HVS 25 E geht in Standardausführung ans Feuer und wird modifiziert

Zitat von Hobbele

@ Friedrich
Das liegt nach meiner Erfahrung mit meinem Kessel weniger an der Lufttrennung sondern am meist damit einhergehenden Einbau einer Regelung die nach echter AGT und Restsauerstoff zu regeln versucht.

Vorher ist das Luftverhältnis fest, egal ob im Abgas noch Sauerstoff ist. So kann durch einen größeren Querschnitt viel Gas geblasen werden, der Kessel brennt ruhig, auch wenn er nur einen Teil des CO's verbrennt.

Erst mit Regelung geht das nicht mehr so ruhig, die nimmt dann die Primärluft soweit zurück dass die Strömungsgeschwindigkeit in der Düse zu gering wird als dass die Flamme nur unter der Düse brennen würde.
Wenn die dann in der Düse brennt oder der Sauerstoff aus der Sekundärluft es gar bis in den Füllraum schafft wird es unruhig.
Der durch die kleinen "Explosionen" in oder über der Düse folgende Unterdruck saugt wieder Sauerstoff nach oben um zündfähiges Gemisch zu bilden und der Kessel brennt als "Zweitakter".
Zugregler und Rückschlagklappen klappern und als Bastler macht man sich Gedanken ob man diesen lästigen Lärm nicht irgendwie in mechanische Arbeit umsetzen könnte :blush:

Solange ich keine vernünftige Düse für meinen Kessel habe wird mich dieser Gedanke weiter beschäftigen :dry:

Gruß
Stefan

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Hallo Stefan,

Danke Dir für Deine Überlegungen. Klingt soweit logisch.

Wenn Du mit vorher, "vor dem Umbau meinst", dann hast Du natürlich ohnehin recht.
Bei einem nicht umgebauten Kessel mit konstanter Sekundärlufteinstellung hat man weniger Probleme, da sich hier nichts ändert.
Die Luftverschiebung bleibt in etwa konstant.

mfg friedrich

Zitat von Martin

Bis man der Originaldüse soviel Gas anbieten kann das sie sauber brennt, knallt es immer
wieder und man ist am verzweifeln, es gibt nur Knallgas und es langt nicht mehr für eine
konstante Flamme. Der so arg kleine Brennraum vom original ist sozusagen eine Gasbremse
in dieser Kombination und auch die Luftmenge mit nur einem Gebläse ist ein Grund warum
der Originale mit der kleinen Brennkammer zum laufen kommt. Mit der Querschnitverengung und den zwei Gebläsen bekommen wir viel schneller ein brennbares Gemisch und es hällt auch länger
an . Die Flamme wird durch die bessere vermischung und Geschwindigkeit der Gase besser versorgt
und im Großen Brennraum ist dann genug Platz um alle Gase zu verbrennen. So bekomme ich mit
weniger Gas eine höhere Temperatur und meine Abgastemperatur fällt auch noch etwas, weil die
verweilzeit im Ofen größer ist. Das hänt auch mit der Zündgeschwindigkeit der Gase zusammen.
Kann die Flamme nicht zurückschlagen weil die Geschwindigkeit der Gase zu hoch ist, so gibt
es keine Explosionen sondern eine geregelte verbrennung, das kann man auch beim Brenneranzünden beim Autogenschweißen beobachten.
Grüße Matin

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Hallo Martin,

Super, was Du da schreibst.
Deine 28 cm² Düse ist mit Sicherheit keine Fehlkonstruktion.
Der Gegendruck der Originalbrennkammer ist größer also bei einer sog. großen Brennkammer.
Aus diesem Grund muß man durch Bremsen am Brennkammerende das wieder teilweise ausgleichen.

mfg friedrich

Thema: Reduzierter Düsenschlitz für den 25 KW Kessel;

Vorab nochmals vielen Dank an Stefan und Martin, die interessante Gedankengänge zu dem Thema beigetragen haben.

Möchte nun auch einmal meinen "Senft" dazu geben.

Bei einem umgebauten Kessel mit zwei Gebläsen ist aus folgenden Gründen ein verkleinerter Düsenschlitz sinnvoll:
Ich meine damit natürlich die Vigas oder SB-Druckkessel besonders die mit 25 KW Nennleistung.

1. Umbau auf Lufttrennung:

Durch den Umbau auf Lufttrennung und Lambdargelung ergibt sich während der gesamten Abbrandphase ständig eine Luftverschiebung zwischen Primär und Sekundär.
Das hat zur Folge, daß zwar der Restsauerstoff im Abgas konstant bleibt, das hat aber nichts mit der Zündfähigkeit des Holzgasgemisches zu tun.

2. Zu viel Primärluft:

Bei einem Umbau auf zwei Gebläse ist fast immer der Primärlüfter überdimensioniert und läuft somit in einem Minimalbereich, der nun sehr schwer zu regeln ist.

3. Vergasungskammerinnendruck:

Wie Martin richtig erkannt hat, erzeugt die Originalbrennkammer einen größeren Gegendruck auf die Vergasungskammer. (nicht mit dem Brennkammerdruck verwechseln!)
Damit strömt das Holzgas langsamer und gleichmäßiger durch die Düse.
Außerdem hat der Originalkessel (HVS..E) eine konstante Sekundärluftmenge bzw. einen konstanten Sekundärluftgegendruck.

Erkenntnise für die Auslegung einer Düse - für luftgetrennte Kessel: (25 KW - Bereich)

1. Düsenschlitz Auslegung:

Der Primärkanal der Düse sollte möglichst länglich ausgelegt werden. Das ist besser als breit und kurz.
Durch die Verteilung der Holzkohle (über der Düse) hat man dann eher die Chance, daß sich ein konstant zündfähiges Holzgasgemisch bildet. Der Holzgasstrahl wird dünner, was aufgrund der Versuche vorteilhaft ist.
Außerdem hat man dann auch den Platz für die Anordnung von z.B. 12 Sekundärluftbohrungen.
Die 12 Loch Düse läuft dashalb auch mit 43 cm² Primärquerschnitt in einem umgebauten Kessel sehr gut, da der Düsenschlitz nur 20 mm breit ist, aber dafür wesentlich länger als bei der Originaldüse.

2. Querschnitt des Düsenschlitzes:

Hier kann man beim 25 KW Kessel problemlos auf 25 bis 30 cm² reduzieren.

Warum:
Man muß Gegendruck im Vergasungsraum aufbauen.
Nur mit ausreichend Gegendruck erreicht man eine befriedigende Holzgas-Luftvermischung.
Es ist also nicht nur Zeit, sondern auch kinetische Energie erforderlich um diese Vermischung optimal zu erreichen.
Wenn die Primärluftmenge zu groß ist, dann entsteht keine repoduzierbare Vermischung und es strömt teilweise nur Luft durch die Düse.
Das erzeugt dann im ständigen Wechsel zwischen zündfähig und nicht zündfähig die Verpuffungen.

3. Druckverhältnisse:

Es gibt einen optimalen Druckbereich zwischen Vergaserkammerdruck und Brennkammerdruck.

Beides muß aufeinander abgestimmt werden.

Genauso wie am Ende der Brennkammer die richtigen Bremsen eingebaut werden müssen, so muß am Ende der Vergasungskammer die richtige Bremse eingebaut werden.
Mit einer vergrößerten Brennkammer hat man diesen Bremseffekt stark reduziert.
Es bleibt somit nur noch der Düsenschlitz als Bremse übrig.

4. Kesselabstimmung:

Es wird angestrebt, bei reduziertem Querschnitt (in der Düse) die Primärlüfterdrehzahl zu steigern, um den Vergasungskammerinnendruck zu erhöhen.
Ziel: Es soll eine bessere Druchmischung erreicht werden.
Die Druckstöße aus der Brennkammer sollen nicht in die Vergasungskammer übertragen werden. Der kleinere Düsenschlitz ist die "Drossel", die das verhindern soll.

P.S.
Wir haben hier nur den Düsenschlitz betrachtet.
Die Details für die Auslegung der Sekundärluftzuführung sind ein anderes Thema.

mfg friedrich

Zitat von Rene

Hallo Friedrich,

da liegt ein kleine Fehler vor. Die Original Brennkammer baut gar keinen Gegendruck auf, da diese völlig offen ist.

…

Hallo Rene,
nochmals zur Klarstellung:

Wie Martin richtig erkannt hat, erzeugt die Originalbrennkammer einen größeren Gegendruck auf die Vergasungskammer. (nicht mit dem Brennkammerdruck verwechseln!) - siehe oben;

Erklärungsversuch:

Der Gegendruck wird dadurch erzeugt, indem der Abstand zwischen Düse und Brennkammerboden bei der Originalbrennkammer kleiner ist. (also wo die Flamme auf den Boden trifft)

Bei der großen Brennkammer ist dieser Abstand wesentlich größer folglich ist der Gegendruck auf die Vergasungskammer kleiner.
Der Abstand zwischen Düse und Brennkammerboden in Verbindung mit dem wesentlich größeren Raum ist das Entscheidende.

Das Gas wird nach dem Düsenaustritt schlagartig erhitzt und es erfolgt eine enstpr. Volumenzunahme.
Dafür ist Querschnitt und Raum erforderlich. Diesen Raum bietet eine große Brennkammer.

Wenn dieser Raum nicht zu Verfügung steht, dann baut sich ein Gegendruck auf, der den Gasaustritt bremst. (wie bei der Originalbrennkammer)
Wie beschreibt es Martin absolut treffend:" Der kleine Brennraum ist eine Gasbremse" - Respekt;

Fragen:

Welcher Druck muß nun größer sein? - Der Vergasungskammerdruck oder der Brennkammerdruck?
Oder gleichgroß? B)

mfg friedrich

Zitat von Rene

Der Staudruck müsste durch die geschlossene Brennkammer höher sein, da dort eine höhere Temperatur herrscht als bei der offenen orginalen. Auch wenn der Weg nach der Düse länger ist und erst dann eine Umlenkung erfolgt.

…

Hallo Rene,

das klingt auch logisch und nachvollziehbar, was Du schreibst.
Das ist bei den meißten umgebauten Kesseln auch richtig.

Das ist die einzige Chance, oder eine Notbremse, die man ziehen muß, wenn man keine Düse mit passendem Querschnitt hat.
Das kann evtl. bei günstiger Abstimmung auch einigermaßen funktionieren.

Aber:

Die Verbindung zwischen Vergasungskammer und Brennkammer ist die Düse.
Die Düse ist eine Drossel.

Wenn die Drosselung schwach ist, (bei großem Düsenschlitz) dann hat man das Brennkammervolumen als Puffer.
Dieses Puffervolumen erzeugt Druckspitzen durch die nicht immer gleichmäßige Verbrennung.

Die Druckspitzen werden über einen großen Düsenschlitz leichter in die Vergaserkammer übertragen.
Im Extremfall wird der Gasfluß unterbrochen, oder fängt zu schwingen an.
Das erzeugt dann die Verpuffungen.

Bei einem kleinen Düsenschlitz ist die Drosselung größer, die Druckschwingungen werden nicht so stark in den Vergasungsraum weitergeleitet.
Das System wird stabiler, der Kessel brennt gleichmäßiger, da Vergasung und Verbrennung sich nicht gegenseitig stören können.

mfg friedrich

Hallo Martin,

das Thema mit dem verkleinerten Düsenschlitz interessiert mich momentan mehr als die Metalldüse.

Folglich möchte ich als nächstes die 10 Loch einbauen.

Habe aber nur einen Kessel zum Testen im Keller stehen.
Außerdem funktioniert die 12 Loch immer noch und will auch nicht verschleißen, keine Verpuffungen, schnurrt wie ein Gasbrenner;
- heize nur mit Kiefernholz

Wenn die 10 Loch mit dem kleinen Kanal nicht genauso gut geht, dann würde das meine Annahmen komplett über den Haufen schmeißen. Hoffe mal das Beste, sonst ist Schluß mit der Theorie....

mfg friedrich

Zitat von Martin

Hallo Friedrich
wir endern schneller wie wir testen können, es dauert doch immer eine Weile bis sich rausstellt ob besser oder gleich.
Grüße Martin

Hallo Martin,

das ist ja das Problem.
Habe Versuchsmaterial für die nächsten 5 Jahr im Keller liegen und es geht nichts vorwärts. :laugh:

P.S.

Alle Angaben ohne Gewähr - das schreibt doch schon jemand;

mfg friedrich

Zitat von hammax

Hallo,
...Leute tut euch und anderen, die es später auch verstehen sollen, den Gefallen und nennt den Düsenschlitz/-spalt
nicht andauernd "Primärluftkanal". Das ist er schlimmstenfalls bei Hohlbrand.
Da geht "Primär-GAS" durch.
Der Primärluftkanal ist im Sinne des Wortes hinter dem Primärlüfter oder beim HVSxxE/LC unter den Schrägblechen.
mfG Max

Hallo Max,

hast vollkommen Recht - da sieht man einmal, wie schwierig es ist eine technische Beschreibung richtig zu formulieren.

Habe "Primärluftkanal" in meinen Berichten in "Düsenschlitz" geändert - Danke;

mfg friedrich

Zitat von Spacy

Meine eigene Keramikdüse hatte 200 x 16 mm - AGT lag dann bei ca 120 Grad. Ich mußte die seitlichen Abgasbremsenrausnehmen und die Wände vom Brennraum unten schön dreckig lassen, um mit max Lüfterleistung auf ca 150 -160 Grad AGT zu kommen. Es ist allerdings von Vorteil, wenn man keine seitlichen Abgasbremsen braucht, läßt sich leichter putzen.
Bei einem Super D 40kw mit seinen scharfen Turbulatoren kann man mit einem Gebläse im WPA06 Leistungsbereich anscheinend nicht so weit mit dem Querschnitt des Düsenschlitzes :whistle: in der Düse heruntergehen.
Mittels Flex wurde der Düsenschlitz aufgeweitet, jetzt läuft es gut. Nächste Düse mache ich mit 20 x 200, die Größe sollte recht gut passen, so daß man auch hier keine Abgasbremsen seitlich der großen Brennkammer mehr braucht.

Hallo Peter,

Wenn man das nun in etwa zusammenfaßt, dann kann man sagen:

Bei einem 40 KW Kessel reicht ein Düsenschlitz Querschnitt von 40 cm² (Minimalwert: liegt bei 32 cm²)
Dann sollte bei einem 25 KW Kessel ein Querschnitt von 25 cm² reichen; (Minimalwert: 20 cm²)

Vorteil:

Man kann auf die seitlichen Abgasbremsen verzichten - die hatte ich noch nie eingebaut;
Einfachere Reinigung;
Weniger Asche bzw. feinere Asche;
Es fallen nur noch kleinere Holzkohlenstücke in die Brennkammer; (dadurch vermutlich ein etwas besserer Wirkungsgrad?)
Verpuffungsneigung wird reduziert;
Bessere Holzgasvermischung in der Vergasungskammer?;

Nachteil:

Die Düse kann leichter verstopfen;
Man muß sich beim Nachlegen und beim Anheizen etwas umstellen; (andere Technik)

Ich denke der Weg in Richtung kleinerer Düsenschlitz ist richtig.
Alle Angaben ohne Gewehr

mfg friedrich