具有燃料储器的固体燃料燃烧设备的制作方法

本发明涉及具有燃料储器的固体燃料燃烧设备。

固体燃料燃烧设备在多年前就已知。这些设备可以用不同的固体燃料，诸如煤块、煤球、木材或木屑颗粒操作。使用固体燃料燃烧设备(例如，在一个实施例中是烤架或烤箱)的典型结构，固体燃料在出于该目的室中或在出于该目的炉排上燃烧。热和废气可以向上导出。固体燃料是手动供给的。

已知木炭烟囱用于加速点燃木炭，以用于烧烤。它们是填充有木炭的容器，例如由铝组成，具有比容器高度小的直径，如果合适，具有点燃加速器(烤架点燃器)，并且在放置于底部的木炭块借助烟囱效应点燃并发光后，容器中整个木炭被快速点燃。

对于加热系统固体燃料锅炉，互联网站点http：//josef-jobst.de/feststoff公开了一种固体燃料锅炉，其在发光余烬的床层上方具有填充轴。燃料由重力驱动，从填充轴中滑落到发光余烬的床层上。气流管理以这种方式构造：空气从发光余烬的床层的一侧从上方和下方供给到发光余烬的床层上，并将产生的低温碳化气体/空气混合物再次在位于与该一侧相对的侧上导出，以这种方式使得主燃烧室(此处为流化燃烧室)位于发光余烬的床层的该侧。

wo2008/030566公开了一种用于燃烧颗粒的加热设备，该设备具有颗粒储器和位于其下方的主燃烧区域。主燃烧区域从储器供给，通过重力驱动。借助隔离冷却设备防止火焰蔓延到储器。气流管理借助主燃烧区域水平地进行。在一个实施例中，为颗粒储器提供覆盖物。另一个实施例在颗粒储器上方提供火焰屏障。

从de3141694a1，已知一种用于燃烧固体燃料的锅炉，其具有在设置于炉排区域上方的填充轴中直接安装在用于燃烧的材料上的燃料供给器，具有在填充轴上端以气密的方式封闭填充轴的封闭元件。根据该文献的图1，填充轴朝向底部变窄，并在通向炉排区域的下部分叉。从分状区域的内部到炉排区域的侧面设置有空气进给器，而产生的热和废气在相对侧横向地逸出炉排区域。该结构相对精细和复杂。

从美国专利5,251,607a已知一种烧粒式烹饪烤架，其中颗粒借助重力落到燃烧器区域中的燃烧器上。燃烧器包括具有用于使燃烧空气流入的横向空气开口的倾斜斜槽，以及水平平台。在斜槽的倾斜部分和平台上发生燃烧。这里，气流管理主要以这种方式构造：气体从燃料一侧流动到另一侧。该结构总体上相对复杂，并且需要多个组件。

us2,653,582a公开了一种固体燃料烤箱，其中燃料借助重力从具有会聚型侧壁的燃料储器到达炉排上。对此，燃烧所需的空气通过侧壁进入燃烧区域。产生的燃烧废气通过侧壁中的相对的开口离开燃烧区域。该设备具有可移动的炉排和水冷型侧壁。它具有相对复杂的结构。

us2,879,727a公开了一种用于燃烧木屑、碎燃料或类似材料的燃烧器。对此，燃料从装料空间落到以倾斜方式站立并以可移动方式附接的节流炉排上，和落到固定的主炉排上。通过调节节流炉排可以控制到达主炉排上的燃料的量。安装为能枢转的节流炉排可以通过升起而容易地将燃烧残渣清除。这种结构也相对复杂。

从de202013102333u1已知一种固体燃料的燃烧器，其具有燃料的容器，该容器设置有用于进给固体燃料的第一开口，以及第二开口，并且包括管状主体和覆盖元件，第一开口可以通过该覆盖元件被气密性地密封，该元件可以再次被去除。此外，燃烧器包括借助第二开口与所述容器连接并且设置有用于供给燃烧空气的第三开口和用于导出在燃烧过程中产生的气体的第四开口的火室。偏转板设置在所述容器和火室之间，偏转板横向于火室的横截面设置，并留有至少一个自由横向腔以用于控制进入火室的燃料的进给，从而在特定时间存在于至少一个腔中的燃料防止燃烧空气进入燃料的容器中。对此，从侧面将燃烧空气供给到火室，并且产生的废气被从火室导出到侧面。这种结构也相对复杂，并且由于偏转板和固体燃料在横向腔中被卡住而趋向于变得堵塞。因此，在操作过程中，可能地需要维护燃烧器。

从de913099已知被设置在固体燃料范围顶部的环形开口中的缓慢燃烧插入件，该插入件由容纳燃料供应的圆柱形容器组成，并且可以在所述范围空间的炉排上方在一个可容易调节的高度调节。为了导出在缓慢燃烧使用中形成的烟气和低温碳化气体，在其内部提供专门的排气装置，例如以低温碳化气体排气管形式，该低温碳化气排气管通入所述范围空间。所述缓慢燃烧插入件具有带有防火密封件的盖。可以假设在这个设备中，低温碳化气体进入缓慢燃烧插入件中，原因在于，盖子没有紧密地封闭。然而，借助低温碳化气体排气管在缓慢燃烧插入件中产生部分真空，该部分真空防止了烟气和低温碳化气体的逸出。缓慢燃烧插入件不是可以在没有被设计成用于固体燃料的燃烧的范围内使用的固体燃料燃烧设备。

本发明的任务是提出一种技术上简单且有利的固体燃料燃烧设备的实施例，所述设备保证固体燃料相对长时间的燃烧，而不必手动供给固体燃料。

该任务借助权利要求1的特征实现。从权利要求2至15的特征可显而易见本发明的各实施例。

本发明涉及一种固体燃料燃烧设备，其具有以燃料块形式存在的固体燃料的燃料储器和具有用于空气进给的至少一个第一开口和用于逸出在固体燃料燃烧期间产生的热和废气的至少一个第二开口的燃烧室。对此，燃料储器在正确使用期间以这种方式布置：燃料块借助重力进入燃烧室，并且可以在那里燃烧。这里以及下文中，“在正确使用期间”意指固体燃料燃烧设备以其实际使用时的定向方式进行定向。特别地，这意味着它以这种方式：燃料块可以借助重力进入燃烧室。

燃料储器以气密的方式封闭，至少达到这样的程度：在正确使用期间，在燃料储器中没有发生燃烧或至少没有发生显著的燃烧。为此，燃料储器朝向燃烧室向下开口，否则以气密的方式封闭，以便燃烧所需的空气不会例如借助烟囱效应流入燃料储器。在正确使用期间，在每种情况下，第一开口特别是排他地布置在燃烧室下方，并且第二开口布置在燃烧室的侧面。对此，所述至少一个第一开口同时用于空气进给和用于允许诸如灰分等固体燃烧残渣例如从燃烧室中落出。因此，根据本发明的固体燃料燃烧设备可以以非常简单的方式构造，并且可以以成本有利的方式制造。所述至少一个第一开口的大小由燃料块的成分和大小确定。其尺寸以这种方式设计：尽管在燃料块的燃烧过程中产生的灰分可通过所述至少一个第一开口落下，但是在每种情况下，单独的燃料块不能通过所述至少一个第一开口落下或只有在它们在很大程度地燃烧之后，例如超过90重量％已燃烧之后才可以通过所述至少一个第一开口落下。以这种方式，根据本发明的固体燃料燃烧设备可以用于以相对小的块存在的固体燃料。

在正确使用期间，燃烧室和燃料储器直接布置成一个在另一个上方。对此，燃料储器可以垂直布置在燃料容器上方。“直接”特别意指没有间隔和没有诸如燃料进给轴或调节燃料进给的设备的组件例如位于燃料室和燃料储器之间，该间隔或组件相对于燃料储器界定燃烧室。燃烧室不同于燃料储器之处仅在于其功能，但其与燃料储器一起形成一共同的空间。燃烧室起到燃烧室的作用，因为空气可以通过第一开口流入，并且在燃烧期间产生的热和废气可以通过第二开口逸出。所述至少一个第二开口界定燃烧室的高度。燃料储器开始于第二开口的上方。燃料储器起到燃料储器的作用，因为由于气密性密封，其中不发生燃烧。燃烧室和燃料储器可以具有界定燃烧室和燃料储器这两者的共同的侧壁。

在最简单的情况下，根据本发明的固体燃料燃烧设备仅包括燃烧室和燃料储器。这样的固体燃料燃烧设备然后可以仅在顶部，例如在燃烧室处，中止以用于操作，从而燃烧残渣可以简单地从所述至少一个开口落到地面，或者其可以被放置到被设计为支撑固定燃料燃烧设备或其他设备的支柱中，如果合适，所述支柱具有从第一开口逸出的燃烧残渣的收集设备。

在根据本发明的固体燃料燃烧设备的实施例中，所述设备的制造特别简单，燃料储器和燃烧室，特别是在燃烧室和燃料储器的整个高度上，具有相同的水平横截面区域。因此，根据本发明的固体燃料燃烧设备可以以简单的方式由管道制造，该管道在一侧，即上侧封闭，在另一侧，即下侧，提供有具有第一开口的炉排，并且在下部区域中靠近炉排处提供有第二开口。对此，炉排可以可拆卸地固定在合适的位置，从而可以通过移除炉排将待燃烧的固体燃料填充入固体燃料燃烧设备中。

固体燃料可以包括煤块、木炭、煤球、木屑或压制成颗粒的固体燃料。

用于给燃烧室供给空气的所述至少一个第一开口可布置在燃烧室的底部。该底部可以构造成具有多个所述第一开口的炉排。用于逸出在固体燃料燃烧期间产生的热和废气的燃烧室的所述至少一个第二开口可以以这种方式布置：气流可以从第一开口到达第二开口。特别地，在正确使用期间，第二开口处于与第一开口相同的高度处或在第一开口上方。

固体燃料燃烧设备在燃烧室中可以具有多个第二开口，这些开口布置在燃烧室的多个侧面上。

在正确使用期间，燃烧室可以借助具有多个第一开口的炉排向下封闭。炉排可以以可拆卸的方式固定就位。以这种方式，在拆卸附接设备之后，可以将其从燃烧室中移除，以例如用于清洁目的或用于从下侧再填充燃料储器。可行的是，向下封闭燃烧室的炉排的第一开口很小，以至于没有或至多少量的燃料块(包括已部分燃烧的块)可以容易地穿过炉排。可以例如在固体燃料燃烧设备的支柱或脚部的区域中收集在燃料块燃烧期间形成的灰分，并在运行之后将其移除。

在根据本发明的设备的简单实施例中，燃料储器例如借助其上焊接的盖子而在顶部牢固地封闭，并且燃烧室具有炉排，所述炉排以可拆卸的方式在底端固定就位。考虑到低温碳化气体逸出的风险，这种在顶部牢固封闭，即在正确使用期间并且无专门工具的情况下不能打开的设备是特别安全的。固体燃料燃烧设备可以简单地上下倒置以对其进行填充，以便燃料储器位于底部。燃料储器可以通过打开所述炉排而进入并填充燃料块。在炉排随后被固定在适当位置之后，可以通过翻转所述设备来将所述设备置定向以正确使用。以这种方式构造的固体燃料燃烧设备可以在其被填充之后作为匣(cartridge)插入烤箱保持器中，该烤箱保持器用于接收所述匣并且用于燃烧包含在其中的燃料块。为了简化处理，这种匣可以具有保持器手柄，特别是在其顶部。在包含在匣中的燃料块燃烧之后，可以将匣从烘箱中移出，并且简单地用填充有燃料块的另一个这样的匣来替换，以便燃烧燃料块。

在根据本发明的固体燃料燃烧设备的一个实施例中，第一开口和第二开口形成共同的开口，在每种情况下，该共同的开口中的第一开口用于进给空气到燃烧室，并且其第二开口用于逸出在固体燃料燃烧期间产生的热和废气。

在本发明的进一步实施例中，燃烧室和燃料储器包括多个部件。因此，根据本发明的固体燃料燃烧设备可以拆解，从而以相对简单的方式运输。也可以是燃料储器和燃烧室由一个部件制造。以这种方式，特别成本有利的制造是可能的。

在根据本发明的固体燃料燃烧设备的另一个实施例中，燃料储器设置有上部封闭件。该封闭件可以被构造为焊接的金属板或构造为盖或襟翼(flap)。当盖被移除或者襟翼被打开时，燃料块可以被填充到燃料储器中。当盖子被移除或者当襟翼打开时，燃料块可以在燃烧室中点燃。由于发生烟囱效应，在燃烧室中实现了燃料块的快速点燃——类似于上述木炭烟囱。然而，在燃料块在燃料储器中点燃之前，盖上盖或者襟翼被封闭，从而燃料储器被再次封闭，至少以正确使用期间那样的气密方式封闭，在燃料储器中不发生燃烧或至少不发生显著的燃烧。这消除了烟囱效应。

燃料储器的高度可以为燃烧室高度的至少1.5倍，特别是2至4倍，特别是2至3倍。

在本发明的一个实施例中，固体燃料燃烧设备包括烤架。对此，在正确使用期间，燃烧室可以至少部分地布置在烤架炉排下方。在操作过程中产生的燃烧热可以加热待烤的食物，特别是也可以借助辐射热直接加热待烤的食物。该实施例的总高度可以在20和50厘米之间。在该实施例中，燃烧室下方的区域可以只有几厘米高。它可以包括构造为中空体的支柱，其具有至少一个另一开口和适应于烤架形状以增加稳定性的脚部。但是，这样的脚部并不是绝对必要的。良好的稳定性也可以因以下原因实现：具有燃烧室的燃料储器突出通过与其精确匹配的烤架炉排中的开口，并且因此由烤架炉排保持。其他固定形式，例如借助保持杆，也是可行的。空气可以通过支柱中的所述另一开口到达第一开口。通过固体燃料燃烧设备的水平横截面的横截面区域可以是圆形的或多边形的。

根据本发明的固体燃料燃烧设备还可以包括具有烟熏室的烟熏烤箱或具有烹饪室的烹饪烤箱。具有烹饪室——其中待烹饪的食物通过借助热烟被缓慢地烹饪——的烹饪烤箱通常被称为“烟熏器”。在这种烹饪烤箱的情况下，燃料储器和燃烧室可以布置在实际烹饪室的外部，并借助热进给线或烟进给线或开口与烹饪室连接。通常，烹饪室具有至少一个燃烧气体排出口，所述燃烧气体排出口能够根据烹饪室大小进行调节，以将烟排出。使用这样的设备，例如，可以在90-110℃之间烹制烧烤的食物数小时。

在烹饪烤箱或烟熏烤箱的情况下，在每种情况下可以在烹饪室或烟熏室的壳体的上部区域中设置燃烧气体排出口，用于排出在固体燃料燃烧期间产生的烟或废气，该开口可以根据烹饪室或烟熏室大小进行调节。可以在该燃烧气体排出口处连接例如长的缠绕的炉管形式的热交换器或传热设备，以将热散发到室内空气或给液体中。

在本发明的替代实施例中，固体燃料燃烧设备被构造为加热炉，特别是独立地站立的加热炉。这种加热炉可以例如用于加热温室。在燃烧室已填充之后，该炉可以在数小时甚至几天内散发热。

在至少一个第二开口处，可以提供具有传导产生的热和废气的引出线的分流设备，该设备包围至少一个第二开口，并且在存在多个第二开口的情况下还用于收集产生的热和废气。用于加热室内空气或加热水的例如长的缠绕的炉管形式的热交换器或传热设备可以与引出线连接。

在另一个实施例中，根据本发明的固体燃料燃烧设备具有构造为中空体的支柱，其具有至少一个另一开口。空气可以从外部通过支柱中的该另一开口渗入，并且到达第一开口。

包括支柱的炉可以具有0.5到2米的高度。在支柱的区域中，在该另一开口下方，可以布置灰分的收集设备，其可以被移除，以例如用于排空，或者可经由可以打开的襟翼进入。

在下文中，将使用示例性实施例和附图更详细地解释本发明。

附图显示：

图1是根据本发明的固体燃料燃烧设备的示意图，其包括烤架，

图2是根据图1的固体燃料燃烧设备的横截面示意图，

图3是根据本发明的为烤箱的固体燃料燃烧设备的一个实施例的示意图，

图4是根据本发明的固体燃料燃烧设备的另一个实施例的示意图，其具有形成共同的开口的第一和第二开口，

图5a、5b是根据本发明的固体燃料燃烧设备的另一个实施例的示意图，其具有位于燃烧室下方的用于气体进给的另一开口，

图6a、6b、6c是根据本发明的固体燃料燃烧设备的另一个实施例的示意图，其具有包围第二开口的分流设备，

图7是根据本发明的固体燃料燃烧设备的另一个实施例的示意图，其具有与其连接的热交换器，

图8是根据本发明的固体燃料燃烧设备的另一个实施例的示意图，其具有与其连接的烹饪室，

图9是根据本发明的固体燃料燃烧设备的另一个实施例，其包括烹饪室。

图1示出了具有燃料储器1和燃烧室2的固体燃料燃烧设备的实施例，所述设备包括具有三个支腿19的烤架3。燃烧室2借助重力从燃料储器1供给装料。这里，燃烧室2完全位于烤架炉排4下方，从而从燃烧室2流出的燃烧热可以用于加热烧烤的食品。燃料储器1借助上部封闭件5以气密的方式被封闭，至少达到这样的程度：在正确使用期间，在燃料储器1中不发生显著的燃烧。特别地，封闭件5以这种方式构造：在燃料储器1中不发生烟囱效应。

图2示出了根据图1的固体燃料燃烧设备的横截面。具有封闭件5的燃料储器1布置在烤架炉排4上方，而燃烧室2布置在烤架炉排4下方。在燃烧室2中发生燃烧期间，空气通过在固体燃料燃烧设备的、构造为中空体的支柱9中的侧面和底部的另一开口11，以及通过这里未示出的炉排7中的第一开口6流入燃烧室2，炉排7沿向下的方向封闭燃烧室2。在支柱9底部的另一开口11与烤架3中的穿孔(这里未示出)重叠，从而空气由此流经所述穿孔进入另一开口11。在固体燃料燃烧期间产生的废气和热通过在燃烧室2的侧面上的第二开口8到达外部。第二开口8可以存在于燃烧室的一个侧面或多个侧面上，并且可以例如由栅格形成。可行的是，第二开口8侧向包围整个燃烧室2。

固体燃料燃烧设备的高度可以达到20至70cm，特别是30至50cm。对此，燃料储器1的高度可以达到15至30cm。固体燃料燃烧设备的在水平横截面中的横截面区域可以是圆形的或多边形的。可行的是，燃烧室2和燃料储器1的区域中的横截面区域的形状与烤架炉排4的形状彼此匹配，从而没有烧烤的食物可以在烤架炉排4和燃烧室2或燃料储器1之间掉落。横截面区域的直径或柱的横截面区域的对角线可以达到10至25cm。

在支柱9的区域中，在另一开口11下方，可行的是，安装灰分的收集设备(这里未示出)，其具有排空的可能性，例如以可以打开的襟翼的形式配置的收集设备。

图3示出了本发明的替代实施例，其为独立站立的加热炉，例如用于加热温室，或者为在露台区中的加热炉。燃料储器1的上部封闭件5被构造成允许再填充燃料块的襟翼。燃烧室2位于燃料储器1下方，从而固体燃料的燃料块借助重力进入燃烧室。空气通过炉排7中的第一开口6进入燃烧室2，炉排7从下方封闭燃烧室。由于燃烧产生的气体从燃烧室2通过第二开口8逸出。第二开口8被构造为燃烧室的一个或多个侧壁中的栅格。可行的是，加热炉包括构造为中空体的支柱9，该支柱9具有另一开口11，空气可以通过该另一开口到达第一开口6。该另一开口11可以具有栅格。为了确保固体燃料燃烧设备的稳定站立，支柱9设置有脚部10。这里，炉被构造为在水平横截面中具有多边形横截面区域的柱。对此，燃料储器1的高度为燃烧室2的高度的至少1.5倍。可行的是，柱的高度在0.5和2米之间。该柱可以以这种方式配置：其可以在支柱9和燃烧室2之间或在燃烧室2和燃料储器1之间分离，以用于运输和/或用于维护目的。

图4示出了气流管理的替代实施例，所述气流管理既可以在作为烤架的实施例中也可以在作为加热炉的实施例中。对此，该另一开口11和第二开口8各自以这样的方式相互组合：形成共同的开口12。其中包含有第一开口6的炉排7将这些共同的开口12划分成形成该另一开口11的区域，其在炉排7下方；以及形成第二开口8的区域，其在炉排7上方。

图5a示出了根据本发明的固体燃料燃烧设备，其被配置为从外观上看简单的加热炉，例如用于在露台上操作的加热炉。图5b示出了以透明方式示出的示意性地具有外护套的这种固体燃料燃烧设备。所述固体燃料燃烧设备包括燃料储器1和在向下方向上被其中包含第一开口6的炉排7封闭的燃烧室2。燃烧室2具有多个第二开口8，用于逸出在固体燃料燃烧期间产生的热和废气。在脚部10中还有用于使空气流入第一开口6的所述另一开口11，其正位于炉排7下方。燃料储器1的顶侧封闭。

图6a和图6b示出了除了尺寸都与图5a和5b所示的设备相对应的固体燃料燃烧设备，其中图6b是图6a所示的设备的示意图，其中外护套以透明的方式示出。图6a和6b的设备与图5a和5b的设备的不同之处在于，第二开口8以气密的方式被用于分流和收集在固体燃料燃烧期间产生的热和废气的分流设备13包围。在分流设备13上设置引出线14，以将废气导出。

图6c示出了图6a和6b所示的固体燃料燃烧设备的替代实施例，其中外护套以透明的方式示出。该实施例与图6a和6b的固体燃料燃烧设备的不同之处在于，脚部10不与燃烧室2连接。燃料储器1和燃烧室2已经代表了根据本发明的固体燃料燃烧设备的非常简单的实施例，其中所述燃烧室2具有包括第一开口6的炉排7，并且具有位于燃烧室2的侧壁中的第二开口8。这里另外存在的具有引出线14和被构造为中空体的脚部10(其通过空气进给开口20与分流设备13连接，并且因此允许空气从下方通过脚部10进给)的分流设备13对于固体燃料燃烧设备的操作实际上是不需要的。

图7示出了图6a和6b所示的设备，其具有与引出线14连接的热交换器15。这里，热交换器以长管的形式示出，其可以将热散发给例如包围热交换器的室内空气。然而，替代地，这样的热交换器也可以被液体包围，以便加热该液体。燃烧气体排出口18设置在热交换器15的上端，该排出口可以例如通向烟囱，或者本身可以被构造为烟囱。

图8示出了图6a和6b所示的设备，其中引出线14终止于烹饪室16中。烹饪室16具有烹饪炉排17和燃烧气体排出口18。燃烧气体排出口18具有调节设备(这里未示出)，用于调节燃烧气体的通道的大小。在这样的烹饪室中，被烹饪的食物，例如大块肉，可以用燃烧气体和用燃烧过程中产生的烟在较低的温度烹饪数小时。这种烹饪通常被称为“烟熏”。

图9示出了具有烹饪炉排17、可以根据其吞吐量调节的多个燃烧气体排出口18和三个支腿19的烹饪室16的替代实施例。燃料储器1集成到具有燃烧室2和第二开口8的烹饪室中。具有多个另一开口11的支柱9布置在燃烧室2下方。支柱9中的所述另一开口11与在烹饪室16底部中的开口(这里未示出)重叠，从而空气可以通过所述开口和所述另一开口11一直到达炉排7中的第一开口6(这里未示出)。

烹饪室16的上部通常被配置为可移除的盖(这里未示出)，以便能够例如将要烹饪的食物放置在烹饪炉排17上，和能够将固体燃料放置到燃料储器1中。为此，燃料储器1可以在其顶侧上具有另一盖(这里未示出)，该盖可移除，但可以在很大程度上以气密的方式封闭。

附图标记列表

1燃料储器

2燃烧室

3烤架

4烤架炉排

5燃料储器的封闭件

6第一开口

7炉排

8第二开口

9支柱

10脚部

11另一开口

12共同的开口

13分流设备

14引出线

15热交换器

16烹饪室

17烹饪炉排

18燃烧气体排出口

19支腿

20空气进给开口