des
Querschnittes des Brennraumes einnehmen, da sonst die Verbrennung der Holzspäne
bzw. des Sägemehls behindert wird. Vorzugsweise nimmt der Kesselrost 50 bis 75,
besonders 60 bis 70 % der Querschnittsfläche des Brennraumes ein.
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Der Kesselrost befindet sich in dem Brennraum in einer Höhe oberhalb
der Einmündung der Unterschubfördereinrichtung, so daß sich auch die Unterschub-Beschickungsmulde
in jedem Teil der Brennkammer befindet, welcher unterhalb des Kesselrostes liegt.
Der Kesselrost kann eben oder schräg in der Brennkammer angeordnet sein.
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Die Holzspäne sowie Sägemehl werden von der Unterschubfördereinrichtung
als kompakte Masse in die Unterschub-Beschickungsmulde gedrückt, worin noch keine
oder nur geringe Verbrennung stattfindet. Aus der Unterschub-Beschikkungsmulde werden
sie durch die von der Unterschubfördereinrichtung nachgeschobenen Späne bzw. Sägemehl
nach oben
in den Bereich des Brennraumes, der oberhalb des Kesselrostes
liegt, gedrückt und dort unter Zuführung von Sekundärluft, d.h. von Oberluft, verbrannt.
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Wenn nur Holzspäne und/oder Sägemehl aus der Unterschubfördereinrichtung
verbrannt werden, wird dem Heizkessel nach der Erfindung vorzugsweise ausschließlich
Oberluft und keine Unterluft zugeführt. Wenn jedoch nur oder auch stückige Holzabfälle
verbrannt werden, ist auch Unterluft zweckmäßig oder erforderlich.
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Um den Kesselrost für verschiedene Größen. verwenden zu können, ist
es zweckmäßig, den Kesselrost aus einzelnen, separat in den Brennraum einsetzbaren
Rostsegmenten zu fertigen. Weiterhin ist es zweckmäßig, die Unterschub-Beschickungsmulde
in einer Ecke des Brennraumes anzuordnen, so daß zwei Wände der Unterschub-Beschickungsmulde
von der Heizkesselwand gebildet werden.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, daP von der Unterschub-Beschickungsmulde
wenigstens eine Seitenwand vom Boden der Unterschub-Beschickungsmulde aus nach außen
schräg nach ober verläuft und damit der Querschnitt der Unterschub-Beschickungsmulde
am unteren Ende kleiner als am oberen Ende ist. Hierdurch wird das Nachobendrücken
der aus der Unterschubfördereinrichtung kommenden Holzspanmasse erleichtert.
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Die Unterschubfördereinrichtung kann wahlweise an drei Seiten des
Heizkessels angeordnet sein. Um sie nach Bedarf an jeder dieser Seiten anschließen
zu können, ist es möglich, an jeder der drei Seitend einen Unterschubfördereinrichtungs-Anschluß
vorzusehen.
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In der Zeichnung bedeutet Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsiorm
eines Heizkessels nach der Erfindung unter Wegi ssung
der lieizkesseldecke,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform
eines Heizkessels nach der Erfindung entlang der Linie II-II in Fig. 1 und Fig.
3 einen senkrechten Schnitt durch eine andere etwas abgewandelte Ausführungsform
eines Heizkessels nach der Erfindung.
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Die Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Heizkessel gemäß den Fig.
1 und 2 einerseits und gemäß Fig. 3 andererseits unterscheiden sich im wesentlichen
nur dadurch, daß die Unterschubschnecke 4 im ersteren Fall an einer Seitenwand,
im letzteren Fall an der Vorderwand des Heizkessels angesetzt ist. Daher werden
für beide Ausführungsformen die gleichen Bezugsziffern für gleiche Teile verwendet.
Zu erwähnen ist auch noch, daß in Fig. 1 der Sekundärluftventilator 14, der zum
Teil die Unterschub-Beschickungsmulde 15 überdecken würde, der Deutlichkeit der
Zeichnung halber weggelassen wurde.
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Der in allen drei Zeichnungen jeweils mit 1 bezeichnete Heizkessel,
der unteren oder oberen Abbrand haben kann, besitzt eine vordere Handbefüllöffnung
2 und eine obere Handbefüllöffnung 3, die alternativ verwendet werden können, je
nach den räumlichen Verhältnissen am Aufstellungsort. Diese Handbefüllöffnungen
dienen zur Einführung von stückigen Holzabfällen und anderem Brennmaterial in den
Heizkessel.
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Zusätzlich besitzen die erfindungsgemäßen Heizkessel an ihrem unteren
Ende eine Unterschubschnecke 4 mit einem Einführstutzen 16, der an einen Spänebunker
angeschlossen wird und über den Holzspäne der Unterschubschnecke 4 zugeführt werden.
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Die Unterschubschnecke 4 mündet jeweils in eine Unterschub-Beschickungsmulde
9, die wenigstens eine'vom Boden der Mulde nach oben schräg nach außen verlaufende
Wand 15 besitzt. Der Rest des Querschnitts des Brennraumes 6 des Heizkessels 1 wird
von einem Kesselrost 5 überdeckt, der eben, wie in der Ausführungsform gemäß den
Fig. 1 und 2, oder schräg, wie in der Ausführungsform gemäß Fig.
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3, angeordnet sein kann.
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Der Brennraum ist in Fig. 1 jener Raum, der sich über dem Kesselrost
5 und der Unterschub-Beschickungsmulde 9 bis zu der Decke des Heizkessels 1 erstreckt.
In Fig.
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3 wird der Brennraum seitlich durch die Vorderwand, die beiden Seitenwände
und die Prallwand 11 sowie eine in Fortsetzung der Prallwand 11 gedachte Linie (in
Fig. 3 gestrichelt gezeichnet) begrenzt.
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Mit dem Bezugszeichen 7 ist das Wärmeaustauschsystem des Heizkessels
bezeichnet, d.h. ein Röhrensystem, durch welches das zu erhitzende Wasser oder Luft
strömt. Nach dem Wärmeaustausch verlassen die Brenngase den Heizkessel durch die
Abgasleitung 8. Weiterhin sind in der Zeichnung ein Vorlaufanschluß 12, ein Rücklaufanschluß
13, ein Brenneranschluß 10 und ein Sekundärluftventilator 14 mit Oberluftdüsenrohr
gezeigt.
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Falls erforderlich oder zweckmäßig, kann in dem Heizkessel zusätzlich
zu der Oberluftzuführeinrichtung 14 noch eine weitere Verbrennungsluftzuführeinrichtung
vorgesehen sein.
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In Fig. 3 ist hierfür ein Anschluß 17 unter einer Lochplatte 18 gezeigt,
welche letztere die aus der Verbrennungsluftzuführeinrichtung kommende Luft über
die Breite des Heizkessels verteilt, und in Fig. 2 ein Anschluß 20 unter dem Kesselrost
5.
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Beim Betrieb der in den Zeichnungen darqesteiJ'ten Ausführungsformen
von Heizkesseln nach der Erfindung können gleichzeitic3 durch die Uni erscbub.£Jineckc
4 Tiolzsy).ine
und durch die Handbefüllöffnungen 2 oder 3 stückige
Holzabfälle in den Heizkessel eingeführt werden. Die durch die Unterschubschnecke
4 zugeführte Holzspanmasse gelangt zunächst in die Unterschub-Beschickungsmulde
9 und wird von dort in den Brennraum 6 gedrückt, wo die Holzspäne unter Zufuhr von
Luft aus dem Oberluft-Düsenrohr 14 verbrannt werden. Gleichzeitig werden die, stückigen
Holzabfälle auf dem Kesselrost verbrannt, die durch die Handbefüllöffnungen 2 oder
3 eingeführt wurden. Die Verbrennung der Holzspäne wird durch den Einwurf von stückigen
Holzabfällen durch die Handbefüllöffnungen nicht beeinträchtigt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Kesselrost
5 aus einzelnen Rostsegmenten, die separat voneinander eingesetzt werden können,
um den Kesselrost an die verschiedenen Kesselgrößen anpassen zu können.