Smoker im Steingewand

[s.ochs]

Nächster Testlauf:
Diesmal nicht im Kugelgrill sondern schön auf dem Werkstattwagen. Zwischendrin mussten wir allerdings den Brenner noch auf zwei dicke Stahlklötze aufbocken, weil das untergelegte Brett die Hitze nicht so mochte (leider keine Bilder von gemacht). Alles in allem lief der zweite Testlauf richtig gut. Nach einer kurzen Einbrennzeit hat der Brenner richtig Gas gegeben und wir konnten die Leistung über die Lüftergeschwindigkeit auch merklich beeinflussen. Nach etwa 40 min setzte jedoch wieder ein Leistungseinbruch ein. Bis dahin war die Rauchbildung sehr gering, was mir sehr gut gefiel. Danach hat der ganze Aufbau aber wieder begonnen zu qualmen. Dieses mal konnte ich den Fehler, glaube ich, aber besser erkennen. Das Kohlebett aus Pellets wird irgenwann so dicht, dass es fasst luftundurchlässig ist und somit die Luft nach oben und nicht nach unten austritt. Das ist bei meinem Konzept natürlich nicht gut. Als Gegenmaßnahme wird beim nächsten Versuch das Kohlefeld reduziert und ein Luftbypass angebracht. Mal sehen was es bringt.

Hier noch ein paar Bilder:
Hier der Brenner (zylindrisches Rohr) und "Flammenkammer" (Quadratrohr). Der Lüfteranschluss wird später noch seitlich angebracht, damit die Pelletszufuhr einfacher wird.

Der komplette Aufbau mit Lüftersteuerung.

Zum Zünden habe ich den unteren Bereich des Brenners mit kleinen Kohlestücken befüllt und angezündet. Nachdem sich ein schönes Glutbett (siehe Foto) gebildet hat, kommen die Pellets oben drauf. Im Gegensatz zum letzten Testlauf sitzt die Luftdüse nun viel tiefer und somit wird die Oxidations- und Verkohlungszone kleiner.

Es hat einen Moment gedauert bis sich eine schöne Flamme gebildet hat. Als die Flamme dann aber erst mal da war, lies sie sich durch die Lüftergeschwindigkeit sehr schön steuern. So hatte ich mir das vorgestellt.

Der nächste Testlauf folgt in den kommenden Tagen .

Zwischendurch noch schnell ein dutzend Mini-Pizzen (ca. 18 cm Durchmesser) in der SFB gemacht (2h vorgeheizt auf 300 °C, SFB thermisch entkoppelt vom GR, Abluft über vorderes ansteckbares Kaminrohr).

Sehr lecker!
Schönen Abend!
Steffen

 

[Brätel Tom]

Dieses mal konnte ich den Fehler, glaube ich, aber besser erkennen. Das Kohlebett aus Pellets wird irgenwann so dicht, dass es fasst luftundurchlässig ist und somit die Luft nach oben und nicht nach unten austritt. Das ist bei meinem Konzept natürlich nicht gut. Als Gegenmaßnahme wird beim nächsten Versuch das Kohlefeld reduziert und ein Luftbypass angebracht. Mal sehen was es bringt.

Hallo,
schon mal versucht, das Kohlebett abzuleiten? Vielleicht so:

Wenn das Kohlebett zu dicht ist, blaue Klappe aufmachen und weg damit...
Ich weiß nur nicht, ob noch eine Ecke (grün) rein müsste, dass die Verbrennung vorwiegend an der rechten Seite stattfindet...

Also ich muss sagen, tolles Projekt ...

Viele Grüße

 

[s.ochs]

Servus @Brätel Tom, super Hinweis , für konstruktive Ideen bin ich immer zu haben. Die Idee, die Verbrennung nicht auf einer horizontalen Ebene stattfinden zu lassen, ist sehr interessant.
Die Ascheklappe selbst wäre noch nicht mal nötig, da die Pelletsreste irgendwann durch den Rost fallen würden. In der unteren Ecke hätten sie dann ja genug Zeit dafür, da sie den eigentlichen Prozess nicht stören würden.

Ich habe im letzten Testlauf die Luftzufuhr mit etwas Abstand zum Rost enden lassen, dadurch hat sich automatisch ein "schräger" Abbrand des Kohlebetts ergeben:

Das Problem ist allerding nicht der untere Abbrand (wo das Kohlebett verbrannt wird), sondern die Zone, in der die Holzgase entstehen (wo die Pellets zur Kohle werden). Ich mache in den nächsten Tagen hierzu nochmal eine komplette Prinzipskizze.

 

[Rekord]

Hallo,

hast Du dir schon mal den Bob Grillson angeschaut?

http://www.grillson.com/de/pelletgrills/technik/

Finde den Brenner sehr interessant.

Gruß
Patrick

 

[s.ochs]

Ich habe mir sogar schon das dazugehörige Patent näher angeschaut.
Im Grunde ist es sehr ähnlich zu meiner ersten Version, allerdings etwas formoptimiert und mit deutlich mehr Luftdruck. Nachdem meine erste Version funktioniert hat, bin ich bei weiteren Recherchen auf den Bob gestoßen. Beim Bob wird über das Venturi-Prinzip das Holzgas "rausgesaugt". Dafür braucht man aber einen gewissen Luftstrom, den ich mit meinem kleinen Lüfter nur im Ansatz hinbekomme. Ist der Luftstrom "stark" genug, braucht man auch keine aktive Primärluftzuführung, da sich die Verbrennung die Luft dann selbst holt (so habe ich es jedenfalls verstanden).

Ich bin von der seitlichen Bauform jedoch weg, weil ich gerne die Luft längs zu den Pellets und nicht quer einströmen lassen will. Das führt aber zu den angesprochenen Problemen. Des Weiteren würde ich gerne bei meinem kleinen Lüfter bleiben. So brauche ich zwar auch eine aktive Primärluftzufuhr, die Hoffnung ist aber, dass ich mit einem Lüfter sowohl die Primärluftzufuhr, die Holzgasabsaugung und die Nachverbrennung hinbekomme. Das scheint auch zu funktionieren, wie man an diesem Flammenbild sieht. Hier verbennt das angesaugte Holzgas mit der Sekundärluf (meiner Meinung nach ).

Vielleicht hilft an dieser Stelle eine komplette Funktionsskizze:

Das senkrechte Rohr ist mit Pellets gefüllt. Das waagerechte Rohr dient als Flammenkammer und zur Wärmeabfuhr. Die Verbrennungsluft wird im oberen Bereich über ein Rohr in den Pelletsspeicher eingeführt. Danach verläuft das Rohr längs zur Speicherachse bis kurz vor den Rost. Die Primärluft tritt im Bereich der Speicherverengung durch kleine "Düsen" aus dem Luftrohr aus. Sie führt an dieser Stelle zur Verbennung der Holzpellets zu Kohle. Dabei werden die in der Pyrolyse entstehenden Gase verbrannt. Die Abgase (CO2) sollen dann durch die Reduktionszone durch. Dort wird das CO2 durch die heiße Kohle mit C angereichert, wodurch CO entsteht, welches in der Sekundärverbrennung verbrannt wird. Bis hier ist der Aufbau sehr ähnlich zu einem Gleichstromholzvergaser. Normalerweise wird dieser aber mit Unterdruck betrieben, wodurch die Holzgase dann abgesaugt werden. Ich will sie ja aber gleich verbrennen, ohne sie durch eine externe Pumpe abzusaugen. Außerdem will ich die Kohlereste verbrennen, damit sie mir nicht das Rohr verstopfen. Nach der Primärluftausströmung verengt sich der Querschnitt des Luftrohrs, wodurch in diesem Abschnitt ein Unterdruck entsteht (darüber entsteht ein Überdruck wodurch die Primärluft "herausgedrückt" wird). Das gebildete Holzgas in der Reduktionszone wird somit in den Luftstrom eingesaugt und am Sekundärluftausgang verbrannt. Am unteren Ende des Rohrs wird dann die nicht mehr benötigte Kohle noch durch die Flamme verbrannt. Die heiße Kohle dient mir gleichzeitig als Zündquelle für das Luft-Holzgas-Gemisch.

Nun zum Problem: Irgendwann wird die Reduktionszone so stark verdichtet, dass die Abgase der Oxidationszone nicht mehr ausreichend abgeführt werden und statt dessen nach oben verschwinden. Hier löst es eine Kettenreaktion aus. Durch die warmen Abgase dehnt sich die Pyrolysezone aus und noch mehr Qualm entsteht. Gleichzeitig kann weniger Holzgas abgesaugt werden, wodurch die Leistung nachlässt. Im Holzvergaser (und auch beim Bob) wird ein höherer Unterdruck erreicht, wodurch dieses Problem umgangen wird. An dieser Stelle würde mir also nur ein stärkerer Luftstrom helfen.
Meine Idee ist nun aber zum einen die Reduktionszone zu verkleinern, indem die Oxidationszone nach unten rutscht. Zum anderen überlege ich einen Bypass zwischen Oxidationszone und Kohleverbrennungszone einzurichten. So kann ich überschüssiges Pyrolysegas einfach in der Nachverbrennung mitverbrennen und es strömt nicht nach oben.
Naja soweit die Theorie, ob es funktioniert, seht ihr ja dann in meinem nächsten Bericht.

Ich hoffe ich konnte euch meine Überlegungen etwas näher bringen.

 

[Rekord]

Ok.... das musste ich jetzt doch zweimal lesen.

Ich glaub ich hab verstanden was Du da vor hast. Bin mal gespannt wo das alles hier noch hinführt.

 

[runda]

Ich shice mich an! (darf man das an dieser Stelle schreiben?)

Wenn sich jeder so viel Gedanken zB über seine Heizung zu Hause machen würde wie du um deinen Pellets-Brenner der ja "nur zum Grillen" gemacht ist, dann käme wahrscheinlich ganz Ö, D und CH mit der Hälfte der Brennstoffe aus, die aktuell verbaucht werden.

 

[s.ochs]

Danke für das Kompliment aber vielleicht sollte ich mal zum Arzt gehen.

Ach egal: Nachschub

 

[s.ochs]

Kleiner Rückschritt . Leider.

Der letzte Test hat leider nicht die erhoffte zuverlässige Verbrennung ergeben. Stattdessen musste ich feststellen, dass ein zu kleines Kohlebett auch nicht gut ist. Ich habe die Primärluft näher an den Rost gerückt, dadurch bildet sich aber ein zu kleines Kohlebett aus. Zudem habe ich den vorherigen Aufbau durch Standard-Fittings (zwischen 3" und 1/4") ersetzt, weil ich so modularer Aufbauen kann. Leider weist die neue Reduziermuffe (3" auf 2") eine deutlich größere Reduzierungssteigung auf als meine Vorherige. Zusammen mit der zu tiefen Primärluft hat es dazu geführt, dass die Pellets in der Reduzierung durch den freiwerdenen Teer festgeklebt sind und so nicht nachgerutscht sind. Ich gebe der neuen Muffe beim nächsten Mal noch eine Chance, indem ich die Primärluft so ausrichte, dass die Verbrennung genau in der Reduzierung stattfindet. So wird der Teer weggebrannt und es dürfte zu keinem Verkleben kommen. Insgesamt ist es wohl ein Geduldsspiel zwischen der richtigen Position der Primärluft und der Durchmesserreduzierung.
Aber noch gebe ich nicht auf.

Hier der neue Aufbau. Teilweise zerlegt. Die Luft strömt jetzt oberhalb der Verbennung quer zum Speicherrohr ein und wird im Rohr durch einen Bogen in Längsrichtung umgelenkt. So kann ich das Speicherrohr oben mit einem Deckel verschließen (oder auch verlängern). Neben dem Deckel liegt der Bypass, der Oxidationszone und Kohleverbrennung verbindet. Das Bauteil verbindet auch den oberen Brennerteil (Reduziermuffe) mit dem unteren Teil (Rost).

Blick von oben in den Brenner. Dort wo die Kohle glüht, beginnt die Oxidationszone, darüber liegen im Betrieb die noch nicht verbrannten Pellets. Darunter verjüngt sich der Querschnitt. Im nächsten Testlauf wird die Oxidationszone wieder etwas nach oben rutschen, damit sie vor der Verjüngung beginnt und die Teerbildung verbrennt. Dann sollte sich der rot glühende Bereich bis an die Außenwand ausdehnen.

 

[s.ochs]

Durch das zu geringe Kohlebett hat der Brenner nur unregelmäßig gebrannt. Ich musst teilweise den Brenner "anschlagen", damit die festgeklebten Pellets wieder in die Brennzone gefallen sind. Zu erkennen ist auch ein verändertes Flammenbild. Beim letzten Test hatte ich eine in der Mitte konzentrierte Flamme, diesmal ist sie über den ganzen Rost verteilt. Das deutet auf ein Funktionieren des Bypasses hin, da dieser überschüssiges Holzgas direkt in die Kohleverbrennung leitet.

 

[s.ochs]

ER BRENNT!

Die erneute Anpassung der Primärluft hat sich sehr positiv ausgewirkt. Ich kann die Flamme über die Lüftergeschwindigkeit sehr schön regeln, ohne dass die Flamme schlechter wird, sie wird lediglich kleiner (oben: fast maximale Drehzahl, unten: minimale Drehzahl). Wenn man genau hinsieht, kann man erkennen, dass der untere Teil der Reduziermuffe leicht rot glüht. Laut Laserthermometer war die Muffe bei Volllast gute 600 °C an der Außenseite warm.

Hier sieht man, wie die Verbennung im Inneren des Rohr aussieht. Durch die angepasste Primärluftzufuhr breitet sich die Glut nun über den gesamten Querschnitt aus.

Hier noch zwei Fotos vom Warmlaufen und vom Ausbrennen (ohne Flammenrohr).

Die Fotos sind leider nicht die besten. Man sieht vor allem die schöne blaue Flamme nicht so deutlich. Als nächstes folgt der Dauertest. Heute war der Brenner nur 40 min im Einsatz. Dann wurde ich von der Göga zum Essen gerufen .

 

[Grappaschlucker]

Ich find´s GEIIIIIIL!!
Da ich nicht der absolute Heizungsundpelletbrennerprofi bin ziehe ich hier mal alle Hüte, die ich habe.
Ich habe schon überlegt, sowas zum Vorheizen für meinen HBO zu bauen: Unteres Türblatt raus, Pelletbrenner rein,
1Stunde anheizen, Pelletbrenner raus und Holzfeuer im Ofen machen. Das würde die Nachbarschaft und meinen Brennholzvorrat um einiges entlasten.
Kannst Du eine detaillierte Zeichnung (so wie die Prinzípskizzen) mit den verwendeten Materialien und Maßen zum Nachbauen einstellen? Das wäre super.

 

[s.ochs]

Ich stell dir die Tage eine Materialliste zusammen. Da ich viel mit Fertigteilen arbeite, beschränkt sich der Zusammenbau auf ein bisschen sägen und bohren. Hast du mal ein Foto von deinem HBO? So dass ich das untere Türblatt sehen kann. Dann pass ich die Anbindung gleich mit an.

Gruß
Steffen

 

[Grappaschlucker]

Guggsch Du hier:
http://www.grillsportverein.de/foru...ombergs-gibt-es-bald-einen-hbo.212182/page-11
Post Nr. 213 ist ein Bild vom Öfelchen mit Tür. Die Breite des unteren Flügel ist 50,5cm und die HZöhe 18,5cm jeweils lichtes Maß.

 

[Ben57gbs]

Hallo Steffen,
Dein Brenner ist ja genau das was ich Suche , könntest Du mir auch eine Materialliste zu Senden ? Hätte großes Intresse dran . Welche Lüfter verwendest Du ?

 

[s.ochs]

Servus Ben57gbs, ich habe dir eine Liste per PN geschickt. Als Lüfter verwende ich einen einfachen 12 V Radiallüfter. Wenn du einen Lüfter mit mehr Druck zur Verfügung hast, kannst du auch versuchen das Prinzip vom Bob Grillson nachzubauen.

 

[s.ochs]

Kleines Update: Im Moment komme ich zeitlich nicht so voran. Letzte Woche konnte ich den aktuellen Stand mal am Smoker testen. Die Einbauposition entspricht noch nicht der Endpostition, zum Testen reicht es aber.

Aufbau: Pelletbrenner mit kurzem Speicherrohr. Später habe ich den Aufbau um 20 cm verlängert. Ist aber nicht praktikabel, leider, weil die Pellets im langen Speicherrohr sich durch den warmen Rauch ausdehnen und verklemmen. Hier muss eine andere Lösung her. Sitze schon am Zeichenbrett

Gezündet wurde invers, bis das erste Holzgas zu sehen war, dann wurde der Lüfter gestartet und es bildet sich direkt eine kleine Flamme aus, wie sie auf dem ersten Foto zu sehen ist.

Nach ein paar Minuten hat er sich dann eingebrennt und die Flamme bildet schöne blaue Bereiche aus.

Dann hatte ich das Speicherrohr verlängert. Eine Weile hat er dann noch so weiter gebrannt. Dann ist die Pelletzufuhr aber ins stocken gekommen und ich musste abbrechen, da keine Leistung mehr da war. Die "Vollbremsung" sah dann so aus:

Naja, vielleicht gelingt es mir ja noch, dass er irgendwann durchgehend so brennt. Mal sehen.

 

[Brätel Tom]

Hallo,
hast du schon mal über einen "Pellet-Portionierer" nachgedacht?

Die Verengungen (blau und grün) sorgen dafür, dass nur wenige Pellets nach unten zum Aufwärmbereich kommen und halten gleichzeitig die Rauchgase ab.
Die heiße Abluft wird abgeleitet und erwärmt die oberen Pellets nur wenig.

Äh, ich sehe gerade: ...
Vielleicht müsste unter das blaue Blech auch noch ein Ausgang für die heißen Rauchgase...
oder gerade nicht, weil die Pellets im unteren Bereich ja doch vorgewärmt werden sollen...


Viele Grüße

 

[s.ochs]

Es gibt dabei zwei Probleme:

1. Die Pellets verklemmen gerne an engen Querschnitten.
2. Wo geh ich mit der heißen Abluft, die jede Menge unverbranntes Holzgas mit sich führt, hin und was ist mit dem Teil der Abluft die durch die, zwar engere, Öffnung nach oben zu den Pellets gelangt.

Hierfür habe ich zwar Ideen, aber noch keine funktionierende Lösung. Worauf ich noch nicht gekommen bin, ist die Öffnung horizontal auf zwei Ebenen zu verteilen, das ist ein sehr guter Tipp. Eventuell könnte ich auch mehrere dieser "Sperren" im Rohr verteilen. Muss ich gleich mal testen.

Alternativ hatte ich folgende Idee: Das heiße Abgas wird in der nächsten Version zurück in die Reduktionszone geleitet und dient dort als Reaktionsgas - das lässt sich mit deiner Idee kombinieren. Des Weiteren werden die Pellets über einen gesteuerten Portionierer zugeführt (vermutlich ein Getriebe, welches eine Schnecke antriebt, die längs der Rohrachse sitzt). So kann ich das heiße Abgas am besten vom Pelletsspeicher fernhalten; bedeutet aber auch wieder mehr Aufwand. Da wäre mir eine konstuktive Lösung lieber. Deshalb probier ich deine Idee nachher direkt mal "kalt" aus, um zu sehen, wie die Pellets durchs Rohr fallen

 

[norre]

Hallo,
ich werfe einfach mal einen Gedanken mit ein.
Das rechte blaue Blech von Toms Vorschlag flacher anordnen, dann ein 12Volt Motor,(12V hast du ja eh für den Fan) der das Blech vibrieren lässt und so die Pellets langsam in die Brennkammer rüttelt.
Um Stromlos zu bleiben könntest du ja einen Stirlingmotor einsetzen