DE3247242C2 - - Google Patents
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B1/00—Combustion apparatus using only lump fuel
- F23B1/30—Combustion apparatus using only lump fuel characterised by the form of combustion chamber
- F23B1/32—Combustion apparatus using only lump fuel characterised by the form of combustion chamber rotating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
- F23M9/02—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in air inlets
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/10—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses
- F23G7/105—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses of wood waste
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Verbrennung
von körnigem bzw. granuliertem Brennstoff der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 genannten Gattung.
Verbrennungsanordnungen mit rotierender Brennkammer sind bereits
bekannt (GB-PS 20 79 910, US-PS 40 60 042, 35 47 056, 33 57 382,
33 80 407, 30 98 458, 34 55 257, 38 08 989 und DE-OS 23 56 294).
Diese Verbrennungsanordnungen haben eine rotierende Brennkammer
in Form eines meistens verhältnismäßig großen, rotierenden
Zylinders. Dabei sind auch Mitnehmer im rotierenden Zylinder
angeordnet.
Bei der aus der GB-PS 20 79 910 bekannten, rotierenden Brennkammer wird die Luftzufuhr
in der Regel so eingerichtet, daß Primär- und Sekundärluft
gemeinsam der Brennkammer zugeführt werden. Dabei wird die
Verbrennungsluft, die nicht als Primärluft ausgenützt wird,
als Sekundärluft ausgenützt. Hieraus folgt, daß die Sekundärluft
nicht mit größerer Genauigkeit geregelt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad mit einfachen
Mitteln zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer gattungsgemäßen
Anordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
In der Brennkammer wird die Verbrennungsluft so verteilt, daß
eine definierte Luftmenge dem Brennstoff als Primärluft zugeführt
wird, während die übrige Luftmenge, die auch aus dem quantitativen
Gesichtswinkel recht definiert ist, durch die rotierende Brenn
kammer hindurch bis nach vorn zur Brennkammeröffnung geleitet
wird, wo sie den gebildeten Verbrennungsgasen, die in der Brenn
kammer freigemacht worden sind, zugeführt wird. Gleichzeitig
wird der feste Brennstoff in der Brennkammer aufgerührt und
gezielt aufgeblasen.
Eine sehr effektive Verbrennung wird dadurch ermöglicht, daß
die kegelförmige Austrittsöffnung zum Kessel keramisch isoliert
ist und eine Verbrennung der Gase bei einer Temperatur von
1300°C zuläßt. Dadurch, daß man die Luftzufuhr moderieren
kann, kann die Temperatur in der Primärzone so geregelt werden,
daß Schlackenbildung vermieden wird. Gleichzeitig kann eine
hohe Temperatur in der Zone der Sekundärverbrennung aufrecht
erhalten werden, wodurch ein hoher Wirkungsgrad der Verbrennung
erzielt wird.
Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung gehen aus der
folgenden Beschreibung und aus Unteransprüchen hervor.
Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung wird nun an Hand der
Zeichnung erläutert; dabei zeigt
Fig. 1 einen zentralen Schnitt der Länge nach durch die
Brennkammer;
Fig. 2 Einzelheiten der Rohrleitungen für die Zufuhr von
Primär- und Sekundärluft;
Fig. 3 einen Schnitt quer durch das tragende Rohr und eine
Ventilplatte, welche die Primärluft an verschiedene Kanäle
verteilt, und
Fig. 4 die Funktion der kombinierten Organe, welche für das
Umrühren und für die Zufuhr von Primärluft vorgesehen sind.
Die in der Zeichnung gezeigte Anordnung zur Verbrennung ist in einem
äußeren Raum 2 eingesetzt, welcher waagrecht und zylindrisch und
im Anschluß an einen Heizkessel eingesetzt ist. In dem
äußeren Raum 2 ist folgendes eingesetzt: Eine rotierende Brennkammer
1, eine Zufuhrleitung 20 für die Zufuhr des Brennstoffes,
ein in Axialrichtung bewegliches Zuführrohr 5 für die
Sekundärluft, ein rotierendes und tragendes Zuführ
rohr 4, zwei Lager 3, welche das Zuführrohr 4 tragen, und eine hintere,
nicht rotierende rohrförmige Einheit 14. Das Zuführrohr 4 ist mit einem
inneren Zentralrohr 7 ausgestattet, das
in konzentrischer Lage im Verhältnis zum Zuführrohr 4 durch
acht Scheidewände 9 gehalten wird. Diese befinden sich in Ebenen, welche die
Symmetrie- und Drehachse des Zuführrohres 4 enthalten. Dabei verteilen sie
sich gleichmäßig über die Innenwand des Zuführrohres 4.
Der Mantelraum zwischen dem Zuführrohr 4 und dem Zentralrohr 7 wird dadurch
in acht Kanäle 10 aufgeteilt. Jeder einzelne der Kanäle 10 ist durch
eine Öffnung 23 mit einem der acht als Rührorgane 8 dienenden Arme verbunden.
Die Fig. 2 zeigt eine als Steuerorgan 12 dienende Ventilplatte, welche um eine Drehachse
drehbar ist, welche mit der Drehachse des Zuführrohres 4 überein
stimmt.
Die rotierende Brennkammer 1 ist inwendig mit acht als Rührorgane 8 wirkenden rohrförmigen Armen
ausgestattet, welche mit dem rotierenden Zuführrohr 4 fest verbunden sind.
Die Arme sind auch fest im Verhältnis zur Brennkammer 1, welche von
den Armen getragen wird. Die rotierende Brennkammer 1 weist eine
runde Austrittsöffnung 11 am Ende der Brennkammer 1 auf, die in den Kessel
mündet. Die kegelförmige Austrittsöffnung 11 der Brennkammer 1 zum Kessel ist mit
keramischer Isolierung 27 ausgestattet.
Auch an dem entgegengesetzten Ende weist die Brennkammer 1 eine runde
Öffnung auf, welche an die festliegende, nicht rotierende, zylinder
förmige Einheit 14 anschließt. Das Fallrohr (Zufuhrleitung 20) ist fest verbunden mit
der zylinderförmigen Einheit 14, welche ausgestattet ist mit einer
hinteren Gleitplatte 18, welche eine Dichtungsanordnung 15 unterstützt,
die die Durchführung des rotierenden Zuführrohres 4 durch die hintere Gleit
platte 18 abdichtet. Eine hintere, kegelförmige Mantelfläche 17,
welche mit der Brennkammer 1 fest verbunden ist durch einen Flansch
verband 26, dichtet gegen eine zirkelförmige Dichtfläche an der Einheit
14 ab.
Die Arme bzw. Rührorgane 8 sind am rotierenden Zuführrohr 4 dort befestigt, wo
das rotierende Rohr eine Anzahl Öffnungen 23 aufweist, welche
eine Fortsetzung des inneren Raumes der rohrförmigen
Arme bilden. Die Öffnungen 23 ermöglichen somit den Durchgang der Primär
luft, welche durch die Kanäle 10 zugeführt wird, in die rohrförmigen
Arme der Rührorgane 8.
Durch Drehen des Steuerorgans 12 kann die Primärluft so verteilt
werden, daß nur gewisse der Kanäle 10 und somit auch nur gewisse Arme
Primärluft erhalten. Die Primärluft soll im wesentlichen nur den
jenigen der Arme bzw. Rührorgane 8 zugeführt werden, die sich aufwärts bewegen. Bei
einer normalen Einstellung der Ventilplatte bzw. des Steuerorgans 12 und bei einer Ver
brennungskammer mit acht Armen wird zum Beispiel demjenigen Arm
Primärluft zugeführt, der sich in der niedrigsten Lage befindet.
Außerdem wird noch Primärluft zu drei weiteren Armen bzw. Rührorganen 8 geführt, welche
sich aufwärts bewegen. Die übrigen vier Arme erhalten keine Luft
zufuhr.
Ein Luftdurchgang (Steuerorgan 6) bildet eine Verbindung zwischen dem inneren Zentralrohr 7
und dem vorderen Zuführrohr 5. Der Luftdurchgang kann dadurch vergrößert oder
verkleinert werden, daß das vordere Rohr in axialer Richtung bewegt
wird. Wenn das Rohr so bewegt wird, daß es sich dem Zuführrohr 4 nähert,
vermindert man den Luftdurchgang, durch welchen die Ver
brennungsluft dem Zuführrohr 5 vom Zentralrohr 7 zugeführt wird.
Im äußeren Ende des äußeren Raumes 2 befinden sich zwei scheiben
förmige Giebel, welche zwei Lager 3 unterstützen, die ihrerseits das
rotierende Zuführrohr 4 unterstützen.
Am vorderen Ende des axial verschiebbaren Zuführrohres 5 befindet sich eine Luft
austrittsöffnung 19, durch welche die Sekundärluft vom Zuführrohr 5 den unverbrannten
Brennstoffmolekülen zugeführt wird, welche durch die Austritts
öffnung (Kanal 11) der rotierenden Brennkammer 1 dem Kesselraum zugeführt werden. Im vorderen
Ende des Zuführrohres 5 sind ein Ablenkorgan 16 oder
schiefgestellte Flansche eingesetzt, welche dem Zweck dienen, der
Sekundärluft Turbulenz zu übertragen.
Die Fig. 4 zeigt, wie das Brennstoffmaterial durch die Rührorgane 8 bzw. Arme umge
rührt und angehoben wird, wobei die Arme mit Flanschen ausge
stattet sein können. Die Rotationsrichtung der Brennkammer 1 ist
durch den Pfeil 21 angezeigt. Die Luftaustrittsöffnungen 13 in den
Armen sind so ausgerichtet, daß die Primärluft in derjenigen Richtung ausge
blasen wird, die der Drehrichtung der Brennkammer 1 entspricht. Die
Primärluft wird somit in der Richtung ausgeblasen, die von den Pfeilen
22 angegeben wird. Man läßt somit die Primärluft durch die Masse des
Brennstoffes hindurchdringen. In gewissen Fällen und besonders bei größeren
Anlagen kann es jedoch geeignet sein, die Primärluft in beide Rich
tungen auszublasen.
Die rohrförmigen Arme haben außer der Zufuhr der Primärluft zum
Brennstoff im Zusammenhang mit der Primärverbrennungsphase auch die
Aufgabe als Rührorgane 8 den Brennstoff mechanisch zu bearbeiten und
während etwa 1/3 Umdrehung anzuheben, um danach den Brennstoff durch
einen schief aufwärts gerichteten, aus den Luftaustrittsöffnungen 13 blasenden
Luftstrom hindurch abwärts zu entleeren.
Durch die mechanische Bearbeitung wird die Asche vom Brennstoff getrennt.
Dadurch, daß die Primärluft von unten zugeführt wird,
wird die leichte Asche in Richtung zum Zentrum der Kammer angehoben,
wenn der Brennstoff abwärts niederfällt. Der Luftstrom der Luftaustrittsöffnungen
13 führt dann die Asche mit sich aus der Brennkammer 1 hinaus. Die
Primärverbrennung wird dadurch effektiver ohne hindernde Asche auf dem Brenn
stoff oder um den Brennstoff herum.
Die Verbrennungsluft wird vom Gebläse aus
durch das rotierende Zuführrohr 4 zugeführt. Durch die Kanäle 10 und durch die
Öffnungen 23 im Zuführrohr 4 wird die Primärluft den Armen und den
Luftaustrittsöffnungen 13 zugeführt. Die Primärluft wird somit der Brennkammer 1 in
der Nähe der inneren Mantelfläche der Brennkammer 1 zugeführt, von
da aus dringt die Primärluft durch die Masse des Brennstoffes in
Richtung zum Zentrum der Brennkammer 1. In Zusammenhang mit der
Primärverbrennung in der Brennkammer 1 werden verbrennbare Gase
gebildet, welche aus der Brennkammer 1 durch die Austrittsöffnung 11 geführt
werden, wo Sekundärluft zugeführt wird für die Verbrennung dieser
Gase.
Die Sekundärluft wird durch das Steuerorgan 6 in das Zuführrohr 5 geführt. Die
Sekundärluftzufuhr kann durch axiale Verschiebung des Zuführrohres 5 regu
liert werden. Die Zufuhr der Primärluft kann beispielsweise durch
eine Schieberanordnung reguliert
werden.
Durch die Konstruktion der Luftaustrittsöffnung 19 und der Zufuhrleitung 20 wird
verhindert, daß ein zusammenhängender Brennstoffstrom vom Lager aus
bis zur Brennkammer gebildet wird, wodurch sich ein Risiko für Hinterver
brennung ergäbe.
Die Zeichnung zeigt eine Anordnung mit acht Armen bzw. Rührorganen 8. Für verschiedene
Brennstoffarten und verschiedene Ofendimensionen und verschiedene
Maße der Brennkammern 1 kann es aber angebracht sein, die Anzahl der Arme
zu vergrößern oder zu vermindern. Die Brennkammer 1 kann somit mit
beispielsweise fünf oder zehn Armen ausgestattet werden.
Es ist schon erwähnt worden, daß die Arme zusätzlich auch mit Flanschen ausge
stattet werden können, welche das Umrühren des Brennstoffes begünstigen.
Für gewisse Brennstoffarten und besonders Brennstoffe
mit gewissen Stückgrößen kann es jedoch angebracht sein, separate
Anordnungen für die Zufuhr von Primärluft zu haben, welche beispiels
weise zwischen Flanschen liegen können, die direkt an der Innenseite
der Brennkammer 1 an der inwendigen Mantelfläche befestigt sind.
In der Zeichnung ist die Brennkammer 1 in rotationssymmetrischer
Ausführung gezeigt. Die Brennkammer 1 kann jedoch auch so ausgeführt
werden, daß deren Querschnitt die Form eines Polygons erhält. Bei
einer solchen Ausführung erhält man schon durch die Form der Brenn
kammer 1 ein gewisses Umrühren in Zusammenhang mit der Rotation der
Brennkammer 1.
Claims (8)
1. Anordnung zur Verbrennung von körnigem bzw. granuliertem
Brennstoff, z. B. Holzmehltabletten oder Hackspäne, mit einer
im wesentlichen horizontalen rotierbaren Brennkammer (1)
mit wenigstens einer Zufuhrleitung (20) für die Zufuhr des
Brennstoffs, mit einer Austrittsöffnung (11) für die Ver
brennungsgase zu einem Kesselteil bzw. Wärmetauscher zur
Wärmeübertragung an z. B. wassergekühlten Oberflächen und
mit Luftaustrittsöffnungen (13) für Primärluft in der Nähe
des Mantels der Brennkammer (1) sowie mit wenigstens einer
Luftaustrittsöffnung (19) für Sekundärluft im Bereich der
Austrittsöffnung (11) der Brennkammer zur Verbrennung der
Verbrennungsgase und anderer nicht verbrannter Restprodukte,
welche in der Brennkammer (1) frei gemacht worden sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennkammer (1) Rührorgane (8) zum Heben und Umrühren
des Brennstoffs und ein rotierbares Zuführrohr (5) für Sekundär
luft aufweist, welches sich axial durch die Brennkammer (1)
bis zur Luftaustrittsöffnung (19) für die Sekundärluft in der
Nähe der Austrittsöffnung (11) der Brennkammer (1) erstreckt.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rührorgane (8) im wesentlichen längslaufende Rohre
sind, welche Luftaustrittsöffnungen (13) für Primärluft
aufweisen.
3. Anordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß Rührorgane (8) in Bezug zur Brennkammer (1) fest
installiert sind.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Steuerorgan (12) die Verteilung von Primärluft an die
Rührorgane (8) steuert.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftaustrittsöffnungen (13) die Primärluft in Rotations
richtung der Rührorgane (8) ausblasen.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2-5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Primär- und Sekundärluft der Brennkammer (1) durch ein
gemeinsames, rotierendes Zuführrohr (4) zuströmen, das einen
äußeren Mantel mit längslaufenden Kanälen (10) für Primärluft,
von denen jeder einzelne mit einem Rührorgan (8) in Verbindung
steht, sowie ein Zentralrohr (7) für die Sekundärluft aufweist.
7. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zuführrohr (5) zur Leitung der Sekundärluft durch
die Brennkammer (1) in axialer Richtung beweglich angeordnet
ist und ein Steuerorgan (6) zum Steuern der Sekundärluft
durch axiales Verschieben des Zuführrohrs (5) aufweist.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zuführrohr (5) für Sekundärluft in der Nähe
der Austrittsöffnung (11) der Brennkammer (1) inwendig mit
Ablenkorganen (16) zum turbulenten Ablenken der Sekundärluft
ausgestattet ist.
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SE8107762 | 1981-12-23 |
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Legal Events
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D2 | Grant after examination | ||
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SWEDISH BIOBURNER SYSTEM AB, AAMAAL, SE |
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8381 | Inventor (new situation) |
Free format text: MAGNUSSON, JAN, AAMAAL, SE |