CH661337A5

CH661337A5 - FURNACE FOR COMBUSTION OF SOLID FUELS.

Info

Publication number: CH661337A5
Application number: CH8385A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Sonnek
Original assignee: Rudolf Sonnek
Priority date: 1984-01-10
Filing date: 1985-01-09
Publication date: 1987-07-15
Also published as: FR2576395B1; AT387639B; DE3500642C2; DE3500642A1; FR2576395A1; ATA4484A

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorofen zum Betrieb eines Heizkessels mit einer automatisch arbeitenden Zufuhr von festen und flüssigen Brennstoffen einerseits oder festen und gasförmigen Brennstoffen andererseits, wie Hackschnitzel, Heizöl bzw. Heizgase durch eine Förderschnecke und einen Öl- oder Gasbrenner, wobei die Luftzufuhr durch das Gebläse des Brenners erfolgt, während die Restgase durch den gegenüberliegenden Abgaskanal in den Heizkessel führen. The invention relates to a pre-furnace for operating a boiler with an automatically operating supply of solid and liquid fuels on the one hand or solid and gaseous fuels on the other hand, such as wood chips, heating oil or heating gases through a screw conveyor and an oil or gas burner, the air being supplied by the fan of the burner takes place while the residual gases lead through the opposite flue gas duct into the boiler.

Dieser Vorofen hat den Zweck, dass man bei normalen, mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen betriebenen Heizkesselanlagen auch diese mit festen Brennstoffen betreiben kann. The purpose of this pre-heater is that in normal boiler systems operated with liquid or gaseous fuels, these can also be operated with solid fuels.

Es sind Einrichtungen zur Verbrennung fester Brennstoffe bekannt geworden, die im wesentlichen aus einem Vorofen, einem Gebläse und einer automatischen Zubringung für feste Brennstoffe bestehen. Diese Zubringung wird in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebszuständen ein- und ausgeschaltet. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, dass durch dieses Zu- und Abschalten nur eine Leistungsrege-lung, und auch nur begrenzt, möglich ist. Kommt die Zubringung des festen Brennstoffes, der meist als elektrisch angetriebenen Schnecke ausgebildeten Zufuhreinrichtung über längere Zeit zum Stillstand, brennt der Vorofen aus. Der nun mit der Wiederinbetriebnahme der Zubringung eingebrachte Brennstoff kann sich daher nicht mehr entzünden. Als besonders gravierend ist die Tatsache anzusehen, dass nach längeren Stillstandsperioden eine händische Zündung des Brennstoffes erfolgen muss. Ein Teillastbetrieb einer solchen Anlage ist aus diesem Grunde nur in einem geringen Aus-mass möglich, insbesondere, wenn dieser bei Heizkesselanlagen mit Warmwasserbereitung gefordert ist. Hier kann man nur mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen eine zufriedenstellende Regelung erreichen. Solid fuel combustion devices have become known which essentially consist of a pre-furnace, a blower and an automatic feeder for solid fuels. This feeder is switched on and off depending on various operating states. The disadvantage of this device is that this switching on and off only allows a power control, and also only to a limited extent. If the supply of solid fuel, the feed device, which is usually designed as an electrically driven screw, comes to a standstill for a long time, the pre-furnace burns out. The fuel that is now brought in when the feeder is restarted can therefore no longer ignite. The fact that the fuel must be ignited manually after long periods of inactivity is particularly serious. For this reason, partial load operation of such a system is only possible to a small extent, especially if this is required in boiler systems with hot water preparation. Satisfactory regulation can only be achieved with liquid or gaseous fuels.

Ferner ist bekannt, ein sogenanntes Wechselgeschränk zu verwenden, bei dem der Brenner gegen die Öffnung für die It is also known to use a so-called change cabinet, in which the burner against the opening for the

Zufuhr von festen Brennstoffen ausgetauscht werden kann. Eine Regelung ist aber bei Verwendung des festen Brennstoffes nur bedingt durch die Luftzufuhr möglich, nicht jedoch ein intermittierender Betrieb. Solid fuel supply can be exchanged. However, regulation using the solid fuel is only possible to a limited extent due to the air supply, but not intermittent operation.

5 Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Vorofen zu schaffen, der so ausgebildet ist, dass auch eine automatische Zündung des festen Brennstoffes erfolgt und ein intermittierender Betrieb einfach möglich ist. Erfindungsgemäss wird das Ziel dadurch erreicht, dass der Vorofen in eine obere Brennkammer für feste und eine untere Brennkammer für flüssige oder gasförmige Brennstoffe durch einen Rost unterteilt ist, wobei die Vorderkante des Rostes als Trennorgan des vom Gebläse kommenden Luftstromes dient. Um eine günstige Verbrennung beider Brennstoffarten zu erzielen, wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung auf dem Rost eine einen Strömungskanal bildende Trennwand angeordnet, der in Wirk verbindung von der unteren Brennkammer mit dem Abgaskanal steht, wobei die Oberkante der Trennwand, in horizontaler Richtung gesehen, die Unterkante des Abgaskanals überragt. 5 Based on this prior art, the object of the invention was to create a pre-furnace which is designed such that the solid fuel is also ignited automatically and intermittent operation is easily possible. According to the invention, the aim is achieved in that the pre-furnace is divided into an upper combustion chamber for solid and a lower combustion chamber for liquid or gaseous fuels by a grate, the front edge of the grate serving as a separating element of the air flow coming from the fan. In order to achieve a favorable combustion of both types of fuel, according to a further embodiment of the invention, a partition wall forming a flow channel is arranged on the grate, which is operatively connected from the lower combustion chamber to the exhaust gas channel, the upper edge of the partition wall being seen in the horizontal direction, extends beyond the lower edge of the exhaust duct.

Durch diesen solcherart ausgebildeten Vorofen ist es nun möglich, dass bei Bedarf der feste Brennstoff in gleicher 25 Weise wie der flüssige Brennstoff der Verbrennung zugeführt werden kann und ohne manuelle Hilfe ein Teillastbetrieb bzw. intermittierender Betrieb garantiert wird, wie dies bei Heizkesselanlagen verlangt wird. Länger andauernde Betriebsunterbrechungen ermöglichen somit eine bessere 30 Anpassung an die tatsächlich erforderliche Leistung, insbesondere dann, wenn es sich um einen extrem niedrigen Wärmebedarf handelt, wie dies z.B. bei Warmwasserbereitung mit Hilfe von Zentralheizungsanlagen in der Übergangszeit oder in den Sommermonaten der Fall ist. With this type of pre-oven, it is now possible that the solid fuel can be fed to the combustion in the same way as the liquid fuel, and that partial load or intermittent operation can be guaranteed without manual help, as is required in boiler systems. Longer interruptions in operation thus enable better adaptation to the power actually required, especially when the heating requirement is extremely low, e.g. in the case of hot water preparation with the help of central heating systems in the transitional period or in the summer months.

35 Anhand eines Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigt: 35 The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows:

die Figur einen Vorofen im Längsschnitt. the figure shows a front oven in longitudinal section.

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In der Figur ist ein Vorofen 1 im Längsschnitt dargestellt. Durch einen Rost 2 ist der Vorofen 1 in eine obere Brennkammer und in eine untere Brennkammer unterteilt, wobei diese sich nur über ein Drittel des Vorofens 1 erstreckt. An 45 der linken Seite der oberen Brennkammer ist an der obersten Stelle die Zuführung des festen Brennstoffes 4, wie Hackschnitzel, durch eine Förderschnecke 3 gegeben. Ein Gebläse 5 ist kombiniert mit einem Öl- oder Gasbrenner. Eine Schalt- oder Steuereinheit 6 sorgt für die Regelung des so Ölbrenners, der Zufuhr der Verbrennungsluft 7, wie der Pfeil zeigt. Die Vorderkante des Rostes 2 dient als Trennorgan des vom Gebläse 5 kommenden Luftstromes in den oberen Teil der Brennluft 8 und in den unteren Teil der Brennluft 9. An der gegenüberliegenden Seite ist im Bereich des oberen 55 Brennraumes der Abgaskanal 12 angeordnet. Auf dem Rost 2 unmittelbar nahe dem Abgaskanal 12 ist noch ein Strömungskanal 10, der durch eine Trennwand 11 gebildet ist. Dieser Strömungskanal 10 steht in Wirkverbindung mit der unteren Brennkammer und dem Abgaskanal 12, wobei die 60 Oberkante der Trennwand 11, in horizontaler Richtung gesehen, die Unterkante des Abgaskanals 12 überragt. Da die Trennwand 11 im Querschnitt als ein z.B. U-förmiges Bauteil ausgebildet ist und durch die Wandung des Vorofens 1 begrenzt ist, verbleibt die Öffnung, d.h. der Querschnitt des 65 Abgaskanals, frei. Die Trennwand 11 kann jedoch einerseits den festen Brennstoff 4 vor dem Auswurf in den Abgaskanal 12 hindern, andererseits Verbrennungsluft 9 direkt vom Gebläse 5 in den Abgaskanal 12 bringen. Dieser Luft- In the figure, a pre-furnace 1 is shown in longitudinal section. The grate 1 divides the pre-furnace 1 into an upper combustion chamber and into a lower combustion chamber, which extends only over a third of the pre-furnace 1. On the left side of the upper combustion chamber, the supply of the solid fuel 4, such as wood chips, is provided by a screw conveyor 3 at the uppermost point. A blower 5 is combined with an oil or gas burner. A switching or control unit 6 ensures the regulation of the oil burner, the supply of the combustion air 7, as the arrow shows. The front edge of the grate 2 serves as a separating element of the air flow coming from the fan 5 into the upper part of the combustion air 8 and into the lower part of the combustion air 9. On the opposite side, the exhaust duct 12 is arranged in the area of the upper 55 combustion chamber. A flow channel 10, which is formed by a partition 11, is also on the grate 2 directly near the exhaust gas channel 12. This flow channel 10 is operatively connected to the lower combustion chamber and the exhaust gas channel 12, the 60 upper edge of the partition 11, seen in the horizontal direction, projecting beyond the lower edge of the exhaust gas channel 12. Since the partition 11 in cross section as a e.g. U-shaped component is formed and is delimited by the wall of the preliminary furnace 1, the opening remains, i.e. the cross section of the 65 exhaust duct, free. The partition 11 can, on the one hand, prevent the solid fuel 4 from being ejected into the exhaust duct 12, and on the other hand can bring combustion air 9 directly from the fan 5 into the exhaust duct 12. This air

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iiberschuss ist insofern wichtig, da noch brennbare Restgase 14 von den Abgasen 13 des festen Brennstoffes 4 im Heizkessel nachverbrannt werden. Excess is important insofar as combustible residual gases 14 from the exhaust gases 13 of the solid fuel 4 are re-burned in the boiler.

Wird nun der Öl- oder Gasbrenner mit dem Gebläse 5 durch die Schalt- oder Steuereinheit 6 eingeschaltet und hat die Förderschnecke 3 festen Brennstoff 4 in den oberen Brennraum gebracht, zündet die Gasflamme auch den Brennstoff 4. Nach einer von einer weiteren Schalteinheit (nicht eingezeichnet), wie Thermostat oder Zeituhr, wird die Öl- oder Gasflamme abgestellt und das Gebläse 5 fördert die Verbrennungsluft 8 für den festen Brennstoff 4 weiter und darüberhinaus auch den Luftüberschuss in die Abgaslei-tung 12 bzw. Heizkessel. Dort wird die Verbrennung aufrecht erhalten und für eine vollständige Verbrennung gesorgt. Die heissen Abgase 14 werden nun dem Wärmeverbraucher, z.B. Zentralheizkessel, Nachschaltheizflächen, Wärmetauscher und dergleichen zugeführt. If the oil or gas burner with the blower 5 is now switched on by the switching or control unit 6 and the screw conveyor 3 has brought solid fuel 4 into the upper combustion chamber, the gas flame also ignites the fuel 4. After one of a further switching unit (not shown) ), like a thermostat or timer, the oil or gas flame is turned off and the fan 5 conveys the combustion air 8 for the solid fuel 4 and furthermore the excess air into the exhaust line 12 or boiler. The combustion is maintained there and full combustion is ensured. The hot exhaust gases 14 are now the heat consumer, e.g. Central heating boiler, Nachschaltheizflächen, heat exchangers and the like supplied.

Nachdem die gewünschte Wärmemenge an den Verbraucher geliefert ist, kann durch Abschalten des Gebläses 5 die Wärmeerzeugung eingestellt werden. Wird der vorher beschriebene Vorgang nach kurzer Stillstandspause wieder-5 holt und es ist noch genügend Feuer im Vorofen 1, um den zugeführten festen Brennstoff 4 zu entzünden, wird das Gebläse 5 zugeschaltet. Ist kein oder nur ungenügend Feuer vorhanden, z.B. nach längeren Stillstandspausen, so wird auch die Öl- oder Gaszufuhr so lange eingeschaltet, bis genü-10 gend fester Brennstoff 4 entzündet ist, um das Feuer aufrecht zu halten. After the desired amount of heat has been delivered to the consumer, the heat generation can be stopped by switching off the fan 5. If the process described above is repeated after a brief standstill and there is still enough fire in the forehearth 1 to ignite the supplied solid fuel 4, the blower 5 is switched on. If there is no or insufficient fire, e.g. after long pauses in standstill, the oil or gas supply is switched on until enough solid fuel 4 is ignited to keep the fire going.

Damit wird erreicht, dass die teuren Energieträger, wie Heizöl, durch billige heimische Energieträger, wie Hackschnitzel, ersetzt werden. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung des Vorofens 1 wird ein sparsamer Energieverbrauch erzielt. This ensures that the expensive energy sources, such as heating oil, are replaced by cheap domestic energy sources, such as wood chips. The inventive design of the preliminary furnace 1 achieves economical energy consumption.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1.Furnace for operating a boiler with an automatic supply of solid and liquid fuels on the one hand or solid and gaseous fuels on the other hand, such as wood chips, heating oil or heating gases through a screw conveyor and an oil or gas burner, the air being supplied by the burner's fan takes place while the residual gases lead through the opposite flue gas duct into the boiler, characterized in that the pre-furnace (1) is divided into an upper combustion chamber for solid and a lower combustion chamber for liquid or gaseous fuels by a grate (2), the front edge of the grate (2) serving as a separating element of the air flow coming from the blower (5).

2. Vorofen according to claim 1, characterized in that on the grate (2) a flow channel (10) forming partition (11) is arranged, which is in operative connection with the lower combustion chamber and the exhaust gas duct (12), the upper edge of the Partition (11), seen in the horizontal direction, projects beyond the lower edge of the exhaust duct (12).

2nd

PATENT CLAIM E

3. Pre-furnace according to claim 1 and 2, characterized in that the oil or gas burner can be switched on and off by a regulating or control device (6), which manages both the ignition of the solid fuel (4) and after the ignition the oil or gas supply switches off, while the fan (5) continues to provide the air supply for the combustion of the solid fuel (4).