DD154395B1 - Herd oder raumheizer fuer feste brennstoffe - Google Patents

Description

Hö.ue,tich& feuer-stüitc für feste Brennstoffe Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine häusliche Feuerstätte (Herd, Ofen oder dergleichen) zur Verbrennung unter anderem auch gasreicher fester Brennstoffe, mit Füll- und Brennraum oberhalb eines Rostes und VerbrennungsluftzufUhrung unterhalb und oberhalb des Rostes,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Der Gütegrad der Verbrennung und damit die Ausnutzung fester Brennstoffe in einer Feuerstätte wird im wesentlichen im Gehalt an Kohlenmonoxyd (CO) und Kohlendioxyd (C0„) in den Rauchgasen gemessen, neuerdings auch an den festen Bestandteilen Ruß und Teer. Diese Rückstände verlassen als Emissionswerte über die Abgase die Feuerstätte und belasten als Schadstoffe die Umwelt. Im Rahmen der allgemeinen Forderung auf Reinhaltung der Luft ist es Ziel der technischen Entwicklung auch im Hausbrand mit festen Brennstoffen, diese Abgas- und Emissionswerte optimal zu gestalten.

Ein hoher Schadstoffgehalt entsteht durch unvollkommene Verbrennung, wenn z. B. Luft-Sauerstoff und Verbrennungstemperatur nicht gleichzeitig in notwendiger Menge und Höhe an der Verbrennung teilnehmen. Es sind Feuerungen bekannt, bei denen die Verbrennungsluft unter und über dem Rost zugeführt wird und andere, bei denen durch nachgeschaltete Kammern oder dergleichen eine vollständige Verbrennung angestrebt wird.

Diese Feuerungen besitzen jedoch meist die Nachteile, daß die durch den praktischen Betrieb des Schornsteins differenzierten und eng begrenzten Bedingungen und durch die unterschiedlichen Verbrennungseigenschaften

der verschiedenen Brennstoffe die angestrebten Ziele nur teilweise erreicht werden.

Die Rauchgasbildung entsteht hauptsächlich im oberen Bereich einer Brennstoffschicht im Füllraum, wenn in der Schwelzone bei Temperaturen unterhalb der Zündtemperatur die flüchtigen, gasreichen Bestandteile ausgetrieben werden und wenn diese dann, z. B. bei Feuerungen nach dem Durchbrandprinzip, anschließend dem Schornstein zugeführt werden. Trotz Zuführung von Sekundärluft über dem Rost fehlt hier die notwendig hohe Zündtemperatur zum Ausbrand der Abgase.

Beim Prinzip des unteren Abbrandes müssen zwar alle entstandenen Rauchgase die Brennzone auf dem Vieg zum Schornstein passieren, aber zur hier vorhandenen Zündtemperatur fehlt eine ausreichend gleichmäßige Durchmischung der Abgase mit Verbrennungsluft, da durch die konstruktiven Gegebenheiten der Feuerstätten keine funktionsgerechte Ausbildung einer Misch- und Brennzone möglich gewesen ist.

Aus diesem Grund sind auch Ausführungsformen bekannt, die durch Kanäle unterschiedlicher Abmessung und Lage die Sekundär- und Spülluft an bestimmten Stellen der Verbrennung zuführen und damit eine gute Durchmischung mit den Rauchgasen erreichen sollen. Diese Varianten haben den Nachteil, daß unter den Bedingungen wechselnden Schornsteinunterdruckes und hohen Zugwiderstandes in den Kanälen das angestrebte Mengenverhältnis der Zusatzluft nicht wirksam wird, daß bei zentraler Steuerung der Luftzuführungen unter und Über dem Rost über ein gemeinsames Regelorgan die Nachverbrennungsluft gerade dann mitgedrosselt wird, wenn sie zur Nachverbrennung des entweichenden CO in größter Menge benötigt wird, und damit Reste des Rauchgases unverbrannt entweichen.

Es ist weiter bekannt, daß man dem Feuerraum eine oder zwei Kammern nachordnet, die durch in Strömungsrichtung quer gestellte sogenannte Strahlplatten mit Bohrungen zum Durchtritt der Rauchgase gebildet werden und in die quer zur Strömungsrichtung Verbrennungsluft in diese Kammern eingeleitet wird.

Die Strahlplatten werden dabei von den Rauchgasen erhitzt und sollen eine ausreichend hohe Verbrennungstemperatur zur Nachverbrennung der Rauchgase bringen bei gleichzeitiger Zufuhr von Sekundärluft in die Kammern.

Diese Ausführungen haben Nachteile dadurch, daß zwischen dem Glutbett und den Strahlplatten ein Temperaturgefälle auftritt und die Zeit der möglichen vollständigen Verbrennung vor allem in der Anheizphase und nach Auflegen frischen Brennstoffes, also gerade in der Zeit relativ höchsten Anfalls von flüchtigen, rauchstarken Bestandteilen, die Verbrennungstemperatur unterschritten wird und dadurch, daß bei Verbrennungsluftzuführung quer zur Strömungsrichtung keine vollständige Durchmischung mit den Rauchgasen stattfindet und daß die Verbrennungsluftzufuhr zu den Nachverbrennungskammern über das gleiche Regelorgan. erfolgt, das den Verbrennungsraum mit Verbrennungsluft versorgt.

Außerdem hat der zu hohe Zugwiderstand dazu beigetragen, daß diese Lösung keinen Eingang in den praktischen Gebrauch gefunden hat.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Feuerstätte für feste Brennstoffe so auszubilden, daß insbesondere auch stark rauchende feste Brennstoffe frei von Kohlenraonoxyd (CO) in den Rauchgasen unter den Normalbedingungen eines häuslichen Schornsteins verbrannt werden können und damit eine ruß- und teerfreie, restlose Verbrennung mit höchstmöglicher Ausnutzung des Brennstoffes und optimalem V/irkungsgrad der Feuerstätte erreicht wird.

Gleichzeitig werden hierbei für die Reinhaltung der Luft minimale Emissionswerte bei häuslichen Feuerstätten für feste Brennstoffe erreicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung besteht darin, daß alle bei der Verbrennung des Brennstoffes freiwerdenden Rauchgase erfaßt, in einer Misch- und Brennzone mit Verbrennungsluft gemischt, dann auf Zündtemperatur erhöht und somit alle brennbaren Bestandteile restlos ausgebrannt werden. Erfindungsgemäß wird das wie folgt gelöst:

Vorzugsweise an der Rückwand des rull- und Brennraumes wird über dem Rost ein als Misch- und Nachverbrennungszone ausgebildeter Abgas-, Sammel- und Nachverbrennungskanal in horizontaler Lage angeordnet, der in seiner Länge sich über die gesamte Rückwandbreite erstreckt, dessen Vorderseite mit dem Maß a offen gestaltet ist zur Aufnahme des Glut-

kegeis aus der Brennzone des Füll- und Brennrauraes, an dem dann das vorbeistreichende Rauchgas-Nachverbrennungsluft-Gemisch auf Zündtemperatur gebracht wird. An der einen Stirnseite des Abgas-, Sam uel- und Nachverbrennungskanals ist eine Mündungsöffnung für Rauchgase und Nachverbrennungsluft und an der anderen Stirnseite eine Öffnung für einen Steigezug angebracht.

Auf der Mündungsöffnung für Rauchgase sitzt ein Fallkanal mit Eingangs-Ausgangsöffnung für Rauchgase aus dem oberen Bereich des FUIlraumes und die Nachverbrennungsluft-Zuführung tritt axial ein in den Abgas-, Samiael- und Nachverbrennungskanal und ist unabhängig von der Regelung der Verbrennungsluft unter dem Rost. Dieser Kanal ist so benessen, daß auf einer ausreichend langen Strecke und in einem relativ geringen Querschnitt Rauchgase und Nachverbrennungsluft intensiv gemischt und auf die notwendige Zündtemperatur aufgeheizt werden können.

Der Steigezug auf der anderen Kanalseite leitet die Abgase weiter in Richtung Abzugschacht-Schornstein.

Ausführungsbe i sp ie I:

An einem Ausführungsbeispiel soll im folgenden die Erfindung näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt B-B der Fig. 2 Fig. 2 einen Schnitt A-A der Fig, 1 und Fig. 3 einen Schnitt C-C der Fig. 2

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Feuerstätte für feste Brennstoffe besteht im wesentlichen aus Vorderwand 1, Rückwand 2 und 2 Seitenwänden 4-, Abdeckung 3, Rüttelrost 6 und Aschekasten 8 mit Ascheraumtür Der Füllraum 5 wit Brennraum unmittelbar über dem Rost 6 wird durch die Einfülltür 9 mit Brennstoff beschickt und durch den Stehrost 7 ist der Rüttelrost 6 von außen zugängig, z. B. zum Säubern. Die Verbrennungsluft unter dem Rost wird von Hand oder automatisch regelbar über die Öffnung 14 eingeleitet, die Nachverbrennungsluft bei Öffnung 13 kann z. B. in der Ausführung eines bekannten BrennstoffWählers, nach der jeweiligen Brennstoffart einstellbar, unabhängig von der Regelung der Verbrennungsluft unter dem Rost, dem Abgas-, Sammel- und Nachverbrennungskanal zugeführt werden,

Erfindungsgemäß ist bei diesem Beispiel der Abgas-, Sammel- und Nachverbrennungskanal 11 nach Fig. 1 und 2 an der Rückwand des Füllraumes 5 über dem Rüttelrost 6 angebracht, durch die obere Begrenzung 12 in der Höhe dimensioniert und zum Brennraum des Füllraumes 5 offen

nach Maß a. Diese über die gesamte Länge des Abgas-, Sammel- und Nachverbrennungskanals oberhalb des Rostes sich erstreckende Öffnung nach Maß a wird während des Abbrandes vom Schüttkegel der Glut teilweise oder vollständig und gasdurchlässig verdeckt und damit wird ein geschlossener Kanal gebildet.

In der Fig. 2 ist der Rauchgas-Fall-Kanal 19 mit seiner im oberen Bereich des Füllraumes 5 gelegenen Ansaugöffnung 18 unter der Abdeckung 10 angedeutet, der im gezeigten Beispiel nach Fig. 2 an der linken Seite des Abgas-, Saramel- und Nachverbrennungskanals 11 mündet, an der auch die Nachverbrennungsluftöffnung 13 liegt.

Der Steigezug 15 liegt gemäß Fig. 2 an der rechten Seite des Abgas-, Saramel- und Nachverbrennungskanals 11 mit dem Überbrand 16 zum Abzugschacht 21 ebenfalls unter der Abdeckung 10, Die Neigung des Rüttelrostes 6 ist in Fig. 1 erkennbar, damit beim Rütteln die "Glut sich nach dem Abgas-, Samrael- und Nachverbrennungskanal 11 hin bewegt.

Der erfindungsgemäße Aufbau einer Feuerstätte nach dem beschriebenen Beispiel ermöglicht eine СО-freie Verbrennung von vorzugsweise Braunkohlenbrikett, aber auch anderer handelsüblicher fester und gasreicher Brennstoffe für den Hausbrand dadurch, daß alle beim Abbrandvorgang entweichenden Rauchgase mit unverbrannten Bestandteilen oberhalb der Brennstoffschicht durch die Ansaugöffnung 18 erfaßt und über den Rauchgas-Fall-Kanal 19 bei Eintritt in den als Misch- und Brennzone ausgebildeten Abgas-, Sammel- und Nachverbrennungskanal 11 mit Nachverbrennungsluft aus der Öffnung 13 gemischt, auf ihrem Weg axial im Kanal entlang des Glutkegels auf Zündtemperatur erhitzt und dabei restlos ausgebrannt werden.

Die Abgase aus der Brennzone unmittelbar über dem Rost, die frontal durch die gasdurchlässige Glut in die mit dem Maß a offene Längsseite des Abgas-, Sammel- und Nachverbrennungskanal 11 eintreten, werden in die Längsrichtung des Kanals 11 umgelenkt und ebenfalls mit Nachverbrennungsluft gemischt und ausgebrannt.

Durchgeführte Versuche haben ergeben, daß alle benutzten festen Brennstoffe, vorzugsweise Braunkohlenbrikett, aber auch andere rauchstarke Steinkohlen, frei von Kohlenmonoxyd, mit wesentlich höherem COg-Gehalt verbrannt wurden.

Bei vollständiger Ausnutzung des Brennstoffes wird, gleiche Abgastemperatur vorausgesetzt, damit ein wesentlich höherer Wirkungsgrad der

Feuerstätten erreicht und damit boi gleicher Leistung Brennstoff eingespart, die Rußbildung vermieden, Reinigungsaufwand an den nachgeschalteten Rauchgaswegen der Feuerstätte minimiert und die Umweltbelastung durch Hausbrandfeuerstätten für feste Frennstoffe stark eingeschränkt.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch

   1, Häusliche Feuerstätte für feste Brennstoffe, insbesondere für Brennstoffe mit hohem Anteil an flüchtigen Bestandteilen, mit einem über dem Rost befindlichen Füll- und Brennraum, mit Verbrennungsluftzufuhr unter und über dem Rost, gekennzeichnet dadurch, daß ein Abgas-, Sammel- und Nachverbrennungskanal (11) an einer Füllraumwand, vorzugsweise im Bereich der Rückwand (2) unmittelbar über dem Rost (6) in ca. horizontaler Lage über die gesamte Breite der Füllraumwand angeordnet ist, dessen gesamte Vorderseite mit dem Maß (a) zur Aufnahme des Glutkegels aus der Brennzone des Füll- und Brennraumes (5) offen gestaltet ist, an dessen einer Stirnseite eine Mündung für Nachverbrennungsluft (13) unabhängig von der Regelung der. Verbrennungsluft unter dem Rost und eine Mündung für einen Fallkanal (19) mit Ansaugöffnung (18) im oberen Bereich des Füllschachtes (5) anliegen; und an der gegenüberliegenden Stirnseite ein Steigezug (15) zum Überbrand (16) sich anschließt,
2. 2. Feuerstätte nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Rost (6) in Richtung der FüllraumrUckwand mit dem Abgas-, Sammel- und Nachverbrennungskanal (11) geneigt ist.

   Hierzu.. jsLSeiten Zeichnungen