AT505521A1 - Vorrichtung zum verbrennen von festbrennstoffelementen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbrennen von Festbrennstoffenelementen, insbesondere von länglichen Brennstoffpresslingen mit rundem oder polygonalem Querschnitt mit wenigstens fünf Ecken, umfassend einen Brennraum und einen Vorratsraum zum Vorrätighalten einer Mehrzahl von Brennstoffelementen.

Festbrennstoffelemente sind insbesondere in Form von BrennstoffPresslingen bekannt geworden. Als Brennmaterial findet in diesem Zusammenhang häufig Holz Verwendung. Holzbriketts beispielsweise werden aus trockenen, unbehandelten Holzresten, wie beispielsweise Hobelspänen, unter hohem Druck und ohne Zusatz von Bindemitteln zu gleichmäßig großen und harten Briketts gepresst. Durch diese hohe Verdichtung beim Brikettieren nimmt das Naturprodukt Holz in etwa das Brennverhalten von Braunkohle an, allerdings mit dem Unterschied, dass die Holzbriketts im Vergleich zu den fossilen Brennstoffen einen geringeren Asche- und Schwefelgehalt aufweisen. Weiters zeichnen sich Holzbriketts durch einen niedrigen Wassergehalt von ca. 10 % aus, sodass sich ein relativ hoher Energiegehalt von 4,8 kWh je kg ergibt.

Brennstoffpresslinge sind auch in Form von sogenannten Holzpellets bekannt geworden. Dabei handelt es sich um zu kleinen stäbchenförmigen Pellets gepresstes Brennmaterial aus Holz. Derartige Holzpellets werden in speziellen Pelletheizungen verfeuert. Holzpelletheizungen arbeiten mit unterschiedlichen Techniken der Beschickung: heute aktuell sind die Unterschubfeuerung, die Quereinschubfeuerung, der Einsatz eines Walzenrostsystems oder die speziell für die Pelletsverbrennung entwickelte Fallrohr- oder Pelletsfeuerung. Bei der Unterschubfeuerung werden die Pellets mittels einer Förderschnecke von unten in einen Brennteller gedrückt, verbrennen dort und die übrig bleibende Asche fällt über den Tellerrand in den darunter liegenden Aschebehälter. Die Quereinschubfeuerung funktioniert ähnlich wie die Unterschubfeuerung, nur dass der Brennstoff über eine Förderschnecke von der Seite auf den Brennteller geschoben wird. Beim Walzenrostsystem hingegen fallen die Pellets von oben auf mehrere sich langsam drehende

Stahlscheiben mit geringem Zwischenraum. Ein Abstreifkamm reinigt je Umdrehung die Zwischenräume, sodass ebenfalls die Asche ungehindert nach unten durchfallen und Verbrennungsluft nach oben zugeführt werden kann. Bei der Fallschachtfeuerung rutschen die Pellets über eine Fallrinne in einen Brennertopf. Durch den Brennertopf ist der Verbrennungsbereich fix definiert .

Die Vorrätighaltung der Holzpellets erfolgt bei Großbrennern in Silos, bei Kleinbrennern in Säcken. Bei der Anlieferung der Holzpellets in kleineren Säcken kann der Pelletofen manuell befüllt werden und die Tank- und Förderanlagen erübrigen sich. Eine weitere Möglichkeit ist die Zustellung von vorgefüllten BigBags (große Säcke mit 1 bis 2 m3 Rauminhalt für bis zu zwei Tonnen Gewicht). Diese erfordern jedoch Auf-hängesysteme und Hubtechnik.

Als Alternative zu Holzpellets sind wie bereits eingangs erwähnt, größere Festbrennstoffe in Form von Briketts bekannt geworden, mit deren Verbrennen sich die vorliegende Erfindung befasst. Die vorliegende Erfindung befasst sich insbesondere mit der Verbrennung von länglichen Brennstoffpresslingen mit rundem oder polygonalem Querschnitt mit wenigstens fünf Ecken. Derartige meist zylindrische Brennstoffpresslinge können beispielsweise einen Durchmesser von ca. 80-90 mm und eine Länge von ca. 300 mm auf weisen, werden der Brenneinrichtung zumeist einzeln zugeführt, wobei ein weiterer Pressling erst nach dem Abbrennen des zuvor zugeführten Pressings zugeführt wird. Anders als bei Pelletheizungen gestaltet sich die Zuführung der Brennstoffpresslinge in diesem Fall somit wesentlich aufwändiger und es wäre auch hier vorteilhaft, die manuellen Zuführeinrichtungen durch entsprechend automatisierte Zuführeinrichtungen zu ersetzen.

Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Verbrennen von Festbrennstoffelementen, insbesondere von länglichen Brennstoffpresslingen mit rundem oder polygonalem Querschnitt dahingehend zu verbessern, dass die Beschickung mit den Brennstoffpresslingen vereinfacht wird. *♦ ·· ·· f··· ·· ff • ·· ·· · ·· ff ff ff ······ · I · ff • · · · ·· ff t « ff ff • · · · ··#·« | -3-

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Vorrichtung der eingangs genannten Art im Wesentlichen dadurch aus, dass eine BrennstoffZuführung zum automatischen Zuführen jeweils eines Brennstoffelements aus dem Vorratsraum in den Brennraum vorgesehen ist. Dadurch, dass eine automatische BrennstoffZuführung in den Ofen eingebaut ist, erübrigt sich das hündische Nachlegen eines weiteren Brennstoffelements, sobald ein Brennstoffelement abgebrannt ist. Vielmehr wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung ein Brennstoffelement bei Bedarf automatisch aus dem Vorratsraum in den Brennraum transportiert, sodass die Handhabung wesentlich vereinfacht wird. Wesentlich ist im Rahmen der Erfindung hierbei, dass jeweils in kontrollierter Weise nur ein einziges Brennstoffelement automatisch vom Vorratsraum in den Brennraum transportiert wird.

In diesem Zusammenhang ist die Ausbildung bevorzugt derart weitergebildet, dass die BrennstoffZuführung eine Schleuse zum Erfassen und Transportieren eines einzigen Brennstoffelements unter gleichzeitigem Zurückhalten weiterer Brennstoffelemente umfasst. Eine derartige Schleuse stellt zum einen eine wirksame Abdichtung des Brennraums gegenüber dem Vorratsraum sicher und zum anderen eine zuverlässige Zuführung eines einzelnen Brennstoffelements, wobei gleichzeitig verhindert wird, dass weitere Brennstoffelemente, die im Vorratsraum vorrätig gehalten werden, unbeabsichtigt in den Brennraum gelangen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann die Schleuse hierbei von einer rotierbar antreibbaren Trommel gebildet sein, deren Mantel eine Ausnehmung zum Erfassen eines Berenn-stoffelements während der Rotation aufweist. Die im Mantel der Trommel ausgebildete Ausnehmung kann hierbei an den Querschnitt der zuzuführenden Brennstoffelemente angepasst sein, sodass tatsächlich mit Sicherheit nur ein einziges Brennstoffelement jeweils zugeführt wird.

Um die Zuführung eines Brennstoffelements von dem Vorrat sraum in den Brennraum zu erleichtern, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass die Brennstoffzu-führung eine in Richtung zum Bennraum abwärts geneigte Rampe • · · • · · • · * ···· ·· • · « ♦ * « • · « • · · · « ·· ♦· ·· • · · • ··· ·· · -4-aufweist, die den Boden des Vorratsraums bildet. Auf einer derartigen abwärts geneigten Rampe kann das jeweils zuzuführende Brennstoffelelement unter Einfluss der Schwerkraft vom Vorratsraum in den Brennraum abwärts rollen, wobei, wie bereits eingangs erwähnt, im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere längliche Brennstoffpresslinge mit rundem oder polygonalem Querschnitt zum Einsatz kommen, sodass die Brennstoffpresslinge um ihre Längsachse drehend entsprechend abrollen können, während sie jeweils von der Zuführeinrichtung und insbesondere der Schleuse in kontrollierter Weise dem Brennstoffraum zugeführt werden.

Um eine bessere Abdichtung zwischen dem Brennraum und der Vorratskammer zu erreichen, ist bevorzugt zwischen dem Vorratsraum und dem Brennraum eine verschwenkbare Einlassklappe angeordnet, die bevorzugt einen Betätigungsarm zum Verschwen-ken der Einlassklappe trägt. Mit Hilfe des Betätigungsarms kann die Einlassklappe hierbei in kontrollierter Weise geöffnet und geschlossen werden, wobei die Einlassklappe bevorzugt erst kurz vor dem Übertreten des Brennstoffelements vom Vorratsraum in den Brennraum geöffnet wird und kurz danach wieder verschlossen wird, um die Menge an zusätzlich eingebrachter Verbrennungsluft zu minimieren bzw. eine unkontrollierte Luftzirkulation zu vermeiden

Mit Vorteil ist im Brennraum eine Zündvorrichtung vorgesehen, die bevorzugt an einem schwenkbaren Hebel angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausbildung kann die Zündvorrichtung bei Bedarf an das auf einem Rost im Brennraum liegende Brennstoffelement herangeführt werden, wobei nach Einschalten der Zündvorrichtung das Brennstoffelement entzündet wird. Danach wird in bevorzugter Weise die Zündvorrichtung vom Brennstoffelement wieder weggeschwenkt, um eine Zerstörung der Zündvorrichtung aufgrund der hohen Temperaturen, die im Bereich des brennenden Brennstoffelements vorherrschen, zu vermeiden.

Zur geregelten Zuführung von Verbrennungsluft in den Brennraum ist bevorzugt ein in den Brennraum mündender Verbrennungsluftkanal mit einer den Strömungsquerschnitt bestimmenden Verbrennungsluftklappe vorgesehen. Dabei kann die -5-

Verbrennungsluftklappe schwenkbar gelagert sein und einen Betätigungsarm zum Verschwenken der Verbrennungsluftklappe tragen, sodass durch Betätigung des Hebels der Strömungsquerschnitt des Verbrennungsluftkanals in einfacher Art und Weise eingestellt werden kann.

Damit nun nicht nur die Zuführung der Brennstoffelemente sondern in der Folge auch die Regelung der Verbrennungsluftmenge sowie die Betätigung der Zündvorrichtung automatisiert vonstatten gehen kann, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung eine Steuervorrichtung zum Steuern der Bewegung der Einlassklappe, der Verbrennungsluftklappe und/oder der Zündvorrichtung vorgesehen. Dabei kann die Steuervorrichtung eine an der Trommel festgelegte und mit dieser gemeinsam rotierbare Steuerscheibe mit Steueranschlägen aufweisen, die während der Rotation mit dem Betätigungsarm für die Einlassklappe, dem Schwenkhebel der Zündvorrichtung und/oder dem Betätigungsarm der Verbrennungsluftklappe in Wirkverbindung bringbar sind. Bei einer derartigen Ausbildung erfolgt während der Rotation der Trommel, d.h. während der Zuführung eines Brennstoffelements in den Brennraum in einer definierten Abfolge eine Betätigung der Einlassklappe, der Zündvorrichtung bzw. der Verbrennungsluftklappe, sodass die Zuführbewegung direkt mit der Steuerung der Einlassklappe, der Zündvorrichtung bzw. der Verbrennungsluftklappe gekoppelt ist. Durch geeignete Anordnung der einzelnen Steueranschläge bzw. Steuernocken kann der Zeitpunkt der Betätigung der einzelnen Klappen bzw. der Zündvorrichtung in einer definierten Reihenfolge in einfacher Art und Weise festgelegt werden und auf die durch die Rotation der Trommel ebenfalls kontrollierte Zuführung des Brennstoffelements abgestimmt werden.

Bevorzugt trägt die Steuerscheibe zwei Steueranschläge, wobei der eine Steueranschlag mit dem Betätigungsarm für die Einlassklappe und der andere Steueranschlag mit dem Schwenkhebel der Zündvorrichtung und dem Betätigungsarm der Verbrennungs luftklappe in Wirkverbindung bringbar ist, sodass mit einer Anzahl von lediglich zwei Steueranschlägen bzw. Steuer- -6- nocken alle Funktionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Gang gesetzt werden können.

Bevorzugt trägt die Steuerscheibe Markierungen, die von Sensoren erfassbar sind. Durch die Sensoren kann die aktuelle Drehlage der Steuerscheibe und damit der Trommel festgestellt werden, sodass eine Funktionsüberprüfung bzw. eine Vermeidung von Fehlfunktionen erreichbar ist. In diesem Zusammenhang können gemäß einer bevorzugten Ausbildung die Markierungen von Vorsprüngen gebildet sein, die von induktiven Sensoren erfassbar sind. Eine derartige Ausbildung ist als besonders ausfallssicher und zuverlässig zu bezeichnen.

Um nun den Zuführvorgang in vollautomatischer Weise aus-lösen zu können, ist mit Vorteil eine Steuerschaltung vorgesehen, die mit dem Antrieb der Zuführeinrichtung verbunden ist. Die Steuerschaltung ist hierbei in der Lage, in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern die Zuführung eines Brennstoffelements in Gang zu setzen, wenn verschiedene Rahmenbedingungen erfüllt sind. Gemäß einer bevorzugten Ausbildung kann die Steuerschaltung hierbei beispielsweise mit den oben beschriebenen Sensoren verbunden sein, sodass die Zuführeinrichtung in Abhängigkeit der Sensorsignale antreibbar ist. Die Steuerung kann hierbei beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die Zuführeinrichtung lediglich dann angetrieben wird, wenn die Sensoren eine vorgegebene Startposition der Zuführeinrichtung detektieren. Sollte die vorgegebene Startposition nicht gegeben sein, wird durch die Steuerschaltung die Zuführeinrichtung erst in die Startposition versetzt bzw. sollte auch dies nicht möglich sein, eine Fehlermeldung ausgegeben, während des Betriebs der Zuführeinrichtung, d.h. während der Rotation der Trommel wird durch die Sensoren die ordnungsgemäße Funktion überprüft und der Betrieb unterbrochen bzw. eine Fehlermeldung ausgegeben, wenn unvorhergesehene Ereignisse eintreten.

Bevorzugt ist zusätzlich ein Brennraumtemperaturfühler vorgesehen, der mit der SteuerSchaltung verbunden ist. Über diesen Brennraumtemperaturfühler kann das Ende des Abbrandes eines Brennstoffelements erkannt werden und die Verbrennungs- I ·« • · · • · · • · · • · · ·· • · • ·

- 7 -luftklappe geschlossen werden, worauf das abgebrannte Brennstoffelement einige Zeit lang weiterglühen kann.

Weiters kann gemäß einer bevorzugten Ausbildung ein Raumtemperaturfühler vorgesehen sein, der mit der Steuerschaltung verbunden ist. Der Raumtemperaturfühler misst die aktuelle Temperatur in dem zu beheizenden Raum, wobei nach Unterschreiten einer eingestellten Sollraumtemperatur ein weiterer Brenndurchgang gestartet wird, d.h. ein weiteres Brennstoffelement in den Brennraum zugeführt wird, sobald das zuvor zugeführte Brennstoffelement abgebrannt ist.

Weiters kann bevorzugt ein Luftmassensensor zum Messen des Luftmassenflusses durch den Verbrennungsluftkanal vorgesehen sein, der mit der SteuerSchaltung verbunden ist. In Abhängigkeit von den Messwerten des Luftmassensensors kann die Stellung der Verbrennungsluftklappe geregelt werden, wobei die gewünschte Verbrennungsleistung eingestellt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen Fig.l eine Vorderansicht eines Ofens zum Verbrennen von Festbrennstoffelementen, Fig.2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig.l, Fig.3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig.l, Fig.4a bis 4g eine Darstellung der Zuführvorgangs, Fig.5a und 5b eine Detailansicht der Einlassklappensteuerung, Fig.6a und 6b eine Detailansicht der Zündelementensteuerung und Fig.7a und 7b eine Detailansicht der Luftklappensteuerung.

In Fig.l ist mit 1 ein Ofen bezeichnet, der einen Brennraum und einen in Fig.2 ersichtlichen Vorratsraum 3 aufweist. Weiters ist ein Rost 4 vorgesehen, auf dem ein schematisch mit 5 angedeutetes Festbrennstoffelement aufliegt. Wie insbesondere aus der Querschnittsansicht gemäß Fig.2 ersichtlich ist, ist zwischen dem Vorratsraum 3 und dem Brennraum 2 eine Zuführvorrichtung 6 in Form einer Schleuse angeordnet, wobei die Zuführvorrichtung eine zu Rotation um die Achse 7 antreibbare Trommel 8 aufweist. Die Funktionsweise der BrennstoffZuführung wird anhand der Fig.4 in der Folge noch näher erläutert werden. ί + + ++ ++++ « • · · · · • i · ϊ · · I · + 4 -8- Ιη Fig.2 ist weiters ein in den Brennraum 2 mündender Verbrennungsluftkanal 9 vorgesehen, wobei ein Luftmassensensor 10 die Menge der durch den Verbrennungsluftkanal 9 strömenden Luft misst. Den Strömungsquerschnitt des Verbrennungsluftka-nals 9 bestimmt eine Verbrennungsluftklappe 11, welche um eine Achse 12 schwenkbar gelagert ist und einen Betätigungshebel 13 auf weist. Der Betätigungshebel 13 wirkt mit einem Steueran-schlag 14 auf einer Steuerscheibe 15 zusammen, sodass die Steuerung in einer Weise erfolgen kann, wie dies in der Folge anhand der Detaildarstellung in Fig.7 erläutert werden wird.

Unterhalb des Rostes 4 ist eine Zündvorrichtung 16 schwenkbar angeordnet, wobei die Schwenkachse wiederum mit 12 bezeichnet und mit der Schwenkachse für die Verschwenkung der Verbrennungsluftklappe 11 zusammenfällt. Zur Verschwenkung der Zündvorrichtung 16 ist wiederum ein Betätigungshebel 17 vorgesehen, der ebenfalls mit dem Steueranschlag 14 zusammenwirkt.

In Fig.2 ist weiters eine Einlassklappe 18 ersichtlich, die den Brennraum 2 von dem Vorratsraum 3 trennt und die um eine Achse 19 schwenkbar angeordnet ist. Zur Betätigung der Einlassklappe ist ein Betätigungsarm 20 angeordnet, der mit einem Steueranschlag 21 der Steuerscheibe 15 in Wirkverbindung bringbar ist, wie dies anhand der Fig.5 noch näher erläutert werden wird.

In Fig.3 wurden für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen beibehalten und es ist ergänzend ein Motor 22 ersichtlich, der die Trommel 8 und die mit der Trommel 8 drehfest verbundene Steuerscheibe 15 zu Rotation um die Achse 7 antreibt. Der Motor 22 ist genauso wie der Luftmassensensor 10, ein nicht näher dargestellter Brennraumsensor sowie ein Raumtemperatursensor mit einer SteuerSchaltung verbunden, welche den Antriebsmotor 22 steuert.

In den Fig.4a bis 4g ist nun der Ablauf der Zuführung eines Brennstoffelements 5 vom Vorratsraum 3 in den Brennraum 2 schematisch dargestellt. In Fig.4a befindet sich das zuzuführende Brennstoffelement 5 noch vollständig in dem Vorratsraum 3. Dabei wird das Brennstoffelement 5 von dem Mantel der Trommel 8 aufgehalten, sodass es zunächst in seiner ursprüng- -9- lichen Position in dem Vorratsraum 3 verbleibt. Nach einer Rotation der Trommel 8 entsprechend dem Pfeil 23 über einen ersten Winkel gelangt das Brennstoffelement 5 nun in den Bereich der Ausnehmung 24 im Mantel der Trommel 8, wobei ersichtlich ist, dass im hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Trommelmantel sich lediglich über einen Umfang eines Dreiviertelkreises erstreckt, sodass die Ausnehmung 24 sich über den Umfang eines Viertelkreises erstreckt. Die Ausnehmung 24 ist hierbei derart dimensioniert und an den Durchmesser des zuzuführenden Brennstoffelements 5 angepasst, dass nur ein einziges Brennstoffelement 5 aufgenommen werden kann.

Wie in den Fig.4c und 4d dargesteilt, ist das zuzuführende Brennstoffelement 5 während der weiteren Rotation der Trommel 8 entsprechend dem Pfeil 23 in der Ausnehmung 24 derart aufgenommen, dass es in Zuführrichtung weitertransportiert wird, wobei sich aus den Darstellungen in den Fig.4d und 4e ergibt, dass ein weiteres Brennstoffelement 25 in der Folge von dem Mantel der Trommel 8 aufgehalten wird, sodass es in dem Vorratsraum 3 verbleibt. Nach einer weiteren Rotation ergibt sich die in Fig.4f dargestellte Position, sodass das Brennstoffelement 5, wie sich aus Fig.4g ergibt, in der Folge aus der Ausnehmung 24 in der Trommel 8 aus treten kann und entlang des abwärts geneigten Bodens 26 der Zuführvorrichtung auf den Rost 4 herabrollen kann. Nach dem Abbrennen des Brennstoffelements 5 kann ein weiterer Zuführvorgang gestartet werden, zu welchem Zweck der Ablauf entsprechend den Fig.4a bis 4g wiederholt wird.

Aus der Darstellung gemäß den Fig.5a und 5b wird ersichtlich, wie die Einlassklappe 18 während de Zuführvorgangs betätigt wird. Die Einlassklappe 18 weist hierzu einen Betätigungsarm 20 auf, der während der Rotation der Steuerscheibe 15 mit einem Steueranschlag 21 zusammenwirkt. In Fig.5a ist hierbei die Ausgangsposition dargestellt, in welcher die Einlassklappe 18 geschlossen ist, in Fig.5b die Position, in welcher die Einlassklappe 18 geöffnet ist. In Fig.5b ist ersichtlich, dass der Steueranschlag 21 während der Rotation der Steuerscheibe 15 entsprechend dem Pfeil 23 den Betätigungsarm 20 um - 10- einen vorgegebenen Winkel in Drehrichtung mitgenommen hat, sodass die Einlassklappe 18 durch Verschwenkung um die Schwenkachse 19 geöffnet wurde. Der Steueranschlag 21 ist hierbei derart auf der Steuerscheibe 15 angeordnet, dass die Einlassklappe 18 zu einem Zeitpunkt geöffnet wird, knapp bevor die Zuführtrommel 8 das Brennstoffelement 5 freigibt, also etwa in einem Bereich, wie er in den Fig.4e und 4f dargestellt ist.

In den Fig.5a und 5b ist weiters ersichtlich, dass die Steuerscheibe 15 zwei Markierungen bzw. Vorsprünge 27 und 28 aufweist, deren Anwesenheit durch die ortsfesten induktiven Sensoren 29 und 30 erfasst wird. Die Sensoren 29 und 30 sind hierbei mit einer nicht dargestellten Steuerschaltung verbunden, wobei beispielsweise in der in Fig.5a dargestellten Position sowohl der Sensor 29 als auch der Sensor 30 die Anwesenheit der Vorsprünge 27 bzw. 28 signalisiert, wobei ein derartiges Signal bedeutet, dass die Einlassklappe 18 geschlossen ist.

Aus der Detaildarstellung in den Fig.6a und 6b geht die Steuerung des Zündelelements 16 hervor. Das Zündelelement 16 ist an einem um die Schwenkachse 12 schwenkbaren Hebel festgelegt, wobei der Betätigungsarm mit 17 bezeichnet ist. Der Betätigungsarm wirkt mit einem Steueranschlag 14 zusammen, der an der Steuerscheibe 15 angebracht ist. Während der Rotation der Steuerscheibe in Richtung des Pfeils 23 nimmt der Steueranschlag 14 den Betätigungsarm 17 mit, sodass das Zündelement 16 in Richtung des Pfeiles 31 in die in Fig.6a gezeigte Position zum Rost 4 und damit unter das Brennstoffelement 5 ver-schwenkt wird. In dieser Position kann das Brennstoffelement 5 durch das Zündelement 16 entzündet werden. Nach einer weiteren Rotation der Steuerscheibe 15 in die in Fig.6b gezeigte Lage kann das Zündelement 16 durch die Schwerkraft wieder in die ursprüngliche Position weg verschwenkt werden, in welcher es in einem größeren Abstand zum Rost 4 gelagert wird, um eine Zerstörung aufgrund der großen Hitze während des Abbrandes des Feststoffbrennelements 5 zu vermeiden. ·· ·· Μ • · · * · · • · · · · · • · · · Φ·4 • · ·♦♦♦ φφ • · · • · * • ♦ · ·« ♦ ♦ ♦ · ·· ·« ·· - 11- Ιη den Fig.7a und 7b schließlich ist die Steuerung der Verbrennungsluftklappe 11 ersichtlich, welche um die Schwenkachse 12 verschwenkbar gelagert ist. Zur Betätigung ist ein Hebel 13 vorgesehen, der mit dem Steueranschlag 14 zusammenwirkt, wobei sich eine ähnliche Steuerung wie in Fig.6 anhand des Zündelements beschrieben wurde, ergibt. In der in Fig.7a dargestellten Position, in welcher der Steueranschlag 14 den Betätigungsarm 13 mitgenommen hat, ist die Luftklappe 11 geöffnet, sodass ein größtmöglicher Strömungsquerschnitt im Luftkanal 9 freibleibt. Ausgehend von der in Fig.7a dargestellten Position ist nach einer weiteren Rotation in Richtung des Pfeils 23 eine Rückverschwenkung der Luftklappe in die in Fig.7b gezeichnete Position aufgrund des Eigengewichts der Klappe 11 möglich. Dabei kann jede Position zwischen der in Fig.7a und in Fig.7b dargestellten Position während des VerbrennungsVorgangs angenommen und beibehalten werden, indem die Steuerscheibe 15 in der jeweils gewünschten Zwischenposition angehalten wird, um den jeweils gewünschten Strömungsquerschnitt einzustellen.

Zusammenfassend zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch einen sehr einfachen Aufbau aus, wobei ein einziger Motor alle wesentlichen Abläufe kontrolliert, nämlich die BrennstoffZuführung, das Aus- und Einschwenken des Zündelements, das Öffnen und Schließen der Einlassklappe sowie die Regelung der Verbrennungsluftklappe.

Der Betrieb der Vorrichtung erfolgt bevorzugt folgendermaßen. Wenn die vom Raumtemperaturfühler gemessene Raumtemperatur niedriger ist als die voreingestellte Sollraumtemperatur, beginnt der Ofen zu arbeiten. Der Kaminzug wird mittels des Luftmassensensors überprüft und es wird festgestellt, ob ein Start zulässig ist. Ein Verbrennungsluftgebläse für schlechte Zugverhältnisse des Kamins kann optional vor der Regelung angesteuert werden. Während der Zuführung eines Brennstoffelements werden automatisch die Einwurfklappe und die Verbrennungsluftklappe geöffnet. Nachdem das Brennstoffelement in den Brennraum gelangt ist, wird das zuvor eingeschwenkte Zündelement eingeschaltet. Der Brennraumtemperatur- fühler erkennt, ob das zugeführte Brennelement brennt. Wenn das Brennelement brennt, wird das Zündelement ausgeschwenkt. Der Luftmassensensor misst die Verbrennungsluft und die Verbrennungsluftklappe wird auf die gewünschte Verbrennungsleistung eingeregelt. Über den Temperaturfühler in der Brennkammer wird das Ende des Abbrandes des Brennstoffelements erkannt und die Verbrennungsluftklappe wird geschlossen. Wird aufgrund des Raumtemperaturfühlers in der Folge ein weiterer Brenndurchgang benötigt, wird dieser gestartet. In diesem Fall wird durch die Glutreste das nächste Brennelement ohne Einschalten des Zündelements entflammt. Andernfalls erfolgt ein weiterer Brenndurchgang erst, nachdem die Raumtemperatur unter den Sollwert gesunken ist.

Claims (20)

1. 9* «* • · ♦ • · · • · f • « · • · • · ·· 99 *· 99+9 99 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 •99 +99 ! _ · 9 9 9 9 9 ·· ·· ·· ♦♦· -13- Patentansprüche : 1. Vorrichtung zum Verbrennen von Festbrennstoffenelementen , insbesondere von länglichen Brennstoffpresslingen mit rundem oder polygonalem Querschnitt mit wenigstens fünf Ecken, umfassend einen Brennraum und einen Vorratsraum zum Vorrätighalten einer Mehrzahl von Brennstoffelementen, gekennzeichnet durch eine Brennstoff Zuführung zum automatischen Zuführen jeweils eines Brennstoffelements (5) aus dem Vorratsraum (3) in den Brennraum (2).
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die BrennstoffZuführung eine Schleuse zum Erfassen und Transportieren eines einzigen Brennstoffelements (5) unter gleichzeitigem Zurückhalten weiterer Brennstoffelemente (25) umfasst.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse von einer rotierbar antreibbaren Trommel (8) gebildet ist, deren Mantel eine Ausnehmung (24) zum Erfassen eines Brennstoffelelments (5) während der Rotation aufweist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die BrennstoffZuführung eine in Richtung zum Bennraum (2) abwärts geneigte Rampe (26) aufweist, die den Boden des Vorratsraums (3) bildet.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorratsraum (3) und dem Brennraum (2) eine verschwenkbare Einlassklappe (18) angeordnet ist, die bevorzugt einen Betätigungsarm (20) zum Ver-schwenken der Einlassklappe (18) trägt.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Brennraum (2) eine Zündvorrichtung (16) vorgesehen ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung (16) an einem schwenkbaren Hebel (17) angeordnet ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein in den Brennraum (2) mündender Verbrennungsluftkanal (9) mit einer den Strömungsguerschnitt bestimmenden Verbrennungsluftklappe (11) vorgesehen ist.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluftklappe (11) schwenkbar gelagert ist und einen Betätigungsarm (13) zum Verschwenken der Verbrennungsluftklappe (11) trägt.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung zum Steuern der Bewegung der Einlassklappe (18), der Verbrennungsluftklappe (11) und/oder der Zündvorrichtung (16) vorgesehen ist.
11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung ein an der Zuführvorrichtung, insbesondere Trommel (8), festgelegtes und mit dieser gemeinsam bewegbares, insbesondere rotierbares, Steuerglied, insbesondere Steuerscheibe (15), mit Steueranschlägen (14,21) aufweist, die während der Bewegung mit dem Betätigungsarm (20) für die Einlassklappe (18), dem Schwenkhebel (17) der Zündvorrichtung (16) und/oder dem Betätigungsarm (13) der Verbrennungsluftklappe (11) in Wirkverbindung bringbar sind.
12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheibe (15) zwei Steueranschläge (21) trägt, wobei der eine Steueranschlag (21) mit dem Betätigungsarm (20) für die Einlassklappe (18) und der andere Steueranschlag (14) mit dem Schwenkhebel (17) der Zündvorrichtung (16) und dem Betätigungsarm (13) der Verbrennungs-luftklappe (11) in Wirkverbindung bringbar ist.
13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheibe (15) Markierungen trägt, die von Sensoren (29,30) erfassbar sind.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungen von Vorsprüngen (27,28) gebildet sind, die von induktiven Sensoren (29,30) erfassbar sind. - 15-
15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerschaltung vorgesehen ist, die mit dem Antrieb der Zuführeinrichtung verbunden ist.
16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (29,30) mit der Steuerschaltung verbunden sind, sodass der Antrieb der Zuführeinrichtung in Abhängigkeit der Sensorsignale antreibbar ist.
17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brennraumtemperaturfühler vorgesehen ist, der mit der Steuerschaltung verbunden ist.
18. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Raumtemperaturfühler vorgesehen ist, der mit der Steuerschaltung verbunden ist.
19. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftmassensensor (10) zum Messen des Luftmassenflusses durch den Verbrennungsluftkanal (9) vorgesehen ist, der mit der Steuerschaltung verbunden ist.
20. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsantrieb für die Trommel (8) von einem Elektromotor (22) gebildet ist. Wien, am 14. August 2007 Anmelder durch:

    Haffn hmann Paten