DE102006057710B4

DE102006057710B4 - Unterschubverbrennungsanlage

Info

Publication number: DE102006057710B4
Application number: DE102006057710A
Authority: DE
Inventors: Peter Kosel
Original assignee: KOSEL GmbH
Current assignee: KOSEL GmbH
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2026-12-08
Also published as: DE102006057710A1

Abstract

Unterschubverhrennungsanlage
zur Verbrennung von brennbaren kleinstückigen Stoffen als Brennstoff zum Zweck der Gewinnung von Heizenergie,
die ein Brennstoffbett (6) und
eine bis in das Brennstoffbett (6) hinein reichende Mittelluftdüse (2) sowie
eine darunter befindliche Brennstoffzuführung über eine Förderschnecke (10) aufweist,
wobei
– zur Zuführung der zur Verbrennung benötigten Luft ein Zentralrohr (1) mit zum Austritt von Sekundärluft seitlichen Luftauslässen (4) vorgesehen ist,
wobei die an einem unteren geschlossenen Ende des Zentralrohres (1) in den Brennstoff hineinreichende Mittelluftdüse (2) für den Austritt von Mittelluft ausgebildet ist,
– wobei oberhalb der Mittelluftdüse (2) und unterhalb der Luftauslässe (4) ein mit dem Zentralrohr (1) verbundener Strahlungsschirm (5) vorhanden ist,
– wobei konzentrisch zum Zentralrohr (1) beabstandet und dieses äußerlich umfassend ein die Länge des Zentralrohres (1) überragendes Mantelrohr (8) aufweist, das so ausgebildet ist, dass
es konzentrisch zum Zentralrohr (1) als eine geschlossene...

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterschubverbrennungsanlage zur Verbrennung von brennbaren kleinstückigen Stoffen als Brennstoff zum Zweck der Gewinnung von Heizenergie.
Unterschubverbrennungsanlagen sind bekannt. Als Brennstoffe kommen hier zunehmend solche Brennstoffe zum Einsatz, die aus unterschiedlichen brennbaren Stoffen als Energieträger unterschiedlichen Heizwertes und unterschiedlicher Zündtemperatur bestehen. Diese Energieträger können Sägespäne, Holzhackschnitzel und Pellets sein. Ebenso werden durch Müll anfallende Komponenten als Energieträger eingesetzt. Es sind jedoch ebenso Sonderausbildungen üblich, die die spezifischen Eigenschaften dieser Basisbrennstoffe wie Heizwert sowie Wassergehalt und dergleichen Eigenschaften berücksichtigen. Diese spezifischen Eigenschaften drücken sich beispielhaft im schwierig zu beherrschenden Schlackeanfall aus, da Temperaturen entstehen, bei denen Energieträger schmelzen, sodass eine spezifische Ausbildung der Brennkammer und deren Elemente erforderlich ist. Nicht zuletzt sind es Fragen schwankender Heizwerte, die die Verbrennung entscheidend beeinflussen.
In der WO 2005/061959 A1 wird eine Mittelluftdüse beschrieben, die in Form zweier kegelähnlicher Körper ausgeführt ist. Beide Körper sind mit ihren Grundflächen miteinander verbunden, wobei üblicherweise die Mittellängsachse des aus kegelähnlichen Körpern zusammengesetzten Doppelkör pers eine Verlängerung der durch den Brennteller der Unterschubverbrennungsanlage verlaufenden Mittelsenkrechten darstellt. Statt kegelförmig kann wenigstens einer der beiden Körper tropfenförmig ausgeführt sein, wobei der untere Teil des tropfenförmigen Körpers die Mittelluftzuführung von oben her zum Brennteller ermöglichend ausgebildet ist. Ebenso kann der obere Teil dieser Mittelluftdüse eine Luftzuführung nach oben und nach der Seite hin ermöglichend ausgebildet sein. Hier erfolgt die Zuführung der Verbrennungsluft unter Hinweis auf eine optimale Verbrennung nicht optimal und die Pyrolysetemperatur wird nicht zuverlässig erreicht. Problematisch ist die thermische Belastung der Düse und, daraus resultierend, der Prozess ihrer Herstellung. Obwohl eine leichte Erwärmung der Sekundärluft festzustellen ist, gerät sie mit ihrer Zuführungstemperatur nicht in einen verbrennungstechnisch relevanten Bereich und Energie geht verloren.
Nach der DE 35 38 511 A1 werden durch die Höhenverstellung des Brennstoffkanals optimale Verbrennungsbedingungen herbeigeführt, indem durch diese Verstellbarkeit die Höhe des Feuerbettes und der Strömungswiderstand der Verbrennungsluft beeinflusst werden sollen. Der Brennprozess wird durch eine Veränderung der Geschwindigkeit der Brennstoffzuführung sowie der Veränderung der Länge des vertikalen Brennstoffkanals gesteuert. Auf Grund der Ausbildung einer ringförmigen Zuführung der Verbrennungsluft verbleibt im Zentrum der Feuermulde ein Bereich, in dem die Verbrennung bezogen auf den vollen Querschnitt zeitlich differenziert erfolgt und Unregelmässigkeiten im Verbrennungsprozess nicht auszuschließen sind.
Eine häufig anzutreffende Lösung einer Unterschubverbrennungsanlage wird in AT 398 826 B beschrieben. Hier wird Primärluft mit niedriger Temperatur zugeführt, um die Temperaturen des Verbrennungsprozesses niedrig zu halten. Eine den Schacht für die Brennstoffzuführung verdeckende Glocke behindert die Verbrennung erheblich und führt zu einer Temperaturabsenkung im Verbrennungsprozess. Ein Rost ist nicht vorhanden. Ein Aufheizen des Brennstoffstromes bis zur Pyrolysetemperatur ist nicht erkennbar. Das schränkt das Anwendungsgebiet der Unterschubverbrennungsanlage ein, da eine niedrige Verbrennungstemperatur zwangsläufig eine unvollkommene Verbrennung nach sich zieht.
In der gemäß der US 47 82 765 A vorgeschlagenen Lösung einer Unterschubverbrennungsanlage wird der Brennstoffstrom zunächst gleichmäßig um ein Mittelrohr in einem Schacht verteilt. Über das Mittelrohr wird normaltemperierte Luft horizontal in den Brennstoff eingeblasen, die die Verbrennung fördert. Sowohl anfallende Asche als auch Schlacke werden ausschließlich durch den nachquellenden vertikal aufsteigenden Brennstoff und die entstehenden Rauchgase nach oben gefördert und fallen infolge der Schwerkraft und horizontal ausgeblasener Luft dann seitlich herab. Damit ist eine effiziente Verbrennung in der Regel nicht gegeben.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Unterschubverbrennungsanlage für Festbrennstoffe so zu verbessern, dass über eine Mittelluftdüse eine Verbrennung von unterschiedlichen Qualitäten kleinstückiger Brennstoffe, vorzugsweise Pellets, bei Sicherung der Pyrolysetemperatur erfolgen kann und ein vollständiges Ausbrennen des Festbrennstoffes gewährleistbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Da zu wird die Mittelluftdüse so ausgebildet, dass diese zunächst ein oben und unten geschlossenes Zentralrohr aufweist, das an seinem unteren Ende als Abschluss eine Düse aus einem thermisch hochfesten Material für den Austritt der als Primärluft dienenden Mittelluft aufweist. Die Beaufschlagung der Mittelluftdüse mit Luft erfolgt von oben. Deshalb weist die Mittelluftdüse am oberen Ende des Zentralrohres einen Lufteinlass auf.
Die Mittelluftdüse kann hinsichtlich ihrer Höhe, wie üblich und bekannt, verstellbar ausgeführt sein.
Eine Vorzugsvariante sieht vor, dass der Lufteinlass von oben her mehrfach geteilt ist entsprechend der vorhandenen Anzahl von Luftzuführungsrohren, sodass die Luftzuführungsrohre bei entsprechender Bemessung gleichzeitig als Tragelement für die Mittelluftdüse wirken können.
Das im Wesentlichen zylindrisch ausgeführte Zentralrohr der Mittelluftdüse weist für den Austritt der Sekundärluft seitliche Luftauslässe auf, die als Bohrungen, senkrechte Schlitze und dergleichen Ausnehmungen ausgeführt sein können.
Als weitere Vorzugsvariante wird vorgeschlagen, zum Zentralrohr konzentrisch und in dessen Innerem ein Innenmantelrohr auszubilden, das Aussparungen dergestalt aufweist, dass bei dessen Verdrehen im Zentralrohr eine Veränderung des freien Querschnitts der seitlichen Lufteinlässe auftritt. Damit kann über das Anpassen des freien Querschnitts der Luftauslässe in Abhängigkeit von den technologischen Einflussfaktoren die Steuerung des Verhältnisses Menge Sekundärluft zu Menge Primärluft eine optimale Verbrennung erreicht werden. Die Verstellung ist beispielhaft möglich, indem das Zentralrohr in der Horizontalen auf einem Teil seines Umfanges einen Längsschlitz aufweist, in dem ein mit dem Innenrohr verbundener Stift geführt ist.
Ebenso können die Luftauslässe mindestens partiell so ausgebildet sein, dass diese mit ihrem äußeren Abschluss vom Zentralrohr nach außen tangential wegführend hohlprofilartig ausgeführt sind. Damit wird eine intensive Durchmischung der Sekundärluft im Brennraum erzeugt.
Die Vorzugsvariante sieht die Verwendung von einem Rohr vor.
Des Weiteren weist das Zentralrohr oberhalb des Auslasses der Düse und unterhalb der Luftauslässe einen Strahlungsschirm in Form einer kreisringförmigen Scheibe auf, die bei der sich einstellenden Turbulenz im Brennraum als Strahlungsschirm wirkt und ein direktes Abströmen der Sekundärluft nach unten zur Düse behindert.
Der Innendurchmesser der kreisringförmigen Scheibe ist zweckmäßigerweise dem äußeren Durchmesser des Körpers der Düse angepasst, sodass diese kreisringförmige Scheibe zusätzlich als Hitzeschild gegenüber dem Zentralrohr wirkt.
Konzentrisch zum Zentralrohr und dessen Länge überragend ist beabstandet zu diesem ein Mantelrohr ausgebildet, das seitlich eine geschlossene Fläche aufweist, oben und unten dagegen einen freien Querschnitt aufweist. Hinsichtlich seiner Länge ist dieses so bemessen, dass oben und unten im Verhältnis zu den umgebenden Bauteilen ein hinreichend freier Spalt vorhanden ist, über den die Luft in einen weiteren, nach außen dahinterliegenden Entspannungsraum, der die Funktion eines Rauchzuges hat, übertreten kann. Damit ist eine seitliche Abschirmung vorhanden und die Luft kann nur in der Senkrechten um die Mittelluftdüse zirkulieren. Damit bildet sich um die Mittelluftdüse, also im eigentlichen Brennraum, eine Zone hoher Temperatur, die auch als heiße Brennkammer bezeichnet werden kann, und es stellt sich automatisch eine Zirkulation ein.
Der äußere Durchmesser der als Strahlungsschirm wirkenden kreisringförmigen Scheibe ist experimentell zu bestimmen, wobei diese etwa die Hälfte des freien Querschnittes des kreisringförmigen Raumes zwischen Mittelluftdüse und Mantelrohr schließen sollte.
Wiederum beabstandet zum Mantelrohr und dieses äußerlich umfassend ist ein vorzugsweise doppelwandiger Wärmetauscher ausgebildet, der von heißen Rauchgasen durchströmt wird, bevor diese die Unterschubverbrennungsanlage verlassen. Dieser Wärmetauscher dient der Gewinnung der Heizenergie. Vorteilhafterweise ist der Wärmetauscher bekanntermaßen als kreisringförmiges Doppelmantelrohr mit vertikal wirkenden, in den kreisringförmigen Raum integrierten Heizkanälen ausgeführt. Der freie Durchmesser des Innenrohres des Doppelmantelrohres des Wärmetauschers ist grösser ausgeführt als der äussere Durchmesser des Mantelrohres. Des Weiteren ist dieses Innenrohr nach oben hin geschlossen ausgeführt, sodass der Wärmetauscher das Mantelrohr ebenso wie die in dessen Innerem befindlichen Einbauten glockenartig umfasst. Damit entsteht eine wechselnd gerichtete Zwangsführung für das Abgas. Ebenso wird im Zusammenhang mit der sich in der Brennkammer einstellenden Strömung ein Wärmeverlust aus der Brennkammer reduziert.
Um das Brennstoffbett ist ein üblicher Ascherost ausgebildet. Diesen umfassend und in seinem äußeren Umfang ergänzend ist ein drehfähiger Kreisringkörper vorhanden. Dieser weist an seinem inneren Rand und den Ascherost beim Drehen bestreichend und liegenbleibende Partikel auf den Kreisringkörper verschiebend einen feststehenden Abräumer auf, sodass bei einem Wechsel der Güte des Brennstoffes eventuell doch anfallende Asche aus der Nähe des Brennstoffbettes abgeräumt wird und ausglühen kann. Der Kreisringkörper, unter Hinweis auf seine Funktion auch als Ausglühring bezeichenbar, wird des weiteren an einem weiteren, am umgebenden Gehäuse fest positionierten Abstreifer vorbeigeführt, der auf dem Kreisringkörper befindliche ausgeglühte Partikel in den Aschebehälter abweist.
Abstreifer und Abräumer sind mit ihrer Arbeitsfläche entgegen der Drehrichtung jeweils so geneigt, dass die Resultierende aus den einwirkenden Kräften für einen radialen Abtransport der liegengebliebenen Partikel sorgt.
Es hat sich gezeigt, dass dieses Ausführungsdetail beim Wechsel auf Brennstoffe geringer Dichte und mit niedrigem Ascheschmelzpunkt von hoher funktioneller Bedeutung ist.
Um einen Verzug des Ausglühringes zu vermeiden, kann dieser mehrfach regelmässig radial geteilt sein. Nach Erfahrungen ist eine Teilung aller 120 Winkelgrad ausreichend. Die Drehbewegung des als Ausglühring wirkenden Kreisringkörpers wird über einen seitlich gelagerten, vorzugsweise als Schneckenantrieb ausgeführten und am äußeren Umfang des Ausglühringes angreifenden Antrieb realisiert.
Um den Brennstoffstrom vom für diesen vorhandenen Lagerbereich abzugrenzen und trotzdem kontinuierlich die Brennstoffzufuhr zu ermöglichen, ist im Zuführkanal des Brennstoffes eine Einrichtung im Sinne einer Zellradschleuse als Kugelventil größerer Dimension ausgebildet. Die Kugel ist in einem sie völlig umfassenden Gehäuse mit sich gegenüberliegendem Ein- und Auslass angeordnet und weist zunächst mittig eine übliche Aussparung auf, die abweichend von der üblichen Gestaltung eines Kugelhahnes ebenfalls mittig durch einen querliegenden geschlossenen Boden in zwei identische getrennte Räume aufgeteilt ist und, technologisch bedingt, senkrecht angeordnet sein muss. Im Weiteren ist diese Einrichtung Kugelbecherschleuse genannt. Die Kugel ist quer zur senkrechten Achse der Aussparung drehfähig im Gehäuse gelagert. Des weiteren ist ein motorischer Antrieb ausgebildet, der die Kugel ständig in Drehung hält, wobei die Drehzahl in Abhängigkeit von Brenngeschwindigkeit sowie dem Brennstoffverbrauch gewählt wird.
Diese Steuerung kann ebenfalls auf der Grundlage stöchiometrischer Messungen im Abgas automatisiert sein.
Kugeldurchmesser, Durchmesser der Aussparung und Durchmesser des Auslasses sind so aufeinander abgestimmt, dass bei senkrechter Anordnung der Kugelbecherschleuse und horizontaler Lage der Aussparung in der Kugel der Auslass abgesperrt ist. So muss bei Identität des Durchmessers des Auslasses für den Brennstoff und des Durchmessers der senkrechten Aussparung dieser Durchmesser der senkrechten Aussparung in der Kugel kleiner sein als die Hälfte des Durchmessers der Kugel. Die Dichtungswirkung der Kugel in dem sie umgebenden Gehäuse ist um so grösser, je kleiner der Durchmesser des Auslasses im Verhältnis zum Durchmesser der senkrechten Aussparung in der Kugel ist.
Ist der Querschnitt des Auslasses für den Brennstoff im Verhältnis zum Kugeldurchmesser richtig gewählt, ist dieser gegenüber dem Brennraum ständig abgeschlossen. Während der obere zunächst leere Raum von oben her auf Grund der senkrechten Positionierung durch die Schwerkraft ständig gefüllt wird, entleert sich der nunmehr untere vorher gefüllte. Die Kugel dreht sich weiter und der Prozess beginnt von neuem, sodass kontinuierlich eine ständige Brennstoffzufuhr bei ständiger Trennung des Brennstoffstromes gegeben ist. Selbstverständlich kann die Zellradschleuse ebenfalls anders ausgeführt sein, wenn sie nur die Brennstoffzufuhr abschließt.
Es hat sich gezeigt, dass durch die Gestaltung des Raumes um die Mittelluftdüse eine Strahlungsabschirmung erreicht wird. Dadurch wird die Vergasung des Brennstoffes bei im Verhältnis zu anderen Lösungen niedrigeren Tempera turen erreicht. Die höheren Temperaturen, bei denen eher eine Verbrennung stattfindet und ein optimales Ausbrennen der Brenngase erreicht wird, vollziehen sich oberhalb der Strahlungsabschirmung.
Alle Teile um den und im Brennraum sind aus hinreichend hochwarmfesten Materialien gefertigt wird, indem Sichromal, Titan, Keramik oder dergleichen hochwarmfeste Materialien verwendet worden sind.
Die vorgeschlagene Konstruktion ermöglicht, unterschiedliche Pellet- und Granulatarten, sortiert oder in der Mischung, optimal zu verbrennen. Auch regional unterschiedliche Qualitäten nichtfossiler kleinstückiger Brennstoffe, auch Abfallstoffe, gehören dazu. Damit ist die erfindungsgemässe Lösung vorteilhaft einsetzbar.
Die Lösung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt
1 den Querschnitt durch die erfindungsgemäß relevanten Einbauten einer prinzipiell erfindungsgemäß gestalteten Unterschubverbrennungsanlage,
2 den Schnitt X-X' gemäss 1 sowie
3 den Schnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete und in der Brennstoffzuführung ausgebildete Kugelbecherschleuse, bei deren Darstellung auf den Antrieb verzichtet wurde.
In einer Unterschubverbrennungsanlage mit Mittelluftdüse ist ein den Grundkörper einer Mittelluftdüse bildendes Zentralrohr 1 vorhanden. Dieses ist oben und unten geschlossen, weist jedoch an seinem unteren Ende als Abschluss eine Mittelluftdüse bzw. Düse 2 aus einem thermisch hochfesten Material für den Austritt der Mittel in das Brennstoffbett 6 hinein auf. Die Beaufschlagung der Mittelluftdüse mit Luft erfolgt von oben. Deshalb besitzt das Zentralrohr 1 am oberen Ende einen Lufteinlass 3.
Auf dem äußeren Umfang des Zentralrohres 1 sind für den Austritt der Sekundärluft in den Brennraum 7 seitliche Luftauslässe 4 vorhanden, die zum Teil als senkrechte Schlitze ausgeführt sind. Ein weiterer Teil der Luftauslässe 4 weist Bohrungen auf, auf die aus Rohren gefertigte nach außen tangential wegführend hohlprofilartig ausgeführt Ableitungen aufgesetzt sind. Infolgedessen entsteht eine intensive Durchmischung der Sekundärluft im Brennraum 7.
Oberhalb des Auslasses der Düse 2 und unterhalb der Luftauslässe 4 ist ein Strahlungsschirm 5 in Form einer Scheibe ausgebildet. Dieser behindert ein direktes Abströmen der Sekundärluft nach unten zur Düse 2 hin.
Konzentrisch zum Zentralrohr 1 und dazu beabstandet ist ein Mantelrohr 8 vorhanden, das seitlich eine geschlossene Fläche aufweist, oben und unten dagegen einen freien Querschnitt besitzt. Dessen Länge ist so bemessen, dass sowohl unten als auch oben ein Luftwechsel in einen weiteren dahinterliegenden Entspannungsraum 14 oder aus diesem heraus erfolgen kann. Durch diese Ausbildung ist eine seitliche Abschirmung vorhanden, und die Luft kann nur in der Senkrechten um die Mittelluftdüse zirkulieren. Damit bildet sich um die Mittelluftdüse, also im eigentlichen Brennraum 7, eine Zone hoher Temperatur, und es stellt sich automatisch eine Zirkulation ein, wie in 1 dargestellt.
Wiederum beabstandet zum Mantelrohr 8 und dieses äußerlich und oben umfassend ist ein Wärmetauscher 9 für die Gewinnung der Heizenergie vorhan den, der von den heißen Rauchgasen durchströmt wird, bevor diese die Unterschubverbrennungsanlage verlassen. Damit wird im Zusammenhang mit der sich im Brennraum 7 einstellenden Strömung ein weiteres Aufheizen der Brennkammer erzielt.
Um das Brennstoffbett 6 ist ein üblicher Ascherost 18 ausgebildet. Diesen umfassend und in seinem Umfang ergänzend ist ein drehfähiger Kreisringkörper 19 angeordnet. Dieser weist an seinem inneren Rand und den Ascherost 18 beim Drehen bestreichend und liegenbleibende Partikel auf den Kreisringkörper 19 verschiebend einen Abräumen 20 auf, sodass bei einem Wechsel der Güte des Brennstoffes eventuell doch anfallende Asche aus der Nähe des Brennstoffbetts 6 abgeräumt wird und ausglühen kann. Der Kreisringkörper 19 hat für die liegengebliebenen Aschepartikel die Funktion eines Ausglühringes. Dieser wird des weiteren an einem weiteren, am umgebenden Gehäuse fest positionierten Abstreifer 21 vorbeigeführt, der auf dem Kreisringkörper 19 befindliche ausgeglühte Partikel in den nicht dargestellten Aschebehälter abweist.
In Seitenlage zu dem als Ausglühring wirkenden Kreisringkörper 19 ist ein Antrieb 22 vorhanden, um die erwünschte Drehbewegung desselben zu initiieren. Dieser Antrieb 22 ist unter Hinweis auf die mögliche Verschmutzung als Schneckenantrieb ausgeführt.
Der Brennstoff wird über eine Förderschnecke 10 dem Brennstoffbett 6 zugeführt. Ebenso wird über die Leitung 17 Primärluft zugeführt. Damit über den Brennstoffstrom nicht etwa Flammen auf die Zuführung und das Aufgabelager übergreifen können, ist in einem vertikal verlaufenden Teil des im weiteren nicht dargestellten Zuführkanals des Brennstoffes eine vertikal angeordnete Kugelbecherschleuse vorhanden.
Der zuzuführende und den Brennkegel speisende Volumenstrom wird hier kontinuierlich unterbrochen, indem er einer in einem Gehäuse 12 befindlichen Kugel 13 aufgegeben wird, die einen beispielhaft zylindrisch ausgebildeten Innenraum aufweist, der durch einen Boden 11 in zwei Hälften geteilt ist.
Die Kugel 13 ist in dem sie umfassenden Gehäuse 12 mit sich gegenüberliegendem Einlass 15 und Auslass 16 angeordnet. Quer zur senkrechten Achse der Aussparung ist die Kugel 13 drehfähig im Gehäuse 12 gelagert. Des weiteren ist ein nichtdargestellter motorischer Antrieb ausgebildet, der die Kugel 13 ständig in Drehung hält, wobei die Drehzahl in Abhängigkeit vom Brennstoffverbrauch gewählt wird. Obwohl auf diese Art und Weise ständig Brennstoff zugeführt wird, ist der Zuführungskanal gegenüber dem Verbrennungsraum ständig abgeschlossen.
Während der obere zunächst leere Teil der Kugel 13 durch das Schwergewicht des Brennstoffes von oben her gefüllt wird, entleert sich der nunmehr untere vorher gefüllte. Die Kugel 13 dreht sich weiter und der Prozess beginnt von neuem, sodass kontinuierlich eine ständige Brennstoffzufuhr gegeben ist.

1: Zentralrohr
2: Düse Mittelluftdüse
3: Lufteinlass
4: Luftauslass
5: Strahlungsschirm
6: Brennstoffbett
7: Brennraum
8: Mantelrohr
9: Wärmetauscher
10: Förderschnecke
11: Boden
12: Gehäuse
13: Kugel
14: Entspannungsraum
15: Einlass
16: Auslass
17: Leitung
18: Ascherost
19: Kreisringkörper
20: Abräumer
21: Abstreifer
22: Antrieb

Claims

Unterschubverhrennungsanlage zur Verbrennung von brennbaren kleinstückigen Stoffen als Brennstoff zum Zweck der Gewinnung von Heizenergie, die ein Brennstoffbett (6) und eine bis in das Brennstoffbett (6) hinein reichende Mittelluftdüse (2) sowie eine darunter befindliche Brennstoffzuführung über eine Förderschnecke (10) aufweist, wobei – zur Zuführung der zur Verbrennung benötigten Luft ein Zentralrohr (1) mit zum Austritt von Sekundärluft seitlichen Luftauslässen (4) vorgesehen ist, wobei die an einem unteren geschlossenen Ende des Zentralrohres (1) in den Brennstoff hineinreichende Mittelluftdüse (2) für den Austritt von Mittelluft ausgebildet ist, – wobei oberhalb der Mittelluftdüse (2) und unterhalb der Luftauslässe (4) ein mit dem Zentralrohr (1) verbundener Strahlungsschirm (5) vorhanden ist, – wobei konzentrisch zum Zentralrohr (1) beabstandet und dieses äußerlich umfassend ein die Länge des Zentralrohres (1) überragendes Mantelrohr (8) aufweist, das so ausgebildet ist, dass es konzentrisch zum Zentralrohr (1) als eine geschlossene Fläche unten und oben einen freien Querschnitt als Spalt aufweist, so dass unten und oben eine Zirkulation in und aus einem außen liegenden Entspannungsraum (14) möglich ist, – wobei beabstandet zum Mantelrohr (8) und ein dieses äußerlich umfassendes Doppelmantelrohr als Wärmetauscher (9) mit vertikal wirkenden und integrierten Heizkanälen ausgebildet ist, der von heißen Rauchgasen durchströmt ist, die die Unterschubverbrennungsanlage verlassen.
Unterschubverbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – zum Zentralrohr (1) konzentrisch und in dessen Innerem innen anliegend ein Innenmantelrohr ausgebildet ist, das Aussparungen dergestalt aufweist, dass bei dessen Verdrehen im Zentralrohr (1) eine Veränderung des freien Querschnitts der seitlichen Luftauslässe (4) auftritt.
Unterschubverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der Strahlungsschirm (5) die Form einer Scheibe aufweist.
Unterschubverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens ein Teil der Luftauslässe (4) mit ihrem äusseren Abschluss vom Zentralrohr (1) nach außen tangential wegführend hohlprofilartig ausgebildet sind.
Unterschubverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass – das Zentralrohr (1) einen Lufteinlass (3) aufweist und der Lufteinlass (3) entsprechend der Anzahl vorhandener Luftzuführungsrohre geteilt ist und die Luftzuführungsrohre die Mittelluftdüse tragend ausgebildet sind.
Unterschubverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass – um einen Ascherost (18) und diesen in seiner äusseren Umfangsfläche ergänzend ein drehfähiger Kreisringkörper (19) ausgebildet ist, – dieser an seinem inneren Rand und den Ascherost (18) beim Drehen bestreichend und dort liegenbleibende Partikel zum Kreisringkörper (19) verschiebend einen feststehenden Abräumer (20) aufweist und – am umgebenden Gehäuse ein fest positionierter Abstreifer (21) angeordnet ist, der auf dem Kreisringkörper (19) befindliche ausgeglühte Partikel in den Aschebehälter abweisend ausgebildet ist.
Unterschubverbrennungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kreisringkörper (19) mehrfach regelmässig radial geteilt ausgeführt ist.
Unterschubverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kreisringkörper (19) an seinem äusseren Umfang angreifend einen eine Drehbewegung initiierenden Antrieb (22) aufweist.
Unterschubverbrennungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – der Antrieb (22) als Schneckenantrieb ausgeführt ist.
Unterschubverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem Zuführkanal des Brennstoffes ein als Kugelbecherschleuse ausgebildetes Kugelventil vorhanden ist, bei dem – eine Kugel (13) mittig eine senkrechte zylinderförmige Aussparung aufweist, – die Aussparung mittig über einen geschlossenen querliegenden Boden (11) zwei getrennte Räume aufweisend aufgeteilt ist, – die Kugel (13) quer zu ihrer senkrechten Achse der Aussparung in einem sie umfassenden Gehäuse (12) mit sich gegenüberliegendem Einlass (15) und Auslass (16) drehfähig gelagert ist, – der Auslass (16) im Gehäuse (12) so bemessen ist, dass dieser beim Drehen der Kugel (13) in die Querlage der Aussparung verschlossen ist und – ein die Kugel (13) in Drehung versetzender motorischer Antrieb ausgebildet ist.