DE9002826U1 - Burner arrangement - Google Patents
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Abstract
Description
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BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine Brenneranordnung mit Brennrohr, insbesondere in Vor-Anordnung eines Heizkessels zwecks dessen Beheizung.The invention relates to a burner arrangement with a combustion tube, in particular arranged in front of a boiler for the purpose of heating it.
Bekannte Öl- und Gasbrenner, sog. "Blaufarannar"* weisen eine Brennerdüse und eine Brennkammer auf, ai- verz^Sen können und unter Umständen nicht für eine optimale schadstoff arme Verbrennung bei qutem Wirkungsgrad sorgen. Für eine faststoffverbre;i?-ang> Insbesondere Inaustriehackcrut üiid Späne, sind Öl- und Gr-brenner naturgemäß nicht geeignet .Known oil and gas burners, so-called "blue flame"*, have a burner nozzle and a combustion chamber which can burn and may not provide optimal, low-emission combustion with the highest level of efficiency. Oil and gas burners are naturally not suitable for burning fast fuels , particularly wood chips and shavings.
Um Feststoffe zu verbrennen, sieht der Stand der Technik sog. Voröfen ir einer Vor-Anordnung von Heizkesseln vor, welche nach Art einer Brenneranordnung betrieben sind. Im Betrieb wird das zugeführte Feststoffmaterial im Vorofen verbrannt, dessen Flamme durch ein Brennrohr auf die Brennkammer eines nachgeordneten Heizkessels gerichtet ist. Es entsteht hierbei eine Undefinierte Flamme mit vergleichsweise 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 einher. Verschmutzung, Verrußung und Umweltbelastung sind groß. Die bekannten VorÖfen weisen eine Feststoffzufuhr auf, welche keine Druckabdichtung aut der Eingangsseite ermöglicht. Entsprechend dem äußeren Atmosphärendruck ist im Vorofen praktisch nur ein Gleichdruckbetrieb mit reduzierten Zugluftverhältnissen von Primär- und Sekundärluft möglich. Geblasezuschaltungen sind nicht vorgesehen und wären auch aufgrund des Gleichdruckbetriebs ineffektiv.In order to burn solids, the state of the art provides for so-called pre-furnaces in a pre-arrangement of boilers, which are operated in the manner of a burner arrangement. During operation, the solid material supplied is burned in the pre-furnace, the flame of which is directed through a combustion tube onto the combustion chamber of a downstream boiler. This creates an undefined flame with a comparatively low temperature, combined with a high dust emission, i.e. with a comparatively high proportion of unburned parts. Pre-furnace operation is therefore associated with a comparatively low level of efficiency. Contamination, sooting and environmental pollution are high. The known pre-furnaces have a solids supply that does not allow pressure sealing on the inlet side. In accordance with the external atmospheric pressure, practically only constant pressure operation with reduced draft ratios of primary and secondary air is possible in the pre-furnace. Blower activation is not provided and would also be ineffective due to the constant pressure operation.
Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung des vorgenann-I; ten Stands der Technik durch Schaffung einer Brenneranordnung mit Brennrohr, welche einfach aufgebaut ist und gleich-The object of the invention is to improve the above-mentioned state of the art by creating a burner arrangement with a combustion tube, which is simple in construction and at the same time
wcM einen guten Hei&zgr;wirkungsgrad mit einer schadstoffarmen Pauchg?:3verbrennung besitzt <iv.ö r\ „am vielseitig eingesetzt |f werden kann.wcM has a good heating efficiency with low-emission combustion and can be used in a wide variety of ways.
Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende AufgabeThe problem underlying the invention is solved
ir durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mittel.i r by the means indicated in the characterising part of claim 1.
Vorteilhaft weitergebildet wird d^r Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 30.The subject matter 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 comparatively compact solid fuel burner, which is characterized by
- einen Füllschacht für zu verbrennende Feststoffe,- a filling shaft for solid materials to be burned,
- eine an den Füllschacht angeschlossene Feststoffzuführungseinrichtung, - a solids feed device connected to the filling shaft,
- eine dem Füllschacht nachgeordnete VerwirbelungskaTmer, und- a turbulence chamber downstream of the filling shaft, and
- ein Ausbrennrohr im Anschluß an die Verwirbelungskammer.- a burnout pipe connected to the swirl chamber.
Da die FeststoffZuführungseinrichtung direkt an den Füllschacht 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 Füllschachtes erstreckt. Hierbei ist vorzugsweise eine nach oben gebogene Rampe am Ende des Schneckenförderers vorgesehen, welcher bis zum Rost reicht. Unter der Rampe befindet ."ich eine (elektrische) Zündeinrichtuna.Since the solids feed device is directly connected to the filling shaft, it is particularly useful to provide a blower with a metering device for the controlled supply of air. The solids feed device preferably comprises a rotary valve or a solids screw conveyor, which opens into the underside of the filling shaft and extends to the grate of the filling shaft. In this case, an upwardly curved ramp is preferably provided at the end of the screw conveyor, which extends to the grate. An (electrical) ignition device is located under the ramp.
pin wo· (j'MUHitit e or f inilim<jr?'jf?mnß<? Konstruktion unterseil'?!.-dntsi.'.1Ii gegenüber Ihm kömml.i chen VoröT'm oder Unterschubfeuorunyen insofern, als durch einen Schneckenförderer oder dergl. das Feststoffmaterial bis in den Brennraum des als 'ergasungsraum ausgebildeten Füllschacht gedrückt und dann im besonderen Primär- und Sekundärluft mittels Gebläse beigemischt wird. Durch den Schneckenförderer,pin wo· (j'MUHitit e or f inilim<jr?'jf?mnß<? Construction underseal'?!.-dntsi.'. 1 Ii compared to conventional pre-heating or underfeeding furnaces in that the solid material is pressed into the combustion chamber of the filling shaft designed as a gasification chamber by a screw conveyor or the like and then mixed in with primary and secondary air by means of a blower. Through the screw conveyor,
1 1 i r»~ J. .. .! —L. 1 11- &iacgr; — L. 1 1 ir»~ J. .. .! —L. 1 11- &iacgr;— L. J —A. 1 J _ r*il 1.1 3 _i J —A. 1 J _ r*il 1.1 3 _i
»CiV/IICt XIII IDtTOLXCU &Lgr;&Ogr; J. U XSt., XOU KCXII nULMJLailU fiUIII CXII- gangsseitigen freien Feststoffmaterial möglich, und es ist ein einwandfreier "Uberdruckbetrieb" im Füllschacht oder Vergasungsraum möglich, der gute Zugverhältnisse insbesondere durch das Gebläse besitzt. »CiV/IICt XIII IDtTOLXCU &Lgr;&Ogr; J. U XSt., XOU KCXII nULMJLailU fiUIII CXII - free solid material on the aisle side is possible, and a perfect "overpressure operation" is possible in the filling shaft or gasification chamber, which has good draught conditions, particularly due to the blower.
Zweckmäßigerweise ist das Gebläse an eine im Innern der Brenneranordnung befindliche Luftverteilungskammer angeschlossen, welche Unterluft oder Primärluft über einen ersten Luftkanal zur Unterseite des Füllschachtes unterhalb des Rostes und Sekundärluft über einen zweiten Luftkanal im wesentlichen dicht oberhalb des Rostes des Füllschachtes zuleitet. Hierbei verläuft ein Abschnitt desThe fan is expediently connected to an air distribution chamber located inside the burner arrangement, which supplies under-air or primary air via a first air duct to the underside of the filling shaft below the grate and secondary air via a second air duct essentially just above the grate of the filling shaft. A section of the
wodurch sich die Sekundärluft vor Eintritt in den Füllschacht optimal erwärmt.whereby the secondary air is optimally heated before entering the filling shaft.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die Luftverteilungskammer einen Anschluß für einen dritten Luftkanal auf, über welchen sog. Oberluft zur Oberseite des Füiischachtes deutlich über dem Rost zugeleitet wird. Die Eintrittsöffnung der Oberluft in den Füllschacht liegt hierbei vorzugsweise seitlich und unterstützt den Durchzug der Verbrennungsluft zur nachgeordneten Verwirbelungskammer dergestalt, daß in der Verwirbelungskammer zum einenIn an advantageous development of the invention, the air distribution chamber has a connection for a third air duct, through which so-called upper air is fed to the top of the filling shaft, well above the grate. The inlet opening for the upper air into the filling shaft is preferably located on the side and supports the passage of the combustion air to the downstream swirl chamber in such a way that in the swirl chamber, on the one hand
eine definierte Verwirbelung eintritt und gleichermaßen /"' durch die Wirbelkammer einem nachgeordneten Ausbrennrohr zugeleitet: wird.a defined turbulence occurs and is equally /"' led through the swirl chamber to a downstream burnout pipe:
Die Luftverteilungskaminer weist in besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung einen weiteren vierten Luftkanal auf, welcher sog. vergleichsweise kühle Austrittslyft <3&thgr;&EEacgr; £iirirf£inrt Aaa Änahronnr/^hroe /1-ii-alrf· 2U^ Äi t* ^*** &Ggr;&Lgr;-i &agr; In a particularly advantageous development of the invention , the air distribution chamber has a further fourth air channel, which provides so-called comparatively cool outlet air.
Zuleitung der vorgenannten Austrittsluft kühlt die einer
Drehbewegung (Drall) ausgesetzte hochwertige Flamme im
Ausbrennrohr entscheidend ab, und zwar von einer Flammentemperatur von ca. 11000C auf eine Flammentemperatur von
8000C. Dies bedeutet, daß die aus der Brenneranordnung
austretende Flamme weniger NO aufweist, da die NO -BildungSupply of the aforementioned outlet air cools the high-quality flame, which is subjected to a rotary movement (swirl), in the
Burnout tube, from a flame temperature of about 1100 0 C to a flame temperature of 800 0 C. This means that the heat from the burner arrangement
The emerging flame contains less NO, since the NO formation
&Lgr; &KHgr;&Lgr;&KHgr;
erst bei 6 000C erfolgt. Ersichtlich ergibt sich gerade
durch diese letztgenannte Maßnahme eine schadstoffarme
optimale umweltschonende Verbrennung.only occurs at 6 00 0 C. Obviously, this results in
This latter measure will result in a low-pollutant
optimal environmentally friendly combustion.
Letztgenanntes Teilmerkmal ist sehr bedeutungsvoll, kann auch bei anderen Brenneranordnungen realisiert sein und
beansprucht singular Schutz auch für andere Ausführungsformen .
The latter feature is very important, can also be implemented in other burner arrangements and
claims singular protection also for other embodiments.
Sämtliche vorgenannten Luftkanäle für die Zufuhr von Unter-, Sekundär-, Ober- und Austrittsluft sind zumindest teilweise mit Einstellschrauben versehen, um die Zuführungsluft manuell oder automatisch zu dosieren.All of the aforementioned air ducts for the supply of lower, secondary, upper and outlet air are at least partially equipped with adjusting screws in order to dose the supply air manually or automatically.
In der Gesamtanordnung erstreckt sich die Verwirbelungskanuner vorzugsweise im wesentlichen in Querrichtung horizontal
hinter dem Füllschacht. Die Verwirbelungskanuner
ist in Form eines Rohres ausgebildet, dessen eines Axialende abgeschlossen und dessen anderes Axialende im wesentlichen
konzentrisch zum nachgeordneten Ausbrennrohr angeordnet und mit diesem verbunden ist. Hierbei ist der Durch-In the overall arrangement, the turbulence cannon preferably extends essentially in the transverse direction horizontally behind the filling shaft. The turbulence cannon
is designed in the form of a tube, one axial end of which is closed and the other axial end of which is arranged essentially concentrically to the downstream burn-out tube and connected to it. The diameter
x) das Rauchgasx) the flue gas
messer des Rohres der V^r wirbelkammer größer als der Durchmesser des Ausbrennruhres. Dadurch wird eine Bündeluny des Brenngutes beim Eintreten in das Ausbrennrohr erreicht. Die Division des Ausbrennrohres ist einfach, weil gegenüber dem Flammenaustritt sich ein Öffnungsflansch befindet, wodurch man die Verwirbelungskammer und das Ausbrennrohr gut einsehen kann.The diameter of the tube of the swirl chamber is larger than the diameter of the burnout tube. This results in a bundling of the fuel as it enters the burnout tube. The division of the burnout tube is simple because there is an opening flange opposite the flame outlet, which allows the swirl chamber and the burnout tube to be clearly seen.
Ein definierter Drall in der Verwirbelungskammer wird insbesondere dadurch eingerichtet, daß die Verwirbelungskammer '.' eine Rohrmantelöffnung insbesondere mit einem tangentialen Wandbereichanschluß zum Füllschacht aufweist. Die Rohrmantelöffnung entspricht in etwa der Breite des Füllschachtes, wobei der Eingang des Ausbrennrohres im wesentlichen in Höhe der zugeordneten Axialseite der Rohrmantelöffnung d· r Verwirbelungskammer gelegen ist.A defined swirl in the swirl chamber is set up in particular by the swirl chamber '.' having a pipe jacket opening, in particular with a tangential wall area connection to the filling shaft. The pipe jacket opening corresponds approximately to the width of the filling shaft, with the entrance of the burn-out pipe being located essentially at the level of the associated axial side of the pipe jacket opening of the swirl chamber.
Insbesondere sind in der Verwirbelungskammer Leitbleche vorgesehen, die vorzugsweise schraubenförmig auf dem Innenumfang (mit Ausnahme der Rohrmantelöffnung) angeordnet sind, WObsi d'e fifhranhonct-&ogr;&idigr;&pgr;&pgr;&eegr;&pgr; in ninht-iinn rloc Ei nnannc Her ..v~ «„ ^ _j _j ^ _j_ In particular, guide plates are provided in the swirl chamber, which are preferably arranged in a helical manner on the inner circumference (with the exception of the pipe jacket opening), whereby the guide plates are ...
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 unterworfen. Im Ergebnis entsteht im und nach dem Ausbrennrohr eine hochwertige Flamme mit definierter Strömung, die exakt einem nachgeordneten Heizkessel an gewünschter Stelle zugeleitet werden kann.Burnout pipes. As a result, flue gases directed from the filling shaft through the swirl chamber to the burnout pipe are not only subjected to swirling, but also to an axial force in the direction of the burnout pipe axis. As a result, a high-quality flame with a defined flow is created in and after the burnout pipe, which can be directed precisely to a downstream boiler at the desired location.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Ausbrennrohr mehrere achsparallele Einzelbrennrohre aufweist.It is particularly useful if the burnout tube has several individual burnout tubes parallel to the axis.
Insbesondere sind auf dem Umfang drei. <.| 1 oichvert-nlte Rmzelbrennrohre vorgesehen.In particular, three <.| 1 oichvert-nlte individual combustion tubes are provided on the circumference.
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 Drennbetriebs eine hohe Entzündungstemperatur. Siliziumkarbid verträgt Temperaturwechsel und hält aggressiven Gasen stand. Auch ist das Bauteil leicht auszutauschen.The burnout tube or the individual burnout tubes are made of a high-quality ceramic material such as silicon carbide. The tubes have a thin wall and reach a high ignition temperature very early in the start-up phase of a burner operation. Silicon carbide tolerates temperature changes and withstands aggressive gases. The component is also easy to replace.
Entsprechend kann auch die Verwirbelungskanuner aus Siliziumkarbid oder dergl. ausgebildet sein.Accordingly, the swirl cannon can also be made of silicon carbide or similar.
Das Material des Füllschachtss bzw. der Vorvergaserkarnmer ist vorzugsweise eine feuerbeständige Eetonauskleidung.The material of the filling shaft or the pre-gasification chamber is preferably a fire-resistant e-concrete lining.
Die Brenneranordnung besitzt insbesondere Würfel- oder Kastenform kompakten Zuschnitts. Das Grundgehäuse kann Stahlwände besitzen, wobei insbesondere ein äußerer Wärmeisoliermantel vorgesehen ist. Dahinterliegend befindet sich ein umlaufender Wassermantel, welcher mit dem nachgeordneten Heizkessel in Verbindung steht.The burner arrangement has a compact cube or box shape. The base housing can have steel walls, with an external heat-insulating jacket being provided. Behind this there is a circumferential water jacket, which is connected to the downstream boiler.
Die erfindungsgemäße Brenneranordnung ermöglicht insbesondere das automatische Verfeuern von Industrio^-ckgut und Späne (Schreinermaterial). Das Grundgehäuse ist so ausgelegt, daß eine verschiedenartige Einbautechnik möglich ist.The burner arrangement according to the invention enables in particular the automatic combustion of industrial waste and chips (carpentry material). The basic housing is designed in such a way that a variety of installation techniques are possible.
Insgesamt ist die Wasserführung des Grundgehäuses so ausgelegt, daß ein Abstrahlverlust der Brenneranordnung verhindert ist. Der Brenner ist schnell regelbar und wird über die Kesseltemperatur gesteuert. Er weist eine große Flexibilität hinsichtlich der Beschickungsarten auf. Möglich ist neben einer Unterschub-Beschickung auch eine Fall-Overall, the water flow of the base housing is designed in such a way that a loss of radiation from the burner arrangement is prevented. The burner can be quickly regulated and is controlled by the boiler temperature. It has great flexibility in terms of the types of loading. In addition to underfeed loading, a drop-down loading is also possible.
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Beschickung des Füllschachtes von oben durch eine dort angeordnete Zuführungsöffnung mit Verschluß. Vor- und Kachteile 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 Materialtransportschachtes 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 Brennmaterials. The filling shaft is fed from above through a feed opening with a closure. The advantages and disadvantages of the various types of feeding depend to a large extent on the fuel. If underfeed feeding is planned, the grate is recessed in the feed area to accommodate the end of the aforementioned ramp. The fuel is pushed up here. An extension of the material transport shaft beyond the grate results in optimal pre-drying and better loosening of the fuel. Overall, the design of the grate depends on the ash content and the degree of slagging of the fuel.
Nachfolgend wird die Funktion der Brenneranordnung beschrieben. The function of the burner arrangement is described below.
Bei Inbetriebnahme der Brenneranordnung ist der Schneckenförderer 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 dc.s Gebläse PrimärluCt 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, ebenso nin" Hol. 7,fM5f? i.gb i I ritiny nn dnn Kessfi.wänrlon, wobei keine f riih/.p i t i /|" Kor ro;; ion nnhnhnht. Der vorgonannl." VnnV.stnf. f -When the burner assembly is started up, the screw conveyor is in operation, which is driven by a motor which in turn is controlled by the boiler temperature. The electrical ignition device is also in operation for around 10 minutes. The wood chips or shavings that are pushed forward begin to glow and are pushed further along the ramp into the filling shaft or pre-gasification chamber. There, the combustion air supplied via the fan causes primary air and secondary air to be burned. A level indicator or sensor in the form of a swivel lever is installed in the combustion chamber or filling shaft, which actuates a level switch to switch off the screw conveyor. The burner assembly works independently in a similar way to an oil burner, and any boiler output can be heated, even in the smallest low-load operation. This prevents the temperature from falling below the dew point, as well as the temperature in the boiler, whereby no corrosion occurs. The above-mentioned VnnV.stnf. f -
Gebläsebrenner kann vollautomatisch betrieben werden ohne Aufsichtspersonal. Aufgrund der vorgeschalteten Zellradschleuse oder dergl. ist große Rückbrandsicherung gegeben. Die praktisch erhaltenen Afogaswerte liegen deutlich unter den vorgeschriebenen Werten der Bundesiiisnissi onsschuczVerordnung .The blower burner can be operated fully automatically without supervision. The upstream rotary valve or similar provides a high level of protection against burnback. The practically obtained aerosol values are significantly below the values specified in the Federal Emissions Protection Ordinance.
Der Vorteil der Vorverwirbelungskammer liegt im besonderen in de_ St.srtphase ä.er Brenneranordnung, da gerade &agr;&idigr;&igr; der Startphase schon ein guter Aasbrand erzielt werden kann, ( Auch ist das Frischluft-Gasgemisch dann für die Ausbrennstrecke O£:hi;?.al aufbereitet.The advantage of the pre-swirl chamber lies particularly in the start-up phase of the burner arrangement, since a good combustion can be achieved during the start-up phase . The fresh air-gas mixture is then also prepared for the burn-out section.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnung näher erläutert; es zeigen:The invention is explained in more detail below using an embodiment with reference to the attached drawings, in which:
Fig. 1 in schematischer perspektivischer aufgebrochener Ansicht eine Brenneranordnung,Fig. 1 in a schematic perspective broken view of a burner arrangement,
Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in schematischer aufgebrochener Draufsicht,Fig. 2 the arrangement according to Fig. 1 in a schematic broken plan view,
Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 1 in einem Schnitt A-A der Fig. 2,Fig. 3 the arrangement according to Fig. 1 in a section A-A of Fig. 2,
Fig. 4 die Anordnung nach Fig. ] in einem Schnitt B-B der Fig. 2,Fig. 4 the arrangement according to Fig. ] in a section B-B of Fig. 2,
Fig. 5 eine Einzelheit im Bereich des Eingangs des Ausbrennrohrs ähnlich der Schnittansicht der Fig.3,Fig. 5 a detail in the area of the entrance of the burnout tube similar to the sectional view of Fig.3,
Fig. f) einen Schnitt C-C der P1Ig. r), undFig. f) a section CC of P 1 Ig. r ), and
Fiq. 7 eino prrrspekt i.vische aufqebi vcheno Gnsamhnns i.chh rlor nrenneranordnunq ähnlich Fig.i in größerer E i 11 /, e lh e i. r .Fig. 7 shows a prospective optical view of the Gooseneck in a runner arrangement similar to Fig.i in a larger size.
Gemäß Zeichnung ist eine Brenneranordnung 10 zum automati schen Verfeuern von Industriehackgut und Späne &iacgr;Schreinermaterial ) vorgesehen. According to the drawing, a burner arrangement 10 is provided for the automatic combustion of industrial wood chips and shavings (carpentry material).
Das Grundgehäuse ist so ausgelegt, daß eine ve: -chiedpnartige Einbautechnik möglich ist.The basic housing is designed in such a way that a ve: -chiedpn-like installation technique is possible.
Die Brenneranordnung 10 umfaßt im wesentliche.! einen Füll schacht 11 für zu verbrennende Feststoffe, eine an den Füllschacht 11 angeschlossene Feststoffzuführungseinrichf ) tving, eine dem Füllschacht ^achgecrd.iete Verwirbelung-^am mer 12 und ein seitliches -sbrennrnhr 13 im Anschluß an öle Vo-The burner arrangement 10 essentially comprises a filling shaft 11 for solids to be burned, a solids feed device connected to the filling shaft 11, a turbulence chamber 12 arranged at the end of the filling shaft and a lateral combustion chamber 13 connected to the oil supply.
Ferner ist ein Gebläse 14 mit Dosiereinrichtung für die gesteuerte Zufu'vr von Verbrennungsluft vorgesehen.Furthermore, a blower 14 with a metering device for the controlled supply of combustion air is provided.
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 Luftkanal dicht oberhalb des Rostes 18 dem Füllschacht gleichströmig zuführt, wobei ein Abschnitt 17 des zweiten Luftkanals direkt an der vertikalen inneren Füllschachtwand 18 vorbeiführt, um eine optimale Vorwärmung der Sekundärluft einzurichten.The fan 14 is connected to an air distribution chamber 15 located inside the burner arrangement, which supplies under-air 1 via a first air duct to the underside of the filling shaft and secondary air 2 via a second air duct closely above the grate 18 to the filling shaft in a cocurrent flow, with a section 17 of the second air duct leading directly past the vertical inner filling shaft wall 18 in order to set up optimal preheating of the secondary air.
Die LuftverteiluncTskammer 15 steht ferner mit einem dritten Luftkanal in Verbindung, welcher Oberluft 3 zur Oberseite des Füllschachts 11 deutlich über dem Rost 18 zuleitet in einer Weise, wie nachfolgend noch beschrieben wird. In den einzelnen Luftkanälen für Unterluft 1, Sekundärluft 2 und Oberluft 3 befinden sich Dosiereinrichtungen inThe air distribution chamber 15 is also connected to a third air duct, which supplies upper air 3 to the top of the filling shaft 11 well above the grate 18 in a manner as will be described below. In the individual air ducts for lower air 1, secondary air 2 and upper air 3 there are dosing devices in
-' 11 ·- -' 11 ·-
&iacgr; Form von Einstellschrauben £, welche durch Drehung eine&iacgr; Form of adjusting screws £, which by turning a
■|: Mengenregulierung zulassen. Mithin gelangt im Betrieb durch■| : Allow volume regulation. This means that during operation
I; das GeblMsei4 in die Luftverteilungskammer 15 einströmendeI; the blower 4 flowing into the air distribution chamber 15
Dc-.ierluft 5 in gesteuerter Weise zu den einzelnen Bereichen <?-ss Püllschachtes i 1 swaoks ..j.timierimg der Verbrennung und Strömung.Dc-.ierluft 5 in a controlled manner to the individual areas <?-ss Püllschachts i 1 swaoks ..j.timierimg of combustion and flow.
f Das Gebläse 14 sorgt für einen sog. "Überdruckbetrieb"f The blower 14 ensures a so-called "overpressure operation"
der Brennkammer insbesondere dadurch, weil der Füllschacht 11 eingangsf-.sitig dicht an die Feststoffzuführungs- J einrichtung 9 angeschlossen ist.the combustion chamber in particular because the filling shaft 11 is tightly connected to the solids feed device 9 at the inlet side.
Die FeststoffZuführungseinrichtung 9 ist gemäß Ausführungs- ! beispiel der Zeichnung als sog. Unterschub-Beschickung konzipiert und sieht für eine automatische Zuführung des zu verbrennenden Feststoffs, Industriehackgut, Späne oder dergl. einen Schneckenförderer 26 vor, welcher motorgetrieben und durch die Kesseltemperatur gesteuert ist. Der Schneckenförderer 26 befindet sich im wesentlichen in horizontaler Erstreckung auf der Vorderseite und reicht unterhalb des Rostes 16 in die Brenneranordnung 10 hinein, wobei dicht anschließend aine nach oben gebogene Rampe 27 vorgesehen 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 Zündeinrichtung 28 vorgesehen ist, welche in der Startphase der Brenneranordnung für ca. 10 Minuten in Betrieb ist, so daß die zugeführte 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 feed device 9 is designed as a so-called underfeed feed according to the embodiment example in the drawing and provides a screw conveyor 26 for automatic feeding of the solids to be burned, industrial wood chips, chips or the like, which is motor-driven and controlled by the boiler temperature. The screw conveyor 26 is located essentially in a horizontal extension on the front and reaches below the grate 16 into the burner arrangement 10, with an upwardly curved ramp 27 being provided closely adjacent to it, which is guided upwards to a recess in the grate 16 ' . The material is pressed through the screw to the top of the filling shaft, whereby an electrical ignition device 28 is provided under the ramp 27, which is in operation for about 10 minutes in the start-up phase of the burner arrangement, so that the supplied chips, wood chips or the like begins to glow and the primary and secondary air supplied by the blower 14 is brought to combustion in the filling shaft or pre-gasification chamber.
Im Füllraum 11 befinden nich ein zentraler Niveaugeber 8 mit ninem Schwenkhebel 29, weiche an der Seite des Füll-In the filling chamber 11 there is a central level sensor 8 with a pivoting lever 29, which is located on the side of the filling
'■ - &Iacgr;2 -·'■ - &Iacgr;2 -·
ehh.-c; bi;nnnornnoi dnuny;;f<ist ruig«].(-Mikt ist Da;? firei.nehh.-c; bi;nnnornnoi dnuny;;f<ist ruig«].(-Mikt is Da;? firei.n
dr's ßchwr>nkhnbr> Is 29 lsi: als soy. Fest.Ttof &Pgr;-Schwimmer -^O ausgebildet dergestalt, daß bei einer Füllstandaerhöhung der Schwimmer nach oben bewegt und mithin der Schwenkhebel 29 geschwenkt wird. B^i einer Hochschwenkbewegung des Schwenkhebels ^ ) gelangt dieser in einen Schalteingriff mit einem Niveauschalter 7, welcher den Schneckenförderer 26 abschaltet. Fällt der Füllstand im Füllschacht 11, wird der Schneckenförderer 26 wieder in Betrieb gesetzt.The screw 29 is designed as a so-called fixed float -O in such a way that when the fill level increases, the float moves upwards and the swivel lever 29 is swiveled. When the swivel lever 29 is swiveled upwards , it comes into engagement with a level switch 7 which switches off the screw conveyor 26. If the fill level in the filling shaft 11 falls, the screw conveyor 26 is put back into operation.
Der Niveauschalter 7 ist in der Höhe verstellbar, um unterschiedliche Füllstände einzurichten. Entsprechend kann auch der Niveaugeber 8 in der Höhe vorstellt werden. Selbstverständlich wird der Schneckenförderer 28 nur dann in Betrieb genommen, wenn die Kesseltemperatur entsprechend abgesunken ist.The height of the level switch 7 is adjustable to set different filling 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 3i vorgesehen ist, die dorntörmig 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, it is also possible to feed the filling shaft 11 by dropping it from above, since an access opening 3i is provided on the top of the filling shaft, which extends upwards in the shape of a spike. The upper access opening 31 has an upper closure, which has an insulating layer on the underside (which is not shown in the drawing).
Die Brenneranordnung ist insgesamt würfel- oder kastenförmig in kompakter Weise aufgebaut und weist einen äußeren Wärmeisolxermantel 32 auf, dem sich innenseitig ein umlaufender Wassermantel 33 anschließt, welcher über einen Anschluß 34 mit einem (nicht veranschaulichten) Heizkessel in Verbindung steht. Hinter dem Füllschacht 11 befindet sich in einer horizontalen Queranordnung die Verwirbelungskammer 12, die in Form eines Rohres ausgebildet ist, &agr;&thgr;&Xgr;-&ogr; on oi no flyial cdi t-o ^arcrihl nccan -Jet- &Ggr;&idigr;&tgr; &ogr; &Lgr;&eegr;&Ggr;?&thgr;"»~&ogr; &Agr;&udigr;&iacgr;&lgr;&Igr; —The burner arrangement is constructed in a compact cube or box shape and has an outer heat-isolating jacket 32, which is connected on the inside by a circumferential water jacket 33, which is connected to a heating boiler (not shown) via a connection 34. Behind the filling shaft 11, in a horizontal transverse arrangement, there is the swirl chamber 12, which is designed in the form of a tube, &agr;&thgr;&Xgr;-&ogr; on oi no flyial cdi t-o ^arcrihl nccan -Jet- &Ggr;&idigr;&tgr;&ogr;&Lgr;&eegr;&Ggr;?&thgr;"»~&ogr;&Agr;&udigr;&iacgr;&lgr;&Igr;—
seite des Rohres ist offen und steht mit dem Einqnng 19 des koaxialen Ausbrennrohrs 13 in Verbindung, dessen drei umfangsmäßig gloichverteilte Einzelbrennrohre 25 zur Brennkammer des nicht veranschaulichten Heizkessels hin gerichtet sind. Die Einzelbrennrohre 25 besteht aus Siliziumkarbid und besitzen eine geringe Wandstärke, welche?schon frühzeitig bei Inbetriebnahme eine hohe Entzündungstemperatur erreicht. Siliziumkarbid verträgt T'emperaturwechsei und hält aggressiven Gasen stand. Auch ist das Bauteil leicht auszutauschen.The side of the pipe is open and is connected to the inlet 19 of the coaxial burnout pipe 13, whose three individual burnout pipes 25, evenly distributed around the circumference, are directed towards the combustion chamber of the boiler (not shown). The individual burnout pipes 25 are made of silicon carbide and have a thin wall, which reaches a high ignition temperature early on when the boiler is put into operation. 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 eingangsseitig 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 Durchgang zum Eingang 19 des Ausbrenntönfes 13 einrichten. Die Austrittsluft 4 wird aus dem Ringkanal 23 am äußeren Rand der Einzelbrennrohre gegen die Strömung des Brenngases gedruckt und wird dann erst in den Einzelbrennrohren dergestalt aktiv, daß die Flammentemperatur von ca. 1100 C auf 8000C nach unten gestaffelt wird, was die NO-Vermischung günstig beeinflußt, d.h. im wes2ntlichen die NO -Bildung reduziert.The inlet 19 of the burn-out tube 13 has an annular channel 23, which is shown in greater detail in Figs. 5 and 6. The annular channel 23 is connected on the inlet side to a fourth air channel, which is connected to the aforementioned air distribution chamber 15 or to the aforementioned fan 14 in order to convey comparatively cool outlet air 4 to the inlet 19 of the burn-out tube 13 during operation, namely through axially parallel outlet openings 24, which establish a passage from the annular channel 23 to the inlet 19 of the burn-out tube 13. The outlet air 4 is pressed from the ring channel 23 at the outer edge of the individual combustion tubes against the flow of the combustion gas and only then becomes active in the individual combustion tubes in such a way that the flame temperature is reduced from approx. 1100 °C to 800 ° C, which has a positive effect on the NO mixing, ie essentially reduces the NO formation.
Die Verwirbelungskammer besitzt eine Rohrmantelöffnung 21 in Richtung Füllschacht 11 in etwa in der Breite des Füllschachtes, wobei der obere horizontale Rand 35 der Rohrmantelöffnung 21 einen tangentialen Einlaß des Brenngases vom Füllschacht 11 in die Verwirbelungskammer 12 ermöglicht.The swirl chamber has a pipe jacket opening 21 in the direction of the filling shaft 11 approximately in the width of the filling shaft, whereby the upper horizontal edge 35 of the pipe jacket opening 21 enables a tangential inlet of the fuel gas from the filling shaft 11 into the swirl chamber 12.
Der ob(jt» horizontale Rand 3r) liegt" in etwa in oberseitiger Verlängerung dei vertikalen Füllschachtwand 18.The upper horizontal edge 3 r lies approximately in the upper extension of the vertical filling shaft wall 18.
Im Betrieb wird in der Verwirbelungskainmer 12 eine definierte Drehbewegung bzw. ein Drall des Brenngases erzeugt, welcher sich bis hin zu den Einzelbrennrohren 25 des Ausbrennrohrs 13 fortsetzt und dort für eine hochwertige defi·During operation, a defined rotational movement or swirl of the combustion gas is generated in the swirl chamber 12, which continues up to the individual combustion tubes 25 of the burnout tube 13 and there ensures high-quality defi·
aus dem Ausbrennrohr 13 in gezielter Weise auf die Brennkammer des nachgeordneten Heizkessels gerichtet werden kann.from the burnout pipe 13 can be directed in a targeted manner onto 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 entgegengesetzten Seite der Brenneranordnung 10, so daß die Oberluft 3 die Axialströmung des Brenngases in der Verwirbelungskammer zum Ausbrennrohr 13 hin unterstützt.The inlet 20 of the upper air 3 to the filling shaft 11 is located on the side of the burner arrangement 10 opposite the inlet 19 of the burnout pipe 13, so that the upper air 3 supports the axial flow of the combustion gas in the swirl chamber towards the burnout pipe 13.
Auf der Mantelinnenseite der Verwirbelungskammer 12 können Verwirbelungsleitbleche 22 vorgesehen sein, welche Brhrsiihpnfnrmia anannrdnph Rind, nip Srhrauhpnshp &iacgr; anna verläuft hierbei in Richtung Ausbrennrohr 13 zwecks Einrichtung einer Axialförderkomponente für die durchströmenden Brenngase.On the inside of the casing of the swirl chamber 12, swirl guide plates 22 can be provided, which run in the direction of the burnout pipe 13 for the purpose of setting up an axial conveying component for the combustion gases flowing through.
Es wird mithin durch die Erfindung insbesondere ein Feststoff-Gebläsebrenner geschaffen, welcher einen von unten oder von oben zu beschickenden Fallschacht aufweist. Die äußere Grundeinheit ist wasserführend, wobei der Außenmantel 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 möglich. Die Einzelbrennrohre bzw. das Ausbrennrohr befindet sich in seitlicher Anordnung in koaxialer Verlängerung derThe invention therefore creates a solid fuel blower burner, which has a drop shaft that can be fed from below or from above. The outer base unit is water-conducting, with the outer casing being cube-shaped. The fuel gas is injected into the swirl chamber tangentially with an effective swirl effect. The supply of the outlet air 4 enables a gradual burnout in the individual burner tubes. The individual burner tubes or the burnout tube are arranged laterally in a coaxial extension of the
VerwirbelungsknmmrM- hinter dom Füllschacht 11 bzw. Enhgasungsschacht. Dig Brenn! ufr - Berei tstel! Jirj wird mit. Hilfe eines Gebläses 14 erreicht, wobei die Luft über eine Luft-· verteilkammer 15 den einzelnen Brenneranordnungsstellsn optimal zugeleitet werden kann, insbesondere dadurch, daß jede Luftstelle mit einer Dosierdrossel versehen ist. Turbulence chamber behind the filling shaft 11 or degassing shaft. The combustion preparation is achieved with the aid of a blower 14, whereby the air can be optimally fed to the individual burner arrangement positions via an air distribution chamber 15, in particular by providing each air point with a metering throttle.
Claims (1)
dadurch gekennzeichnet,2. Burner arrangement according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Burner arrangement according to claim 2,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,4. Burner arrangement according to claim 2,
characterized,
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