DE112010000011T5 - Explosion combustion device for biological material - Google Patents

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Abstract

Eine Explosionsverbrennungsvorrichtung für biologisches Material wie Getreidespelzen, Kerne und Häcksel weist eine Beschickungseinheit, die vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet, einen Pulverisator, einen Oberbehälter und einen Druckluftförderer aufweist; eine Luftversorgungseinheit, die vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet, ein Wirbelgebläse, einen Luftbehälter und einen Luftmengenregler aufweist; eine Heizeinheit, die vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet, eine Kraftstoffquelle, einen Kraftstoffflussregler und ein Heizgerät aufweist; eine Verbrennungseinheit, die vom Heizgerät beheizt wird, wobei die Verbrennungseinheit so ausgelegt ist, dass Partikel vom Druckluftförderer und Druckluft vom Luftmengenregler aufgenommen werden können; und eine Düse an einem Auslass der Verbrennungseinheit auf. Die Partikel und die Druckluft werden in der Verbrennungseinheit durch Verwirbelung gemischt, damit sie vollständig verbrennen können.An explosion incinerator for biological material such as grain husks, kernels and chaff has a charging unit which, viewed from the beginning to the end of the functional process, has a pulverizer, an upper container and a compressed air conveyor; an air supply unit which, viewed from the beginning to the end of the functional process, has a vortex fan, an air tank, and an air volume regulator; a heating unit that has a fuel source, a fuel flow regulator, and a heater from the beginning to the end of the operating process; a combustion unit that is heated by the heater, wherein the combustion unit is designed so that particles can be picked up by the compressed air conveyor and compressed air by the air flow regulator; and a nozzle at an outlet of the combustion unit. The particles and the compressed air are mixed in the combustion unit by swirling so that they can burn completely.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die Erfindung betrifft Brennkammern und insbesondere ein Verbrennungssystem für biologisches Material, einschließlich Getreidespelzen, Kerne und Häcksel.The invention relates to combustors, and more particularly to a biological material combustion system including grain husks, kernels and chaff.

2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the Related Art

Typischerweise wird biologisch abbaubares Material wie Getreidespelzen, Kerne und Häcksel verbrannt oder durch Vergraben entsorgt (d. h. Mülldeponie). Bei der Verbrennung kann die Luft verschmutzt werden. Bei der Entsorgung auf einer Mülldeponie kann wertvolles Land belegt und das Grundwasser verschmutzt werden. Der Umfang der Verbrennung des oben erwähnten biologisch abbaubaren Materials ist weltweit gering. Außerdem ist der Wirkungsgrad der Verbrennung gering. Außerdem ist es schwierig, die daraus entstehende Asche zu entsorgen. Daher besteht weiterhin der Bedarf der Verbesserung.Typically, biodegradable material such as grain husks, kernels and chaff are burned or disposed of by burial (i.e., landfill). During combustion, the air can be polluted. When disposed of at a landfill, valuable land can be occupied and the groundwater polluted. The amount of combustion of the above-mentioned biodegradable material is low worldwide. In addition, the efficiency of combustion is low. In addition, it is difficult to dispose of the resulting ash. Therefore, there is still a need for improvement.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verbrennungssystem für biologisches Material einschließlich Getreidespelzen, Kerne und Häcksel bereitzustellen, wobei das Verbrennungssystem als umweltfreundliche Wärmequelle für viele Anwendungen zum Einsatz kommen kann.It is therefore an object of the invention to provide a biological material combustion system including grain husks, kernels and chaff, which combustion system can be used as an environmentally friendly heat source for many applications.

Um das Obererwähnte und andere Aufgaben zu erfüllen, stellt die Erfindung ein System für eine Verbrennungsmischung aus Kraftstoff, Luft und Partikeln von feststofflichem, biologisch abbaubarem Material einschließlich Getreidespelzen, Kerne und Häcksel bereit und weist eine Beschickungseinheit auf, die vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet, einen Pulverisator, einen Oberbehälter und einen Druckluftförderer aufweist; eine Luftversorgungseinheit, die vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet, ein Wirbelgebläse, einen Luftbehälter und einen Luftmengenregler aufweist; eine Heizeinheit, die vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet, eine Kraftstoffquelle, einen Kraftstoffflussregler und ein Heizgerät aufweist; eine Verbrennungseinheit, die vom Heizgerät beheizt wird, wobei die Verbrennungseinheit so ausgelegt ist, dass Partikel vom Druckluftförderer und Druckluft vom Luftmengenregler aufgenommen werden können; und eine Düse an einem Auslass der Verbrennungseinheit, in der die Partikel und die Druckluft durch Verwirbelung gemischt werden, damit sie vollständig verbrennen, wenn die Verbrennungseinheit auf eine Temperatur zwischen etwa 400°C bis zu etwa 1350°C aufgeheizt wird.In order to accomplish the above-mentioned and other objects, the invention provides a system for a combustion mixture of fuel, air and particulates of particulate biodegradable material including grain husks, kernels and chaff and has a feed unit from the beginning to the end of the operating process considered, having a pulverizer, a top tank and a pneumatic conveyor; an air supply unit which, from the beginning to the end of the operation process, has a vortex fan, an air tank and an air flow regulator; a heating unit, which considers from the beginning to the end of the functional process, a fuel source, a fuel flow regulator and a heater; a combustion unit that is heated by the heater, the combustion unit being designed so that particles from the compressed air conveyor and compressed air from the air flow regulator can be received; and a nozzle at an outlet of the combustion unit in which the particles and the compressed air are mixed by turbulence to completely burn when the combustion unit is heated to a temperature between about 400 ° C to about 1350 ° C.

Die Verwendung der Erfindung kann eine Reihe von Vorteilen bieten, einschließlich der vollständigen Nutzung von typischerweise nutzlosen Getreidespelzen, Kernen und Spreu als umweltfreundliche Wärmequelle, wobei Luftverschmutzung reduziert und Platz für Mülldeponien und Energie gespart werden können.The use of the invention can provide a number of advantages including the full utilization of typically useless grain husks, kernels and chaff as an environmentally friendly source of heat, thereby reducing air pollution and saving space for landfills and energy.

Die oben erwähnte Aufgabe und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung und den dazugehörigen Zeichnungen offensichtlich.The above-mentioned object and other objects, features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Verbrennungssystems für biologisches Material gemäß der Erfindung. 1 shows a schematic diagram of a combustion system for biological material according to the invention.

2 zeigt eine Seitenansicht, auf der der Druckluftförderer und die dazugehörigen Komponenten schematisch dargestellt werden. 2 shows a side view on which the compressed air conveyor and the associated components are shown schematically.

3 zeigt eine Ansicht des Gehäuses in der Perspektive und 3 shows a view of the housing in perspective and

4 zeigt eine Längsschnittansicht des Gehäuses und eine darunter angebrachte Befestigungsplatte. 4 shows a longitudinal sectional view of the housing and a mounting plate attached underneath.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Mit Bezug auf 1 und 2 ein Verbrennungssystem für biologisches Material, das gemäß der Erfindung eine Beschickungseinheit, eine Luftversorgungseinheit, eine Heizeinheit, eine Verbrennungseinheit 4 und eine Düse 5 aufweist. Die Komponenten werden nachfolgend detailliert beschrieben. Die Beschickungseinheit weist vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet einen Pulverisator 11, einen Oberbehälter 12, eine Schubschnecke 13, einen Druckluftförderer 14 zur Erzeugung einer Verwirbelung auf, wobei der Druckluftförderer 14 eine damit operativ verbundene frequenzvariable Geschwindigkeitssteuerung 141 und ein Beschickungsrohr 15, das den Druckluftförderer 14 und die Verbrennungseinheit 4 operativ miteinander verbindet, aufweist. Die Luftversorgungseinheit weist vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet ein Wirbelgebläse 21, einen Luftbehälter 22, einen Luftmengenregler 23 und mindestens einen Luftkanal 24 auf, der den Luftmengenregler 23 und die Verbrennungseinheit 4 operativ miteinander verbindet. Weiterhin wird der Druckluftförderer 14 durch die vom Luftkanal 24 gelieferte Druckluft aktiviert. Die Heizeinheit weist vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet einen Kraftstoffbehälter 31, einen Kraftstoffmengenregler 32, einen Kraftstoffkanal 33 und ein Heizgerät 34 zur Heizung der Verbrennungseinheit 4 durch den vom Kraftstoffbehälter 31 gelieferten Kraftstoff auf.Regarding 1 and 2 a biological material combustion system comprising, according to the invention, a charging unit, an air supply unit, a heating unit, a combustion unit 4 and a nozzle 5 having. The components are described in detail below. The charging unit has a pulverizer as viewed from the beginning to the end of the operation process 11 , an upper container 12 , a screw conveyor 13 , a pneumatic conveyor 14 for generating a turbulence, wherein the compressed air conveyor 14 a frequency-variable speed control operatively associated therewith 141 and a feed pipe 15 that the compressed air conveyor 14 and the combustion unit 4 operatively interconnected. The air supply unit, viewed from the beginning to the end of the functional process, has a vortex blower 21 , an air tank 22 , an air flow regulator 23 and at least one air duct 24 on, the air flow regulator 23 and the combustion unit 4 operatively linked together. Furthermore, the compressed air conveyor 14 through the from the air duct 24 supplied compressed air activated. The heating unit, viewed from the beginning to the end of the functional process, has a fuel tank 31 , a fuel quantity regulator 32 , a fuel channel 33 and a heater 34 for heating the combustion unit 4 through the fuel tank 31 supplied fuel.

Mit Bezug auf 3 und 4 weist die Verbrennungseinheit 4 ein Gehäuse 41 auf, das einen ersten Zylinder 412, einen zweiten Zylinder 413 mit einem Innendurchmesser, der kleiner ist als der des ersten Zylinders 412, und ein gekürztes, konisches Zwischenglied 411 aufweist. Eine Befestigungsplatte 6 ist am Boden des ersten Zylinders 412 befestigt und weist eine Durchgangbohrung mit einem Durchmesser auf, der kleiner ist als der des ersten Zylinders 412. Das Gehäuse 41 ist als solches warmfest. Das Gehäuse 41 weist eine warmfeste äußere Schicht auf, die aus Stahl und einem warmfesten Belag, zum Beispiel einer Nanometer-Beschichtung besteht. Das Gehäuse 41 weist Öffnungen auf, die mit dem Beschickungsrohr 15, dem Luftkanal 24 und dem Heizgerät 34 verbunden sind. Weiterhin ist die Düse 5 an einem Ausgang der Verbrennungseinheit 4 ausgebildet.Regarding 3 and 4 indicates the combustion unit 4 a housing 41 on, that's a first cylinder 412 , a second cylinder 413 with an inner diameter smaller than that of the first cylinder 412 , and a shortened, conical intermediate link 411 having. A mounting plate 6 is at the bottom of the first cylinder 412 attached and has a through hole with a diameter which is smaller than that of the first cylinder 412 , The housing 41 as such is heat resistant. The housing 41 has a heat-resistant outer layer made of steel and a heat-resistant coating, for example a nanometer coating. The housing 41 has openings that communicate with the feed tube 15 , the air duct 24 and the heater 34 are connected. Furthermore, the nozzle 5 at an exit of the combustion unit 4 educated.

Mit Bezug auf 1 bis 3 wird ein Betrieb der Erfindung nachfolgend detailliert beschrieben. Der Pulverisator 11 ist zur Pulverisierung von Getreidespelzen, Kerne und Häcksel und ähnlichem ausgelegt. Die pulverisierten Partikel werden vom Pulverisator 11 zum Oberbehälter 12 befördert. Die Schubschnecke 13 bewegt dann die pulverisierten Partikel (Pulver) zum Druckluftförderer 14. Die frequenzvariable Geschwindigkeitssteuerung 141 ist zur Steuerung der Beschickungsgeschwindigkeit des Druckluftförderers 14 ausgelegt. Die Luftmenge, die vom Luftbehälter 22 über den Luftkanal 24 zur Verbrennungseinheit 4 strömt, kann durch den Luftmengenregler 23 geregelt werden. Durch Verwirbelung werden das Pulver und die Druckluft in der Verbrennungseinheit 4 gemischt, die auf eine vorbestimmte hohe Temperatur erhitzt wird, um eine vollständige Verbrennung darin zu erreichen. Die Flamme in der Verbrennungseinheit 4 kann die Düse 5 mit einer wesentlich erhöhten Abgasgeschwindigkeit passieren, bevor sie als Wärmequelle für die gewünschten Anwendungen verwendet werden kann. Das nicht vollständig verbrannte Pulver wird solange in der Verbrennungseinheit 4 gehalten, bis es vollständig verbrannt ist.Regarding 1 to 3 An operation of the invention will be described in detail below. The pulverizer 11 is designed to pulverize cereal husks, kernels and chaff and the like. The pulverized particles are from the pulverizer 11 to the upper container 12 promoted. The screw conveyor 13 then moves the powdered particles (powder) to the compressed air conveyor 14 , The frequency-variable speed control 141 is for controlling the feed rate of the pneumatic conveyor 14 designed. The amount of air coming from the air tank 22 over the air duct 24 to the combustion unit 4 can flow through the air flow regulator 23 be managed. By swirling, the powder and the compressed air in the combustion unit 4 which is heated to a predetermined high temperature to achieve complete combustion therein. The flame in the combustion unit 4 can the nozzle 5 with a significantly increased exhaust gas velocity before it can be used as a heat source for the desired applications. The incompletely burned powder is kept in the combustion unit 4 held until it is completely burned.

Der Verbrennungsprozess kann nachfolgend ausführlicher beschrieben werden. Kraftstoff wird zur Erhitzung der Verbrennungseinheit 4 auf eine hohe Temperatur zwischen etwa 400°C bis etwa 1350°C vom Heizgerät 34 erhitzt. Die verwirbelte Druckluft und das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegende Pulver werden vermischt und sofort in der Verbrennungseinheit 4 verbrannt. Es ist zu bemerken, dass in der Verbrennungseinheit 4 eine ständige Verwirbelung erfolgt. Auch wird durch die durch den Druckluftförderer 14 erzeugte Verwirbelung das Pulver schnell über das Beschickungsrohr 15 in die Verbrennungseinheit 4 geführt und die Druckluft wird ohne Unterbrechung über den Luftkanal 24 zur Verbrennungseinheit 4 geführt. Die Flamme in der Verbrennungseinheit 4 kann die Düse 5 mit einer wesentlich erhöhten Abgasgeschwindigkeit passieren, bevor sie als Wärmequelle für die gewünschten Anwendungen verwendet werden kann. Das nicht vollständig verbrannte Pulver wird solange in der Verbrennungseinheit 4 gehalten, bis es vollständig verbrannt ist.The combustion process can be described in more detail below. Fuel is used to heat the combustion unit 4 to a high temperature between about 400 ° C to about 1350 ° C from the heater 34 heated. The swirling compressed air and the moving at high speed powder are mixed and immediately in the combustion unit 4 burned. It should be noted that in the combustion unit 4 a constant turbulence takes place. Also, by the through the pneumatic conveyor 14 swirl generated the powder quickly over the feed tube 15 into the combustion unit 4 guided and the compressed air is without interruption through the air duct 24 to the combustion unit 4 guided. The flame in the combustion unit 4 can the nozzle 5 with a significantly increased exhaust gas velocity before it can be used as a heat source for the desired applications. The incompletely burned powder is kept in the combustion unit 4 held until it is completely burned.

Obwohl die Erfindung in Form von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, können Fachleute erkennen, dass die Erfindung in abgewandelter Form im Sinne und im Umfang der angehängten Ansprüche angewendet werden kann.Although the invention has been described in terms of preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that the invention can be applied in a modified form within the spirit and the scope of the appended claims.

Claims (5)

Ein System für eine Verbrennungsmischung aus Kraftstoff, Luft und Partikeln von feststofflichem, biologisch abbaubarem Material, einschließlich Getreidespelzen, Kerne und Häcksel, das Folgendes aufweist: eine Beschickungseinheit, die vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet, einen Pulverisator, einen Oberbehälter und einen Druckluftförderer aufweist; eine Luftversorgungseinheit, die vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet, ein Wirbelgebläse, einen Luftbehälter und einen Luftmengenregler aufweist; eine Heizeinheit, die vom Beginn bis zum Ende des Funktionsprozesses betrachtet, eine Kraftstoffquelle, einen Kraftstoffmengenregler und ein Heizgerät aufweist; eine Verbrennungseinheit, die von einem Heizgerät erhitzt wird, wobei die Verbrennungseinheit so ausgelegt ist, dass sie Partikel vom Druckluftförderer und Druckluft vom Luftmengenregler aufnimmt; und eine Düse am Auslass der Verbrennungseinheit, wobei die Partikel und die Druckluft in der Verbrennungseinheit durch Verwirbelung vermischt werden, um vollständig verbrannt zu werden, wenn die Verbrennungseinheit auf eine Temperatur zwischen etwa 400°C bis etwa 1350°C erhitzt wird.A system for a combustion mixture of fuel, air and particulates of particulate biodegradable material, including grain husks, cores and chaff, comprising: a feeder unit, which, from the beginning to the end of the operation process, has a pulverizer, a top tank and a pneumatic conveyor; an air supply unit which, from the beginning to the end of the operation process, has a vortex fan, an air tank and an air flow regulator; a heating unit, which considers from the beginning to the end of the functional process, a fuel source, a fuel quantity regulator and a heater; a combustion unit heated by a heater, wherein the combustion unit is configured to receive particulates from the compressed air conveyor and compressed air from the air flow regulator; and a nozzle at the outlet of the combustion unit, wherein the particles and the compressed air in the combustion unit are mixed by turbulence to be completely burned when the combustion unit is heated to a temperature between about 400 ° C to about 1350 ° C. Das System nach Anspruch 1, wobei die Verbrennungseinheit ein warmfestes Stahlgehäuse ist, das einen warmfesten Belag aufweist.The system of claim 1, wherein the combustion unit is a heat resistant steel housing having a heat resistant coating. Das System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Druckluftförderer durch Druckluft vom Luftmengenregler aktiviert wird.The system of claim 1 or 2, wherein the compressed air conveyor is activated by compressed air from the air flow regulator. Das System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbrennungseinheit einen hohlen ersten Zylinder, einen hohlen zweiten Zylinder, der einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der des ersten Zylinders, und ein dazwischen angeordnetes hohles, gekürztes konisches Glied aufweist.The system of claim 1 or 2, wherein the combustion unit comprises a hollow first cylinder, a hollow second cylinder having a diameter smaller than that of the first one Cylinder, and an interposed hollow, shortened conical member has. Das System nach Anspruch 3, wobei die Verbrennungseinheit einen hohlen ersten Zylinder, einen hohlen zweiten Zylinder, der einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der des ersten Zylinders, ein dazwischen angeordnetes hohles, gekürztes, konisches Glied und eine Befestigungsplatte am Boden des ersten Zylinders aufweist.The system of claim 3, wherein the combustion unit comprises a hollow first cylinder, a hollow second cylinder having a diameter smaller than that of the first cylinder, a hollow, shortened conical member disposed therebetween, and a mounting plate at the bottom of the first cylinder having.
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