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Füllschachtfeuerung Die bekannten Feuerungen für feste Brennstoffe
ermöglichten eine vollkommene Verbrennung zuverlässig nur bei Anwendung eines hohen
Luftüberschusses. Dieser Übelstand ist darauf zurückzuführen, daß es nur in praktisch
bedeutungslosen Ausnahmefällen möglich ist, feste Brennstoffe bereits innerhalb
des Brennstoffhaufens selbst restlos zu verbrennen; in praktisch allen Fällen «-erden
vielmehr noch brennbare Bestandteile den Brennstoffhaufen in Gasform verlassen.
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Die Verbrennung dieser gasförmigen Bestandteile mußte bei den bekannten
Feuerungen unter sehr ungünstigen Umständen stattfinden. Häufig enthielten sie überhaupt
nicht genügend Sauerstoff, so daß noch Zusatzluft zugeführt werden mußte. War aber
genügend Sauerstoff in dem austretenden Gasstrom enthalten. so war dieser Sauerstoff
doch nicht genügend mit den noch unverbrannten Bestandteilen des Gasstromes gemischt,
vielmehr war an einzelnen Stellen zu viel, an anderen Stellen wieder zu wenig Sauerstoff
vorhanden. Um zu erreichen, daß an allen Stellen genügend Sauerstoff vorhanden war,
mußte also Luft im Überschuß zugegeben werden. Dadurch wurde aber die Verbrennung
unwirtschaftlich und der Wirkungsgrad der Feuerung herabgesetzt.
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Die nachträgliche Mischung der Abgase in den Heizzügen durch die Diffusion
war deswegen wertlos, weil die Abgase dann schon unter ihre Entzündungstemperatur
abgekühlt ,waren. Besonders war das der Fall. wenn sie sofort nach dem Austritt
aus dem Brennstoffhaufen mit Heizflächen in Berührung kamen. In den Fällen, in denen
die Gase in viele kleine Kanäle aus dem Brennstofflaufen austraten, war ihre Mischung
außerhalb des Brennstoffhaufens überhaupt unmöglich.
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Die geschilderten L'belstände, die auch bei Großfeuerungen bestehen,
sind jedoch besonders fühlbar in kleineren oder mittleren Feuerungen, wie sie in
Zimmeröfen, Zentralheizungskesseln usw. verwendet werden. Die Erfindung soll die
beschriebenen Nachteile beseitigen, besonders an Anlagen dieser Art. Sie hat also
eine Feuerung zum Gegenstand, bei der eine vollkommene Verbrennung mit einem verschwindend
kleinen Luftüberschuß erreicht wird.
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Die Feuerung nach der Erfindung ist eine Füllschachtfeuerung mit seitlich
vom Füllschacht angeordnetem Flammraum. Die Luftzuführung findet ausschließlich
in den unteren Teil der Brennstoffsäule statt, und zwar derart, daß der austretende
Gasstrom bereits den zu seiner vollständigen Verbrennung ausreichenden Sauerstoff
enthält.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß eine gute Mischung der
an der Verbrennung beteiligten Gase, wie sie Bedingung für eine vollkommene Verbrennung
mit möglichst geringem Luftüberschuß ist, sich nur dann erreichen läßt, wenn jeweils
auf allen Punkten einer zur Strömungsrichtung dieser Gase
senkrechten
Fläche ein und derselbe chemische und physikalische Zustand herrscht, also mit andern
Worten, daß diese Fläche in der Querrichtung in Ansehung des Verbrennungsvorganges
möglichst vollkommen homogen ist; dieser Zustand wird im nachfolgenden als Querhomogenität
der Feuerung bezeichnet.
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Zur Erzielung der Querhomogenität ist es erforderlich, daß die Strömungspfade
innerhalb des Brennstoffhaufens möglichst parallel oder nur schwach gegeneinandergeneigt
verlaufen, oder anders ausgedrückt, daß die Austrittsböschung des Brennstoffhaufens
fast ebenso groß ist wie die effektive Rostfläche.
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Der Erfindung liegt ferner noch der weitere Gedanke zugrunde, daß
es notwendig ist, das aus dem Brennstoffhaufen austretende homogene Gasgemisch zu
seiner zuverlässigen Entzündung auf einen möglichst engen Querschnitt zusammenzudrängen
und es dort auf die Entzündungstemperatur zu bringen. Hierzu dient eine im Strömungspfad
der Verbrennungsgase innerhalb des Flammraumes vorgesehene düsenartige Einschnürung.
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Die beiden Forderungen, die Austrittsböschung fast ebenso groß zu
halten wie die effektive Rostfläche und kurz über der Austrittsböschung die Gase
auf einen, engen Querschnitt zusammenzudrängen, lassen sich ohne Preisgabe der Querhomogenität
nur dadurch verwirklichen, daß der Flammraum oberhalb der Austrittsböschung die
Gestalt eines Pyramidenstumpfes erhält. Dabei deckt sich die Unterseite dieses Pyramidenstumpfes
mit der Austrittsböschung, und die Oberseite bildet die düsenartige Einschnürung.
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Außerdem ist, um nicht an Zug zu verlieren, eine Vergrößerung des
Abzugsquerschnittes kurz oberhalb der Düse sehr erwünscht. Auch diese Forderung
läßt sich unter Aufrechterhaltung der Ouerhömogenität nur dadurch verwirklichen,
daß auch der obere Teil des Flammraumes die Gestalt eines Pvramidenstumpfes erhält.
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Der Flammraum besteht also gemäß der Erfindung aus zwei mit ihren
Deckflächen aufeinandergestellten Pyramidenstümpfen. Er bildet also den einzigen
Abzug für die aus dem Brennstoffhaufen austretenden Gase. Hervorzuheben ist auch
noch, daß im Flammraum keine seitlichen Öffnungen für die Einleitung von Zusatzluft
vorgesehen werden dürfen; weil dadurch die Querhomogenität gestört werden würde.
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Um die Gase in der Düse auf der Entzündungstemperatur zu halten, müssen
die Wände glühen; infolgedessen werden sie aus feuerfestem Baustoff hergestellt.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in
zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
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Abb. r zeigt einen Kachelofeneinsatz, Abb. a einen Zentralheizungskessel
mit Feuerung gemäß der Erfindung; Abb. 3a und 3b sind Grundriß,und Aufriß des Flammraumes
mit der Düse.
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Die Feuerung enthält den Füllschacht a für unteren Abbrand, der durch
eine verschließbare Öffnung b mit Brennstoff gespeist werden kann. Die Öffnung bist
vollständig luftdicht abschließbar, so daß nach oben keine Schwelgase aus dem Brennstoffhaufen
entweichen können. Die Zufuhr von Verbrennungsluft erfolgt in den unteren Teil des
Brennstoffhaufens durch zwei Roste, die aufeinander senkrecht sind, und zwar durch
einen Stehrost c und durch einen Schüttelrost d. Unterhalb des Schüttelrostes
d liegt der Aschenraum e mit der Aschenfalltür f.
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Der Flammraum besteht gemäß der Erfindung aus zwei mit ihren Deckflächen
aufeinandergestellten Pyramidenstümpfen g und i, die zwischen sich eine düsenartige
Einschnürung 1a bilden. Es ist hervorzuheben, daß der Flammraum mit der Düse den
einzigen Weg für die Gase aus dem Brennstoffhaufen bietet. Die Abb. 3a und 3b lassen
im einzelnen die Gestalt des Flammraumes erkennen.
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Die Wandungen des Flammraumes bestehen aus feuerfestem und Wärme schlecht
. leitendem Baustoff, z. B. aus Schamotte, und zwar können sie aus einem oder mehreren
Formstücken gebildet oder auch einteilig mit den Wandungen der Feuerung hergestellt
sein, wenn diese ohnehin aus Schamotte bestehen.