DK165019B - Braender, isaer til forbraending af biomasse - Google Patents

Description

5 Denne opfindelse angår en brænder, især til forbrænding af biomasse, hvilken brænder omfatter et til indførsel af brændsel indrettet forbrændingskammer, som er udformet af en tilførselsflade, der tjener som en tilføringskanal eller en del deraf, og en modflade, hvilken tilførselsflade 10 og modflade hælder i modsatte retninger, idet der mellem fladerne er en åbning, og hvilken brænder omfatter et under forbrændingskammeret anbragt askekammer og et automatisk fyringsaggregat forbundet med forbrændingskammeret.

15 Benævnelsen "brænder" er her anvendt om en brændselsindfød-nings- og forbrændingsmekanisme, der er fastgjort til en ovn som et hjælpeaggregat.

Den kendte teknik omfatter separate frontmonterbare ovne, 20 der kan forbindes til almindelige centralvarmekedler. De frontmonterbare ovne omfatter et forbrændingskammer, en rist og et askekammer. En frontmonterbar ovn kan forbindes til den egentlige kedel ved hjælp af en ildskakt. En brændselsoplagringsbeholder er anbragt over den frontmon-25 terbare ovn således, at der mellem beholderen og forbræn-dingskammeret er indskudt sikringsorganer, der anvendes til at føre brændsel ind i forbrændingskammeret. Af hensyn til tilførsel af primærluft og askeudtagning har forbrændings-kammeret en lem eller luge. Af hensyn til tilførsel af se-30 kundærluft er et lufttilførselsrør forbundet med ildskakten. Brændslet forgasses i den frontmonterbare ovn, og de frembragte gasser afbrændes ved hjælp af sekundærluft i den egentlige kedel.

35 Den frontmonterbare ovn er en mekanisme af samme størrelse som hovedkedlen, og dens formål er at omstille for eksempel

DK 165019 B

2 en gammel oliefyret kedel, således at den er egnet til forbrænding af savsmuld eller træflis. Omstillingsoperationerne er besværlige, og den frontmonterede ovn optager en masse plads. Denne art kombination af frontmonterbare ovne og 5 hovedkedel har stor luftgennemstrømningsmodstand og styringen af forbrændingsprocessen og kedelkombinationen er vanskelig. Kombinations anlægget er ikke let at tilpasse til hurtig ændring af brændselstilførslen, og fungerer ikke med lille tilførsel. Fugtig træflis eller fugtig savsmuld kan 10 ikke anvendes som brændsel, fordi forbrændingstemperaturen er forholdsvis lav, og brændselstilførslen til det frontmonterbare ovnkammer sker i forholdsvis store og uens portioner ved hjælp af åbning af sikringsorganerne.

15 DE patentskrifterne nr. 62 043, nr. 917 741 og nr. 917 742 beskriver forskellige ovnkonstruktioner, der ligner kombinationer af frontmonterede ovne og hovedkedler. I disse ovnkonstruktioner danner forbrændingskammeret, der er udformet til fast brændsel, og efterforbrændingskammeret til 20 gasser en ensartet ovnkonstruktion. Forbrændingskammeret er stort, og det har flere lodrette og/eller skrånende riste. Anvendelsen af disse konstruktionselementer har til formål at opnå stor udgangseffekt, hvilket igen kræver, at der tilføres store mængder brændsel ad gangen. Ovneffekten kan 25 ikke reguleres ret meget.

Installation af et organ til automatisk indfødning af fast brændsel i forbindelse med ovennævnte type ovne og/eller kombination af en frontmonterbar ovn og en hovedkedel er 30 vanskelig og somme tider direkte umulig. Såfremt det lykkes at forbinde fødeorganet med ovnen, bliver forbrændingseffektiviteten ofte ringe, fordi disse ovne og/eller frontmonterbare ovne i almindelighed har en stor rist og et forbrændingskammer, der er for lille i forhold til risten.

35 Flammetemperaturen bliver i almindelighed lav, fordi flammerne kommer i direkte berøring med de kolde ildkam-

DK 165019 B

3 merflader og afkøles, så fuldstændig forbrænding ikke er mulig. Tilførselshøjden har også tilbøjelighed til at blive for stor, særligt i bundbrændende ovne, hvor brændslet tilføres gennem brændselstilførselsbeholderen. I almindelige 5 ovne er forbrændingen af skårne tørv, tørvestrøelse, pelle-teret tørv og pelleteret strå også vanskelig på grund af den store mængde aske, der dannes, og den omstændighed, at asken danner slagge.

10 Inden for klassen, som omfatter regulære brændere, der er egnede til faste brændsler, kan man indbefatte for eksempel de såkaldte stokere, der primært er beregnet til forbrænding af træflis, og forbrændingsbakker eller skakte, der er udformet med forskellige tilførselsorganer, der er anbragt 15 oven over eller i niveau med bakken eller skakten. Stoker-ne, forbrændingsbakkerne og skakterne installeres i ovnens forbrændingskammer, så de optager en del af kammerrumfanget. Tilførselsorganerne er ofte snegletransportører.

20 Fra US patentskrift nr. 2.113.831 kendes endvidere en brænder af den indledningsvist angivne art. Den kendte brænder har en første og en anden hældende flade, hvilke flader tilsammen danner et tilførselsarrangement med en øvre forlængelse af forbrændingsfladen. Forbrændingsluften tilføres 25 gennem en eller flere åbninger i forbrændingsfladen.

Ulemperne ved de ovenfor nævnte brændere er forbundet med askeudtagning, brændselstilførsel og forbrændings- eller effektregulering. Asken fjernes for eksempel fra forbræn-30 dingskammeret i stokere eller fra brænderens ildskakt på den måde, at asken skubbes ud af friskt tilført brændsel, der føres frem af transportsneglen. Asken danner slagge, det vil sige, at asken, når den først smelter og dernæst afkøles, danner en fast masse, der klæber til forbrændings-35 kammerets vægge eller på skakten eller risten. Den sammen-sintrede aske eller slaggen formindsker forbrændingsrummet

DK 165019B

4 og blokerer luftindtagene i skakten eller i risten. Medens tilførselsorganets funktion fortsætter, falder en del af det uforbrændte brændsel ud over stokerens eller skaktens kanter ned på ovnens bund, så lufttilførslen forhindres, 5 hvilket får forbrændingsprocessen til at gå langsommere. Dette betyder, at tilsynsperioderne bliver meget korte, særligt i de tidsrum, hvor brændselstilførslen er størst. Reguleringen af forbrændingen er også vanskelig med denne slags brændere; det er særligt vanskeligt at få anlæggene 10 til at gå i tomgang, det vil sige at fungere med minimal udgangseffekt. Endvidere er snegletransportsystemet følsomt over for forstyrrelser og dyrt at fremstille.

Opfindelsens formål er at opnå en forbedring af brændere 15 til fast brændsel og fødeorganer hertil for at frembringe en brænder, hvis varmeproduktion kan reguleres inden for et stort område og rimeligt hurtigt, og som kun kræver systematisk tilsyn med bemærkelsesværdigt længere tidsmellemrum end kendte brændere for fast brændsel.

20

Dette formål opnås med en brænder af den indledningsvist angivne art, hvilken brænder ifølge opfindelsen er særegen ved, (a) at tilførselsfladen og modfladen er helt plane, og åbningen mellem fladerne er en spalte, så fladerne og 25 spalten tilsammen danner en V-formet ildskakt, og at der gennem spalten kan føres luft til forbrændingskammeret, (b) at det automatiske fyringsaggregat er anbragt hovedsageligt vandret og er sluttet til forbrændingskammeret ved hjælp af den hældende tilførselsflade, og at bredden af fyringsag-30 gregatet stort set er den samme som ildskaktens og forbrændingskammerets bredde.

De ovenfor nævnte ulemper er elimineret i brænderen for fast brændsel ifølge denne opfindelse. Brænderen udgør en 35 særskilt enhed, der kan kombineres med enhver eksisterende kedel, især udvendigt. Brænderen installeres for eksempel i 5 kedlens eller ovnens bundkammer, så tilførselsorganets fødehøjde forbliver lavt, fortrinsvis mellem 30 og 60 cm.

I brænderen forbrændes brændslet direkte og øjeblikkeligt. 5 Tilførselsfladen og modfladen begrænser en ildskakt, hvorved der dannes ideelle vilkår for den hurtige forgasning og øjeblikkelige forbrænding af brændslet. Brændsel føres ind i den kraftigt glødende bunke af gløder eller i dennes umiddelbare nærhed. Forbrænding foregår hovedsageligt i 10 nærheden af modfladen, så særligt fugtigt brændsel har tid til at tørre gradvis og i det mindste delvis før antændelse. Forsøg har vist, at selv biomasse med et fugtindhold på omkring 60% kan fødes ind i forbrændingskammeret, hvilket ikke har været muligt i ovne eller brændere af tidligere 15 kendt art uden kvælning af forbrændingsprocessen.

Flamme temperaturen er bemærkelsesværdigt høj, i almindelighed mellem 600 og 1300°C. Dette medfører en høj forbrændingseffektivitet. Inde i ovnen selv er der beholdt 20 ekstra plads til egentligt efterbrændingsmurværk, for eksempel således, at forbrændingsprocessen fortsætter ved en høj temperatur helt til sin afslutning. Brændselstilførslen ind i forbrændingskammeret reguleres ved hjælp af den automatiske stoker, som er forbundet til den skrånende tilfør-25 selsflade, og mængden af forbrændingsluft reguleres ved hjælp af en blæser; som følge heraf er forholdet mellem brændslet og forbrændingsluften afstemt nøjagtigt. Alle ovne kan omstilles til top-fyrede ovne, der fungerer efter det såkaldte spredeprincip. Alle ovnens (kedlens) ildflader 30 bliver i praksis anvendelige, så røggassernes udgangstempe ratur reduceres og kedlens samlede virkningsgrad forøges. Tomgangstabene bliver følgeligt reduceret, fordi den brændselsmængde, som spredes ud ad gangen i brænderens forbrændingskammer, kun behøver at være tilstrækkelig til at 35 vedligeholde ilden.

DK 165019 B

6 I brænderen ifølge opfindelsen forbrændes faste brændsler i en proces, som er fuldstændigt styret; den totale effektproduktion for den kedel, hvortil brænderen er forbundet, kan reguleres inden for et bredt område ved at regulere 5 brændsels- og lufttilførslen. I almindelige ovne eller i ovne, som er kombineret med frontmonterede ovnforlængelser, er denne slags procesvolumenstyring ikke mulig.

I forbrændingskammeret i brænderen kan der også forbrændes 10 materialer, for eksempel tørv, med et lavt askesmeltepunkt og et stort askeindhold. Mindst halvdelen af den dannede aske ender nu i brænderens askekammer. Askeudtagningen fra ovnen/kedlen er meget mere besværlig end askeudtagning fra brænderens askekammer. Yderligere forbliver vægfladerne i 15 brænderens forbrændingskammer renere end i andre brænderkonstruktioner. Dette er et vigtig argument også ved forbrænding af andre biomassetyper end tørv.

Nedenfor beskrives opfindelsen og dens yderligere fordele 20 mere detaljeret med henvisning til den vedlagte tegning, hvor:

Fig. 1 illustrerer brænderens konstruktion ifølge opfindelsen set fra siden i snit, 25 fig. 2 illustrerer en anden udførelsesform for brænderen ifølge opfindelsen, også i snit, og fig. 3 illustrerer brænderen ifølge figur 2 vist i 30 snit langs linie A-A.

Brænderen ifølge opfindelsen er en separat enhed, der kan være forbundet til enhver ovn/kedel eller anden tilsvarende ovnkonstruktion. I figurerne 1 og 2 er brænderen 1 forbun-35 det til ovnen 2, foretrukket til dennes bundkammer 3. Forbindelsen kan være direkte eller ved hjælp af en særlig ka- 7 nal 5. Brændselsbeholderen, der ikke er illustreret i tegningen, er forbundet til den egentlige brænder 1 ved hjælp af stokeren 4.

5 Brænderen 1 omfatter forbrændingskammeret 6, ind i hvilket brændslet fødes, og askekammeret 8, der er placeret under forbrændingskammeret. Det skal opfattes således, at den oven for nævnte stoker 4 også er en del af brænderen. Sto-keren 4 er forbundet til forbrændingskammeret 6 ved hjælp 10 af en tilførselsskakt eller lignende. Tilførselsskakten kan være et særligt, for eksempel et lodret eller rørformet element, der findes mellem stokeren 4 og forbrændingskammeret 6, men stokeren 4 kan under visse betingelser også være forbundet direkte til forbrændingskammeret 6 som vist i fi-15 gurerne 1 og 2.

Forbrændingskammeret 6 er udformet med en ildskakt 7, der omfatter tilførselsfladen 71, modfladen 72 og spalten 73 mellem disse. Tilførselsfladen 71 og modfladen 72 er 20 fordelagtigt plane flader, der skråner i indbyrdes modsatte retninger således, at der mellem dem dannes en V-formet ildskakt. Med sin bund og sine to sider begrænser denne ildskakt 7 brænderens 1 forbrændingskammer 6. Brænderens 1 sidevægge udgør forbrændingskammerets endevægge. Brændsels-25 stokeren 4 er forbundet til forbrændingskammeret 6 ved hjælp af den skrå tilførselsflade 71, der tjener som tilførselsskakt eller en del heraf.

Stokeren 4 er udformet som en enhed eller som flere ved 30 hverandres side anbragte enheder. Stokeren 4 er forbundet til den skrå tilførselsflade 71 således, at den er orienteret vinkelret på denne og samtidigt på spalten 73 og modfladen 72. Stokerens 4 bredde s er stort set den samme som bredden på tilførselsfladen 71 og dermed på hele forbræn-35 dingskammeret 6.

DK 165019B

8

Tilførselsfladens 71 hældning α i forhold til et tænkt, lodret plan B-B er i hovedsagen mellem 15 og 45°. Hældningen β for modfladen 72 i forhold til det tænkte, lodrette plan B-B, men skrånende i modsat retning af hældningsret-5 ningen α for tilførselsfladen 71, er mest fordelagtigt mellem 60 og 10°. Tilførselsfladens 71 hældning α fastlægges af det brændsel, der er tale om. Brændslet skal virkeligt skride ned langs fladen. Modfladens 72 hældning β afhænger også af det brændsel, der skal bruges. Det almindelige 10 princip er, at jo mere rullende eller strømmende natur man finder i det anvendte brændsel, jo mindre hældning skal modfladen 72 have, det vil sige jo større skal vinklen β være. Det maksimale for vinklen β er 90°. Enten tilførselsfladen 71 eller modfladen 72 eller begge kan også være 15 gjort grove; dette forhindrer småkornet brændsel i at rulle for let gennem spalten 73 ned i askekammeret 8.

Kassen eller kammeret 9, der findes under ildskakten 7, og askekammeret 8 udgør fordelagtigt et samlet rum. I askekam-20 meret 8 kan der være installeret en askekasse eller askeskuffe 81, der kan tages ud af askekammeret 8 og tømmes eller udskiftes, når det er nødvendigt. I det nævnte samlede rum findes en luftindtagsåbning 10, hvis størrelse også kan indstilles, og som kan lukkes helt, hvis dette ønskes.

25

Det er fordelagtigt at forbinde en blæser 11 eller tilsvarende til det samlede rum under ildskakten 7. Ved hjælp af denne blæser i rummet 8,9 under ildskakten etableres der et positivt tryk i forhold til forbrændingskammeret 6. Når 30 brændslet antændes ved anvendelse af positivt tryk, kan trækket intensiveres, og en god optænding sikres. Derefter kan forbrændingsluften tilføres via luftindtaget 10. Med hensyn til regulering af forbrændingsprocessen, særligt når der er tale om, at det anvendte brændsel er biomasse med 35 stort fugtindhold, er det nødvendigt at holde blæseren 11 i gang under hele forbrændingsprocessen.

9 I de i tegningen illustrerede udførelsesformer er brænd-selsstokeren 4 forbundet direkte til brænderen 1. Tilførselsfladens 71 højde hx målt fra spalten 73 til brændsels-5 tilførselsåbningen 41 er større end modfladens 72 højde h2 målt fra spalten 73 til brænderens 1 afgangsåbning eller forbindelseskanalen 5. Tilførselsfladens højde hx er fordelagtigt mellem 30 og 70 cm, medens modfladens 72 højde h2 er omkring 0,1 til 0,75 gange hx.

10 Såfremt stokeren 4 ved hjælp af en særlig, rørformet tilførselskanal (ikke illustreret i tegningen) eller tilsvarende er forbundet til brændselstilførselsåbningen 41 og derfra til brænderens 1 forbrændingskammer 6, kan tilfør-15 selsfladens 71 højde hx være den samme som modfladens 72 højde h2. Dette betyder, at tilførselsskaktens væg på tilførselsfladens 71 side strækker sig nedad efter brændselstilførselsåbningen 41 og slutter sig til tilførselsfladen 71 for eksempel i højden h2, som er modfladens 72 højde, op 20 over spalten 73, eller i almindelighed et eller andet sted mellem hx og h2.

I snitplanet strækker brændselstilførselsåbningen 41 sig vandret fra tilførselsfladens 71 øverste kant eller tilsva-25 rende punkt og maksimalt så langt som til spalten 73, det vil sige så langt som til det tænkte plan B-B. Brændselstilførselsåbningen 41 er fordelagtigt smallere end til planet B-B, således som vist med punkteret linie i figur 1. Topdelen eller fortsættelsen 51 af kanalen 5 er en del af 30 brænderens 1 chassiskonstruktion. Formålet med at begrænse brændselstilførselsåbningens 41 bredde er at sikre, at ilden ikke kan forplante sig fra forbrændingskammeret 6 til det brændsel, som befinder sig i stokeren 4 og videre ind i brændselsbeholderen.

Stokeren 4 er anbragt i en lukket kanal 42, hvorigennem der 35

DK 165019B

10 normalt ikke ledes luft til forbrændingskammeret eller vice versa. Af sikkerhedsårsager er det endvidere muligt at anbringe sikringsmekanismer enten i brændselstilførselsåbningen 41 eller i dennes nærhed, og sikringsmekanismens funk-5 tion er at lukke for brændselstilførselsåbningen 41 eller tilførselskanalen.

Mellem tilførselsfladen 71 og modfladen 72 findes spalten 73 som forklaret ovenfor. Fordelagtigt er fladerne 71 og 72 10 tilpasset hinanden således, at en tænkt forlængelse af tilførselsfladen 71 skærer modfladen 72 eller rammer dennes bundkant. Dette muliggør en lettere regulering af spalten 73. På den anden side klemmes brændselskorn 12 eller lignende, der glider ned langs tilførselsfladen 71 konstant 15 sammen mod modfladen 72 under trykket fra det tilførte, friske brændsel, og følgelig kan de ikke let falde ned i askekammeret 8 gennem spalten 73. Derfor kan spaltens 73 bredde være større end brændselskornenes gennemsnitlige tværmål.

20 I princippet kan den stoker 4, der er forbundet til den virkelige brænder 1, være en hvilken som helst kendt type, for eksempel en sneglestoker eller en lamelføder. Hovedsagen er, at stokeren kan benyttes til at fremføre fast 25 brændsel som træflis eller pelleteret tørv til forbrændingskammeret 6 i en kontinuerlig, jævn strøm med regulerbar mængde og stort set i brændselstilførselsåbningens 41, tilførselsfladens 71 og spaltens 73 bredde. Under disse vilkår fungerer brænderen på ideel måde.

30

En fordelagtig brændselsstoker er blevet beskrevet for eksempel i den internationale patentansøgning nr. PCT/FI84/00059. Stokeren 4, som er illustreret i tegningen er denne fordelagtige type. Funktionen af stokeren 4 er ba-35 seret på den ide, at to eller flere understøtningselementer 13, såsom skiver, stænger eller skinner udformet med hak

DK 165019 B

11 eller skæl 14 bevæges frem og tilbage således, at understøtningselementer 13 i indbyrdes naboposition altid bevæges i modsat retning af hinanden. Hakkene eller skællene 14 er udformet i forhold til understøtningselementernes 13 be-5 vægelsesretning på en sådan asymmetrisk måde, at det faste brændsel, som findes over hakkene eller skællene, og som skal transporteres og indfødes, lettere bevæges i en retning, det vil sige i transportretningen, end i den modsatte retning.

10

Stokere af den ovenfor beskrevne type kan anvendes til at transportere og indføde selv ekstraordinært uensartede og/eller meget lette materialer. Små hak eller skæl i/på understøtningselementerne - i afhængighed af kornstørrelse 15 og kornstørrelsesfordeling i det transporterede materiale -giver en overraskende stor materialeoverføringseffektivitet. Ved at regulere længden af understøtningselementernes frem- og tilbagegående bevægelser kan apparatets fremføringsegenskaber reguleres, så de optimeres ved skiftende 20 vægt, porøsitet og så videre for det transporterede materiale. Effektbehovet sammenholdt med den transporterede eller fremfødede materialemængde er meget moderat. Apparatet er enkelt i sin konstruktion. Ved at benytte dette apparat sker for eksempel fremfødningen af træflis til en brænder 25 jævnt, således at for eksempel varmeanlæggets samlede virkningsgrad forbedres. Endvidere blokeres denne stoker ikke let, og den er meget velegnet til for eksempel meget store brændere.

30 Brænderen ifølge opfindelsen betjenes på følgende måde. Brændselsstokeren 4 er på fordelagtig måde udrustet med reguleringsorganer (ikke vist på tegningen), der regulerer drysningen af brændslet; brændslet drysses gennem brændselstilførselsåbningen 41 i en kontinuerlig strøm med en 35 bestemt hastighed ind i ildskakten 7 og forbrændingskammeret 6. Derefter glider brændslet langs den skrå tilførsels-

DK 165019B

12 flade 71 mod spalten 73 i en strøm, der stort set er så bred som spalten selv. Fladerne 71 og 72 leder brændslet mod spalten 73, i hvis nærhed forbrændingen først sker, og altid i tilfælde af lille tilførsel. Afhængigt af brænd-5 selskornenes 12 størrelse> er hældningerne a og β på tilførselsfladen 71 og modfladen 72 afpasset således til hinanden, at brændslet ikke kan glide ned i askekammeret 8 gennem spalten 73. Modfladens 72 vinkel β er afpasset således, at hældningen ikke er så stejl, at brændslet vil glide 10 direkte ned spalten 73, men på den anden side mest fordelagtigt således, at fladen 72 ikke er så nær ved at være vandret, at brændslet ikke kan ledes mod spalten 73 ved hjælp af de to flader 71 og 72.

15 Medens blæseren 11 fungerer er der i askekammeret 8 et positivt tryk og i almindelighed råder dette i hele rummet 8, 9 under ildskakten; dette positive tryk får luft til at strømme via spalten 73 og gennem brændselslaget 15 ind i forbrændingskammeret 6 og videre mod ovnen/kedlen 2 og så-20 ledes intensivere forbrændingsprocessen. Dette sikrer gode betingelser for en kraftig og hurtig forgasning af brændslet og en øjeblikkelig forbrænding af gasserne. Under forgasnings- og forbrændingsprocesserne bliver brændselskornene 12 mindre og lettere, således at strømmen af luft 25 også forhindrer dem i at falde ned i askekammeret 8 gennem spalten 73. Langs hele spaltens 73 bredde dannes der derfor et intensivt, centraliseret forbrændingsområde, hvor der kontinuerligt tilføres frisk brændsel langs tilførselsfladen 71. Der er etableret et modstrømspincip i forbrændings-30 processen: Under forbrændingen bliver brændselspartiklerne mindre i omfang og forskydes nedad, og størstedelen af dem ender til sidst i askekammeret 8, hvorimod de gasformige komponenter, der dannes under forbrændingsprocessen bliver forskudt opad, afbrændes øjeblikkeligt i forbrændingskamme-35 ret 6, i forbindelseskanalen 5 (i tilfælde af, at der anvendes en sådan) og i ovnen/kedlen 2 og udvikler en bemær-

DK 165019 B

13 kelsesværdig høj temperatur, der kan stige helt op til 1000°.

Effektregulering af brænderen ifølge opfindelsen kan ske på 5 en mere fleksibel måde, end det er muligt med et sædvanligt on/off-princip. Brændsel tilføres ved anvendelse af stoke-ren 4 i portioner, der "bestemmes af stokeren, til forbrændingskammeret 6, som findes mellem tilførselsfladen 71 og modfladen 72. Ved lav belastning er brændselslaget smalt; 10 forbrændingen foregår i nærheden af forbrændingskammerets 6 spalte 73. Den luft, der er behov for til forbrændingsprocessen blæses ind i forbrændingskammeret 6 gennem spalten 73 i en volumenstrøm af ønsket størrelse. Blæserens 11 elmotor eller andet drivorgan styres ved hjælp af et passende 15 reguleringsorgan. Ved krav om større effektydelse fra brænderen øges stokerens 4 doseringshastighed også, således at laget i forbrændingskammeret 6 vokser sig tykkere. Samtidigt bliver forbrændingsområdet større. Denne udbredelse af området foregår især i brændselslaget 15a i nærheden af 20 modfladen 72. Brændsel kan tilføres op til det sted, hvor forbrændingskammeret 6 er fyldt op til brændselstilfør selsåbningen 41. Derefter kan effektproduktionen forøges ved at forøge blæserens 11 indblæsningseffekt, det vil sige ved at forøge volumenstrømmen af tilført luft.

25

Der kan installeres en begrænsningskontakt i brændselstilførselsåbningen 41. Dette sikrer for eksempel, at stokeren 4 ikke doserer frisk brændsel, når forbrændingskammeret 6 er fyldt. På den anden side kan brænderen 30 også ved hjælp af begrænsningskontakten reguleres efter on/of f-principet.

Figur 1 viser en situation med meget brændsel 15 i forbrændingskammeret 6. Der foregår forbrænding i det første 35 brændselslag 15a i nærheden af modfladen 72. Det hertil grænsende brændselslag 15b er af tyngdekraften og det til-

DK 165019 B

14 førte, friske brændsel presset mod det brændende lag og er på grænsen af antændelse. Det tredie brændselslag 15c har allerede nået en høj temperatur, og det fjerde lag 15d er under hurtig opvarmning. Som følge af en proces af denne 5 art, tørres brændslet 15 i lag, inden det antændes. Derfor kan brænderen benyttes til forbrænding af fugtigt brændsel, selv med et fugtindhold på så meget som 60%.

Fast brændsel, især træflis, er tilbøjeligt til at danne 10 bro, det vil sige, at det i dette tilfælde har tilbøjelighed til at danne hulheder i det brændsel 15, som befinder sig i forbrændingskammeret 6. Dette kan forstyrre forskydningen af brændslet nedad og endda afbryde den. For at forhindre brodannelse kan brænderens tilførselsflade 71 eller 15 et organ, som er fastgjort til denne flade, være forbundet med en mekanisme, der får den til at vibrere - det vil sige den sættes i en let frem- og tilbagegående bevægelse. Som følge heraf glider brændslet ned langs tilførselsfladen 71 uden forstyrrelser.

20 På fordelagtig måde er vibreringsapparatet bygget således, at tilførselsfladens 71 øvre kant er fastgjort til brænderens 1 chassis med bevægelsesmulighed. Under tilførselsfladen 71 er der anbragt en eller flere rokkeorganer 16, hvis 25 område ved hjælp af en aksel bringes i rotation med et passende drivorgan som en elmotor enten hele tiden under forbrændingsprocessen eller af og til. Under sin rotation påvirker rokkeorganerne 16 tilførselsfladen 71 og sætter den i en let frem- og tilbagegående bevægelse. På tilsvarende 30 måde kan modfladen 72 bringes til at bevæge sig enten alene eller sammen med tilførselsfladen 71.

Den foretrukne udførelsesform for brænderen ifølge opfindelsen, som er illustreret i figur 1 er i hovedsagen egnet 35 til brændere med en lille kapacitet, det vil sige under 20 kw. Med højtydende brændere er det fordelagtigt, at der in-

DK 165019B

15 stalleres en særlig askefjerner i spalten 73 mellem tilførselsfladen 71 og modfladen 72. På den anden side er aske-fjerneren også nødvendig i brændere med lille kapacitet, hvis for eksempel det brændsel, som skal forbrændes, er 5 biomasse med et stort askeindhold, som formalet tørv eller skårne tørv eller tørvepiller eller halmpiller.

Askefjerneren 17 er fordelagtigt et stanglignende element eller et hult rørelement, således som det ses for eksempel 10 i figurerne 2 og 3. Askefjerneren 17 har konsoller eller knaster 18 anbragt med regelmæssige mellemrum. Askefjerneren 17 strækker sig parallelt med spalten 73 gennem ildskakten 7 og forbrændingskammeret 6. Askefj erneren 17 kan bevæges enten aksialt eller på tværs frem og tilbage, det 15 vil sige den kan enten vibreres eller roteres omkring sin akse 19, enten i en retning eller i skiftende retninger.

Ved akslens 19 ende er der fastgjort for eksempel et drivhjul 20, der gennem et gear 21 er forbundet til et drivorgan for eksempel en elmotor. Askefjerneren 17 hjælper til 20 at holde spalten 73 åben i hele dens bredde, hvilket sikrer en jævn forbrænding af brændslet. Knasterne 18 , som er monteret i askefjerneren 17, forhindrer asken i at danne slagge og hjælper med at knuse forekommende slagger.

25 Såfremt askefjerneren 17 er udformet som et rørformet element, kan den være udrustet med effektiv køling. Askefjerneren 17 er forbundet med en kølemiddelkilde, for eksempel tilførsel af luft eller væske (vand eller olie). Kølemidlet under tryk cirkulerer inde i den rørformede askefjerner og 30 afkøler den. På denne måde nedbryder den voldsomme varme, som optræder i spalten 73 under forbrændingsprocessen, ikke askefjerneren for hurtigt, men den holder til meget længere tids brug.

35 Den rørformede askefjerner 17 er fordelagtigt anbragt i den tænkte forlængelse af tilførselsfladens 71. Den rigtige

DK 165019B

16 spalte 73 findes da mellem askefjerneren 17 og modfladen 72. Størrelsen af denne spalte bestemmes på samme måde som før på grundlag af brændslets art og kornstørrelse.

5 For at holde temperaturen i forbrændingskammeret 6 så høj som muligt, hvilket er hensigtsmæssigt af hensyn til forbrændingsprocessen, er brænderen 1 og dennes eventuelle forbindelseskanal 5 udformet med et varmeisolerende lag 23.

10 I forbindelseskanalen 5 kan der findes sekundære luftkanaler 24, som sikrer en tilstrækkelig lufttilførsel, især ved store brændere. Forbindelseskanalen 5 kan være forlænget ind i ovnen/kedlen 2 i form af en såkaldt efterbrændingska-nal 25. De sekundære luftkanaler 24 og efterbrændingskana-15 len 25 holder gas forbrændings temper aturen høj og forbedrer blandingen og den fuldstændige forbrænding af gasserne.

Forbrændingskammeret 6 og særlig tilførselsfladen 71 og modfladen 72 i ildskakten 7 og den forbindende kanal 5 er 20 fremstillet af meget varmemodstandsdygtigt materiale såsom jern eller til dels for eksempel af keramiske materialer.

Alle brænderens 1 indvendige dele og særligt tilførselsfladen 71 og modfladen 72 samt askefj erneren 17 kan konstrueres som udskiftningselementer. Dette er af hensyn til ved-25 ligeholdelsen vigtigt, fordi ingen af de nu kendte materialer i længden kan modstå de høje temperaturer, som opstår under brænderens forbrændingsproces.

Kapaciteten for brændere ifølge opfindelsen er først og 30 fremmest bestemt af bredden s i ildskakten 7. Med et groft skøn kan forbrændingseffekten stige til 0,5 MW, når s = 50 cm, og op til 1,5 MW, når s = 150 cm. I de ovenfor beskrevne brændere er diameteren af askefj erneren 17 for eksempel omkring 10 cm, og spaltens 73 bredde er for eksempel 5 cm.

35 Tilførselsfladens 71 højde ht er for eksempel 60 cm, når modfladens 72 højde h2 for eksempel er mellem 20 og 40 cm.

DK 165019B

17

De oven for angivne ydelser og dimensioner er alene vejledende. Opfindelsen er på ingen måde begrænset til dem alene.

Claims (8)

1. Brænder, især til forbrænding af biomasse, hvilken brænder (1) omfatter et til indførsel af brændsel indrettet 5 forbrændingskammer (6), som er udformet af en tilførselsflade (71), der tjener som en tilføringskanal eller en del deraf, og en modflade (72), hvilken tilførselsflade (71) og modflade (72) hælder i modsatte retninger, idet der mellem fladerne er en åbning, og hvilken brænder (1) omfatter et 10 under forbrændingskammeret (6) anbragt askekammer (8) og et automatisk fyringsaggregat (4) forbundet med forbrændings-kammeret (6), kendetegnet ved, (a) at tilførselsfladen (71) og modfladen (72) er helt plane og åbningen mellem fladerne er en spalte (73), så 15 fladerne og spalten tilsammen danner en V-formet ildskakt (7), og at der gennem spalten (73) kan føres luft til forbrændingskammeret (6), (b) at det automatiske fyringsaggregat (4) er anbragt hovedsageligt vandret og er sluttet til forbrændingskammeret 20 (6) ved hjælp af den hældende tilførselsflade (71), og at bredden (S) af fyringsaggregatet (4) stort set er den samme som ildskaktens (7) og forbrændingskammerets (6) bredde.

2. Brænder ifølge krav 1 , kendetegnet ved, 25 at tilførselsfladens (71) hældning a i forhold til det lodrette plan (B-B) er mellem 15° og 45°, og at modfladens (72) hældning β i forhold til det lodrette plan (B-B) er mellem 60° og 10°, idet vinklernes størrelse er afhængig af det anvendte brændsel. 30

3. Brænder ifølge krav 1 eller 2, kendetegne t-ved, at der i rummet (8, 9), der befinder sig under ildskakten (7), er installeret en blæser (11) eller tilsvarende organ, hvormed der i sammenligning med trykket i for- 35 brændingskammeret (6) kan frembringes et positivt tryk i dette rum. DK 165019 B 19

4. Brænder ifølge krav 1, 2 eller 3, kendeteg net ved, at tilførselsfladens (71) højde (hx) målt fra spalten (73) op til det automatiske fyringaggregat (4) er 5 større end modfladens (72) højde (h2) målt fra spalten (73) op til forbindelseskanalen (5).

5. Brænder ifølge krav 1, 2 eller 3, kendeteg net ved, at tilførselsfladen (71) og modfladen (72) er 10 afpasset til hinanden på en sådan måde, at en tænkt forlængelse (a) af tilførselsfladen (71) skærer modfladen (72).

6. Brænder ifølge krav 1, 2, 3, 4 eller 5, kende- 15 tegnet ved, at tilførselsfladen (71) eller en del deraf er forbundet til en mekanisme (16), der sætter det i en let hen- og tilbagegående bevægelse.

7. Brænder ifølge et hvilket som helst af de foranstående 20 krav , kendetegnet ved, at der i spalten (73) mellem tilførselsfladen (71) og modfladen (72) er anbragt en askefjerner (17), der fordelagtigt er et stanglignende element, som er udformet med konsoller (18), hvilket element er forbundet til en mekanisme, hvormed det 25 kan bevæges.

8. Brænder ifølge krav 7, kendetegnet ved, at askefjerneren (17) er et rørformet element, der strækker sig ind i forbrændingskammeret (6), og at askefjerneren 30 (17) er forbundet til en luft- eller vandtilførsel, hvormed den kan køles.