DE4007581A1

DE4007581A1 - Installation for treating wood waste before incineration - has screw conveyor to deliver waste to primary combustion chamber

Info

Publication number: DE4007581A1
Application number: DE4007581A
Authority: DE
Inventors: Konrad Brandl
Original assignee: ACKERMANN TECH ANLAGEN MASCH
Current assignee: ACKERMANN TECH ANLAGEN MASCH
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1991-09-12

Abstract

The installation has a screw conveyor (26) which drives the waste material onto a grid. A fan (5) supplies primary combustion air at a controlled rate and means are provided to ignite the waste material. A second fan (14) supplies secondary air and creates a turbulence in the chamber (12) into which the partly burnt material is blown, and subsequently discharged through the outlet (13) to the incinerator which fires a steam boiler. USE - For treating waste wooden material, such as shavings etc before it is delivered to an incinerator.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brenneranordnung mit Brenn rohr, insbesondere in Vor-Anordnung eines Heizkessels zwecks dessen Beheizung.The invention relates to a burner arrangement with a burner Pipe, especially in the pre-arrangement of a boiler for the purpose its heating.

Bekannte Öl- und Gasbrenner, sog. "Blaubrenner", weisen eine Brennerdüse und eine Brennkammer auf, die verrußen können und unter Umständen nicht für eine optimale schad stoffarme Verbrennung bei gutem Wirkungsgrad sorgen. Für eine Feststoffverbrennung, insbesondere Industriehackgut und Späne, sind Öl- und Gasbrenner naturgemäß nicht geeig net.Known oil and gas burners, so-called "blue burners" a burner nozzle and a combustion chamber which soot can and may not be optimal for harm low-fuel combustion with good efficiency. For solid combustion, especially industrial wood chips and chips, oil and gas burners are naturally not suitable net.

Um Feststoffe zu verbrennen, sieht der Stand der Technik sog. Voröfen in einer Vor-Anordnung von Heizkesseln vor, welche nach Art einer Brenneranordnung betrieben sind. Im Betrieb wird das zugeführte Feststoffmaterial im Vor ofen verbrannt, dessen Flamme durch ein Brennrohr auf die Brennkammer eines nachgeordneten Heizkessels gerichtet ist. Es entsteht hierbei eine undefinierte Flamme mit ver gleichsweise niedriger Temperatur, verbunden mit einem hohen Staubausstoß, d. h. mit einem vergleichsweise hohen Anteil an unverbrannten Teilen. Ein Vorofenbetrieb geht also mit einem vergleichsweise niedrigen Wirkungsgrad ein her. Verschmutzung, Verrußung und Umweltbelastung sind groß. Die bekannten Voröfen weisen eine Feststoffzufuhr auf, welche keine Druckabdichtung auf der Eingangsseite ermög licht. Entsprechend dem äußeren Atmosphärendruck ist im Vorofen praktisch nur ein Gleichdruckbetrieb mit reduzier ten Zugluftverhältnissen von Primär- und Sekundärluft mög lich. Gebläsezuschaltungen sind nicht vorgesehen und wä ren auch aufgrund des Gleichdruckbetriebs ineffektiv.The state of the art sees to burn solids so-called pre-ovens in a pre-arrangement of boilers, which are operated in the manner of a burner arrangement. During operation, the supplied solid material is pre-loaded furnace burned, the flame of which through a burning tube on the Combustion chamber of a downstream boiler directed is. This creates an undefined flame with ver equally low temperature combined with a high dust emissions, d. H. with a comparatively high Proportion of unburned parts. A pre-oven operation is possible So with a comparatively low efficiency forth. Pollution, soot and environmental pollution are great. The known pre-ovens have a solid feed, which does not allow pressure sealing on the input side light. In accordance with the external atmospheric pressure Vorofen practically only a constant pressure operation with reduced drafts of primary and secondary air possible Lich. Fan connections are not provided and should be ren also ineffective due to constant pressure operation.

Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung des vorgenann ten Stands der Technik durch Schaffung einer Brenneranord nung mit Brennrohr, welche einfach aufgebaut ist und gleich wohl einen guten Heizwirkungsgrad mit einer schadstoffarmen Rauchgasverbrennung besitzt und zudem vielseitig eingesetzt werden kann.The object of the invention is to improve the aforementioned state of the art by creating a burner arrangement with a fire tube, which is simple and the same probably a good heating efficiency with a low pollutant Has flue gas combustion and is also used in a variety of ways can be.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebe nen Mittel.The object on which the invention is based is achieved indicated by the in the characterizing part of claim 1 means.

Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 30.The subject of the invention is advantageously further developed by the features of subclaims 2 to 30.

Wesen der Erfindung ist die Schaffung eines vergleichsweise kompakten Feststoffbrenners, der gekennzeichnet ist durchThe essence of the invention is the creation of a comparative compact solid fuel burner, which is characterized by

- a filling shaft for solids to be burned,
- A solids supply connected to the filling shaft equipment,
- A swirl chamber arranged downstream of the filling shaft, and
- a burnout tube following the swirl chamber.

Da die Feststoffzuführungseinrichtung direkt an den Füll schacht angeschlossen ist, ist es besonders zweckmäßig, ein Gebläse mit Dosiereinrichtung für die gesteuerte Zufuhr von Luft vorzusehen. Die Feststoffzuführungseinrichtung umfaßt vorzugsweise eine Zellradschleuse bzw. einen Feststoff- Schneckenförderer, welche bzw. welcher an der Unterseite des Füllschachtes einmündet und sich bis zum Rost des Füll schachtes erstreckt. Hierbei ist vorzugsweise eine nach oben gebogene Rampe am Ende des Schneckenförderers vorge sehen, welcher bis zum Rost reicht. Unter der Rampe befin det sich eine (elektrische) Zündeinrichtung. Since the solids supply device directly to the filling shaft is connected, it is particularly useful to Blower with dosing device for the controlled supply of To provide air. The solid feed device comprises preferably a rotary valve or a solid Screw conveyor, which on the bottom of the filling shaft opens out and extends to the rust of the filling shaft extends. Here is preferably an after pre-curved ramp at the end of the screw conveyor see which reaches to the rust. Under the ramp there is an (electrical) ignition device.

Die vorgenannte erfindungsgemäße Konstruktion unterschei det sich gegenüber herkömmlichen Voröfen oder Unterschub feuerungen insofern, als durch einen Schneckenförderer oder dergl. das Feststoffmaterial bis in den Brennraum des als Vergasungsraum ausgebildeten Füllschachts gedrückt und dann im besonderen Primär- und Sekundärluft mittels Gebläse beigemischt wird. Durch den Schneckenförderer, welcher im Betrieb kalt ist, ist kein Rückbrand zum ein gangsseitigen freien Feststoffmaterial möglich, und es ist ein einwandfreier "Überdruckbetrieb" im Füllschacht oder Vergasungsraum möglich, der gute Zugverhältnisse ins besondere durch das Gebläse besitzt.The above construction according to the invention differentiate differs from conventional pre-ovens or drawers firing insofar as by a screw conveyor or the like. The solid material into the combustion chamber the filling shaft designed as a gasification chamber and then in particular primary and secondary air Blower is added. Through the screw conveyor, which is cold in operation is not a burn-back to one aisle-side free solid material possible, and it is a perfect "overpressure operation" in the filling shaft or gasification room possible, which has good draft conditions special due to the blower.

Zweckmäßigerweise ist das Gebläse an eine im Innern der Brenneranordnung befindliche Luftverteilungskammer ange schlossen, welche Unterluft oder Primärluft über einen ersten Luftkanal zur Unterseite des Füllschachtes unter halb des Rostes und Sekundärluft über einen zweiten Luft kanal im wesentlichen dicht oberhalb des Rostes des Füll schachtes zuleitet. Hierbei verläuft ein Abschnitt des zweiten Luftkanals direkt an der Füllschachtwand vorbei, wodurch sich die Sekundärluft vor Eintritt in den Füll schacht optimal erwärmt.The blower is expediently connected to an inside of the Burner arrangement located air distribution chamber closed which under air or primary air over a first air duct to the underside of the filling shaft below half of the grate and secondary air via a second air channel essentially just above the grate of the fill shaft feeds. Here is a section of the second air duct directly past the filling shaft wall, which causes the secondary air to enter the filling optimally heated shaft.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die Luftverteilungskammer einen Anschluß für einen dritten Luftkanal auf, über welchen sog. Oberluft zur Oberseite des Füllschachtes deutlich über dem Rost zugeleitet wird. Die Eintrittsöffnung der Oberluft in den Füllschacht liegt hierbei vorzugsweise seitlich und unterstützt den Durch zug der Verbrennungsluft zur nachgeordneten Verwirbelungs kammer dergestalt, daß in der Verwirbelungskammer zum einen eine definierte Verwirbelung eintritt und gleichermaßen das Rauchgas durch die Wirbelkammer einem nachgeordneten Ausbrennrohr zugeleitet wird.In an advantageous development of the invention, the Air distribution chamber a connection for a third Air duct, through which so-called upper air to the top of the filling shaft is fed well above the grate. The entry opening of the upper air is in the filling shaft in this case preferably laterally and supports the through draft of the combustion air to the downstream turbulence chamber such that in the swirl chamber on the one hand a defined turbulence occurs and so does the flue gas through the swirl chamber a downstream burnout tube is forwarded.

Die Luftverteilungskammer weist in besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung einen weiteren vierten Luft kanal auf, welcher sog. vergleichsweise kühle Austritts luft dem Eingang des Ausbrennrohres direkt zuleitet. Die Zuleitung der vorgenannten Austrittsluft kühlt die einer Drehbewegung (Drall) ausgesetzte hochwertige Flamme im Ausbrennrohr entscheidend ab, und zwar von einer Flammen temperatur von ca. 1100°C auf eine Flammentemperatur von 800°C. Dies bedeutet, daß die aus der Brenneranordnung austretende Flamme weniger NO_x aufweist, da die NO_x-Bildung erst bei 600°C erfolgt. Ersichtlich ergibt sich gerade durch diese letztgenannte Maßnahme eine schadstoffarme optimale umweltschonende Verbrennung.In a particularly advantageous development of the invention, the air distribution chamber has a further fourth air duct, which feeds so-called comparatively cool outlet air directly to the entrance of the burnout tube. The supply line of the aforementioned outlet air cools the high-quality flame exposed to a rotary movement (swirl) in the burnout tube, from a flame temperature of approx. 1100 ° C to a flame temperature of 800 ° C. This means that the flame emerging from the burner arrangement has less NO _x , since the NO _x formation only takes place at 600 ° C. It is evident from this last-mentioned measure that optimal environmentally friendly combustion is low in pollutants.

Letztgenanntes Teilmerkmal ist sehr bedeutungsvoll, kann auch bei anderen Brenneranordnungen realisiert sein und beansprucht singulär Schutz auch für andere Ausführungs formen.The latter sub-characteristic is very significant, can also be realized with other burner arrangements and claims singular protection for other execution to form.

Sämtliche vorgenannten Luftkanäle für die Zufuhr von Unter-, Sekundär-, Ober- und Austrittsluft sind zumindest teilwei se mit Einstellschrauben versehen, um die Zuführungsluft manuell oder automatisch zu dosieren.All of the aforementioned air ducts for the supply of under-, Secondary, top and outlet air are at least partially se with adjusting screws to the supply air to dose manually or automatically.

In der Gesamtanordnung erstreckt sich die Verwirbelungs kammer vorzugsweise im wesentlichen in Querrichtung hori zontal hinter dem Füllschacht. Die Verwirbelungskammer ist in Form eines Rohres ausgebildet, dessen eines Axial ende abgeschlossen und dessen anderes Axialende im wesent lichen konzentrisch zum nachgeordneten Ausbrennrohr ange ordnet und mit diesem verbunden ist. Hierbei ist der Durch messer des Rohres der Verwirbelkammer größer als der Durch messer des Ausbrennrohres. Dadurch wird eine Bündelung des Brenngutes beim Eintreten in das Ausbrennrohr erreicht. Die Division des Ausbrennrohres ist einfach, weil gegen über dem Flammenaustritt sich ein Öffnungsflansch befindet, wodurch man die Verwirbelungskammer und das Ausbrennrohr gut einsehen kann.The swirling extends in the overall arrangement chamber preferably essentially in the transverse direction hori zonally behind the filling shaft. The swirl chamber is in the form of a tube, one of which is axial End completed and its other axial end essentially Lichen concentric to the downstream burnout pipe arranges and is connected to it. Here is the through diameter of the tube of the swirl chamber larger than the diameter knife of the burnout tube. This creates a bundle of the material to be burned is reached when entering the burnout tube. The division of the burnout tube is easy because against there is an opening flange above the flame outlet, creating the swirl chamber and the burnout tube can see well.

Ein definierter Drall in der Verwirbelungskammer wird ins besondere dadurch eingerichtet, daß die Verwirbelungskammer eine Rohrmantelöffnung insbesondere mit einem tangentialen Wandbereichanschluß zum Füllschacht aufweist. Die Rohrman telöffnung entspricht in etwa der Breite des Füllschachtes, wobei der Eingang des Ausbrennrohres im wesentlichen in Höhe der zugeordneten Axialseite der Rohrmantelöffnung der Verwirbelungskammer gelegen ist.A defined swirl in the swirl chamber is ins special set up in that the swirl chamber a pipe jacket opening in particular with a tangential Has wall area connection to the filling shaft. The Rohrman the opening corresponds approximately to the width of the filling shaft, the entrance of the burnout tube essentially in Height of the assigned axial side of the pipe jacket opening Swirl chamber is located.

Insbesondere sind in der Verwirbelungskammer Leitbleche vor gesehen, die vorzugsweise schraubenförmig auf dem Innenum fang (mit Ausnahme der Rohrmantelöffnung) angeordnet sind, wobei die Schraubensteigung in Richtung des Eingangs der Ausbrennrohre gerichtet ist. Hierdurch werden vom Füll schacht durch die Verwirbelungskammer zum Ausbrennrohr geleitete Rauchgase nicht nur einer Verwirbelung, sondern auch einer Axialkraft in Richtung Ausbrennrohrachse unter worfen. Im Ergebnis entsteht im und nach dem Ausbrennrohr eine hochwertige Flamme mit definierter Strömung, die exakt einem nachgeordneten Heizkessel an gewünschter Stelle zuge leitet werden kann.In particular, baffles are provided in the swirl chamber seen the preferably helical on the inside catch (with the exception of the pipe jacket opening) the screw pitch towards the entrance of the Burnout tubes is directed. This will fill shaft through the swirl chamber to the burnout tube conducted flue gases not only a swirl, but also under an axial force in the direction of the combustion tube axis throw. The result is in and after the burnout tube a high quality flame with a defined flow that is exact a downstream boiler at the desired location can be directed.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Ausbrennrohr mehrere achsparallele Einzelbrennrohre aufweist. It is particularly useful if the burnout tube has several Axial parallel single fuel pipes.

Insbesondere sind auf dem Umfang drei gleichverteilte Ein zelbrennrohre vorgesehen.In particular, there are three evenly distributed A's single fuel tubes provided.

Das Ausbrennrohr bzw. die Einzelbrennrohre bestehen aus einem hochwertigen Keramikmaterial wie Siliziumkarbid. Die Rohre weisen eine geringe Wanddicke auf und erreichen schon sehr frühzeitig in der Startphase eines Brennbetriebs eine hohe Entzündungstemperatur. Siliziumkarbid verträgt Temperaturwechsel und hält aggressiven Gasen stand. Auch ist das Bauteil leicht auszutauschen.The burnout tube or the individual combustion tubes consist of a high-quality ceramic material such as silicon carbide. The tubes have a small wall thickness and reach very early in the start phase of a burning operation a high ignition temperature. Silicon carbide tolerates Changes in temperature and withstands aggressive gases. Also the component is easy to replace.

Entsprechend kann auch die Verwirbelungskammer aus Sili ziumkarbid oder dergl. ausgebildet sein.The swirling chamber can also be made of sili accordingly zium carbide or the like. Be formed.

Das Material des Füllschachtes bzw. der Vorvergaserkammer ist vorzugsweise eine feuerbeständige Betonauskleidung.The material of the filling shaft or the pre-gasification chamber is preferably a fire-resistant concrete lining.

Die Brenneranordnung besitzt insbesondere Würfel- oder Kastenform kompakten Zuschnitts. Das Grundgehäuse kann Stahlwände besitzen, wobei insbesondere ein äußerer Wärme isoliermantel vorgesehen ist. Dahinterliegend befindet sich ein umlaufender Wassermantel, welcher mit dem nachge ordneten Heizkessel in Verbindung steht.The burner arrangement has in particular cubic or Box shape compact cut. The basic housing can Have steel walls, especially an external heat insulating jacket is provided. Located behind a surrounding water jacket, which with the nachge arranged boiler is connected.

Die erfindungsgemäße Brenneranordnung ermöglicht insbeson dere das automatische Verfeuern von Industriehackgut und Späne (Schreinermaterial). Das Grundgehäuse ist so ausge legt, daß eine verschiedenartige Einbautechnik möglich ist.The burner arrangement according to the invention enables in particular the automatic firing of industrial wood chips and Chips (carpenter material). The basic housing is so out specifies that a different installation technique is possible.

Insgesamt ist die Wasserführung des Grundgehäuses so aus gelegt, daß ein Abstrahlverlust der Brenneranordnung ver hindert ist. Der Brenner ist schnell regelbar und wird über die Kesseltemperatur gesteuert. Er weist eine große Flexibilität hinsichtlich der Beschickungsarten auf. Mög lich ist neben einer Unterschub-Beschickung auch eine Fall Beschickung des Füllschachtes von oben durch eine dort angeordnete Zuführungsöffnung mit Verschluß. Vor- und Nach teile der verschiedenen Beschickungsarten hängen in hohem Maße vom Brennmaterial ab. Ist eine Unterschub-Beschickung vorgesehen, ist der Rost im Zuführungsbereich ausgespart, um dort das Ende der vorgenannten Rampe aufzunehmen. Hier wird das Brenngut hochgedrückt. Eine Verlängerung des Mate rialtransportschachtes über den Rost hinaus bringt eine optimale Vortrocknung und eine bessere Auflockerung des Brenngutes. Insgesamt richtet sich die Gestaltung des Rostes nach dem Aschegehalt und dem Verschlackungsgrad des Brenn materials.Overall, the water flow of the basic housing is like this placed that a radiation loss of the burner assembly ver is prevented. The burner is quickly adjustable and will controlled via the boiler temperature. He has a big one Flexibility in terms of loading types. Poss In addition to underfeed loading, there is also a case Feeding the filling shaft from above through one there arranged feed opening with closure. Before and after parts of the different loading types hang high Dimensions depend on the fuel. Is an underfeed loading provided, the grate is left in the feed area, to record the end of the aforementioned ramp there. Here the firing material is pushed up. An extension of the mate rialtransportschachtes beyond the grate brings one optimal predrying and better loosening of the Brenngutes. Overall, the design of the grate is based according to the ash content and the degree of slagging of the distillate materials.

Nachfolgend wird die Funktion der Brenneranordnung beschrie ben.The function of the burner arrangement is described below ben.

Bei Inbetriebnahme der Brenneranordnung ist der Schnecken förderer in Betrieb, welcher über einen Motor angetrieben ist, der seinerseits von der Kesseltemperatur gesteuert ist. Gleichermaßen ist die elektrische Zündeinrichtung für ca. 10 Minuten in Betrieb. Das vorgeschobene Hackgut oder die Späne beginnt zu glimmen und wird auf der Rampe weitergeschoben in den Füllschacht oder Vorvergaserraum. Dort wird durch die zugeführte Verbrennungsluft über das Gebläse Primärluft und Sekundärluft zur Verbrennung gebracht. Im Brennraum oder Füllschacht ist ein Füllstandsmelder oder -geber in Form eines Schwenkhebels angebracht, welcher einen Füllstandsschalter betätigt, um den Schneckenförderer abzuschalten. Die Brenneranordnung arbeitet selbständig in etwa wie ein Ölbrenner, und es kann jede Kesselleistung auch im kleinsten Schwachlastbetrieb geheizt werden. Es wird dadurch eine Taupunktunterschreitung verhindert, eben so eine Holzessigbildung an den Kesselwänden, wobei keine frühzeitige Korrosion entsteht. Der vorgenannte Feststoff Gebläsebrenner kann vollautomatisch betrieben werden ohne Aufsichtspersonal. Aufgrund der vorgeschalteten Zellrad schleuse oder dergl. ist große Rückbrandsicherung gegeben. Die praktisch erhaltenen Abgaswerte liegen deutlich unter den vorgeschriebenen Werten der Bundesimmissionsschutzver ordnung.When the burner arrangement is started up, the screw is conveyor in operation, which is driven by a motor which in turn is controlled by the boiler temperature is. The electrical ignition device is the same in operation for approx. 10 minutes. The advanced wood chips or the shavings begin to smolder and become on the ramp pushed further into the filling shaft or pre-carburetor room. There is the combustion air supplied via the Blower primary air and secondary air burned. There is a level indicator or in the combustion chamber or filling shaft - Encoder attached in the form of a swivel lever, which a level switch operated to the screw conveyor switch off. The burner assembly works independently in about like an oil burner, and it can do any boiler work can be heated even in the smallest low-load operation. It This prevents the temperature from falling below the dew point such a wood vinegar formation on the boiler walls, but none early corrosion occurs. The aforementioned solid Fan burners can be operated fully automatically without Supervisory staff. Due to the upstream cellular wheel lock or similar. The practically obtained exhaust gas values are significantly below the prescribed values of the Federal Immission Control Association order.

Der Vorteil der Vorverwirbelungskammer liegt im besonderen in der Startphase der Brenneranordnung, da gerade in der Startphase schon ein guter Ausbrand erzielt werden kann. Auch ist das Frischluft-Gasgemisch dann für die Ausbrenn strecke optimal aufbereitet.The particular advantage of the pre-swirl chamber is in the start-up phase of the burner arrangement, since it is in the A good burnout can already be achieved in the starting phase. The fresh air / gas mixture is then also used for the burnout route optimally prepared.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnung näher erläutert; es zeigen:The invention is illustrated below with the aid of an embodiment game with reference to the accompanying drawings explained; show it:

Fig. 1 in schematischer perspektivischer aufgebrochener Ansicht eine Brenneranordnung, Fig. 1 is a schematic perspective cutaway view of a burner arrangement,

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in schematischer aufge brochener Draufsicht, Fig. 2 shows the arrangement of FIG. 1 is a schematic plan view brochener up,

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 1 in einem Schnitt A-A der Fig. 2, Fig. 3 shows the arrangement according to Fig. 1, in a section AA of Fig. 2

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 1 in einem Schnitt B-B der Fig. 2, Fig. 4 shows the arrangement according to Fig. 1, in a section BB of Fig. 2

Fig. 5 eine Einzelheit im Bereich des Eingangs des Aus brennrohrs ähnlich der Schnittansicht der Fig. 3, Fig. 5 shows a detail in the region of the entrance of the off burner tube similar to the sectional view of FIG. 3,

Fig. 6 einen Schnitt C-C der Fig. 5, und Fig. 6 shows a section CC of Fig. 5, and

Fig. 7 eine perspektivische aufgebrochene Gesamtansicht der Brenneranordnung ähnlich Fig. 1 in größerer Einzelheit. Fig. 7 is a broken perspective overall view of the burner assembly similar to Fig. 1 in greater detail.

Gemäß Zeichnung ist eine Brenneranordnung 10 zum automati schen Verfeuern von Industriehackgut und Späne (Schreiner material) vorgesehen.According to the drawing, a burner arrangement 10 is provided for the automatic firing of wood chips and chips (carpenter material).

Das Grundgehäuse ist so ausgelegt, daß eine verschieden artige Einbautechnik möglich ist.The basic housing is designed to be different like installation technology is possible.

Die Brenneranordnung 10 umfaßt im wesentlichen einen Füll schacht 11 für zu verbrennende Feststoffe, eine an den Füllschacht 11 angeschlossene Feststoffzuführungseinrich tung, eine dem Füllschacht nachgeordnete Verwirbelungskam mer 12 und ein seitliches Ausbrennrohr 13 im Anschluß an die Verwirbelungskammer.The burner assembly 10 essentially comprises a filling shaft 11 for solids to be burned, a connected to the filling shaft 11 Solid feeder device, a downstream of the filling shaft Verwirbelungskam mer 12 and a side burnout tube 13 following the swirl chamber.

Ferner ist ein Gebläse 14 mit Dosiereinrichtung für die gesteuerte Zufuhr von Verbrennungsluft vorgesehen.Furthermore, a blower 14 with a metering device is provided for the controlled supply of combustion air.

Das Gebläse 14 ist an eine im Innern der Brenneranordnung befindliche Luftverteilungskammer 15 angeschlossen, welche Unterluft 1 über einen ersten Luftkanal zur Unterseite des Füllschachtes und Sekundärluft 2 über einen zweiten Luft kanal dicht oberhalb des Rostes 18 dem Füllschacht gleich strömig zuführt, wobei ein Abschnitt 17 des zweiten Luft kanals direkt an der vertikalen inneren Füllschachtwand 18 vorbeiführt, um eine optimale Vorwärmung der Sekundär luft einzurichten.The fan 14 is connected to an air distribution chamber 15 located in the interior of the burner arrangement, which supplies sub-air 1 via a first air duct to the underside of the filling duct and secondary air 2 via a second air duct just above the grate 18 to the filling duct, with a section 17 of the duct second air duct passes directly past the vertical inner filling shaft wall 18 in order to set up optimal preheating of the secondary air.

Die Luftverteilungskammer 15 steht ferner mit einem drit ten Luftkanal in Verbindung, welcher Oberluft 3 zur Ober seite des Füllschachts 11 deutlich über dem Rost 18 zulei tet in einer Weise, wie nachfolgend noch beschrieben wird. In den einzelnen Luftkanälen für Unterluft 1, Sekundär luft 2 und Oberluft 3 befinden sich Dosiereinrichtungen in Form von Einstellschrauben 6, welche durch Drehung eine Mengenregulierung zulassen. Mithin gelangt im Betrieb durch das Gebläse 14 in die Luftverteilungskammer 15 einströmende Dosierluft 5 in gesteuerter Weise zu den einzelnen Berei chen des Füllschachtes 11 zwecks Optimierung der Verbren nung und Strömung.The air distribution chamber 15 is also in communication with a third air duct, which upper air 3 to the upper side of the filling shaft 11 clearly above the grate 18 leads in a manner as will be described below. In the individual air channels for lower air 1 , secondary air 2 and upper air 3 there are metering devices in the form of adjusting screws 6 , which allow a quantity regulation by rotation. Thus, in operation through the blower 14 into the air distribution chamber 15, metering air 5 flows in a controlled manner to the individual regions of the filling shaft 11 for the purpose of optimizing the combustion and flow.

Das Gebläse 14 sorgt für einen sog. "Überdruckbetrieb" der Brennkammer insbesondere dadurch, weil der Füll schacht 11 eingangsseitig dicht an die Feststoffzuführungs einrichtung 9 angeschlossen ist.The blower 14 ensures a so-called "positive pressure operation" of the combustion chamber in particular because the filling shaft 11 is tightly connected on the inlet side to the solids supply device 9 .

Die Feststoffzuführungseinrichtung 9 ist gemäß Ausführungs beispiel der Zeichnung als sog. Unterschub-Beschickung konzi piert und sieht für eine automatische Zuführung des zu ver brennenden Feststoffs, Industriehackgut, Späne oder dergl. einen Schneckenförderer 26 vor, welcher motorgetrieben und durch die Kesseltemperatur gesteuert ist. Der Schnecken förderer 26 befindet sich im wesentlichen in horizon taler Erstreckung auf der Vorderseite und reicht unterhalb des Rostes 16 in die Brenneranordnung 10 hinein, wobei dicht anschließend eine nach oben gebogene Rampe 27 vorge sehen ist, welche bis zu einer Aussparung des Rostes 16 nach oben geführt ist. Durch die Schnecke wird das Material bis hin zu der Oberseite des Füllschachtes gedrückt, wobei eine unter der Rampe 27 angeordnete elektrische Zündeinrich tung 28 vorgesehen ist, welche in der Startphase der Brenner anordnung für ca. 10 Minuten in Betrieb ist, so daß die zu geführte Späne, Hackgut oder dergl. zu glimmen beginnt und im Füllschacht oder Vorvergaserraum durch das Gebläse 14 zugeführte Primär- und Sekundärluft zur Verbrennung gebracht wird.The solids supply device 9 is designed according to the example of the drawing as a so-called underfeed loading and provides for an automatic supply of the solid to be burned, industrial wood chips, chips or the like. A screw conveyor 26 which is motor-driven and controlled by the boiler temperature. The screw conveyor 26 is located essentially in horizontal extension on the front and extends below the grate 16 into the burner assembly 10 , closely followed by an upwardly curved ramp 27 , which up to a recess in the grate 16 is led. Through the screw, the material is pressed up to the top of the filling shaft, an electrical Zündeinrich device 28 is provided under the ramp 27 , which is in the start phase of the burner arrangement for about 10 minutes in operation, so that the led Chips, wood chips or the like begin to smolder and the primary and secondary air supplied by the blower 14 is brought to the combustion in the filling shaft or pre-gasification chamber.

Im Füllraum 11 befinden sich ein zentraler Niveaugeber 8 mit einem Schwenkhebel 29, welche an der Seite des Füll schachtes brenneranordnungsfest angelenkt ist. Das freie Ende des Schwenkhebels 29 ist als sog. Feststoff-Schwimmer 30 ausgebildet dergestalt, daß bei einer Füllstandserhöhung der Schwimmer nach oben bewegt und mithin der Schwenkhebel 29 geschwenkt wird. Bei einer Hochschwenkbewegung des Schwenk hebels 29 gelangt dieser in einen Schalteingriff mit einem Niveauschalter 7, welcher den Schneckenförderer 26 abschal tet. Fällt der Füllstand im Füllschacht 11, wird der Schne ckenförderer 26 wieder in Betrieb gesetzt.In the filling chamber 11 there is a central level sensor 8 with a swivel lever 29 which is articulated on the side of the filling shaft in a manner compatible with the burner arrangement. The free end of the pivot lever 29 is designed as a so-called solid float 30 such that the float moves upward when the level is increased and the pivot lever 29 is therefore pivoted. During a swiveling movement of the swivel lever 29 it comes into a switching engagement with a level switch 7 , which switches off the screw conveyor 26 . If the level falls in the filling shaft 11 , the screw conveyor 26 is put back into operation.

Der Niveauschalter 7 ist in der Höhe verstellbar, um unter schiedliche Füllstände einzurichten. Entsprechend kann auch der Niveaugeber 8 in der Höhe verstellt werden. Selbst verständlich wird der Schneckenförderer 28 nur dann in Betrieb genommen, wenn die Kesseltemperatur entsprechend abgesunken ist.The level switch 7 is adjustable in height in order to set up different fill levels. The height of the level sensor 8 can also be adjusted accordingly. Of course, the screw conveyor 28 is only put into operation when the boiler temperature has dropped accordingly.

Neben der vorgenannten Unterschub-Beschickung ist jedoch auch eine Fall-Beschickung des Füllschachts 11 von oben möglich, da prinzipiell an der Füllschacht-Oberseite eine Zugangsöffnung 31 vorgesehen ist, die domförmig nach oben reicht. Die obere Zugangsöffnung 31 weist einen oberen Verschluß auf, welcher unterseitig eine Isolierschicht besitzt (welche in der Zeichnung nicht veranschaulicht ist).In addition to the above-mentioned underfeed loading, however, it is also possible to drop the filling chute 11 from above, since in principle an access opening 31 is provided on the top of the filling chute, which extends in a dome shape upwards. The upper access opening 31 has an upper closure which has an insulating layer on the underside (which is not illustrated in the drawing).

Die Brenneranordnung ist insgesamt würfel- oder kastenför mig in kompakter Weise aufgebaut und weist einen äußeren Wärmeisoliermantel 32 auf, dem sich innenseitig ein umlau fender Wassermantel 33 anschließt, welcher über einen An schluß 34 mit einem (nicht veranschaulichten) Heizkessel in Verbindung steht. Hinter dem Füllschacht 11 befindet sich in einer horizontalen Queranordnung die Verwirbelungs kammer 12, die in Form eines Rohres ausgebildet ist, des sen eine Axialseite verschlossen ist. Die andere Axial seite des Rohres ist offen und steht mit dem Eingang 19 des koaxialen Ausbrennrohrs 13 in Verbindung, dessen drei umfangsmäßig gleichverteilte Einzelbrennrohre 25 zur Brenn kammer des nicht veranschaulichten Heizkessels hin gerich tet sind. Die Einzelbrennrohre 25 besteht aus Siliziumkar bid und besitzen eine geringe Wandstärke, welches schon frühzeitig bei Inbetriebnahme eine hohe Entzündungstempera tur erreicht. Siliziumkarbid verträgt Temperaturwechsel und hält aggressiven Gasen stand. Auch ist das Bauteil leicht auszutauschen.The burner assembly is overall cubic or kastenför shaped in a compact manner and has an outer heat insulation jacket 32 , which is followed on the inside by a umlau fender water jacket 33 , which is connected via a connection 34 to a (not shown) boiler. The swirl chamber 12 , which is designed in the form of a tube, of which an axial side is closed, is located in a horizontal transverse arrangement behind the filling shaft 11 . The other axial side of the tube is open and is connected to the input 19 of the coaxial burnout tube 13 , the three circumferentially equally distributed individual combustion tubes 25 are directed towards the combustion chamber of the boiler, not shown. The individual fuel tubes 25 are made of silicon carbide and have a small wall thickness, which reaches a high ignition temperature early on during commissioning. Silicon carbide tolerates temperature changes and withstands aggressive gases. The component is also easy to replace.

Der Eingang 19 des Ausbrennrohres 13 weist einen Ringkanal 23 auf, welcher in größerer Einzelheit in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht ist. Der Ringkanal 23 steht eingangssei tig mit einem vierten Luftkanal in Verbindung, welcher an die vorgenannte Luftverteilungskammer 15 bzw. an das vorgenannte Gebläse 14 angeschlossen ist, um im Betrieb vergleichsweise kühle Austrittsluft 4 zum Eingang 19 des Ausbrennrohrs 13 zu fördern, und zwar durch achsparallele Austrittsöffnungen 24, welche vom Ringkanal 23 einen Durch gang zum Eingang 19 des Ausbrennrohres 13 einrichten. Die Austrittsluft 4 wird aus dem Ringkanal 23 am äußeren Rand der Einzelbrennrohre gegen die Strömung des Brenngases gedrückt und wird dann erst in den Einzelbrennrohren der gestalt aktiv, daß die Flammentemperatur von ca. 1100°C auf 800°C nach unten gestaffelt wird, was die NO-Vermischung günstig beeinflußt, d. h. im wesentlichen die NO_x-Bildung reduziert.The inlet 19 of the burnout tube 13 has an annular channel 23 , which is illustrated in greater detail in FIGS. 5 and 6. The ring channel 23 is on the input side with a fourth air channel, which is connected to the aforementioned air distribution chamber 15 or to the aforementioned fan 14 in order to promote comparatively cool outlet air 4 to the inlet 19 of the burnout tube 13 during operation, namely through axially parallel outlet openings 24 , which set up a passage from the annular channel 23 to the input 19 of the burnout tube 13 . The outlet air 4 is pressed out of the annular channel 23 on the outer edge of the individual fuel pipes against the flow of the fuel gas and is only active in the individual fuel pipes in such a way that the flame temperature is staggered downwards from approx. 1100 ° C. to 800 ° C., which the NO mixing is favorably influenced, ie essentially reduces the NO _x formation.

Die Verwirbelungskammer besitzt eine Rohrmantelöffnung 21 in Richtung Füllschacht 11 in etwa in der Breite des Füll schachtes, wobei der obere horizontale Rand 35 der Rohr mantelöffnung 21 einen tangentialen Einlaß des Brenngases vom Füllschacht 11 in die Verwirbelungskammer 12 ermöglicht. The swirl chamber has a tubular jacket opening 21 in the direction of the filling shaft 11 approximately in the width of the filling shaft, the upper horizontal edge 35 of the tubular jacket opening 21 allowing tangential inlet of the fuel gas from the filling shaft 11 into the swirling chamber 12 .

Der obere horizontale Rand 35 liegt in etwa in oberseiti ger Verlängerung der vertikalen Füllschachtwand 18.The upper horizontal edge 35 is approximately in oberseiti ger extension of the vertical filling shaft wall 18th

Im Betrieb wird in der Verwirbelungskammer 12 eine defi nierte Drehbewegung bzw. ein Drall des Brenngases erzeugt, welcher sich bis hin zu den Einzelbrennrohren 25 des Aus brennrohrs 13 fortsetzt und dort für eine hochwertige defi nierte Flammenströmung sorgt, welche selbst nach Austritt aus dem Ausbrennrohr 13 in gezielter Weise auf die Brenn kammer des nachgeordneten Heizkessels gerichtet werden kann.In operation, a defi ned rotary movement or a swirl of the fuel gas is generated in the swirl chamber 12 , which continues up to the individual combustion tubes 25 of the combustion tube 13 and there ensures a high-quality defi ned flame flow, which even after exiting the combustion tube 13 can be directed in a targeted manner to the combustion chamber of the downstream boiler.

Der Eingang 20 der Oberluft 3 zum Füllschacht 11 befindet sich auf der dem Eingang 19 des Ausbrennrohrs 13 entgegen gesetzten Seite der Brenneranordnung 10, so daß die Ober luft 3 die Axialströmung des Brenngases in der Verwirbe lungskammer zum Ausbrennrohr 13 hin unterstützt.The input 20 of the upper air 3 to the filling shaft 11 is located on the opposite side of the burner assembly 10 from the input 19 of the burnout tube 13 , so that the upper air 3 supports the axial flow of the fuel gas in the swirling chamber towards the burnout tube 13 .

Auf der Mantelinnenseite der Verwirbelungskammer 12 kön nen Verwirbelungsleitbleche 22 vorgesehen sein, welche schraubenförmig angeordnet sind. Die Schraubensteigung verläuft hierbei in Richtung Ausbrennrohr 13 zwecks Ein richtung einer Axialförderkomponente für die durchströmen den Brenngase.On the inside of the swirl chamber 12, a swirl baffle 22 may be provided, which are arranged helically. The screw pitch runs in the direction of the burnout tube 13 for the purpose of an axial conveying component for the flow through the fuel gases.

Es wird mithin durch die Erfindung insbesondere ein Fest stoff-Gebläsebrenner geschaffen, welcher einen von unten oder von oben zu beschickenden Fallschacht aufweist. Die äußere Grundeinheit ist wasserführend, wobei der Außenman tel Würfelform besitzt. Die Eindüsung des Brenngases in die Verwirbelungskammer erfolgt tangential mit effektiver Drallwirkung. Durch die Zufuhr der Austrittsluft 4 ist ein stufenweiser Ausbrand in den Einzelbrennrohren mög lich. Die Einzelbrennrohre bzw. das Ausbrennrohr befindet sich in seitlicher Anordnung in koaxialer Verlängerung der Verwirbelungskammer hinter dem Füllschacht 11 bzw. Ent gasungsschacht. Die Brennluft-Bereitstellung wird mit Hilfe eines Gebläses 14 erreicht, wobei die Luft über eine Luft verteilkammer 15 den einzelnen Brenneranordnungsstellen optimal zugeleitet werden kann, insbesondere dadurch, daß jede Luftstelle mit einer Dosierdrossel versehen ist.It is therefore created by the invention in particular a solid-fuel forced air burner, which has a chute to be loaded from below or from above. The outer base unit is water-bearing, the outer jacket has a cube shape. The fuel gas is injected into the swirl chamber tangentially with an effective swirl effect. By supplying the outlet air 4 , a gradual burnout in the individual combustion tubes is possible. The individual combustion pipes or the burnout pipe is located in a lateral arrangement in a coaxial extension of the swirling chamber behind the filling shaft 11 or gas shaft. The combustion air supply is achieved with the aid of a blower 14 , the air being able to be optimally supplied to the individual burner arrangement points via an air distribution chamber 15 , in particular in that each air point is provided with a metering throttle.

Claims

1. Burner arrangement with fuel pipe, in particular in the pre-arrangement of a boiler for the purpose of heating, characterized by

- a filling shaft ( 11 ) for solids to be burned,
- A solid feed device ( 9 ) connected to the filling shaft ( 11 ),
- A swirl chamber ( 12 ) downstream of the filling shaft ( 11 ), and
- A burnout tube ( 13 ) following the swirl chamber ( 12 ).

2. Burner arrangement according to claim 1, characterized in that a blower ( 14 ) is provided in particular with a metering device for the controlled supply of air.

3. Burner arrangement according to claim 2, characterized in that the fan ( 14 ) is connected to an air distribution chamber ( 15 ), which lower air ( 1 ) via a first air duct to the underside of the filling shaft ( 11 ) below the grate ( 16 ) and secondary air ( 2 ) via a second air duct directly above the grate ( 16 ) to the filling shaft ( 11 ), in particular the second air duct in a section ( 17 ) being guided close to a filling shaft wall ( 18 ).

4. Burner arrangement according to one of claims 2 or 3, characterized in that the air distribution chamber ( 15 ) connected to the blower ( 14 ) has a third air duct which supplies top air ( 3 ) to the top of the filling shaft ( 11 ).

5. Burner arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that the air distribution chamber ( 15 ) connected to the blower ( 14 ) has a fourth air duct which supplies outlet air ( 4 ) to the inlet ( 19 ) of the burnout tube ( 13 ).

6. Burner arrangement according to one of claims 2 to 5, characterized in that the air channels for the supply of sub-air ( 1 ), secondary air ( 2 ), upper air ( 3 ) and outlet air ( 4 ) at least partially adjusting screws ( 6 ) for metering the Have supply air.

7. Burner arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized in that the input ( 20 ) of the upper air ( 3 ) to the filling shaft ( 11 ) opposite the input ( 19 ) of the burnout tube ( 13 ) in wesent union.

8. Burner arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the swirling chamber ( 12 ) extends substantially in the transverse direction horizontally behind the filling shaft ( 11 ).

9. Burner arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that the swirling chamber ( 12 ) has substantially the shape of a tube, one of the axial ends of which is closed and the other end of which is arranged substantially centrally to the burnout tube ( 13 ) and connected to the sem , in particular the diameter of the swirl chamber tube being larger than the diameter of the burnout tube ( 13 ).

10. Burner arrangement according to claim 9, characterized in that the swirling chamber ( 12 ) has a tubular casing opening ( 21 ) in particular with a tangential wall area connection to the filling shaft ( 11 ), which has approximately the width of the filling shaft ( 11 ), the entrance ( 19 ) of the burnout tube ( 13 ) is located essentially at the level of one axial side of the tube jacket opening ( 21 ).

11. Burner arrangement according to claim 9 or 10, characterized in that the swirl chamber ( 12 ) Verwirbelungsleit plates ( 22 ).

12. Burner arrangement according to claim 11, characterized in that the swirl baffles ( 22 ) are arranged helically on the inner circumference of the swirl chamber ( 12 ) (with the exception of the pipe jacket opening) and the screw pitch is directed in the direction of the entrance ( 19 ) of the burnout tube ( 13 ) .

13. Burner arrangement according to one of claims 5 to 12, characterized in that the fourth air duct in the region of the entrance ( 19 ) of the burnout tube ( 13 ) has a burnout tube enclosing ring channel ( 23 ), which in turn has a plurality of axially parallel outlet openings ( 24th ) around the entrance ( 19 ) of the burnout tube ( 13 ) sits.

14. Burner arrangement according to one of claims 1 to 13, characterized in that the burnout tube ( 13 ) has a plurality of axially parallel, in particular on the circumference three equally distributed individual combustion tubes ( 25 ).

15. Burner arrangement according to one of claims 2 to 14, characterized in that the fan ( 14 ) is located on the burner assembly side opposite the burnout tube ( 13 ).

16. Burner arrangement according to one of claims 1 to 15, characterized in that the solids supply device is designed as an underfeed loading of the filling shaft ( 11 ) and has a motor-driven solid screw conveyor ( 26 ) or cell wheel lock.

17. Burner arrangement according to claim 16, characterized in that the screw conveyor ( 26 ) is arranged substantially horizontally in the transverse direction to the swirl chamber ( 12 ) and to the burnout tube ( 13 ).

18. Burner arrangement according to claim 16 or 17, characterized in that at the outlet end of the screw conveyor ( 26 ) a GE curved ramp ( 27 ) extends to the filling chute grate ( 16 ).

19. Burner arrangement according to one of claims 16 to 18, characterized in that a solid material ignition device ( 28 ) is provided at the outlet end of the screw conveyor ( 26 ).

20. Burner arrangement according to one of claims 1 to 19, characterized in that a level sensor ( 8 ) and a level sensor or level switch ( 7 ) for level or solids limitation are arranged in the filling shaft ( 11 ).

21. Burner arrangement according to claim 20, characterized in that the level switch ( 7 ) or level sensor ( 8 ) is arranged at adjustable heights at or in the filling shaft ( 11 ).

22. Burner arrangement according to claim 20 or 21, characterized in that the level sensor ( 8 ) has a pivoting lever ( 29 ), the free end of which is designed as a solid float ( 30 ) and is inside the filling shaft ( 11 ) the swivel lever ( 29 ) can be brought into engagement with the level switch ( 7 ).

23. Burner arrangement according to one of claims 1 to 22, characterized in that the filling shaft ( 11 ) has an upper access opening ( 31 ) with a closure.

24. Burner arrangement according to one of claims 1 to 23, characterized, that the arrangement is essentially box-shaped.

25. Burner arrangement according to one of claims 1 to 24, characterized in that the arrangement has an outer heat insulating jacket ( 32 ).

26. Burner arrangement according to claim 25, characterized in that a circumferential water jacket ( 33 ) is formed in the region of the inside of the heat insulation jacket ( 32 ).

27. Burner arrangement according to claim 26, characterized in that the circulating water jacket ( 33 ) is connected to a heating boiler.

28. Burner arrangement according to one of claims 1 to 27, characterized in that the filling shaft ( 11 ) is lined with refractory concrete or the like.

29. Burner arrangement according to one of claims 1 to 28, characterized in that the burnout tube ( 13 ) and / or the swirl chamber ( 12 ) is formed from silicon carbide.

30. Burner arrangement according to one of claims 1 to 29, characterized in that a boiler temperature-dependent Steuereinrich device for driving the solids supply device ( 9 ) and the ignition of the ignition device ( 28 ) is provided.