DE202014101757U1 - Burning insert for lintel burners - Google Patents
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Abstract
Brenneinsatz für einen Sturzbrandofen, wobei der Sturzbrandofen einen Brennstoffschacht 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 des Sturzbrandofens 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 verbunden ist.Burning insert for a fall-burning furnace, wherein the fall-burning furnace has a fuel shaft with a grate (12) for holding solid fuels, in particular wood fuels, and a combustion chamber located underneath, in which the air gases and fire input generated by a primary air duct and combustible gas generated in the fuel shaft are combustible, which combustion chamber has an outlet opening for the hot exhaust gases, and wherein: - the fuel insert has a fuel gas inlet area (14) which is arranged under the grate (12) of the fuel shaft of the lintel furnace, - the fuel gas, starting from the grate (12), the fuel insert from Flows through downwards and the fuel gas inlet area (14) has a section (16) on the underside that reduces the cross section, and a swirl chamber (18) adjoins this section (16), which has an outwardly curved side wall (20) and a vertical one opposite Has wall section (22) which in one curved wall section (36) merges, - the section (16) reducing the cross section is formed by two mutually facing surfaces (24, 26), the lower surface (24) of which is connected to the vertical wall section (22) and openings (28) which are connected to a secondary air duct (30) via supply lines (32) and are oriented in such a way that, in interaction with the curved side wall (20), a cyclone movement of the fuel gases introduced is generated and the gases burn, - below the swirl chamber (18) an exit area (34) for the flames and the exhaust gases of the combustion gases burned in the swirl chamber (18) connects, which has an increasing cross-section starting from the swirl chamber (18) and is connected to an upwardly directed heat exchanger of the lint kiln.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenneinsatz für Sturzbrandöfen, wobei ein 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, wherein a tumble kiln having a fuel shaft with a grate for receiving solid fuel and a combustion chamber in which the fuel gas produced by a primary air duct and air entry fuel combustion gases are combustible, wherein the combustion chamber has an outlet opening for the having hot exhaust gases.
Bei dem in
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Brenneinsatz für einen Sturzbrandofen anzugeben, wobei der Einsatz die Nachteile des Standes der Technik behebt und eine deutlich verbesserte Verbrennung im Hinblick auf Schadstoffe und Emissionen bereitstellt sowie eine verbesserte Führung der Brenngase angibt. The object of the present invention is therefore to specify a firing insert for a tumble-kiln, the use of which remedies the disadvantages of the prior art and provides significantly improved combustion in terms of pollutants and emissions, and indicates improved guidance of the combustion gases.
Die Aufgabe wird durch einen Einsatz mit den in Anspruch 1 angegebenen technischen 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. 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 channel 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 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 over the secondary air duct supplied air and the fuel gases are deflected at the curved side wall and on the opposite curved wall portion below the vertical wall portion also deflected again. 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 assisted. 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.
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 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. The secondary air in the secondary air channel may be preheatable, for which purpose the secondary air channel runs inside the firing insert, wherein the firebox adjoins the outlet region and / or is part of the outlet region.
Die Wände des Brenneinsatzes können aus einem Metall und/oder aus Schamottsteinen 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 of the firing insert may consist of a metal and / or fireclay bricks. 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 Brenneinsatz und/oder ein Feuerraum können von wasserführenden Wänden umgeben sein, wobei hierdurch ein Wärmetausch erfolgt. The firing insert and / or a firebox may be surrounded by water-bearing walls, whereby a heat exchange takes place.
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.
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.
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 The following description of the figures of non-limiting embodiments to be understood.
In den Zeichnungen zeigt
Der Rost
Über den Rezirkulationskanal
In der Wirbelkammer
Vorzugsweise befindet sich unter dem Austrittsbereich
Die Wände
Zur Steuerung des Brenngasstroms
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- Brenneinsatz burning application
- 12 12
- Rost rust
- 14 14
- Brenngas-Eintrittsbereich Fuel gas inlet area
- 16 16
- Abschnitt section
- 18 18
- Wirbelkammer swirl chamber
- 20 20
- Seitenwand Side wall
- 22 22
- Wand wall
- 24 24
- Fläche area
- 26 26
- Fläche area
- 28 28
- Öffnung opening
- 30 30
- Sekundärluftkanal Secondary air duct
- 32 32
- Zufuhrleitung supply line
- 34 34
- Austrittsbereich exit area
- 36 36
- Wandabschnitt wall section
- 38 38
- Öffnung opening
- 40 40
- Rezirkulationskanal recirculation
- 42 42
- Zufuhrleitung supply line
- 44 44
- Metallstab metal rod
- 46 46
- Wand wall
- 48 48
- Wand wall
- 50 50
- Wand wall
- 52 52
- Öffnung opening
- 54 54
- Öffnung opening
- 56 56
- Sekundärluftstrom Secondary air flow
- 58 58
- Rezirkulationsstrom recirculation
- 60 60
- Brenngasstrom Fuel gas stream
- 62 62
- Wirbelstrom eddy current
- 64 64
- Abgasstrom exhaust gas flow
- 66 66
- Unterdruckbereich Under pressure range
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: ANWALTSSOZIETAET MARYNIOK & EICHSTAEDT GBR, DE Representative=s name: MARYNIOK GBR PATENT- UND RECHTSANWALTSSOZIETAE, DE Representative=s name: DIE PATENTERIE GBR PATENT- UND RECHTSANWALTSSO, DE |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20140724 |
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R163 | Identified publications notified | ||
R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20150204 |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: DIE PATENTERIE GBR PATENT- UND RECHTSANWALTSSO, DE |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years |