DE4007581A1 - Brenneranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brenneranordnung mit Brenn­ rohr, insbesondere in Vor-Anordnung eines Heizkessels zwecks dessen Beheizung.

Bekannte Öl- und Gasbrenner, sog. "Blaubrenner", weisen eine Brennerdüse und eine Brennkammer auf, die verrußen können und unter Umständen nicht für eine optimale schad­ stoffarme Verbrennung bei gutem Wirkungsgrad sorgen. Für eine Feststoffverbrennung, insbesondere Industriehackgut und Späne, sind Öl- und Gasbrenner naturgemäß nicht geeig­ net.

Um Feststoffe zu verbrennen, sieht der Stand der Technik sog. Voröfen in einer Vor-Anordnung von Heizkesseln vor, welche nach Art einer Brenneranordnung betrieben sind. Im Betrieb wird das zugeführte Feststoffmaterial im Vor­ ofen verbrannt, dessen Flamme durch ein Brennrohr auf die Brennkammer eines nachgeordneten Heizkessels gerichtet ist. Es entsteht hierbei eine undefinierte Flamme mit ver­ gleichsweise niedriger Temperatur, verbunden mit einem hohen Staubausstoß, d. h. mit einem vergleichsweise hohen Anteil an unverbrannten Teilen. Ein Vorofenbetrieb geht also mit einem vergleichsweise niedrigen Wirkungsgrad ein­ her. Verschmutzung, Verrußung und Umweltbelastung sind groß. Die bekannten Voröfen weisen eine Feststoffzufuhr auf, welche keine Druckabdichtung auf der Eingangsseite ermög­ licht. Entsprechend dem äußeren Atmosphärendruck ist im Vorofen praktisch nur ein Gleichdruckbetrieb mit reduzier­ ten Zugluftverhältnissen von Primär- und Sekundärluft mög­ lich. Gebläsezuschaltungen sind nicht vorgesehen und wä­ ren auch aufgrund des Gleichdruckbetriebs ineffektiv.

Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung des vorgenann­ ten Stands der Technik durch Schaffung einer Brenneranord­ nung mit Brennrohr, welche einfach aufgebaut ist und gleich­ wohl einen guten Heizwirkungsgrad mit einer schadstoffarmen Rauchgasverbrennung besitzt und zudem vielseitig eingesetzt werden kann.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebe­ nen Mittel.

Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 30.

Wesen der Erfindung ist die Schaffung eines vergleichsweise kompakten Feststoffbrenners, der gekennzeichnet ist durch

• - einen Füllschacht für zu verbrennende Feststoffe,
• - eine an den Füllschacht angeschlossene Feststoffzufüh­ rungseinrichtung,
• - eine dem Füllschacht nachgeordnete Verwirbelungskammer, und
• - ein Ausbrennrohr im Anschluß an die Verwirbelungskammer.

Da die Feststoffzuführungseinrichtung direkt an den Füll­ schacht angeschlossen ist, ist es besonders zweckmäßig, ein Gebläse mit Dosiereinrichtung für die gesteuerte Zufuhr von Luft vorzusehen. Die Feststoffzuführungseinrichtung umfaßt vorzugsweise eine Zellradschleuse bzw. einen Feststoff- Schneckenförderer, welche bzw. welcher an der Unterseite des Füllschachtes einmündet und sich bis zum Rost des Füll­ schachtes erstreckt. Hierbei ist vorzugsweise eine nach oben gebogene Rampe am Ende des Schneckenförderers vorge­ sehen, welcher bis zum Rost reicht. Unter der Rampe befin­ det sich eine (elektrische) Zündeinrichtung.

Die vorgenannte erfindungsgemäße Konstruktion unterschei­ det sich gegenüber herkömmlichen Voröfen oder Unterschub­ feuerungen insofern, als durch einen Schneckenförderer oder dergl. das Feststoffmaterial bis in den Brennraum des als Vergasungsraum ausgebildeten Füllschachts gedrückt und dann im besonderen Primär- und Sekundärluft mittels Gebläse beigemischt wird. Durch den Schneckenförderer, welcher im Betrieb kalt ist, ist kein Rückbrand zum ein­ gangsseitigen freien Feststoffmaterial möglich, und es ist ein einwandfreier "Überdruckbetrieb" im Füllschacht oder Vergasungsraum möglich, der gute Zugverhältnisse ins­ besondere durch das Gebläse besitzt.

Zweckmäßigerweise ist das Gebläse an eine im Innern der Brenneranordnung befindliche Luftverteilungskammer ange­ schlossen, welche Unterluft oder Primärluft über einen ersten Luftkanal zur Unterseite des Füllschachtes unter­ halb des Rostes und Sekundärluft über einen zweiten Luft­ kanal im wesentlichen dicht oberhalb des Rostes des Füll­ schachtes zuleitet. Hierbei verläuft ein Abschnitt des zweiten Luftkanals direkt an der Füllschachtwand vorbei, wodurch sich die Sekundärluft vor Eintritt in den Füll­ schacht optimal erwärmt.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die Luftverteilungskammer einen Anschluß für einen dritten Luftkanal auf, über welchen sog. Oberluft zur Oberseite des Füllschachtes deutlich über dem Rost zugeleitet wird. Die Eintrittsöffnung der Oberluft in den Füllschacht liegt hierbei vorzugsweise seitlich und unterstützt den Durch­ zug der Verbrennungsluft zur nachgeordneten Verwirbelungs­ kammer dergestalt, daß in der Verwirbelungskammer zum einen eine definierte Verwirbelung eintritt und gleichermaßen das Rauchgas durch die Wirbelkammer einem nachgeordneten Ausbrennrohr zugeleitet wird.

Die Luftverteilungskammer weist in besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung einen weiteren vierten Luft­ kanal auf, welcher sog. vergleichsweise kühle Austritts­ luft dem Eingang des Ausbrennrohres direkt zuleitet. Die Zuleitung der vorgenannten Austrittsluft kühlt die einer Drehbewegung (Drall) ausgesetzte hochwertige Flamme im Ausbrennrohr entscheidend ab, und zwar von einer Flammen­ temperatur von ca. 1100°C auf eine Flammentemperatur von 800°C. Dies bedeutet, daß die aus der Brenneranordnung austretende Flamme weniger NO_x aufweist, da die NO_x-Bildung erst bei 600°C erfolgt. Ersichtlich ergibt sich gerade durch diese letztgenannte Maßnahme eine schadstoffarme optimale umweltschonende Verbrennung.

Letztgenanntes Teilmerkmal ist sehr bedeutungsvoll, kann auch bei anderen Brenneranordnungen realisiert sein und beansprucht singulär Schutz auch für andere Ausführungs­ formen.

Sämtliche vorgenannten Luftkanäle für die Zufuhr von Unter-, Sekundär-, Ober- und Austrittsluft sind zumindest teilwei­ se mit Einstellschrauben versehen, um die Zuführungsluft manuell oder automatisch zu dosieren.

In der Gesamtanordnung erstreckt sich die Verwirbelungs­ kammer vorzugsweise im wesentlichen in Querrichtung hori­ zontal hinter dem Füllschacht. Die Verwirbelungskammer ist in Form eines Rohres ausgebildet, dessen eines Axial­ ende abgeschlossen und dessen anderes Axialende im wesent­ lichen konzentrisch zum nachgeordneten Ausbrennrohr ange­ ordnet und mit diesem verbunden ist. Hierbei ist der Durch­ messer des Rohres der Verwirbelkammer größer als der Durch­ messer des Ausbrennrohres. Dadurch wird eine Bündelung des Brenngutes beim Eintreten in das Ausbrennrohr erreicht. Die Division des Ausbrennrohres ist einfach, weil gegen­ über dem Flammenaustritt sich ein Öffnungsflansch befindet, wodurch man die Verwirbelungskammer und das Ausbrennrohr gut einsehen kann.

Ein definierter Drall in der Verwirbelungskammer wird ins­ besondere dadurch eingerichtet, daß die Verwirbelungskammer eine Rohrmantelöffnung insbesondere mit einem tangentialen Wandbereichanschluß zum Füllschacht aufweist. Die Rohrman­ telöffnung entspricht in etwa der Breite des Füllschachtes, wobei der Eingang des Ausbrennrohres im wesentlichen in Höhe der zugeordneten Axialseite der Rohrmantelöffnung der Verwirbelungskammer gelegen ist.

Insbesondere sind in der Verwirbelungskammer Leitbleche vor­ gesehen, die vorzugsweise schraubenförmig auf dem Innenum­ fang (mit Ausnahme der Rohrmantelöffnung) angeordnet sind, wobei die Schraubensteigung in Richtung des Eingangs der Ausbrennrohre gerichtet ist. Hierdurch werden vom Füll­ schacht durch die Verwirbelungskammer zum Ausbrennrohr geleitete Rauchgase nicht nur einer Verwirbelung, sondern auch einer Axialkraft in Richtung Ausbrennrohrachse unter­ worfen. Im Ergebnis entsteht im und nach dem Ausbrennrohr eine hochwertige Flamme mit definierter Strömung, die exakt einem nachgeordneten Heizkessel an gewünschter Stelle zuge­ leitet werden kann.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Ausbrennrohr mehrere achsparallele Einzelbrennrohre aufweist.

Insbesondere sind auf dem Umfang drei gleichverteilte Ein­ zelbrennrohre vorgesehen.

Das Ausbrennrohr bzw. die Einzelbrennrohre bestehen aus einem hochwertigen Keramikmaterial wie Siliziumkarbid. Die Rohre weisen eine geringe Wanddicke auf und erreichen schon sehr frühzeitig in der Startphase eines Brennbetriebs eine hohe Entzündungstemperatur. Siliziumkarbid verträgt Temperaturwechsel und hält aggressiven Gasen stand. Auch ist das Bauteil leicht auszutauschen.

Entsprechend kann auch die Verwirbelungskammer aus Sili­ ziumkarbid oder dergl. ausgebildet sein.

Das Material des Füllschachtes bzw. der Vorvergaserkammer ist vorzugsweise eine feuerbeständige Betonauskleidung.

Die Brenneranordnung besitzt insbesondere Würfel- oder Kastenform kompakten Zuschnitts. Das Grundgehäuse kann Stahlwände besitzen, wobei insbesondere ein äußerer Wärme­ isoliermantel vorgesehen ist. Dahinterliegend befindet sich ein umlaufender Wassermantel, welcher mit dem nachge­ ordneten Heizkessel in Verbindung steht.

Die erfindungsgemäße Brenneranordnung ermöglicht insbeson­ dere das automatische Verfeuern von Industriehackgut und Späne (Schreinermaterial). Das Grundgehäuse ist so ausge­ legt, daß eine verschiedenartige Einbautechnik möglich ist.

Insgesamt ist die Wasserführung des Grundgehäuses so aus­ gelegt, daß ein Abstrahlverlust der Brenneranordnung ver­ hindert ist. Der Brenner ist schnell regelbar und wird über die Kesseltemperatur gesteuert. Er weist eine große Flexibilität hinsichtlich der Beschickungsarten auf. Mög­ lich ist neben einer Unterschub-Beschickung auch eine Fall­ Beschickung des Füllschachtes von oben durch eine dort angeordnete Zuführungsöffnung mit Verschluß. Vor- und Nach­ teile der verschiedenen Beschickungsarten hängen in hohem Maße vom Brennmaterial ab. Ist eine Unterschub-Beschickung vorgesehen, ist der Rost im Zuführungsbereich ausgespart, um dort das Ende der vorgenannten Rampe aufzunehmen. Hier wird das Brenngut hochgedrückt. Eine Verlängerung des Mate­ rialtransportschachtes über den Rost hinaus bringt eine optimale Vortrocknung und eine bessere Auflockerung des Brenngutes. Insgesamt richtet sich die Gestaltung des Rostes nach dem Aschegehalt und dem Verschlackungsgrad des Brenn­ materials.

Nachfolgend wird die Funktion der Brenneranordnung beschrie­ ben.

Bei Inbetriebnahme der Brenneranordnung ist der Schnecken­ förderer in Betrieb, welcher über einen Motor angetrieben ist, der seinerseits von der Kesseltemperatur gesteuert ist. Gleichermaßen ist die elektrische Zündeinrichtung für ca. 10 Minuten in Betrieb. Das vorgeschobene Hackgut oder die Späne beginnt zu glimmen und wird auf der Rampe weitergeschoben in den Füllschacht oder Vorvergaserraum. Dort wird durch die zugeführte Verbrennungsluft über das Gebläse Primärluft und Sekundärluft zur Verbrennung gebracht. Im Brennraum oder Füllschacht ist ein Füllstandsmelder oder -geber in Form eines Schwenkhebels angebracht, welcher einen Füllstandsschalter betätigt, um den Schneckenförderer abzuschalten. Die Brenneranordnung arbeitet selbständig in etwa wie ein Ölbrenner, und es kann jede Kesselleistung auch im kleinsten Schwachlastbetrieb geheizt werden. Es wird dadurch eine Taupunktunterschreitung verhindert, eben­ so eine Holzessigbildung an den Kesselwänden, wobei keine frühzeitige Korrosion entsteht. Der vorgenannte Feststoff­ Gebläsebrenner kann vollautomatisch betrieben werden ohne Aufsichtspersonal. Aufgrund der vorgeschalteten Zellrad­ schleuse oder dergl. ist große Rückbrandsicherung gegeben. Die praktisch erhaltenen Abgaswerte liegen deutlich unter den vorgeschriebenen Werten der Bundesimmissionsschutzver­ ordnung.

Der Vorteil der Vorverwirbelungskammer liegt im besonderen in der Startphase der Brenneranordnung, da gerade in der Startphase schon ein guter Ausbrand erzielt werden kann. Auch ist das Frischluft-Gasgemisch dann für die Ausbrenn­ strecke optimal aufbereitet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 in schematischer perspektivischer aufgebrochener Ansicht eine Brenneranordnung,

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in schematischer aufge­ brochener Draufsicht,

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 1 in einem Schnitt A-A der Fig. 2,

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 1 in einem Schnitt B-B der Fig. 2,

Fig. 5 eine Einzelheit im Bereich des Eingangs des Aus­ brennrohrs ähnlich der Schnittansicht der Fig. 3,

Fig. 6 einen Schnitt C-C der Fig. 5, und

Fig. 7 eine perspektivische aufgebrochene Gesamtansicht der Brenneranordnung ähnlich Fig. 1 in größerer Einzelheit.

Gemäß Zeichnung ist eine Brenneranordnung 10 zum automati­ schen Verfeuern von Industriehackgut und Späne (Schreiner­ material) vorgesehen.

Das Grundgehäuse ist so ausgelegt, daß eine verschieden­ artige Einbautechnik möglich ist.

Die Brenneranordnung 10 umfaßt im wesentlichen einen Füll­ schacht 11 für zu verbrennende Feststoffe, eine an den Füllschacht 11 angeschlossene Feststoffzuführungseinrich­ tung, eine dem Füllschacht nachgeordnete Verwirbelungskam­ mer 12 und ein seitliches Ausbrennrohr 13 im Anschluß an die Verwirbelungskammer.

Ferner ist ein Gebläse 14 mit Dosiereinrichtung für die gesteuerte Zufuhr von Verbrennungsluft vorgesehen.

Das Gebläse 14 ist an eine im Innern der Brenneranordnung befindliche Luftverteilungskammer 15 angeschlossen, welche Unterluft 1 über einen ersten Luftkanal zur Unterseite des Füllschachtes und Sekundärluft 2 über einen zweiten Luft­ kanal dicht oberhalb des Rostes 18 dem Füllschacht gleich­ strömig zuführt, wobei ein Abschnitt 17 des zweiten Luft­ kanals direkt an der vertikalen inneren Füllschachtwand 18 vorbeiführt, um eine optimale Vorwärmung der Sekundär­ luft einzurichten.

Die Luftverteilungskammer 15 steht ferner mit einem drit­ ten Luftkanal in Verbindung, welcher Oberluft 3 zur Ober­ seite des Füllschachts 11 deutlich über dem Rost 18 zulei­ tet in einer Weise, wie nachfolgend noch beschrieben wird. In den einzelnen Luftkanälen für Unterluft 1, Sekundär­ luft 2 und Oberluft 3 befinden sich Dosiereinrichtungen in Form von Einstellschrauben 6, welche durch Drehung eine Mengenregulierung zulassen. Mithin gelangt im Betrieb durch das Gebläse 14 in die Luftverteilungskammer 15 einströmende Dosierluft 5 in gesteuerter Weise zu den einzelnen Berei­ chen des Füllschachtes 11 zwecks Optimierung der Verbren­ nung und Strömung.

Das Gebläse 14 sorgt für einen sog. "Überdruckbetrieb" der Brennkammer insbesondere dadurch, weil der Füll­ schacht 11 eingangsseitig dicht an die Feststoffzuführungs­ einrichtung 9 angeschlossen ist.

Die Feststoffzuführungseinrichtung 9 ist gemäß Ausführungs­ beispiel der Zeichnung als sog. Unterschub-Beschickung konzi­ piert und sieht für eine automatische Zuführung des zu ver­ brennenden Feststoffs, Industriehackgut, Späne oder dergl. einen Schneckenförderer 26 vor, welcher motorgetrieben und durch die Kesseltemperatur gesteuert ist. Der Schnecken­ förderer 26 befindet sich im wesentlichen in horizon­ taler Erstreckung auf der Vorderseite und reicht unterhalb des Rostes 16 in die Brenneranordnung 10 hinein, wobei dicht anschließend eine nach oben gebogene Rampe 27 vorge­ sehen ist, welche bis zu einer Aussparung des Rostes 16 nach oben geführt ist. Durch die Schnecke wird das Material bis hin zu der Oberseite des Füllschachtes gedrückt, wobei eine unter der Rampe 27 angeordnete elektrische Zündeinrich­ tung 28 vorgesehen ist, welche in der Startphase der Brenner­ anordnung für ca. 10 Minuten in Betrieb ist, so daß die zu­ geführte Späne, Hackgut oder dergl. zu glimmen beginnt und im Füllschacht oder Vorvergaserraum durch das Gebläse 14 zugeführte Primär- und Sekundärluft zur Verbrennung gebracht wird.

Im Füllraum 11 befinden sich ein zentraler Niveaugeber 8 mit einem Schwenkhebel 29, welche an der Seite des Füll­ schachtes brenneranordnungsfest angelenkt ist. Das freie Ende des Schwenkhebels 29 ist als sog. Feststoff-Schwimmer 30 ausgebildet dergestalt, daß bei einer Füllstandserhöhung der Schwimmer nach oben bewegt und mithin der Schwenkhebel 29 geschwenkt wird. Bei einer Hochschwenkbewegung des Schwenk­ hebels 29 gelangt dieser in einen Schalteingriff mit einem Niveauschalter 7, welcher den Schneckenförderer 26 abschal­ tet. Fällt der Füllstand im Füllschacht 11, wird der Schne­ ckenförderer 26 wieder in Betrieb gesetzt.

Der Niveauschalter 7 ist in der Höhe verstellbar, um unter­ schiedliche Füllstände einzurichten. Entsprechend kann auch der Niveaugeber 8 in der Höhe verstellt werden. Selbst­ verständlich wird der Schneckenförderer 28 nur dann in Betrieb genommen, wenn die Kesseltemperatur entsprechend abgesunken ist.

Neben der vorgenannten Unterschub-Beschickung ist jedoch auch eine Fall-Beschickung des Füllschachts 11 von oben möglich, da prinzipiell an der Füllschacht-Oberseite eine Zugangsöffnung 31 vorgesehen ist, die domförmig nach oben reicht. Die obere Zugangsöffnung 31 weist einen oberen Verschluß auf, welcher unterseitig eine Isolierschicht besitzt (welche in der Zeichnung nicht veranschaulicht ist).

Die Brenneranordnung ist insgesamt würfel- oder kastenför­ mig in kompakter Weise aufgebaut und weist einen äußeren Wärmeisoliermantel 32 auf, dem sich innenseitig ein umlau­ fender Wassermantel 33 anschließt, welcher über einen An­ schluß 34 mit einem (nicht veranschaulichten) Heizkessel in Verbindung steht. Hinter dem Füllschacht 11 befindet sich in einer horizontalen Queranordnung die Verwirbelungs­ kammer 12, die in Form eines Rohres ausgebildet ist, des­ sen eine Axialseite verschlossen ist. Die andere Axial­ seite des Rohres ist offen und steht mit dem Eingang 19 des koaxialen Ausbrennrohrs 13 in Verbindung, dessen drei umfangsmäßig gleichverteilte Einzelbrennrohre 25 zur Brenn­ kammer des nicht veranschaulichten Heizkessels hin gerich­ tet sind. Die Einzelbrennrohre 25 besteht aus Siliziumkar­ bid und besitzen eine geringe Wandstärke, welches schon frühzeitig bei Inbetriebnahme eine hohe Entzündungstempera­ tur erreicht. Siliziumkarbid verträgt Temperaturwechsel und hält aggressiven Gasen stand. Auch ist das Bauteil leicht auszutauschen.

Der Eingang 19 des Ausbrennrohres 13 weist einen Ringkanal 23 auf, welcher in größerer Einzelheit in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht ist. Der Ringkanal 23 steht eingangssei­ tig mit einem vierten Luftkanal in Verbindung, welcher an die vorgenannte Luftverteilungskammer 15 bzw. an das vorgenannte Gebläse 14 angeschlossen ist, um im Betrieb vergleichsweise kühle Austrittsluft 4 zum Eingang 19 des Ausbrennrohrs 13 zu fördern, und zwar durch achsparallele Austrittsöffnungen 24, welche vom Ringkanal 23 einen Durch­ gang zum Eingang 19 des Ausbrennrohres 13 einrichten. Die Austrittsluft 4 wird aus dem Ringkanal 23 am äußeren Rand der Einzelbrennrohre gegen die Strömung des Brenngases gedrückt und wird dann erst in den Einzelbrennrohren der­ gestalt aktiv, daß die Flammentemperatur von ca. 1100°C auf 800°C nach unten gestaffelt wird, was die NO-Vermischung günstig beeinflußt, d. h. im wesentlichen die NO_x-Bildung reduziert.

Die Verwirbelungskammer besitzt eine Rohrmantelöffnung 21 in Richtung Füllschacht 11 in etwa in der Breite des Füll­ schachtes, wobei der obere horizontale Rand 35 der Rohr­ mantelöffnung 21 einen tangentialen Einlaß des Brenngases vom Füllschacht 11 in die Verwirbelungskammer 12 ermöglicht.

Der obere horizontale Rand 35 liegt in etwa in oberseiti­ ger Verlängerung der vertikalen Füllschachtwand 18.

Im Betrieb wird in der Verwirbelungskammer 12 eine defi­ nierte Drehbewegung bzw. ein Drall des Brenngases erzeugt, welcher sich bis hin zu den Einzelbrennrohren 25 des Aus­ brennrohrs 13 fortsetzt und dort für eine hochwertige defi­ nierte Flammenströmung sorgt, welche selbst nach Austritt aus dem Ausbrennrohr 13 in gezielter Weise auf die Brenn­ kammer des nachgeordneten Heizkessels gerichtet werden kann.

Der Eingang 20 der Oberluft 3 zum Füllschacht 11 befindet sich auf der dem Eingang 19 des Ausbrennrohrs 13 entgegen­ gesetzten Seite der Brenneranordnung 10, so daß die Ober­ luft 3 die Axialströmung des Brenngases in der Verwirbe­ lungskammer zum Ausbrennrohr 13 hin unterstützt.

Auf der Mantelinnenseite der Verwirbelungskammer 12 kön­ nen Verwirbelungsleitbleche 22 vorgesehen sein, welche schraubenförmig angeordnet sind. Die Schraubensteigung verläuft hierbei in Richtung Ausbrennrohr 13 zwecks Ein­ richtung einer Axialförderkomponente für die durchströmen­ den Brenngase.

Es wird mithin durch die Erfindung insbesondere ein Fest­ stoff-Gebläsebrenner geschaffen, welcher einen von unten oder von oben zu beschickenden Fallschacht aufweist. Die äußere Grundeinheit ist wasserführend, wobei der Außenman­ tel Würfelform besitzt. Die Eindüsung des Brenngases in die Verwirbelungskammer erfolgt tangential mit effektiver Drallwirkung. Durch die Zufuhr der Austrittsluft 4 ist ein stufenweiser Ausbrand in den Einzelbrennrohren mög­ lich. Die Einzelbrennrohre bzw. das Ausbrennrohr befindet sich in seitlicher Anordnung in koaxialer Verlängerung der Verwirbelungskammer hinter dem Füllschacht 11 bzw. Ent­ gasungsschacht. Die Brennluft-Bereitstellung wird mit Hilfe eines Gebläses 14 erreicht, wobei die Luft über eine Luft­ verteilkammer 15 den einzelnen Brenneranordnungsstellen optimal zugeleitet werden kann, insbesondere dadurch, daß jede Luftstelle mit einer Dosierdrossel versehen ist.

Claims (30)

1. Brenneranordnung mit Brennrohr, insbesondere in Vor- Anordnung eines Heizkessels zwecks dessen Beheizung, gekennzeichnet durch

• - einen Füllschacht (11) für zu verbrennende Feststoffe,
• - eine an den Füllschacht (11) angeschlossene Feststoff­ zuführungseinrichtung (9),
• - eine dem Füllschacht (11) nachgeordnete Verwirbelungs­ kammer (12), und
• - ein Ausbrennrohr (13) im Anschluß an die Verwirbelungs­ kammer (12).

2. Brenneranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gebläse (14) insbesondere mit Dosiereinrichtung für die gesteuerte Zufuhr von Luft vorgesehen ist.

3. Brenneranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (14) an eine Luftverteilungskammer (15) angeschlossen ist, welche Unterluft (1) über einen ersten Luftkanal zur Unterseite des Füllschachts (11) unterhalb des Rostes (16) und Sekundärluft (2) über einen zweiten Luftkanal dicht oberhalb des Rostes (16) dem Füllschacht (11) zuführt, wobei insbesondere der zweite Luftkanal in einem Abschnitt (17) dicht an einer Füllschachtwand (18) vorbeigeführt ist.

4. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Gebläse (14) verbundene Luftverteilungs­ kammer (15) einen dritten Luftkanal aufweist, welcher Oberluft (3) zur Oberseite des Füllschachts (11) zuführt.

5. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Gebläse (14) verbundene Luftverteilungs­ kammer (15) einen vierten Luftkanal aufweist, welcher Austrittsluft (4) dem Eingang (19) des Ausbrennrohrs (13) zuführt.

6. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanäle zur Zufuhr von Unterluft (1), Sekun­ därluft (2), Oberluft (3) und Austrittsluft (4) zumin­ dest teilweise Einstellschrauben (6) zwecks Dosierung der Zuführungsluft aufweisen.

7. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (20) der Oberluft (3) zum Füllschacht (11) dem Eingang (19) des Ausbrennrohrs (13) im wesent­ lichen gegenüberliegt.

8. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungskammer (12) sich im wesentlichen in Querrichtung horizontal hinter dem Füllschacht (11) erstreckt.

9. Brenneranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungskammer (12) im wesentllichen die Form eines Rohres besitzt, dessen eines Axialende abge­ schlossen und dessen anderes Ende im wesentlichen kon­ zentrisch zum Ausbrennrohr (13) angeordnet und mit die­ sem verbunden ist, wobei insbesondere der Durchmesser des Verwirbelkammerrohrs größer ist als der Durchmesser des Ausbrennrohrs (13).

10. Brenneranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungskammer (12) eine Rohrmantelöffnung (21) insbesondere mit tangentialem Wandbereichanschluß zum Füllschacht (11) aufweist, welche in etwa die Breite des Füllschachts (11) besitzt, wobei der Eingang (19) des Ausbrennrohrs (13) im wesentlichen in Höhe der einen Axialseite der Rohrmantelöffnung (21) gelegen ist.

11. Brenneranordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungskammer (12) Verwirbelungsleit­ bleche (22) aufweist.

12. Brenneranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungsleitbleche (22) schraubenformig auf dem Innenumfang der Verwirbelungskammer (12) (mit Ausnahme der Rohrmantelöffnung) angeordnet sind und die Schraubensteigung in Richtung des Eingangs (19) des Ausbrennrohrs (13) gerichtet ist.

13. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Luftkanal im Bereich des Eingangs (19) des Ausbrennrohrs (13) einen das Ausbrennrohr umschlie­ ßenden Ringkanal (23) aufweist, der seinerseits eine Vielzahl von achsparallelen Austrittsöffnungen (24) rund um den Eingang (19) des Ausbrennrohrs (13) be­ sitzt.

14. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbrennrohr (13) mehrere achsparallele, ins­ besondere auf dem Umfang drei gleich verteilte Einzel­ brennrohre (25) aufweist.

15. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (14) auf der dem Ausbrennrohr (13) entgegengesetzten Brenneranordnungsseite gelegen ist.

16. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffzuführungseinrichtung als Unterschub- Beschickung des Füllschachts (11) ausgebildet ist und eine motorgetriebene Feststoff-Förderschnecke (26) bzw. -Zellradschleuse aufweist.

17. Brenneranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (26) im wesentlichen horizon­ tal in Querrichtung zur Verwirbelungskammer (12) und zum Ausbrennrohr (13) angeordnet ist.

18. Brenneranordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß am Austrittsende der Förderschnecke (26) eine ge­ bogene Rampe (27) sich bis hin zum Füllschachtrost (16) erstreckt.

19. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß am Austrittsende der Förderschnecke (26) eine Fest­ stoff-Zündeinrichtung (28) vorgesehen ist.

20. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Füllschacht (11) ein Niveaugeber (8) und ein Niveaunehmer bzw. Niveauschalter (7) zur Füllstands- bzw. Feststoffbegrenzung angeordnet sind.

21. Brenneranordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Niveauschalter (7) oder Niveaugeber (8) höhen­ verstellbar beim oder im Füllschacht (11) angeordnet ist.

22. Brenneranordnung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Niveaugeber (8) einen Schwenkhebel (29) auf­ weist, dessen freies Ende als Feststoff-Schwimmer (30) ausgebildet und im Innern des Füllschachts (11) gele­ gen ist, wobei der Schwenkhebel (29) mit dem Niveau­ schalter (7) in Eingriff bringbar ist.

23. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllschacht (11) eine obere Zugangsöffnung (31) mit Verschluß aufweist.

24. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung im wesentlichen Kastenform besitzt.

25. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen äußeren Wärmeisoliermantel (32) aufweist.

26. Brenneranordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Innenseite des Wärmeisoliermantels (32) ein umlaufender Wassermantel (33) ausgebildet ist.

27. Brenneranordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Wassermantel (33) mit einem Heiz­ kessel verbunden ist.

28. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllschacht (11) mit feuerfestem Beton oder dergl. ausgekleidet ist.

29. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbrennrohr (13) und/oder die Verwirbelungs­ kammer (12) aus Siliziumkarbid gebildet ist.

30. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine heizkesseltemperaturabhängige Steuereinrich­ tung für den Antrieb der Feststoffzuführungseinrichtung (9) und die Zündung der Zündeinrichtung (28) vorgesehen ist.