Ich baue mir einen Pelletbrenner (oder versuche es)

[Som]

Heute ging es mit dem Testen weiter.

Primärluft soll ja eigenlich von unten kommen, durch den Rost hindurch von unten durch die Glut.
Bei den bisherigen Brenndosen ist der Boden geschlossen, die ersten Luftlöcher sind in ca. 20mm bis 30mm Höhe. (Wie beim Traeger-Vorbild)

Ich mach jetzt mal Löcher in den Boden der Dose.

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Dose wie vorher , aber die primärluftlöcher unten statt an der Seite.

Statt 2 * 9mm an der Seite, 10* 4mm unten.
eine Schraube um Abstand zum Boden zu sichern.





Befüllt mit ca. 20mm Pellets. Anzünden problemlos.

Auch mit nur 20mm Pellets ensteht schöne Flamme.

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Flamme ist wieder schön zentriert und dreht sich im Kreise. (kleiner Lüfter auf 12V)

In der zwischenzeit ist auch der neue Lüfter gekommen, eine Größe zwischen den anderen beiden.

Neuer Lüfter: 75mm * 30mm, 12V, 150mA, 32cfm (???) wäre 54m³/h oder 15l/s

Lüfter mit 7,5V scheint eine ähnlich große Flamme wie der Kleine Lüfter auf 12V zu erzeugen.

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Lüfter auf 9V:

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Ein paar Pellets nachgefüllt und Lüfter auf 12V:

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Ein ganz schöner Vulkan!
Allerdings ist die Flamme durchweg gelb und hat keinerlei blauen Anteile. Die hätte ich aber gerne, denn das wäre ein Zeichen für bessere, vollständigere Verbrennung.

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Aber: Mit 12V und den Löchern unten verbrennt alles rückstandslos:


Insgesamt scheint die Version mit den Löchern unten deutlich besser zu funktionieren. Auch der 75mm Lüfter scheint vom Regelbereich besser zu passen.

[Som]

Und gleich noch ein Versuch:

Da mir die Flamme immer eher fett vorkommt, wollte ich mehr Sekundärluft haben.
dazu werden die sekundärluftlöcher längs etwas geschlitzt und aufgebogen.

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Anzünden (mit Bunsenbrenner) war viel schwieriger. Die Flamme blieb lange sehr klein, ging immer wieder aus. Bei kleiner Lüfterdrehzahl fehlte die Luft von unten, bei großer wurde die Flamme immer wieder ausgeblasen.

Irgendwann kam sie dann doch in Gang.

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Die Farbe jedoch hat sich kaum geändert. Warum=>zu eroieren.

Was mir auffiel: werden Pellets nachgefüllt (hier viel auf einmal) ensteht immer viel Rauch.

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Bei zuviel Pellets auf einmal wird die Flamme zunächst fast erstickt.

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Aber auch einzelne Pellets erzeugen erstmal zusätzlichen Rauch.

Ansonsten erzeugt die zusätzliche Sekundärluft nicht wirklich eine bessere Flamme.

Ich wollte eigentlich eine blaue Flamme erzeugen, aber so scheint das nicht zu funktionieren.

[Som]

Über Ostern hatte ich viel Zeit nach Ideen zu suchen. Beim durchstöbern des Webs nach Ideen fand ich einige Videos zu Pelletbrennern, die als Heizung verwendet werden und komplett ohne Förderschnecke arbeiten, sondern einfach mit einem großen Behälter aus dem die Pellets nach unten nachrutschen.

Dieses Verfahren gefällt ja viel besser als die Geschichte mit den Förderschnecken.

Also lege ich die Versuche mit dem Brenntopf erstmal zur Seite und versuche mich in Gravity feed Pellet Brennern

Der Aufbau ist simpel:
ein Querrohr, an dessen Eingang ein Lüfter angebracht ist, oben ein senkrechtes Rohr, für die Aufnahme der Pellets (da kann, wenn es denn funktioniert, auch noch ein Trichter oben drauf)

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Blech vierkantrohr 60*40 hochkant mit 40*40 Kamin als Pelletbehälter

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Innen eine schräg gestellte Brennplatte mit vielen Löchern.
Die Idee ist, dass die Pellets über die Schräge nach unten rutschen, auf der Platte mit primärluft von unten verbrennen, und die Sekundärluft unter der Platte vorbeiströmt, und sich hinter der Brennplatte mit den Flammen vermengt.

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Anzünden mit Brenner,
mittlerer Lüfter mit 12V.
Brennt gut an, aber mit der Zeit wird die Flamme kleiner.

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https://youtube.com/shorts/au5hvYYh0ME?feature=share



Anscheinend rutschen keine Pellets nach.

Als keine Flamme mehr erkennbar ist, klopfe ich die verbliebenen Pellets raus auf ein Blech.

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Pellets sind aufgequollen, durch die Hitze im Nachfüllbehälter und haben sich dabei verklemmt.

Wahrscheinlich ist die Schräge zu flach und zu weit oben?



Das dünne Blech ist schnell abgekühlt und die Brennplatte schnell zurechgebogen.


Versuch 2:
gleiches Setup, aber die Brennfläche schräger.
Dadurch sollen die Pellets besser nachrutschen, reduziert aber auch Sekundärluft und erhöht Primärluft.

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Nach Anzünden sehr starkes Qualmen aus Pelletbehälter

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Und kurze Zeit später schlagen die Flammen oben aus dem Pellet Vorratsbehälter.

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[Som]

Das Wetter war schön, ich hatte Zeit, und ich war echt sauer, weil das nicht funktionierte!

Mein nächster Gedanke war:
Vielleicht muss ich die Brennplatte vom Pelletbehälter entkoppeln?

Ich versuchte das hier:

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Die Brennplatte nach unten setzen, und oben ein kleines Blech, das die fallenden Pellets nach vorne umleitet.

Leider gabs im Ergebnis keinerlei Unterschiede: Viel Rauch aus dem Pelletschacht, die Glut wandert den Pelletbehälter hoch.


nächster Versuch:

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0

Die Brennplatte total flach.

Brennt wie die Hölle!

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.
Aber eben leider auch nach oben in den Pelletbehälter (Das passiert auch, wenn ich den Schacht oben abdecke, nur eben langsamer)


Nun gehen mir erstmal die Ideen aus, ich glaube ich muss mal recherchieren.

[Sporty]

Beim Gravity Feed ist es sehr wichtig, dass der Vorratsbehälter luftdicht ist. Solange der oben offen oder ein Leck hat, wird sich dein Vorratsbehälter immer entzünden.

Bei uns hat mal bei einem Gravitiy Feed der Vorratsbehälter ausgebrannt, weil der Deckel aufgegangen ist.

[Som]

ja, den Eindruck hatte ich auch, allerdings ist mein Blechfalzdesign nicht wirklich dicht.


Aber ich habe (hatte!) ein anderes Problem:
in den Videos und Beschreibungen von Pelletbrennern ist der Pelletbehälter meist offen, und es funktioniert trotzdem.

Der Trick ist, dass mit einem geschickten Venturi-Designs ein Unterdruck unterm Pelletbehälter erzeugt wird.
Dachte ich.

und ich grübelte und grübelte, wie ich das Design so hinbekomme, dass genügend Unterdruck entsteht.

Bis irgendwann der Groschen fiel! (nachts, beim schlaflosen Grübeln )
Der Unterschied ist: alle Pelletbrenner, die ich gesehen habe, sind in Heizungungen eingebaut um Häuser, Schuppen oder Werkstätten zu heizen.
Und: Sie haben alle einen Kamin. Der für Zug sorgt. Und deswegen herrscht im Brenner ein Unterdruck, der ein hochbrennen im Pelletbehälter verhindert.

Da ich keinen Kamin habe, verwende ich einen Ventilator, der einen Überdruck erzeugt.
Und, ja, ich kann mit diversen genialen Venturi-Designs einen relativen Unterdruck erzeugen, aber absolut ist der Druck immer höher als in der Umgebung. Ein absolut dichter Pelletbehälter könnte helfen, aber, mir ist beim suchen ein Fred im Paralleluniversum aufgefallen, wo einer einen Grillson Pelletgrill nachentwickelt hat, der allerdings mit Kompressor und einer Druckdüse läuft und recht laut ist.

Aber die Idee eines nachgelagerten Venturi Rohres ist nicht schlecht, und so bin ich auf diese Lösung gekommen:

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von Links strömt die Primärluft von unten durch die Brennplatte.
Angesaugt durch den Venturieffekt, der gleichzeitig auch die Sekundärluft liefert.


Nach 20 min zeigt sich eine schöne Flamme, wenn auch überraschend klein. Pellets rutschen nach, wenn auch immer im Schwall. (Längere Tests müssen das erst noch beweisen)
75mm Lüfter auf 12V.

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Allerdings entsteht auch überraschend viel Qualm dabei:

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Der Test hat erstmal ergeben:
Der Venturieffekt funktioniert, die Primärluft wird gut angesaugt.
auch im Pelletbehälter scheint Unterdruck zu entstehen, die Flamme wandert nicht hoch.
Die Sekundärluft nur durch das Gebläse scheint nicht auszureichen für eine vollständige Verbrennung, vielleicht ist sie auch am falschen Ort?

Grndsätzlich macht das Hoffnung, dass eine Gravity Feed Pelletbrenner für den Grill machbar sein könnte.

[Pfeffii]

Gunther ich hab auch ein neues Projekt.
Die Sarden werden langsam ausverschämt. Ich velege meinen Horizont nach Kalabrien.. Selbst die Zwischenübernachtungen sind Billiger wie die Fähre.
In vier Wochen gehts das erste Mal los-

[JensA]

Kann es sein, dass Du die Sekundärluft vorwärmen solltest?
Nicht dass die kalt eingeblasene Luft die Verbrennungstemperatur zu weit runter zieht.

Viele Grüße Jens

[Som]

Kann es sein, dass Du die Sekundärluft vorwärmen solltest?
Nicht dass die kalt eingeblasene Luft die Verbrennungstemperatur zu weit runter zieht.

Viele Grüße Jens

ja, der Gedanke kam mir auch schon. Das ist halt leider mit meiner einfachen Blechbiegeprototypentechnik schwer zu machen.

ich habe noch so ein paar Ideen, die ich ausprobieren möchte. Ist ja nicht eilig.

Notfalls wirds halt doch ein Brenntopf mit Förderschnecke.Das ist von der Verbrennungs- und Strömungslehre recht einfach.

[Som]

Dass das mit dem nachgelagerten Venturi-Rohr das durchbrennen in den Pelletbehälter verhindert ist gut, aber das Ergebnis ist noch nicht befriedigend.
Ich versuche ich es mal mit einer Verengung, um die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

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x^


Einige Pellets rein, mit dem Brenner anzünden und erstmal 10min warten, bis sich die Glut verbreitet hat.


Von außen keine Flamme sichtbar, innen auch recht begrenzt:

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Ich habe mir extra noch einen "Nachbrenner" gebastelt, in der Hoffnung, dass die dort zugeführte Sekundärluft zu einer besseren Verbrennung führt.

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Hatte aber keinerlei Effekt.

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Kaum Flamme, dafür außen sichtbaren Rauch.

Video Verbrennung Gravity Feed Pelletbrenner A2:
https://youtube.com/shorts/PfRVsikzn-Y?feature=share


Mir scheint, es ist zu wenig brennbares Material in der (zu kleinen?) Brennkammer, uns ausserdem zu wenig sekundärluft. Beziehungsweise, die Sekundärluft, die über das Rohr eingeblasen wird kommt zu weit hinten und ist zu weit weg für die Verbrennung.


Um die Menge an verbrauchten Pellets zu messen, habe ich mir ein kleines Lineal gebastelt:

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In 26 min habe ich einen Verbrauch von 84g gemessen, das macht ca. 190g/h.

Mit den Daten des Don Forno, die ich damals beim Bau ermittelt habe, sollte das für eine Temperatur von etwa 80° im reichen. Und das bei voller Luftzufuhr mit 12V am Lüfter.

Wenn ich die Luftmenge reduziere (7,5V), dann geht die Flamme nach einiger Zeit aus.

Also: Brennkammer zu klein, und Sekundärluft zu weit hinten.

Bisher habe ich meinen Blech-prototype immer wieder zurechtgeschnitten und -gebogen, ich denke, nun muss ich mir einen neuen basteln.

[Som]

Der ganze Mai ist ins Land gegangen, ohne dass ich am Projekt Gravity Feed Pelletbrenner weiterarbeiten konnte.
Im Mai sind immer so viele Feiern, lange Wochenenden und mit der Frau in Urlaub fahren muss man ja auch mal.


Brennrohr mit seitlich angebrachtem Pelletschacht

Bei den bisherigen Versuchen gab es auch das Problem, dass ich nicht genügend (oder zu kalte? Danke Jens) Sekundärluft hatte, beziehungsweise die Sekundärluft zu weit hinten kam, so dass sie für die Verbrennung nicht mehr wirksam wurde. Daher nun zwei Änderungen:
a) Der Pelletschacht sitzt seitlich, die Pellets gleiten über eine Rutsche auf die Brennplatte. So soll über den Pellets genügend Platz für ausreichende Sekundärluftströmung bleiben.
b) Das Rohr vom Gebläse führt über die Flamme und wird dabei vorgewärmt.
Wobei ich Zweifel habe, dass die eingeblasene Luft zur Verbrennung beiträgt. Ziel ist es eher, hinter der Brennkammer einen leichten Unterdruck zu erzeugen, und so eine Art "Kaminzug" zu simulieren. Über die komplett offene vordere Seite und den freien Raum über den Pellets sollte hier genug Sekundärverbrennung stattfinden.

Der Pelletbehälter ist wieder 40mm*40mm, das Brennrohr 60mm*60mm und verjüngt sich nach 100mm auf 45mm*45mm.

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Ziel: frei Luftströmung über den brennenden Pellets

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Bereits bei Pellet einfüllen merkt man, dass sehr wenige Pellets auf die Brennplatte rutschen.

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Es reicht für eine Flamme, aber im Betrieb rutschen keine Pellets nach.

Und schon sehr wenig Wind reicht aus, um die Flamme nach hinten schlagen zu lassen

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Starke Rauchentwicklung aus dem Pelletbehälter.


Fazit:
a) Die Öffnung zum nachrutschen der Pellets muss größer werden.
b) Der dünnere Teil des Flammenrohrs muss länger werden, damit der Venturieffekt ausgeprägter wird, und der Luftstrahl aus der Düse mehr Luft aus dem Brennraum mitreißt.

[Som]

Soderle!

ich habe das ganze nochmal neu aus Blech geschnitten und gebogen. Diesmal ist es auch recht ordentlich geworden, ohne allzugroße Lücken. (Langsam bekomme ich Übung!)

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Blick von hinten auf die Pelletrutsche:

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Und der Spitze des Lüfterrohres habe ich versucht so'ne Art Leitschaufeln zu biegen, für den Drall:

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Versuch:
Pelletfüllung ist o.k. brennt gut an.

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Mit 12V röhrt sowohl Lüfter als auch Flamme recht laut, und erzeugt wahrscheinlich zu viel Hitze.
Also runter auf 9V:

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Schönes Flammenbild. Mit etwas Fantasie und gutem Willen kann man sogar einen kleinen Drall erkennen!?

Runter auf 7,5V

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Die Flamme ist deutlich kleiner. Insgesamt aber immer noch sehr windanfällig. Ich hoffe, das wird besser, wenn es an den Grill angebaut ist.

Ich lasse es mal eine Zeitlang laufen und komme auf einen Pelletverbrauch von ca. 340g/h
Das ist nun deutlich mehr als beim letzten Versuch, damit würde (seeehr theoretisch und ganz grob) der Don Forno auf 150°C kommen.

Aber der Wind spielt hier schon eine große Rolle.


Ich versuche trotzdem die Einblasung weiter zu drosseln und stelle den Ventilator auf 6V
Leider geht hier die Flamme nach ca. 10min aus, also zu wenig.


Aber:
Grundsätzlich scheint das Setup zu funktionieren!
Ich denke, es ist an der Zeit mir mal zu überlegen, wie ich den Versuchsaufbau provisorisch an den Don Forno anflanschen kann.
Das aber wird eine Weile dauern.