DK166637B1 - Braendeovn - Google Patents

Description

Den foreliggende opfindelse angår en brændeovn af den i ind ledningen til krav 1 angivne art.

DK 166637 B1

Brændeovne er ofte udformet som kombineret pejs og brændeovn, 5 dvs. en ovn, der med åben låge udgør en åben pejs, og som med lukket låge udgør en effektiv brændeovn til fyring med træ, kul eller briketter, idet ovnen til brug som brændeovn er forsynet med reguleringsorganer til regulering af såvel den primære som den sekundære forbrændingsluft. Den primære forbræn-10 dingsluft tilføres igennem ovnens fyringsrist, dvs. op igennem brændslet, medens den sekundære forbrændingsluft tilføres direkte til ovnens brændkammer for effektiv forbrænding af den gas, der udvikles i brændkammeret.

15 Fra mindre centralvarmekedler og fra kakkelovne kendes forskellige reguleringsmetoder til styring af tilførslen af især primær forbrændingsluft, hvor en reguleringsparameter er temperaturen i brændkammeret eller røggastemperaturen, der afføles med en termisk/mekanisk føler, der via en mekanisk forbin-20 delse styrer et simpelt vippespjæld for den primære forbrændingsluft. Der kendes også sporadiske forsøg på at anvende en næsten tilsvarende reguleringsmetode for den sekundære forbrændingsluft .

25 Opfindelsen har til formål at angive en brændeovn, der kan arbejde med automatisk differentieret styring af forholdet mellem den primære og sekundære forbrændingsluft.

Brændeovnen ifølge opfindelsen er kendetegnet ved, at spjæld-3 0 organerne findes ved bagsiden af ovnen på en separat vægdel, der er udformet med spjældåbninger, der er forbundet med askerummet henholdsvis med nævnte øvre del af brændkammeret, og som er forsynet med nævnte føler, at spjældorganerne omfatter spjældplader, der er indrettet til at forskydes i forhold til 35 spjældåbningerne, og som er styreforbundet med betjeningsarme, der er indrettet til at betjenes fra ovnens forside, og ven- 2 DK 166637 B1 tilplader, der er indrettet til at forskydes i forhold til spjældpladerne, og som er styreforbundet med nævnte føler, og at spjæld- og ventilpladerne er således udformet og således indbyrdes lejret i forhold til spjældåbningerne i den separate 5 vægdel, at de respektive spjældåbninger ved tvangstyring af spjældpladerne kan tvangsåbnes, og at spjæld- og ventilpladen for den sekundære forbrændingsluft er således udformet og således indbyrdes lejret i forhold til spjældåbningen, at denne ikke kan tvangslukkes, når ovnen er varm, dvs. indenfor føle-10 rens arbejdsområde.

Ved hjælp af enkle foranstaltninger bliver det herved muligt at opnå en brændeovn, hvor der med henblik på automatisk at opretholde en tilnærmelsesvis konstant optimal forbrændings-15 temperatur kan arbejdes med differentieret styring af forholdet mellem den tilførte mængde af primær og sekundær forbrændingsluft, således at røggassen fra brændeovnen indeholder et minimum af CO, dvs. at brændeovnen bliver mere miljøvenlig.

20 En særlig enkel og fordelagtig reguleringsmulighed for den sekundære forbrændingsluft opnås ved brændeovnen ifølge opfindelsen ved, at spjældåbningen i den separate vægdel for den sekundære forbrændingsluft er overvejende rektangular med en bredde, der er mindre end bredden af ventilpladen, og med en 25 højde, der er ca. dobbelt så stor som højden af en reguleringsåbning af spjældpladen. Herved opnås nemlig en enkel reguleringsmulighed ved højdeforskydning af spjældpladen, idet dennes effektive reguleringsåbning kan forskydes maksimalt, uden at det i ovnens driftssituation, dvs. indenfor følerens 30 arbejdsområde, er muligt helt at tvangslukke for den sekundære forbrændingsluft.

Med henblik på at opnå en forbedret regulering og mere præcis indstilling af brændeovnens aktuelle driftstemperatur kan 35 brændeovnen ifølge opfindelsen med fordel være udformet således, at spjældåbningen i den separate vægdel for den primære 3 DK 166637 B1 forbrændingsluft er overvejende rektangulær med en bredde, der er mindre end bredden af ventilpladen, og med en højde, der er ca. dobbelt så stor som højden af en trekantet reguleringsåbning af spjældpladen, hvilken reguleringsåbning har en til-5 nærmelsesvis vandret øvre kant, dvs. med facon som en trekant med en nedadvendende vinkelspids.

Hensigtsmæssigt er spjældpladerne for de respektive spjældåbninger i den separate vægdel forskydeligt lejret i vægdelen 10 i hovedsagen lodret retning og er stangforbundet med nedre svingarme, der hver er forbundet med en betjeningsarm, og at ventilpladerne for de respektive spjældåbninger i den separate vægdel er forskydeligt lejret mellem i hovedsagen lodrette styreskinner af de respektive spjældplader og er indbyrdes 15 ledforbundet samt ledforbundet med en drejearm af nævnte føler.

Ved afprøvning på prøveanstalt har det vist sig, at brændeovnen ifølge opfindelsen har en hidtil ukendt god og ren for-20 brænding, hvor der er målt så ekstremt lave CO-værdier som 0,15% CO i røggassen. Under normale driftsforhold, dvs. udenfor laboratoriet, har brændeovnen ifølge opfindelsen ingen problemer med at overholde den nugældende max-værdi på 1% CO i røggassen (ved 10% C02) . Det forventes imidlertid, at der 25 inden længe indføres en ny max-værdi på 0,3% CO i røggassen (ved 7,5% CO2) } men også en sådan ny CO-grænseværdi vil brændeovnen ifølge opfindelsen uden problemer kunne overholde.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere i forbindelse med 30 tegningen, på hvilken:-

Fig. 1 er et plant billede af en udførelsesform for en brændeovn ifølge opfindelsen - set fra forsiden, 35 fig. 2 og 3 viser stiliserede snitbilleder gennem en udførelsesform for en brændeovn ifølge opfindelsen til illustration af forskellige driftssituationer, 4 DK 166637 B1 fig. 4 viser i billederne A - D driftssituationen for reguleringsspjældene for primær og sekundær forbrændingsluft i en afbrændingsperiode, 5 fig. 5 og 6 viser hvordan tvangsåbning for den sekundære forbrændingsluft opnås, fig. 7 viser sammenlignende kurver for røggasanalyse uden automatik (øverst) og med automatik (nederst), 10 fig. 8 viser en foretrukken udførelsesform for en separat vægdel til en brændeovn ifølge opfindelsen - med begge reguleringsspjæld tvangslukket, medens 15 fig. 9 viser en foretrukken udførelsesform for en separat vægdel til en brændeovn ifølge opfindelsen - med begge reguleringsspjæld indstillet til ny indfyring.

Den i fig. 1-3 viste brændeovn 2 er opbygget af stålplade 20 som en konventionel konvektionsovn med en ydre kappe 4 og et brændkammer 6, der indvendigt er beklædt med keramisk materiale 8, og som er omsluttet af et konvektionskanalsystem 10 med tilførselshuller for kold luft forneden i kappen 4 samt med udledningshuller for opvarmet luft foroven i kappen 4 (ikke 25 vist) .

Brændkammeret 6 er i bunden forsynet med en fortrinsvis cirkulær fyrrist 12, der kan rystes eller svinges frem og tilbage ved hjælp af et håndtag 14 ved forsiden af brændeovnen 2 under 30 en ovnlåge 16 med varmebestandig glasrude 18. Under fyrristen 12 er i et lukket askerum 20 anbragt en askeskuffe 22. Askerummet 2 0 er forbundet med det omsluttende konvektionskanalsystem 10 via en tilnærmelsesvis trekantet tilførsels- eller spjældåbning 24 for primær forbrændingsluft, der via askerum-35 met 22 har adgang til brændkammeret 6 op gennem fyrristen 12. Under askerummet 22 er udformet et fremad åbent brænderum 26.

5 DK 166637 B1

Opadtil er brændkammeret 6 forsynet med en hul røghylde 28, der er understøttet bagtil og ved hver side på det keramiske materiale 8, idet hulheden af røghylden 28 bagtil desuden er forbundet med en tværstillet, aflang tilførsels- eller spjæld-5 åbning 30 for sekundær forbrændingsluft, der fra konvektions-kanalsystemet 10 ved bagsiden af brændkammeret 6 via åbninger 32 i røghylden 28 kan nedføres direkte i brændkammeret 6 og via en tværgående spalte 34 i forkanten af røghylden 28 kan iblandes røggassen ved dennes afgang fra brændkammeret 6.

10

Brændeovnen 2 er foroven forsyney med et bagefag 36, bagved hvilket er udformet et tredelt røgslag bestående af en central kanaldel 38, der er direkte forbundet med en røggasafgang 40 foroven ved bagsiden af brændeovnen 2, og som kan af spærres 15 ved hjælp af et skydespjæld, der betjenes ved hjælp af et betjeningshåndtag 42 ved forsiden af brændeovnen 2 - umiddelbart under bagefaget 36. Ved afspærring af den direkte forbindelse til røggasafgangen 40, tvinges røggassen udad til hver sin side af ovnen og via røgkanaler 42 op langs modstående 20 ydersider af bagefaget 36 - videre hen over dette til røggasafgangen 40.

Den tilnærmelsesvis trekantede tilførselsåbning 24 for primær forbrændingsluft er ligesom den større, aflange tilførsels-25 åbning 3 0 for sekundær forbrændingsluft udformet i en separat vægdel 44 (fig. 8 og 9) ved bagsiden af henholdsvis askerummet 2 0 og brændkammeret 6. Vægdelen 44 omfatter desuden omfatter desuden såvel et manuelt betjent som et automatisk reguleret system af skydespjæld eller -ventiler. Til regulering af det 30 automatiske spjældsystem er vægdelen 44 foroven forsynet med en spiralformet termoføler 46, hvis spiralformede følerdel er anbragt indragende i den centrale røggaskanal 38, og hvis aktiveringsdel i form af en drejearm 48 er placeret udvendigt på vægdelen 44.

6 DK 166637 B1

Drejearmen 48 er ved hjælp af et første trådled 50 forbundet med en øvre spjældplade 52, der er forskydelig lejret i lodret retning i forhold til en øvre ventilplade 54, samt forbundet med en nedre ventilplade 58 ved hjælp af et andet trådled 56.

5 Ventilpladen 58 er ligeledes lejret forskydeligt i lodret retning i forhold til en nedre spjældplade 60. Spjældpladerne 52 og 60 er ligeledes lejret forskydeligt i lodret retning - manuelt betjent ved hjælp af nedre laskeplader 62 og 64, der er singbart lejret på vægdelen 44 ved punkter 66, og som betjenes 10 fra forsiden af brændeovnen ved hjælp af nedre drejearme 68 og 70 (fig. 8 og 9).

Spjældpladen 52 og ventilpladen 54 samvirker med tilførselsåbningen 30 for sekundær forbrændingsluft, medens spjældpladen 15 60 og ventilpladen 58 samvirker med tilførselsåbningen 24 for primær forbrændingsluft.

Det aktuelle reguleringsniveau for termoføleren 46 kan forind-stilles ved forskydning af spjældpladen 52 i forhold til til-20 førselsåbningen 30 ved hjælp af drejearmen 68, og ved forskydning af spjældpladen 60 i forhold til tilførselsåbning 24 ved hjælp af drejearmen 70, idet spjældpladen 52 er udformet med en reguleringsåbning 72, der har ca. samme bredde som tilførselsåbningen 30 men ca. den dobbelte højde, medens spjældpla-25 den 60 er udformet med en tilnærmelsesvis trekantet reguleringsåbning 74 med en størrelse svarende til tilførselsåbningen 24 i vægdelen 44. Dvs. at spjældpladerne 52 og 60 er forskydeligt lejret på vægdelen 44 og er indskudt mellem denne og ventilpladerne 54 og 58.

30

Fig. 8 viser grundindstilling fra fabrik af spjældpladerne 52 og 60, og samme indstilling, hvor både primæråbning 24 og sekundæråbning 30 er lukket, anvendes, når brændeovnen 2 ikke er i brug. Fig. 9 viser positionerne af spjældpladerne 52 og 60 35 for brændeovnen 2 klar til første indfyring og evt, de første ca. 2 minuter efter hver ny indfyring, hvor sekundæråbningen 7 DK 166637 B1 30 holdes tvangsåbnet indtil føleren 46 er blevet varm og dens drejearm 48 er svunget forbi toppunktet og over i arbejdsområdet (fig. 4 - 6) , og hvor primæråbningen 24 ligeledes holdes tvangsåbnet, indtil brændeovnen 2 er blevet varm og automatik-5 ken kan overtage reguleringen af tilførslen af både primær og sekundær forbrændingsluft.

Fig. 4 viser i billederne Λ - D forløbet af en indfyrings- og afbrændingsperiode, hvor billede A illustrerer ny indfyring, 10 hvor primæråbningen 24 er åben, og hvor sekundæråbningen 30 er lukket. Drejearmen 48 indtager en øvre minimumsposition indenfor termofølerens normale arbejdsområde (billede C). Billede B svarer til høj temperatur og stor gasudvikling, hvor primæråbningen 24 er lukket og sekundæråbningen 30 er åben. Billede 15 C viser, at temperaturen langsomt falder, medens forbrændingen ændres fra gasforbrænding til kulforbrænding. Både primær- og sekundæråbningerne 24 og 30 er delvis åbne. Billede D viser en situation svarende til billede A - dvs. med gløder og kulforbrænding - klar til ny indfyring. Primær åbn ingen 24 er åben og 20 sekundæråbningen 30 er lukket.

Fig. 5 viser en situation svarende til Fig. 4, billede C, dvs. hvor brændeovnen 2 arbejder kontinuerligt, og tjener til sammen med fig. 6 at vise, hvordan automatikken ved brændeovnen 25 ifølge opfindelsen er forbedret med henblik på at formindske udviklingen af CO-indholdet i røggasserne umiddelbart efter hver ny indfyring. Når temperaturen i røggasafgangen falder, sørger føleren 4 6 automatisk for at forskyde ventilpladen 54 opad for lukning for sekundæråbningen 30, men samtidigt er det 30 nu - som vist i fig. 6 - muligt at tvangsåbne sekundæråbningen 30 ved at forskyde den øverste spjældplade 52 med reguleringsåbningen 72 opad i forhold til ventilpladen 54, således at der opnås en hurtig efterforbrænding af de nyudviklede røggas ser. Så snart efterforbrændingen er startet, stiger temperatu-35 ren og automatikken lukker selv op for sekundær åbningen 30, dvs. at spjældpladen 52 igen kan forskydes nedad. Når brænde- 8 DK 166637 B1 ovnen er i normal kontinuerlig drift svarende til fig. 5 kan der ikke manuelt lukkes ned for sekundæråbningen 30.

Fig. 7 tjener til sammenligning af forbrænding i almindelig 5 kendt brændeovn uden automatik (øverste kurver) med forbrænding i en brændeovn ifølge opfindelsen, dvs. med automatik (nederste kurver) . Begge kurve-systemer er vist over en indfyringsperiode, der er afgrænset med lodrette stiplet linier, medens den lodrette punkterede linie antyder, hvor forbrændin-10 gen ændrer karakter fra gasforbrænding til kulforbrænding.

Kurverne R viser temperatur af røggas. CO-kurverne viser i % indholdet af CO, og C02-kurverne viser i % indholdet af co2. Kurve-systemerne illustrerer med stor tydelighed, hvordan 15 virkningsgraden over hele indfyringsperioden er betydeligt forbedret ved brændeovnen ifølge opfindelsen repræsenteret af nederste kurve-system, hvor røggastemperaturen kan holdes tilnærmelsesvis konstant, hvor %-indholdet af C02 ligeledes kan holdes tilnærmelsesvis konstant ved en rimelig høj værdi, der 20 indikerer en god forbrænding, og hvor ikke mindst %-inholdet af CO kan holdes bemærkelsesvis lavt og konstant over hele indfyringsperioden. Især de mærkbart lave CO-værdier er en virkelig landvinding - ses ud fra et miljø-hensyn, hvor man som tidligere nævnt snart kan forvente lavere grænse-værdier. 25 I det hele taget viser det nederste kurve-sustem, at brændeovnen ifølge opfindelsen arbejder næsten optimalt.

For at opnå den renest mulige forbrænding uden gener for naboer og miljøet er det ved optænding og ny indfyring vigtigt 30 at følge nedenstående betjeningsvejledning, idet brændeovnen 2 er forsynet med automatik, som bl.a. styres med drejearmene 68 og 70, der forløber til forsiden af brændeovnen 2 under askeskuffen 22. Set fra forsiden betjener den venstre drejearm 70 primærluften, der styrer varmeudviklingen (niveauet); medens 35 man med den højre drejearm 68 kan regulere sekundær luften uden om automatikken. Ved hjælp af automatikken styres efterfor-brændingen af røggasserne ved regulering af sekundærluften.

9 DK 166637 B1

Med et skydespjæld 7 6 i lågens underkant kan man regulerer luftstrømmen/ som holder glasruden 18 fri for sod. Det nævnte bypass-spjæld åbner for direkte træk op til røggasafgangen 40 via den centrale kaneldel 38. Bypass-spjældet skal altid træk-5 kes ud, før lågen 16 åbnes.

Ved optænding og indtil et godt giødelag er opnået holdes begge drjearme 68 og 7 0 i åben position - også bypass-spj ældet bør være åbent, så brændeovnen hurtigt bliver varm.

10 Før hver ny indfyring åbnes alle spjældhåndtag - som ovenfor. Indstillingen bibeholdes i 1 - 2 minutter, indtil der igen er synlige flammer.

15 Ved kontinuerlig drift, dvs. når brændeovnen er varm, og der er synlige flammer, stilles drejearmen 68 for sekundærluften i automatikposition, f.eks. i en midterposition. Der lukkes ned for den primære luft ved hjælp af drejearmen 70 i afhængighed af ønsket varmebehov. Herefter sørger automatikken for korrekt 20 tilførsel af forbrændingsluft til bålet. Skydespjældet 76 lukkes halvt ned. Bypass-spjældet lukkes helt. Ved kraftigt træk i skorstenen kan lukkes ekstra ned for spjældene. Når ovnen ikke er i brug holdes alle spjæld lukket, for at undgå trækgener .

Claims (4)

1. Brændeovn (2) med et brændkammer (6), der nedadtil er adskilt fra et askerum (20) ved hjælp af en fyrringsrist (12), og som opadtil er forbundet med en røgafgang (38, 40), halv- 5 automatiske reguleringsorganer, der omfatter en i røgafgangen (38) placeret termisk føler (46) samt dermed styreforbundne spjældorganer (24, 58 og 30, 54) for tilledning af primær og sekundær forbrændingsluft til brændkammeret (6) , hvortil primær forbrændingsluft tilføres via askerummet (20), dvs. gennem 10 fyrringsristen (12), medens sekundær forbrændingsluft tilføres en øvre del af brændkammeret (6), kendetegnet ved, at spjældorganerne (24, 58 og 30, 54) findes ved bagsiden af ovnen i en separat vægdel (44) , der er udformet med spjældåbninger (24, 30), der er forbundet med askerummet (20) og med 15 nævnte øvre del af brændkammeret (6), og som er forsynet med nævnte føler (46) , at spjældorganerne omfatter spjældplader (52, 60), der er indrettet til at forskydes i forhold til spjældåbningerne (24, 30), og som er styreforbundet med betjeningsarme (68, 7 0), der er indrettet til at betjenes fra ov-20 nens forside, og ventilplader (54, 58), der er indrettet til at forskydes i forhold til spjældpladerne (52, 60), og som er styreforbundet med nævnte føler (4 6) , og at spjæld- og ventilpladerne (52, 60 og 54, 58) er således udformet og således indbyrdes lejret i forhold til spjældåbningerne (24, 30) i den 25 separate vægdel (44), at de respektive spjældåbninger (24, 30) ved tvangstyring af spjældpladerne (52, 60) kan tvangsåbnes, og at spjæld- og ventilpladen (52, 54) for den sekundære forbrændingsluft er således udformet og således indbyrdes lejret i forhold til spjældåbningen (30), at denne ikke kan tvangs-30 lukkes, når brændeovnen (2) er varm, dvs. indenfor arbejdsområdet af føleren (46).

2. Brændeovn ifølge krav 1, kendetegnet ved, at spjældåbningen (30) for den sekundære forbrændingsluft er 35 overvejende rektangular med en bredde, der er mindre end bred- 11 DK 166637 B1 den af ventilpladen (54), og med en højde, der er ca. dobbelt så stor som højden af en reguleringsåbning (72) af spjældpladen (52) .

3. Brændeovn ifølge krav 1, kendetegnet ved, at spjældåbningen for den primære forbrændingsluft er overvejende rektangulær med en bredde, der er mindre end bredden .af ventilpladen (58) , og med en højde, der er ca. dobbelt så stor som højden af en trekantet reguleringsåbning (74) af spjæld-10 pladen (60), hvilken reguleringsåbning (74) har en tilnærmelsesvis vandret øvre kant, dvs. med facon som en trekant med en nedadvendende vinkelspids.

4. Brændeovn ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 15 spjældpladerne (52, 60) for de respektive spjældåbninger (24, 30. er lejret forskydeligt i den separate vægdel (44) i hovedsagen i lodret retning og er stangforbundet med nedre svingar-, me (62, 64), der hver er forbundet med en betjeningsarm (68, 70) , og at ventilpladerne (54, 58) for de respektive spjæld-20 åbninger (24, 30) er lejret forskydeligt i den separate vægdel (44) mellem i hovedsagen lodrette styreskinner af de respektive spjældplader (52, 60) og er indbyrdes ledforbundet samt ledforbundet med en drejearm (48) af føleren (46).