AT513896B1 - Brenner für feste Brennstoffe mit drehbarem Brennrohr - Google Patents

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AT513896B1 ATA47/2013A AT472013A AT513896B1 AT 513896 B1 AT513896 B1 AT 513896B1 AT 472013 A AT472013 A AT 472013A AT 513896 B1 AT513896 B1 AT 513896B1
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Abstract

Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen, insbesondere Holzpellets, Hackgut und ähnlichem, mit einem an einen Ofen, Wärmetauscher, Boiler oder ähnlichem anflanschbaren Brennergehäuse (6), in dem ein vorzugsweise zylindrisches Brennrohr (1) als Hauptteil einer Brennkammer auf Rollen (14) oder Zahnrädern (12) drehbar gelagert ist, wovon mindestens eine(s) angetrieben wird. Der Antrieb erfolgt formschlüssig über eine Verzahnung oder ähnliches von einer Antriebseinheit (13) auf mindestens eines der Zahnräder (12) und von dort über einen Zahnkranz (11) auf das Brennrohr (1). Die axiale Führung des Brennrohres erfolgt durch eine in eine innenliegende umlaufende Nut des Brennrohres eingreifende feststehende Platte (7), welche mit der Brennstoffzuführungsvorrichtung (2) oder dem Brennergehäuse (6) verbunden ist, und an der auch eine Zündvorrichtung (4) befestigt ist. Das Brennergehäuse (6) ist vorzugsweise luftdicht ausgeführt und leitet die Verbrennungsluft zum mit Lufteinlässen versehenen Brennrohr (1) und zur Zündvorrichtung (4), es sind keine weiteren Luftführungsvorrichtungen erforderlich. Durch eine periodische Weiterdrehung des Brennrohres (1) während der Verbrennung entsteht ein Selbstreinigungseffekt der Brennkammer.

Description

Beschreibung
BRENNER FÜR FESTE BRENNSTOFFE MIT DREHBAREM BRENNROHR
[0001] Die Erfindung betrifft einen Brenner für feste Brennstoffe, insbesondere für Holzpelletsoder andere biogene Brennstoffe, etwa Pellets aus pflanzlichen Abfällen oder Hackgut, miteiner um eine vorzugsweise horizontale Achse drehbaren Brennkammer, welche aus einem mitradialen Lufteinlässen versehenen drehbaren Brennrohr und einer in eine innenliegende umlau¬fende Nut eingreifende feststehende Abschlussplatte gebildet wird.
[0002] Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass mit Brennern mit drehbarer Brennkammereine kontinuierliche und vollständige Verbrennung bei hohem Wirkungsgrad erreichbar ist unddiese deshalb auch für Brennstoffe aus mindenwertigeren Rohstoffen, wie etwa Pellets ausrasch nachwachsenden pflanzlichen Rohstoffen, gut geeignet sind. Bei der Verbrennung sol¬cher Brennstoffe ist jedoch eine betriebssichere und langlebige Ausführung der Lagerung derdrehbaren Brennkammer und die Anordnung der Antriebselemente besonders wichtig, umStörungen durch zu hohe Temperaturen bei Lager- und Antriebsteilen zu vermeiden. Wichtig istauch die Art der Führung der Verbrennungsluft, da diese die kritischen Bauteile umströmen undkühlen soll.
[0003] Die vorliegende Erfindung kann diese Anforderungen besser als die bisher bekanntenAusführungen (aus WO 2008 141594 A2, GB 2198519A, US 6164220 und anderen) erfüllen,wobei auf eine einfache und kostengünstig herstellbare Konstruktion ohne komplizierte Abdicht¬systeme und auf betriebssichere und servicefreundliche Ausführung geachtet wurde. UNTERSCHIEDE ZU BISHERIGEN AUSFÜHRUNGEN: [0004] Bisherige Antriebsysteme, wie z.B. in US 6164220 (EP 0906542B1) oder EP 0 346531A1 oder AT 006506 U1 angeführt, haben den Nachteil, dass die Antriebselemente direkt mitdem heißen Brennrohr verbunden sind, was durch Wärmeübertragung zu Problemen und kur¬zen Standzeiten führt. Durch den gemeinsamen Antrieb von Brennrohr und Brennstoffzufüh¬rungsvorrichtung, wie in GB 2198519 A (EP 0346531 A1), ist das Reinigen des Brennrohresdurch Drehen vor und nach der Verbrennung nicht möglich.
[0005] Gegenüber WO2008/141594 (EP 2 162 677) unterscheidet sich der gegenständlicheBrenner dadurch, [0006] dass das Brennrohr (1) nicht direkt axial und von einer Kette angetrieben wird, sondernüber ein gelagertes Zahnrad (12), welches im kühlen Bereich unter dem Brennrohr angeordnetist, und wo die Antriebseinheit (13) unterhalb angeordnet ist, [0007] dass die hintere feststehende Platte (7) der Brennkammer nicht mit dem Brennrohr (1)verbunden ist, sondern in eine umlaufende Nut des Brennrohres eingreift und dieses axial führt, [0008] dass die feststehende Platte (7) am Rohr der Brennstoffzuführungsvorrichtung (2) befes¬tigt ist und die Zündvorrichtung (4) dahinter fix angeordnet ist, wobei bei WO2008/141594 dieEntzündung des Brenngutes durch eine Bohrung in der sich mit dem Brennrohr drehendenAbschlussplatte erfolgt, dadurch muss zum Zünden immer eine bestimmte Position der Brenn¬kammer erreicht werden, welche über einen Sensor an die Steuerung gemeldet wird (ungenauund störungsanfällig). Die heiße Zündluft wird durch die Bohrung in der Abschlussplatte hin¬durch in die Brennkammer geblasen, dadurch gibt es Verluste und eine schlechtere Entzün¬dung als bei direkter Anordnung der Zündvorrichtung an der feststehenden Platte, [0009] dass das Gebläse (3) an einem tragenden dichten Brennergehäuse (6) angeflanscht istund so keine weiteren Luftführungsschläuche oder Luftführungseinrichtungen erforderlich sind. BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGSGEMÄßEN AUSFÜHRUNG: [0010] Die Erfindung betrifft einen Brenner für feste Brennstoffe, mit einer um eine vorzugswei¬se horizontale Achse drehbaren Brennkammer, welche aus einem mit radialen Lufteinlässenversehenen drehbaren Brennrohr (1) und einer in eine innenliegende umlaufende Nut eingrei¬fende feststehende Platte (7) gebildet wird.
[0011] Das Brennrohr ist auf Zahnrädern (12) und auf Rollen (14) gelagert und mit einem Lauf¬ring und einem Zahnkranz (11) versehen. Die Zahnräder (12) und Rollen (14) sind so angeord¬net, dass sie im Luftstrom der Verbrennungsluft liegen und von diesem gekühlt werden.
[0012] Ein vorzugsweise unter dem Brennrohr im Gehäuse gelagertes Zahnrad (12) greifteinerseits in die Verzahnung des Zahnkranzes (11) am Brennrohr (1) ein und wird auf der ande¬ren Seite von einem an der Welle einer Antriebseinheit (13) angeordnetem Zahnrad angetrie¬ben, siehe Figur 1 und 2.
[0013] Durch diese Anordnung erfolgt keine direkte Wärmeübertragung vom Brennrohr (1) aufdie Antriebseinheit (13) und der Motor kann im kühlsten Bereich der Brennerumgebung platziertwerden, trotzdem ist der Antrieb wartungsfrei und keine Nachstell- oder Nachspannvorrichtungerforderlich, wie das bei einem Kettentrieb erforderlich wäre.
[0014] Die feststehende Platte (7) der Brennkammer ist mit dem Brennrohr (1) nicht verbunden,sondern greift in eine umlaufende Nut auf der Innenseite des Brennrohres ein und führt dasBrennrohr (1) in axialer Richtung. Die feststehende Platte (7) ist mit der Brennstoffzuführungs¬vorrichtung (2) verbunden.
[0015] Durch diese Anordnung erfolgt keine direkte Wärmeübertragung vom Brennrohr (1) aufdie feststehende Platte (7).
[0016] Die Brennstoffzuführungsvorrichtung (2) wird von einem Teil der Verbrennungsluftdurchströmt.
[0017] Bei der Verbrennung von biogenen Brennstoffen ist das Problem, dass die Öffnungenfür die Zufuhr von Verbrennungsluft nach einiger Zeit durch Asche und Schlacke und teerartigeVerbrennungsrückstände verschlossen werden, was zu einer schlechten Verbrennung undgroßem Reinigungs- und Wartungsaufwand führt.
[0018] Mechanische Reinigungseinrichtungen sind aufwendig und störungsanfällig.
[0019] Durch periodische Weiterdrehung des Brennrohres (1) während der Verbrennung wirddie Asche unterstützt vom Luftstrom hinausbefördert und anhaftende Verbrennungsrückständewieder weggebrannt, wodurch eine gleichbleibende gute Verbrennung ohne Reinigungs- undWartungsaufwand gewährleistet ist.
[0020] Durch die Anordnung aller Bauteile an und in einem tragenden geschlossenen Brenner¬gehäuse (6) entsteht nicht nur eine kompakte Brennereinheit, welche an jeden Ofen, Wärme¬tauscher oder Boiler angeflanscht werden kann, es entsteht durch das angebrachte Gebläse (3)ein Überdruck im Gehäuse, welcher ohne zusätzliche Luftführungsschläuche oder Luftfüh¬rungseinrichtungen die Verbrennungsluft zu den einzelnen Lufteintrittsöffnungen der Brenn¬kammer führt und gleichzeitig alle Bauteile kühlt, sodass der Brenner auch bei voller Leistungaußen nicht heiß wird.
[0021] In den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 werden erfindungsgemäße Ausführungsformendargestellt.
[0022] Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Brenner mit einer waagrechten Brenn¬ stoffzuführungsvorrichtung (2) mit Schnecke, [0023] Fig. 2 zeigt einen Schnitt quer durch einen Brenner mit einer Brennstoffzuführungsvor¬ richtung (2) durch einen von oben in die Brennkammer einmündenden Fall¬schacht, [0024] wobei das Brennrohr (1) auf der vorderen offenen Seite beim Auslass (5) auf zwei Rollen (14) im Luftführungsgehäuse (8) aufliegt und an der hinteren Seite einen Zahnkranz (11) trägt,der zwischen mindestens drei Rollen oder Zahnrädern (12) gelagert ist, wovon mindestenseines in den Zahnkranz (11) eingreift.
[0025] Der Antrieb des Brennrohres (1) erfolgt von einer am Brennergehäuse (6) angebrachtenAntriebseinheit (13) mit einem Zahnrad, welches in das Zahnrad (12) eingreift.
[0026] Die axiale Führung des Brennrohres (1) erfolgt über die feststehende Platte (7), welchein eine innenliegende umlaufende Nut des Brennrohres (1) eingreift und die Brennkammer nachhinten abschließt.
[0027] Diese feststehende Platte (7) ist entweder an der Brennstoffzuführungsvorrichtung (2)wie in Fig. 1 dargestellt oder am Brennergehäuse (6) wie in Fig. 2 gezeichnet befestigt und mitder Zündvorrichtung (4) verbunden.
[0028] Am Brennergehäuse (6) ist das Gebläse (3) angebracht, die Verbrennungsluft strömt anden Rollen und Zahnrädern (12) vorbei in das Luftführungsgehäuse (8) und durch die radialenLufteinlässe in das Brennrohr (1).
[0029] Das Luftführungsgehäuse (8) ist vorne zum Brennrohr abgedichtet und so ausgebildet,dass die Verbrennungsluft hauptsächlich von unten in das Brennrohr (1) strömt und so dasDurchfallen von Asche weitgehend verhindert wird.
[0030] Das Luftführungsgehäuse (8) hat unten eine Reinigungsöffnung (10).
[0031] Ein Teil der Verbrennungsluft wird durch die Zündvorrichtung (4) und die Brennstoffzu¬führungsvorrichtung (2) geführt und verhindert einen Rückbrand bei stillstehendem Brennrohr (1)- [0032] Durch eine Weiterdrehung des Brennrohres (1) nach einer in Abhängigkeit von derverbrannten Brennstoffmenge einstellbaren Zeit um einen bestimmten Drehwinkel wird dasBrennmaterial weiterbefördert und frisches Brennmaterial kann nachgefördert werden bzw. beider Ausführung nach Fig. 2 im Fallschacht nachrutschen, um einen Rückstau zu verhindern.
[0033] Durch die periodische Weiterdrehung kann somit eine größere Leistung erzielt werdenund gleichzeitig erfolgt eine Selbstreinigung des Brenners, da nicht nur die Asche hinausbeför¬dert wird, sondern auch anhaftende Verbrennungsrückstände und Ablagerungen abgebranntwerden.

Claims (6)

  1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Verbrennen von festen Brennstoffen, zum Beispiel Holzpellets, Hackgutund ähnliches, aufweisend - ein Brennergehäuse (6) - ein mit radialen Lufteinlässen versehenes, drehbares Brennrohr (1) als Brennkammer,das an dem einen Ende einen Auslass (5) für Flammen und Verbrennungsgase aufweist,und das in dem Brennergehäuse (6) auf mindestens einem Zahnrad (12) sowie mindestensweiteren 2 Rollen (14) und/oder Zahnrädern (12) drehbar gelagert ist, - ein Luftführungsgehäuse (8), das über dem Brennrohr (1) angeordnet ist und an desseneinem, den Auslass (5) aufweisenden Ende gegenüber diesem abgedichtet ist (9), - eine Brennstoffzuführungsvorrichtung (2), - ein Gebläse (3), sowie - eine Zündvorrichtung (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Brennrohr (1) an dem anderen, dem Auslass (5) fürFlammen und Verbrennungsgase gegenüber liegenden Ende durch eine feststehende Plat¬te (7) abgedeckt wird, welche an der Brennstoffzuführungsvorrichtung (2) oder am Bren¬nergehäuse (6) befestigt ist, und durch die das Brennmaterial in die Brennkammer geför¬dert wird, und dass mindestens eines der Zahnräder (12) angetrieben wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung vonden angetriebenen Zahnrädern (12) zum Brennrohr (1) über formschlüssige Elemente, bei¬spielsweise über die Verzahnung eines Zahnkranzes (11) am Brennrohr (1), erfolgt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennrohr (1) zumZwecke der axialen Führung über eine innenliegende, umlaufende Nut verfügt, in die diefeststehende Platte (7) eingreift.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung (4) ander feststehenden Platte (7) der Brennkammer oder an der Brennstoffzuführungsvorrich¬tung (2) befestigt ist und die heiße Zündluft durch eine Ausnehmung in der Platte (7) aufdas Brennmaterial strömt.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ge¬bläse (3) an dem Brennergehäuse (6) befestigt ist und die Verbrennungsluft durch dasBrennergehäuse (6) zur Zündvorrichtung (4) bzw. durch das Brennergehäuse (6) und dasLuftführungsgehäuse (8) in das Brennrohr (1) geführt wird.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eineAntriebseinheit (13) an dem Brennergehäuse (6) angeordnet ist, welche formschlüssig überZahnräder (12) das Brennrohr (1) direkt antreibt. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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