DE2804968A1 - PROCEDURE FOR BURNING SOLID FUEL, HEATING SYSTEM TO PERFORM THIS PROCEDURE AND USING THE HEATING SYSTEM - Google Patents
PROCEDURE FOR BURNING SOLID FUEL, HEATING SYSTEM TO PERFORM THIS PROCEDURE AND USING THE HEATING SYSTEMInfo
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Description
Hans Stähli Hünibach / SchweizHans Stähli Hünibach / Switzerland
Verfahren zum Verbrennen fester Brennstoffe, Heizanlage zur Durchführung dieses Verfahrens und Verwendung der HeizanlageSolid fuel burning method, heating system for performing this method, and use of the heating system
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Heizanlage zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere von Holz und Holzabfällen, wobei die Brennstoffe in eine Brennkammer eingebracht werden, in welcher über den Brennstoffen ein Brennraum gebildet ist, in welchen Brennluft gefördert wird.The present invention relates to a method and a heating system for burning solid fuels, in particular wood and wood waste, the fuels being introduced into a combustion chamber in which a combustion chamber is formed above the fuels, in which combustion air is conveyed.
Bei einer bekannten Heizanlage dieser Art mit oberem Abbrand muss das Brennmaterial in ganz bestimmter, zerkleinerter und verdichteter Form verwendet werden, was den Betrieb erheblich erschwert (DT-PS 905 780).In a known heating system of this type with an upper burn-off must the fuel can be used in a very specific, shredded and compacted form, which makes operation considerably more difficult (DT-PS 905 780).
Bei einer weiteren bekannten Anlage mit oberem Abbrand braucht zwar der Brennstoff nicht in bestimmter Form vorbereitet zu werden, aber es können jeweils nur kleine Mengen von Brennmaterial auf einmal eingebracht werden (DT-PS 330 281).In another known system with upper burnout, the fuel does not need to be prepared in a certain form, but only small amounts of fuel can be brought in at one time (DT-PS 330 281).
Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage vorzusehen, die verschiedenste Brennstoffe, insbesondere Holzabfälle wie Späne, Sägemehl aber auch grössere Holzstücke und Ge-It is the object of the present invention, a method and a plant provide for the most diverse fuels, in particular wood waste such as shavings, sawdust, but also larger pieces of wood and
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mische von solchen Stoffen praktisch rauch- und russfrei vollständig zu verbrennen gestatten, und dabei die Bedingungen während des Abbrandes grösserer Mengen von Brennstoff über längere Zeiten praktisch gleich zu halten. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Absenken einer Abdekkung der Brennkammer von oben oder Nachschieben des Brennstoffes von unten stets ein gleichartiger Brennraum mit optimaler Verbrennung erhalten bleibt. Dabei kann der Brennraum stets relativ klein bleiben und dank relativ hoher Luftgeschwindkigkeiten kann die Asche besonders beim Verbrennen feinen Materials weitgehend als Flugasche abgeführt werden.mix such substances completely, practically free of smoke and soot allow to burn, and thereby the conditions during the burning of larger amounts of fuel over a longer period of time Keeping times practically the same. The method according to the invention is characterized in that by lowering a cover of the combustion chamber from above or pushing in the fuel A similar combustion chamber with optimal combustion is always maintained from below. The combustion chamber can always be relatively small and thanks to the relatively high air velocities, the ashes can largely be used as Fly ash can be removed.
Die erfindungsgemässe Heizanlage ist gekennzeichnet durch eine Brennkammer, in welche Brennstoff eingebracht werden kann und durch eine die Brennkammer oben abschliessende, über dem Brennstoff einen Brennraum bildende Haube, durch welche Verbrennungsluft von oben zugeführt wird und durch welche Verbrennungsgase und Flugasche nach oben austreten können.The heating system according to the invention is characterized by a Combustion chamber, into which fuel can be introduced and through a top closing off the combustion chamber, above the fuel a hood forming a combustion chamber through which combustion air is supplied from above and through which combustion gases and fly ash can exit upwards.
Anhand der Zeichnung, die einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Heizanlage zeigt, wird die Erfindung eingehender erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, which shows a schematic section through a heating system according to the invention explained.
Die dargestellte Anlage weist eine zylindrische, aufrecht stehende Brennkammer 1 auf, die unten mit einem Rost 2 und einer Aschentüre 3 versehen ist. Die Wandung des Brennraumes ist in der für Heizkessel üblichen Art doppelwandig ausgebildet. Seitlich am Brennraum 1 ist ein Aschenfangschacht 4 angebaut, der ebenfallsThe system shown has a cylindrical, upright standing Combustion chamber 1, which is provided with a grate 2 and an ash door 3 at the bottom. The wall of the combustion chamber is in the for The usual type of boiler is double-walled. On the side of the combustion chamber 1, an ash trap 4 is built, which is also
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einen doppelwandigen Mantel hat und als Wärmeaustauscher dient.has a double-walled jacket and serves as a heat exchanger.
Eine Trennwand 5 im Aschenfangschacht 4 dient der Führung der Rauchgase vom oberen Ende des Brennraumes 1 nach unten und dann wieder nach oben zum Rauchrohr 6. Am unteren Ende des Aschenfangschachtes 4 befindet sich ein Putzdeckel 7, durch welchen abgelagerte Asche entfernt werden kann. Die Heizanlage weist einen Rücklauf 8 und einen Vorlauf 9 auf.A partition 5 in the ash trap 4 is used to guide the flue gases from the upper end of the combustion chamber 1 down and then back up to the smoke pipe 6. At the lower end of the ash trap 4 there is a cleaning cover 7 through which deposited ash can be removed. The heating system has a return 8 and a forerun 9.
Die Anlage weist eine Zuleitung 10 für Brennluft auf, durch die von einem Gebläse 11 Brennluft in die Brennkammer eingeleitet werden kann. Die Einführung der Brennluft erfolgt durch ein Teleskoprohr 12, das in der Länge veränderbar ist. Xm aufsteigenden Ast der Leitung 10 befindet sich ein Gelenk 10a, um welches der obere Teil mit dem Teleskoprohr 12 gegenüber dem unteren, mit dem Gebläse 11 verbundenen Teil gedreht werden kann. Das Teleskoprohr 12 ragt mit seinem untersten Teil durch eine Haube 13 durch und ist mit derselben verbunden. Innerhalb der Haube 13 weist das Teleskoprohr 12 einen Gebläsekopf oder eine Düse 14 auf, welche an der unteren Stirnfläche und an der Mantelfläche Austrittsöffnungen aufweist. Mittels einer Seilwinde 15 kann über eine Umlenkrolle 16 das Teleskoprohr 12 mit der Haube 13 und der Düse 14 aus der Brennkammer 1 nach oben ausgehoben werden. Dann können diese Teile zusammen mit einem schematisch angedeuteten Deckel la der Brennkammer um das Gelenk 10a der Brennluftleitung 10 seitlich verschwenkt werden, um die obere Oeffnung der Brennkammer zum Nachfüllen von Brennstoff zugänglich zu machen.The system has a supply line 10 for combustion air, through which combustion air is introduced into the combustion chamber by a fan 11 can. The combustion air is introduced through a telescopic tube 12, which can be changed in length. Xm ascending branch The line 10 is a joint 10a, around which the upper part with the telescopic tube 12 opposite the lower part, with the fan 11 connected part can be rotated. The telescopic tube 12 protrudes with its lowest part through a hood 13 and is connected to the same. The telescopic tube has inside the hood 13 12 has a blower head or a nozzle 14, which has outlet openings on the lower end face and on the lateral surface. By means of a cable winch 15, the telescopic tube 12 with the hood 13 and the nozzle 14 can be removed from the combustion chamber via a pulley 16 1 must be lifted upwards. Then these parts together with a schematically indicated cover la of the combustion chamber be pivoted laterally around the joint 10a of the combustion air line 10 to the upper opening of the combustion chamber for refilling To make fuel accessible.
Die Zeichnung zeigt eine normale Betriebsstellung, in welcher die Haube 13 mit ihrem unteren Rand auf dem Brennstoff, bzw. Brenn-The drawing shows a normal operating position in which the hood 13 with its lower edge on the fuel or fuel
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s toff gemisch aufliegt- Aus der Düse 14 tritt die vom Gebläse 11 geförderte Brennluft nach unten als Primärluft und zur Seite als Sekundärluft aus* Es erfolgt dabei eine Verbrennung in einer kraterartigen Mulde des Brennstoffes, wobei eine praktisch vollständige Verbrennung erfolgt und wobei die Verbrennungsgase zusammen mit Flugasche über der Düse 14 durch die obere Oeffnung der Haube 13 austreten. Die Verbrennungsgase mit der Flugasche treten dann oben aus der Brennkammer in den Abscheider über und verlassen die Heizanlage schliesslich durch das Rauchrohr 6, Die Flugasche sammelt sich im unteren Teil des Abscheiders 4 an und kann von dort periodisch entfernt werden. Mit fortschreitendem Abbrand des Brennstoffs senkt sich die Haube 13 mit der Düse 14 unter.dem Eigengewicht ab und liegt somit dauernd auf dem Brennstoff auf, so dass unter der Haube ein begrenzter Brennraum gebildet ist, in welchem die erwähnte vollständige Verbrennung stattfindet. Das Verhältnis von Primärluft zu Sekundärluft kann vorzugsweise etwa 1 zu 2 betragen. There is a mixture of substances - the blower 11 comes out of the nozzle 14 Combustion air conveyed downwards as primary air and to the side as secondary air from * Combustion takes place in a crater-like manner Well of the fuel, being a practically complete Combustion takes place and the combustion gases together with fly ash via the nozzle 14 through the upper opening of the hood 13 exit. The combustion gases with the fly ash then pass from the top of the combustion chamber into the separator and leave the Heating system finally through the smoke pipe 6, the fly ash collects in the lower part of the separator 4 and can from there be removed periodically. As the fuel burns up the hood 13 with the nozzle 14 is lowered under its own weight and thus rests permanently on the fuel, so that a limited combustion chamber is formed under the hood in which the aforementioned complete combustion takes place. The relationship from primary air to secondary air can preferably be about 1 to 2.
Die Regelung der Brennerleistung erfolgt durch Veränderung der zugefuhren Luftmenge. So kann beispielsweise das Gebläse mittels eines Thermostaten auf zwei Stufen geregelt werden, wobei die untere Stufe so gewählt ist, dass die Heizleistung nicht ganz genügt, während bei der oberen Stufe eine zu hohe Heizleistung auftritt. In dieser Weise kann in einem genügenden Bereiche geregelt werden, ohne dass die Verbrennung unterbrochen werden müsste. Dank des Dauerbetriebes kann in keiner Phase unvollständige Verbrennung und Rauch- oder Russbildung eintreten.The burner output is regulated by changing the amount supplied Air volume. For example, the fan by means of a Thermostats can be controlled on two levels, with the lower level selected so that the heating output is not quite sufficient during the heating output is too high at the upper level. In this way it can be regulated in a sufficient area, without the combustion having to be interrupted. Thanks to continuous operation, incomplete combustion and Formation of smoke or soot occurs.
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Ist der Brennstoffvorrat in der Brennkammer 1 aufgebraucht, schaltet ein besonderer Thermostat das Gebläse 11 aus. Zum Nachfüllen von Brennstoff wird nun mittels der Winde 15 die Haube 13 mit der Düse 14 nach oben gezogen und mit dem Deckel la von der Brennkammer abgehoben. Diese Teile werden dann in der oben bereits erwähnten Weise weggeschwenkt, so dass von oben neuer Brennstoff eingefüllt werden kann. Auf diesen Brennstoff wird nun brennendes Material als Zündsatz aufgelegt und dann der Deckel la mit der Haube 13 wieder über die Brennkammer geschwenkt und abgesenkt. Nach dem Schliessen des Deckels wird die Brennluftzufuhr wieder eingeschaltet und die Verbrennung setzt in der oben beschriebenen Weise ein. Die Brenndauer kann pro Füllung, je nach Höhe der Brennkammer, Brennmaterial und Belastung ohne weiteres bis zu 18 Stunden betragen.If the fuel supply in the combustion chamber 1 is used up, it switches a special thermostat turns the fan 11 off. To refill fuel, the hood 13 is now by means of the winch 15 with the Nozzle 14 pulled up and lifted off the combustion chamber with the cover la. These parts are then mentioned in the above Swiveled away so that new fuel can be poured in from above. Burning material is now placed on top of this fuel placed as an ignition charge and then the cover la with the hood 13 pivoted again over the combustion chamber and lowered. To When the lid is closed, the combustion air supply is switched on again and combustion continues in the manner described above a. The burning time can easily be up to 18 hours per filling, depending on the height of the combustion chamber, the fuel and the load.
Es wäre auch möglich, die Haube 13 mit der Düse 14 am oberen Ende der Brennkammer fest anzuordnen und das Brennmateiral stets von unten nachzuschieben. Dieses Nachschieben kann entweder intermittierend mit einem kolbenartigen Huborgan oder aber gegebenenfalls kontinuierlich mit einer Förderschnecke erfolgen.It would also be possible to have the hood 13 with the nozzle 14 at the upper end to be firmly arranged in the combustion chamber and to always push the fuel from below. This replenishment can either be intermittent be carried out with a piston-like lifting element or, if necessary, continuously with a screw conveyor.
Die Brennkammer 1 weist vorzugsweise runden Querschnitt auf, könnte aber gegebenenfalls auch einen anderen Querschnitt haben. Es kann ein einfacher Heizkessel oder aber ein Kombikessel zur Bereitung von Heizwasser und Warmwasser vorgesehen sein. Gegebenenfalls kann eine zweite Brennkammer mit einem Oelbrenner vorgesehen sein, um zusätzlich heizen zu können, wenn zuwenig festes Brennmaterial zur Verfügung steht. Die Brennkammer kann sich aber auch innerhalb einer feuerfesten Fütterung eines Heizofens befinden.The combustion chamber 1 preferably has a round cross-section, could but possibly also have a different cross-section. It can be a simple boiler or a combination boiler for preparation of heating water and hot water can be provided. If necessary, a second combustion chamber with an oil burner can be provided to to be able to additionally heat if there is not enough solid fuel available. The combustion chamber can also be inside a refractory lining of a heating stove.
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Eine besonders vorteilhafte Verwendung der dargestellten Heizanlage kann darin bestehen, dass in die Brennkammer 1 ein Gefäss mit flüssigem Brennstoff, beispielsweise Altöl oder dergleichen, eingestellt, dieses OeI gezündet und die Haube 13 auf das Gefäss abgesenkt wird, worauf die Luftzufuhr eingeschaltet wird. Damit können auch flüssige Brennstoffe, insbesondere brennbare Abfallstoffe, sauber verbrannt werden. Gegebenenfalls könnte hierbei die Haube am Rande mit einem Ringschwimmer versehen sein, der auf der zu verbrennenden Flüssigkeit schwimmt und damit die Haube mit dem Flüssigkeitsspiegel absinken lässt.A particularly advantageous use of the heating system shown can consist in placing a vessel with liquid fuel, for example waste oil or the like, in the combustion chamber 1, this OeI is ignited and the hood 13 is lowered onto the vessel, whereupon the air supply is switched on. So can even liquid fuels, especially combustible waste, can be burned cleanly. If necessary, this could be the hood be provided on the edge with a ring float that floats on the liquid to be burned and thus the hood with the Lets the liquid level drop.
Zur Feinregulierung der Luftzufuhr kann bei allen Anwendungen eine Regelklappe vorhanden sein und es könnte ferner eine üeberhitzungssicherung vorgesehen sein, welche die Luftzufuhr bei üeberhitzung ausschaltet. Es 1st dabei vorteilhaft, in der Brennluftleitung auch eine Rückschlagklappe anzubringen, damit beim Ausschalten des Ventilators nicht Rauchgase durch die Brennluftleitung und den Ventilator austreten. Diese Rückschlagklappe ist auch dann erforderlich, wenn wahlweise in der beschriebenen Weise in der Brennkammer eine Brennstoffmenge verbrannt oder ein Oelbrenner angeschlossen und mit demselben geheizt wird.For fine regulation of the air supply, a Control flap could be present and an overheating protection device could also be provided, which prevents the air supply in the event of overheating turns off. It is advantageous to install a non-return valve in the combustion air line so that when the The ventilator does not allow smoke gases to escape through the combustion air line and the ventilator. This non-return valve is also required if either a quantity of fuel is burned in the combustion chamber in the manner described or an oil burner is connected and is heated with it.
Die Haube 13, die Düse 14 und der untere Teil der Brennluftzuleitung müssen aus feuerbeständigem Material bestehen, sollten aber doch nicht allzu schwer ausgeführt sein, so dass sie wohl unter ihrem Eigengewicht der Verbrennung folgend absinken aber auch verhältnismässig leicht hochgezogen werden können. Es ist daher auch wichtig, diese als Verschleissteile zu bezeichnenden Organe leichtThe hood 13, the nozzle 14 and the lower part of the combustion air supply line must be made of fire-resistant material, but should not be too heavy, so that they are well below their own weight, following the combustion, decrease but can also be pulled up relatively easily. It is therefore too important, these organs, which can be described as wearing parts, are easy
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auswechselbar anzuordnen.to be arranged interchangeably.
Wird die Brennkammer als Hohlraum mit Wasserfüllung ausgeführt, so besteht infolge der relativ niedrigen Oberflächentemperatür an der Innenseite erhebliche Verrussungstendenz. Diese könnte gegebenenfalls erheblich vermindert und zugleich die vollständige Verbrennung unterstützt werden, wenn die Innenwand der Brennkammer doppelt ausgeführt wird, in welchem Falle die innere, die eigentliche Brennkammer begrenzende Wand nicht wassergekühlt ist und somit im Betrieb sehr heiss wird.If the combustion chamber is designed as a cavity filled with water, there is a relatively low surface temperature Significant sooting tendency on the inside. This could possibly be considerably reduced and at the same time complete combustion be supported if the inner wall of the combustion chamber is made twice, in which case the inner one, the actual one The wall delimiting the combustion chamber is not water-cooled and therefore becomes very hot during operation.
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