CN114729743B - 具有优化烟道气体处理的生物质加热系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于点燃颗粒和/或木屑形式的燃料的生物质加热系统(1)，包括：具有燃烧装置(2)的锅炉(11)；具有入口(33)和出口的换热器(3)；其中燃烧装置(2)包括具有初级燃烧区域(26)并具有设置在其下游的次级燃烧区域(27)的燃烧腔室(24)；燃烧装置(2)具有旋转炉架(25)，燃料可在旋转炉架(25)上燃烧；燃烧腔室(24)的次级燃烧区域(27)流体连接至换热器(3)的入口(33)；初级燃烧区域(26)由多个燃烧腔室砖(29)侧向围封。

Description

具有优化烟道气体处理的生物质加热系统

技术领域

本发明涉及一种具有优化烟道气体处理的生物质加热系统。

特别地，本发明涉及一种用于生物质加热系统的再循环装置，该再循环装置具有至少一个混合腔室以及烟道气体冷凝器和过渡螺杆。

发明内容

功率范围为20kW至500kW的生物质加热系统(特别地，生物质锅炉)为已知的。生物质可视为廉价的、家用的、防危机的和环保的燃料。可燃生物质或生物质固体燃料包括木屑或粒料。

颗粒通常由木屑、锯末、生物质或其它材料制成，这些材料已压缩成小圆盘或圆柱体，其直径为3mm至15mm并且长度为5mm至30mm。木屑(还称为锯末、木片或木碎)为以切割工具所切碎的木材。

用于粒料和木屑形式的燃料的生物质加热系统基本上具有带燃烧腔室(燃烧室)的锅炉，并具有与其连接的热交换装置。由于许多国家的更严格法律规定，一些生物质加热系统还配备有细小灰尘过滤器。其它各种附件为通常存在的，诸如燃料递送装置、控制装置、探头、安全恒温器、压力开关、烟道气体或废气再循环系统、锅炉清洁系统和独立燃料罐。

燃烧腔室通常包括用于供应燃料的装置、用于供应空气的装置，和燃料的点火装置。继而，用于供应空气的装置通常配置有低压送风机，以在燃烧腔室中的燃烧期间有利地影响热力学因素。用于进给燃料的装置可提供有例如侧向插入件(所谓交叉插入点火)。在这个过程中，燃料经由螺杆或活塞从侧部进给至燃烧腔室中。

固定床炉的燃烧腔室通常还包括燃烧炉架，燃料基本上连续地进给于该燃烧炉架上并燃烧。这种燃烧炉架储存燃料以用于燃烧，并且具有开口(诸如狭槽)，该开口允许燃烧空气(作为初级空气)的一部分穿过至燃料。此外，炉架可为不可移动的或可移动的。此外，存在炉架炉，其中燃烧空气未通过炉架供应，而是仅从侧面供应。

当初级空气流动通过炉架时，该炉架也得以冷却，除此之外，保护了材料。此外，如果空气供应不足，那么炉渣可形成于炉架上。特别地，本公开所特别地涉及要装入不同燃料的炉具的固有问题：不同燃料具有不同灰熔点、水含量和不同燃烧行为。这使得提供一种等同地适于不同燃料的加热系统为有问题的。燃烧腔室可进一步规则地分隔成初级燃烧区域(在燃烧空气的进一步供应之前，燃料在炉架上以及在其上的气体空间中立即燃烧)和次级燃烧区域(在空气的进一步供应之后，烟道气体的后燃烧区域)。在燃烧腔室中，进行燃料的干燥、热解分解和气化，以及木炭燃烧。为使所得可燃气体完全地燃烧，额外燃烧空气也在次级燃烧区域的开端处，以一个或多个阶段引入(次级空气或三级空气)。

在干燥之后，颗粒或木屑的燃烧具有两个主要阶段。在第一阶段，燃料通过高温和可注入至燃烧腔室中的空气，至少部分地进行热解并且转换成气体。在第二阶段，已转换成气体的部分以及任何剩余固体(例如，木炭)燃烧。就此而言，燃料放出气体，并且所得气体和存在于其中的木炭进行共同燃烧。

热解(Pyrolyse)为固体物质在缺乏氧气的情况下的热分解。热解可分为初级热解和次级热解。初级热解的产物为热解焦炭和热解气体，并且热解气体可分为可在室温下冷凝的气体和不可冷凝的气体。初级热解在大于250℃至450℃下进行，并且次级热解在大约450℃至600℃下进行。随后发生的次级热解基于所主要形成的热解产物的进一步反应。干燥和热解至少很大程度上在未使用空气的情况下进行，因为挥发性CH化合物从颗粒逸出，并且因此空气未到达颗粒表面。气化可视为氧化的一部分，其为在热解分解期间所形成的固态、液态或气态产物，该产物通过进一步加热而进行反应。这通过添加气化剂来进行，诸如空气、氧气、水蒸气或甚至二氧化碳。气化期间的λ值大于零并且小于一。气化发生在约300℃至850℃，甚至高达1200℃下。通过将空气进一步添加至这些过程，随后发生以过量空气的完全氧化(λ值大于1)。反应最终产物基本上为二氧化碳、水蒸气和灰。在所有阶段，边界为非刚性的，而是易变的。燃烧过程可通过设置在锅炉的废气出口处的λ探头而有利地控制。

一般来说，燃烧的效率通过将颗粒转换成气体而增加，因为气态燃料与燃烧空气更佳地混合且因而更完全地转换，并且产生了较低污染物排放、较少未燃烧颗粒和灰(飞灰或灰尘颗粒)。

生物质的燃烧产生了气态或气载燃烧产物，该产物的主要组分为碳、氢和氧。这些组分可分为完全氧化的排放物、不完全氧化的排放物，和微量元素或杂质的物质。完全氧化的排放物主要地为二氧化碳(CO₂)和水蒸气(H₂O)。从生物质的碳形成为二氧化碳是燃烧的目标，因为这允许更充分地利用所释放的能量。二氧化碳(CO₂)的释放在很大程度上与所燃烧燃料量的碳含量成比例；因而，二氧化碳还取决于待提供的可用能量。减少可基本上仅通过改善效率实现。还产生了燃烧残留物，诸如灰或炉渣。

然而，上文所描述的复杂燃烧过程不易于控制。一般来说，生物质加热系统中的燃烧过程存在改善的需求。

除了向燃烧腔室的空气供应，烟道气体或废气再循环装置也为已知的，该装置将废气从锅炉返回至燃烧腔室以用于冷却和再燃烧。在现有技术中，燃烧腔室中通常存在开口，以用于通过向燃烧腔室进料的初级空气管道供应初级空气，并且燃烧腔室中还存在周边开口，以用于从次级空气管道供应次级空气或可能的新鲜空气。烟道气体再循环可在炉架下方或上方进行。此外，烟道气体再循环可与燃烧空气进行混合，或可单独地执行。

燃烧腔室中燃烧的烟道气体或废气进给至换热器，使得热燃烧气体流动通过换热器，以将热量传递至热交换介质，该热交换介质通常为约80℃(通常在70℃和110℃之间)的水。锅炉通常具有整合至燃烧腔室中的辐射部段，和对流部段/辐射部分(与换热器连接)。

点火装置通常为热空气装置或发热装置。在第一种情况下，燃烧通过将热空气供应至燃烧腔室来引发，其中热空气通过电阻器进行加热。在第二种情况下，点火装置具有发热塞/发热棒或多个发热塞以通过直接接触而加热颗粒或木屑，直至燃烧开始。发热塞还可配备有电机以保持在点火阶段期间接触颗粒或木屑，并且然后缩回以避免保持暴露于火焰中。这种解决方案易于磨损，并且成本高。

基本上，常规生物质加热系统的问题在于，气态或固态排放量过高，效率太低，并且灰尘排放量过高。另一问题为燃料质量参差不齐(由于不同水含量和燃料的块度)，这使其难以在低排放量的情况下均匀地燃烧该燃料。尤其对于生物质加热系统(其应适合于不同类型的生物或生物基燃料)，燃料的不同质量和一致性使得难以维持生物质加热系统的一贯高效率。就此而言，存在对于优化的很大需求。

用于颗粒的常规生物质加热系统的缺点可在于，掉落于燃烧腔室中的颗粒可滚出或滑出炉架或离开炉架，或可落在炉架旁边并进入燃烧腔室的某一区域(其中温度为较低的或其中空气供应为不良的)，或它们可甚至掉落于锅炉的底部腔室中或灰槽中。颗粒未保持于炉架上或在炉架燃烧不完全将引起不良效率，过量灰烬和特定量的未燃烧污染物颗粒。这适用于颗粒以及木屑。

为此，用于颗粒的已知生物质加热系统具有挡板(例如，在炉架和/或燃烧气体的出口附近)，以将燃料元素保持于特定位置。一些锅炉在燃烧腔室的内侧上具有跟部，以防止颗粒掉落于锅炉的除灰器或/和底部腔室中。然而，燃烧残留物可继而捕获于这些挡板和偏置物中，这使得清洁更困难并且可阻碍燃烧腔室中的空气流，进而减小效率。此外，这些挡板需要其自身制造和组装工作。这适用于颗粒以及木屑。

用于颗粒或木屑的生物质加热系统具有下述额外缺点和问题。

一个问题在于，不完全燃烧(由于来自炉架的燃料不均匀分布和由于空气和燃料的非最佳混合)有利于未燃烧灰通过空气入口开口积聚和掉落，该空气入口开口直接通向燃烧炉架上，或从炉架端部通向至空气管道或空气供应区域中。

这为特别破坏性的，并且引起频繁中断以执行维护任务(诸如清洁)。出于所有这些原因，过量空气通常维持于燃烧腔室中，但这降低了火焰温度和燃烧效率，并导致增加未燃烧气体(例如，CO、CyHy)、NOx和灰尘(例如，由于增加漩涡)的排放。

低压头送风机的使用未在燃烧腔室中提供合适空气涡旋流，并且因此未允许空气和燃料的最佳混合。一般来讲，在常规燃烧腔室中难以形成最佳涡旋流。

无空气分级的已知燃烧器的另一问题在于，两个阶段(颗粒至气体的转换和燃烧)在整个燃烧腔室中通过相同量的空气同时进行，这降低了效率。

此外，存在对于现有技术生物质加热系统的换热器的优化的特定需求，即，其效率可增加。还存在对于有关常规换热器的通常繁琐且低效清洁的改善的需求。

这同样适用于生物质加热系统的常用静电除尘器/过滤器。其喷雾以及分离电极经常被燃烧残留物堵塞，这恶化了用于过滤的电场的形成，并且降低了过滤的效率。

本发明的任务是提供一种混合技术的生物质加热系统，其排放物(尤其相关于细小灰尘、CO、碳氢化合物、NOx)少，可以燃料灵活方式操作木屑和颗粒，并且具有高效率，以及可能具有优化烟道气体处理。

根据本发明并且此外，下述考虑事项可发挥作用：

混合技术应允许使用水含量为重量的8％至35％之间的颗粒和木屑两者。

将实现可能最少气态排放物(基于干燥烟道气体和13％体积的O₂，小于50mg/Nm³或100mg/Nm³)。

在无静电除尘器操作的情况下，极低灰尘排放物目标为小于15mg/Nm³，并且在静电除尘器操作的情况下，目标为小于5mg/Nm³。

将实现至多98％的高效率(基于所供应燃料能量(热值))。

另外，可考虑到，系统的操作应进行优化。例如，应允许容易移除/排出灰烬、容易清洁，或容易维护。

此外，应存在高水平的系统可用性。

在这种情况下，上文所述及的一个或多个任务或潜在独立问题还可相关于整体系统的独立子方面，例如，相关于燃烧腔室、换热器或烟道气体冷凝器。

优化烟道气体处理指代改善烟道气体或燃烧的所有措施。这些措施可包括例如使生物质加热系统为排放物较不密集的、能量更有效的，或成本较低的措施，和涉及烟道气体的流体和/或物理处理的措施。通用术语烟道气体处理还包括例如烟道气体冷凝(其在下文解释)或烟道气体再循环(其也在下文解释)。

上文所述及的一个或多个任务通过独立权利要求的主题解决。其它方面和其它有利实施例为从属权利要求的主题。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于点燃颗粒和/或木屑形式的燃料的生物质加热系统，该设施包括：具有燃烧装置的锅炉；具有入口和出口的换热器；燃烧装置包括具有初级燃烧区域并设置在其下游的次级燃烧区域的燃烧腔室；燃烧装置包括旋转炉架，燃料可在该旋转炉架上点燃；燃烧腔室的次级燃烧区域流体连接至换热器的入口；初级燃烧区域由多个燃烧腔室砖侧向地围封。

这种配置以及下述方面的优点根据相关实施例的下述描述将为显而易见的。

根据先前方面的进一步发展，提供了一种生物质加热系统，该生物质加热系统还包括：再循环装置，该再循环装置用于使在燃料的燃烧时所生成的烟道气体在燃烧装置中再循环；其中再循环装置包括：再循环入口，设置在换热器的出口的下游并且流体连接至该出口；和初级空气通路，用于供应初级空气；初级混合单元，具有初级混合腔室和初级混合通路，该初级混合腔室设置在再循环入口和初级空气通路的下游并且流体连接至再循环入口和初级空气通路；和至少两个空气阀，该至少两个空气阀设置在初级混合腔室的入口侧上；和至初级燃烧区域中的初级通路，设置在初级混合管道的下游并且流体连接至初级混合管道；其中初级通路设置在旋转炉架的上游；其中初级混合单元适于通过初级混合腔室的至少两个空气阀，使来自再循环入口的烟道气体与来自初级空气管道的初级空气混合。

根据先前方面的另一方面，提供了一种生物质加热系统，其中初级混合管道直接连接至初级混合腔室的初级混合腔室出口，并且初级混合管道设置在初级混合腔室的下游。

根据先前方面的另一实施例，提供了一种生物质加热系统，其中初级混合管道以直线方式延伸并且具有从开端至终端的700mm的最小长度。

根据先前方面的另一实施例，提供了一种生物质加热系统，其中初级混合腔室的空气阀为闸阀。

根据先前方面的另一方面，提供了一种生物质加热系统，该生物质加热系统还包括：初级混合腔室在出口侧具有初级混合腔室出口和；初级混合腔室在入口侧具有至少两个阀通路开口；并且初级混合腔室布置成使得至少两个阀通路开口和初级混合腔室出口未通过初级混合腔室面向彼此，使得通过至少两个阀通路开口进入初级混合腔室的流在初级混合腔室中进行偏转或重新导向。

根据先前方面的另一方面，提供了一种生物质加热系统，其中再循环装置还包括：次级空气管道，用于供应次级空气；次级混合单元，具有次级混合腔室和次级混合管道，该次级混合腔室设置在再循环入口和次级空气管道的下游并且流体连接至再循环入口和次级空气管道；和至少两个空气阀，设置在次级混合腔室的上游；和次级空气喷嘴，设置在燃烧腔室砖中并侧向地导向至初级燃烧区域中，并且设置在次级混合管道的下游并流体地连接至次级混合管道；次级混合单元布置成通过次级混合腔室的至少两个空气阀，将来自再循环入口的烟道气体与来自次级空气管道的次级空气混合。

根据先前方面的进一步发展，提供了一种生物质加热系统，再循环装置还包括：次级空气管道，用于供应次级空气；次级回火管道，设置在次级空气管道的下游并且流体连接至次级空气管道；和至少一个空气阀，设置在次级回火管道和次级空气管道之间、次级回火管道的上游；和次级空气喷嘴，设置在燃烧腔室砖中并侧向地导向至燃烧腔室中，并且设置在次级回火管道的下游并流体连接至次级回火管道；其中次级回火管道适于在烟道气体进入燃烧腔室之前将其加热。

根据先前方面的进一步发展，提供了一种生物质加热系统，该生物质加热系统还包括：静电过滤器具，用于过滤烟道气体；烟道气体冷凝器，设置在静电过滤器具的下游并流体连接至静电过滤器具；其中：烟道气体冷凝器具有第一流体端口和第二流体端口，用于使热交换介质流动至烟道气体冷凝器；并且烟道气体冷凝器具有多个U形热交换管，该多个U形热交换管在第一方向上彼此平行地成组布置；其中换热器管的组在第二方向上布置成彼此平行；其中换热器管的组在流体端口和第二流体端口之间彼此流体串联连接；多个U形换热器管布置成相对于穿过多个换热器管的烟道气体的流，形成交叉逆流配置。

根据先前方面的进一步发展，提供了一种生物质加热系统，其中多个U形换热器管布置成使得它们在第二方向上形成用于烟道气体流动穿过的流体连续通道，该通道具有6.0mm+-2mm的最小宽度SP2(在第一方向上)。

根据先前方面的另一方面，提供了一种生物质加热系统，其中：所有U形换热器管的端部布置成容纳于板形管片材构件中；并且7个至12个，优选地8个至10个数量的换热器管493各自成组布置于第一方向上；8组至14组，优选地10组至12组数量的换热器管493布置于第二方向上。

根据先前方面的进一步发展，提供了一种生物质加热系统，其中U形换热器管具有421mm+-50mm的最大长度；和/或由材料1.4462制成(在本申请的提交日期有效的这种材料的定义版本中)。

根据先前方面的另一方面，提供了一种生物质加热系统，该生物质加热系统还包括：排灰螺杆，用于将燃烧残留物输送离开锅炉；其中排灰螺杆包括过渡螺杆，该过渡螺杆可旋转地接纳于过渡螺杆外壳中并且具有逆向旋转。

根据先前方面的另一实施例，提供了一种生物质加热系统，其中过渡螺杆外壳中的燃烧残留物在排灰螺杆的旋转时被压实，使得燃烧腔室和换热器的出口之间的燃烧残留物至少大体上与烟道气体分离，或以气体紧密方式密封。

根据先前方面的另一实施例，提供了一种生物质加热系统，其中过渡螺杆外壳具有通过料斗元件包围/围封的向上开放开口，并且过渡螺杆的逆向旋转布置成使得燃烧残留物在排灰螺杆的旋转时从开口向上排出。

根据先前方面的另一实施例，提供了一种生物质加热系统，其中排灰螺杆在过渡螺杆的一侧上具有相比于在过渡螺杆的另一侧上的较大直径。

在该语境中，“水平”可指代轴向或横截面的平坦取向，假设锅炉也水平地安装，由此例如地面可为基准。可替代地，如本文所用，“水平”可意指“平行于”如通常所定义的锅炉的基平面。还替代地，特别在不存在基准平面的情况下，“水平”可理解为意指仅“平行于”炉架的燃烧平面。

虽然本发明的一个方面和该方面的实施例的所有前述独立特征和细节结合生物质加热系统和再循环装置描述，但是这些独立特征和细节也独立于生物质加热系统公开。

特别地，烟道气体再循环装置、过渡螺杆、初级混合单元、次级混合单元和烟道气体冷凝器独立于生物质加热系统进行描述，并且可因此独立地要求保护。

就此而言，额外地公开了一种再循环装置，该再循环装置用于使在燃料的燃烧时所生成的烟道气体在燃烧装置中再循环，该再循环装置包括：再循环入口，适于设置在换热器的出口的下游并且流体连接至该出口；和初级空气通路，用于供应初级空气；初级混合单元，具有初级混合腔室和初级混合通路，该初级混合腔室设置在再循环入口和初级空气通路的下游并且流体连接至再循环入口和初级空气通路；和至少两个空气阀，设置在初级混合腔室的入口侧处；和至初级燃烧区域中的初级通路，设置初级混合管道的下游并且流体连接至初级混合管道；其中初级混合单元适于通过初级混合腔室的至少两个空气阀，使来自再循环入口的烟道气体与来自初级空气管道的初级空气混合。

这种再循环装置可与本文所公开的本公开的其它方面和独立特征进行组合，如技术人员在技术上视为可行的。

烟道气体再循环的选项可仅为在炉架下方与初级空气一起的烟道气体再循环，或还可为在炉架下方和上方的烟道气体再循环(即，与初级和次级空气)。经由炉架的烟道气体再循环用于在燃烧腔室和燃烧腔室砖中的改善混合和温度控制。炉架下方的烟道气体再循环还用于温度控制(但此处用于燃料床温度控制)并且可影响燃料床的燃耗时间，这可补偿或减小例如木屑和颗粒之间的差异。

还公开了一种烟道气体冷凝器，该烟道气体冷凝器可连接至锅炉的废气出口；其中：所述烟道气体冷凝器具有第一流体端口和第二流体端口，以用于使热交换介质流动至所述烟道气体冷凝器；并且所述烟道气体冷凝器具有多个U形热交换管，所述多个U形热交换管在第一方向上彼此平行地成组布置；其中换热器管的组在第二方向上布置成彼此平行；其中换热器管的组在所述流体端口和所述第二流体端口之间彼此流体串联连接；所述多个所述U形换热器管布置成相对于穿过多个换热器管的烟道气体的流，形成交叉逆流配置。

这种烟道气体冷凝器可与其它方面和独立特征相组合，如技术人员在技术上视为可行的。特别地，公开了烟道气体冷凝器和电气过滤装置的有利组合。

还公开了一种排灰螺杆，该排灰螺杆用于从生物质加热系统的锅炉输送燃烧残留物；所述排灰螺杆包括过渡螺杆，该过渡螺杆可旋转地接纳于过渡螺杆外壳中并且具有逆向旋转。

这种排灰螺杆可与其它方面和独立特征相组合，如技术人员在技术上视为可行的。

下文根据本发明的生物质加热系统基于附图中的图，在实施例实例和独立方面进行更详细地解释：

图1根据本发明的一个实施例，示出了生物质加热系统的三维概况视图；

图2示出了横穿图1的生物质加热系统的剖视图，该剖视图沿着剖面线SL1制成并且如从S侧观察而示出；

图3也示出了横穿图1的生物质加热系统的剖视图，带有表示流动的路线，该剖视图已沿着剖面线SL1制成并且如从S侧观察而示出；

图4示出了图2的局部视图，从而示出图2和图3的锅炉的燃烧腔室几何图形；

图5示出了沿着图4的竖直剖面线A2穿过锅炉或锅炉的燃烧腔室的剖视图；

图6示出了图4的具有旋转炉架的燃烧腔室的初级燃烧区域的三维剖视图；

图7示出了图6的燃烧腔室砖的分解图；

图8示出了如从图2的剖面线A1所见的、具有旋转炉架元件的旋转炉架的顶视图；

图9示出了处于闭合位置的图2的旋转炉架，其中所有旋转炉架元件水平地对准或闭合；

图10示出了以发热维护模式处于旋转炉架的局部清洁状态的图9的旋转炉架；

图11示出了处于全体清洁状态的图9的旋转炉架，该全体清洁优选地在系统停机期间执行；

图12示出了典型再循环装置的突出显示斜视图，该示例性再循环装置具有围绕初级燃烧区域的燃烧腔室砖；

图13示出了图12的再循环装置的突出显示半透明斜视图；

图14示出了图12和图13的再循环装置5的侧视图；

图15示出了示意性框图，从而示出生物质加热系统和图12至图14的再循环装置的相应独立部件中的流动模式；

图16示出了典型初级混合腔室以及两个入口侧(初级)空气阀52的剖视图，对应于图12和图13的外部视图，两个入口侧(初级)空气阀52从斜视角度具有其(初级)阀前/预腔室525；

图17示出了典型次级混合腔室以及两个入口侧(次级)空气阀的剖视图，对应于图12和图13关于可选次级再循环的外部视图，该两个入口侧(次级)空气阀从另一斜视角度具有其(次级)阀预腔室；

图18示出了图1的生物质加热系统的三维概况视图，该生物质加热系统具有额外的外壳体/外部包层和额外烟道气体冷凝器；

图19a以从图18的箭头H的方向的侧视图，示出了图18的烟道气体冷凝器49；

图19b以从图18的箭头V的方向的侧视图，示出了图18的烟道气体冷凝器49；

图20示出了图19a和图18的烟道气体冷凝器的内部视图；

图21从烟道气体冷凝器的烟道气体供应线的开口观察烟道气体冷凝器的顶视图；

图22从上方的水平剖视图示出了图18的烟道气体冷凝器；

图23示出了多个换热器管的三维视图，该换热器管具有管片材构件和管支撑构件；

图24示出了图23的多个换热器管的侧视图；

图25示出了图23的多个换热器管的顶视图；

图26示出了图23的多个换热器管的顶视图；

图27a示出了从图2和图3所提取的具有过渡螺杆的排灰螺杆的剖视图；

图27b示出了图27a的排灰螺杆的三维斜视图；

图28示出了过渡螺杆的外壳的三维斜视图；

图29示出了图27a的具有过渡螺杆的排灰螺杆的剖视图的详细视图；

图30示出了另一实施例的再循环装置的突出显示半透明斜视图；

图31示出了示意性框图，根据另一实施例揭示了图31的生物质加热系统和再循环装置的相应独立部件中的流动模式。

具体实施方式

在下文中，本公开的各种实施例通过仅作为示例的方式参考附图而公开。然而，其中所用的实施例和术语非旨在将本公开限制于特定实施例，并且应理解为包括根据本公开的实施例的各种修改、等同物和/或替代物。

如果更通用术语应用在描述附图所示的特征或元件，则意味着对于本领域技术人员而言，附图不仅公开了具体特征或元件，而且公开了更通用技术教导。

参考附图的描述，相同附图标记可在每个图中用于指代类似或技术上对应元件。此外，为清晰起见，更多元件或特征可在独立细节或剖视图(而非在概况视图)中以附图标记示出。可假设，这些元件或特征还可在概况图示中相应地公开，即使它们未在其中明确地列出。

应当理解，对应于物体的名词的单数形式可包括该事物的一者或多者，除非有关语境另行明显地指示。

在本公开中，诸如“A或B”、“A或/和B的至少一者”或“A或/和B的一者或多者”的表达可包括所一起列出特征的所有可能组合。本文所用的诸如“第一”、“第二”、“初级”或“次级”的表达可表示不同元件而不考虑其次序和/或意义，和/或未限制对应元件。当元件(例如，第一元件)描述为“可操作地”或“连通地”联接或连接至另一元件(例如，第二元件)时，该元件可直接地连接至其它元件，或可经由另一元件(例如，第三元件)连接至其它元件。

例如，本公开所用的术语“配置成”(或“设置”)可以被“适合于”、“适于”、“制成用于”、“能够”或“设计成”替换，如技术上可能。可替代地，在特定情形下，表达“配置成......的装置”或“设置成”可意指，该装置可结合另一装置或部件进行操作，或可执行对应功能。

以“mm”给出的所有尺寸规格应理解为规定数值+-1mm的尺寸范围，除非明确地规定另一公差或其它范围。

应指出的是，本发明独立方面(例如，旋转炉架、燃烧腔室或过滤装置)独立于本文的生物质加热系统，或与之分离地公开为独立部分或独立装置。因此，对于本领域技术人员明显的是，独立方面或系统部分也公开于本文，即使以隔离方式。在这种情况下，该系统的独立方面或部分特别地公开于由括号所标记的子章节中。这些独立方面还可设想为单独地要求保护。

另外，为清晰起见，并非所有特征和元件在附图中独立地标识，特别是在它们重复的话。相反，元件和特征各自通过实例的方式标识。类似或等同元件然后也如此理解。例如，这适用于图16a的插入方向。

(生物质加热系统)

图1根据本发明的一个实施例示出了生物质加热系统1的三维概况视图。

在图中，箭头V表示系统1的前视图，并且箭头S表示系统1在图中的侧视图。

生物质加热系统1具有支撑于锅炉基部12上的锅炉11。锅炉11具有锅炉外壳13，锅炉外壳13例如由片材钢制成。

在锅炉11的前部分中，存在燃烧装置2(未示出)，燃烧装置2可经由具有闸板21的第一维护开口到达。旋转炉架25(未示出)的旋转机构安装件22支撑旋转机构23，旋转机构23可用于将驱动力传递至旋转炉架25的轴承轴。

在锅炉11的中心部分中，存在换热器3(未示出)，换热器3可从上方经由具有闸板31的第二维护开口到达。

锅炉11的后部为具有电极44(未示出)的可选过滤装置4(未示出)；电极44由绝缘电极支撑件/保持器43悬挂，并通过电极供应线42供电。生物质加热系统1的废气经由废气出口41排出，废气出口41(流体地)布置于过滤装置4的下游。风扇可设置于此处。

再循环装置5设置在锅炉11的下游，以使烟道气体或废气的一部分再循环通过再循环管道51、53和54以及襟翼52，从而冷却燃烧过程，并且在燃烧过程中重新使用。该再循环装置5将在下文参考图12至图17详细地解释。

另外，生物质加热系统1具有燃料供应部6，燃料通过燃料供应部6以受控方式从旋转炉架25上的侧部输送至初级燃烧区域26中的燃烧装置2。燃料供应部6具有带有燃料供应开口/端口65的旋转阀61，旋转阀61具有带有控制电子器件的驱动电机66。由驱动电机66所驱动的轴62驱动了平移机构63，平移机构63可驱动燃料进给螺杆67(未示出)，使得燃料在燃料进给管道64中进给至燃料装置2。

在生物质加热系统1的下部部分，设置灰移除/排出装置7，其具有由电机72所操作的、在排灰管道中的排灰螺杆71。

图2现示出了穿过图1的生物质加热系统1的剖视图，该剖视图已沿着剖面线SL1制成并且如从S侧所观察示出。在示出与图2相同的横截面的对应图3中，为清晰起见，示意性地示出了烟道气体的流和流体连接部。参考图3，应当指出的是，相比于图2，独立区域示为暗色。这仅出于图3的清晰性和流动箭头S5、S6和S7的可视性。

从左至右，图2示出了锅炉11的燃烧装置2、换热器3和(可选的)过滤装置4。锅炉11支撑于锅炉基部/足部12上，并且具有多壁锅炉外壳13，水或其它流体热交换介质可在多壁锅炉外壳13中循环。具有泵、阀、管材、管等的水循环装置14设置为用于供应和排出热交换介质。

燃烧装置2具有燃烧腔室24，燃料的燃烧过程在燃烧腔室24的核心处进行。燃烧腔室24具有多件式旋转炉架25(下文更详细地解释)，燃料床28搁置于多件式旋转炉架25上。多件式旋转炉架25可通过多个轴承轴81旋转地安装。

还参考图2，燃烧腔室24的初级燃烧区域26由(多个)燃烧腔室砖29围封，由此燃烧腔室砖29限定了初级燃烧区域26的几何图形。(例如)沿着水平剖面线A1的初级燃烧区域26的横截面为大体卵形的(例如，380mm+-60mm×320mm+-60mm；应当指出的是，一些上述尺寸组合还可得到圆形横截面)。箭头S1示意性地表示来自次级空气喷嘴291的流，该流(其为纯示意性的)具有由次级空气喷嘴291所诱导的漩涡以改善烟道气体的混合。

次级空气喷嘴291以这样的方式进行设计：它们将次级空气(通过燃烧腔室砖29预加热)切向地引入至具有其卵形横截面的燃烧腔室24中。这产生了涡旋或漩涡状流S1，该流S1大致以螺旋或螺线形状向上运行。换句话讲，形成了向上运行并且绕着竖直轴线旋转的螺旋流。

因此，次级空气喷嘴291以这样的方式取向：它们将次级空气(在水平平面上所观察)切向地引入至燃烧腔室24中。换句话讲，次级空气喷嘴291各自设置为用于次级空气的入口，且导向该次级空气未朝向燃烧腔室的中心。附带地，此类切向入口还可与圆形燃烧腔室几何图形一起使用。

在此，所有次级空气喷嘴291取向成使得它们各自提供了顺时针流或逆时针流。就此而言，每个次级空气喷嘴291可有助于涡旋流的产生，其中每个次级空气喷嘴291具有类似取向。相对于前述内容，应当指出的是，虽然在特殊情况下，独立次级空气喷嘴291还可布置于中心取向(取向朝向中心)或布置于相对取向(相对取向)，但是这可使该布置的流体效率劣化。

燃烧腔室砖29形成了初级燃烧区域26的内衬层，存储了热量，并且直接地暴露于火焰。因此，燃烧腔室砖29还保护燃烧腔室24的其它材料(诸如铸铁)免于在燃烧腔室24中的直接火焰暴露。燃烧腔室砖29优选地适于炉架25的形状。燃烧腔室砖29还包括次级空气或再循环喷嘴291，其使烟道气体再循环至初级燃烧区域26中以用于再次参与燃烧过程(和特别地，在需要时用于冷却)。就此而言，次级空气喷嘴291未取向朝向初级燃烧区域26的中心，但偏心地取向以在初级燃烧区域26中产生流的漩涡(即，漩涡和涡旋流，其将在下文更详细地讨论)。燃烧腔室砖29将在下文更详细地讨论。绝缘物311设置在锅炉管入口处。初级燃烧区域26(和喷嘴)的卵形横截面形状以及次级空气喷嘴291的长度和位置有利地促进了涡旋流的形成和维持，优选地直到燃烧腔室24的顶篷。

次级燃烧区域27在燃烧腔室喷嘴291的水平处(在功能上或燃烧方面所考虑)或在燃烧腔室喷嘴203的水平处(纯结构上或构造方面所考虑)联结燃烧腔室26的初级燃烧区域26，并且限定了燃烧腔室26的辐射部分。在辐射部段/对流部分，在燃烧期间所产生的烟道气体主要通过热辐射而放出其热能量(特别地，放出至热交换介质)，其位于热交换介质38的两个左腔室中。对应烟道气体流在图3中通过仅作为示例的箭头S2和S3指示。这些涡旋流还将可能地包括轻微回流或其它湍流，这些轻微回流或其它湍流未通过纯示意性箭头S2和S3表示。然而，基于箭头S2和S3，燃烧腔室24中的流特性的基本原理对于本领域技术人员为清楚的或可计算的。

次级空气的注入引起明显漩涡、旋转或涡旋流，以形成隔离或封闭燃烧腔室24。特别地，卵形燃烧腔室几何图形24有助于确保涡旋流可无干扰地或最佳地发展。

在离开喷嘴203(其再次集中了这些涡旋流)之后，出现了烛火形状旋转流S2，其可有利地延伸至燃烧腔室顶篷204，从而更佳地利用了燃烧腔室24的可用空间。在这种情况下，涡旋流集中于燃烧腔室中心A2上，并且理想地利用了次级燃烧区域27的体积。另外，燃烧腔室喷嘴203对于涡旋流所呈现的收缩减轻了旋转流，从而产生湍流以改善空气-烟道气体混合物的混合。因此，由于燃烧腔室喷嘴203的收缩或窄化，发生了交叉混合。然而，流的旋转动量至少部分地维持高于燃烧腔室喷嘴203，这维持了这些流至燃烧腔室顶篷204的传播。

因此，次级空气喷嘴291以这样的方式整合于燃烧腔室24的椭圆或卵形横截面中：由于其长度和取向，它们诱导涡旋流，该涡旋流引起烟道气体-次级空气混合物旋转，从而允许以最少的过量空气完全燃烧(同样，通过与位于其上方的燃烧腔室喷嘴203的组合而增强)，并且因而效率最大。这还示于图19至图21中。

次级空气的供应设计为通过绕着热燃烧腔室砖29流动而将其冷却；并且次级空气自身继而被预加热，从而加速了烟道气体的燃尽速率，并且确保甚至在极端部分负荷(例如，30％的标称负荷)下的完全燃尽。

第一维护开口21以绝缘材料(例如Vermiculite^TM)进行绝缘。该次级燃烧区域27布置成确保烟道气体的燃尽。次级燃烧区域27的具体几何设计将在下文更详细地讨论。

在次级燃烧区域27之后，烟道气体流动至热交换装置3中，该热交换装置3具有设置成彼此平行的一束锅炉管32。烟道气体现在锅炉管32中向下流动，如通过图3的箭头S4所指示。该部分的流还可称为对流部分，因为烟道气体的散热经由强制对流基本上发生于锅炉管壁处。由于在锅炉11的热交换介质(例如，水)中所引起的温度梯度，水的自然对流得以建立，这有利于锅炉水的混合。

弹簧湍流器36和螺旋或带状湍流器37布置于锅炉管32中，以改善热交换装置4的效率。这将在下文更详细地解释。

锅炉管32的出口经由逆转/转动腔室入口34，通向转动腔室35的入口。在这种情况下，转动腔室35以这样的方式与燃烧腔室24密封，使得烟道气体不可从转动腔室35直接地流动返回至燃烧腔室24中。然而，仍为可在锅炉11的整个流动区域内生成燃烧残留物提供共同(排出)运输路径。如果未提供过滤装置4，那么烟道气体在锅炉11中再次向上排出。可选过滤装置4的另一情况示出于图2和图3中。在转动腔室35之后，烟道气体返回向上进给至过滤装置4中(参见箭头S5)，过滤装置4在该实例中为静电过滤装置4。流挡板可设置在过滤装置4的入口44处，使烟道气体至过滤器中的流动均匀化。

静电集尘器(或静电除尘器)为用于基于静电原理而使颗粒从气体分离的装置。这些过滤装置特别地用于废气的电气净化。在静电除尘器中，灰尘颗粒通过喷射电极的电晕放电而带电荷，并吸引至带相反电荷的电极(收集电极)。电晕放电发生于静电除尘器内侧适合于这种目的的带电荷高压电极(还称为喷射电极)上。该(喷射)电极优选地设计有突出末端和可能尖锐边缘，因为场线的密度和因而电场强度在此处也为最大的，并且因而有利于电晕放电。相对电极(集尘电极)通常由支撑于该电极周围的接地排气管部段组成。静电除尘器的分离效率特别地取决于废气在过滤系统中的停留时间，以及喷射电极和分离电极之间的电压。为此所需的整流高压通过高压生成装置(未示出)提供。高压生成系统和电极的保持器必须针对灰尘和污染进行保护，以防止不希望的电流泄露和延长系统1的使用寿命。

如图2所示，棒形电极45(其形状优选地设定如同细长板形钢弹簧，参见图15)大致居中地支撑于过滤装置4的大致烟囱形内部中。电极45至少大体上由高质量弹簧钢或铬钢制成，并且经由高压绝缘体(即，电极绝缘物46)通过电极支撑件43/电极保持器43支撑。

(喷射)电极45以能够摆动的方式向下悬挂于过滤装置4的内部。例如，电极45可横交于电极45的纵向轴线前后摆动。

保持架48同时用作过滤装置4的反电极和清洁机构。保持架48连接至地面或接地电势。由于普遍存在的电势差，在过滤装置4中流动的烟道气体或废气(参见箭头S6)如上文所解释进行过滤。在清洁过滤装置4的情况下，电极45断电。保持架48优选地具有八边形规则横截面轮廓(例如，可见于图13的视图中)。保持架48可优选地在制造期间进行激光切割。

在离开换热器3(从其出口)之后，烟道气体流动通过转动腔室34至过滤装置4的入口44中。

在此，(可选)过滤装置4可选地设置成完全整合于锅炉11中，由此面向换热器3并且被热交换介质所冲洗的壁表面也用于从过滤装置4的方向的热交换，从而进一步改善系统1的效率。因此，过滤装置4的至少一部分壁可被热交换介质冲洗，由此该壁的至少一部分由锅炉水冷却。

在过滤器出口47处，已清理的废气从过滤装置4流出，如箭头S7所指示。在离开过滤器之后，废气的一部分经由再循环装置5返回至初级燃烧区域26。这也将在下文更详细地解释。旨在用于再循环的这种废气或烟道气体还可简称为“rezi”或“rezi气体”。废气的剩余部分经由废气出口41引出锅炉11。

除灰装置7/排灰装置7布置于锅炉11的下部部分。经由排灰螺杆71，例如从燃烧腔室24、锅炉管32和过滤装置4所分离和所掉落的灰从锅炉11侧向地排出。

本实施例的燃烧腔室24和锅炉11利用CFD模拟进行计算。另外，进行现场实验以确认CFD模拟。考虑的出发点为对于100kW锅炉的计算，但也考虑到了20kW至500kW的功率范围。

CFD模拟(CFD＝Computational Fluid Dynamics＝计算流体动力学)为流动和热传导过程在空间和时间上的分辨率模拟。流动过程可为层流和/或湍流，可伴随着化学反应而发生，或可为多相系统。因此，CFD模拟很适合作为设计和优化工具。在本发明中，CFD模拟用于优化流体参数，以解决本发明的上述任务。特别地，因此，锅炉11、燃烧腔室24、次级空气喷嘴291和燃烧腔室喷嘴203的机械设计和尺寸设定很大程度上通过CFD模拟以及通过相关实际实验限定。模拟结果基于考虑热传递的流动模拟。

生物质加热系统1和锅炉11的上述部件(其为CFD模拟的结果)在下文更详细地描述。

(燃烧腔室)

燃烧腔室形状的设计为重要的，以能够符合特定任务要求。燃烧腔室形状或几何图形旨在实现烟道气体管道的横截面上流动的最佳可能湍流混合和均化、点火体积的最小化，以及过量空气和再循环比率的减小(效率、操作成本)，CO和CxHx排放、NOx排放、灰尘排放的减少，局部温度峰值(结垢和结渣)的减少，以及局部烟道气体速度峰值(材料应力和侵蚀)的减少。

图4(为图2的局部视图)和图5(为沿着竖直剖面线A2穿过锅炉11的剖视图)示出了燃烧腔室几何图形，该燃烧腔室几何图形满足对于生物质加热系统在例如20kW至500kW的广泛功率范围内的前述要求。此外，竖直剖面线A2还可理解为卵形燃烧腔室24的中心或中心轴线。

对于大约100kW的示例性锅炉，图3和图4所给出以及经由CFD计算和实际实验所确定的尺寸详细如下：

BK1＝172mm+-40mm，优选地+-17mm；

BK2＝300mm+-50mm，优选地+-30mm；

BK3＝430mm+-80mm，优选地+-40mm；

BK4＝538mm+-80mm，优选地+-50mm；

BK5＝(BK3-BK2)/2＝例如，65mm+-30mm，优选地+-20mm；

BK6＝307mm+-50mm，优选地+-20mm；

BK7＝82mm+-20mm，优选地+-20mm；

BK8＝379mm+-40mm，优选地+-20mm；

BK9＝470mm+-50mm，优选地+-20mm；

BK10＝232mm+-40mm，优选地+-20mm；

BK11＝380mm+-60mm，优选地+-30mm；

BK12＝460mm+-80mm，优选地+-30mm。

所有尺寸和大小应理解为仅示例。

利用这些数值，燃烧腔室24的初级燃烧区域26和次级燃烧区域27两者的几何图形在这种情况下进行优化。规定尺寸范围为如同(大约如同)规定精确值所满足要求的范围。

优选地，初级燃烧区域26和燃烧腔室24(或燃烧腔室24的初级燃烧区域26的内部体积)的腔室几何图形可基于下述基本参数而限定：

具有卵形水平基部的体积，尺寸为380mm+-60mm(优选地+-30mm)×320mm+-60mm(优选地+-30mm)，并且高度为538mm+-80mm(优选地+-50mm)。

上述尺寸数据也可适用于相对于彼此缩放的其它输出等级(例如50kW或200kW)的锅炉。

作为其另一实施例，上文所限定的体积可包括设置于燃烧腔室24的次级燃烧区域27中的燃烧腔室喷嘴203形式的上开口，该燃烧腔室24包括突出至次级燃烧区域27中的燃烧腔室斜面202，次级燃烧区域27优选地包括热交换介质38。燃烧腔室斜面202减少了次级燃烧区域27的横截面面积。在此，燃烧腔室斜面202通过相对于燃烧腔室顶篷H的假想水平部或平直部(参见图4的虚线水平线H)，倾斜设置至少5％的角度k，优选地至少15％的角度k，和甚至更优选地至少19％的角度k。

此外，燃烧腔室顶篷204也设置成在入口33的方向上向上倾斜。因此，在次级燃烧区域27中，燃烧腔室24具有燃烧腔室顶篷204，该燃烧腔室顶篷204设置成在换热器3的入口33的方向上向上倾斜。该燃烧腔室顶篷204在图2的横截面上至少大体平直或平直和倾斜地延伸。平直或平坦燃烧腔室顶篷204相对于(名义)水平部的倾斜角度可优选地为4度至15度。

利用燃烧腔室顶篷204，另一(顶篷)斜面设置在入口33之前的燃烧腔室中，与燃烧腔室斜面202一起形成漏斗。该漏斗将向上漩涡或涡旋流转动至侧部，并且将该流大致重新导向至水平。由于入口33之前的已存在向上湍流和漏斗形状，确保了均匀地流动通过所有换热器管32或锅炉管32，从而确保烟道气体在所有锅炉管32中的均匀分布流。这在很大程度上优化了换热器3的热传递。

特别地，次级燃烧区域中的竖直和水平斜面203、204的组合(组合作为对流锅炉中的入口几何图形)可实现烟道气体在对流锅炉管的均匀分布。

燃烧腔室斜面202用于使在换热器3的方向上的流S3均质化，并且因而使至锅炉管32中的流均质化。这确保了烟道气体尽可能均匀地分布至独立锅炉管，以优化此处的热传递。

具体地，斜坡与锅炉的入口横截面的组合使烟道气体流以这样的方式旋转，使得烟道气体流或流速尽可能均匀地分布至相应锅炉管32。

在现有技术中，通常存在具有矩形或多边形燃烧腔室和喷嘴的燃烧腔室，然而，燃烧腔室和喷嘴的不规则形状和其相互作用，对于均匀空气分布和空气与燃料的良好混合，以及因而对于良好燃尽为另一个障碍，如目前所认知。特别地，在燃烧腔室的成角度几何图形的情况下，流线或优先流得以创建，其不利地导致换热器管32的不均匀流。

因此，在这种情况下，燃烧腔室24未提供有死角或死边。

因此，认识到燃烧腔室和几何形状(和锅炉中的整个流动路径)在考虑优化生物质加热系统1时发挥重要作用。因此，选择了本文所描述的无死角的基本卵形或圆形几何图形(不同于常用矩形或多边形或纯圆柱形形状)。此外，燃烧腔室的这种基本几何图形和其设计(具有上文所给出的尺寸/尺寸范围)也已对于100kW锅炉进行优化。这些尺寸/尺寸范围以这样的方式进行选择，特别地，使得具有不同质量(例如，具有不同水含量)的不同燃料(木屑和颗粒)可以极高效率进行燃烧。这是现场测试和CFD模拟已示出的情况。

特别地，燃烧腔室24的初级燃烧区域26可包括一定体积，该体积优选地在其外周边具有卵形或大致圆形水平横截面(此类横截面通过图2的A1来举例说明)。这种水平横截面还可优选地表示燃烧腔室24的初级燃烧区域26的占用面积。在由双箭头BK4所指示的高度上，燃烧腔室24可具有大致恒定横截面。就此而言，初级燃烧区域24可具有大致卵形圆柱形体积。优选地，初级燃烧区域26的侧壁和基部表面(炉架)可为彼此垂直的。在这种情况下，上文所描述的斜面203、204可整体地设置为燃烧腔室24的壁，其中斜面203、204形成通向换热器33的入口33的漏斗，在该漏斗处其具有最小横截面。

上文使用了术语“大致”，因为独立凹口、由于设计的偏差或微小不对称性当然可存在于例如独立燃烧腔室砖29彼此之间的过渡处。然而，这些微小偏差在流方面仅发挥微小作用。

燃烧腔室24(特别地，燃烧腔室24的初级燃烧区域26)的水平横截面可同样优选地为规则设计。另外，燃烧腔室24(特别地，燃烧腔室24的初级燃烧区域26)的水平横截面可优选地为规则(和/或对称)椭圆。

此外，初级燃烧区域26的水平横截面(外周边)可设计成在预定高度上(例如，20cm)为恒定的。

因此，在这种情况下，提供了燃烧腔室24的卵形圆柱形初级燃烧区域，根据CFD计算，相比于在现有技术的矩形燃烧腔室，其允许在燃烧腔室24中的明显更均匀和更佳空气分布。死区的不存在还避免了燃烧腔室中具有不良空气流的区域，这增加了效率并且减少了炉渣形成。

类似地，燃烧腔室24中的喷嘴203配置为卵形或大致圆形的收缩部，以进一步优化流状况。上文所解释的初级燃烧区域26中的流漩涡(其通过根据本发明的特殊设计的次级空气喷嘴291引起)导致向上指向的大致螺线或螺旋流图案，由此等同卵形或大致圆形喷嘴有利于这种流模式，并且未如同常规矩形喷嘴那样对其造成干扰。这种优化喷嘴203以旋转方式集中了向上流动的烟道气体-空气混合物，并且确保了更佳混合，在次级燃烧区域27中保持涡旋流，从而完全燃烧。这还使所需过量空气最小化。这改善了燃烧过程并且增加了效率。

因此，特别地，上文所解释的次级空气喷嘴291和由此以优化喷嘴203所诱导的涡旋流的组合用于集中向上旋转的烟道气体/空气混合物。这至少提供了在次级燃烧区域27中的几乎完全燃烧。

因此，穿过喷嘴203的漩涡流聚集并向上导向，从而相比于现有技术的常见情况使该流进一步向上延伸。这通过空气流到由喷嘴203所强制的旋转或漩涡中心轴线的漩涡距离的减少而引起的，对于技术人员来说，从根据有关角动量的物理定律来看是明显的。

此外，次级燃烧区域27中和从次级燃烧区域27至锅炉管32的流模式在这种情况下得以优化，如下文更详细地解释。

根据CFD计算，图4的燃烧腔室斜面202(其还可见于图2和图3中，无附图标记；并且燃烧腔室25(或其横截面)在此从底部至顶部至少大致线性地渐缩)确保烟道气体流在换热器4的方向上的均匀性，这可改善其效率。在此，燃烧腔室25的水平横截面积从燃烧腔室斜面202的开端至终端优选地渐缩了至少5％。在这种情况下，燃烧腔室斜面202设置在燃烧腔室25的面向热交换装置4的侧部上，并且在最窄处设置成倒圆的。在本技术领域中，无锥度(以未妨碍烟道气体流)的平行或平直燃烧腔室壁为常见的。此外，独立地或组合地，燃烧腔室顶篷204(其在入口33的方向上向上倾斜地延伸至水平部)使次级燃烧区域27中的涡旋流侧向地偏转，从而使其流速分布均衡。

壳管式换热器的上游的烟道气体流的流入或偏转以这样的方式进行设计，以尽可能地避免管的不均匀流入，这意味着独立锅炉管32中的温度峰值可保持为低的，并且因此换热器4中的热传递可改善(换热器表面的最佳可能利用率)。因此，热交换装置4的效率得以改善。

详细地，烟道气体的气态体积流以均匀速率(甚至在不同燃烧条件的情况下)引导通过倾斜燃烧腔室壁203至换热器管或锅炉管32。倾斜燃烧腔室顶篷204进一步增强了这种效果，从而产生漏斗效应。结果，独立锅炉管32的相关换热器表面热量均匀分布，和因而改善换热器表面的利用率。废气温度因此得以降低，并且效率得以增加。流分布(特别地，在图3所示的指示线WT1处)相比于现有技术为显著更均匀的。线WT1表示换热器3的入口表面。指示线WT3指示穿过过滤装置4的示例性剖面线，其中该流尽可能均质地设定或大致等同地分布于锅炉管32的横截面上(由于过滤装置4的入口处的流挡板等，和由于转动腔室35的几何图形)。穿过过滤装置3或最后锅炉通路的均匀流最小化股线的形成，并且从而还优化了过滤装置4的分离效率和生物质加热系统1中的热传递。

另外，点火装置201设置在燃烧腔室25的下部部分中的燃料床28处。这可引起燃料的初始点火或再点火。点火装置201可为发热点火器。点火装置有利地为静止，并且水平地偏移至其中引入燃料的位置的侧部。

此外，λ探头(未示出)可(任选地)设置在过滤装置的烟道气体的出口之后(即，S7之后)。λ传感器允许控制器(未示出)检测相应加热值。因此，λ传感器可确保燃料和所供应氧气之间的理想混合比率。尽管燃料质量不同，但实现了高效率和较高效率。

图5所示的燃料床28基于从图5的右侧所进给的燃料而示出大致燃料分布。该燃料床28与由再循环装置5所提供的烟道气体/新鲜空气混合物一起从下方流动。该烟道气体/新鲜空气混合物有利地进行预回火，并且具有理想数量(质量流)和理想混合比率，如通过未详细示出的系统控制器基于由传感器所检测的各种测量值和相关空气阀52所控制。

图4和图5还示出了燃烧腔室喷嘴203，其中设置有次级燃烧区域27并且加速并聚集烟道气体流。因此，烟道气体流更佳地混合，并且可在后燃烧区域27或次级燃烧区域27中更有效地燃烧。燃烧腔室喷嘴203的面积比(喷嘴203的所测量输入面积对于所测量输出面积的比率)在25％至45％的范围内，但优选地为30％至40％，并且(例如，对于100kW生物质加热系统1)理想地为36％+-1％。

因此，初级燃烧区域26的燃烧腔室几何图形连同次级空气喷嘴291和喷嘴203的几何图形的前述细节构成了本公开的另一有利实施例。

(燃烧腔室砖)

图6示出了燃烧腔室24(具有旋转炉架25)的次级燃烧区域27的隔离部分以及初级燃烧区域26的三维剖视图(从斜上方)，并特别地示出了燃烧腔室砖29的特殊设计。图7示出了对应于图6的燃烧腔室砖29的分解图。图6和图7的视图可优选地以上文所列出的图4和图5的尺寸进行设计。然而，情况不一定如此。

燃烧腔室24的初级燃烧区域26的腔室壁以模块化构造设置有多个燃烧腔室砖29，这有利于制造和维护等。维护特别地通过移除独立燃烧腔室砖29的可能性而促进。

正向锁定凹槽261和突出部262(在图6中，以避免冗余，这些部分的仅一些在附图的每一者中通过实例的方式命名)设置在燃烧腔室砖29的轴承表面/支撑表面260上，以创建机械和很大程度气密连接部，同样以防止破坏性外来空气的进入。优选地，两个至少很大程度上对称的燃烧腔室砖各自(可能的例外是用于次级空气或再循环烟道气体的开口)形成完整的环。另外，三个环优选地堆叠于彼此的顶部上以形成燃烧腔室24的卵形圆柱形或可选至少大致圆形(后者未示出)的初级燃烧区域26。

三个另外燃烧腔室砖29设置为上端，其中环形喷嘴203由两个保持砖264支撑，两个保持砖264正向地装配于上部环263上。凹槽261设置在所有支撑表面260上，以用于合适突出部262和/或以用于合适密封材料的插入。

保持砖264(其优选地为对称的)可优选地具有向内倾斜斜面265以有利于将飞灰清扫至旋转炉架25上。

燃烧腔室砖29的下环263搁置在旋转炉架25的底部板251上。灰渐增地沉积于燃烧腔室砖29的该下环263之间的内边缘上，下环263因而独立地且有利地在生物质加热系统1的操作期间有利地密封该过渡部。

再循环喷嘴291或次级空气喷嘴291的(可选)开口设置在燃烧腔室砖29的中环中。在这种情况下，次级空气喷嘴291至少大致地在燃烧腔室24的相同(水平)高度处设置在燃烧腔室砖29中。

目前，设置了燃烧腔室砖29的三个环，因为这为制造以及维护的最有效方式。可替代地，可设置2个、4个或5个此类环。

燃烧腔室砖29优选地由高温碳化硅制成，这使它们为高度耐磨损的。

燃烧腔室砖29设置为异形砖。燃烧腔室砖29以这样的方式进行形状设定，使得燃烧腔室24的初级燃烧区域26的内体积具有卵形水平横截面，从而通过工效学形状避免了烟道气体-空气混合物通常未最佳地流动通过的死点或死区(位于此处的燃料因此未最佳地燃烧)。由于燃烧腔室砖29的现有形状，初级空气穿过炉架25的流动(其还适合燃料在炉架25上的分布)和无阻碍涡旋流的可能性得以改善；并且因此，燃烧的效率得以改善。

燃烧腔室24的初级燃烧区域26的卵形水平横截面优选地为点对称和/或规则卵形，其具有最小内径BK3和最大内径BK11。这些尺寸为利用CFD模拟和实际测试对于燃烧腔室24的初级燃烧区域26进行优化的结果。

(旋转炉架)

图8示出了如从图2的剖面线A1所见的旋转炉架25的顶视图。

图8的顶视图可优选地以上文所列出的尺寸进行设计。然而，情况不一定如此。

旋转炉架25具有作为基部元件的底部板251。过渡元件255设置在底部板251的大致卵形开口中，以桥接被可旋转地支撑的第一旋转炉架元件252、第二旋转炉架元件253和第三旋转炉架元件254之间的间隙。因此，旋转炉架25设置为具有三个独立元件的旋转炉架，即，其还可称为3重旋转炉架。空气孔设置在旋转炉架元件252、253和254中以用于初级空气流动穿过。

旋转炉架元件252、253和254为平坦且耐热金属板(例如由金属铸件制成)，这些金属板在其上侧上具有至少很大程度上平坦配置的表面，并且在其底侧上例如经由中间支撑元件连接至轴承轴81。当从上方观察时，旋转炉架元件252、253和254具有完全且互补侧部或外形。

特别地，旋转炉架元件252、253、254可具有相互地互补且完全的侧部，优选地，第二旋转炉架元件253具有相对于相邻第一和第三旋转炉架元件252、254凹陷的相应侧部，并且优选地，第一和第三旋转炉架元件252、254具有相对于第二旋转炉架元件253凸出的相应侧部。这改善了旋转炉架元件的粉碎功能，因为断裂的长度增加，并且作用于粉碎的力(类似于剪刀)以更针对性方式起作用。

当以平面图观察时，旋转炉架元件252、253和254(以及其过渡元件255形式的壳体)具有大致卵形外部形状，该外部形状同样避免了此处的死角或死区(这里可发生较不理想燃烧，或灰可不期望地积聚)。旋转炉架元件252、253和254的这种外部形状的最佳尺寸通过图8中的双箭头DR1和DR2指示。优选地但非唯一地，DR1和DR2定义如下：

DR1＝288mm+-40mm，优选地+-20mm

DR2＝350mm+-60mm，优选地+-30mm

在CFD模拟和下述实际测试期间，这些数值证实为最佳数值(范围)。这些尺寸对应于图4和图5的那些。这些尺寸对于在20kW至200kW的功率范围内的不同燃料或燃料类型的木屑和颗粒(混合点燃)的燃烧为特别有利的。

在这种情况下，旋转炉架25具有卵形燃烧区域，该卵形燃烧区域对于燃料分布、燃料空气流和燃料燃烧相比于常规矩形燃烧区域为更有利的。燃烧区域258通过旋转炉架元件252、253和254的表面形成于芯部中(在水平状态下)。因此，燃烧区域为旋转炉架元件252、253和254的向上面向表面。该卵形燃烧区域有利地对应于燃料支撑表面。这个椭圆形的燃烧区有利地对应于燃料支撑面，此时其施加或推动至旋转炉架25的侧部上(参见图9、图10和图11的箭头E)。特别地，燃料可从平行于旋转炉架25的卵形燃烧区域的较长中心轴线(主轴线)的方向进行供应。

第一旋转炉架元件252和第三旋转炉架元件254在其燃烧区域258中可优选地为等同的。另外，第一旋转炉架元件252和第三旋转炉架元件254可为等同的或彼此构造上等同的。例如，这可见于图9中，其中第一旋转炉架元件252和第三旋转炉架元件254具有相同形状。

另外，第二旋转炉架元件253设置于第一旋转炉架元件252和第三旋转炉架元件254之间。

优选地，旋转炉架25设置有大致点对称卵形燃烧区域258。

类似地，旋转炉架25可形成大致椭圆燃烧区域258，其中DR2为其长轴的尺寸，并且DR1为其短轴的尺寸。

另外，旋转炉架25可具有大致卵形燃烧区域258，其相对于燃烧区域258的中心轴线为轴线对称的。

另外，旋转炉架25可具有大致圆形燃烧区域258，但这牵涉到燃料进给和分布的小缺点。

另外，旋转机构23的两个电机或驱动器231设置成使旋转炉架元件252、253和254相应地旋转。本旋转炉架25的特定功能和优点的更多细节将在下文参考图9、图10和图11进行描述。

特别地，在颗粒和木屑加热系统中(并且特别是在混合生物质加热系统中)，由于在燃烧腔室24中(尤其在旋转炉架25上)形成炉渣，故障可渐增地发生。每当灰烬中的温度达到高于灰熔点时，炉渣在燃烧过程期间形成。灰然后软化，粘结在一起，并且在冷却之后形成固体，并且通常为深色炉渣。这个过程(还已知为烧结)在生物质加热系统1中为不期望的，因为炉渣在燃烧腔室24中的积聚可引起燃烧腔室故障：其停工。燃烧腔室24通常必须打开，并且炉渣必须移除。

灰熔化范围(该范围从烧结点延伸至流动点)十分显著地取决于所用燃料材料。例如，云杉木具有约1200℃的临界温度。然而，燃料的灰熔化范围还可经受强烈波动。根据木材中所含矿物质的量和组成，灰在燃烧过程中的行为会改变。

可影响炉渣的形成的另一因素为木颗粒或木屑的运输和存储。换句话讲，这些材料应尽可能无损地进入燃烧腔室24。如果木颗粒在进入燃烧过程时已粉碎，那么这增加了加热床的密度。结果，较多炉渣形成。特别地，从存储室至燃烧腔室24的运输在此为重要的。特别地，长路径以及弯曲和角度导致木颗粒的损坏或磨损。

另一因素涉及燃烧过程的管理。迄今为止，目标是将温度保持为相当高的，以实现最佳可能燃尽和低排放物。通过优化燃烧腔室几何图形和旋转炉架25的燃烧区域258的几何图形，可能的是将燃烧温度在炉架处保持为较低的而在次级空气喷嘴291的区域中保持为高的，从而减少炉架处的炉渣形成。

此外，由于本旋转炉架25的特殊形状和功能，所得炉渣(以及灰)可有利地移除。现在，这将参考图9、图10和图11更详细地解释。

图9、图10和图11示出了旋转炉架25的三维视图，包括底部板251、第一旋转炉架元件252、第二旋转炉架元件253和第三旋转炉架元件254。图9、图10和图11的视图可优选地对应于上文所给出的尺寸。然而，情况不一定如此。

该视图将旋转炉架25示为具有旋转炉架机构23和一个或多个驱动器231的暴露滑入部件。旋转炉架25以这样的方式进行机械上设置，使得其可以模块化系统的方式独立地预制造，并且可作为滑入部分插入和安装于设置在锅炉11的细长开口中。这还有利于该易磨损部分的维护。这样，旋转炉架25可优选地为模块化设计，由此其可快速且有效地移除，并且作为具有旋转炉架机构23和驱动器231的完整部分进行重新插入。因此，模块化旋转炉架25还可通过快速释放紧固件进行组装和拆卸。相比之下，现有技术旋转炉架永久地固定，并且因而难以维护或安装。

驱动器231可包括两个可单独控制电动电机。这些电动电机优选地设置在旋转炉架机构23的侧部上。电动电机可具有减速齿轮。另外，末端停止开关可设置成分别向旋转炉架元件252、253和254的末端位置提供末端停止。

旋转炉架机构23的独立部件设计为可互换的。例如，齿轮设计为可附接的。这有利于维护，并且还有利于机械装置在组装期间的侧部更换，如果需要的话。

前述开口256设置在旋转炉架25的旋转炉架元件252、253和254中。旋转炉架元件252、253和254可经由其相应轴承轴81，绕着相应轴承或旋转轴81旋转至少90度，优选地至少120度，甚至更优选地170度。轴承轴81通过驱动器231(目前为两个电机231)经由旋转机构23进行驱动。在此，最大旋转角度可为180度，或略微地小于180度，如炉架唇部257所允许。就此而言，旋转机构23布置成使得第三旋转炉架元件254可独立地旋转，并且独立于第一旋转炉架元件252和第二旋转炉架元件253旋转；以及使得第一旋转炉架元件252和第二旋转炉架元件253可一起旋转，并且独立于第三旋转炉架元件254旋转。旋转机构23可相应地设置，例如通过叶轮、齿带或驱动带和/或齿轮。

旋转炉架元件252、253和254可优选地制造为激光切割的铸件炉架，以确保精确形状保持。这特别地为了尽可能精确地限定穿过燃料床28的空气流，并且为了避免干扰空气流，例如旋转炉架元件252、253和254的边缘处的空气股线

旋转炉架元件252、253和254中的开口256布置成对于通常颗粒材料和/或木屑足够小以免掉落，但足够大以用于燃料与空气一起良好地流动。此外，开口256足够大以阻挡灰颗粒或杂质(例如，燃料中无石头)。

图9现示出了处于闭合位置的旋转炉架25，其中所有旋转炉架元件252、253和254水平地对准或闭合。这为控制模式下的位置。多个开口256的均匀布置确保了燃料穿过旋转炉架25上的燃料床28(图9中未示出)的均匀流。就此而言，此处可产生最佳燃烧条件。燃料从箭头E的方向施加至旋转炉架25；就此而言，燃料从图9的右侧推动至旋转炉架25上。

在操作期间，灰和/或炉渣积聚于旋转炉架25上，并且特别地积聚于旋转炉架元件252、253和254上。本旋转炉架25可用于有效地清洁旋转炉架25。

图10示出了以灰烬维护模式处于旋转炉架25的局部清洁状态的旋转炉架。为此，仅第三旋转炉架元件254旋转。通过旋转三个旋转炉架元件的仅一者，灰烬维持于第一和第二旋转炉架元件252、253上，同时，允许灰和炉渣从燃烧腔室24向下掉落。因此，无需外部点火以恢复操作(这节省了多达90％的点火能量)。另一结果为点火装置(例如，点火棒)的磨损减少和电能节省。另外，灰清洁可有利地在生物质加热系统1的操作期间执行。

图10还示出了在局部清洁期间(通常已足够)的退火状况。因此，系统1的操作可有利地为更连续的，意味着相比于常规炉架的通常完全清洁，不存在对于长时间全面点火(其可耗用数十分钟)的需求。

此外，第三旋转炉架元件254的两个外边缘处可能形成或积聚的炉渣在其旋转期间被打碎；其中，由于第三旋转炉架元件254的弯曲外边缘，不仅在相比于现有技术的常规矩形元件的较大整体长度上发生了剪切，而且以相对于外边缘的不均匀移动分布发生了剪切(相比于在下边缘和上边缘处，在中间发生了较大移动)。因此，旋转炉架25的粉碎功能得以显著地增强。

在图10中，第二旋转炉架元件253的炉架唇部257(在两侧上)为可视的。这些炉架唇部257以这样的方式来布置，使得第一旋转炉架元件252和第三旋转炉架元件254在其闭合状态时搁置在炉架唇部257的上侧部上，并且因此，旋转炉架元件252、253和254以彼此无间隙并且因而以密封方式设置。这防止空气股线和不希望初级空气流穿过加热床。有利地，这改善了燃烧效率。

图11示出了处于全体清洁状态的旋转炉架25，该全体清洁优选地在系统停机期间执行。在这种情况下，所有三个旋转炉架元件252、253和254旋转，其中第一和第二旋转炉架元件252、253优选地在与第三旋转炉架元件254相对的方向上旋转。一方面，这实现了旋转炉架25的完全排空，并且另一方面，灰和炉渣现在四个奇特外边缘处打碎。换句话讲，实现了有利4重粉碎功能。上文已参照图9所解释的情况(关于外边缘的几何图形)还适用于图10。

总之，除了正常操作(参见图9)，本旋转炉架25还有利地实现了两种不同类型的清洁(参见图10和图11)，其中局部清洁允许在系统1的操作期间的清洁。

相比之下，市售旋转炉架系统为非工效的，并且由于其矩形几何图形，具有不利的死角，初级空气在这里不可最佳地流动通过燃料，这可导致空气股形成。这些角部还发生结渣。这些点提供了较差燃烧以及较差效率。

旋转炉架25的目前简单机械设计使其为稳固的、可靠的和耐久的。

(再循环装置)

CFD模拟、其它考虑和实际测试再次执行，以优化上文所简要地述及的再循环装置5。这包括下文对于生物质加热系统所描述的烟道气体再循环。

在计算中，例如，100kW锅炉在标称负荷操作情况下进行模拟，不同燃料的负荷范围为20kW至500kW(例如，具有30％水含量的木屑)。在这种情况下，对于接触烟道气体的所有表面，还考虑了轻度污垢或结垢(所谓结垢具有1mm的厚度)。此类结垢层的辐射率假设为0.6。

这种优化的结果和附带考虑事项示出于图12至图17中。图12至图14示出了在图1至图3中可见的再循环装置5的不同视图。

图12示出了再循环装置5的突出显示斜视图，再循环装置5具有围绕初级燃烧区域26的燃烧腔室砖29。图13示出了图12的再循环装置5的突出显示半透明斜视图。图14示出了图12和图13的再循环装置5的侧视图。在每种情况下，图12至图14的箭头S对应于图1的箭头S，箭头S指示生物质加热系统1的侧视图的方向。

再循环装置5在下文参考图12、图13、图14和图15更详细地描述。

再循环装置5具有再循环入口53，再循环入口53具有再循环入口管道531和再循环入口管道分隔件532。再循环入口53和再循环入口管道531设置在生物质加热系统1的烟道气体出口处，锅炉15的下游(参见图3)，在换热器3之后或在(可选)过滤装置4之后。再循环入口管道分隔件532可使烟道气体或rezi气体分支，以再循环至初级再循环管道56和可选次级再循环管道57中。如果不存在次级再循环，那么再循环入口管道分隔件532为不需要的。

初级再循环管道56经由空气阀52(示例性地，旋转阀52)通向初级混合腔室542。此外，初级空气管道58经由另一空气阀52(在这种情况下，示例性地，旋转滑阀52)通向初级混合腔室542，初级混合腔室542继而具有用于例如室内空气或新鲜空气(对应地称为初级新鲜空气)的初级空气入口581。初级空气管道58可包括初级空气传感器582(例如，用于感测初级新鲜空气的温度和/或氧气含量)。

未混合的初级空气(即，新鲜空气或环境空气)经由初级空气入口581和初级空气管道58以及空气阀52进入初级混合腔室542，其中环境空气根据空气阀52的阀位置与来自初级再循环管道56的再循环烟道气体进行混合。在初级混合腔室542的下游，设置了初级混合管道54，其中初级(新鲜)空气和烟道气体进一步混合。初级混合腔室542及其阀52和初级混合管道54一起形成了初级混合单元5a。

次级再循环管道57经由空气阀52(示例性地，旋转滑阀52)通向次级混合腔室552。次级空气管道59(其继而具有用于次级新鲜空气的次级空气入口591)也经由另一空气阀52(在本实例中，旋转滑阀52)通向次级混合腔室552。次级空气管道59可包括次级空气传感器592(例如，用于感测次级空气的温度和/或氧气含量)。

次级新鲜空气(即，环境空气)经由次级空气入口591和次级空气管道59以及空气阀52进入次级混合腔室552，其中环境空气根据空气阀52的阀位置与来自次级再循环管道57的再循环烟道气体进行混合。在次级混合腔室552的下游，设置了次级混合管道55，其中次级新鲜空气和烟道气体进一步混合。次级混合腔室552及其阀52和次级混合管道55形成了次级混合单元5b。

四个空气阀52的每一者的位置通过阀致动器521进行调整，阀致动器521可为例如电动电机。在图12中，四个阀致动器521的仅一者出于清晰目的进行命名。

初级混合管道54具有最小长度L1。例如，最小长度L1从初级混合管道54(在初级混合腔室542的通路处)的开端至初级混合管道54的终端为至少700mm。已示出，初级混合管道54的长度L1(出于良好混合目的)还应为较长的，优选地至少800mm，理想地1200mm。出于设计和印刷原因，长度L1还应优选地不超出例如2000mm。初级混合管道54可在其上游开端处具有入口漏斗，该入口漏斗渐缩朝向初级混合管道54的终端。这将在管道54的上游开端处的流集中至中心，并且甚至使其更佳地混合，这是因为由于热差异，可发生股线形成，尤其在管道54的上侧处。这种股线形成有利地通过初级混合管道54在其开端处的变窄而抵消。

(可选)次级混合管道55具有最小长度L2。例如，最小长度L2从次级混合管道55(在次级混合腔室552的通路处)的开端至次级混合管道55的终端为至少500mm。已示出，次级混合管道55的长度L2(出于良好混合目的)还应为较长的，优选地至少600mm，理想地1200mm。出于设计和印刷原因，长度L2应不超出例如2000mm。次级混合管道55还可在其上游开端处具有入口漏斗，该入口漏斗渐缩朝向次级混合管道55的下游终端。

初级混合管道54和(可选)次级混合管道55可设计有矩形横截面，其中相应内部宽度为160mm+-30mm(竖直)/120mm+-30mm(竖直)并且内部厚度(水平)为50mm+-15mm。由于初级混合管道54和次级混合管道55的这种设计(各自作为相邻于换热器3和燃烧装置的长而平坦的管道)实现了一些有利效果。首先，烟道气体和初级(新鲜)空气/次级(新鲜)空气的混合物有利地在其到达燃烧部之前进行预加热。例如，在标称负荷情况下，初级混合腔室542的下游的温度为+25℃的混合物在初级混合管道54的下游终端处可具有高出15℃的温度。另一方面，横截面和纵向延伸部选择成足够大，以甚至在混合腔室542、552之后持续该混合，从而引起流均质性的改善。这向在途径的开端处已为湍流的流提供了足够途径，以使该流进一步混合。

换句话讲，细长初级混合管道54提供了途径，以用于初级混合腔室542的下游的进一步混合，其中初级混合腔室542有意地提供成在该途径的开端处产生大量湍流。管道54、55的可选进给料斗也可有助于这种情况。

优选地，两个长度L1和L2可在特定公差(+-10mm)内匹配。

再循环烟道气体(其先前已与“新鲜”初级空气良好地混合)经由初级通路541从下方进给至旋转炉架25。通过其开口256，再循环烟道气体和初级新鲜空气(即，用于燃烧腔室24的初级空气)的这种混合物进入燃烧腔室24的初级燃烧区域26。就此而言，用于使烟道气体-初级新鲜空气混合物再循环的初级再循环设置成使得其从下方进入初级燃烧区域26。

经由(可选)次级通路551和绕着燃烧腔室砖29的后续环形管道50(参见图13)，先前已与“新鲜”次级空气(即，次级新鲜空气(或如果次级再循环省略，那么与初级(新鲜)空气))良好地混合的再循环烟道气体进给至(同样可选)再循环或次级空气喷嘴291。就此而言，如所解释，次级空气喷嘴291未与初级燃烧区域26的中心对准，而是这些喷嘴偏心地取向以引起流漩涡，该流漩涡从初级燃烧区域26向上延伸至次级燃烧区域27中(即，具有竖直漩涡轴线的向上导向漩涡流)。就此而言，次级再循环可提供用以使烟道气体-次级新鲜空气混合物至少部分地再循环至次级燃烧区域27中。

图13和图14(对应于图12)通过(示意性)流箭头S8至S16示出了空气、再循环烟道气体和烟道气体-空气混合物在再循环装置5中的流动过程。箭头S1至S16指示流体配置，即，各种气体或移动质量在生物质加热系统1中的流动过程。就此而言，这些部件或特征的多者流体地连接，并且这可间接地(即，经由其它部件)或直接地进行。

如图13和图14中分别可见，在热交换之后流动离开换热器3并流动离开可选过滤装置4的烟道气体通过再循环装置5的再循环入口531进入再循环入口5(参见箭头S8)。在烟道气体流通过(可选)再循环入口管道分隔件532的(可选)分裂之后，初级再循环的烟道气体通过初级再循环管道56(参见箭头S10)，取决于可调整空气阀52之一的位置流动至初级混合腔室541中，其中烟道气体与初级新鲜空气混合，取决于可调整空气阀52的另一者的位置，该初级新鲜空气也通过初级空气管道58流动至初级混合腔室541中(参见箭头S12)。

因此，混合流(参见箭头S14)在初级混合管道54中由烟道气体和初级新鲜空气产生；其中由于湍流和初级混合管道54的长度，这两种组分有利地混合。在初级混合管道54的终端，烟道气体和初级新鲜空气的均质混合物已产生，该均质混合物流动通过初级通路541至初级燃烧区域26(参见箭头S16)。

如果设置了次级再循环(流体地类似于初级再循环)，那么烟道气体(在再循环入口管道分隔件532中分裂之后)经由另一可调整空气阀52流动通过次级再循环管道57至次级混合腔室552(参见箭头S9)，其中烟道气体与次级新鲜空气混合(参见箭头S11)，该次级新鲜空气同样经由次级空气管道59和另一可调整阀52流动至次级混合腔室552中。烟道气体和次级新鲜空气的这种混合在次级混合管道中持续(参见箭头S13)，从而改善了两种组分的混合。所得有利均质混合物流动通过次级通路551至绕着燃烧腔室砖29的环形管道50中，并且流动通过再循环喷嘴291至燃烧腔室24中(参见箭头S15)。

图15的示意性框图示出了在再循环装置5以及生物质加热系统1的相应独立部件中，参考图12至图14在上文所解释的流动模式。在图15的框图中，初级再循环和可选次级再循环两者示为完整回路。再循环装置5还可仅具有初级再循环。

通过烟道气体的再循环，该烟道气体在燃烧之后原则上与新鲜空气混合(特别地，增加了氧含量)，并且进给以再次燃烧。这意味着，烟道气体中的可燃残留物现最终可有助于燃烧，否则其将以其它方式通过烟囱以未使用状态排出。

相应阀52与初级混合腔室541和初级混合管道54(优选地，其大致水平地延伸)形成了初级混合单元5a。相应阀52与次级混合腔室552和次级混合管道55可形成次级混合单元5b。关于图14中所隐藏的流引导件的部分，请参考图3和相关解释。

图15还示出了所谓漏入空气吸入(Falschlufteintrag berücksichtigt)，其在这种情况下已考虑为干扰因素。在这种情况下，环境的漏入空气经由泄露(特别地，经由燃料供应)而进入燃烧腔室24，由此该漏入空气表示用于燃烧的额外空气源，该额外空气源在调整一种或多种混合物的混合比率时必须纳入考虑。因此，在这种情况下，生物质加热系统1优选地以这样的方式进行设置，使得在标称负荷操作情况下，漏入空气吸入限制为小于6％(优选地，小于4％)的初级新鲜空气和再循环烟道气体的混合物的空气体积(并且，在存在次级再循环的情况下，为次级新鲜空气和再循环烟道气体的混合物和初级新鲜空气和再循环烟道气体的混合物的空气体积)。

附带地，漏入空气还可例如经由通常排灰，从燃烧之后的烟道气体的另一流动路径不利地进入燃烧腔室24。对于这个问题的解决方案通过下文更详细地描述的过渡螺杆73而提供，由此该解决方案可改善烟道气体再循环5，和因而改善烟道气体处理。

(具有阀的初级和次级混合腔室)

图16从斜视角度示出了初级混合腔室542以及两个入口侧(初级)空气阀52的剖视图，两个入口侧(初级)空气阀52具有其(初级)阀预腔室525(参见，图12和图13的对应外部视图)。

再循环烟道气体经由管状初级再循环管道56流动通过初级再循环阀入口544至顶部处的可选设置(和在这种情况下，仅示例性地布置)的(初级)阀预腔室525，(初级)阀预腔室525被上(次级)空气阀52的阀外壳524围封。替代阀预腔室525，例如，初级再循环管道56还可以这样的方式进行设置，使得其横截面朝向空气阀52连续地加宽，这可消除对于独立预腔室的需求。

经由初级空气管道58，初级新鲜空气流动通过初级空气管道545至可选提供且目前仅示例性的下(初级)阀预腔室525，下(初级)阀预腔室525通过下(初级)空气阀52的另一阀外壳524/阀本体524围封。

可替代地，再循环烟道气体可供应至下阀预腔室525，同时初级新鲜空气可供应至上阀预腔室。

(初级)空气阀52的(初级)阀预腔室525为大致截头圆锥形或圆柱形形状；并且相比于初级再循环管道56的横截面，对于烟道气体流扩展了本示例性上空气阀52的横截面积。因此，一方面，材料和空间可节省，因为初级再循环管道56可提供有较小横截面；并且另一方面，较大有效阀面积可用于控制(或调节)穿过空气阀52的流。此类较大阀面积具有特定优点：其对于污染(包括油烟)为较不敏感的，并且由于较大横截面，在打开状态下具有较低压力损失。

在本实例中，空气阀52为旋转叶片阀52。

上和下(初级)空气阀52可为匹配设计。

两个空气阀52(作为旋转滑阀52)各自包括阀致动器521(诸如能够使可旋转安装的阀致动轴522旋转的电动电机)和阀本体527(安装在阀致动轴522上，并且包括致动轴安装构件和至少一个阀叶523)。相应空气阀52的阀本体527的至少一个阀叶523设置在阀预腔室525的下游终端处。阀致动器轴线522穿过初级混合腔室542。因此，相应空气阀52的阀致动器521设置在初级混合腔室542的一侧上，并且阀本体527设置在初级混合腔室542的与阀致动器521相对的侧部上。

至少一个阀叶523布置成移动或旋转到至少两个不同位置，以调整空气阀52的通透性。

例如，在第一位置，至少一个阀端口526的至少一部分通过由阀叶523所提供的阻挡表面而被流体地阻挡，使得烟道气体不可流动通过至少一个阀端口526的该部分以进入至初级混合腔室542中。在第二位置，阻挡表面至少部分释放子区域，以允许烟道气体流动通过该子区域。

可优选的是，在第一位置，空气阀52完全地闭合，其中至少一个阀叶523的阻挡表面完全地覆盖对应至少一个阀孔526的通路表面。在图16中，该闭合阀位置通过下空气阀52举例说明。

另外，在第二位置，空气阀52可优选地完全打开，其中至少一个阀叶523的阻挡表面完全释放对应至少一个阀孔526的通路表面。在图17中，该打开阀位置通过上空气阀52举例说明。在完全打开状态下，空气阀的通路面积可为例如5300mm²+-500mm²。优选地，空气阀52可在完全打开状态和完全闭合状态之间自由地调整。

在本实例中，在每个空气阀52中设置两个阀叶523，每个阀叶具有至初级混合腔室542中的两个阀通路开口526(即，阀本体形成了风扇阀)。然而，可提供仅一个或甚至多个阀叶和对应数量的阀孔526。

另外，图16示出了阀区域528，阀通路开口526设置在其中，并且其通过初级混合腔室外壳546形成。优选地，阀翼523可在阀本体527的任何位置停留于阀区域528上或与之接触。

优选地，空气阀52配置成使得阀通路526的开口面积大于初级再循环阀入口544(和初级空气(阀)入口545)的横截面积，以优化穿过该阀的压降。

两个阀片523设置成相对于阀致动轴线522的中心轴线为镜像对称(点对称)的。另外，两个阀叶523为新月形。因此，两个对应阀孔526可类似地为新月形。新月形可例如以这样的方式来设置，使得其渐缩至新月的外终端处的某个点。

至少一个阀叶523的这种新月形引起穿过至少一个阀孔526的流具有甚至更不规则横截面轮廓，但未太多地增加压降。这改善了初级混合腔室542中的混合。

因此，空气阀52(作为旋转滑阀)的上述设计相关于所谓低负荷操作或还相关于生物质加热系统1的接通操作(即，仅当其在低温下操作时)。由于低温以及烟道气体中的油烟，常规瓣阀/襟翼可为特别脏的。由于这种污染，常用阀仅可艰难地操纵，这增加了其负荷并且因此增加了磨损缺点。空气阀52的当前实施例减轻了这个问题。

通过(示例性上)空气阀52，在同样是示例性旋转滑阀52的这种情况下，可能的是在将再循环烟道气体与(新鲜)初级空气混合之前，根据需要而调整该再循环烟道气体的量。因此，用于初级新鲜空气的另一空气阀52允许对所供应初级新鲜空气的量进行控制。这允许初级新鲜空气和再循环烟道气体的混合比率进行有利地调整。因此，混合比率可适于不同操作点或燃烧的最佳操作点。

上旋转阀52还可称为初级烟道气体再循环阀。

下旋转滑阀52还可称为初级新鲜空气供应阀。

替代旋转滑阀52，可使用其它类型的阀，例如，滑动滑阀、内衬滑阀或球阀。

初级混合腔室542(在流动方面，布置在两个空气阀52的下游)用于使再循环烟道气体与为燃烧腔室24的初级燃烧区域26提供的初级新鲜空气混合。初级混合腔室542和两个(初级)阀52为初级混合单元5a的一部分，并且用于烟道气体与初级新鲜空气的可调整混合。

初级混合腔室542通过初级混合腔室外壳546形成。初级混合腔室外壳546设置为大致立方形或盒状形状，并且包括初级混合腔室出口543。初级混合腔室出口543设置在两个阀通路526/阀孔526的下游。初级混合腔室出口543还设置在初级混合腔室外壳546的侧部上，与两个阀通路开口526的侧部相对。

初级混合腔室外壳546及其阀孔526和初级混合腔室出口543可布置成使得它们未通过腔室体积直接地面向彼此。换句话讲，初级混合腔室542的入口端口526和初级混合腔室542的出口端口543设置成使得烟道气体和初级新鲜空气的组合流可随着流进行组合而更佳地混合。

例如，在图16的初级混合腔室542中，在初级新鲜空气进入初级混合腔室542之前，烟道气体的(总)流直接被上空气阀52强制地向下偏转。这使两个流有利地聚集在一起，并且允许它们更佳地混合。

此外，烟道气体穿过上空气阀52的流和初级新鲜空气穿过下空气阀52的流两者(例如，它们指向图16的左侧)冲击初级混合腔室外壳546的壁，从而迫使它们甚至在低流速下形成空气湍流。这促进了烟道气体与初级新鲜空气的均匀混合。

此外，初级新鲜空气和烟道气体至初级混合腔室542中的入口流为新月形，从而提供额外元件使得它们进入初级混合腔室542时产生湍流。

再循环烟道气体与初级新鲜空气的良好或均质混合为重要的，因为其它股线的形成(即，永久非均质性)可发生在供应用于燃烧的空气中，这对于燃烧过程具有有害影响。例如，当存在初级(新鲜)空气和再循环烟道气体的非均质混合物时，生物质加热系统1的污染物输出增加。

因此，上述配置有利地以简单结构改善了烟道气体与初级新鲜空气的混合。

图17从斜视角度示出了次级混合腔室552以及两个入口侧(次级)空气阀52的剖视图(关于次级再循环)，两个入口侧(次级)空气阀52具有其(次级)阀预腔室525(参见，图12和图13的对应外部视图)。图17的等同或类似特征结构上和功能上对应于图16的那些，因此，为避免重复，很大程度上类似图16的前述讨论。

再循环烟道气体经由管状次级再循环管道57流动通过次级再循环阀入口554至(在本实例中)可选设置的下(次级)阀预腔室525，下(次级)阀预腔室525由上(次级)空气阀52的阀外壳524围封。

经由次级空气管道58，次级新鲜空气(新鲜空气)流动通过次级空气(阀)入口555至(在本示例性情况下)可选设置的上(次级)阀预腔室525，上(次级)阀预腔室525由下(次级)空气阀52的另一阀外壳524/阀本体524围封。

在这种情况下，再循环管道56、57至阀预腔室525的入口的位置(和因此，用于烟道气体的阀52的位置)以这样的方式进行布置，使得再循环管道56、57可在尽可能长的距离上平行地引导。因此，可提供再循环管道56、57的共同绝缘物，并且在再循环管道56、57的距离上的热损失可有效地减小。

可替代地，再循环烟道气体可供应至上(次级)阀预腔室525，同时次级新鲜空气供应至下(次级)阀预腔室525。

次级混合腔室552包括次级混合腔室外壳556，次级混合腔室外壳556具有与初级混合腔室542类似的混合腔室体积和次级混合腔室出口553。

图17的两个空气阀52还设计为旋转滑阀，如图16。上和下(次级)空气阀52可为匹配设计。

下旋转阀52还可称为次级烟道气体再循环阀。图17的下旋转阀52示为全开状态。

上旋转滑阀52还可称为次级新鲜空气供应阀。图17的上旋转阀52示为仅部分打开状态。

两个次级旋转短管阀52以大致等同于图16的两个初级旋转短管阀52的方式设置。这对于阀叶523的新月形状尤其如此。

位于两个空气阀52下游的次级混合腔室552用于使再循环烟道气体与为燃烧腔室24的初级燃烧区域26提供的初级新鲜空气混合。初级混合腔室542和两个(初级)阀52为初级混合单元5a的一部分，并且用于烟道气体与初级新鲜空气的可调整混合。

次级混合腔室552通过次级混合腔室外壳556形成。次级混合腔室外壳556设置为大致立方形或盒状形状，并且包括次级混合腔室出口553。次级混合腔室出口553设置在两个阀通路526的下游。次级混合腔室出口553还设置在次级混合腔室外壳556的侧部上，该侧部与两个阀通路开口526的侧部相对。

次级混合腔室外壳556及其阀孔526和次级混合腔室出口553还可配置成使得它们未通过腔室体积直接地面向彼此。换句话讲，次级混合腔室552的入口端口526和次级混合腔室552的出口端口553设置成使得烟道气体和初级新鲜空气的组合流可随着流进行组合而更佳地混合。

相比于图16的初级混合腔室542的配置，次级混合腔室552示出了次级混合腔室552的入口端口526和次级混合腔室552的出口端口553的可替换配置。在此，出口开口553位于两个入口开口526(或阀通路开口526)之间。因此，上入口开口526的次级新鲜空气流和下入口开口526的烟道气体流以这样的方式进行偏转，使得它们大致在次级混合腔室552的中部相遇，在该中部混合(涡旋形成)，并且作为共同流从出口开口553离开。通过数次改变方向和以这种方式组合两个流，次级新鲜空气和初级新鲜空气的均质混合可有利地实现，如同在初级混合腔室542的情况下。

因此，图17的次级混合腔室552的配置的效果与所参考的图16的初级混合腔室542的配置类似。

初级新鲜空气或次级新鲜空气与再循环烟道气体的良好(均质)混合对于优化生物质加热系统1的燃烧过程具有重要贡献。例如，初级新鲜空气和次级新鲜空气通常具有约21％的氧气含量，并且再循环烟道气体在标称负荷操作情况下具有仅约4％至5％的氧气含量。如果在再循环期间现发生非均质混合，那么将从下方向燃料床28以从初级燃料区域26非均质地供应有氧气。在最坏情况下，如果在再循环期间存在大量股线形成，那么仅具有极少量氧气的空气将添加至一些燃料以用于燃烧。因此，该部分的燃烧过程将显著地劣化。

然而，通过初级混合单元5a和(可选)次级混合单元5b，提供了初级新鲜空气和次级新鲜空气分别与再循环烟道气体的均质混合。均质混合的其它优点为温度峰值(其可引起结垢和结渣)的减少，和烟道气体速度峰值(其增加了设备的材料应力和侵蚀)的减少。

在这种情况下，用于次级再循环的次级空气或再循环喷嘴291的设计基于上文所解释的相同方面。

次级空气或再循环喷嘴291布置成提供横穿燃烧腔室24的横截面的流的湍流混合和均质化。特别地，次级空气或再循环喷嘴291布置成且取向成使得它们可诱导燃烧腔室24中的漩涡流。

特别地，上文所解释的次级空气喷嘴291的设计导致燃烧体积的最小化以及排放物的减少。

如果仅提供了初级再循环，那么再循环烟道气体和初级新鲜空气的混合物的质量流(kg/h)和混合比率两者可有利地通过两个(初级)空气阀52以这样的方式进行控制，使得生物质加热系统1的燃烧的最佳操作点得以达到或至少大致达到。

应提供次级再循环和初级再循环，两者可有利地进行独立控制。这意味着，初级再循环混合物的质量流(kg/h)和混合比率以及次级再循环混合物的质量流(kg/h)和混合比率可彼此独立地设定。

这允许燃烧有利地在操作点处进行灵活地调整和优化，甚至考虑到先前已知漏入空气吸入。换句话讲，特别地，两个(仅初级再循环)或四个(初级和次级再循环)独立可调整空气阀52的使用导致向再循环装置5提供了相比于常用的较大控制范围。

在操作期间，特别地，初级和可选次级空气流范围可经由控制系统进行完全自动地调节。这实现了优化性能和燃烧，通过降低低于燃烧腔室中的灰熔点而减少炉渣形成，并且确保了高效率、极低颗粒物数值(低NOx排放物)；并且这与不同燃料或燃料质量有关，因为再循环装置5因而特别地适合于以不同燃料的混合点燃。

因此，再循环装置4提供了改善烟道气体处理。

(烟道气体冷凝器)

另外，烟道气体冷凝器可设置在生物质加热系统1上以提供冷凝技术。烟道气体冷凝器为特定类型的换热器。

根据燃料和供应空气的成分(其湿度和化学键合氢原子在燃料中的含量两者)，不同量的水蒸气和其它可冷凝物质在燃烧期间形成于烟道气体中。如果在烟道气体冷凝器中冷却低于露点，那么水蒸气和伴随物质可冷凝，并且所释放的冷凝热量可转移至热传递介质。由于利用了烟道气体的潜热含量，燃料使用和CO₂排放物因此可减少。

在生物材料的燃烧期间，该燃烧通常为不完全的(尤其在木屑加热系统和颗粒加热系统的情况下)；当烟道气体冷却时，有光泽的油烟、飞灰、飞尘、木焦油或焦油，以及可能未燃烧的碳氢化合物沉积。这些物质严重地污染了换热器的表面，并且通常导致结块，该结块阻碍或堵塞了废气/烟道气体或烟囱通风。这是例如无烟道气体冷凝系统的燃木火炉和瓦炉以高于120℃的烟道气体温度进行操作的原因，这为不利的，因为其为能量低效的。因此，未进行分离的污染物和水蒸气(其冷凝热量和残余能量含量可占约70％的热值)不利地排放至环境。

因此，在用于混合技术的生物质加热系统的烟道气体冷凝器的情况下，该任务是提供一种优化烟道气体冷凝器，该优化烟道气体冷凝器具有高效率但对于结垢为不敏感的。

图18示出了图1的生物质加热系统1的三维概况视图，生物质加热系统1具有额外的外包层16(例如，绝缘物16)和额外烟道气体冷凝器49。烟道气体冷凝器49通过安装装置499定位成相邻于锅炉11，并且经由烟道气体或废气供应线411连接至锅炉11的烟道气体或废气出口41。烟道气体流动通过烟道气体冷凝器49，并且经由烟道气体出口412流动离开。烟道气体冷凝器49包括侧表面498，侧表面498具有当前闭合的维护开口。

另外，凸缘497设置有开口以支撑喷雾杆(未示出)，该喷雾杆向内突出至烟道气体冷凝器49中。从凸缘水平地突出的该喷雾杆具有向下(喷雾)的喷嘴，并且连接至水供应部。当水供应部激活时，废气冷凝器49的内部可被清洁。

在图18的烟道气体冷凝器49中，用于热交换介质的第一流体端口491/第一流体连接部491和第二流体端口492/第二流体连接部492还设置在烟道气体冷凝器49的头部元件495上。连接部的一者为入口，并且另一者为出口。通常，热交换介质在回路中循环，从而使由热交换介质所吸收的热量为可用的。

冷凝物出口496设置在烟道气体冷凝器49的底侧上，在烟道气体冷凝器49内侧所生成的冷凝物可通过冷凝物出口496排空。

图19a以从图18的箭头H的方向的侧视图示出了图18的烟道气体冷凝器49。图19b以从图18的箭头V的方向的侧视图示出了图18的烟道气体冷凝器49。

箭头OS1示意性地示出了烟道气体冷凝器49内侧的烟道气体很大程度上从顶部至底部(即，从烟道气体入口411至烟道气体出口412)的流或流动。在这种情况下，烟道气体的流很大程度上向下导向，并且在进入烟道气体冷凝器49之后，分布于其内部体积上。

图20示出了图19a和图18的烟道气体冷凝器49的内部视图。

在烟道气体冷凝器49内侧，多个换热器管493布置成横交于主要流动方向。这些U形换热器管493具有流动通过它们的热交换介质，并且具有绕着它们流动的烟道气体。在该过程中，热交换发生。特别地，烟道气体的冷凝可在换热器管493处发生，由此烟道气体(特别地，水)的组分在烟道气体冷凝器中进行分离。多个换热器管493还可称为换热器管束493。

为烟道气体冷凝器49的下部部分中的冷凝物提供冷凝物收集漏斗4961，其收集冷凝物并且将其排出至冷凝物出口496。从冷凝物出口496，冷凝物可进行处置。冷凝物收集漏斗4961还布置成使烟道气体冷凝器49的下部部分中的烟道气体流侧向地或水平地偏转朝向烟道气体出口412。

烟道气体朝向冷凝物出口496的向下流动有利地加速了冷凝物的排出。

多个U形换热器管493通过管支撑构件4931支撑于一侧上。多个U形换热器管493的端部还附接(诸如焊接)至管片材构件4932。管片材构件4932为板状构件，具有用于换热器管493的多个孔。管片材构件4932形成了头部构件495的内部部分。头部元件495包括第一流体端口491和第二流体端口492之间的腔室状流引导件，使得多个U形换热器管493分别地以组进行串联连接。例如，预定数量的U形换热器管493可流体地并联连接以形成一组U形换热器管493，并且这些组可继而流体地彼此串联连接。这种流引导可通过头部元件流引导件4951等设置。头部元件流引导件4951包括分隔板4951，分隔板4951将头部元件495中的腔室分隔成独立流体部段。这根据图20和图23的概要为特别清晰的。

换热器管493设置为1股分组配置。这种1烟道设计为易于清洁的，因为仅需要一组清洁喷嘴；并且有利地提供了烟道气体的更均质流入和流动。

热交换流体流动通过流体端口491、492的一者至排气冷凝器49中，并且随后，由于分隔板4951，交替地流动通过集管元件495和U形换热器管493，并且然后返回流动通过流体端口的另一者。在这个过程中，流动通过烟道气体冷凝器49的热交换介质从烟道气体吸收热量。

烟道气体冷凝器49与换热器管493一起形成了平滑管换热器。在这种情况下，热交换介质位于热交换管493中，并且烟道气体绕着热交换管493流动。

换热器管493可例如由材料1.4462或1.4571制成。不锈钢材料1.4462(优选地，X2CrNiMoN22-5-3)已证实为相比于材料1.4462(V4A)为更耐久的和更好的。详细地，1.4462表现出特别高的耐腐蚀性(尤其针对应力腐蚀断裂和化学腐蚀)；并且极佳机械性质(例如，强度)适合于在100℃至250℃的温度下的使用，为可易于焊接的且可抛光的。相比于常规奥氏体，减少镍含量也使钢1.4462的使用从经济观点来看为有利的，因为尽管材料性质更佳，但是它的价格并没有显著增加。

优化热交换过程的效率的一个重要因素为多个U形换热器管493的区域和其流的优化。这在下文参考图21至图26来更详细地解释。

图21以顶视图示出了烟道气体冷凝器49，查看到烟道气体冷凝器的烟道气体供应线411的开口。可看出，多个换热器管493形成了与烟道气体流相交的结构，其中多个换热器管493彼此竖直地对准。因此，本烟道气体冷凝器49具有关于热交换介质(例如，水)相对于烟道气体的流动方向(OS1)的流的交叉流。恒定宽度的空间(间隙)设置在换热器管493之间。

图22从上方的水平剖视图示出了图18的烟道气体冷凝器49。在这种情况下，换热器管493以这样的方式布置于烟道气体冷凝器49的整个横截面上，使得换热器管493彼此之间的第一(水平)间隙4934和换热器管493和烟道气体冷凝器49的外壁之间的第二(水平)间隙4935具有至少很大程度上恒定的宽度。微不足道例外情况可存在于由换热器管493的环路所形成的逆转点4933处，因为此处不可避免地存在不同且有时较大的间隙。因此，U形换热器管493具有两个平直独立管，这两个平直独立管具有其间的逆转点4933。

如从图22所观察，第一空间4934在换热器管493之间形成了一种竖直且直线地延伸的“通道”，烟道气体可竖直地流动通过该通道。这减少了压降，同时具有平滑管的本设计可确保有效热交换。

另外，换热器管493之间的第一空间4934以及换热器管493和烟道气体冷凝器49的外壁之间的第二空间4935的宽度还可设置成使得第一空间4934具有相比于第二空间4935的较大水平宽度。

间隙4934、4935的突出布置有利地导致烟道气体流的均匀分布，并且因而导致更均质且有效热交换。

图23示出了具有管片材构件4932和管支撑构件4931的多个换热器管493的三维视图，。管保持构件4931可例如由具有用于U形换热器管493的冲压开口的金属片材形成。管支撑构件4931用于支撑换热器管493，并且减少换热器管493的端部处在管片材构件4932上的机械应力。板形管片材构件4932连接至换热器管493，使得对应于换热器管493的通路4936设置在管片材构件4932中，并且热交换介质可相应地流动通过管片材构件4932。

多个换热器管493(管束)和管片材构件4932的外部尺寸可为例如642mm×187mm×421mm，从而提供极其紧凑的结构。

换热器管493以其U形竖直地布置，由此两个独立管(或管部段)对于每个U形换热器管493彼此上下竖直地设置。

图24示出了图23的多个换热器管493的侧视图。优选地，第二流体端口/连接部492可为用于热交换流体的入口，并且第一流体端口491可为用于热交换流体的出口。对于这种情况，换热器介质的流在图24中通过换热器管493之上和之中的箭头来指示。标记OS1的三个箭头示意性地示出了烟道气体流。换热器介质的流交替地从左通向右，反之亦然；并且针对流方向从底部蜿蜒流动至顶部。就此而言，本烟道气体冷凝器49具有交叉逆流配置。这种配置已证实对于热回收为理想的。烟道气体冷凝器49还有利地为可易于清洁的平滑管冷凝器。

图25示出了图23的多个换热器管493的顶视图，以示出图23的多个换热器管493的整体几何图形。

烟道气体还从上方穿过换热器管493；即，从图25的视点，可看出烟道气体的通路。这些通路为烟道气体必须穿过的细长分布间隙或通道，并且具有管493的大表面覆盖率。

在这种情况下，第一空隙/空间4934可具有(例如，水平)宽度SP2(烟道气体在第一方向上的间隙或通道宽度)，该宽度SP2可优选地为6.0mm+-2mm。该宽度SP2因此相比于常用为远远较小的，这改善了效率。

例如，宽度SP2可等于或小于宽度SP1(最小距离)。

例如，换热器管493的管外径可为12.0mm+-1mm。烟道气体冷凝器49的横向间距的距离可因此为例如12.0mm+6mm＝18mm+-1.5mm。

整体结构和特别地宽度SP2有利地以这样的方式设定尺寸，使得高热传递速率和因而整体效率(＞107％)可以极低体积要求实现。宽度SP2可有利地提供为与全部的多个换热器管493一致的通道。

在图23所示的多个换热器管493中，十一个(11)管束竖直地设置，并且九个(9)管束水平地设置，这已发现为结构的紧凑性、换热器的效率、烟道气体的压降、热交换介质的压降和机械结构的复杂性之间的良好折中。因此，例如，可提供总共99个U形换热器管493。

换热器管493的水平管束因此成组布置于第一方向上(在该实例中，水平方向)并且布置成彼此平行。一个此类组示出于图25中。

这些组的水平管束也布置成在第二方向上(例如，彼此竖直地)彼此平行，如图24中通过实例的方式所示。第一和第二方向可优选地为彼此正交的。

在计算和实际测试之后，已发现，下述数量范围的竖直和水平管可在上述意义上导致换热器进行优化：

-8个至14个，优选地10个至12个竖直U形换热器管493，以及

-7个至12个，优选地8个至10个水平U形换热器管493。

关于独立管，可提供下述数量范围(通过实例的方式)：

-16个至28个，优选地20个至24个竖直(单个)管；和

-7个至12个，优选地8个至10个水平(单个)管。

U形换热器管493在垂直观察时包括2个独立管，而在水平观察时包括1个独立管。

图26示出了图23的单个(突出显示)示例性U形换热器管493和其尺寸设定。然而，换热器管493的尺寸设定也可不同。例如，6mm+-2mm的通道宽度SP2还可以通过换热器管493的不同尺寸设定维持。

图26的左侧所指示的中心线表示U形换热器管493的中心线。优选地，多个U形换热器管493的所有中心线为彼此平行的。

该设计的另一优点在于，大量的相同或等同U形换热器管493可批量地生产。然后，独立制造的换热器管493在它们插入至管支撑构件4931中之前或之后焊接至管片材构件4932。

特别地，非常小的过道宽度SP2为可能的，尤其由于其效率和“清洁”燃烧，从而上文所描述的生物质加热系统1有助于换热器管493的仅极小结垢。这可特别地通过上游静电过滤装置4实现。此外，烟道气体冷凝器49可具有自动清洁，例如通过水喷雾喷嘴。这些水喷雾喷嘴可通过控制装置自动地激活(例如以规则间隔)，以冲洗或喷离残留物。用于冲洗的水可然后经由冷凝物出口496从烟道气体冷凝器49排出，从而允许冷凝物出口496用于双重功能。因此，烟道气体冷凝器49还可主动地清洁污染物，从而还允许低过道宽度。

烟道气体冷凝器49因此可特别与在流动方面连接于上游的静电过滤装置4组合。这使得有可能实现烟道气体中的极低灰尘含量，并且继而实现非常节能设计，该设计在作为壳管式换热器的交叉逆流设计的换热器束之间的间隙宽度为6mm+/-2mm，优选地5mm+-1mm。

利用上文所概述的配置，根据计算，可能的是将烟道气体侧压降保持小于100Pa(更可能地，约60Pa)，同时理论上可实现约14开尔文的汞度。利用上文所示的示例性尺寸设定，热交换能力设计为约19.1kW。特别地，并且相比于现有技术，本烟道气体冷凝器49设计用于并且适合用于具有20kW至500kW标称锅炉输出的宽广功率范围的生物质加热系统。

因此，烟道气体冷凝器49提供了改善烟道气体处理。

总的来说，具有低过道宽度SP2的本烟道气体冷凝器49从烟道气体回收显热，并且额外特别地回收潜热。因此，整体系统的效率可大大地增加，对于作为燃料的颗粒(M7)增加多至105％，并且对于作为燃料的木屑(M30)增加多至110％以上(在每种情况下，基于所供应燃料能量(热值))。

(过渡蜗杆)

在图2和图3的生物质加热系统1的下部部分，示出了排灰装置7，排灰装置7包括具有在排灰管道中的过渡螺杆73的排灰螺杆71(输送螺杆)，排灰螺杆71通过电机72操作(即，旋转)。

除灰系统7的排灰螺杆71用于将燃烧残留物从锅炉11的下部部分有效地移除至灰容器74中，灰容器74示例性地示出于图18中。排灰螺杆71的过渡螺杆73还用于分离锅炉11的独立流区域(参见箭头S1和S5)，从而使燃烧腔室24与转动腔室35分离。在此，烟道气体不应在穿过换热器3之后以不受控方式返回至燃烧部。

示例性任务是提供排灰螺杆71，排灰螺杆71提供了锅炉中的烟道气体的有效分离，同时为低磨损和低成本的。

图27a示出了从图2和图3所提取的具有过渡螺杆73的排灰螺杆71的剖视图。图27b示出了图27a的排灰螺杆71的三维斜视图。图28示出了过渡螺杆73的外壳75的三维斜视图。图29示出了图27a的具有过渡螺杆73的排灰螺杆71的细节图。

排灰螺杆71经由其右侧端部(或锅炉11的后端部)处的其轴711通过电机72(图27a、图27b、图28和图29中未示出)驱动而旋转，并且用于将燃烧残留物(诸如灰)向左输送至灰容器74中。该一般输送方向通过图27a、图27b和图29中的箭头AS指示。

图27a、图27b、图28和图29的排灰螺杆71还包括过渡螺杆73的部段。过渡螺杆73为位于过渡螺杆外壳75中的排灰螺杆71的部段。

详细地，排灰螺杆71具有三个部段：

1)排灰螺杆71的燃烧器部段714或部分714，位于燃烧器区域(示出于图27a、图27b和图29的左侧)，

2)排灰螺杆71的换热器部段713或部分713，位于换热器部段(示出于图27a、图27b和图29的右侧)，和

3)过渡螺杆73或过渡螺杆外壳75中的过渡螺杆73的部段，处于前两个部段之间。

换热器部段713和燃烧器部段714的螺距方向或旋向一致，即，两个部段都顺时针或逆时针设置。因此，当电机72(图27a、图27b、图28和图29中未示出)使排灰螺杆71旋转时，燃烧残留物在换热器部段713中和在燃烧器部段714中的输送方向在各种情况下为相同的。然而，过渡螺杆73设置成与之部分地偏离。这将在下文参考图28和图29更详细地解释。

图27a、图27b、图28和图29的排灰螺杆71在过渡螺杆73的左侧的直径大于在过渡螺杆的右侧的直径。为此，例如，具有较大直径的螺杆部件可设置于或插接于为排灰螺杆71的所有三个部段一起设置的螺杆轴711上，或还可以一个件或多个件设置或插接(可插接在一起)。通过直径差异，燃烧残留物的移除得以优化，因为更多燃烧残留物在燃烧腔室24中产生。

图27a、图27b、图28和图29的过渡螺杆外壳75在其顶部具有开口751。过渡螺杆外壳75还包括边界板752、圆柱形主体部分75、紧固和分离构件754，和漏斗构件755。

紧固和分离构件754支撑圆柱形主体部分753，同时使锅炉11的两个流区域在外壳75的外部分处分离。两个区域在图29中通过术语“燃烧器”和“换热器”来指示，并且它们之间的虚线旨在示意性地示出两个区域的分离。可替换地，紧固元件和分离元件可各自彼此单独地提供。仅作为替换地，可不设置隔板构件，例如，当主体部分753设置成完全地整合于器皿11的隔板壁中。在任何情况下，主体部段753布置于锅炉11中，使得其分离了用于烟道气体和/或新鲜空气的两个流区域，但相对于排灰部创建了连接部。

圆柱形主体部段753接纳过渡螺杆73。因而，过渡蜗杆73可在主体部段753中自由地旋转。因此，主体部段753的内径布置成对应于过渡螺杆73的(最大)外径加上距离尺寸。距离尺寸以这样的方式进行设定，使得过渡螺杆73自由旋转，但同时避免过量余隙。

另外，居中盘712设置在螺杆轴711上，以使轴711居中，并可选地支撑于主体部段753中。此外，居中盘712可向主体部段753的内部体积提供闭合件。

料斗构件755设置成使得其围封设置在其上的开口751。料斗构件755的水平横截面积向下渐缩朝向开口751。换句话讲，料斗构件755设置成绕着开口751(在其周围)向上打开。

过渡螺杆73还具有两个子部段，两个子部段的每一者具有相对螺距方向或旋向。换句话讲，过渡螺旋部73具有两个子部段731、732，子部段731、732的之一具有向左突起螺旋部，而另一者具有向右突起螺旋部。

详细地，排灰螺杆71的换热器部段713的间距可随着其过渡至过渡螺杆73而在右侧子部段732中持续不改变。当前，在子部段732中，设置了向右突起螺旋部。相反，向左突起螺旋部设置在左侧子部段731中。

更一般地，过渡螺旋部73具有两个子部段，这两个子部段具有相对旋向的螺旋部731、732。因此，过渡螺杆73具有整合逆向旋转部731。

上文所概述的构造实现了以下项：

来自换热器3下方的空间，或来自转动腔室35和可能来自可选过滤装置4的燃烧残留物通过换热器部段713的螺杆的旋转，输送至由外壳73所形成的主体部段753中。这通过箭头AS1示意性地示出于图29中。

因此，这些燃烧残留物AS1以及从燃烧腔室24掉落于料斗中的燃烧残留物(其以箭头AS2示意性地示出于图29中)大致到达过渡螺杆73的中心，并且超过该中心至过渡螺杆73的左侧子部段731(参见箭头AS3)。然而，由于子部段731的螺杆的相对传动性，燃烧残留物再次在相对方向上被驱动，该相对方向由箭头AS4来示意性地表示。

因此，燃烧残留物在过渡螺杆73的两个子部段731、732之间混合。因此，具有螺旋部731、732的子部段布置成随着轴线711沿着其旋转，使得燃烧残留物朝向彼此驱动。

换句话讲，过渡螺杆73的配合行程731提供了燃烧残留物在过渡螺杆外壳75内侧的固化(和压缩)。

由于有限体积，燃烧残留物在开口751下方冷凝，并且形成了堵塞物，该堵塞物在其独立部件中为可移动的(例如，与其灰颗粒一起)，但仍未致密的。随着时间流逝和体积增加，燃烧残留物被强制或强迫向上朝向开口751。就此而言，移动固体的堵塞物形成于过渡螺杆外壳75中以密封气体。然而，该堵塞物允许材料移除。

边界板752使这些燃烧残留物侧向地偏转，如通过图29中的箭头AS5示意性地指示。这些燃烧残留物(其从外壳75推动离开)随后在左侧上掉落于排灰螺杆71的燃烧器部段之上或之中，并且因而最终输送离开锅炉11(参见箭头AS)。

因此，流区域“燃烧器”和“换热器”相对于烟道气体或新鲜空气流彼此分离，然而提供了相对于燃烧残留物的连接部，并且可发生燃烧残留物的排出。

在现有技术中，常见的是将两个独立排灰螺杆设置在锅炉中的独立流区域(具有不利额外费用)；或常见的是经由过渡件并且通过滑动轴承将，排灰螺杆的轴线引导通过锅炉的密封中间壁。滑动轴承必须以这样的方式设计，使得其至少很大程度上密封。滑动轴承不利地为易于磨损的，因为其暴露于燃料的异物、炉渣、灰烬、水和高温。因此，此类滑动轴承导致在生产、与锅炉的整合以及维护方面的相当高成本。

上文所描述的设计完全地避免了此类滑动轴承，并且还为简单的(因此，不昂贵的)和有效。

此外，通过避免烟道气体再循环期间的缺陷空气流，烟道气体处理得以改善，因为针对至燃烧腔室24中的潜在回流提供了相对于烟道气体的良好密封。

为确保过渡螺杆外壳75的初始填充，生物质加热系统1的初始调试可在工厂处执行。在本过程中，发生了初始加热过程，在此期间产生了足够体积的燃烧残留物以用于填充，在不重要的是密封功能尚未得到保证。

(另一实施例的烟道气体再循环)

图30示出了另一实施例的再循环装置的突出显示半透明斜视图。

在该另一实施例中，次级空气供应部未包括如图13的实施例中的再循环，而是包括简单受控或调节新鲜空气供应部。就此而言，该另一实施例为制造较简单的和较不昂贵的，并且仍可提供图13实施例的上述优点的多者。特别地，由于实际测试已示出，效率目标设定也可以该实施例实现。

图30的对应附图标记实质上公开了图13的相同教导内容，这是仅实质上讨论了两个实施例之间的差异以避免重复的原因。

图13的实施例的旋转叶片阀在图13的另一实施例中已由滑动叶片阀驱动。此外，在图30的另一实施例中，未发生rezi和新鲜空气的次级混合，而是仅控制或调节了新鲜空气至再循环喷嘴291的供应(量)。在这种情况下，次级混合管道55保持为次级回火管道55a，从而满足使新鲜空气回火的功能。在此，次级回火管道55a沿着锅炉11的壁设置，由此在次级空气引入至燃烧腔室24中(参见箭头S13a)之前，由次级空气管道59所供应的新鲜空气通过锅炉11的热量进行预加热。因此，次级温度控制管道55a设置有矩形横截面，该矩形横截面具有相比于(水平)厚度的较大(竖直)高度，由此次级温度控制管道55a“拥抱”锅炉壁，并且用于热交换的区域保持为大的。预加热次级空气增加了燃烧效率。关于次级回火管道55a的设计的细节，还请参考对于次级混合管道55的注解。

箭头S15示出，次级空气流穿过次级通路551至绕着燃烧腔室砖29的环形管道50中，并且穿过再循环喷嘴291至燃烧腔室24中。这不仅有利地进一步加热次级空气，而且有利地冷却燃烧腔室砖29，这例如减少了燃烧腔室砖上的炉渣形成(参见对于炉渣形成的最小温度的上述解释)。

箭头S8和S10仅指示烟道气体从换热器3(或可选过滤装置4)的下游至初级混合单元5a的流动，该级混合单元5a在本实施例中为较简单且较不昂贵设计。

图31示出了示意性框图，揭示了根据另一实施例的图30的生物质加热系统和再循环装置的相应独立部件中的流动模式。

图31的等同附图标记实质上公开了图15的相同教导内容，这是仅实质上讨论了差异以避免重复的原因。

缺乏新鲜空气和rezi气体的次级空气混合。就此而言，对于rezi气体未提供次级混合腔室552和阀52。同样，再循环入口管道分隔件532被省略。虽然次级混合管道55可机械上等同于图15的实施例，但是其功能上不是用于混合新鲜空气和rezi气体的管道部段，而是仅更多地用于(这仍与图15的实施例相同)在新鲜空气引入燃烧腔室24中之前对其进行回火。

此外，在另一实施例中，次级空气供应部可完全地免除，在这种情况下，生物质加热系统1可仅设置有初级再循环。

(其它实施例)

除了所解释的实施例和方面之外，本发明还认可其它设计原理。因此，各种实施例和方面的独立特征也可根据需要彼此组合，只要该组合对于本领域的技术人员明显为可执行的。

此处描述了具有初级再循环和次级再循环的再循环装置5。然而，在其基本配置中，再循环装置5也可仅具有初级再循环，并且不具有次级再循环。因此，在再循环装置的这种基本配置中，对于次级再循环所需的部件可完全地省略，例如，再循环入口管道分隔件532、次级再循环管道57和相关次级混合单元5b(这将在下文解释)，以及再循环喷嘴291可省略。

同样，可替换地，仅初级再循环可以这样的方式设置，使得虽然省略了次级混合单元5b和相关管道，但是初级再循环的混合物不仅在旋转炉架25下方进给，而且还进给至(例如，经由另一管道)该变体中所设置的再循环喷嘴291。这种变体在机械上为较简单的，并且因而为较不昂贵的，但仍具有再循环喷嘴291以使燃烧腔室24中的流起漩涡的特征。

在烟道气体再循环装置5的输入处，可设置空气流传感器、真空箱、温度传感器、废气传感器和/或λ传感器。

另外，替代仅三个旋转炉架元件252、253和254，可设置两个、四个或更多个旋转炉架元件。例如，五个旋转炉架元件可以与所呈现三个旋转炉架元件相同的对称性和功能性进行布置。此外，旋转炉架元件还可彼此不同地设定形状或形成。更多旋转炉架元件具有增加粉碎功能的优点。

应当指出的是，还可提供其它尺寸或尺寸组合。

替代旋转炉架元件252和254的凸面侧，还可提供其凹面侧；并且旋转炉架元件253的侧部可依次具有互补凸面形状。这在功能上为大致等同的。

木屑或颗粒之外的燃料可用作用于生物质加热系统的燃料。

本文所公开的生物质加热系统还可唯一地以一种类型的燃料(例如，仅以颗粒)进行点火。

燃烧腔室砖29也可不设置再循环喷嘴291。这可特别地适用于其中未提供次级再循环的情况。

燃烧腔室24中的旋转流或涡旋流可以顺时针或逆时针方向设置。

燃烧腔室顶篷204还可设置成以分段的方式倾斜，诸如以阶梯化方式。

次级(再)循环还可仅供应有次级空气或新鲜空气；并且就此而言，未使烟道气体再循环，而是仅供应新鲜空气。

次级空气喷嘴291不限于燃烧腔室砖291中的纯圆柱形孔。这些喷嘴还可为截头圆锥形开口或腰部开口的形式。

所给出的尺寸和大小仅应理解为实例，并且可修改。

目前，图12的实施例描述了具有初级再循环和次级再循环的再循环装置5。然而，在其基本配置中，再循环装置5也可仅具有初级再循环，并且不具有次级再循环。因此，在再循环装置的这种基本配置中，对于次级再循环所需的部件可完全地省略，例如，再循环入口管道分隔件532、次级再循环管道57和相关次级混合单元5b(将进行解释)，并且再循环喷嘴291可省略。

同样，可替换地，仅初级再循环可以这样的方式设置，使得虽然省略了次级混合单元5b和相关管道，但是初级再循环的混合物不仅在旋转炉架25下方进给，而且还进给至(例如，经由另一管道)该变体中所设置的再循环喷嘴291。这种变体在机械上为较简单的，并且因而为较不昂贵的，但仍具有再循环喷嘴291以在燃烧腔室24中产生涡流或漩涡流的特征。

在烟道气体再循环装置5的输入处，可设置空气流传感器、真空箱、温度传感器、废气传感器和/或λ传感器。

在过渡螺杆73的情况下，逆向旋转也可设置在排灰螺杆71的另一侧上(镜像对称)。

本文所公开的实施例已提供用于描述和理解所公开技术事项的目的，并且非旨在限制本公开的范围。因此，这应理解为意指，本公开的范围基于本公开的技术精神而包括任何修改或其它各种实施例。

(附图标号的列表)

1 生物质加热系统

11 锅炉

12 锅炉足部

13 锅炉外壳

14 水循环装置

15 送风机

16 外部包层

2 燃烧装置

21 燃烧装置的第一维护开口

22 旋转机构保持器

23 旋转机构

24 燃烧腔室

25 旋转炉架

26 燃烧腔室的初级燃烧区域

27 燃烧腔室的次级燃烧区域或辐射部分

28 燃料床

29 燃烧腔室砖

A1 第一水平剖面线

A2 第一竖直剖面线

201 点火装置

202 燃烧腔室斜面

203 燃烧腔室喷嘴

204 燃烧腔室顶篷

211 绝缘材料，例如，蛭石

231 旋转机构的一个或多个驱动器或电机

251 旋转炉架的底部板或基部板

252 第一旋转炉架元件

253 第二旋转炉架元件

254 第三旋转炉架元件

255 过渡元件

256 开口

257 炉架唇部

258 燃烧区域

260 燃烧腔室砖的支撑表面

261 凹槽

262 凸起/凸部

263 环

264 保持石/安装台

265 安装台的斜面

291 次级空气或再循环喷嘴

3 换热器

31 换热器的维护开口

32 锅炉管

33 锅炉管入口

34 转动腔室进口/入口

35 转动腔室

36 弹簧湍流器

37 带或螺旋湍流器

38 热交换介质

331 锅炉管入口处的绝缘物

4 过滤装置

41 废气出口

42 电极供应线

43 电极保持器

44 过滤器入口

45 电极

46 电极绝缘物

47 过滤器出口

48 保持架

49 烟道气体冷凝器

411 至烟道气体冷凝器的烟道气体供应线

412 自烟道气体冷凝器的烟道气体出口

481 保持架安装架

491 第一流体连接部

491 第二流体连接部

493 换热器管

4931 管保持元件

4932 管状底板元件

4933 环路/逆转点

4934 换热器管相对于彼此之间的第一空间

4935 换热器管/管道对于烟道气体冷凝器的外壁的第二中间空间

4936 通路

495 头部元件

4951 头部元件流引导件

496 冷凝物排出

4961 冷凝物收集漏斗

497 凸缘

498 具有维护开口的侧表面

499 用于烟道气体冷凝器的支撑装置

5 再循环装置

50 绕着燃烧腔室砖的环状管道

52 空气阀

52s 闸阀

53 再循环入口

54 初级混合管道

55 次级混合管道

55a 次级回火管道

56 初级再循环管道

57 次级再循环管道

58 初级空气管道

59 次级空气管道

5a 初级混合单元

5b 次级混合单元

521 阀致动器

522 阀致动轴

523 阀叶

524 阀本体

525 阀前腔室

526 阀孔

527 阀本体

528 阀区域

531 再循环入口管道

532 再循环入口管道分隔件

541 初级通路

542 初级混合腔室

543 初级混合腔室出口

544 初级再循环阀入口

545 初级空气阀入口

546 初级混合腔室外壳

551 次级通路

552 次级混合腔室

553 次级混合腔室出口

554 次级再循环阀入口

555 次级空气阀入口

556 次级混合腔室外壳

581 初级空气入口

582 初级空气传感器

591 次级空气入口

592 次级空气传感器

6 燃料供应部

61 旋转阀

62 燃料供应部轴线

63 过渡机制/机构

64 燃料供应部管道

65 燃料供应部开口/端口

66 驱动电机

67 燃料螺杆输送器

7 除灰/排灰

71 排灰螺杆输送器

711 螺杆轴线

712 居中盘

713 换热器部段

714 燃烧器部段

72 具有机制的除灰电机

73 过渡螺杆

731 右侧子部段——左侧上升滚动

732 左侧子部段——右侧上升滚动

74 灰容器

75 过渡螺杆外壳

751 过渡螺杆外壳的开口

752 边界板

753 外壳的主体部段

754 紧固和分离元件

755 漏斗元件

81 轴承轴

82 燃料水平襟翼的旋转轴线

83 燃料水平襟翼

831 主要区域

832 中心轴线

833 平行表面

834 开口

84 轴承凹口/支撑凹口

85 传感器凸缘

86 发热床高度测量机构

9 清洁装置

91 清洁驱动器

92 清洁波

93 轴保持器

94 突出部

95 湍流器保持器/托架

951 枢轴轴承安装件

952 突出部

953 排水管

954 凹陷部

955 枢轴轴承连杆

96 双臂锤/撞击器

97 止动头

E 燃料插入的方向

S* 流箭头

Claims (6)

1.一种用于燃烧颗粒和/或木屑形式的燃料的生物质加热系统(1)，包括：

锅炉(11)，具有燃烧装置(2)；

换热器(3)，具有入口(33)和出口；

其中所述燃烧装置(2)包括燃烧腔室(24)，所述燃烧腔室(24)具有初级燃烧区域(26)并具有设置在其下游的次级燃烧区域(27)；

其中所述燃烧腔室(24)的次级燃烧区域(27)流体地连接至所述换热器(3)的入口(33)；

其中所述初级燃烧区域(26)由多个燃烧腔室砖(29)侧向地围封，其中

所述生物质加热系统(1)还包括：

再循环装置(5)，用于使在所述燃料的燃烧期间所生成的烟道气体在所述燃烧装置(2)中再循环；

其特征在于，所述再循环装置(5)包括：

再循环入口(53)，设置在所述换热器(3)的出口的下游，并且流体连接至所述出口；和

初级空气管道(58)，用于供应初级空气；

初级混合单元(5a)，具有初级混合腔室(542)和初级混合管道(54)，其中所述初级混合腔室(542)设置在所述再循环入口(53)和所述初级空气管道(58)的下游，并且流体连接至所述再循环入口(53)和所述初级空气管道(58)；和

至少两个空气阀(52)，设置在所述初级混合腔室(542)的入口侧；和

至所述初级燃烧区域(26)中的初级通路(541)，设置在所述初级混合管道(54)的下游，并且流体连接至所述初级混合管道(54)；

其中所述初级混合单元(5a)布置成通过所述初级混合腔室(542)的至少两个空气阀(52)，将来自所述再循环入口(53)的烟道气体与来自所述初级空气管道(58)的初级空气混合。

2.根据权利要求1所述的生物质加热系统(1)，其中

所述初级混合管道(54)直接连接至所述初级混合腔室(542)的初级混合腔室出口(543)，并且

所述初级混合管道(54)设置在所述初级混合腔室(542)的下游。

3.根据前述权利要求中任一项所述的生物质加热系统(1)，其中

所述初级混合管道(54)以直线方式延伸，并且具有从开端至终端的700mm的最小长度。

4.根据权利要求1所述的生物质加热系统(1)，其中

所述初级混合腔室(542)的空气阀(52)为旋转滑阀(52)，每个旋转滑阀具有阀本体(527)，所述阀本体(527)具有至少一个新月形阀叶(523)和至少一个通向所述初级混合腔室(542)的相应新月形阀通路开口(526)。

5.根据权利要求1所述的生物质加热系统(1)，其中

所述初级混合腔室(542)在所述出口侧上具有初级混合腔室出口(543)，和；

所述初级混合腔室(542)在所述入口侧上具有至少两个阀通路开口(526)；和

所述初级混合腔室(542)布置成使得所述至少两个阀通路开口(526)和所述初级混合腔室出口(543)不通过所述初级混合腔室(542)彼此相对，使得通过所述至少两个阀通路开口(526)进入所述初级混合腔室(542)的流在所述初级混合腔室(542)中转向或偏转。

6.根据权利要求1所述的生物质加热系统(1)，其中

所述再循环装置(5)还具有：

次级空气管道(59)，用于供应次级空气；

次级混合单元(5b)，具有次级混合腔室(552)和次级混合管道(55)，其中所述次级混合腔室(552)设置在所述再循环入口(53)和所述次级空气管道(59)的下游，并且流体连接至所述再循环入口(53)和所述次级空气管道(59)；和

至少两个空气阀(52)，设置在所述次级混合腔室(552)的入口侧上；和

次级空气喷嘴(291)，设置在所述燃烧腔室砖(29)中且侧向导向至所述初级燃烧区域(26)中，并且布置在所述次级混合管道(55)的下游并流体连接至所述次级混合管道(55)；

其中所述次级混合单元(5b)布置成在能够借助于所述次级混合腔室(552)的至少两个空气阀(52)，将来自所述再循环入口(53)的烟道气体与来自所述次级空气管道(59)的空气进行混合。

Images