DE102008028099B4

DE102008028099B4 - Verbrennungsvorrichtung, insbesondere Spezialheizkessel, für feste Brennstoffe

Info

Publication number: DE102008028099B4
Application number: DE200810028099
Authority: DE
Inventors: Diether Schlottmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2028-06-14
Also published as: DE102008028099A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungsvorrichtung (10) für feste Brennstoffe (14), die eine Brennstoffkammer (11) mit einem Verbrennungsglutrost (15) umfasst. Gemäß der Erfindung umfasst diese Verbrennungsvorrichtung (10) einen zumindest teilweise trichter- und/oder muldenförmig ausgebildeten Verbrennungsglutrost (15).

Description

Die Erfindung betrifft Verbrennungsvorrichtungen für feste Brennstoffe sowie Holzscheite, umfassend eine Brennstoffkammer (auch: Brennstofffüllschacht) mit einem Verbrennungsglutrost, nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 5. Derartige Verbrennungsvorrichtungen werden auch als Spezialheizkessel bezeichnet.
Der Verbrennungsglutrost ist hierbei das Element der Verbrennungsvorrichtung, über dem sich der Brennstoff befindet. Beim Betrieb der Verbrennungsvorrichtung befindet sich auf bzw. über dem Verbrennungsglutrost die sogenannte Glutzone, d. h. derjenige Bereich, in dem sich der glühende Brennstoff befindet.
Bei bekannten Spezialheizkessel ist der Verbrennungsrost als waagrecht angeordnetes Element ausgebildet. Seine dem Brennstoff zugewandte, obenliegende Oberseite liegt in einer waagrechten Ebene.
Derartige Spezialheizkessel sind in DE 197 29 506 C2 und DE 35 00 974 C2 beschrieben.
Weitere Heizkessel sind aus DE 40 00 708 A1 , DE 30 37 338 A1 , DE 372 678 A , DD 263 578 A1 , DD 204 745 A und FR 847 033 A bekannt.
Als Verbrennungsglutrost wird typischerweise ein Guss-Metallrost oder ein Wabenrost verwendet. Der Wabenrost weist ein wabenartiges Metallgerüst aus Stahl oder Metallguss auf. In jeder Wabe befindet sich ein in seiner Form entsprechend angepasster, beispielsweise aus Keramik oder Feuerbeton gefertigter Einlegestein. Einige oder alle dieser Einlegesteine weisen ein Primärluft-Loch auf. Über diese Primärluft-Löcher erfolgt im Betrieb des Heizkessels die Primärluftzufuhr zur Brennstoffglut auf dem Verbrennungsglutrost.
Die Oberseite des Wabenrostes wird definiert durch die Oberseite des wabenartigen Metallgerüsts (auch: Rostrahmen). Sie liegt bei den bekannten Wabenrosten in einer waagrechten Ebene. Auch die Einlegesteine weisen zum Brennstoff hin eine waagrechte angeordnete Oberseite auf, in der Ebene der Metallgerüst-Oberseite oder auch hierzu versetzt.
Die vorstehend bereits erläuterte Glutzone wird im Betrieb der Verbrennungsvorrichtung über Öffnungen im Verbrennungsglutrost, beispielsweise die vorgenannten Primärluft-Löcher, von unten mit Primärluft versorgt.
Vor dem Dauerbetrieb der Verbrennungsvorrichtung, in der Anzündphase bzw. beim Anbrennprozess, überdeckt der feste Brennstoff ungleichmäßig die Primärluft-Öffnungen im Verbrennungsglutrost. Dies tritt insbesondere auch deshalb auf, da die hier betrachteten Verbrennungsvorrichtungen manuell mit festen Brennstoffen beschickt werden, d. h. es ergibt sich eine Abhängigkeit vom Bediener gerade in der Anzündphase. Dementsprechend läuft die Anzündphase bzw. der Anbrennprozess nicht kontrollierbar und nicht konstant ab.
Die Güte der bekannten Spezialheizkessel, beispielsweise der nach DE 197 29 506 C2 oder DE 35 00 974 C2 gebauten Heizkessel, steht in direktem Zusammenhang mit dem Zündvorgang. Als Folge der vorbeschriebenen Problematik ist der Feinstaubausstoß solcher Heizkessel in dieser Anzündphase sehr hoch und nicht kontrollierbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verbrennungsvorrichtungen der eingangs genannten Art so auszubilden, dass die Anzündphase und der Anbrennprozess kontrollierbar und konstant ablaufen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale nach Patentanspruch 1 und durch die Merkmale nach Patentanspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 umfasst die Verbrennungsvorrichtung der eingangs genannten Art eine Brennstoffkammer (11) mit einem Verbrennungsglutrost, der als Wabenrost ausgebildet ist, umfassend ein wabenförmiges Metallgerüst und hierin eingelegte, in ihrer Form angepasste Einlegesteine, von denen zumindest einige Primärluft-Löcher aufweisen. Die Erfindung nach Anspruch 1 sieht vor, dass der Verbrennungsglutrost zumindest teilweise (abschnittsweise) trichter- und/oder muldenförmig ausgebildeten ist, so dass die festen Brennstoffe nicht mehr flächig auf dem Glutrost aufliegen und damit die Primärluft-Löcher überdecken.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 ist die Verbrennungsvorrichtung der eingangs genannten Art für Holzscheite bestimmt. Sie umfasst eine Brennstoffkammer mit einem Verbrennungsglutrost, einen Verbrennungsgasausbrandeinsatz zum Ausbrennen von im Betrieb der Verbrennungsvorrichtung aus einer auf dem Verbrennungsglutrost befindlichen Brennstoffglut ausgelösten Brenngasen, und eine Brenngas-Durchlassöffnung zur Zuführung der Brenngase aus der Brennstoffkammer in den Verbrennungsgasausbrandeinsatz, wobei die Brenngas-Durchlassöffnung oberhalb des Verbrennungsglutrostes, insbesondere im Bereich einer Glutzone, in einer Wandung der Brennstoffkammer vorgesehen ist. Die Erfindung nach Anspruch 5 sieht vor, dass der Verbrennungsglutrost so zumindest teilweise (abschnittsweise) trichter- und/oder muldenförmig ausgebildet ist, dass der tiefste Bereich des Verbrennungsglutrostes eine Achse bzw. Linie ist, die senkrecht zu der Wandung orientiert ist, in der die Brenngas-Durchlassöffnung vorgesehen ist.
Sowohl bei der Erfindung nach Anspruch 1 als auch bei der Erfindung nach Anspruch 5 ist der Verbrennungsrost somit entweder insgesamt oder teilweise, d. h. in einem Teilbereich, trichter- und/oder muldenförmig ausgebildet. Es ist auch möglich und wird als unter diese Formulierung fallenden verstanden, dass der Verbrennungsglutrost mehrere trichter- und/oder muldenförmige Teilbereiche aufweist. Diese können eine gleiche oder eine gegenläufige Orientierung aufweisen.
Die gemäß den Erfindungen vorgesehene, spezielle Ausbildung des Verbrennungsglutrostes gewährleistet immer eine zumindest weitgehend konstante durch den Brennstoff strömende Verbrennungsluftmenge, die zur Entzündung des Brennstoffs und zum Starten der Brenngasbildung notwendig ist. Der Brennstoff kann somit wie bei den eingangs beschriebenen bekannten Heizkesseln willkürlich in die Brennstoffkammer eingefüllt werden, insbesondere auch manuell durch einen Bediener. Der feste Brennstoff liegt auf dem trichter- und/oder muldenförmig ausgebildeten Verbrennungsglutrost nicht formschlüssig auf, so dass immer eine ausreichende Luftführung gewährleistet ist und somit dem Brennstoff auch in der Anzündphase bzw. bei Anbrennprozess eine ausreichende Primärluftmenge zugeführt wird. Dadurch wird ein konstanter und kontrollierbarer Ablauf der Anzündphase bzw. des Anbrennprozess ermöglicht. Dies führt auch zu einem im Vergleich zu den bekannten Heizkesseln reduzierten und kontrollierbaren Feinstaubausstoß.
Die eingangs beschriebenen und entsprechend auch die erfindungsgemäßen Verbrennungsvorrichtungen weisen üblicherweise einen Verbrennungsgasausbrandeinsatz auf, der zum Ausbrennen von im Betrieb des Heizkessels aus einer auf dem Verbrennungsglutrost befindlichen Brennstoffglut ausgelösten Brenngasen vorgesehen ist. Die Brenngase werden dem Verbrennungsgasausbrandeinsatz typischerweise über eine Brenngas-Durchlassöffnung, die beispielsweise oberhalb des Verbrennungsglutrostes im Bereich der Glutzone in der Wandung der Brennstoffkammer angeordnet ist, zugeführt. Dem Verbrennungsgasausbrandeinsatz nachgeordnet ist üblicherweise ein Wärmetauscher. Bei diesen Verbrennungseinrichtungen führt die erfindungsgemäße Ausbildung des Verbrennungsglutrostes zu dem zusätzlichen Vorteil, dass aufgrund der ausreichenden Luftführung und Primärluftmenge immer ausreichende Brenngase für den nachgeschalteten Verbrennungsgasausbrandeinsatz garantiert sind.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Verbrennungsglutrostes findet ihre Anwendung insbesondere in allen Verbrennungsvorrichtungen bzw. Heizkesseln für feste Brennstoffe mit einem unteren Abbrand und manueller Bedienung, insbesondere manueller Beschickung mit Brennstoff.
Unter der trichter- bzw. muldenförmigen Ausbildung des Verbrennungsglut rostes wird insbesondere verstanden, dass der Glutrost zumindest abschnittsweise ausgehend von seinen Glutrosträndern zu seiner Mitte bzw. zu einem mittleren Bereich bzw. zu einer mittleren Achse hin aus der Waagrechten geneigt ist, d. h. die dem Brenngut zugewandte Oberseite des Glutrostes ist im Unterschied zum Stand der Technik zumindest abschnittsweise nicht waagrecht ausgebildet, sondern weist einen von 0° und von 90° verschiedenen Steigungswinkel auf. Ausgehend vom Rand des Glutrostes weist die Oberseite des Glutrostes in diesen Abschnitten somit zur Glutrostmitte bzw. zu einem mittleren Bereich bzw. zu einer mittleren Achse des Glutrostes hin eine Steigung auf, vorzugsweise eine negative Steigung. Die schmale Trichterseite (auch: der Trichterhals) bzw. die tiefste Stelle der Mulde liegt somit in der Mitte des Glutrostes bzw. in einem mittleren Bereich des Glutrostes bzw. bildet eine mittlere Achse des Glutrostes. Klarstellend sei darauf hingewiesen, dass unter Trichterform nicht die tatsächliche Ausbildung eines Trichters mit einer engen Durchlassöffnung, beispielsweise für den Brennstoff, am Trichterhals verstanden wird. Es geht hier lediglich um die Beschreibung einer Form, bei der die Querschnittfläche sich zu einer Seite hin verringert.
In einer Ausführungsvariante ist der Glutrost ausgehend von allen Rändern zu seiner Mitte hin bzw. zu einem mittleren Bereich hin geneigt, so dass eine Trichter- und/oder Muldenform im engeren Sinne entsteht. Bevorzugt geht die Neigung ausgehend von den Rändern nach unten, d. h. die Mitte bzw. der mittlere Bereich des Glutrostes bildet eine tiefste Stelle des Rostes.
In einer weiteren Ausführungsvariante ist der Glutrost lediglich ausgehend von zwei einander gegenüberliegenden Rändern zu einer mittleren Achse hin, die sich quer über den Glutrost und quer zu dieser Neigung erstreckt, geneigt. Bei einer Neigung ausgehend von den Rändern nach unten ist der tiefste Bereich des Glutrostes in diesem Fall eine Achse bzw. Linie, die sich quer zu den beiden Neigungen erstreckt, und zwar über den gesamten Glutrost hinweg.
Grundsätzlich kann die Neigung ausgehend von den Rändern in allen Fällen nach oben gehen. Bevorzugt bei den erfindungsgemäßen Spezialheizkesseln ist jedoch eine Neigung nach unten, d. h. eine negative Steigung.
Die Neigung bzw. die Steigung kann in allen Fällen konstant sein, so dass die Oberseite des Glutrostes zumindest abschnittsweise durch schiefe Ebenen definiert wird. Es ist aber auch möglich, dass die Neigung bzw. Steigung sich verändert bzw. variiert. Beispielsweise kann dadurch die Oberseite des Glutrosts zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist die Oberseite des Glutrostes definiert durch zwei schiefe Ebenen, die ausgehend von zwei einander gegenüber liegenden Glutrosträndern nach unten geneigt sind und an einer mittleren Achse, die die tiefste Stelle der Glutrostoberseite definiert, aneinander angrenzen. Zweckmäßig ist hierbei, wenn die Ausgangshöhe der gegenüberliegenden Glutrostränder gleich ist und auch die Neigung bzw. Steigung zur Mitte hin gleich ist. In diesem Fall liegt die mittlere Achse nahezu exakt in der Mitte zwischen den beiden Ausgangsrändern des Glutrostes, bei entsprechender Ausgestaltung des Glutrostes definiert sie hinsichtlich der Form des Glutrostes eine senkrechte Spiegelfläche.
Auch die vorgenannte Form des Glutrostes mit zwei schiefen Ebenen wird als Trichterform im Sinne der Erfindung verstanden. Die Trichterform zeigt sich hierbei beispielsweise auch im senkrechten Querschnitt durch die Neigung des Glutrostes. Die beiden schiefen Ebenen sind hierbei nach Art der Schenkel des Buchstabens „V” zueinander angeordnet, wenn auch üblicherweise mit einem deutlich größeren Winkel zwischen den Schenkeln. Der Winkel zwischen den schiefen Ebenen liegt insbesondere zwischen 120° und 175°, vorzugsweise zwischen 160° und 170°, beispielsweise bei etwa 165°.
Für die weitere Ausbildung des Verbrennungsglührostes gelten die Eingangserläuterungen zum Stand der Technik entsprechend. Auch bei der erfindungsgemäßen Lösung kann somit ein Wabenrost vorgesehen sein, insbesondere mit einem wabenartigen Metallgerüst, beispielsweise aus Stahl und/oder Metallguss und/oder Gusseisen. Die Waben sind hierbei an die Form der Oberseite des Glührostes angepasst, bzw. sie definieren durch ihre Ausbildung die vorgesehene Trichter- und/oder Muldenform des Grillrostes. Insbesondere in oder nahe der Glutrostmitte bzw. im oder nahe dem mittleren Bereich bzw. an der mittleren Achse des Glutrostes sind die Waben in ihrer Form an die vorgesehene Glutrostform angepasst, gegebenenfalls mit entsprechend zueinander geneigten bzw. geknickten oder gewölbten Oberseiten des Metallgerüsts. In den Waben sind Einlegesteine, beispielsweise aus Keramik oder Feuerbeton, angeordnet, die in ihrer Form entsprechend angepasst sind. Einige oder alle diese Einlegesteine weisen gegebenenfalls ein Primärluft-Loch auf.
Alternativ zum Wabenrost kann bei der Erfindung nach Anspruch 5 auch ein insgesamt aus Metall, beispielsweise Stahl und/oder Metallguss und/oder Gusseisen, hergestellter Glutrost vorgesehen sein. Dieser Glutrost kann Primärluft-Löcher (auch: Primärluft-Öffnungen) in beliebiger Form aufweisen. Beispielsweise können die Primärluft-Löcher längliche Löcher (Längsöffnungen) sein, die sich quer zur Neigung des Glutrostes und vorzugsweise parallel zueinander durch den Glutrost erstrecken, vorzugsweise bis nahe an die Ränder des Glutrostes.
Durch die erfindungsgemäße Formgebung des Verbrennungsglutrostes ist sichergestellt, dass feste Brennstoff, beispielsweise Holzscheite, nicht mehr flächig auf dem Glutrost aufliegen und damit die Primärluft-Löcher überdecken. Vielmehr stellt die Formgebung, insbesondere die Neigung der Oberseite des Glutrostes sicher, dass die festen Brennstoff nur noch in eng begrenzten Abschnitten, bei einem Holzscheit beispielsweise an dessen Längsrändern, auf dem Glutrost aufliegen. Die Primärluft-Löcher im Glutrost sind damit (zumindest weitgehend) frei, so dass eine ausreichende Luftführung und damit eine ausreichende Primärluftmenge zum Brennstoff hin auch in der Anzündphase bzw. beim Anbrennprozess gewährleistet ist.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Spezialheizkessels,
2 eine weitere Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß 1, und zwar entlang der Linie A-A in 1,
3 ein Ausführungsbeispiel eines für erfindungsgemäße Spezialheizkessel, beispielsweise gemäß 1 und 2, bestimmten erfindungsgemäßen Verbrennungsglutrostes in Draufsicht,
4 das Ausführungsbeispiel des Verbrennungsglutrostes gemäß 3 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in 3,
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines für erfindungsgemäße Spezialheizkessel, beispielsweise gemäß 1 und 2, bestimmten erfindungsgemäßen Verbrennungsglutrostes in perspektivischer Darstellung.
Einander entsprechende Teile und Komponenten in 1 bis 5 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbrennungsvorrichtung 10 bzw. eines erfindungsgemäßen Spezialheizkessels 10. Zu erkennen ist eine Brennstoffkammer 11 (auch: Brennstofffüllschacht), die über eine Einfüllöffnung 12, die mit einer Abdeckung 13 ver schließbar ist, von oben mit festem Brennstoff 14, bzw. auch Holzscheiten 14 befüllbar ist.
Im unteren Bereich der Brennstoffkammer 11 ist ein Verbrennungsglutrost 15 angeordnet, auf dem der feste Brennstoff 14, hier Holzscheite 14, aufliegen. Unterhalb des Verbrennungsglutrostes 15 ist ein Ascheauffangbehälter 16 angeordnet.
Neben der Brennstoffkammer 11, konkret neben dem Verbrennungsglutrost 15, ist ein Verbrennungsgasausbrandeinsatz 17 angeordnet, über dem ein Wärmetauscher 18 angeordnet ist (beide Komponenten sind in den Figuren nur schematisch angedeutet).
Im Betrieb bildet sich über dem Verbrennungsglutrost 15 die sogenannte Glutzone. Hierunter wird derjenige Bereich über dem Verbrennungsglutrost 15 verstanden, in dem sich im Betrieb der Verbrennungsvorrichtung 10 der glühende Brennstoff 14 befindet. Die Glutzone wird im Betrieb der Verbrennungsvorrichtung 10 über Öffnungen 19 im Verbrennungsglutrost 15, auch als Primärluft-Löcher 19 bezeichnet, von unten mit Primärluft versorgt.
Die Brenngase gelangen von der Glutzone über eine auf Höhe der Glutzone angeordnete Brenngas-Durchlassöffnung 22 in einer Wandung 23 der Brennstoffkammer 11 zum weiteren Ausbrennen in den Verbrennungsgasausbrandeinsatz 17. Von dort gelangen die heißen Abgase in den Wärmetauscher 18, die abgekühlten Abgase gelangen von hier in einen Abgasausgang 24.
Insbesondere aus 2 ist ersichtlich, dass der Verbrennungsglutrost 15 trichter- und/oder muldenförmig ausgebildet ist. An seiner Oberseite 25 weist der Verbrennungsglutrost 15 zwei schiefe Ebenen 26, 27 auf, die jeweils ausgehend von einander gegenüber liegenden Glutrosträndern 28, 29 nach unten geneigt sind und an einer mittleren Achse 30 (die in 2 senkrecht zur Zeichenebene steht) aneinander grenzen. Die mittlere Achse 30 ist die tiefste Stelle der Oberseite 25 des Verbrennungsglutrostes 15. Für die Verbrennungsvorrichtung 10 gemäß 1 und 2 geeignete Ausfüh rungsbeispiele dieses Verbrennungsrostes 15 sind in 3 bis 5 dargestellt.
Die Wirkung der Erfindung ergibt sich am besten aus 2. Dort ist ersichtlich, dass fester Brennstoff 14, hier Holzscheite 14, nicht mehr flächig auf der Oberseite 25 des Verbrennungsglutrostes 15 aufliegt. Vielmehr liegen die Holzscheite 14 nur noch an ihren Längsrändern auf, die Oberseite 25 des Verbrennungsglutrostes 15 bleibt weitgehend frei. Somit werden auch die Primärluft-Löcher 19 nicht unkontrolliert bzw. zufällig verschlossen. Insgesamt ist somit eine ausreichende Primärluftzufuhr an bzw. durch den festen Brennstoff (und im Betrieb der Verbrennungsvorrichtung 10 in die Glutzone) sichergestellt, so dass ein konstanter und kontrollierbarer Ablauf auch der Anzündphase bzw. des Anbrennprozess erfolgt.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbrennungsglutrostes 15 in Draufsicht, 4 zeigt diesen Verbrennungsglutrost 15 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in 3. Bei diesem Verbrennungsglutrost 15 handelt es sich um einen Wabenrost umfassend ein wabenförmiges Metallgerüst 31 (auch: Rostrahmen), beispielsweise aus Gusseisen, und hierin eingelegte, in ihrer Form an die Waben angepasste Einlegesteine 32, beispielsweise aus Keramik. Um den Einlegesteinen 32 einen definierten Halt zu geben, werden die Waben im Metallgerüst 31 nach unten hin schmaler, d. h. die Wabenwände jeder Wabe laufen nach unten hin aufeinander zu. In den Einlegesteinen 32 ist jeweils ein Primärluft-Loch 19 ausgebildet.
Der in 3 und 4 gezeigte Verbrennungsglutrost 15 weist – wie das in 2 gezeigte Beispiel – an seiner Oberseite 25 zwei schiefe Ebenen 26, 27 auf, die jeweils ausgehend von einander gegenüber liegenden Glutrosträndern 28, 29 nach unten geneigt sind und an einer mittleren Achse 30 aneinander grenzen. Die mittlere Achse 30 ist die tiefste Stelle der Oberseite 25 des Verbrennungsglutrostes 15.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbrennungsglutrostes 15 in perspektivischer Darstellung. Bei diesem Verbrennungsglutrost 15 handelt es sich um einen vollständig aus Gusseisen hergestellten Metallrost mit länglichen Primärluft-Löchern 19.
Auch dieser Verbrennungsglutrost 15 weist an seiner Oberseite 25 zwei schiefe Ebenen 26, 27 auf, die jeweils ausgehend von einander gegenüber liegenden Glutrosträndern 28, 29 nach unten geneigt sind und an einer mittleren Achse 30 aneinander grenzen. Die mittlere Achse 30 ist auch hier die tiefste Stelle der Oberseite 25 des Verbrennungsglutrostes 15. Die länglichen Primärluft-Löcher 19 sind quer zur Neigung der jeweiligen schiefen Ebene 26, 27 und damit quer zur Neigung des Verbrennungsglutrostes 15 ausgerichtet, sie verlaufen parallel zueinander.
Insgesamt wird mit der Erfindung eine Verbrennungsvorrichtung bzw. eine Verbrennungsglutrost angegeben, die bzw. der aufgrund der trichterförmigen bzw. muldenförmigen Ausbildung des Verbrennungsglutrostes zur Verbesserung des Anzündprozesses bei Verwendung fester Brennstoffe und zur Verbesserung der Brenngasentstehung aus den festen Brennstoffen beiträgt. Erreicht wird dies insbesondere durch eine konstante durch den festen Brennstoff führende Verbrennungsluftmenge (Primärluftmenge), die zur Entzündung des Brennstoffs und zum Starten der Brenngasbildung notwendig ist und die bei der erfindungsgemäßen Lösung durch die spezielle Formgebung des Verbrennungsglutrostes gewährleistet wird.

10: Verbrennungsvorrichtung, Spezialheizkessel
11: Brennstoffkammer, Brennstofffüllschacht
12: Einfüllöffnung
13: Abdeckung
14: fester Brennstoff, Holzscheit
15: Verbrennungsglutrost
16: Ascheauffangbehälter
17: Verbrennungsgasausbrandeinsatz
18: Wärmetauscher
19: Öffnung im Verbrennungsglutrost 15, Primärluft-Loch
22: Brenngas-Durchlassöffnung
23: Wandung
24: Abgasausgang
25: Oberseite des Verbrennungsglutrostes 15
26, 27: schiefe Ebenen
28, 29: Glutrostränder
30: mittlere Achse
31: Metallgerüst
32: Einlegestein

Claims

Verbrennungsvorrichtung (10), insbesondere Spezialheizkessel, für feste Brennstoffe (14), umfassend eine Brennstoffkammer (11) mit einem Verbrennungsglutrost (15), wobei der Verbrennungsglutrost (15) als Wabenrost ausgebildet ist, umfassend ein wabenförmiges Metallgerüst (31) und hierin eingelegte, in ihrer Form angepasste Einlegesteine (32), von denen zumindest einige Primärluft-Löcher (19) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsglutrost (15) zumindest teilweise trichter- und/oder muldenförmig ausgebildet ist, so dass die festen Brennstoffe nicht mehr flächig auf dem Glutrost (15) aufliegen und damit die Primärluft-Löcher (19) überdecken.
Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbrennungsgasausbrandeinsatz (17) zum Ausbrennen von im Betrieb der Verbrennungsvorrichtung (10) aus einer auf dem Verbrennungsglutrost (15) befindlichen Brennstoffglut ausgelösten Brenngasen vorgesehen ist.
Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brenngas-Durchlassöffnung (22) vorgesehen ist zur Zuführung der Brenngase aus der Brennstoffkammer (11) in den Verbrennungsgasausbrandeinsatz (17).
Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenngas-Durchlassöffnung (22) oberhalb des Verbrennungsglutrostes (15), insbesondere im Bereich einer Glutzone, in einer Wandung (23) der Brennstoffkammer (11) vorgesehen ist.
Verbrennungsvorrichtung (10), insbesondere Spezialheizkessel, für Holzscheite, umfassend eine Brennstoffkammer (11) mit einem Verbrennungsglutrost (15), einen Verbrennungsgasausbrandeinsatz (17) zum Ausbrennen von im Betrieb der Verbrennungsvorrichtung (10) aus einer auf dem Verbrennungsglutrost (15) befindlichen Brennstoffglut ausgelösten Brenngasen, und eine Brenngas-Durchlassöffnung (22) zur Zuführung der Brenngase aus der Brennstoffkammer (11) in den Verbrennungsgasausbrandeinsatz (17), wobei die Brenngas-Durchlassöffnung (22) oberhalb des Verbrennungsglutrostes (15), insbesondere im Bereich einer Glutzone, in einer Wandung (23) der Brennstoffkammer (11) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsglutrost (15) so zumindest teilweise trichter- und/oder muldenförmig ausgebildet ist, dass der tiefste Bereich des Verbrennungsglutrostes (15) eine Achse und/oder Linie ist, die senkrecht zu der Wandung (23) orientiert ist, in der die Brenngas-Durchlassöffnung (22) vorgesehen ist.
Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsglutrost (15) als Wabenrost ausgebildet ist, umfassend ein wabenförmiges Metallgerüst (31) und hierin eingelegte, in ihrer Form angepasste Einlegesteine (32), von denen zumindest einige Primärluft-Löcher (19) aufweisen.
Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsglutrost (15) ein Metallrost mit länglichen Primärluft-Löchern (19) ist.
Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die länglichen Primärluft-Löcher (19) quer zur Neigung des Verbrennungsglutrostes (15) und vorzugsweise parallel zueinander durch den Verbrennungsglutrost (15) erstrecken.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsgasausbrandeinsatz (17) neben der Brennstoffkammer (11), insbesondere neben dem Verbrennungsglutrost (15), angeordnet ist.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsglutrost (15) zumindest abschnittsweise ausgehend von seinen Glutrosträndern (28, 29) zu seiner Mitte und/oder zu einem mittleren Bereich des Verbrennungsglutrostes und/oder zu einer mittleren Achse (30) des Verbrennungsglutrostes (15) hin aus der Waagrechten geneigt ist.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (25) des Verbrennungsglutrostes (15) zumindest abschnittsweise zur Glutrostmitte und/oder zu einem mittleren Bereich des Verbrennungsglutrostes und/oder zu einer mittleren Achse (30) des Verbrennungsglutrostes (15) hin eine Steigung aufweist, vorzugsweise eine negative Steigung.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tiefste Stelle der Oberseite (25) des Verbrennungsglutrostes (15) in der Glutrostmitte und/oder in einem mittleren Bereich des Verbrennungsglutrostes liegt, und/oder eine mittlere Achse (30) des Verbrennungsglutrostes (15) bildet.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine waagrechte innere Querschnittsfläche des trichter- und/oder muldenförmigen Verbrennungsglutrostes (15) mit abnehmender Höhe in der Brennstoffkammer (11) konstant abnimmt.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsglutrost ausgehend von allen seinen Rändern zu seiner Mitte hin und/oder zu einem mittleren Bereich des Verbrennungsglutrostes hin geneigt ist.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsglutrost (15) lediglich ausgehend von zwei einander gegenüberliegenden Rändern (28, 29) des Verbrennungsglutrostes (15) zu einer mittleren Achse (30) des Verbrennungsglutrostes (15) hin geneigt ist.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung und/oder die Steigung der Oberseite (25) des Verbrennungsglutrostes (15) zumindest abschnittsweise konstant ist, so dass die Oberseite (25) des Verbrennungsglutrostes (15) zumindest abschnittsweise schiefe Ebenen (26, 27) aufweist.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung und/oder die Steigung der Oberseite des Verbrennungsglutrostes zumindest abschnittsweise variiert, so dass die Oberseite des Verbrennungsglutrosts zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet ist oder einen Knick aufweist.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (25) des Verbrennungsglutrostes (15) zwei schiefe Ebenen (26, 27) umfasst oder daraus besteht, die ausgehend von zwei einander gegenüber liegenden Glutrosträndern (28, 29) nach unten geneigt sind und an einer mittleren Achse (30), die den tiefsten Bereich der Glutrostoberseite (25) definiert, aneinander angrenzen.
Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangshöhe der gegenüber liegenden Glutrostränder (28, 29) und auch die Neigung und/oder Steigung der Oberseite (25) des Verbrennungsglutrostes (15) zur Mitte hin gleich sind.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen den schiefen Ebenen (26, 27) zwischen 120° und 175°, insbesondere zwischen 150° und 170° liegt.