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PATENTANSPRÜCHE
1. Abfallverbrennungsofen für stetig anfallenden Abfall, im wesentlichen aus einer von einer Isolationsschicht (3) umgebenden Brennkammer (5) und einem Wärmeaustauscher (4) gebildet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gittergehäuse (6) mit einer Beschickungseinrichtung (25) verbunden ist, zu dessen Auffüllung mit aufbereiteten, mit Heizöl benetzten Karton-, Papier-, Holz-, Kunststoff- und Textilabfällen, dass ein Rohrsystem(8, 9) an ein Gebläse angeschlossenistund gegen das Brenngut (10) zugewandte Luftaustrittsdüsen (11) aufweist, dass ein elektrisches Heizelement (13, 13') den Luftaustrittsdüsen (11) zugeordnet ist, dass Wärmeaustauschrohre (15) von der Brennkammer (5) zur Abgasaustrittsöffnung (16) führen,
dass wasserdurchflossene Kammern (18) mittels eines Verbindungsrohres (21) mit einer Rohranordnung (22) in der Brennkammer (5) in Verbindung stehen, und die Rohranordnung an einem Heisswasserausflussstatzen (23) endet.
2. Abfallverbrennungsofen nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gebläse und dem Rohrsystem (8, 9) ein Regulierventil (7) vorgesehen ist.
3. Abfallverbrennungsofen nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrsystem (8, 9) nach dem Regulierventil (7) in zwei Rohre, die in zylindrisch, konzentrisch geführten Schraubenlinien angeordnet sind, aufgeteilt sind.
4. Abfallverbrennungsofen nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der äusseren Schraubenlinie geführte Rohr (9) seine Luftaustrittdüsen (11) unterhalb, und das auf der innern Schraubenlinie geführte Rohr (8) seineLuftaus trittsdüsen (11) oberhalb des Gittergehäuses (6) aufweist.
5. Abfallverbrennungsofen nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (18) des Wärmeaustauschers (4) wasserleitende Schikanen (19) aufweisen.
6. Abfallverbrennaungsofen nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (18) untereinander angeordnet und mit Durchfiussverbindungen (20) verbunden sind.
7. Abfallverbrennungsofen nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Kammer (18) einen Wassereinlassstutzen (17) aufweist.
8. Abfallverbrennungsofennach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohranordnung (22) in der Brennkammer (5) durch ein Rohr, das von der Mündung des Verbindungsrohres (21) in die Brennkammer in einer Schraubenlinie entlang der Brennkammerwand nach oben zu dem Heisswasserausflussstutzen (23) führt, gebildet ist.
9. Abfallverbrennungsofen nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (5) mit einem Aschenbehälter versehen ist.
10. Abfallverbrennungsofen nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Gebläse und Heizelement (13,13') durch eine elektrische Einrichtung automatisch steuer- und regelbar sind.
Die Erfindung betrifft einen Abfallverbrennungsofen für stetig anfallenden Abfall, im wesentlichen aus einer von einer Isolationsschicht umgebenen Brennkammer und einem Wärmeaustauscher gebildet.
Abfallverbrennungsöfen dieser Art sind bekannt, besonders in Grossverbrennungsanlagen .
Zahlreiche kleinere bis mittlere Betriebe weisen ausser den Kosten für Heizung und Warmwasseraufbereitung noch einen wesentlichen Kostenanfall für die Abfuhr von stetig anfallendem, brennbaren Abfall auf.
Die bekannten Vorrichtungen für Abfallverbrennung eignen sich nicht für diese Betriebe, da ihre Leistungen zum Teil zu klein, zum Teil zu gross sind und deshalb nicht wirtschaftlich einsetzbar sind. Ausserdem kann, wie das Patent Schweiz Nr.
492930 zeigt, die Verbrennungswärme nicht genutzt werden. Ein Wärmeaustauscher nach Patent Schweiz Nr. 468 609 schlägt eine luftgekühlte Vorrichtung mit einem Müllverbrennungsofen vor.
Die Abwärme kann nicht in einer für viele Betriebe wirtschaftlich befriedigenden Art genutzt werden. Ausserdem werden dazu Gebläse mit erheblichen Leistungen benötigt.
Ein weiteres Patent Schweiz 563553 weist für die Abfallverbrennung einen Ofen mit Vergasungskammer und einer Nachbrennkammer auf. Diese Art der Abfallverbrennung benötigt für jede Kammer einen Brenner und die Abwärme ist nicht nutzbar.
Im Patent Schweiz Nur. 617996 wird ein Schachtofen vorgeschlagen, der einen Kanal neben dem Füllschacht aufweist, durch den die über dem Abfall aufsteigenden Schwellgase mit Luft vermischt, der Feuerstelle über dem Rost zugeleitet werden. In einer separaten Brennkammer und in nachfolgenden Rauchabzügen sind Wärmeaustauscher dargestellt. Diese Anlage benötigt erheblichen Raum. Sie dürfte eine wesentliche Menge Asche erzeugen. Der Wirkungsgrad derWärmenutzung dürfte auch nicht befriedigend sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in der Brennkammer so eine Verbrennungstemperatur für Abfälle zu erzeugen, dass sich nur minimale Aschenrückstände ergeben und dass die Temperatur der Abgase beim Ofenausgang höchstens 50 C beträgt und somit ein Optimum der erzeugten Wärme zur Heisswasseraufbereitung gelangt.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass ein Gittergehäuse mit einer Beschickungseinrichtung verbunden ist, zu dessen Auffüllung mit aufbereiteten, mit Heizöl benetzten Karton-, Papier-, Holz-, Kunststoff- und Textilabfällen, dass ein Rohrsystem an ein Gebläse angeschlossen ist und gegen das Brenngut zugewandte Luftaustrittsdüsen aufweist, dass ein elektrisches Heizelement den Luftaustrittsdüsen zugeordnet ist, dass Wärmeaustauschrohre von der Brennkammer zur Abgas aus trittsöffnung führen, dass wasserdurchflossene Kammern mittels eines Verbindungsrohres mit einer Rohranordnung in der Brennkammer in Verbindung stehen, und die Rohranordnung an einem Heisswasserausflussstutzen endet. Zwischen dem Gebläse und dem Rohrsystem kann ein Regulierventil vorgesehen sein.
Das Rohrsystem kann nach dem Regulierventil in zwei Rohre, die in zylindrisch, konzentrisch geführten Schraubenlinien angeordnet sind, aufgeteilt sein. Das auf der äusseren Schraubenlinie geführte Rohr kann seine Luftaustrittsdüsen unterhalb und das auf der innern Schraubenlinie geführte Rohr kann seine Luftaustrittsdüsen oberhalb des Gittergehäuses aufweisen.
Die Kammern des Wärmeaustauschers können wasserleitende Schikanen aufweisen, untereinander angeordnet sein und mit Durchflussverbindungen verbunden sein. Die oberste Kammer kann einen Wassereinlassstutzen aufweisen.
Vorzugsweise wird die Rohranordnungin derBrennkammer durch ein Rohr, das von der Rohrverbindung in einer Schraubenlinie entlang der Brennkammerwand nach oben zu einem Aus trittsstutzen führt, gebildet.
Die Brennkammer kann einen Aschenbehälter aufweisen.
Vorzugsweise ist das Gebläse und das Heizelement durch eine elektrische Einrichtung automatisch steuer- und regelbar.
Im folgenden werden anhand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt;
Fig. 2 ein vergrössertes Detail a aus Fig. 1, und
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Detail a eines Abfaliverbrennungsofens
Die zwischen dem Ofengehäuse 1 und dem Kessel 2 eingebrachte Isolation 3 ist beispielsweise aus Steinwolle gebildet. Im Oberteil des Kessels 2 ist der Wärmeaustauscher 4 und im Unterteil die Brennkammer 5 vorgesehen. Von einer nicht gezeichneten Aufbereitungsanlage werden mit Heizöl benetzte Schnitzel aus Karton, Papier, Holz, Kunststoff und Textilien durch das Beschickungsrohr25 dem Gittergehäuse 6 zugeführt.
Von einem nicht gezeichneten Gebläse wird über ein Regulier
ventil 7 dem Rohrsystem, gebildet aus je einem, einer innern und einer äusseren Schraubenlinie folgenden Rohr Luft zugeführt.
Das Rohr 8 endet mit einer Windung oberhalb und das Rohr 9 mit einer Windung unterhalb des Gittergehäuses 6. Beide Rohre sind an ihrem Ende geschlossen und weisen in ihren Endwindungen gegen das Brenngut 10 gerichtete Luftaustrittsdüsen 11 auf.
Mittels des Regulierventils 7 kann der Luftstrom wahlweise zum grösseren oder kleineren Teil durch die Luftaustrittsdüsen 11 des Rohres 8 oder des Rohres 9 gewählt und damit die Temperatur der Verbrennung beeinflusst werden. Das Rohr 9 weist in seiner Endwindung 12 als Heizelement einen gewendelten, elektrischen Widerstandsdraht 13 auf, der durch die Isolation 14 von der Rohrwand abgestützt ist. In einem zweiten Beispiel ist der Widerstandsdraht 13' über den Luftaustrittsdüsen 11 des Rohres 9 angeordnet. Die Abgase strömen verteilt durch die Wärmeaustauschrohre 15 und drücken sich durch die Abgasöffnung 16 des Kessels in den Kamin ab. Das Kühlwasser fliesst durch den Wassereinflussstutzen 17 in die oberste Kammer 18 und wird dort durch die Schikanen 19 zur gleichmässigen Umspülung der Wärmeaustauschrohre 15 geleitet.
Durch die Verbindungsrohre 20 fliesst das Wasser zu der nachfolgenden, darunterliegenden Kammer. Der Ausfluss aus der letzten Kammer führt durch eine Rohrverbindung21 in die Rohranordnung22. Diese Rohranordnung 22 wird gebildet durch ein Rohr, das sich in einer Schraubenlinie entlang der Brennkammerwand nach oben zu dem Ausflussstutzen 23 windet. Der Aschenbehälter 24 nimmt die äusserst geringen Verbrennungsrückstände auf. Eine nicht gezeichnete elektrische Einrichtung setzt den Widerstandsdraht 13 unter Spannung. Nach einer kurzen Anheizzeit schaltet das Gebläse ein und das Regelventil 7 leitet die Luft auf das Rohr 9, so dass die erhitzte Luft aus dessen Luftaustrittsdüsen 11 in einem schiefen Winkel gegen das Brenngut 10 strömt und dieses entzündet. Dadurch wird das Rohrsystem 8,9 erhitzt.
Das Regulierventil 7 wird darauf derart gestellt, dass 70 bis 80 % der Luft aus den Luftaustrittsdüsen 11 des Rohres 8 und 20 bis 30 % aus denjenigen des Rohres 9 strömt. Die nun vorgewärmte Luftströmung erzeugt eine hohe Verbrennungstemperatur von über 8500 C. Die heissen Abgase werden in den Wärmeaustauschrohren 15 abgekühlt, so dass an der Abgasöffnung nur noch eine Temperatur von unter 500 C messbar ist. Somit wird das Wasser in den Kammern 18 vorgewärmt und gelangt durch die Rohrverbindung 21 in die Rohranordnung 22, um dort in der Brennkammer 5 auf Gebrauchstemperatur aufgeheizt und dem Ausflussstutzen 23 zur Verwendung zugeleitet wird.
Die Verbrennung von Abfällen auf diese Weise ermöglicht die Einsparung von mindestens 50 % des Heizöls und eliminiert die Kosten und den Arbeitsaufwand für die Kehrichtbeseitigung.
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PATENT CLAIMS
1. Waste incinerator for continuously accumulating waste, essentially consisting of a combustion chamber (5) surrounded by an insulation layer (3) and a heat exchanger (4), characterized in that a grid housing (6) is connected to a charging device (25) filling it with processed cardboard, paper, wood, plastic and textile waste wetted with heating oil, that a pipe system (8, 9) is connected to a blower and has air outlet nozzles (11) facing the fuel (10), that an electrical The heating element (13, 13 ') is assigned to the air outlet nozzles (11) such that heat exchange tubes (15) lead from the combustion chamber (5) to the exhaust gas outlet opening (16).
that chambers (18) through which water flows are connected to a pipe arrangement (22) in the combustion chamber (5) by means of a connecting pipe (21), and the pipe arrangement ends at a hot water outflow pawl (23).
2. Waste incinerator according to claim 1, characterized in that a regulating valve (7) is provided between the fan and the pipe system (8, 9).
3. Waste incinerator according to claim 2, characterized in that the pipe system (8, 9) after the regulating valve (7) in two pipes, which are arranged in cylindrical, concentrically guided screw lines, are divided.
Waste incinerator according to claim 3, characterized in that the pipe (9) guided on the outer helical line has its air outlet nozzles (11) below, and the pipe (8) guided on the inner helical line has its air outlet nozzles (11) above the grille housing (6) having.
5. Waste incinerator according to claim 1, characterized in that the chambers (18) of the heat exchanger (4) have water-conducting baffles (19).
6. Waste incinerator according to claim 5, characterized in that the chambers (18) are arranged one below the other and connected to flow connections (20).
7. Waste incinerator according to claim 6, characterized in that the uppermost chamber (18) has a water inlet connection (17).
Waste incinerator according to claim 1, characterized in that the pipe arrangement (22) in the combustion chamber (5) by a pipe which extends from the mouth of the connecting pipe (21) into the combustion chamber in a helix along the combustion chamber wall up to the hot water outlet connection (23 ) leads, is formed.
9. Waste incinerator according to claim 1, characterized in that the combustion chamber (5) is provided with an ash container.
10. Waste incinerator according to claim 1, characterized in that the blower and heating element (13, 13 ') can be automatically controlled and regulated by an electrical device.
The invention relates to a waste incinerator for continuously occurring waste, essentially formed from a combustion chamber surrounded by an insulation layer and a heat exchanger.
Waste incinerators of this type are known, especially in large incineration plants.
In addition to the costs for heating and hot water preparation, numerous small to medium-sized companies also have a significant cost for the removal of constantly occurring, combustible waste.
The known devices for waste incineration are not suitable for these companies, since their performance is sometimes too small, sometimes too large and therefore cannot be used economically. In addition, as the Swiss Patent No.
492930 shows that the heat of combustion is not used. A heat exchanger according to Patent Switzerland No. 468 609 proposes an air-cooled device with a waste incinerator.
The waste heat cannot be used in an economically satisfactory way for many companies. In addition, blowers with considerable performance are required.
Another patent Switzerland 563553 has a furnace with a gasification chamber and an afterburning chamber for waste incineration. This type of waste incineration requires a burner for each chamber and the waste heat cannot be used.
In the patent Switzerland only. A shaft furnace is proposed in 617996, which has a channel next to the filling shaft, through which the swelling gases rising above the waste are mixed with air and fed to the fireplace above the grate. Heat exchangers are shown in a separate combustion chamber and in subsequent smoke vents. This system requires considerable space. It should produce a substantial amount of ashes. The efficiency of heat use should also not be satisfactory.
The invention has for its object to generate a combustion temperature for waste in the combustion chamber so that there are only minimal ash residues and that the temperature of the exhaust gases at the furnace exit is at most 50 C and thus an optimum of the heat generated for hot water treatment.
According to the invention, this is achieved in that a grid housing is connected to a loading device, for filling it with processed cardboard, paper, wood, plastic and textile waste wetted with heating oil, that a pipe system is connected to a blower and against the firing material facing air outlet nozzles, that an electrical heating element is assigned to the air outlet nozzles, that heat exchange tubes lead from the combustion chamber to the exhaust gas outlet opening, that water-permeable chambers are connected to a tube arrangement in the combustion chamber by means of a connecting tube, and the tube arrangement ends at a hot water outlet nozzle. A regulating valve can be provided between the blower and the pipe system.
After the regulating valve, the pipe system can be divided into two pipes which are arranged in cylindrical, concentrically guided screw lines. The pipe guided on the outer screw line can have its air outlet nozzles below and the pipe guided on the inner screw line can have its air outlet nozzles above the grille housing.
The chambers of the heat exchanger can have water-conducting baffles, can be arranged one below the other and can be connected to flow connections. The uppermost chamber can have a water inlet connection.
The pipe arrangement in the combustion chamber is preferably formed by a pipe which leads from the pipe connection in a helical line upwards along the combustion chamber wall to an outlet connection.
The combustion chamber can have an ash container.
The fan and the heating element can preferably be automatically controlled and regulated by an electrical device.
Two exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing. Show it:
1 shows a longitudinal section.
FIG. 2 shows an enlarged detail a from FIG. 1, and
Fig. 3 shows a second embodiment of detail a of a waste incinerator
The insulation 3 introduced between the furnace housing 1 and the boiler 2 is formed, for example, from rock wool. The heat exchanger 4 is provided in the upper part of the boiler 2 and the combustion chamber 5 is provided in the lower part. From a processing plant, not shown, chips from cardboard, paper, wood, plastic and textiles wetted with heating oil are fed through the feed pipe 25 to the grid housing 6.
From an unsigned fan is regulated
valve 7 the pipe system, formed from one, an inner and an outer helix following pipe air supplied.
The tube 8 ends with a turn above and the tube 9 with a turn below the grid housing 6. Both tubes are closed at their end and have air outlet nozzles 11 directed in their end turns against the material 10 to be fired.
By means of the regulating valve 7, the air flow can optionally be selected to a greater or lesser extent through the air outlet nozzles 11 of the tube 8 or of the tube 9, and thus the temperature of the combustion can be influenced. The tube 9 has in its end turn 12 as a heating element a coiled electrical resistance wire 13 which is supported by the insulation 14 from the tube wall. In a second example, the resistance wire 13 'is arranged above the air outlet nozzles 11 of the tube 9. The exhaust gases flow distributed through the heat exchange tubes 15 and are pressed through the exhaust gas opening 16 of the boiler into the chimney. The cooling water flows through the water inlet connection 17 into the uppermost chamber 18 and is passed there through the baffles 19 for uniform washing around the heat exchange tubes 15.
The water flows through the connecting pipes 20 to the subsequent chamber below. The outflow from the last chamber leads through a pipe connection 21 into the pipe arrangement 22. This tube arrangement 22 is formed by a tube which winds upwards in a helical line along the combustion chamber wall to the outlet connection 23. The ash container 24 absorbs the extremely low combustion residues. An electrical device, not shown, sets the resistance wire 13 under voltage. After a short heating-up time, the fan switches on and the control valve 7 directs the air onto the pipe 9, so that the heated air flows from the air outlet nozzles 11 at an oblique angle against the material 10 to be ignited and ignites it. This heats the pipe system 8.9.
The regulating valve 7 is placed on it in such a way that 70 to 80% of the air flows from the air outlet nozzles 11 of the tube 8 and 20 to 30% from that of the tube 9. The now preheated air flow produces a high combustion temperature of over 8500 C. The hot exhaust gases are cooled in the heat exchange tubes 15, so that only a temperature of below 500 C can be measured at the exhaust gas opening. Thus, the water in the chambers 18 is preheated and passes through the pipe connection 21 into the pipe arrangement 22, in order to be heated up to the use temperature in the combustion chamber 5 and fed to the outflow nozzle 23 for use.
The incineration of waste in this way saves at least 50% of the heating oil and eliminates the costs and labor for the disposal of waste.