AT527553A1

AT527553A1 - Heizkessel

Info

Publication number: AT527553A1
Application number: ATA50680/2023A
Authority: AT
Original assignee: Eta Heiztechnik Gmbh
Priority date: 2023-08-28
Filing date: 2023-08-28
Publication date: 2025-03-15
Also published as: DE102024122420A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel (1) für Stückholz, umfassend eine Brennkammer (3), über der ein Füllraum (4) für das Stückholz angeordnet ist, wobei der Füllraum (4) einen Heißraumabschnitt (13) aufweist und mit einer Füllraumauskleidung (12), wobei die Füllraumauskleidung (12) in zumindest einer der Seitenwände (26 bis 29) Durchbrüche (38) aufweist, wobei an einer Innenseite der Seitenwand (26 bis 29) die Durchbrüche (38) zumindest teilweise überdeckende Auskragungen (42) angeordnet sind, und/oder dass die Füllraumauskleidung (12) eine untere und eine daran anschließende obere Füllraumschürze (15, 16) aufweist, wobei die untere Füllraumschürze (16) zumindest an einer ersten Seitenwand (26) einen Luftzuführkanal (30) mit zumindest einer Änderung der Strömungsrichtung der Luft aufweist und/oder dass an zumindest einer der Seitenwände (27, 29), vorzugsweise an zwei einander gegenüberliegenden Seitwänden (27, 29), ein Wärmeleitelement (31) angeordnet ist.

Description

raumauskleidung.

Weiter betrifft die Erfindung ein Auskleidungselement für einen Heizkessel für

Stückholz, umfassend einen Rahmen mit mehreren Seitenwänden.

Heizkessel zur Erzeugung von Heizenergie aus Scheitholz sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 198 26 492 A1 einen Heizkessel zur Erzeugung von Nutzwärme aus Scheitholz, wobei im unteren Füllschachtbereich des Kessels als geschlossene Hohlkörper ausgebildete Kanäle für die Primärluft angeordnet sind und diese Kanäle in zum Brennraum zugewandten, kleinflächige Eintrittsöffnungen für die Primärluft in der Seitenwand münden. Die Öffnungen befinden sich in geringem Abstand zum Flammen- und Ascheabzug. Die Außenhaut der beiden geformten Seitenwände des Primärluftkanals bilden die

Begrenzung des Brennraumes.

Die EP 2 221 540 A2 beschreibt eine Füllraumauskleidung für einen Heizkessel, wobei die Auskleidung Paneele aus Metallguss umfasst, die entlang der aufsteigenden Wände des Füllraumes angeordnet sind, und in der HeiRzone des Füllraumes ein oder mehrere Auskleidungspaneele vorgesehen sind, die Primärluftöff-

nungen zum Einströmen der Primärluft in die HeiRzone des Füllraumes aufweisen.

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cher Unterbrand.

Bei Heizkesseln mit unterem Abbrand liegt der Füllraum oben und die Scheite werden unten angezündet und dann mit der Flamme nach unten verbrannt. Dieses Prinzip grundsätzlich schon sehr lange bekannt. Problem ist aber auch hier immer das Anfahren dieses Prozesses. Die Thermik im Füllraum wirkt der Flamme nach unten entgegen und kann unter gewissen Umständen dazu führen, dass die Flamme unten verschwindet und das Gas nicht mehr ordnungsgemäß verbrannt werden kann. Sehr hohe Emissionen und starke Verschmutzung des Kessels sind die Folge. Ist die Thermik im Füllraum über die gesamte Fläche relativ gleich, entsteht im Füllraum keine Rotationsströmung nach oben und die Scheite brennen nicht einseitig nach oben. Dadurch ist ein sauberer Abbrand mit geringen Staub-

und CO-Emissionen möglich.

Beim Anfahren zündet man diese Heizkessel auf einer Seite an und das Glutbett muss sich in der ersten Stunde sauber ausbreiten. Je kleiner die Kesselleistung im Verhältnis zur Grundfläche des Füllraums ist, desto schwieriger ist dies. Die Kessel sind in der Regel für Scheite mit 0,5 m Länge gebaut. Deshalb wird die Grund-

fläche nur in der Breite geringer, die Länge bleibt jedoch gleich.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Heizkessel mit verbessertem Anfahrver-

halten anzugeben.

Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Heizkessel dadurch gelöst, dass die Füllraumauskleidung in zumindest einer der Seitenwände Durchbrüche aufweist, wobei an einer Innenseite die Durchbrüche zumindest teilweise überde-

ckende Auskragungen angeordnet sind, und/oder dass die Füllraumauskleidung

eine untere und eine daran anschließende obere Füllraumschürze aufweist, wobei

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der gegenüberliegenden Seitwänden, ein Wärmeleitelement angeordnet ist.

Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannten Auskleidungselement gelöst, bei dem in zumindest einer der Seitenwände Durchbrüche angeordnet sind, wobei an einer Innenseite die Durchbrüche zumindest teilweise überdeckende Auskragungen angeordnet sind, und/oder bei dem zumindest eine erste Seitenwand einen Luftzuführkanal mit zumindest einer Änderung der Strömungsrichtung der Luft zumindest teilweise ausbildet und/oder dass an zumindest einer der Seitenwände, vorzugsweise an zwei einander gegenüberliegenden Seit-

wänden, ein Wärmeleitelement angeordnet ist.

Beim Anfahren eines Heizkessels beginnt das Brennmaterial punktuell zu brennen. Die Flamme pflanzt sich weiter fort und soll sich zu einem gleichmäßigen Glutbett in dieser Primärverbrennungszone ausbilden. Die seitliche Füllraumschürze mit integrierter Änderung der Strömungsrichtung der Luft fördert einen gleichmäßigen Gluttaufbau, womit geringere Emissionen und ein verbessertes Anfahren des Heizkessels erreicht werden können. Durch die Änderung der Strömungsrichtung der zugeführten Luft (Primärluft) kann diese der Heißraumzone des Füllraums vorgewärmt zugeführt werden. Brennt das Brennmaterial im vorderen Bereich des Füllraums (bei der Frischluftzufuhr), wird die Luft dadurch vorgewärmt und tritt so schon heiß in die hintere Primärluftzone ein. Bei Brand an der Rückseite, wird die zugeführte Luft, die anschließend durch Strömungsumkehr nach vorne strömen kann, vorgewärmt. Durch die Vorwärmung der zugeführten Luft an den Stellen des Eintritts, überträgt sich die Wärme auf das Brennmaterial und trocknet es gleichzeitig. Dadurch beginnt es vorwiegend in diesen Bereichen früher zu brennen. Zusätzlich oder alternativ dazu tragen die Wärmeleitelemente zu einer Wärmeverteilung durch Wärmeleitung bei, wodurch ebenfalls das Anfahren

des Heizkessels verbessert werden kann.

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werden kann.

Zur weiteren Verbesserung dieser Effekte kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die untere Füllraumschürze an zumindest einer weiteren Seitenwand, die insbesondere der ersten Seitenwand gegenüberliegt, einen weiteren Luftzuführkanal mit zumindest einer Änderung der Strö-

mungsrichtung der Luft aufweist.

Für eine gleichmäßigere Luftverteilung und damit ebenfalls für die gleichmäßigere Ausbildung eines Glutbettes kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Durchbrüche in der unteren Füllraumschürze angeordnet sind, wobei in der ersten Seitanwand erste Durchbrüche für die Zuführung der Luft aus dem ersten Luftzuführkanal zum Heißraumabschnitt und in der weiteren Seitanwand weitere Durchbrüche für die Zuführung der Luft aus dem weiteren

Luftzuführkanal zum Heißraumabschnitt ausgebildet sind.

Dabei kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die ersten Durchbrüche in Strömungsrichtung der Luft versetzt zu den weiteren Durchbrüchen angeordnet sind. Dadurch treffen sich die Strömung der beiden Seitenwände nicht bzw. nur an wenigen Stellen. Es kann damit vermieden werden,

dass die Luft im Füllraum nach oben gedrückt wird.

Zur Verbesserung der Effektivität des Wärmeleitelementes bzw. der Wärmeleitelemente kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass

das Wärmeleitelement an der Seitenwand der Füllraumschürze thermisch getrennt

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Verteilung der Wärme rascher erfolgen kann.

Aus dem gleichen Grund kann nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen werden, dass das Wärmeleitelement an der Seitenwand nur formschlüssig damit verbunden oder nur in die Seitenwand eingehängt angeordnet

ist.

Zur Kühlung der Seitenwand kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen werden, dass die Seitenwand, an der das Wärmeleitelement angeord-

net ist, an einem Wassermantel des Heizkessels anliegend angeordnet ist.

Aus den genannten Gründen kann nach einer Ausführungsvariante des Auskleidungselements vorgesehen sein, dass der Rahmen entsprechend der unteren

Füllraumschürze wie voranstehend ausgeführt ausgebildet ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden

Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung: Fig. 1 einen Heizkessel;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Heizkessel im Bereich des Füllraums in An-

sicht von vorne geschnitten; Fig. 3 den Ausschnitt aus dem Heizkessel nach Fig. 2 in Seitenansicht; Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Durchbrandelement;

Fig. 5 das Durchbrandelement nach Fig. 4 in Schrägansicht;

Fig. 6 eine untere Füllraumschürze in Schrägansicht;

Fig. 7 ein Wärmeleitelement;

Fig. 8 ein Detail eines Heizkessels in Seitenansicht geschnitten;

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von vorne.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lage-

angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

In Fig. 1 ist ein Heizkessel 1 dargestellt. Der Heizkessel 1 ist für das Verbrennen von Stückholz, insbesondere von Holzscheiten 2, vorgesehen. Es sei jedoch bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass Bestandteile des Heizkessels 1 auch für anderes festes Brennmaterial, insbesondere Biomasse, wie beispielsweise Holzpellets, Hackschnitzel, etc., verwendet werden kann, wie dies im Nach-

stehenden noch ausgeführt wird.

Der Heizkessel 1 weist eine Brennkammer 3 auf. Oberhalb der Brennkammer 3 und insbesondere unmittelbar anschließend daran ist ein, beispielsweise quaderförmiger, Füllraum 4 für das Brennmaterial, also in dieser Ausführung des Heizkessels 1 für die Holzscheiter 2, angeordnet. Insbesondere ist der Heizkessel 1 als

sogenannter Sturzbrandkessel ausgebildet.

Zur Befüllung des Füllraums 4 mit den Holzscheiten 2 ist an diesem eine Füllraumtür 5 angeordnet. Die Brennkammer 3 ist über eine Brennkammertür 6 zu-

gänglich.

Weiter weist der Heizkessel 1 einen Rauchgaszug zu einem Kamin auf. Im Rauchgaszug ist gegebenenfalls ein Saugzuggebläse 7 angeordnet. Zudem kann der Heizkessel 1 einen Wärmetauscher 8 zur Gewinnung von Wärmeenergie aus dem

Rauchgas aufweisen, wozu der Wärmetauscher 8 zwischen der Brennkammer 3

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sein, das gegebenenfalls eine Gehäusetür 11 aufweist.

Da die genannten Bestandteile des Heizkessels 1 aus dem einschlägigen Stand der Technik bekannt sind, sei betreffend weiterer Einzelheiten dazu zur Vermei-

dung von Wiederholungen auf diesen Stand der Technik verwiesen.

Der Füllraum 4 weist eine Füllraumauskleidung 12 auf. Die Füllraumauskleidung ist an den Füllraumwänden angeordnet. Beispielsweise können zumindest Teile der Füllraumauskleidung 12 an den Füllraumwänden eingehängt sein, wie dies

z.B. aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist.

Der Füllraum 4 weist zudem einen HeiRraumabschnitt 13 auf, der den unteren Abschnitt des Füllraums 4 bildet. Im Heißraumabschnitt 13 werden die Holzscheiter 2 angezündet bzw. verbrennen bzw. entgasen die Holzscheiter 2. An den Heißraumabschnitt 13 anschließend ist im oberen Teil der sogenannte Kaltraumabschnitt 14 des Füllraums 4 ausgebildet. Im Kaltraumabschnitt 14 sollte das Brennmaterial im Normalbetrieb des Heizkessels 1 nicht brennen. Der Heißraumabschnitt 13 endet

in der Regel im Bereich der Primärluftzuführung bzw. wenige cm oberhalb davon.

Wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, umfasst die Füllraumauskleidung 12 eine untere Füllraumschürze 15 und eine obere Füllraumschürze 16 bzw. besteht aus der unteren und der oberen Füllraumschürze 15, 16. Die untere und/oder die obere Füllraumschürze bzw. die Füllraumauskleidung können pro Seitenwand des Füllraums 4 einteilige oder mehrteilige Auskleidungselemente aufweisen. Die untere Füllraumschürze 15 umgibt dabei einen Glutbereich des Füllraums 4, also

den Heißraumabschnitt 13.

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Heißraumabschnitt 13 und Kaltraumabschnitt 14 besser realisierbar.

Zwischen dem Heißraumabschnitt 13 des Füllraums 4 und der Brennkammer 3 ist vorzugsweise ein Durchbrandelement 17 angeordnet. Über dieses Durchbrandelement 17 können brennbare Gase aus dem Heißraumabschnitt 13 des Füllraums 4 in die Brennkammer 3 gelangen, wo sie dann verbrannt werden. Das Durchbran-

delement 17 besteht bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff.

Für die Entzündung der Holzscheiter 2, d.h. der untersten Holzscheiter 2, die am nächsten zum dem Durchbrandelement 17 angeordnet sind, ist ein Anzündelement 18 oder sind mehrere Anzündelemente 18 vorgesehen. Das oder die Anzündelement(e) 18 sind vorzugsweise im vorderen Bereich des Heizkessels 1 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass im Notfall, beispielsweise wenn keine Stromversorgung vorhanden ist, der Heizkessel 1 beispielsweise auch mit einem Grillanzünder oder mit Papier und Streichholz, etc., angeheizt werden kann. In der bevorzugten Ausführungsvariante ist das bzw. sind die Anzündelement(e) 18 jedoch elektrische Zünder, die heiße Luft mit bis zu 400 °C in den HeiRraumabschnitt 13 einbringen. Das bzw. die Anzündelement(e) 18 können dazu in die HeiRraumabschnitt 13 des Füllraums 4 hineinragen bzw. die heiße Luft hineinblasen. Das bzw. die Anzündelement(e) 18 können (jeweils) in einem Zündluftkanal 19 angeordnet sein, um für das Anzünden des Brennmaterials ausreichend Sauerstoff zur Verfü-

gung zu haben.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, können im Heißraumabschnitt 13 zumindest zwei

Auflageelemente 20, 21, nämlich ein hinteres Auflageelement 20 und ein vorderes Auflageelement 21, für die Auflage des Stückholzes, d.h. der Holzscheiter 2, angeordnet sein. Die zumindest zwei Auflageelemente 20, 21 sind vorzugsweise beab-

standet zueinander angeordnet.

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menten 18 und dem Durchbrandelement 17.

Die Auflageelemente 20, 21 sind vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, können aber auch aus einem anderen Werkstoff, wie beispielsweise einem kera-

mischen Werkstoff, bestehen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsvariante des Heizkessels 1 sind die beiden Auflageelemente 20, 21 auf dem Bodenelement 22 des Füllraums 4 angeordnet bzw. einstückig damit verbunden. Die zumindest zwei Auflageelemente 20, 21 erstrecken sich bevorzugt nur über einen Teilbereich der Breite des Füllraums 4, sodass bei dieser Ausführungsvariante zwischen den Auflageelementen 20, 21 und den Seitenwänden des Füllraums 4 bzw. der Füllraumauskleidung 12 ein Abstand verbleibt, in dem aus dem letzten Heizprozess stammende und im Füllraum 3 verbliebene Holzkohle angeordnet werden kann bzw. in dem Holzscheiter 2 auf dem Bodenelement 22 aufliegend angeordnet werden können. Es ist damit möglich, Seitenwände des Luftkanals 23 zwischen dem Anzündelement 18 bzw. den

Anzündelementen 18 und dem Durchbrandelement 17 zu bilden.

Die Auflageelemente 20, 21 können zumindest im Auflagebereich für ein Holzscheit 2 oder mehrerer Holzscheiter 2 leistenförmig ausgebildet sein und insbesondere jeweils einstückig ausgebildet sein. In dieser Ausführung kann das dem zumindest einen Anzündelement 18 nächstgelegene Auflageelement 21 mit Durchbrüchen ausgebildet sein, durch die die Zündluft in dem Luftkanal 23 strö-

men kann.

Es können über die Tiefe des Füllraums 4 betrachtet auch mehr als zwei Aufla-

geelemente 20, 21 angeordnet werden.

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In den Fig. 4 und 5 ist ein Ausschnitt einer Ausführungsvariante des Heizkessels 1 dargestellt. Generell kann das hintere Auflageelement 20 durch ein, am Umfang des Durchbrandelementes 17 angeordnetes Stützelement 24 gebildet sein. Das Stützelement 24 erstreckt sich vorzugsweise nur über einen Teilbereich des Umfanges, sodass insbesondere ein nach vorne (in Richtung auf das zumindest eine

Anzündelement 18) gerichteter Bereich des Durchbrandelementes 17 offen bleibt.

Bei der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsvariante ist das Stützelement 24 als Kragen des Durchbrandelementes 17 ausgebildet. Der Kragen kann einteilig oder wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich mehrteilig ausgebildet sein und mehrere, gegebenenfalls winkelig zueinander angeordnete, Kragenelemente 25 aufweisen. Die winkelige Anordnung der Kragenelemente 25 kann dazu beitragen, dass verhindert wird, dass mit einem Reinigungsgerät das Durchbrandelement 17 herausgezogen wird. Mit dem hinteren, nach vorne schräge aufsteigendem Kragenelement 25 kann die Luft, die von vorne aus dem Luftkanal 23 kommt, gesam-

melt bzw. nach vorne oder nach unten umgelenkt werden.

Das oder die Kragelemente 25 können bzw. generell der Kragen kann einteilig mit dem Durchbrandelement 17 ausgebildet sein bzw. mit dem Durchbrandelement 17 verbunden sein, beispielsweise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder

formschlüssig.

Das vordere Auflageelement 21 kann wie zu Fig. 1 beschrieben ausgeführt sein. Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsvariante sind zwei vordere Auflageelemente 21 angeordnet, und durch einen in den Anzündabschnitt des Heißraumabschnittes 13 hineinragenden Vorsprung der Füllraumauskleidung 12 gebildet. Es kann auch bei dieser Ausführungsvariante nur ein derartiger Vor-

sprung als Auflageelement 21 vorgesehen sein.

Der zumindest eine Vorsprung kann beispielsweise durch ein aufgebogenes Stück

der Füllraumauskleidung 12 gebildet sein.

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Wie an sich bekannt, kann der Heizkessel 1 eine Primärluftzufuhr 44 mit einem Primärluftschieber 45 und eine Sekundärluftzufuhr 46 mit einem Sekundärluftschieber 47 aufweisen. Die Primärluft kann dabei beispielsweise aus einem sogenannten Luftkasten 48 einem oder mehreren, z.B. seitlich angeordneten Primärluftkanälen 49 zugeführt werden. Die Luftschieber können beispielsweise als Drehschieber ausgeführt sein, wie dies aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich ist. Anders als bei bekannten Heizkesseln weisen der Primärluftschieber 45 und der Sekundärluftschieber 47 vorzugsweise jedoch jeweils einen eigenen Antrieb 50, 51 für

deren Verstellung auf.

Weiter kann nach einer Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass der Heizkessel 1, wie voranstehend beschrieben, eine Zünd- und Anheizluftzufuhr aufweist, wofür der Zündluftkanal 19 vorgesehen sein kann. In dieser Zünd- und Anheizluftzufuhr kann ein weiterer Luftschieber angeordnet sein, wobei dieser Luftschieber mit dem Primärluftschieber 45 kombiniert ist, wie dies aus Fig. 9 zu ersehen ist. Der Primärluftschieber 45 weist neben den Durchbrüchen 52 für die Primärluftzufuhr auch einen Durchbruch 53 für die Zufuhr der Zünd- und Anheizluft auf. Dabei kann die Anheizluft beispielsweise gemäß Pfeil 54 in Fig. 8 zugeführt werden. Die heiße Zündluft kann beispielsweise gemäß Pfeil 55 in Richtung auf das Glutbett eingeleitet werden. Der Ansaugkanal für die Primärluftansaugung zum ersten Brennkammerabschnitt ist vorzugsweise zumindest im Bereich des HeiRraumab-

schnittes 13 im vorderen Bereich des Heißraumabschnittes 13 angeordnet.

Es ist auch möglich diese Zünd- und Anheizluftzufuhr nicht über den Primärluftschieber 45 sondern über den Sekundärluftschieber 47 bzw. mit einer Kombina-

tion davon zu stellen.

Weiter kann der Heizkessel 1 mit einer nicht weiter dargestellten Regel- und/oder Steuereinrichtung ausgerüstet sein. Diese Regel- und/oder Steuereinrichtung kann unter anderem ein elektronisches Speicherelement aufweisen. In diesem Speicherelement kann nach einer Ausführungsvariante des Heizkessels 1 ein Programm gespeichert sein, mit dem abhängig vom Restsauerstoff im Abgas und der

Abgastemperatur die Abgasgebläsedrehzahl, d.h. die Drehzahl des Saugzugge-

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bläses 7, und/oder die Stellung des Primärluftschiebers und/oder des Sekundärluftschiebers verändert werden kann. Es kann damit eine weitere Reduktion der CO-Emissionen in der Anfahrphase erreicht werden. Der Sauerstoffgehalt kann

z.B. mit einer Lambdasonde im Rauchgaszug gemessen bzw. bestimmt werden.

Der Heizkessel 1 kann mit Holzscheiten 2 so beschickt werden, dass eine unterste Lage der Holzscheite 2 zumindest teilweise zur Ausbildung des beschriebenen Luftkanals 23 zwischen dem Anzündelement 18 und dem Durchbrandelement 17 auf den Auflageelementen 20, 21 beabstandet zum Boden, d.h. dem Bodenelemente 22, des Heißraumabschnittes 13 angeordnet werden kann. Die Luft die beim Durchbrandelement 17 angesaugt wird, kann weitestgehend von dem zumindest einen Anzündelement 18 und der zusätzlichen Zündluft gespeist werden. Zusätzlich zu dieser Beschickung mit den Holzscheitern 2 kann der Luftkanal 23 mit der Holzkohle (wie voranstehend beschrieben) mit ausgebildet werden, indem diese Holzkohle in die Seitenbereiche des Füllraums 4 beim Reinigen verbracht wird. Diese Reste können damit noch verbrannt werden, und müssen nicht entsorgt werden. Die beim Zünder entstandene Flamme pflanzt sich gleichmäßig Richtung Durchbrandelement 17 in den Spalten der Scheite fort und ist sehr früh

unten in der Brennkammer 3 sichtbar.

Ergänzend sei angemerkt, dass aus Fig. 4 der Durchbruch des Durchbrandelementes 17 zu sehen ist, der einen Strömungsverbindung zwischen dem Füllraum

4 und der Brennkammer 3 herstellt.

Weiter sei angemerkt, dass die weitere Beschickung des Füllraums 4 mit Holzscheiten 2 nach der Auflage der ersten Holzscheite 2 auf die Auflageelemente 20,

21 wie herkömmlich bekannt erfolgen kann.

In den Fig. 6 und 7 ist ein Ausschnitt aus einem Heizkessel 1 dargestellt. Dabei

weist die untere Füllraumschürze 15 zumindest an einer ersten Seitenwand 26 bis 29 einen Luftzuführkanal 30 mit zumindest einer Änderung der Strömungsrichtung der Luft auf. Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass an zumindest einer der Seitenwände 26 bis 29, vorzugsweise an zwei einander gegenüber-

liegenden Seitwänden 27, 29, ein Wärmeleitelement 31 angeordnet ist.

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Die untere Füllraumschürze 15 kann vier oder weniger oder mehr als vier Seitenwände 26 bis 29 aufweisen. In der in den Figuren dargestellten Ausführungsvariante des Heizkessels 1 weist die untere Füllraumschürze 15 vier Seitenwände 26 bis 29 auf.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, können sich die Seitenwände 26 bis 29 der unteren Füllraumschürze 15 durchgehend über die jeweilige zugehörige Abmessung des Füllraums 4 erstrecken. Die obere Füllraumschürze 16 kann ebenso ausgebildet sein, kann aber auch mehrere, nebeneinander ange-

ordnete plattenförmige Schürzenelemente pro Seitenwand aufweisen.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, kann nach einer Ausführungsvariante die untere Füllraumschürze 15 an zumindest einer weiteren Seitenwand 28, die insbesondere der ersten Seitenwand 26 gegenüberliegt, einen weiteren Luftzuführkanal 30 mit

zumindest einer Änderung der Strömungsrichtung der Luft aufweisen.

Der zumindest eine Luftzuführkanal 30 ist insbesondere an einer Seitenwand 26, 28 der unteren Füllraumschürze 15 ausgebildet, die sich zwischen der Vorder-

wand und der Rückwand des Füllraums 4 bzw. des Heizkessels 1 erstreckt.

Die den zumindest einen Luftzuführkanal 3 bildende Seitenwand 26, 28 kann aus einem entsprechend umgeformten Blechelement bzw. generell aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Beispielsweise kann die Seitenwand 26, 28 zumindest annähernd wannenförmig ausgebildet sein bzw. kann einen u-förmigen Querschnitt aufweisen. Durch die Anordnung der Seitenwand 26 oder 28 an einer der entsprechenden Füllraumseitenwände 32 des Füllraums 4 (aus Fig. 4 ersichtlich) kann der Luftzuführkanal 30 umfänglich zumindest annähernd geschlossen werden, sodass die zugeführte Luft nicht zwischen der Füllraumseitenwand 32 und

der Seitenwand 26 bzw. 28 entweichen kann.

Am Eintritt in den Luftzuführkanal 30 kann gegebenenfalls ein Eintrittselement 33 angeordnet und gegebenenfalls mit der Seitenwand 26 bzw. 30 der unteren Füllraumschürze 15 verbunden sein. Das Eintrittselement 33 bildet mit der Seiten-

wand 28 bzw. 30 eine Lufteintrittsöffnung 34 für Frischluft bzw. weist diese auf.

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Die Lufteintrittsöffnung 34 kann vollumfänglich geschlossen ausgeführt sein. Die Lufteintrittsöffnung 34 ist insbesondere im vorderen Bereich der unteren Füllraum-

schürze 15 angeordnet bzw. ausgebildet.

An dem der Lufteintrittsöffnung 34 gegenüberliegenden Ende der Seitenwand 26 bzw. 28 ist der Luftzuführkanal 30 vorzugsweise geschlossen ausgeführt. Dies kann mittels eines Überstandes der an die Seitenwand 26 bzw. 28 anschließenden Seitenwand 27 oder mit der entsprechenden Füllraumseitenwand 32, an der die untere Füllraumschürze 15 gegebenenfalls anliegt oder durch ein eigenes Ver-

schlusselement 35 ausgeführt sein.

Für die Änderung der Strömungsrichtung der zugeführten Luft kann im Luftzuführkanal 30 ein, insbesondere leistenförmiges, Strömungsleitelement 36 angeordnet sein, das insbesondere mit der Seitenwand 26 bzw. 28 der unteren Füllraumschürze 15 verbunden ist, beispielsweise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig

und/oder formschlüssig.

In der bevorzugten Ausführungsvariante ist die Änderung der Strömungsrichtung der zugeführten Frischluft eine Umkehr der Strömungsrichtung, wie dies anhand des Pfeils 37 in Fig. 6 angedeutet ist. Die in den Luftzuführkanal 30 eintretende Luft wird also um zumindest annähernd 180 ° umgelenkt. Dazu kann sich das Strömungsleitelement 36 bis an die bzw. in die Lufteintrittsöffnung 34 erstrecken. Der Bereich der Lufteintrittsöffnung 34, durch den keine Luft eintreten soll, also der obere Bereich in Fig. 6, kann dabei mit einem Abdeckelement 37 abgedeckt sein, sodass der Lufteintritt in diesen Bereich verhindert wird. Die Luft tritt über den offenen Bereich der Lufteintrittsöffnung 34 in den Luftzuführkanal 30 ein, strömt in Richtung nach hinten, ändert dann die Richtung und strömt danach auf der anderen Seite, insbesondere oberhalb, des Strömungsleitelementes 36 wieder nach

vorne in Richtung auf das Abdeckelement 37.

Vorzugsweise sind die beiden einander gegenüberliegenden Seitenwände 26, 28

der unteren Füllraumschürze 15 bzgl. der Frischluftzufuhr gleich ausgebildet.

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Diese Ausbildung der unteren Füllraumschürze 15 mit dem Luftzuführkanal 30 bzw. den Luftzuführkanälen 30 unterstützt die Anfahrphase des Heizkessels 1. Beim Anfahren beginnen die Holzscheite 2 (bzw. allgemein das Brennmaterial) punktuell zu brennen. Die Flamme pflanzt sich weiter fort und soll sich zu einem gleichmäßigen Glutbett in dieser Primärverbrennungszone ausbilden. Die seitlichen Luftzuführkanäle 30 der unteren Füllraumschürze, die deswegen auch als Luftschürze bezeichenbar ist, mit integrierter Strömungsrichtungsänderung, insbesondere Umkehr der Strömungsrichtung, fördert einen gleichmäßigen Gluttaufbau

und dies führt zu geringeren Emissionen und einem sicheren Anfahren.

Brennen z.B. die Holzscheite 2 im vorderen Bereich des Füllraums 4 (bei der Frischluftzufuhr), wird die Luft dadurch vorgewärmt und tritt so schon heiß in die hintere Primärluftzone ein. Bei Brand an der Rückseite, wird die Luft, die anschließend nach vorne strömt, vorgewärmt. Ist die Luft an den Stellen des Eintritts vorgewärmt, überträgt sich die Wärme auf das Brennmaterial und trocknet es gleich-

zeitig. Dadurch beginnt es vorwiegend in diesen Bereichen früher zu brennen.

Das Strömungsleitelement 36 kann in horizontaler Richtung verlaufend angeordnet sein. Bevorzugt ist es jedoch schräg von vorne nach hinten fallend angeordnet, sodass sich der erste Abschnitt des Luftzuführkanals 30 nach hinten verjüngt

und der zweite daran anschließende Abschnitt nach vorne verjüngt.

Die seitlich zugeführte Luft für die Verbrennung tritt über zumindest eine Öffnung in der ersten Seitenwand 26 bzw. der weiteren Seitenwand 28 in den von der unteren Füllraumschürze 15 umgebenen Primärverbrennungsbereich ein. Prinzipiell kann dies über einen Durchbruch in der unteren Füllraumschürze 15 erfolgen, der beispielsweise durch eine Aussparung in der oberen Abkantung ausgebildet ist. In der bevorzugten Ausführungsvariante sind jedoch in der ersten Seitenwand 26 und der weiteren Seitenwand 28 in dessen/deren zumindest annähernd vertikal verlaufenden Abschnitt(en) jeweils mehrere, voneinander beabstandete Durchbrüche 38 ausgebildet, durch die die Luft entsprechend der Strömungsrichtung 39 in den Glutbereich der unteren Füllraumschürze 15 einströmen kann. Mehrere oder

alle Durchbrüche 38 können gleich ausgebildet sein, d.h. die gleiche Form

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und/oder die gleiche Größe aufweisen. Weiter können alle oder mehrere Durchbrüche 38 auf der gleichen Höhe oder auf verschiedenen Höhen in der Seiten-

wand 26 angeordnet sein.

Je nach Größe des Heizkessels 1 bzw. des Füllraums 4 können beispielsweise zwischen drei und zwölf Durchbrüche 38 vorgesehen sein. Die Durchbrüche 38 können eine Größe zwischen 30 mm? und 250 mm? aufweisen. Sie können einen kreisrunden, ovalen, ellipsenförmigen, viereckigen, sechseckigen, bzw. generell

polygonalen Umfang aufweisen.

Prinzipiell können die Durchbrüche 38 in den Seitenwänden 26, 28 mit jeweils gleichem Abstand 40 (siehe Fig. 4) zueinander angeordnet bzw. ausgebildet sein. Vorzugsweise variiert dieser Abstand 40 jedoch, sodass gemäß einer Ausführungsvariante die Durchbrüche 38 in der ersten Seitanwand 26 für die Zuführung der Luft aus dem ersten Luftzuführkanal 30 zum Heißraumabschnitt 13 und die Durchbrüche 38 in der weiteren Seitanwand 28 für die Zuführung der Luft aus dem weiteren Luftzuführkanal 30 zum Heißraumabschnitt 13 in Strömungsrichtung der Luft entlang der Seitenwände 26, 28 versetzt zueinander angeordnet sind, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Es kann damit verhindert werden, dass die Luft, die durch die Durchbrüche 38 der ersten Seitenwand 26 strömt, direkt auf die Luft, die durch die Durchbrüche 38 in der weiteren Seitenwand 28 strömt, trifft und dadurch teilweise nach oben gedrückt würde. Nach einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass nicht sämtliche Durchbrüche 38 in der Seitenwand 26 versetzt zu den Durchbrüchen 38 in der weiteren Seitenwand 28 angeordnet sind, wie

dies aus den Figuren zu ersehen ist.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Abstände 40 zwischen den Durchbrüchen 38 einer Seitenwand 26 bzw. 28 zwar gleich groß sind, trotzdem aber der be-

schriebene Versatz ausgebildet ist.

Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Heizkessels 1 kann vorgesehen sein, dass an einer Innenseite 41 bzw. inneren Oberfläche der ersten und/oder der

weiteren Seitenwand 26, 28 die ersten und/oder weiteren Durchbrüche 38 zumin-

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dest teilweise überdeckende Auskragungen 42 angeordnet sind, wie dies beispielsweise in Fig. 6 dargestellt ist. Diese Auskragungen 42 dienen dazu, dass die durch die (weiteren) Durchbrüche 38 einströmende Luft nach unten in Richtung auf das Glutbett umgelenkt wird. Als Nebeneffekt dieser Umlenkung kann damit auch die vertikale Erstreckung des HeiRraumabschnitts 13 besser definiert werden. Die Auskragungen 42 können zungenförmig oder dachförmig, gegebenenfalls mit Seitenteilen, ausgebildet sein. Beispielsweise können die Auskragungen 42 durch Umbiegen der Blechabschnitte gebildet werden, die bei der Ausbildung der Durchbrüche 38 der Seitenwand 26 bzw. 28 entstehen. Sie können aber auch jeweils als Einzelelemente oder mit einer Leiste, an der die Auskragungen 42 vorra-

gend angeordnet sind, an der Seitenwand 26 bzw. 28 angeordnet werden.

Generell kann vorgesehen sein bzw. kann es eine eigenständige Erfindung unabhängig vom voranstehend beschriebenen Sturzbrandkessel sein, dass die Füllraumauskleidung 12 in zumindest einer der Seitenwände der Füllraumauskleidung bzw. des nachstehend noch näher beschriebenen Auskleidungselements Durchbrüche 38 für die Zuführung von Luft zum Glutbett aufweist, wobei an einer Innenseite, also der dem Brennmaterial zugewandten Oberfläche der Seitenwand, die Durchbrüche zumindest teilweise überdeckende Auskragungen 42 angeordnet

sind.

Das Wärmeleitelement 31 kann beispielsweise aus einem Stahlblech, insbesondere aus einem Edelstahlblech, bestehen. Vorzugsweise weist sowohl die vordere als auch die hintere Seitenwand 29, 27 jeweils ein Wärmeleitelement 31 auf. Nachdem beide Wärmeleitelemente 31 vorzugsweise gleich ausgeführt sind, gel-

ten die folgenden Ausführungen für beide Wärmeleitelemente 31.

Das Wärmeleitelement 31 erstreckt sich vorzugsweise über eine Länge der Seitenwand 27, die zwischen 50 % und 100 %, beispielsweise zwischen 60 % und 90 %, der Gesamtlänge der Seitenwand 27 in dieser Richtung beträgt. Weiter kann es eine Höhe aufweisen, die zwischen 20 % und 100 %, beispielsweise zwischen 30 % und 80 %, der Gesamthöhe der Seitenwand 27 beträgt. Insbesondere kann

es eine Flächenausdehnung (in der Ansicht von vorne) aufweisen, die zwischen

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30 % und 90 %, beispielsweise zwischen 40 % und 80 %, der Flächenausdehnung

der Seitenfläche 27 beträgt (in gleicher Richtung betrachtet).

Im einfachsten Fall wird das Wärmeleitelement 31 auf der Seitenwand 27 angeordnet und damit verbunden. Vorzugsweise kann nach einer Ausführungsvariante jedoch vorgesehen sein, dass das Wärmeleitelement 31 an der Seitenwand 27 der unteren Füllraumschürze 25 thermisch getrennt von dieser angeordnet ist. Die thermische Trennung kann beispielsweise so ausgeführt sein, dass das Wärmeleitelement 31 an der Seitenwand 27 nur formschlüssig damit verbunden oder nur eingehängt in diese ist, wie dies beispielsweise aus Fig. 7 ersichtlich ist. Dazu kann die Seitenwand 27 Laschen 43 aufweisen, die das Wärmeleitelement 31 überdeckend angeordnet sind, sodass das Wärmeleitelement 31 in einer Art Taschen aufgenommen ist. Alternativ dazu kann die thermische Trennung neben der punktuellen Auflage oder zusätzlich dazu auch über thermische Isoliermaterialen,

wie z.B. Keramiken, ausgeführt sein.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Seitenwand 27, an der das Wärmeleitelement 31 angeordnet ist, an einem Wassermantel des Heizkessels 1 anliegend angeordnet ist. Insbesondere mit dieser Ausführungsvariante kommt der Vorteil des Wärmeleitelementes 31 zum Tragen, da einerseits die bzw. der Rest der Seitenwand 27 von dem Wassermantel gekühlt wird, durch die vom Wassermantel beabstandete und von der Seitenwand 27 thermisch getrennte Anordnung des Wärmeleitelementes 31 aber eine gleichmäßigere

Verteilung der Wärme über die Breite des Füllraums 4 erreicht werden kann.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass das Wärmeleitelement 31 Teil der Seitenwand 27 sein kann. Der Begriff „Rest der Seitenwand 27“ ist unter diesem Gesichtspunkt zu sehen. Jedenfalls liegt das Wärmeleitelement 31 nicht direkt am Wassermantel an und ist vorzugsweise über die thermische Trennung zur unteren Füllraumschürze 15 und somit auch zur bzw. zum Rest der Seitenwand

27 auch thermisch getrennt zum Wassermantel angeordnet.

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Wie bereits voranstehend ausgeführt, kann die untere Füllraumschürze 15 als Auskleidungselement für einen Heizkessel 1 für Stückholz generell, wie beispielsweise auch Pellets oder Hackgut oder auch anderes festes Biomaterial, wie Stroh, etc., verwendet werden. Das Auskleidungselement umfasst einen Rahmen mit mehreren Seitenwänden 26 bis 29, wobei zumindest eine erste Seitenwand 26, 28 einen Luftzuführkanal 30 mit zumindest einer Änderung der Strömungsrichtung der Luft zumindest teilweise ausbildet und/oder wobei an zumindest einer der Seitenwände 27, 29, vorzugsweise an zwei einander gegenüberliegenden Seitwänden 27, 29, (jeweils) ein Wärmeleitelement 31 angeordnet ist. Insbesondere ist dieses Auskleidungselement entsprechend der unteren Füllraumschürze 15 ausgebildet, wie diese in den einzelnen Ausführungsvarianten beschrieben wurde und daher diese Ausführungsvarianten auch als Ausführungsvarianten des Auskleidungelementes zu sehen sind. Der Heizkessel 1 selbst kann in diesen Ausfüh-

rungsvarianten anders als voranstehend ausgeführt sein.

Das Auskleidungselement wird in Heizkesseln 1 zur Vergleichmäßigung des Glut-

bettes, d.h. zur gleichmäßigeren Ausbildung des Glutbettes, verwendet.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Heizkessels 1, wobei auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind. Insbesondere kann die Ausführung der Füllraumauskleidung mit Durchbrüchen, wobei an einer Innenseite die Durchbrüche zumindest teilweise überdeckende Auskragungen angeordnet sind, eine eigenständige Erfindung bil-

den.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Heizkessels 1 dieser nicht notwendigerweise maß-

stäblich dargestellt ist.

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Bezugszeichenliste

Heizkessel Holzscheit Brennkammer Füllraum Füllraumtür Brennkammertür Saugzuggebläse Wärmetauscher Wirbulatorelement Gehäuse Gehäusetür Füllraumauskleidung Heißraumabschnitt Kaltraumabschnitt Füllraumschürze Füllraumschürze Durchbrandelement Anzündelement Zündluftkanal Auflageelement Auflageelement Bodenelement Luftkanal Stützelement Kragenelement Seitenwand Seitenwand Seitenwand Seitenwand

Luftzuführkanal

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

Wärmeleitelement Füllraumseitenwand Eintrittselement Lufteintrittsöffnung Verschlusselement Strömungsleitelement Abdeckelement Durchbrüche Strömungsrichtung Abstand

Innenseite Auskragung

Lasche Primärluftzufuhr Primärluftschieber Sekundärluftzufuhr Sekundärluftschieber Luftkasten Primärluftkanal Antrieb

Antrieb

Durchbruch Durchbruch

Pfeil

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Claims

Patentansprüche

1. Heizkessel (1) für Stückholz, wie Holzscheite (2), umfassend eine Brennkammer (3), über der, insbesondere unmittelbar anschließend, ein Füllraum (4) für das Stückholz angeordnet ist, wobei der Füllraum (4) einen Heißraumabschnitt (13) aufweist und zwischen dem Heißraumabschnitt (13) und der Brennkammer (3) ein Durchbrandelement (17) angeordnet ist, weiter zumindest ein Anzündelement (18) zum Entzünden des Stückholzes angeordnet oder anordenbar ist, sowie mit einer Füllraumauskleidung (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Füllraumauskleidung (12) in zumindest einer der Seitenwände (26 bis 29) Durchbrüche (38) aufweist, wobei an einer Innenseite der Seitenwand (26 bis 29) die Durchbrüche (38) zumindest teilweise überdeckende Auskragungen (42) angeordnet sind, und/oder dass die Füllraumauskleidung (12) eine untere und eine daran anschließende obere Füllraumschürze (15, 16) aufweist, wobei die untere Füllraumschürze (16) zumindest an einer ersten Seitenwand (26) einen Luftzuführkanal (30) mit zumindest einer Änderung der Strömungsrichtung der Luft aufweist und/oder dass an zumindest einer der Seitenwände (27, 29), vorzugsweise an zwei einander gegenüberliegenden Seitwänden (27, 29), ein Wärmeleitelement

(31) angeordnet ist.

2. Heizkessel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Füllraumschürze (15) an zumindest einer weiteren Seitenwand (28), die insbesondere der ersten Seitenwand (26) gegenüberliegt, einen weiteren Luftzuführkanal (30) mit zumindest einer Änderung der Strömungsrichtung der Luft auf-

weist.

3. Heizkessel (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (38) in der unteren Füllraumschürze (15) angeordnet sind, wobei in der ersten Seitanwand (26) erste Durchbrüche (38) für die Zuführung der Luft aus dem ersten Luftzuführkanal (30) zum Heißraumabschnitt (13) und in der weiteren Seitanwand (28) weitere Durchbrüche (38) für die Zuführung der Luft aus dem

weiteren Luftzuführkanal (30) zum Heißraumabschnitt (13) ausgebildet sind.

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4. Heizkessel (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Durchbrüche (38) in Strömungsrichtung (39) der Luft versetzt zu den weite-

ren Durchbrüchen (38) angeordnet sind.

5. Heizkessel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (31) an der Seitenwand (27, 29) der Füll-

raumschürze (15) thermisch getrennt von dieser angeordnet ist.

6. Heizkessel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (31) an der Seitenwand (27, 29) nur form-

schlüssig damit verbunden oder nur eingehängt angeordnet ist.

7. Heizkessel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (27, 29), an der das Wärmeleitelement (31) ange-

ordnet ist, an einem Wassermantel des Heizkessels (1) anliegend angeordnet ist.

8. Auskleidungselement für einen Heizkessel für Stückholz, umfassend einen Rahmen mit mehreren Seitenwänden (26 bis 29), dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der Seitenwände (26, 28) Durchbrüche (38) angeordnet sind, wobei an einer Innenseite die Durchbrüche (38) zumindest teilweise überdeckende Auskragungen (42) angeordnet sind, und/oder dass zumindest eine erste Seitenwand (26) einen Luftzuführkanal (30) mit zumindest einer Änderung der Strömungsrichtung der Luft zumindest teilweise ausbildet und/oder dass an zumindest einer der Seitenwände (27, 29), vorzugsweise an zwei einander gegenüber-

liegenden Seitwänden (27, 29), ein Wärmeleitelement (31) angeordnet ist.

9. Auskleidungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen entsprechend der unteren Füllraumschürze (15) nach einem der

Ansprüche 2 bis 7 ausgebildet ist.

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