AT504891A4

AT504891A4 - Festbrennstoffofen

Info

Publication number: AT504891A4
Application number: AT3132007A
Authority: AT
Original assignee: Guetl Karl Ing; Resch Peter
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-15
Also published as: AT505551B1; AT505297A4; AT504891B1; AT505297B1; AT505551A4

Description

Die Erfindung betrifft einen Festbrennstoffofen gemäss Anspruch 1.
Unter Festbrennstofföfen werden üblicherweise Öfen verstanden, die mit festem, grossstückigem bzw. schwer entflammbaren Brennmaterial, insbesondere Scheitholz, befeuert werden. Bisher werden derartige Festbrennstofföfen zumeist von Hand gezündet, was jedoch mühselig und gefährlich ist. Zwar sind automatische Zündeinrichtungen für Festbrennstofföfen bekannt, doch funktionieren diese nur dann, wenn beim Befüllen des Ofens gezielt kleinstückigeres, leicht entzündliches Zundermaterial in die Nähe der Zündeinrichtung gebracht wird.

Es entzündet sich dann zuerst das kleinstückige Zundermaterial und erst danach das schwer entflammbare Brennmaterial.
Das Problem der Zündung für grossstückiges und schwer entflammbares Brennmaterial, wie Scheitholz, liegt darin, dass dafür eine erhebliche Zündenergie notwendig ist, welch nur schwer über eine Zündeinrichtung erbringbar ist. Auch ist die Verteilung des grossstückigen Brennmaterials innerhalb der Brennkammer nicht homogen, wie dies beispielsweise bei einem Schnitzel- oder Pelletsbrenner der Fall ist, sondern sehr inhomogen und weist grössere Hohlräume auf. So kann eine effektive Zündung nicht immer gut gewährleistet werden.
Ein weiteres Problem besteht beim bisherigen Stand der Technik darin, dass die bisher aus dem Stand der Technik bekannten Zündeinrichtungen nach der Zündung bzw. nach Beginn des Brennprozesses in der Brennkammer verbleiben.

Dadurch kommt es jedoch durch die Hitzeentwicklung in der Brennkammer zu einer Beschädigung der Zündeinrichtung selbst sowie deren Komponenten.
Um dieses Problem zu überwinden, bietet der Stand der Technik die Lösung an, die Zündeinrichtung örtlich von der Brennkammer zu trennen und beispielsweise die thermische Energie mittels heisser Luft in den Brennraum zuzuführen, um so das Brennmaterial zu entzünden. Dies ist jedoch nur bei leicht entflammbarem Brennmaterial, wie Schnitzel oder Pellets, mit niedriger Zündenergie möglich. Bei schwer entflammbaren Brennmaterialien, wie z.B.

Scheitholz, ist eine derartige Einrichtung nicht einsetzbar.
Aufgabe der Erfindung ist somit, die Probleme des Standes der Technik zu überwinden und einen Festbrennstoffofen zu schaffen, mit dem schwer entflammbare Brennmaterialien leicht entzündbar sind, wobei gleichzeitig die Zündeinrichtung geschont wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Gemäss Anspruch 1 ist ein Festbrennstoffofen vorgesehen, der zur Verbrennung von festem, grossstückigem bzw. schwer entflammbaren Brennmaterial, insbesondere Scheitholz, geeignet ist. Derartige Festbrennstoffofen sind besonders für die Aufnahme von grossstückigem Brennmaterial adaptiert. So muss die Brennkammer gross genug ausgelegt sein, um beispielsweise sperriges Scheitholz aufnehmen zu können.

Weiters muss der gesamtem Ofen und insbesondere die Brennkammer und deren Wände mechanisch ausreichend stabil ausgestaltet sein, um das Befüllen der Brennkammer mit schweren, grossstückigen Brennmaterialstücken bzw. schweren Holzscheiten, die meist von oben mit grosser Geschwindigkeit und entsprechend grossem Impuls eingebracht werden, ohne Beschädigungen zu überstehen. Festbrennstofföfen sind in dieser Hinsicht von anderen Öfen, beispielsweise von Pelletöfen unterscheidbar.
Der erfindungsgemässe Festbrennstoffofen weist eine Brennkammer und eine Zündeinrichtung auf. Die Zündeinrichtung ist von einem hitzegeschützten Bereich ausserhalb der Brennkammer zur Zündung des Brennmaterials in die Brennkammer einbringbar und ist nach erfolgter Zündung aus der Brennkammer wieder vollständig ausbringbar und in den hitzegeschützten Bereich rückführbar.

Auf diese Weise kann das vorliegende Brennmaterial schnell und einfach sowie unter grösstmöglicher Schonung der Zündeinrichtung gezündet werden. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Zündeinrichtung so kurze Zeit wie möglich in der Brennkammer verbleibt.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen sowie Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zündeinrichtung als elektrische Zündeinrichtung ausgebildet. Eine elektrische Zündeinrichtung gewährleistet die für schwer entflammbares und grossstückiges Brennmaterial erforderliche grosse Zündenergie und ist in ihrem Betrieb preiswert und langlebig.

Sonstige Zündquellen wie Gas, Öl oder weitere Anzünder sind aufwendig und teuer sowie umständlich in der Anwendung.
Die Zündeinrichtung soll vorteilhafterweise möglichst nahe an das Brennmaterial herangebracht werden und dieses nach Möglichkeit sogar berühren, um eine effektive und schnelle Entzündung zu bewirken.
Die Zündeinrichtung kann auf unterschiedlichem Wege, beispielsweise über einen Schiebemechanismus oder einen Schwenkmechanismus in die Brennkammer ein- und ausgebracht werden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Wand der Brennkammer eine Führungsausnehmung ausgebildet, durch die die Zündungseinrichtung linear einund ausschiebbar ist.

Um zu vermeiden, dass die Zündeinrichtung und/oder die Führungsausnehmung entweder mechanisch oder thermisch beschädigt werden, kann die Führungsausnehmung verschliessbar ausgeführt sein.
Die Bewegung der Zündeinrichtung kann entweder per Hand oder über eine Antriebseinheit durchgeführt werden, wobei die Antriebseinheit über eine automatische Steuerung angesteuert werden kann, wodurch gewährleistet werden kann, dass die Zündeinrichtung nicht länger als notwendig im Bereich der Brennkammer verbleibt.
Die Zündeinrichtung kann per Hand oder über eine automatische Steuerung aktivierbar bzw. deaktivierbar sein.

Dies dient zur effektiven und automatischen Steuerung des Zündvorganges.
Weiters kann eine Vorrichtung als Sicherheitsmechanismus vorgesehen sein, die die Zündeinrichtung erst dann aktiviert, wenn sich diese tatsächlich im Brennraum befindet und wieder deaktiviert, sobald sich diese aus dem Brennraum zurückzieht.

Auf diese Weise können unnötige Energieverluste oder thermische Beschädigungen der nicht hitzestabilen Bestandteile des Ofens verhindert werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen Festbrennstoffofen im befüllten Zustand.
Fig. 2 bis 5 zeigt den Zündungsvorgang im Detail.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemässer Feststoffbrennofen 1 dargestellt, der eine Brennkammer 2 aufweist sowie weiters einen in dessen unteren Bereich befestigten Ascherost 3 und eine darunterliegende Aschekammer 4.

Der Festbrennstoffofen 1 bzw. die Brennkammer 2 sind von einer stabilen Wand 10 umgeben, die den heissen Bereich des Festbrennstoffofens 1 von dem hitzegeschützten Bereich 9 ausserhalb des Festbrennstoffofens 1 abgrenzt. Die Wand 10 und der Ascherost 3 sind mechanisch ausreichend stabil ausgestaltet, um das Gewicht und den Impuls von darauf liegendem oder darauf fallendem Scheitholz beschädigungsfrei auszuhalten. Der Festbrennstoffofen 1 bzw. dessen Auslegung ist insbesondere für Brennmaterial 5 mit Abmessungen von mehr als 20 cm Länge und/oder mehr als 5 cm Dicke und/oder einem Gewicht von mehr als 1 kg pro Stück geeignet.
In Fig. 1 ist der Festbrennstoffofen 1 mit festem, grossstückigen bzw. schwer entflammbaren Brennmaterial 5 in Form von schweren Scheitholzstücken gefüllt.

Das Scheitholz liegt dabei in Längsausrichtung parallel zueinander auf dem Ascherost 3.
In der Wand 10 ist im Bereich der Brennkammer 2 oberhalb des Aschenrostes 3 eine Zündeinrichtung 6 dargestellt, die in Fig. 1 in den Bereich der Brennkammer 2 hineinragt. Die Zündeinrichtung 6 ist in einer Führungsausnehmung 8 gelagert, die sich durch die Wand 10 hindurch erstreckt und eine lineare Hin- und Herbewegung der Zündeinrichtung 6 gestattet. Weiters ist eine Antriebseinheit 7 vorgesehen, die die Zündeinrichtung 6 nach links oder nach rechts bewegen kann.
In den Fig. 2 bis 5 ist der Zündungsvorgang im Detail dargestellt. Die Fig. 2 bis 5 stellen Ausschnitte des Details X der Fig. 1 zu unterschiedlichen Zeitpunkten dar.
In Fig. 2 ist die Zündeinrichtung 6 in ihrer maximal zurückgezogenen Extremposition dargestellt.

Die Zündvorrichtung 6 befindet sich zwar noch im Bereich der Wand 10, doch ist sie vollständig aus dem Bereich der Brennkammer 2 zurückgezogen. Die Führungsausnehmung 8 kann auf der Seite der Brennkammer 2 zur Wärmedämmung oder zur Vermeidung von mechanischen Beschädigungen verschliessbar sein.
Weiters ist eine Antriebseinheit 7 vorgesehen, die die Bewegung der Zündeinrichtung 6 steuert. Die Antriebseinheit 7 kann entweder per Hand aktiviert werden oder es kann eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen sein, die über einen Sensor, beispielsweise eine Fotozelle, einen Abgastemperaturfühler, eine Lambdasonde, einen Kesseltemperaturfühler, einen Thermostat und/oder eine Zeitschaltung betätigbar ist, über die die Antriebseinheit 7 aktiviert oder deaktiviert wird.
In Fig. 3 ist die Zündeinrichtung 6 vollständig in den Bereich der Brennkammer 2 eingeschoben.

Die Zündeinrichtung 6 befindet sich nun in unmittelbarer Nähe zum Brennmaterial 5 bzw. berührt dieses sogar.
In Fig. 4 ist der Moment der Entzündung des Brennmaterials 5 dargestellt. Die Zündeinrichtung wird entweder per Hand oder über eine Steuerungsvorrichtung ausgelöst. Die Steuerungsvorrichtung kann über einen Sensor, beispielsweise über eine Fotozelle, einen Abgastemperaturfühler, eine Lambdasonde, einen Kesseltemperaturfühler oder eine Zeitschaltung verfügen. Ausserdem könnte ein Widerstandssensor vorgesehen sein, der feststellt, ob die Zündeinrichtung 6 auf Brennmaterial 5 gestossen ist bzw. mit diesem im Kontakt steht.
Wird die Zündeinrichtung 6 aktiviert, so erhitzt sich die Zündeinrichtung 6. Die Zündeinrichtung 6 ist in der vorliegenden Ausführungsform als elektrische Zündeinrichtung in Form eines Glühstabs ausgebildet.

Die Zündeinrichtung 6 bringt die zur Entzündung des schwer entflammbaren Materials erforderliche Zündenergie ein, wodurch das Brennmaterial 5 gemäss Fig. 5 in Brand versetzt wird.
Es kann weiters ein Sensor vorgesehen sein, der nun die Zündeinrichtung 6 wieder deaktiviert, um unnötige Energieverluste zu vermeiden. Ausserdem kann eine Steuerungsvorrichtung bzw. ein Sensor vorgesehen sein, der die Antriebseinheit 7 wieder aktiviert und die Zündeinrichtung 6 linear wieder aus der Brennkammer 2 in ihre Ausgangsposition gemäss Fig. 5 zurückverschiebt. Die dazu geeigneten Steuerungsvorrichtungen bzw. Sensoren wurden bereits oben beschrieben. Gemäss einer weiteren Ausführungsform kann die Zündeinrichtung 6 nicht nur in der Wand 10 des Festbrennstoffofens 1 zurückgezogen werden, sondern in einen Bereich gänzlich ausserhalb der Brennkammer und der Wand 10.

Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn im Bereich der Brennkammer 2 sehr hohe Temperaturen herrschen und auch der Bereich der Wand 10 erheblich aufgeheizt wird.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann ein Schwenkmechanismus vorgesehen sein, über den die Zündeinrichtung 6 in den Bereich der Brennkammer 2 einund ausschwenkbar ist.
Ausserdem kann eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen sein, die vorsieht, dass die Zündeinrichtung 6 erst dann aktivierbar ist bzw. aktiviert wird, wenn sich die Zündeinrichtung 6 innerhalb der Brennkammer 2 befindet und/oder dann deaktivierbar ist bzw. deaktiviert wird, wenn sich die Zündeinrichtung 6 wieder ausserhalb der Brennkammer 2 befindet. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Deaktivierung sofort erfolgt, wenn die Zündeinrichtung 6 wieder aus der Brennkammer 2 entfernt ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Festbrennstoffofen (1) zur Verbrennung von festem, grossstückigem bzw. schwerentflammbarem Brennmaterial (5), insbesondere Scheitholz, mit einer Brennkammer (2) und einer Zündeinrichtung (6) mit ausreichende grosser Zündenergie, wobei die Zündeinrichtung (6) von einem hitzegeschützten Bereich (9) ausserhalb der Brennkammer (2) zur Zündung des Brennmaterials (5) in die Brennkammer (2) einbringbar ist, und, insbesondere unmittelbar, nach erfolgter Zündung, wieder aus der Brennkammer (2) zurück in den hitzegeschützten Bereich (9) vollständig ausbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine, beispielsweise elektromechanische oder pneumatische, Antriebseinheit (7) vorgesehen ist, mit der die Zündeinrichtung (6) bewegbar ist, wobei die Antriebseinheit (7) über eine automatische, über einen Sensor gesteuerte Ste[upsilon]erungseinheit verfügt,

wodurch die Zündeinrichtung (6) rechtzeitig ohne Überhitzung aus der Brennkammer (2) entfernbar ist.

1. Festbrennstoffofen (1) zur Verbrennung von festem, grossstückigem bzw. schwerentflammbarem Brennmaterial (5), insbesondere Scheitholz, mit einer Brennkammer (2) und einer Zündeinrichtung (6) mit ausreichende grosser Zündenergie, wobei die Zündeinrichtung (6) von einem hitzegeschützten Bereich (9) ausserhalb der Brennkammer (2) zur Zündung des Brennmaterials (5) in die Brennkammer (2) einbringbar ist, und, insbesondere unmittelbar, nach erfolgter Zündung, wieder aus der Brennkammer (2) zurück in den hitzegeschützten Bereich (9) vollständig ausbringbar ist.

2. Festbrennstoffofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung (6) eine elektrische Zündeinrichtung, beispielsweise einer Glühspirale oder ein Glühstab, ist.

3. Festbrennstoffofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung (6) in unmittelbare Nähe zum, vorzugsweise direkt ans, Brennmaterial (5) heranbringbar ist und vorzugsweise während des gesamten Zündprozesses in unmittelbarer Nähe beim, vorzugsweise direkt am, Brennmaterial (5) verbleibt.

3. Festbrennstoffofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung (6) in unmittelbare Nähe zum, vorzugsweise direkt ans, Brennmaterial (5) heranbringbar ist und vorzugsweise während des gesamten Zündprozesses in unmittelbare Nähe beim, vorzugsweise direkt am, Brennmaterial (5) verbleibt.

4. Festbrennstoffofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung (6) in die Brennkammer (2) bzw. aus der Brennkammer (2) linear einbzw. ausschiebbar oder ein- bzw. ausschwenkbar ist.

5. Festbrennstoffofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wand (10) der Brennkammer (2), die im Betrieb den heissen Feuerungsbereich vom kühleren Aussenbereich bzw. vom hitzegeschützten Bereich (9) trennt, eine durchgehende Führungsausnehmung (8), beispielsweise eine Hülse od. dgl., ausgebildet ist, in der die Zündeinrichtung (6) linear verschiebbar gelagert ist, wobei gegebenenfalls die Führungsausnehmung (8) auf der Seite der Brennkammer (2), insbesondere wärmedämmend, verschliessbar ist.

6. Festbrennstoffofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die automatische Steuerungseinheit steuernde Sensor ein Thermostat, eine Fotozelle, ein Abgastemperaturfühler, eine Lambdasonde, ein Kesseltemperaturfühler und/oder eine Zeitschaltung od. dgl., ist.

6. Festbrennstoffofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine, beispielsweise elektromechanische oder pneumatische, Antriebseinheit (7) vorgesehen ist, mit der die Zündeinrichtung (6) bewegbar ist, wobei die Antriebseinheit (7) vorzugsweise per Hand oder über eine automatische Steuerungseinheit aktivierbar oder deaktivierbar ist, wobei die automatische Steuerungseinheit insbesondere über einen Sensor, insbesondere einen Thermostaten, eine Fotozelle, einen Abgastemperaturfühler, eine Lambdasonde, einen Kesseltemperaturfühler und/oder eine Zeitschaltung od. dgl., gesteuert ist.

7. Festbrennstoffofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung (6) per Hand oder über eine automatische, insbesondere durch einen Sensor, beispielsweise eine Fotozelle, einen Abgastemperaturfühler, eine Lambdasonde, einen Kesseltemperaturfühler, eine Zeitschaltung und/oder einen Widerstandssensor, der feststellt, ob die Zündeinrichtung (6) auf Brennmaterial (5) gestossen ist, od. dgl., betätigbare, Steuerungseinheit aktivierbar bzw. deaktivierbar ist.

8. Festbrennstoffofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung (6) erst dann aktivierbar ist bzw. aktiviert wird, wenn sich die Zündeinrichtung (6) innerhalb der Brennkammer (2) befindet und/oder deaktivierbar ist bzw., insbesondere sofort, deaktiviert wird, wenn sich die Zündeinrichtung (6) wieder ausserhalb der Brennkammer (2) befindet.

Wien, am 28. Februar 2007

re: österreichische Patentanmeldung A 313/2007 14119

Ing. Karl Gütl Peter Resch

Patentansprüche:

Wien, am 14. Dezember 2007