DE4329425A1

DE4329425A1 - Brennkammer zur Holzverbrennung

Info

Publication number: DE4329425A1
Application number: DE4329425A
Authority: DE
Original assignee: BLANK MAX GmbH
Current assignee: BLANK MAX GmbH
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1993-09-01
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2013-09-02
Also published as: DE4329425C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkammer zur Holzverbrennung, die ein Kammerinneres aufweist, das von Kammerwandungen begrenzt ist, die an einer Vorderwandung eine Tür aufnehmen, bei einer Rückwandung oben einen Gasauslaß aufweisen und einen Primärlufteinlaß sowie einen Sekun därlufteinlaß aufweisen, bei der der Sekundärlufteinlaß oben, nahe der Höhe des Gasauslasses vorgesehen ist und eine derart angeordnete Mün dung aufweist, daß ein daraus austretender Sekundärluftstrom quer auf einen Verbrennungsgas-Strom trifft, der von einer Bodenwandung zum Gasauslaß gerichtet ist, und bei der an der Außenseite der Kammerwan dungen ein Primärluftzutritt und ein Sekundärluftzutritt vorgesehen sind.

Mit Brennkammer ist hier gleichermaßen ein Einsatzgebilde eines Kamin ofens, ein Einsatzgebilde eines Kamins und ein Einsatzgebilde eines Kachelofens gemeint. In diesen Einzelfeuerstätten wird, soweit es hier von Interesse ist, nur Holz verbrannt, das auf der Bodenwandung liegt. Durch den Gasauslaß entweicht Abgas, dessen Schadstoff durch geeignete Ver brennung im Kammerinneren minimiert sein soll. Zum Beispiel soll der CO- Gehalt des Abgases möglichst niederiger 0,2 Vol.% bei 13% Sauerstoff sein. Aus dem erhitzten Holz tritt Holzgas aus, das sich mit der Primärluft mischt, wobei eine Primärverbrennung erfolgt, die ein Verbrennungsgas ergibt, das in Richtung zum Gasauslaß strömt. Dieses Verbrennungsgas wird mit der Sekundärluft gemischt, wobei eine Sekundärverbrennung er folgt, die das Abgas ergibt.

Eine durch die Praxis bekannte Brennkammer dieser Art, ist ein Kachel ofen-Heizeinsatz, bei dem der Primärluftzutritt und der Sekundärluftzutritt gemeinsam an der Vorderwandung oberhalb der Tür vorgesehen sind. Die Sekundärluft wird als einheitlicher Strom durch einen Stutzen etwas in das Kammerinnere in Richtung Verbrennungsgas-Strom geführt. Bei dieser bekannten Brennkammer ist die Sekundärverbrennung bzw. Nachverbren nung relativ schlecht und ist der Schadstoffgehalt des Abgases relativ hoch. Die Sekundärluft gelangt relativ kühl zum Verbrennungsgas und senkt die Temperatur der Nachverbrennung. Die als einheitlicher Strom beim Verbrennungsgas ankommende Sekundärluft wird relativ schlecht mit dem Verbrennungsgas vermischt und ausgenutzt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Brennkammer der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der wärmere Sekundärluft zwecks besse rer Nachverbrennung mit dem Verbrennungsgas intensiver vermischt wird als bisher. Die erfindungsgemäße Brennkammer ist, diese Aufgabe lö send, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Primärluftzutritt als auch der Sekundärluftzutritt unten nahe der Bodenwandung angeordnet ist, daß der Sekundärluftzutritt mit dem Sekundärlufteinlaß über einen langge streckten Wandungskanal verbunden ist, der einen von unten nach oben verlaufenden Bereich aufweist, und daß der Sekundärlufteinlaß samt des sen Mündung in mindestens drei Mündungsteilkanäle aufgegliedert ist.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkammer ist der Bewegungsverlauf von Luftzutritt zum Gasauslaß sowohl für die Primärluft als auch für die Se kundärluft von unten nach oben, d. h. ansteigend. Die Sekundärluft wird in dem langen Wandungskanal vorgewärmt und trifft aufgegliedert in Teil ströme auf das Verbrennungsgas. Durch diese Aufgliederung wird die Vermischung mit dem Verbrennungsgas verbessert, was aber nur dann zu der erwünschten deutlichen bzw. erheblichen Verbesserung der Nachver brennung führt, wenn die Sekundärluft-Teilströme von vorerhitzter Sekun därluft gebildet sind. Es erfolgt eine Minimierung der Schadstoffe im Ab gas unter den weiter oben angegebenen Wert. Verbrennungsgasstrom und Sauerstoffstrom verlaufen in vertikaler Richtung.

In aller Regel sind der Primärlufteinlaß und der Sekundärlufteinlaß zwecks Luftregulierung mittels eines Schiebers zwischen einer Schließstellung und einer Volloffenstellung verstellbar. Die beiden Einlässe sind dann gemein sam angeordnet und über nur einen Schieber mittels nur eines Handgriff stückes betätigbar. Dies ergibt eine Mengendosierung, die sehr einfach zu bedienen ist.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn Primärlufteinlaß an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwandungen vorgesehen ist. Dies verbessert die Versorgung des brennenden Holzgases mit Primärluft.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn Primärlufteinlaß mit nach oben gerichteter Mündung bei einer in die Kammerwandung ein gelassenen Fensterscheibe vorgesehen ist und mit dem Primärluftzutritt über einen langen Wandungskanal verbunden ist. Diese Primärluft sorgt aufgrund Ihrer Strömung entlang der Scheibe für die Reinhaltung der Scheibe von Ablagerungen. Diese Primärluft nimmt von der erwärmten Scheibe die Wärme auf und führt sie damit in den Brennraum zurück, was zur Erhöhung der Brennraumtemperatur beiträgt. Durch höhere Brenn raumtemperaturen werden die Schadstoffe im Abgas reduziert.

Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungsform liegt vor, wenn unterhalb des Gasauslasses von der Rückwandung eine Zwischen deckewandung ausgeht, die mit Abstand von der Vorderwandung endet. Dies drängt das brennende Holzgas und das entstehende Verbrennungs gas hin zur Vorderwandung. Man kann dann durch eine in der Vorderwan dung vorgesehene Fensterscheibe das Feuer verbessert sehen. Die Nach verbrennung erfolgt oberhalb der Zwischendeckewandung.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn der Primärluft einlaß an der Seitenwandung nahe der Rückwandung angeordnet ist. Die hier eintretende Primärluft erhält von Anfang an eine zur Vorderwandung hin gerichtete Strömung, was die Flammenbildung nahe der Vorder wandung fördert.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn die Mündungs teilkanäle entlang der Zwischendeckewandung verlaufen und an deren der Vorderwandung zugewendeten Stirnseite enden. Dies verbessert die Er wärmung bzw. Erhitzung der Sekundärluft.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der Abstand zwischen der Deckewandung und der Zwischendeckewandung bei deren freier Stirnseite verengt ist und sich in Richtung zur Rückwandung erwei tert. Dieser sich erweiternde Nachverbrennungsraum verbessert die Nach verbrennung. Die Verengung des Durchganges beim freien Ende der Zwi schendeckewandung staut die Primärverbrennung ein wenig unterhalb der Zwischendeckewandung.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn die Zwischen deckewandung von deren freier Stirnseite in Richtung zur Rückwand schräg abwärts geneigt ist. Dies ist eine baulich einfache Verwirklichung des verengten Durchganges und des sich erweiternden Nachverbren nungsraumes. Das Gas, das durch den verengten Durchgang einströmt, soll unterhalb des Gasauslasses auf die Rückwandung treffen und dadurch einen Wirbel bilden, bevor es durch den Gasauslaß entströmt. Diese Wir kungsweise der Zwischendeckewandung ist ganz ausgeprägt dann gege ben, wenn die Zwischendeckewandung schräg abwärts geneigt ist.

Die im Vorhergehenden beschriebenen einzelnen Ausführungsmöglich keiten sind in der Regel bei einem Einsatzgebilde eines Kaminofens oder einem Einsatzgebilde eines Kamins vorgesehen. Im Nachfolgenden werden einzelne Ausführungsmöglichkeiten beschrieben, die in der Regel bei einem Einsatzgebilde eines Kachelofens vorgesehen sind.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es nämlich, wenn der Sekun därlufteinlaß aus den einander gegenüberliegenden Seitenwandungen in Richtung von der Vorderwandung zur Rückwandung gegeneinander ver setzt vorgesehen ist. Dieser Versatz führt zur einer ausgeprägten Wirbel bildung bei der Nachverbrennung.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn der Sekundär lufteinlaß an einem an den vertikalen Wandungen rundum verlaufenden, in das Kammerinnere hinein vorspringenden Sims vorgesehen ist. Der Sims stellt eine Verengung zwischen dem Raum der Primärverbrennung und dem Raum der Sekundärverbrennung dar.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der Sekun därluft-Wandungskanal einheitlich bis in die Höhe des Simses geführt ist und die Mündungsteilkanäle in dem Sims vorgesehen sind. Dies ist eine vereinfachte Bauweise mit brauchbarer Wirkungsweise.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn der Gasauslaß in der Deckewandung vorgesehen ist. Dies fördert die Wirbelbildung bei der Nachverbrennung.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar gestellt und zeigt,

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht mit Aufbrüchen einer ersten Brenn kammer zur Holzverbrennung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht mit Aufbrüchen einer zweiten Brenn kammer zur Holzverbrennung und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht mit Aufbrüchen einer dritten Brenn kammer zur Holzverbrennung.

Die Brennkammer gemäß Fig. 1 ist ein Einsatzgebilde für einen Kaminofen; die Brennkammer gemäß Fig. 2 ist ein Einsatzgebilde für einen Kamin; die Brennkammer gemäß Fig. 3 ist ein Einsatzgebilden für einen Kachelofen. Jede Brennkammer ist im wesentlich quaderförmig und ist aus Kammer wandungen zusammengesetzt, zu denen eine Vorderwandung 1, eine Rückwandung 2, zwei Seitenwandungen, 3, 4, eine Deckewandung 5 und eine Bodenwandung 6 gehören. Soweit nicht etwas anderes angegeben ist, sind die Wandungen von einem Einsatzmantel aus Stahl oder Guß ge bildet, der mit Kacheln, Schamotten oder sonstigen Baumaterialien ausge kleidet ist. Die Rückwandung 2 ist dadurch definiert, daß nahe bei dieser ein Gasauslaß 7 vorgesehen ist, der in ein Auslaßrohr 8 übergeht. Die Vorderwandung ist dadurch definiert, daß sie mit einer Tür 9 und mit einer Fensterscheibe 10 versehen ist, die in der Tür angeordnet ist. Die Boden wandung 6 ist dicht geschlossen und nicht von einem Gitter bzw. Rost gebildet. Auf der Bodenwandung 6 liegen Holzstücke 11, von denen Holz gas 12 ausströmt.

Es ist jeweils ein Primärluftzutritt 13 und ein Sekundärluftzutritt 14 sowohl dicht beieinander als auch unten nahe der Bodenwandung 5 vor gesehen. Der Primärluftzutritt 13 und der Sekundärluftzutritt 14 sind ge meinsam mittels eines Schiebers 15 regulierbar, an dem ein Handgriffs tück 16 zur Betätigung vorgesehen ist. Es tritt an Mündungen an der Innenseite von vertikalen Wandungen nahe der Bodenwandung 6 Primär luft 17 in im wesentlichen waagerechter Richtung ein, die dem Holzgas 12 zugeführt wird. Es entsteht ein Verbrennungsgas 18, das in Richtung zum Gasauslaß 7 strömt und dem Sekundärluft 19 zugeführt wird. Da nach bildet sich eine Gaswirbelung 20, wonach ein Abgas 21 durch den Gasauslaß 7 abströmt. Die Einzelmündungen, durch welche die Sekun därluft 19 in das Kammerinnere strömt, bilden einen Sekundärlufteinlaß 22, der mit dem Sekundärluftzutritt 14 durch mindestens einen langen Wandungskanal 23 verbunden ist, der einen Bereich 24 aufweist, der in einer vertikalen Wandung von unten nach oben verläuft. Dieser Wan dungskanal 23 ist zumindest nahe den in das Kammerinnere gerichteten Mündungen in mehrere Mündungsteilkanäle 25 zerlegt.

Für die Brennkammern gemäß Fig. 1 und 2, die Einsatzgebilde für einen Kaminofen und einen Kamin sind, ist jeweils eine schräg geneigte Zwi schendeckewandung 26 vorgesehen, welche an die Rückwandung 2 und die beiden Seitenwandungen 3, 4 anschließt, und deren freie Stirnseite 27 mit Abstand von der Vorderwandung 1 angeordnet ist. Die Mündungs teilkanäle 25 erstrecken sich durch die gesamte Zwischendeckewandung. Bei der Stirnseite 27 der Zwischendeckewandung 26 ist zwischen dieser und der Deckewandung 5 ein verengter Abstand 28 vorgesehen. Der Gas auslaß 7 ist an der Rückwandung 2 vorgesehen, die unterhalb des Gas auslasses einen Prallbereich 29 für ausströmendes Gas bildet, der für das Entstehen der Gaswirbelung 20 wichtig ist. Die Nachverbrennung erfolgt also in einem von der Primärverbrennung abgetrennten Raum des Kamme rinneren. Die Mündungen für die Sekundärluft sind also an der Stirnseite 27 der Zwischendeckewandungen 26 vorgesehen. Die Mündungen für die waagerecht eintretende Primärluft sind an den Seitenwandungen 3, 4 vor gesehen. Es sind auch vertikal nach oben gerichtete Mündungen 30 am unteren Rand der Fensterscheibe 10 vorgesehen, durch welche Primärluft einströmt, die über lange Wandungskanäle 31 zugeführt wird.

Bei der Brennkammer gemäß Fig. 3, die für einen Kachelofen vorgesehen ist, ist oben ein rundum laufender, in das Kammerinnere vorspringender Sims 32 vorgesehen, wobei die Mündungsteilkanäle 25 der Sekundärluft in den Simsbereichen der beiden Seitenwandungen 3, 4 liegen. Die Mün dungsteilkanäle 25 der einen Seitenwandung 3 sind näher bei der Rück wand 2 angeordnet als die Mündungsteilkanäle der anderen Seitenwan dung 4. Der Gasauslaß 7 ist in der Deckewandung 5 angeordnet. Die Mündungen der waagerechten Primärluftzufuhr in das Kammerinnere sind an der Vorderwandung vorgesehen.

Claims

1. Brennkammer zur Holzverbrennung,
die ein Kammerinneres aufweist, das von Kammerwandungen be grenzt ist, die an einer Vorderwandung eine Tür aufnehmen, bei einer Rückwandung oben einen Gasauslaß aufweisen und einen Pri märlufteinlaß sowie einen Sekundärlufteinlaß aufweisen,
bei der der Sekundärlufteinlaß oben, nahe der Höhe des Gasauslas ses vorgesehen ist und eine derart angeordnete Mündung aufweist, daß ein daraus austretender Sekundärluftstrom quer auf einen Ver brennungsgas-Strom trifft, der von einer Bodenwandung zum Gas auslaß gerichtet ist, und
bei der an der Außenseite der Kammerwandungen ein Primärluftzu tritt und ein Sekundärluftzutritt vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl der Primärluftzutritt (13) als auch der Sekundärluftzutritt (14) unten nahe der Bodenwandung (6) angeordnet ist,
daß der Sekundärluftzutritt (14) mit dem Sekundärlufteinlaß (22) über einen langgestreckten Wandungskanal (23) verbunden ist, der einen von unten nach oben verlaufenden Bereich (24) aufweist, und
daß der Sekundärlufteinlaß (22) samt dessen Mündung in minde stens drei Mündungsteilkanäle (25) aufgegliedert ist.

2. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Pri märlufteinlaß an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwandun gen (3, 4) vorgesehen ist.

3. Brennkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Primärlufteinlaß mit nach oben gerichteter Mündung (30) bei einer in die Kammerwandung eingelassenen Fensterscheibe (10) vorgesehen ist und mit dem Primärluftzutritt (13) über einen langen Wandungskanal (31) verbunden ist.

4. Brennkammer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Gasauslasses (7) von der Rückwandung (2) eine Zwischendeckewandung (26) ausgeht, die mit Abstand von der Vor derwandung (1) endet.

5. Brennkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärlufteinlaß an der Seitenwandung (3, 4) nahe der Rückwandung (2) angeordnet ist.

6. Brennkammer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsteilkanäle (25) entlang der Zwischendeckewan dung (26) verlaufen und an deren der Vorderwandung (1) zugewand ten Stirnseite (27) enden.

7. Brennkammer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Abstand zwischen der Deckewandung (5) und der Zwischendeckewandung (26) bei deren freier Stirnseite (27) verengt ist und sich in Richtung zur Rückwandung (2) erweitert.

8. Brennkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischendeckewandung (26) von deren freier Stirnseite (27) in Rich tung zur Rückwand (2) schräg abwärts geneigt ist.

9. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärlufteinlaß (22) an den einander gegenüberliegenden Sei tenwandungen (3, 4) in Richtung von der Vorderwand (1) zur Rück wand (2) gegeneinander versetzt vorgesehen ist.

10. Brennkammer nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärlufteinlaß (22) an einem an den vertikalen Wan dungen rundum verlaufenden, in das Kammerinnere hinein vorsprin genden Sims (32) vorgesehen ist.

11. Brennkammer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärluft-Wandungskanal (23) einheitlich bis in die Höhe des Simses (32) geführt ist und die Mündungsteilkanäle (25) in dem Sims (32) vorgesehen sind.

12. Brennkammer nach einem der Ansprüche 1, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasauslaß (7) in der Deckewandung (5) vorgesehen ist.

13. Brennkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärluftzutritt (13) und der Sekundärluft zutritt dicht beieinander sind und gemeinsam mittels eines Schiebers (15) regulierbar sind.