DE102016124325A1

DE102016124325A1 - combustion system

Info

Publication number: DE102016124325A1
Application number: DE102016124325.6A
Authority: DE
Inventors: Karl Roth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2018-06-14

Abstract

Verbrennungssystem (1) zur Verbrennung von pflanzlichem Brenngut (2) zur Wärmegewinnung mit einem Heizkessel (3), welcher ein einen Feuerraum (4) umschließendes Gehäuse (5) umfasst, sowie mit einer mindestens teilweise im Heizkessel angeordneten Brennkammer (6), wobei in der Brennkammer ein Schneckenförderer (7) drehbar gelagert ist, welcher das Brenngut durch die Brennkammer hindurchfördert und verbranntes oder teilweise verbranntes Brenngut (8) an einem stromabwärts gelegenen Ende auswirft, wobei der Schneckenförderer eine Luftleitung (10) mit einem an einem stromaufwärts gelegenen Ende des Schneckenförderers angeordneten Lufteinlass (12) zum Einbringen von Luft (L) in die Luftleitung und einem am stromabwärts gelegenen Ende des Schneckenförderers befindlichen Luftauslass (14) umfasst, wobei am stromaufwärts gelegenen Ende (18) der Brennkammer ein Lufteinlass (25, 26) zum Einbringen von Luft in die Brennkammer vorgesehen ist.Combustion system (1) for combustion of vegetable fuel (2) for heat recovery with a boiler (3) comprising a housing (5) enclosing a combustion chamber (4) and with a combustion chamber (6) arranged at least partially in the boiler, wherein the combustor is rotatably supported by a screw conveyor (7) which conveys the stock through the combustor and ejects burned or partially burned stock (8) at a downstream end, the screw conveyor having an air duct (10) at one end of the upstream end A screw conveyor arranged air inlet (12) for introducing air (L) in the air line and located at the downstream end of the screw conveyor air outlet (14), wherein at the upstream end (18) of the combustion chamber, an air inlet (25, 26) for introducing is provided by air in the combustion chamber.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbrennungssystem zur Verbrennung von pflanzlichem Brenngut zur Wärmegewinnung mit einem Heizkessel, welcher ein einen Feuerraum umschließendes Gehäuse umfasst. Bei dem pflanzlichen Brenngut handelt es sich vorzugsweise um Biobrennstoffe wie Holzpellets, Hackschnitzel, Chinaschilf sowie sonstige zugelassene organische Brennstoffe.The present invention relates to a combustion system for burning vegetable fuel for heat recovery with a boiler comprising a housing enclosing a furnace. The vegetable fuel is preferably biofuels such as wood pellets, wood chips, miscanthus and other authorized organic fuels.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verbrennungssystemen zur Verbrennung von pflanzlichem Brenngut besteht häufig das Problem einer hohen Schadstoffemission durch Rauchgas und die darin enthaltenen Rußpartikel. Des Weiteren lassen die bekannten Verbrennungssysteme häufig bei der Energiegewinnungseffizienz beim Verbrennen des Brennguts zu wünschen übrig.In the known from the prior art combustion systems for the combustion of vegetable fuel often there is the problem of high pollutant emissions by flue gas and the soot particles contained therein. Furthermore, the known combustion systems often leave something to be desired in the energy recovery efficiency when burning the combustible.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbrennungssystem der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet.The present invention has for its object to provide a combustion system of the type mentioned above, which overcomes the disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verbrennungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.This object is achieved by a combustion system with the features of claim 1 and with a method having the features of claim 11.

Mit dem erfindungsgemäßen Verbrennungssystem findet eine Primärverbrennung am Anfang (stromaufwärts gelegenes Ende) der Brennkammer statt. Hier erfolgt zum einen die Initialzündung, um das Brenngut erstmals zu entzünden. Diese Primärverbrennung wird gefördert durch Luft, welche am stromaufwärts gelegenen Ende der Brennkammer in diese über einen Lufteinlass einbringbar ist. Durch den im Inneren der Brennkammer angeordneten Schneckenförderer wird das Brenngut, welches in der Regel durch eine im Bereich des stromaufwärts gelegenen Endes der Brennkammer positionierten und mit der Brennkammer in offener Verbindung stehende Einspeiseleitung in die Brennkammer eingebracht wird, nach und nach in Richtung des stromabwärts gelegenen Endes der Brennkammer transportiert. Durch die Primärverbrennung des Brenngutes und die Tatsache, dass die Brennkammer mindestens teilweise im Heizkessel angeordnet ist, kommt es zu einer Ausgasung und Teilverbrennung des Brenngutes.With the combustion system according to the invention, a primary combustion takes place at the beginning (upstream end) of the combustion chamber. Here, on the one hand, the initial ignition to ignite the kiln for the first time. This primary combustion is promoted by air, which at the upstream end of the combustion chamber in these via an air inlet can be introduced. By arranged in the interior of the combustion chamber screw conveyor, the kiln, which is usually introduced by a positioned in the region of the upstream end of the combustion chamber and the combustion chamber in open connection feed line into the combustion chamber, gradually towards the downstream End of the combustion chamber transported. Due to the primary combustion of the fuel and the fact that the combustion chamber is at least partially disposed in the boiler, there is an outgassing and partial combustion of the fuel.

Durch die Tatsache, dass der Schneckenförderer eine Luftleitung mit einem an einem stromaufwärts gelegenen Ende des Schneckenförderers angeordneten Lufteinlass und einem am stromabwärts gelegenen Ende befindlichen Luftauslass umfasst, kann Luft durch die Luftleitung des Schneckenförderers hindurch bis zum Ende des Schneckenförderers geleitet werden. Auf ihrem Weg vom stromaufwärts gelegenen Ende dieser Luftleitung zum stromabwärts gelegenen Ende wird diese Luft, die ja durch die Brennkammer hindurch geleitet wird, stark erhitzt. Diese Luft, die dann am stromabwärts gelegenen Ende der Brennkammer in diese einströmt, fördert eine Sekundärverbrennung des Brenngutes und des entstandenen Rauchgases. Hierdurch können Schadstoffe verbrannt und damit aus dem System entfernt werden. Zudem wird durch diese Sekundärverbrennung auch eine starke Effizienzsteigerung des gesamten Verbrennungssystems erreicht. Durch die Tatsache, dass die Brennkammer zumindest teilweise im Heizkessel angeordnet ist, kommt es auch durch die im Heizkessel, insbesondere im Feuerraum entstehende Hitze zu einer Erwärmung der Sekundärverbrennungsluft.Due to the fact that the screw conveyor comprises an air line with an air inlet located at an upstream end of the screw conveyor and an air outlet located at the downstream end, air can be passed through the air duct of the screw conveyor to the end of the screw conveyor. On their way from the upstream end of this air duct to the downstream end of this air, which is indeed passed through the combustion chamber, heated strongly. This air, which then flows into the downstream end of the combustion chamber in this, promotes a secondary combustion of the combustible material and the resulting flue gas. As a result, pollutants can be burned and thus removed from the system. In addition, this secondary combustion also achieves a considerable increase in the efficiency of the entire combustion system. Due to the fact that the combustion chamber is at least partially disposed in the boiler, heating of the secondary combustion air also occurs due to the heat generated in the boiler, in particular in the combustion chamber.

Mit Vorteil ist am stromaufwärts gelegenen Ende der Brennkammer eine Aussparung in der Wand der Brennkammer oder in einem Abschlusselement (z.B. Abschlussflansch) zum Einbringen einer Zündquelle, insbesondere von Heißluft oder eines Glühkörpers vorgesehen. Auf diese Art und Weise kann durch die genannte Aussparung das in der Brennkammer befindliche Brenngut schnell und einfach erstmals entzündet werden.Advantageously, there is provided at the upstream end of the combustion chamber a recess in the wall of the combustion chamber or in an end member (e.g., end flange) for introducing an ignition source, in particular hot air or an incandescent body. In this way, the firing material located in the combustion chamber can be ignited quickly and easily for the first time by means of said recess.

Die Brennkammer ist in der Regel im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, wobei sich vorzugsweise ein erster Abschnitt der Brennkammer innerhalb des Heizkessels und ein zweiter Abschnitt außerhalb des Heizkessels befinden. Der Vorteil einer Zylinderform besteht u.a. darin, dass ein möglichst kleiner Abstand zwischen dem Schneckenförderer und der Brennkammer über deren kompletten Umfang erreicht werden kann. Dadurch sind ein optimaler Transport des Brenngutes sowie auch eine gute Reinigung der Brennkammer beim Transport möglich. Durch die Anordnung eines zweiten Abschnitts der Brennkammer außerhalb des Heizkessels ist ein gutes Handling des Gesamtsystems, beispielsweise ein Einfüllen von Brenngut in die Brennkammer möglich. Zudem kann dadurch die Brennkammer größer gestaltet werden. An ihrem stromabwärts gelegenen Ende kann die Brennkammer sich verjüngend (z.B. konisch) ausgebildet sein, um eine Erhöhung der Geschwindigkeit der entstehenden Abgase zu erreichen.The combustion chamber is generally formed substantially cylindrical, wherein preferably a first portion of the combustion chamber are within the boiler and a second portion outside the boiler. The advantage of a cylindrical shape is u.a. in that the smallest possible distance between the screw conveyor and the combustion chamber can be achieved over its entire circumference. As a result, an optimal transport of the fuel as well as a good cleaning of the combustion chamber during transport are possible. By arranging a second section of the combustion chamber outside the boiler, a good handling of the entire system, for example, a filling of fuel into the combustion chamber is possible. In addition, thereby the combustion chamber can be made larger. At its downstream end, the combustion chamber may be tapered (e.g., conical) to increase the velocity of the exhaust gases produced.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbrennungssystems steht die Brennkammer an ihrem stromaufwärts gelegenen Ende mit einem Luftleitungstopf in offener Verbindung, wobei der Luftleitungstopf an seinem der Brennkammer abgewandten Ende einen Lufteinlass sowie einen Zündquelleneinlass und an seinem der Brennkammer zugewandten Ende einen Luftauslass sowie einen Zündquellenauslass aufweist, wobei der Lufteinlass und der Luftauslass vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet sind und wobei der Zündquelleneinlass und der Zündquellenauslass vorzugsweise sich gegenüberliegend angeordnet sind. Mit Hilfe eines derartigen Luftleitungstopfes kann die in den Topf eingeströmte Luft in diesem zunächst erwärmt werden, bevor sie weiter in die Brennkammer strömt. Eine Erwärmung der Luft im Luftleitungstopf wird durch versetzt angeordnete Lufteinlässe und Luftauslässe gefördert, da dann die Luft im Luftleitungstopf einen weiteren Weg zurücklegen muss als bei einer Ausführungsform, bei der Lufteinlass und Luftauslass direkt gegenüberliegend angeordnet sind. Das Innere des Luftleitungstopfes wird durch die im Bereich des stromaufwärts gelegenen Endes der Brennkammer stattfindende Primärverbrennung erwärmt.In a preferred embodiment of the combustion system according to the invention, the combustion chamber is in open communication with an air line pot at its upstream end, wherein the air line pot has an air inlet and an ignition source inlet at its end remote from the combustion chamber and an air outlet and an ignition source outlet at its end facing the combustion chamber. wherein the air inlet and the air outlet are preferably arranged offset from one another and wherein the Zündquelleneinlass and the Zündquellenauslass are preferably arranged opposite one another. With the help of such an air pipe pot the air flowed into the pot can be heated in this first, before it flows further into the combustion chamber. A heating of the air in the air line pot is promoted by staggered air inlets and air outlets, since then the air in the air line pot must travel a further way than in an embodiment in which the air inlet and air outlet are arranged directly opposite one another. The interior of the air conduit pot is heated by the primary combustion taking place in the region of the upstream end of the combustion chamber.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbrennungssystems ist im Heizkessel ein Wärmetauscher, insbesondere ein Rohrleitungssystem zum Hindurchleiten und Erwärmen der in den Schneckenförderer oder in die Brennkammer einzubringenden Luft angeordnet. Durch einen derartigen Wärmetauscher ist es möglich, dass die Luft für die Primärverbrennung sowie für die Sekundärverbrennung stark vorgewärmt wird. Dies erhöht die Effizienz sowohl der Primär- als auch der Sekundärverbrennung.In a preferred embodiment of the combustion system according to the invention, a heat exchanger, in particular a pipeline system for passing and heating the air to be introduced into the screw conveyor or into the combustion chamber, is arranged in the heating boiler. By such a heat exchanger, it is possible that the air is strongly preheated for the primary combustion and for the secondary combustion. This increases the efficiency of both primary and secondary combustion.

Mit Vorteil ist eine Leitung für die in den Schneckenförderer und die Brennkammer einzubringende Luft vorgesehen, welche sich vorzugsweise an den Wärmetauscher anschließt und mit diesem in offener Verbindung steht, wobei sich die Leitung in ihrem Verlauf in zwei Teilleitungen auftrennt, wobei eine erste Teilleitung mit dem Lufteinlass des Schneckenförderers gekoppelt ist und eine zweite Teilleitung mit dem Lufteinlass der Brennkammer gekoppelt ist, wobei die Teilströme in den Teilleitungen vorzugsweise steuerbar, insbesondere über Drosselklappen steuerbar sind. Durch eine Steuerung der Luftströme in den Teilleitungen ist es möglich, die Primär- sowie die Sekundärverbrennung optimal zu regulieren. Kommt es beispielsweise zu einer hohen Schadstoffbelastung, so kann der Luftstrom in der Luftleitung des Schneckenförderers (Sekundärverbrennungsluft) verstärkt werden. Durch das angesprochene Leitungssystem ist ein äußerst einfaches und effizientes Einbringen von Luft in das Verbrennungssystem möglich.Advantageously, a line for the introduced into the screw conveyor and the combustion chamber air is provided, which preferably connects to the heat exchanger and is in open communication with this, wherein the line separates in its course in two sub-lines, wherein a first sub-line with the Air inlet of the screw conveyor is coupled and a second sub-line is coupled to the air inlet of the combustion chamber, wherein the partial flows in the sub-lines are preferably controllable, in particular controllable via throttle valves. By controlling the air flows in the sub-pipes, it is possible to optimally regulate the primary and the secondary combustion. If, for example, there is a high level of pollution, the air flow in the air duct of the screw conveyor (secondary combustion air) can be increased. Due to the mentioned piping system an extremely simple and efficient introduction of air into the combustion system is possible.

Mit Vorteil weist der Schneckenförderer eine hohle Welle als Luftleitung auf, auf welcher eine spiralförmige Schnecke angeordnet ist. Durch eine derartige Konstruktion des Schneckenförderers ist eine optimale Luftleitung mit gleichzeitiger Brenngutförderung in der Brennkammer möglich.Advantageously, the screw conveyor on a hollow shaft as an air line, on which a helical worm is arranged. By such a construction of the screw conveyor optimum air line with simultaneous Brenngutförderung in the combustion chamber is possible.

Vorzugsweise ist im Bereich des stromabwärts gelegenen Endes des Schneckenförderers ein Luftleitungssystem, insbesondere ein Drallkörper oder eine Stauscheibe in der Luftleitung des Schneckenförderers angeordnet, welches insbesondere mittels eines Gestänges, wie z.B. einer Gewindestange axial verschiebbar ist. Die Verstellung des Luftleitungssystems erfolgt in der Regel von außen vor dem Heizkessel. Die Verstellbarkeit dieses Luftleitungssystems dient der Einstellung und Optimierung der Verbrennung. So sorgt ein Drallkörper für eine gute Durchmischung der Gase aus der primären Verbrennung und der Ausgasung mit der Sekundärverbrennungsluft.Preferably, in the region of the downstream end of the screw conveyor, an air duct system, in particular a swirl body or a baffle plate is arranged in the air duct of the screw conveyor, which in particular by means of a linkage, such. a threaded rod is axially displaceable. The adjustment of the air duct system is usually done from the outside in front of the boiler. The adjustability of this air duct system is used to adjust and optimize the combustion. Thus, a swirl body ensures good mixing of the gases from the primary combustion and outgassing with the secondary combustion air.

In aller Regel ist eine Luftbewegungseinrichtung, insbesondere ein Gebläse zum Einblasen von Luft in den Schneckenförderer und die Brennkammer vorgesehen. Hierdurch kann kontinuierlich Luft in den Schneckenförderer und die Brennkammer eingebracht werden.As a rule, an air movement device, in particular a blower for blowing air into the screw conveyor and the combustion chamber is provided. As a result, air can be continuously introduced into the screw conveyor and the combustion chamber.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Verbrennung und Förderung von organischem Brenngut in einer Brennkammer, in welcher ein Schneckenförderer drehbar gelagert ist, mit folgenden Schritten:

a) Einbringen von Brenngut in die Brennkammer und Entzünden des Brennguts im Bereich eines stromaufwärts gelegenen Endes der Brennkammer;
b) Einbringen von Luft in die Brennkammer im Bereich des stromaufwärts gelegenen Endes der Brennkammer und Einbringen von Luft in eine beidseitig offene Luftleitung des Schneckenförderers im Bereich eines stromaufwärts gelegenen Endes dieser Luftleitung, wobei eine Primärverbrennung des Brennguts durch die in das stromaufwärts gelegene Ende der Brennkammer strömende Luft und eine Sekundärverbrennung durch die aus der Luftleitung des Schneckenförderers in das stromabwärts gelegene Ende der Brennkammer strömende Luft gefördert wird;
c) Transport des Brennguts vom stromaufwärts gelegenen Ende zum stromabwärts gelegenen Ende der Brennkammer durch Rotation der Schnecke des Schneckenförderers.

The present invention further relates to a method for combustion and promotion of organic fuel in a combustion chamber in which a screw conveyor is rotatably mounted, comprising the following steps:

a) introducing combustible material into the combustion chamber and igniting the combustible in the region of an upstream end of the combustion chamber;
b) introducing air into the combustion chamber in the region of the upstream end of the combustion chamber and introducing air into a two-sided open air duct of the screw conveyor in the region of an upstream end of this air duct, wherein a primary combustion of the combustible material through the in the upstream end of the combustion chamber flowing air and a secondary combustion is conveyed by the air flowing from the air duct of the screw conveyor into the downstream end of the combustion chamber air flowing;
c) Transport of the fuel from the upstream end to the downstream end of the combustion chamber by rotation of the screw of the screw conveyor.

Die vollständige Verbrennung erfolgt in der zweiten Stufe (Sekundärverbrennung) am stromabwärts gelegenen Ende der Brennkammer.The complete combustion takes place in the second stage (secondary combustion) at the downstream end of the combustion chamber.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein effizientes und schadstoffarmes Verbrennen von organischem Brenngut zur Energiegewinnung möglich.With the method according to the invention an efficient and low-emission burning of organic fuel for energy production is possible.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale für sich allein oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.Further features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention in conjunction with the drawings and the Dependent claims. Here, the individual features can be realized alone or in combination with each other.

In den Zeichnungen zeigen:

1: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Verbrennüngssystems;
2: einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Verbrennungssystem von 1 im Bereich des Luftleitungstopfes;
3: eine perspektivische Darstellung des Drallkörpers von 1;
4: eine perspektivische Darstellung des Drallkörpers von 1.

In the drawings show:

1 a side view of a Verbrennüngssystems invention;
2 : an enlarged section of the combustion system of 1 in the area of the air line pot;
3 : A perspective view of the swirl body of 1 ;
4 : A perspective view of the swirl body of 1 ,

1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Verbrennungssystems 1 (schematisch) zur Verbrennung von pflanzlichem Brenngut 2. Das Verbrennungssystem 1 weist einen Heizkessel 3 auf, welcher ein einen Feuerraum 4 umschließendes Gehäuse 5 umfasst. In der vorliegenden Darstellung sind lediglich die erfindungswesentlichen Merkmale des Verbrennungssystems dargestellt. Aus dem Stand der Technik bekannte Details, wie z.B. Feuerraum, Abgassystem, etc. sind hier nicht dargestellt. Der Heizkessel 3 und die Brennkammer 6 sind transparent dargestellt. 1 shows a side view of a combustion system according to the invention 1 (schematic) for the combustion of vegetable fuel 2 , The combustion system 1 has a boiler 3 on which one a firebox 4 enclosing housing 5 comprises. In the present illustration, only the features of the combustion system essential to the invention are shown. Details known from the prior art, such as combustion chamber, exhaust system, etc., are not shown here. The boiler 3 and the combustion chamber 6 are shown transparently.

Das erfindungsgemäße Verbrennungssystem umfasst ferner eine teilweise im Heizkessel 3 angeordnete Brennkammer 6. In der Brennkammer 6 ist ein Schneckenförderer 7 drehbar gelagert. Dieser fördert das Brenngut 2 durch die Brennkammer hindurch, wobei verbranntes oder teilweise verbranntes Brenngut 8 an einem stromabwärts gelegenen Ende 9 der Brennkammer 6 ausgeworfen wird. Der Schneckenförderer 7 umfasst eine hohle Welle 10, auf welcher eine Förderschnecke 11 angeordnet ist. An einem stromaufwärts gelegenen Ende weist die Welle 10 zwei Lufteinlässe 12 auf, welche von einer Luftaufnahmemanschette 13 umschlossen sind. Am gegenüberliegenden Ende bildet die hohle Welle 10 einen Luftauslass 14.The combustion system according to the invention further comprises a part in the boiler 3 arranged combustion chamber 6 , In the combustion chamber 6 is a screw conveyor 7 rotatably mounted. This promotes the kiln 2 through the combustion chamber through, with burnt or partially burned kiln 8th at a downstream end 9 the combustion chamber 6 is ejected. The screw conveyor 7 includes a hollow shaft 10 on which a screw conveyor 11 is arranged. At an upstream end, the shaft 10 two air intakes 12 on which of an air intake cuff 13 are enclosed. At the opposite end forms the hollow shaft 10 an air outlet 14 ,

Die Brennkammer 6 ist zylinderförmig ausgebildet, wobei sie an ihrem stromabwärts gelegenen Ende 9 konisch ausläuft. Ein erster Abschnitt 15 der Brennkammer 6 befindet sich innerhalb des Heizkessels 3 und ist eine in den Heizkessel 3 integrierte Kammer. Ein zweiter Abschnitt 16 der Brennkammer 6 befindet sich außerhalb des Heizkessels 3 und ist als Rohr ausgebildet. Der zweite Abschnitt 16 wird in der Regel möglichst kurz gehalten, um Wärmeabstrahlungsverluste möglichst gering zu halten. Der erste Abschnitt 15 und der zweite Abschnitt 16 stehen in offener Verbindung miteinander und bilden zusammen die Heizkammer 6. Im Bereich des stromaufwärts gelegenen Endes der Brennkammer ist eine Einspeiseleitung 17 zum Einspeisen von Brenngut 2 angeordnet. Die Einspeiseleitung 17 steht mit der Brennkammer 6 in offener Verbindung.The combustion chamber 6 is cylindrical, being at its downstream end 9 conical leaking. A first section 15 the combustion chamber 6 is inside the boiler 3 and is one in the boiler 3 integrated chamber. A second section 16 the combustion chamber 6 is outside the boiler 3 and is designed as a tube. The second section 16 As a rule, it is kept as short as possible in order to minimize heat radiation losses. The first paragraph 15 and the second section 16 are in open communication with each other and together form the heating chamber 6 , In the region of the upstream end of the combustion chamber is a feed line 17 for feeding firewood 2 arranged. The feed-in line 17 stands with the combustion chamber 6 in open connection.

An ihrem stromaufwärts gelegenen Ende 18 steht die Brennkammer 6 mit einem Luftleitungstopf 19 in offener Verbindung. Der Luftleitungstopf 19 ist über einen Flansch 20 mit der Brennkammer verbunden. An seinem der Brennkammer 6 abgewandten Ende ist der Luftleitungstopf 19 über eine Dichtscheibe 21 mit einem Befestigungsflansch 22 verbunden. Der Luftleitungstopf 19 weist in 1 einen größeren Durchmesser als die Brennkammer 6 auf. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmesser des Luftleitungstopfes 19 etwas kleiner als der der Brennkammer 6, wobei der Luftleitungstopf 19 in die Brennkammer 6 integriert ist. An seinem der Brennkammer 6 abgewandten Ende weist der Luftleitungstopf 19 eine Aussparung 23 als Lufteinlass auf. Diese Aussparung 23 schließt sich an eine Aussparung 24 in der Dichtscheibe 21 und dem Befestigungsflansch 22 an, sodass hier ein durchgängiger Kanal vorliegt. Die Aussparung 23 befindet sich in einem oberen Bereich des Luftleitungstopfes 19. In einem unteren Bereich des Luftleitungstopfes 19 befinden sich mehrere Aussparungen 25 (Düsen), welche sich an Aussparungen 26 im Flansch 20 anschließen, sodass hier offene Verbindungen zwischen der Brennkammer 6 und dem Luftleitungstopf 19 bestehen. Der Übersicht halber ist in den Figuren nur eine Düse 25 dargestellt. Die Einspeiseleitung ist unmittelbar neben dem Luftleitungstopf 19 angeordnet, um eine optimale Startzündung zu ermöglichen. Die Einspeisung des Brennguts ist über eine Klappe regelbar. Die geschilderte Situation im Bereich des Luftleitungstopfes 19 ist in 2 vergrößert dargestellt.At its upstream end 18 is the combustion chamber 6 with an air duct pot 19 in open connection. The air duct pot 19 is over a flange 20 connected to the combustion chamber. At his the combustion chamber 6 opposite end is the air duct pot 19 over a sealing washer 21 with a mounting flange 22 connected. The air duct pot 19 points in 1 a larger diameter than the combustion chamber 6 on. In another preferred embodiment, the diameter of the air conduit pot 19 slightly smaller than the combustion chamber 6 , where the air duct pot 19 into the combustion chamber 6 is integrated. At his the combustion chamber 6 facing away from the air duct pot 19 a recess 23 as an air intake. This recess 23 closes at a recess 24 in the gasket 21 and the mounting flange 22 on, so that there is a continuous channel here. The recess 23 is located in an upper area of the air conduit pot 19 , In a lower area of the air duct pot 19 There are several recesses 25 (Nozzles), which are at recesses 26 in the flange 20 connect so that here open connections between the combustion chamber 6 and the air duct pot 19 consist. For the sake of clarity, only one nozzle is shown in the figures 25 shown. The feed line is directly next to the air line plug 19 arranged to allow optimal starting ignition. The feed of the fuel can be controlled via a flap. The described situation in the area of the air line pot 19 is in 2 shown enlarged.

In 2 ist noch ein weiteres Merkmal dargestellt, welches in 1 aus Übersichtsgründen weggelassen wurde. Hierbei handelt es sich um einen Zündquelleneinlass 27 und einen Zündquellenauslass 28 zum Einführen eines Rohres zum Einbringen von Heißluft zum erstmaligen Entzünden des Brenngutes 2 in der Brennkammer 6. Der Zündquelleneinlass 27 und der Zündquellenauslass 28 sind einander gegenüberliegend angeordnet und über ein Rohr 29 miteinander verbunden. Dieses durchgängige Rohr erstreckt sich weiter in dem Befestigungsflansch 22, sodass ein durchgängiges Rohr von der Außenseite des Befestigungsflansches 22 bis zum Zündquellenauslass 28 vorliegt. Der Zündquellenauslass 28 fluchtet mit einer entsprechenden Öffnung im Flansch 20 (in 2 nicht dargestellt), um das Heißluftrohr von der Außenseite des Befestigungsflansches 22 ins Innere der Brennkammer 6 einführen zu können.In 2 is yet another feature shown in 1 has been omitted for clarity. This is an ignition source inlet 27 and an ignition source outlet 28 for introducing a tube for introducing hot air for the first time ignition of the combustible material 2 in the combustion chamber 6 , The ignition source inlet 27 and the ignition source outlet 28 are arranged opposite each other and over a pipe 29 connected with each other. This continuous tube extends further in the mounting flange 22 so that a continuous pipe from the outside of the mounting flange 22 to the ignition source outlet 28 is present. The ignition source outlet 28 Aligns with a corresponding opening in the flange 20 (in 2 not shown) to the hot air tube from the outside of the mounting flange 22 inside the combustion chamber 6 to be able to introduce.

Im Heizkessel 3 ist ferner ein Wärmetauscher in Form einer Rohrleitungsschleife 30 integriert. Ein erster Schenkel 30a der Rohrleitungsschleife 30 weist am Kesseleingang einen Lufteinlass 31a auf. An dem Lufteinlass 31a kann eine mit einem hier nicht dargestellten Gebläse verbundene Luftleitung angekoppelt werden. Hierdurch kann Luft in die Rohrleitungsschleife 30 geblasen werden. Auf ihrem Weg durch die Rohrleitungsschleife 30 wird die Luft durch die im Inneren des Heizkessels bestehende Hitze erwärmt und tritt am Luftauslass 31b in erhitztem Zustand wieder aus. Der Luftauslass 31b des zweiten Schenkels 30b der Rohrleitungsschleife 30 ist mit einer Luftleitung 32 gekoppelt, in welche die erhitzte Luft aus der Rohrleitungsschleife 30 strömt. Die Luftleitung 32 teilt sich in ihrem Verlauf in zwei Teilleitungen 33 und 34. Die Teilleitung 33 mündet schließlich in der Aussparung 24 im Befestigungsflansch 22 und der Dichtscheibe 21 und steht so in offener Verbindung mit dem Luftleitungstopf 19.In the boiler 3 is also a heat exchanger in the form of a pipe loop 30 integrated. A first thigh 30a the pipe loop 30 has an air inlet at the boiler entrance 31a on. At the air inlet 31a can be coupled to an air duct, not shown here associated air duct. This allows air into the pipe loop 30 be blown. On her way through the pipeline loop 30 The air is heated by the heat inside the boiler and enters the air outlet 31b in the heated state again. The air outlet 31b of the second leg 30b the pipe loop 30 is with an air line 32 coupled, in which the heated air from the pipe loop 30 flows. The air line 32 splits in its course in two sub-lines 33 and 34 , The sub-line 33 finally opens into the recess 24 in the mounting flange 22 and the sealing washer 21 and is thus in open communication with the air line pot 19 ,

Die zweite Teilleitung 34 mündet in der Manschette 13 und steht so in offener Verbindung mit der hohlen Welle 10. Durch die zweite Teilleitung 34 wird also Luft in die hohle Welle 10 über die Lufteinlässe 12 eingebracht. Die Luftteilströme in den Teilleitungen 33 und 34 sind über Drosselklappen (hier nicht dargestellt) regelbar.The second sub-line 34 flows into the cuff 13 and so is in open connection with the hollow shaft 10 , Through the second sub-line 34 So air gets into the hollow shaft 10 over the air inlets 12 brought in. The partial air flows in the sub-pipes 33 and 34 are adjustable via throttle valves (not shown here).

Im Bereich des stromabwärts gelegenen Endes des Schneckenförderers ist ein Drallkörper 35 angeordnet, welcher sich teilweise in der Welle 10 befindet und ein Stück weit aus dieser herausragt. Der Drallkörper 35 ist mit einer Schubstange 36 verbunden, welche bis zum stromaufwärts gelegenen Ende der Welle 10 reicht und dort aus dieser etwas herausragt. Mit Hilfe dieser Schubstange ist es möglich, den Drallkörper 35 in der Welle 10 zu verschieben und so Luftverwirbelungen zu steuern und zu optimieren.In the area of the downstream end of the screw conveyor is a swirl body 35 arranged, which partially in the shaft 10 located and protrudes a bit from this. The swirl body 35 is with a push rod 36 connected to the upstream end of the shaft 10 ranges and stands out from this something. With the help of this push rod, it is possible, the swirl body 35 in the wave 10 to move and thus control and optimize air turbulence.

3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Drallkörpers 35, wobei hier ein vorderes Ende 37 gut zu erkennen ist. Hier sind im Randbereich ringförmig angeordnete Luftauslässe 38 in den Drallkörper 35 eingebracht. 3 shows a perspective view of the swirl body 35 , where here is a front end 37 easy to recognize. Here are in the edge region annularly arranged air outlets 38 in the swirl body 35 brought in.

4 zeigt ein hinteres Ende 39 des Drallkörpers 35 mit einer hinteren Stirnseite 40. In die hintere Stirnseite 40 ist ein zentraler Gewindekanal 41 zum Einschrauben der Schubstange 36 eingebracht. Um den Gewindekanal 41 herum sind ringförmig angeordnete Lufteinlässe 42 angeordnet. Durch die Lufteinlässe 42 strömt Luft aus der Welle 10 in den Drallkörper 35, durchströmt diesen und strömt aus den Luftauslässen 38 wieder heraus. Durch die genannte Anordnung der Luftauslässe 38 im Drallkörper 35 und dessen Verschiebbarkeit ist eine gute Durchmischung der Gase aus der primären Verbrennung und der Ausgasung mit der Sekundärverbrennungsluft möglich. 4 shows a rear end 39 of the swirl body 35 with a rear end 40 , In the rear end face 40 is a central thread channel 41 for screwing in the push rod 36 brought in. Around the threaded channel 41 around are annular air inlets 42 arranged. Through the air inlets 42 air flows out of the shaft 10 in the swirl body 35 flows through it and flows out of the air outlets 38 again. By said arrangement of the air outlets 38 in the swirl body 35 and its displaceability, a good mixing of the gases from the primary combustion and outgassing with the secondary combustion air is possible.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verbrennungssystems näher beschrieben.The operation of the combustion system according to the invention will be described in more detail below.

Zunächst wird Brenngut 2 in Form von pflanzlichem Material (z.B. Holzpellets) über die Einspeiseleitung 17 in die Brennkammer 6 eingespeist (siehe dicker Pfeil). Dieses wird mittels Heißluft, welche über das Zündquellenrohr 29 eingeführt wird, entzündet.First of all, it becomes kiln 2 in the form of vegetable material (eg wood pellets) via the feed line 17 into the combustion chamber 6 fed (see thick arrow). This is done by means of hot air, which over the Zündquellerohr 29 is introduced, inflamed.

Um diese Primärverbrennung zu unterstützen und anzufachen wird Luft in das stromaufwärts gelegene Ende der Brennkammer 6 eingeblasen. Diese Luft wird vorher über den Lufteinlass 31a in die Rohrleitungsschleife 30 mittels eines Gebläses eingeblasen. In der Rohrleitungsschleife 30 wird die Luft durch die hohe Innentemperatur des Heizkessels erhitzt und strömt in diesem erhitzten Zustand durch den Luftauslass 31b in die Luftleitung 32, welche sich außerhalb des Heizkessels 3 befindet. Der Weg der Luft ist mittels Pfeilen in den 1 und 2 dargestellt. Von der Luftleitung 32 strömt ein bestimmter Teil der erwärmten Luft in die erste Teilleitung 33, von wo aus die Luft in den Luftleitungstopf 19 und von dort aus in die Brennkammer 6 einströmt. Diese einströmende Luft fördert die Primärverbrennung des Brenngutes 2 in der Brennkammer 6. Ein zweiter Teil der erwärmten Luft strömt in die zweite Teilleitung 34, von wo aus die Luft schließlich in die Manschette 13 und dann über die Öffnungen 12 in der Welle 10 in diese einströmt. Diese Luft strömt dann durch die Welle 10 und wird auf ihrem Weg zum stromabwärts gelegenen Ende dieser Welle 10 durch die Wärme, welche durch die Primärverbrennung in der Brennkammer 6 entsteht und die Wärme im Inneren des Heizkessels 3 weiter erhitzt. Am stromabwärts gelegenen Ende der Welle 10 strömt die Luft in den Drallkörper 35 ein und durch dessen Luftauslässe 38 in die Brennkammer 6 ein. Dieser Einstrom von stark erhitzter Luft fördert die Sekundärverbrennung in der Brennkammer 6.To assist and prime this primary combustion, air will enter the upstream end of the combustor 6 blown. This air is previously through the air intake 31a into the pipe loop 30 blown in by a blower. In the pipe loop 30 the air is heated by the high internal temperature of the boiler and flows through the air outlet in this heated state 31b in the air line 32 which are outside the boiler 3 located. The way of the air is by means of arrows in the 1 and 2 shown. From the air line 32 a certain part of the heated air flows into the first part of the line 33 from where the air in the air duct pot 19 and from there into the combustion chamber 6 flows. This incoming air promotes the primary combustion of the fuel 2 in the combustion chamber 6 , A second part of the heated air flows into the second part line 34 from where the air finally enters the cuff 13 and then over the openings 12 in the wave 10 flows into them. This air then flows through the shaft 10 and is on her way to the downstream end of this wave 10 by the heat generated by the primary combustion in the combustion chamber 6 arises and the heat inside the boiler 3 further heated. At the downstream end of the shaft 10, the air flows into the swirler 35 in and through its air outlets 38 into the combustion chamber 6 one. This influx of highly heated air promotes secondary combustion in the combustion chamber 6 ,

Wird kein Drallkörper verwendet, strömt die Luft direkt aus der Welle in die Brennkammer 6 ein.If no swirl body is used, the air flows directly from the shaft into the combustion chamber 6 one.

Durch Rotation des Schneckenförderers 7 wird das Brenngut vom stromaufwärts gelegenen Ende 18 der Brennkammer 6 zum stromabwärts gelegenen Ende 9 der Brennkammer 6 transportiert. Durch einen Auslass 43 in der Brennkammer 6 wird das verbrannte Brenngut aus der Brennkammer ausgeworfen. Durch den Transport des Brenngutes durch Rotation der Förderschnecke 7 kommt es auch zu einer Reinigung der Brennkammer 6.By rotation of the screw conveyor 7 the kiln gets from the upstream end 18 the combustion chamber 6 to the downstream end 9 the combustion chamber 6 transported. Through an outlet 43 in the combustion chamber 6 The burnt fuel is ejected from the combustion chamber. By transporting the fuel through rotation of the auger 7 it also comes to a cleaning of the combustion chamber 6 ,

Claims

Combustion system (1) for combustion of vegetable fuel (2) for heat recovery with a boiler (3) comprising a housing (5) enclosing a combustion chamber (4) and with a combustion chamber (6) at least partly arranged in the boiler, wherein the combustion chamber a screw conveyor (7) is rotatably mounted, which conveys the stock through the combustor and ejects burnt or partially burned stock (8) at a downstream end, the auger having an air duct (10) with an air inlet (12) for introducing air (12) located at an upstream end of the screw conveyor. L) into the air duct and an air outlet (14) located at the downstream end of the screw conveyor, wherein an air inlet (25, 26) for introducing air into the combustion chamber is provided at the upstream end (18) of the combustion chamber.

Combustion system after Claim 1 , characterized in that at the upstream end (18) of the combustion chamber (6) has a recess or channel (29) in the wall of the combustion chamber or in a closing element (19, 20, 21, 22) for introducing an ignition source, in particular Hot air or an incandescent body is provided ..

Combustion system according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the combustion chamber (6) is substantially cylindrical, preferably with a first section (15) inside the boiler (3) and a second section (16) outside the boiler.

Combustion system according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber (6), in particular in the region of its upstream end (18), is in open communication with a feed line (17) for feeding combustible material (2) into the combustion chamber.

Combustion system according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber (6) is in open communication with an air duct pot (19) at its upstream end (18), the air duct pot having at least one air inlet (23) at its end facing away from the combustion chamber. and an ignition source inlet (27) and at its end facing the combustion chamber an air outlet (25) and a Zündquellenauslass (28), wherein the air inlet and the air outlet are preferably offset from each other and wherein the Zündquelleneinlass and the Zündquellenauslass are preferably arranged opposite one another.

Combustion system according to one of the preceding claims, characterized in that a heat exchanger, in particular a pipeline system (30) for passing and heating the air to be introduced into the screw conveyor (7) and / or into the combustion chamber (6), is arranged in the heating boiler.

Combustion system according to one of the preceding claims, in particular according to Claim 6 , characterized in that a conduit (32) is provided for the air to be introduced into the screw conveyor (7) and the combustion chamber (6), which preferably adjoins the heat exchanger (30) and is in open communication with the latter Line in its course in two sub-lines (33, 34) separates, with a first part line (33) with the air inlet (25, 26) of the combustion chamber in open communication and a second part line (34) with the air inlet (12) of the screw conveyor (7) is in open communication, wherein the partial flows are preferably controllable in the sub-lines, in particular via throttle valves are controllable.

Combustion system according to one of the preceding claims, characterized in that the screw conveyor (7) has a hollow shaft (10) as an air duct, on which a helical screw (11) is arranged.

Combustion system according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the downstream end of the screw conveyor (7) an air duct element, in particular a swirl body (35) or a baffle plate in the air line (10) of the screw conveyor (7) is arranged, which in particular by means of a linkage (36), such. B. a threaded rod is axially displaceable.

Combustion system according to one of the preceding claims, characterized in that an air movement device, in particular a blower for blowing air into the screw conveyor (7) and the combustion chamber (6) is provided.

Method for combustion and delivery of organic material (2) in a combustion chamber (6), in which a screw conveyor (7) is rotatably mounted, comprising the following steps: a) introduction of material (2) into the combustion chamber (6) and ignition of the Brennerguts in the region of an upstream end (18) of the combustion chamber; b) introducing air (L) into the combustion chamber in the region of the upstream end of the combustion chamber and introducing air into an open-air duct (10) of the screw conveyor (7) in the region of an upstream end of this air duct, wherein a primary combustion of the combustible material by the air flowing into the upstream end of the combustion chamber and a secondary combustion is conveyed by the air flowing from the air duct of the screw conveyor into the downstream end (9) of the combustion chamber air; c) transport of the fuel from the upstream end (18) to the downstream end (9) of the combustion chamber (6) by rotation of the screw (11) of the screw conveyor (7).