DE102015105547B4 - Burning insert for tumble kilns and tumble kiln - Google Patents
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Abstract
Brenneinsatz für einen Sturzbrandofen, wobei der Sturzbrandofen (92) einen Brennstoffschacht (110) mit einem Rost (12) zur Aufnahme fester Brennstoffe, insbesondere Holzbrennstoffe, und eine darunter befindliche Brennkammer aufweist, in der die durch einen Primärluftkanal zugeführte Luft und Feuereintrag im Brennstoffschacht erzeugten Brenngase verbrennbar sind, welche Brennkammer eine Austrittsöffnung für die heißen Abgase aufweist, und wobei: – der Brenneinsatz einen Brenngas-Eintrittsbereich (14) aufweist, der unter dem Rost (12) des Brennstoffschachts (110) des Sturzbrandofens (92) angeordnet ist, – das Brenngas ausgehend von dem Rost (12) den Brenneinsatz von oben nach unten durchströmt und der Brenngas-Eintrittsbereich (14) untenseitig einen den Querschnitt verkleinernden Abschnitt (16) aufweist und sich an diesem Abschnitt (16) eine Wirbelkammer (18) anschließt, die eine nach außen gewölbte Seitenwand (20) und gegenüberliegend einen senkrechten Wandabschnitt (22) aufweist, der in einen gebogenen Wandabschnitt (36) übergeht, – der den Querschnitt verkleinernde Abschnitt (16) durch zwei aufeinander zu gewandte Flächen (24, 26) gebildet ist, deren untere Fläche (24) mit dem senkrechten Wandabschnitt (22) verbunden ist und Öffnungen (28) aufweist, die mit einem Sekundärluftkanal (30) über Zufuhrleitungen (32) verbunden und derart ausgerichtet sind, dass im Zusammenspiel mit der gewölbten Seitenwand (20) eine Zyklonbewegung der eingeführten Brenngase erzeugt wird und die Gase verbrennen, – sich unterhalb der Wirbelkammer (18) ein Austrittsbereich (34) für die Flammen und die Abgase der in der Wirbelkammer (18) verbrannten Brenngase anschließt, welcher ausgehend von der Wirbelkammer (18) einen sich vergrößernden Querschnitt aufweist und mit einem nach oben gerichteten Wärmetauscher des Sturzbrandofens (92) verbunden ist.A firing insert for a tumble kiln, the tumble kiln (92) having a fuel chute (110) with a grate (12) for receiving solid fuels, especially wood fuels, and a combustion chamber thereunder in which the air supplied through a primary air channel and fire entry into the fuel chute are produced Combustion gases are combustible, which combustion chamber has an outlet opening for the hot exhaust gases, and wherein: - the combustion insert has a fuel gas inlet region (14) which is arranged under the grate (12) of the fuel shaft (110) of the tumble kiln (92), the fuel gas from the grate (12) flows through the combustion insert from top to bottom and the fuel gas inlet region (14) at the bottom has a cross-section reducing section (16) and at this section (16) connects a vortex chamber (18) an outwardly curved side wall (20) and opposite a vertical wall section (22) has, which merges into a curved wall portion (36), - the cross-section reducing portion (16) by two mutually facing surfaces (24, 26) is formed, the lower surface (24) with the vertical wall portion (22) is connected and openings (28) connected to a secondary air channel (30) via supply lines (32) and oriented such that, in cooperation with the curved side wall (20), cyclonic movement of the introduced fuel gases is generated and the gases burn, - below the vortex chamber (18) adjoins an outlet region (34) for the flames and the exhaust gases of the combustion gases burned in the vortex chamber (18), which starting from the vortex chamber (18) has an enlarging cross section and with an upwardly directed heat exchanger of the tumble kiln ( 92) is connected.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenneinsatz für Sturzbrandöfen sowie einen Sturzbrandofen, wobei der Sturzbrandofen einen Brennstoffschacht mit einem Rost zur Aufnahme fester Brennstoffe und eine Brennkammer aufweist, in der die durch einen Primärluftkanal zugeführte Luft und Feuereintrag im Brennstoffschacht erzeugten Brenngase verbrennbar sind, wobei die Brennkammer eine Austrittsöffnung für die heißen Abgase aufweist.The present invention relates to a burning insert for tumble stoves and a tumble kiln, wherein the tumble kiln has a fuel shaft with a grate for receiving solid fuel and a combustion chamber in which the supplied by a primary air duct air and fire entry in the fuel shaft combustion gases are combustible, the combustion chamber a Has outlet for the hot exhaust gases.
Bei dem in
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Brenneinsatz für Sturzbrandofen sowie einen Sturzbrandofen anzugeben, wobei die Nachteile des Standes der Technik behoben werden und eine deutlich verbesserte Verbrennung im Hinblick auf Schadstoffe und Emissionen bereitstellt sowie eine verbesserte Führung der Brenngase erreicht wird.Object of the present invention is therefore to provide a burning insert for tumble kiln and a tumble kiln, the disadvantages of the prior art are eliminated and provides a significantly improved combustion in terms of pollutants and emissions and improved management of the fuel gases is achieved.
Die Aufgabe wird durch einen Einsatz mit den in Anspruch 1 angegebenen technischen Merkmalen und durch einen Sturzbrandofen mit den in Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen im Detail angegeben.The object is achieved by an insert with the technical features specified in claim 1 and by a tumble kiln with the features specified in claim 5. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims in detail.
Ein erfindungsgemäßer Brenneinsatz für einen Sturzbrandofen, wobei der Sturzbrandofen einen Brennstoffschacht mit einem Rost zur Aufnahme fester Brennstoffe, insbesondere Holzbrennstoffe, aufweist, weist ferner eine darunter befindliche Brennkammer auf, in der die durch einen Primärluftkanal zugeführte Luft und durch Feuereintrag im Brennstoffschacht erzeugten Brenngase verbrennbar sind, welche Brennkammer eine Austrittsöffnung für die heißen Abgase aufweist, und wobei:
- – der Brenneinsatz einen Brenngas-Eintrittsbereich aufweist, der unter dem Rost des Brennstoffschachts des Sturzbrandofens angeordnet ist,
- – das Brenngas ausgehend von dem Rost den Brenneinsatz von oben nach unten durchströmt und der Brenngas-Eintrittsbereich untenseitig einen den Querschnitt verkleinernden Abschnitt aufweist und sich an diesem Abschnitt eine Wirbelkammer anschließt, die eine nach außen gewölbte Seitenwand und gegenüberliegend einen senkrechten Wandabschnitt aufweist, der in einen gebogenen Wandabschnitt übergeht,
- – der den Querschnitt verkleinernde Abschnitt durch zwei aufeinander zu gewandte Flächen gebildet ist, deren untere Fläche mit dem senkrechten Wandabschnitt verbunden ist und Öffnungen aufweist, die mit einem Sekundärluftkanal über Zufuhrleitungen verbunden und derart ausgerichtet sind, dass im Zusammenspiel mit der gewölbten Seitenwand eine Zyklonbewegung der eingeführten Brenngase erzeugt wird und die Gase verbrennen,
- – sich unterhalb der Wirbelkammer ein Austrittsbereich für die Flammen und die Abgase der in der Wirbelkammer verbrannten Brenngase anschließt, der ausgehend von der Wirbelkammer einen sich vergrößernden Querschnitt aufweist und mit einem nach oben gerichteten Wärmetauscher des Sturzbrandofens verbunden ist.
- The firing insert has a fuel gas inlet region, which is arranged under the grate of the fuel shaft of the tumble-fire furnace,
- - The fuel gas from the grate flows through the combustion insert from top to bottom and the fuel gas inlet region has a cross-section reducing section bottom and connects to this section a vortex chamber having an outwardly curved side wall and opposite a vertical wall portion which in goes over a curved wall section,
- The portion reducing the cross-section is formed by two mutually facing surfaces, the lower surface of which is connected to the vertical wall portion and has openings which are connected to a secondary air duct via supply lines and aligned such that in conjunction with the curved side wall a cyclone movement of the introduced combustion gases is generated and the gases burn,
- - Below the vortex chamber, an exit region for the flames and the exhaust gases of the combustion gases burned in the vortex chamber followed, which starting from the vortex chamber has a magnifying cross-section and is connected to an upward heat exchanger of the tumble kiln.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Wirbelkammer ein Bestandteil der Düse (Brenngas-Eintrittsbereich mit dem querschnittverkleinernden Abschnitt). Dadurch wird auf kleinem Raum eine gut regelbare und emissionsarme Verbrennung gewährleistet. Der Einsatz kann daher auch für Zimmeröfen oder kleine Kessel verwendet werden. Zudem ergibt sich eine deutlich verbesserte Verbrennung als sie bei aus dem Stand der Technik bekannten Öfen oder Einsätzen erreicht wird. Bei dem erfindungsgemäßen Einsatz werden die Brenngase über den Rost und den Brenngas-Eintrittsbereich nach unten in die Wirbelkammer geleitet. Der Brenngas-Eintrittsbereich bewirkt über den querschnittverkleinernden Abschnitt eine Beschleunigung der eintretenden Brenngase. Die untere Fläche dieses Abschnitts mit den Öffnungen führt Sekundärluft aus einem Sekundärluftkanal über die Zufuhrleitungen (Venturidüsen) in die Wirbelkammer ein. Die Anordnung der Öffnungen unterhalb der durch die beiden Flächen im querschnittverkleinernden Abschnitt gebildeten Kante in der unteren Fläche unterstützt die Erzeugung der Zyklonbewegung. An der Kante werden die Brenngase in eine bestimmte Richtung umgelenkt. Die einströmende Luft aus der unteren Fläche unterstützt diese Bewegung. Die über den Sekundärluftkanal zugeführte Luft und die Brenngase werden an der gewölbten Seitenwand umgelenkt und an dem gegenüberliegenden gebogenen Wandabschnitt unterhalb des senkrechten Wandabschnitts ebenfalls wieder umgelenkt. Es erfolgt hierbei eine Durchmischung und ein Verbrennen der Brenngase, wobei die Abgase nach unten über den Austrittsbereich abgeführt werden. Auch die Flammen werden über den Austrittsbereich teilweise ausgegeben und erhitzen den Wärmetauscher. Die Zuführrohre (Venturidüsen) führen Frischluft in Abhängigkeit der Menge der eintretenden Brenngase über den Brenngas-Eintrittsbereich zu. Bei dem Brenneinsatz wird dadurch die Vermischung automatisch gesteuert. Ferner stellt sich im Bereich des gebogenen Wandabschnitts ein Unterdruckbereich ein, wodurch das Einströmen der Gase und die Durchmischung (Zyklonbewegung) unterstützt werden. Der Unterdruckbereich ergibt sich konstruktiv aus der Gestaltung des Brenneinsatzes. Der Unterdruckbereich ergibt sich hierbei durch den Querschnitt verkleinernden Abschnitt mit der Kante, die schräg zulaufenden Flächen, die gebogene Seitenwand, den senkrechten Wandabschnitt und den gebogenen Wandabschnitt.In the present invention, the swirl chamber is a part of the nozzle (fuel gas inlet portion with the cross-section reducing portion). This ensures well-controlled and low-emission combustion in a small space. The insert can therefore also be used for room ovens or small kettles. In addition, there is a significantly improved combustion than it is achieved in known from the prior art ovens or inserts. In the use according to the invention, the fuel gases are passed via the grate and the fuel gas inlet region down into the vortex chamber. The fuel gas inlet region causes an acceleration of the incoming fuel gases over the cross section reducing section. The lower surface of this section with the openings introduces secondary air from a secondary air channel via the supply lines (venturi nozzles) into the vortex chamber. The arrangement of the openings below the edge formed by the two surfaces in the cross-section reducing section in the lower surface supports the generation of the cyclone movement. At the edge of the fuel gases are deflected in a certain direction. The inflowing air from the lower surface supports this movement. The air supplied via the secondary air channel and the combustion gases are deflected at the curved side wall and likewise deflected again at the opposite curved wall section below the vertical wall section. In this case, there is a mixing and burning of the fuel gases, wherein the exhaust gases are discharged down over the outlet area. The flames are also partially discharged via the outlet area and heat the heat exchanger. The supply pipes (venturi nozzles) supply fresh air as a function of the amount of the incoming fuel gases via the fuel gas inlet region. In the burning insert thereby the mixing is controlled automatically. Furthermore, in the region of the curved wall section, a negative pressure region sets in, whereby the inflow of the gases and the mixing (cyclone movement) are supported. The negative pressure range results constructively from the design of the firing insert. The negative pressure range results here from the section reducing the cross-section with the edge, the inclined surfaces, the curved side wall, the vertical wall portion and the curved wall portion.
Das Gemisch aus Brenngas und Frischluft wird aufgrund der Rotation in der Wirbelkammer stark erhitzt, wodurch das Gemisch reaktionsfreudiger wird und auf kleinem Raum ausoxidiert. Dadurch ergibt sich eine schadstoff- und emissionsarme Verbrennung.The mixture of fuel gas and fresh air is heated due to the rotation in the vortex chamber, making the mixture more reactive and ausoxidiert in a small space. This results in low-emission and low-emission combustion.
Die Durchströmung der Brenngase und der zugeführten Luft ergibt sich auch durch den normalen Kaminzug von dem Rost über den Einsatz zum Austrittsbereich und einen angeschlossenen Kamin.The flow of the fuel gases and the air supplied is also due to the normal chimney draft from the grate on the insert to the exit area and a connected fireplace.
Aufgrund seiner einfachen Ausgestaltung kann der Einsatz anders als bekannte Einsätze aus dem Stand der Technik über seine gesamte Breite beispielsweise vorderseitig in einen Sturzbrandofen eingesetzt werden. Ferner weist der Einsatz geringe Abmaße auf, so dass der Einsatz auch für kleinere Sturzbrandöfen geeignet ist. Aufgrund seiner Ausgestaltung erreicht der erfindungsgemäße Brenneinsatz dennoch eine erheblich bessere Vermischung und Verbrennung von Brenngasen mit Frischluft gegenüber Brenneinsätzen aus dem Stand der Technik.Due to its simple design, the insert can be used differently than known inserts of the prior art over its entire width, for example, front side in a tumble kiln. Furthermore, the insert has small dimensions, so that the insert is also suitable for smaller lint kilns. Due to its design, the inventive fuel insert nevertheless achieves a significantly better mixing and combustion of fuel gases with fresh air compared to prior art fuel cartridges.
Der Brenngas-Eintrittsbereich kann einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Insbesondere weist der Einsatz in seinen Ebenen, ausgehend vom Rost bis zum Austrittsbereich, rechteckige Querschnitte auf.The fuel gas inlet region may have a rectangular cross section. In particular, the insert has rectangular cross-sections in its planes, starting from the grate to the exit region.
Der Brenngas-Eintrittsbereich kann parallel zu einer Sichtscheibe und/oder einer Füllraumtür im Sturzbrandofen angeordnet sein, wobei die Füllraumtür an einer Seite des Sturzbrandofens im Bereich des Brennstoffschachts und/oder die Sichtscheibe an einer Seite des Sturzbrandofens im Bereich der Brennkammer angeordnet sind. In weiteren Ausführungen ist es jedoch auch möglich, den Brenneinsatz so in der Brennkammer anzuordnen, dass der Brenngas-Eintrittsbereich orthogonal zur Sichtscheibe oder der Füllraumtür verläuft. Entsprechend kann auch nur der Brenngas-Eintrittsbereich orthogonal zur Sichtscheibe oder Füllraumtüre verlaufen, wobei die Anordnung der restlichen Komponenten des Brenneinsatzes den Ausführungen eines Brenneinsatzes entspricht, der im Wesentlichen parallel zur Sichtscheibe oder Füllraumtür angeordnet ist. Bspw. ist die Füllraumtür an einer Vorderseite des Sturzbrandofens im Bereich des Brennstoffschachts und/oder ist die Sichtscheibe an einer Vorderseite des Sturzbrandofens im Bereich der Brennkammer angeordnet. Die Füllraumtür und/oder die Sichtscheibe können auch an den Seitenwänden, der Rückseite oder an anderen Seitenwänden angeordnet sein.The fuel gas inlet region can be arranged parallel to a viewing window and / or a filling door in the tumble furnace, the filling door being arranged on one side of the tumble kiln in the region of the fuel shaft and / or the window on one side of the tumble kiln in the region of the combustion chamber. However, in further embodiments, it is also possible to arrange the burner insert in the combustion chamber such that the fuel gas inlet region extends orthogonally to the viewing window or the filling door. Accordingly, only the fuel gas inlet region can extend orthogonally to the viewing window or filling door, with the arrangement of the remaining components of the burning insert corresponding to the embodiments of a burning insert which is arranged substantially parallel to the viewing window or filling door. For example. is the Füllraumtür at a front of the tumble kiln in the region of the fuel shaft and / or the lens is arranged on a front side of the tumble fire in the combustion chamber. The filling door and / or the viewing window can also be arranged on the side walls, the back or on other side walls.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Brenneinsatz so in einen Sturzbrandofen eingesetzt, dass der Brenngas-Eintrittsbereich des Brenneinsatzes parallel zu einer Sichtscheibe und/oder einer Füllraumtür verläuft. Der Brenngas-Eintrittsbereich, der auch als Rost bezeichnet wird, wenn er zur Aufnahme fester Brennstoffe ausgebildet ist, ist daher querliegend im Sturzbrandofen angeordnet.In a preferred embodiment, the firing insert is inserted into a tumble kiln so that the fuel gas inlet region of the firing insert runs parallel to a viewing window and / or a filling door. The fuel gas inlet region, which is also referred to as rust, if it is designed to receive solid fuels, is therefore arranged transversely in the tumble kiln.
Der gebogene Wandabschnitt kann ebenfalls Öffnungen aufweisen, welche mit einem Rezirkulationskanal über Zufuhrleitungen verbunden sind oder direkt einmünden. Durch die Rotation der Brenngase werden über die Rezirkulationskanäle zum Teil Rauchgase der Verbrennung erneut zugeführt. Dadurch werden der Luftüberschuss und die Flammenkerntemperatur reduziert. Dies führt zum Einen zu einer Erhöhung des feuerungstechnischen Wirkungsgrades zum Anderen zu einer Reduzierung des Stickoxidanteils im Rauchgas.The curved wall section may also have openings which are connected to a recirculation channel via supply lines or open directly. Due to the rotation of the combustion gases, some of the combustion gases are recirculated via the recirculation channels. This reduces the excess air and the flame kernel temperature. On the one hand, this leads to an increase in the firing efficiency on the other to a reduction of the nitrogen oxide content in the flue gas.
Der Sekundärluftkanal und/oder der Rezirkulationskanal können parallel und beabstandet zu dem Brenneinsatz in horizontaler Richtung zu dem Brenneinsatz verlaufen. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Luftzufuhr über die Länge des Sekundärluftkanals und/oder des Rezirkulationskanals hinweg, da die Öffnungen horizontal in einer Ebene liegen. The secondary air channel and / or the recirculation channel may run parallel to and spaced from the firing insert in the horizontal direction to the firing insert. This ensures a uniform supply of air over the length of the secondary air channel and / or the recirculation channel, since the openings are horizontal in a plane.
Die Zufuhr von Brenngas kann steuerbar sein. Die Steuerung kann über eine Luftklappe erfolgen, wobei in Abhängigkeit der Stellung der Luftklappe das Brenngas durch den Kaminzug variabel den Brenneinsatz durchströmt.The supply of fuel gas may be controllable. The control can be done via an air damper, wherein depending on the position of the air damper, the fuel gas flows through the chimney train variable the combustion insert.
Der Rost kann einen sich mittig über die horizontale Längsachse des Brenngas-Eintrittsbereichs verlaufenden Metallstab aufweisen. Der Metallstab wird während des Betriebs des Sturzbrandofens erhitzt und gibt seine Hitze an die durch ihn strömenden Brenngase ab, wodurch die Brenngase vorgeheizt werden.The grate may have a metal rod extending centrally over the horizontal longitudinal axis of the fuel gas inlet region. The metal rod is heated during operation of the tumble kiln and gives off its heat to the fuel gases flowing through it, whereby the fuel gases are preheated.
Der Metallstab kann einen Durchmesser von 10 mm bis 30 mm aufweisen, wobei der Metallstab aus Edelstahl bestehen kann und insbesondere einen Durchmesser von im Wesentlichen 20 mm aufweist. Es hat sich gezeigt, dass in einer derartigen Ausführung ein optimales Vorheizen der Brenngase im Hinblick auf die in der Wirbelkammer stattfindende Verbrennung und eine Minimierung von Schadstoffen erreicht werden.The metal rod may have a diameter of 10 mm to 30 mm, wherein the metal rod may be made of stainless steel and in particular has a diameter of substantially 20 mm. It has been found that in such an embodiment, an optimal preheating of the fuel gases in view of the combustion taking place in the vortex chamber and minimizing pollutants are achieved.
Die Sekundärluft in dem Sekundärluftkanal kann vorheizbar sein, wobei hierzu der Sekundärluftkanal innerhalb des Brenneinsatzes verläuft, wobei der Feuerraum sich dem Austrittsbereich anschließt und/oder ein Teil des Austrittsbereichs ist und/oder die Sekundärluft kann über einen Boden des Brennstoffschachts vorheizbar sein.The secondary air in the secondary air duct may be preheatable, for which purpose the secondary air duct runs within the firing insert, wherein the firebox adjoins the exit region and / or is part of the exit region and / or the secondary air may be preheatable via a bottom of the fuel duct.
Die eingangs angegebene Aufgabe wird auch durch einen Sturzbrandofen mit einem Brenneinsatz der vorstehend angeführten Ausbildungen gelöst.The object specified above is also achieved by a tumble kiln with a burning insert of the above-mentioned embodiments.
In dem Boden oder entlang des Bodens des Brennstoffschachts kann mindestens ein erster Kanal verlaufen, über welchen die Sekundärluft dem Sekundärluftkanal der Brennkammer zuführbar ist und/oder in dem Boden oder entlang des Bodens des Brennstoffschachts kann mindestens ein zweiter Kanal verlaufen, über welchen mindestens ein Teil der Primärluft der Brennkammer zuführbar ist. Die Trennung der Primärluft und der Sekundärluft und damit das getrennte Vorheizen stellt sicher, dass die Sekundärluft nicht verunreinigt wird. Das Vorheizen der Sekundärluft und der Primärluft dient zur Erhöhung der Temperatur im Brenneinsatz für eine vollständige bzw. vollständigere und bessere Verbrennung der Brenngase.At least one first channel may run in the bottom or along the bottom of the fuel shaft, via which the secondary air can be fed to the secondary air channel of the combustion chamber and / or at least one second channel may extend in the bottom or along the bottom of the fuel shaft, via which at least one part the primary air of the combustion chamber can be fed. The separation of the primary air and the secondary air and thus the separate preheating ensures that the secondary air is not contaminated. The preheating of the secondary air and the primary air serves to increase the temperature in the firing insert for complete or better combustion of the combustion gases.
Die Wände und der Boden des Brenneinsatzes, der Brennkammer und/oder des Brennstoffschachts können aus einem Metall, Schamottsteinen, Keramiken, Sinterwerkstoffen und/oder Verbundwerkstoffen bestehen. Dadurch wird eine Speicherung der Wärme erreicht, was dazu dient, die Wärme an die Brenngase und die Frischluft abzugeben und die Wärme für weitere Einrichtungen zu nutzen.The walls and bottom of the firing insert, combustor and / or fuel stack may be made of a metal, firebricks, ceramics, sintered materials and / or composites. This achieves storage of the heat, which serves to deliver the heat to the fuel gases and the fresh air and to use the heat for other facilities.
Der mindestens eine zweite Kanal kann so angeordnet sein, dass die Primärluft zu der Sichtscheibe der Brennkammer geleitet wird. Die Primärluft strömt gegen die Sichtscheibe und trägt bspw. an der Sichtscheibe haftende Partikel ab. Hierdurch wird ein vorzeitiges Verschmutzen und auch ein Beschlagen der Sichtscheibe verhindert/verringert.The at least one second channel may be arranged so that the primary air is conducted to the window of the combustion chamber. The primary air flows against the viewing window and carries off, for example, adhering to the viewing window particles. As a result, premature fouling and fogging of the lens is prevented / reduced.
Der Brenneinsatz und/oder ein Feuerraum können von wasserführenden Wänden umgeben sein, wobei hierdurch ein Wärmetausch erfolgt. Das so erhitzte Wasser kann bspw. für eine direkte oder indirekte Warmwasserbereitstellung genutzt werden. Ferner können auch wasserführende Rohre in den Wänden oder im Feuerraum angeordnet sein, welche bspw. wendelförmige Verläufe aufweisen, um das durch die Rohre fließende Wasser möglichst lange dem Wärmeeintrag durch den Sturzbrandofen auszusetzen.The firing insert and / or a firebox may be surrounded by water-bearing walls, whereby a heat exchange takes place. The thus heated water can be used, for example, for a direct or indirect hot water supply. Furthermore, water-carrying pipes can also be arranged in the walls or in the firebox, which, for example, have helical courses in order to expose the water flowing through the pipes as long as possible to the heat input through the tumble kiln.
Die Zufuhr von Sekundärluft über den Sekundärluftkanal kann zusätzlich über eine Frischluftklappe steuerbar sein.The supply of secondary air via the secondary air duct can additionally be controlled via a fresh air flap.
Die Frischluftklappe kann mit einem Stellelement gekoppelt und/oder verbunden sein, über welches Stellelement die Menge der zugeführten Sekundärluft regelbar ist. Das Stellelement kann bspw. ein Handrad sein. Das Stellelement (z. B. Handrad) ist so angeordnet, dass dieses auch im Betrieb des Sturzbrandofens von außen von einer Bedienperson betätigt werden kann. Das Drehen des Handrades bewirkt dann über eine Gestänge oder eine mit dem Handrad und der Frischluftklappe gekoppelte Mechanik ein Verschwenken der Frischluftklappe. Hierüber kann die Menge der zugeführten Sekundärluft eingestellt und während dem Betrieb des Sturzbrandofens von einer Bedienperson verändert werden.The fresh air flap can be coupled to and / or connected to an actuating element, via which adjusting element the amount of the supplied secondary air can be regulated. The control element may, for example, be a handwheel. The adjusting element (eg handwheel) is arranged so that it can be actuated from the outside by an operator during operation of the tumble fire furnace. The rotation of the handwheel then causes via a linkage or coupled to the handwheel and the fresh air flap mechanism pivoting the fresh air damper. Hereby, the amount of secondary air supplied can be adjusted and changed during operation of the tumble kiln by an operator.
In den Brennstoffschacht zugeführte Primärluft (Verbrennungszuluft) kann über eine Regelklappe steuerbar sein. Analog zu der zugeführten Sekundärluft kann hierüber die Menge der in den Brennstoffschacht zugeführten Primärluft gesteuert werden. Dazu können ebenfalls Stellelemente vorgesehen sein.Primary air supplied to the fuel chute (combustion air supply) can be controlled via a control flap. Analogously to the supplied secondary air, the amount of primary air fed into the fuel slot can be controlled. For this purpose, adjusting elements can also be provided.
Die Frischluftklappe und/oder die Regelklappe können zusätzlich oder alternativ über eine Steuerung elektrisch oder mechanisch steuerbar sein. Eine Steuerung kann hierzu Eingabevorrichtungen aufweisen, die es einer Bedienperson ermöglichen, mittels der Steuerung die Stellung der Frischluftklappe und der Regelklappe vorzunehmen. Eine Änderung der Stellung kann auch per Hand durchgeführt werden.The fresh air flap and / or the control flap may additionally or alternatively be electrically or mechanically controllable via a controller. A controller may for this purpose have input devices that allow an operator to make the position of the fresh air flap and the control flap by means of the controller. A change of position can also be done by hand.
Die Regelklappe und/oder die Frischluftklappe können nach Maßgabe der Abgastemperatur, einer Fluidtemperatur eines mit dem Wärmetauscher gekoppelten Fluidspeichers und/oder des Restsauerstoffgehalts der Abgase steuerbar sein. Der Fluidspeicher ist bspw. ein Warmwasserkessel einer Heizungsanlage, die mit dem Sturzbrandofen gekoppelt. Die von dem Sturzbrandofen erzeugte Wärme wird über einen Sekundärkreis, in dem Wasser durch den Sturzbrandofen (wasserführende Wände, Rohre, Decken, Böden) geführt wird, zu einem weiteren Wärmetauscher geführt. Der Wärmetauscher heizt dann über die von dem Sekundärkreis bereitgestellte Wärme das Wasser in dem Warmwasserkessel. Um eine bestimmte Temperatur im Kessel aufrechtzuerhalten oder zu erreichen, steuert bspw. eine Steuerung die Stellung der Regelklappe und/oder der Frischluftklappe. Die Steuerung kann zusätzlich oder alternativ die Abgastemperatur und/oder den Restsauerstoffgehalt der Abgase über entsprechende Einrichtungen messen und die Stellung der Frischluftklappe und/oder der Regelklappe steuern.The control flap and / or the fresh air flap can be controllable in accordance with the exhaust gas temperature, a fluid temperature of a fluid reservoir coupled to the heat exchanger and / or the residual oxygen content of the exhaust gases. The fluid reservoir is, for example, a hot water boiler of a heating system, which is coupled to the tumble kiln. The heat generated by the tumble kiln is passed through a secondary circuit in which water is passed through the tumble kiln (water-bearing walls, pipes, ceilings, floors) to another heat exchanger. The heat exchanger then heats the water in the hot water boiler via the heat provided by the secondary circuit. In order to maintain or reach a certain temperature in the boiler, for example, a controller controls the position of the control flap and / or the fresh air flap. The controller may additionally or alternatively measure the exhaust gas temperature and / or the residual oxygen content of the exhaust gases via corresponding devices and control the position of the fresh air damper and / or the control damper.
Hierzu kann der Sturzbrandofen eine λ-Sonde zur Bestimmung des Restsauerstoffgehalts der Abgase aufweisen.For this purpose, the tumble kiln may have a λ-probe for determining the residual oxygen content of the exhaust gases.
Die Regelklappe und/oder die Frischluftklappe können dazu ausgebildet sein, in einem Notlaufbetrieb die Zufuhr von Frischluft in den Brennstoffschacht und/oder die Zufuhr von Sekundärluft in die Brennkammer automatisch zu unterbinden. Kommt es bspw. zu einem Stromausfall und eine für den Sturzbrandofen vorgesehene Steuerung ist nicht mehr in der Lage den Betrieb des Sturzbrandofens ordnungsgemäß sicherzustellen, nehmen die Regelklappe und/oder die Frischluftklappe eine Notstellung ein, welche Notstellung die Zufuhr von Frischluft oder Sekundärluft unterbindet. Dies kann mechanisch oder elektrisch erfolgen, wobei bei einem Ausbleiben von Steuerbefehlen von der Steuerung die Klappen in ihre Ausgangsstellung (Notstellung, geschlossen) zurückgehen, um bspw. ein Überhitzen des Sturzbrandofens zu verhindern.The control flap and / or the fresh air flap can be designed to automatically suppress the supply of fresh air into the fuel slot and / or the supply of secondary air into the combustion chamber in an emergency operation. If, for example, a power outage occurs and a controller provided for the lintel firebox is no longer able to properly ensure the operation of the lintel furnace, the control damper and / or the fresh air damper assume an emergency position, which emergency position prevents the supply of fresh air or secondary air. This can be done mechanically or electrically, with the absence of control commands from the controller, the flaps go back to their original position (emergency position, closed), for example, to prevent overheating of the tumble kiln.
Der Sturzbrandofen kann ferner ein Gebläse aufweisen, welches in dem Brennstoffschacht einen Überdruck oder in der Brennkammer einen Unterdruck erzeugt. Die Funktion des Brenneinsatzes kann hierdurch unterstützt werden, wobei die dem Brenneinsatz zugeführten Brenngase sowie die Sekundärluft stärker in den Brenneinsatz gezogen („Saugzug”) oder gedrückt werden.The tumble kiln may further comprise a fan which generates an overpressure in the fuel chute or a negative pressure in the combustion chamber. The function of the fuel insert can thereby be supported, wherein the fuel used to the combustion fuel gases and the secondary air drawn more strongly into the firing insert ("induced draft") or pressed.
Das Gebläse kann in Abhängigkeit der Stellung der Regelklappe und/oder der Frischluftklappe betreibbar sein. Eine Steuerung für den Sturzbrandofen kann hierbei das Gebläse abschalten, wenn die Regelklappe und/oder die Frischluftklappe geschlossen sind, um ein rasches Abkühlen zu verhindern. Ein rasches Abkühlen könnte ferner dazu führen, dass die Kesseltemperatur eines Warmwasserkessels einer mit dem Sturzbrandofen gekoppelten Heizungsanlage schnell absinkt. Ferner werden die Regelklappe und/oder die Frischluftklappe geschlossen, um die Zufuhr von Frischluft (Primärluft) und Sekundärluft zu unterbinden, damit durch den natürlichen Kaminzug ebenfalls kein Auskühlen auftritt (Restwärmeerfassung).The blower may be operable depending on the position of the control flap and / or the fresh air flap. A controller for the tumble oven can hereby switch off the fan when the damper and / or the fresh air damper are closed to prevent rapid cooling. A rapid cooling could also cause the boiler temperature of a hot water boiler of a coupled with the tumble kiln heating system drops rapidly. Furthermore, the control flap and / or the fresh air damper are closed to prevent the supply of fresh air (primary air) and secondary air, so also by the natural chimney draft also no cooling occurs (residual heat capture).
Der Sturzbrandofen kann zudem eine Steuerung aufweisen, welche die Stellung der Regelklappe, der Frischluftklappe und den Betrieb des Gebläses nach Maßgabe weiterer in einem Gebäude angeordneter Einrichtungen steuert. Die Steuerung ist dafür vorgesehen, die vorstehend angeführten Operationen und Betriebsweisen des Sturzbrandofens zu steuern, wobei zusätzlich eine Steuerung weiterer Geräte wie z. B. einer Gas- oder Ölheizung zu steuern. Die Steuerung kann auch in eine bestehende Steuerung einer Heizungsanlage integriert sein. Bspw. kann die Steuerung einen Betrieb des Sturzbrandofens in Niedrigenergiehäusern steuern, wobei eine kontrollierte Wohnraumlüftung und z. B. eine Steuerung eines Dunstabzugs (mit Außenluftanschluss) etc. erfolgt. Die Steuerung kann hierzu verschiedene Steuerungsein- und -ausgänge aufweisen, die zum Zu- und Abschalten weiterer Geräte (z. B. Brenner Öl-/Gasheizung) vorgesehen sind.The torrential furnace may also include a controller which controls the position of the butterfly damper, the fresh air damper, and the operation of the blower in accordance with further means disposed in a building. The control is intended to control the above-mentioned operations and operations of the torrential furnace, in addition, a control of other devices such. B. to control a gas or oil heating. The controller can also be integrated into an existing controller of a heating system. For example. For example, the controller may control operation of the tumble-fire furnace in low-energy homes, with controlled home ventilation and e.g. B. a control of a fume hood (with external air connection) etc. takes place. For this purpose, the control can have various control inputs and outputs, which are provided for switching on and off further devices (eg burner oil / gas heater).
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Brenneinsatz so in einen Sturzbrandofen eingesetzt, dass der Brenngas-Eintrittsbereich des Brenneinsatzes parallel zu der Sichtscheibe und/oder der Füllraumtür verläuft. Der Brenngas-Eintrittsbereich ist daher querliegend im Sturzbrandofen angeordnet. Insbesondere verläuft der Brenngas-Eintrittsbereich parallel zu einer Vorderseite des Sturzbrandofens.In a preferred embodiment, the firing insert is inserted into a tumble kiln so that the fuel gas inlet region of the firing insert runs parallel to the sight glass and / or the filling chamber door. The fuel gas inlet region is therefore arranged transversely in the tumble furnace. In particular, the fuel gas inlet region runs parallel to a front side of the tumble fire furnace.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.Further advantageous embodiments and features of the invention will become apparent from the following description of the figures of non-limiting embodiments to be understood.
In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows
Der Rost
Über den Rezirkulationskanal
In der Wirbelkammer
Vorzugsweise befindet sich unter dem Austrittsbereich
Die Wände
Zur Steuerung des Brenngasstroms
Die Frischluftklappe
Die Welle
Ein zweites Ende der Stange
Das zweite Ende der Stange
Wird das Handrad
Der Sturzbrandofen
In der unter dem Brennstoffschacht
In dem Boden
Die Steuerung der Menge der zugeführten Sekundärluft und die Menge der zugeführten Verbrennungsluft kann von einer Steuereinheit durchgeführt werden. Die Steuereinheit ist bspw. ein separates Steuermodul, welches Parameter der Verbrennung/Vergasung bzw. der entstehenden Abgase misst und die Stellung der Frischluftklappe
Die Innenwände und Böden des Sturzbrandofens
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Brenneinsatzburning application
- 1212
- Rostrust
- 1414
- Brenngas-EintrittsbereichFuel gas inlet area
- 1616
- Abschnittsection
- 1818
- Wirbelkammerswirl chamber
- 2020
- SeitenwandSide wall
- 2222
- Wandwall
- 2424
- Flächearea
- 2626
- Flächearea
- 2828
- Öffnungopening
- 3030
- SekundärluftkanalSecondary air duct
- 3232
- Zufuhrleitungsupply line
- 3434
- Austrittsbereichexit area
- 3636
- Wandabschnittwall section
- 3838
- Öffnungopening
- 4040
- Rezirkulationskanalrecirculation
- 4242
- Zufuhrleitungsupply line
- 4444
- Metallstabmetal rod
- 4646
- Wandwall
- 4848
- Wandwall
- 5050
- Wandwall
- 5252
- Öffnungopening
- 5454
- Öffnungopening
- 5656
- SekundärluftstromSecondary air flow
- 5858
- Rezirkulationsstromrecirculation
- 6060
- BrenngasstromFuel gas stream
- 6262
- Wirbelstromeddy current
- 6464
- Abgasstromexhaust gas flow
- 6666
- UnterdruckbereichUnder pressure range
- 6868
- FrischluftklappeFresh air flap
- 7070
- Handradhandwheel
- 7272
- Befestigungselementfastener
- 7474
- Federfeather
- 7676
- Wellewave
- 7878
- Gleitflächesliding surface
- 8080
- Begrenzungselementlimiting element
- 8282
- Anschlagattack
- 8484
- Stangepole
- 8686
- Stangepole
- 8888
- Befestigungselementfastener
- 9090
- Gehäusecasing
- 9292
- SturzbrandofenDownburn oven
- 9494
- SeitenwandSide wall
- 9696
- Oberseitetop
- 9898
- Vorderseitefront
- 100100
- FüllraumtürFüllraumtür
- 102102
- Brennkammertürcombustion chamber door
- 104104
- SichtscheibeWindow
- 106106
- SichtscheibeWindow
- 108108
- Bodenground
- 110110
- Brennstoffschachtfuel bay
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