DK9300052U3 - Stokerfyr med automatisk tændanordning, især til snittet halm - Google Patents

Description

i DK 93 00052 U3

BESKRIVELSE

Benævnelse

Stokerfyr med automatisk tændanordning, især til snittet halm.

Frembringelsens anvendelsesområde

Opfindelsen angår et stokerfyr til snittet halm. Stokerfyret er udstyret med en anordning til automatisk tænding af det indfyrede brændsel. Fyret startes og stoppes automatisk i afhængighed af varmebehovet, eksempelvis styret af en sædvanlig termostat, dvs ganske som det kendes fra et olie-· eller gasfyr. Tændanordningen består af to tændelektroder med tilhørende trafo. Tændelektroderne er indsat i brændkammeret (herden) i umiddelbar nærhed af stokerens udløbsende, og aktiveres alene under optændingsfasen, dvs i startfasen af et fyringsinterval. Forbrændingen kontrolleres af en fotocelle eller ioniseringsstav indsat i tilslutning til herden. Når fotocellen resp. ioniseringsstaven registrerer korrekt flammeintensitet afbrydes strømmen til tændelektroderne. .

Kendt teknik

Fra beskrivelsen til USA-patent nr. 4.553.285 kendes en ovn til forbrænding af findelt materiale. Brændslet indføres kontinuerligt i et ovnkammere v hj af en skruetransportør (stokersnegl). I den forreste ende af ovnkammeret, hvilket er formet som en cylindrisk fortsættelse af stokerkanalen med samme tværsnit som denne, sammentrykkes brændslet som følge af friktionen med den ildfaste foring i denne cylindriske kanal. Ovnen tilføres forbrændingsluft fra en blæser via indblæsningshuller i siden af den cylindriske kanal, og materialet, der skal brændes, antændes af et elektrisk glødehoved.

Til anvendelse i forbindelse med snittet halm er den kendte ovn ganske uegnet p gr af den kraftige komprimering af halmen, der ville opstå i det aflange, snævre ovnkammer (den cylindriske kanal) efter stokersneglen. Indblæsningshullerne for forbrændingsluften ville blive blokeret af den sammenpressede halm, således at den til forbrændingen nødvendige luft ikke kunne tilføres. Endvidere ville glødehovedet have en meget usikker virkning p gr af afstanden ind til halmen. Ovne, der skal anvendes til snittet halm, kræver en speciel udformning af ovnkammeret p gr af halmens tilbøjelighed til at komprimere til en tæt, for luften nærmest uigennemtrængelig masse under sammentrykning.

Fra beskrivelsen til USA-patent nr. 4.881.472 kendes en anden ovn til forbrænding af brændsel i granuleret form. Ovnen har automatisk tænding v hj af gnistelektroder. Ovntændingen styres af en termostat. Det granulerede brændsel indføres i ovnkammeret v hj af en skruetransportør, og forbrændingsluften indføres samme sted v hj af en blæser.

2 DK 93 00052 U3

Ovnen er beregnet til granuleret eller pelleteret brændsel, eksempelvis træflis, kulgranulat etc. Til snittet halm må ovnen anses for at være aldeles uegnet på grund af stokersneglens specielle udformning og ovnkammerets hele indretning, jvf bemærkningerne ovenfor.

Det tekniske problem der skal løses

Kendte stokerfyr af den her omhandlede art er sædvanligvis uegnede til fyring med snittet halm på grund af dette materiales helt specielle egenskaber. Materialet lader sig som nævnt let komprimere til en tæt, kompakt masse, der er uigennemtrængelig for forbrændingsluft, og som derfor kun forbrænder langs frie overflader. Denne form for forbrænding giver anledning til røgudvikling og ufuldstændig forbrænding. Hvis forbrændingen skal være "gennemtrængende" og dermed intensiv kræves en ovnzone eller herd, hvori materialet kan befinder sig i løs, luftig form under selve forbrændingsprocessen. Ved passende tilførsel af forbrændingsluft til denne zone, fortrinsvis under anvendelse af en extern luftblæser, vil forbrændingen kunne gennemføres med stor intensitet (dvs høj temperatur) og med ringe røgudvikling (dvs fuldstændig forbrænding). Dette er nærmere bestemt formålet med den nye opfindelse.

Den nye teknik

Stokerfyret ifølge opfindelsen er indrettet med en herd, hvori den snittede halm indfødes v hj af en stokersnegl. Stokersneglen er indrettet på en sådan måde, at halmen fra en indføringstragt drives frem gennem et cylindrisk rør i retning mod herden af en roterende transportsnegl (stokersnegl), der er indsat i dette rør. Røret er forlænget et passende stykke fremefter i transportretningen i forhold til transportsneglen, således at der foran transportsneglen opstår en komprimeringszone, hvor halmen presses sammen til en kompakt klump under fremdrivningen. Arsagen til denne komprimering er halmens friktion mod rørvæggen.

Den kompakte halniklump danner nærmest en prop i stokerrøret, og denne prop udnyttes til at bremse eller hindre ildens udbredelse bagud i stokerrøret, idet den kompakte halmmasse som allerede beskrevet er uvillig til at brænde på mere end den frie, fremadvendende overflade. Halmen presses kontinuerligt fremefter mod herden, og i selve herden glider halmmassen ud i det noget større ovnvolumen (herdrummet), hvad der bevirker, at halmen nærmest "løses op" og genindtager sin naturlige voluminøse form. I denne tilstand og under indvirkning af den tilførte forbrændingsluft og under den i herden herskende høje temperatur sker der en hurtig og intensiv forbrænding af halmen.

Afgørende for stokerfyrets korrekte funktion er forholdet mellem stokerrørets diameter og kompressionszonens længde, dvs forholdene omkring den del af stokeren, som befinder sig mellem selve transportsneglen og herden. Ved forsøg i praksis er der fundet passende udformninger og dimensioner for disse elementer.

3 DK 93 00052 U3

Afgørende er endvidere styringen af stokersneglen (halmens indføringshastighed) i afhængighed af forbrændingshastigheden og ildens udbredelse, således at ildzonen til stadighed holdes indenfor et passende interval forrest i kompressionszonen. Med opfindelsen er der anvist løsninger også på dette afgørende regulerings- og styringsproblem..

Overvågningen af forbrændingsprocessen og ildzonens position i kompressionskammeret foregår v hj af et nyudviklet luftvagtsystem, som også er en del af opfindelsen.

Den tekniske virkning

Stokerfyret muliggør en mere hensigtsmæssig regulering og styring af varmeydelsen end det. hidtil har været muligt i forbindelse med halmfyr, ligesom fyret rent forbrændingsteknisk udmærker sig ved en mere intensiv og koncentreret forbrænding med bedre udnyttelse af brændslet og mindre forurening til følge. Fyret kan fremstilles i lille størrelse, således at halmfyring i forbindelse med parcelhuse og villaer er en realistisk mulighed.

Antændelsen af brændslet v hj af de i herden indbyggede tændelektroder gør det muligt -sammen med den avancerede overvågning og regulering af fyret- at indrette stokerfyret til fuldautomatisk drift, dvs ganske som det kendes fra fyringsanlæg beregnet til olie eller gas.

Opsummeret kan der nævnes følgende fordele ved stokerfyret ifølge opfindelsen: 1. Intensiv, koncentreret forbrænding med høj forbrændingstemperatur.

2. Optimal udnyttelse af brændslets energiindhold.

3. Fuldstændig forbrænding med ringe røjudvikling. Miljøvenlig forbrænding.

4. Regulerbar effektudvikling- Automatisk styring og indfyring af brændsel. Mulighed for intermitterende drift på tidspunkter og steder, hvor varmebehovet er ringe.

5. Anvendeligt også til "små" fyringsanlæg, fx i villastørrelse.

6. Effektiv sikring mod ukontrolleret drift.

Figurfortegnelse

Fig. 1 viser et stokerfyr ifølge opfindelsen i skematisk snitbillede, og fig. 2 et diagram, der viser princippet i stokerfyrets luftvagtsystem.

4 DK 93 00052 U3

Udførelseseksempler I den på tegningen viste udførelsesform angiver 1 en herd (brændkammer), 2 en luftblæser, 3 et magasin for snittet halm, 4 en stokersnegl, 5 en gearmotor for stokersneglen, og 6 et indfyringsrør (kompressionskammer) med luftindblæsningsåbninger 6a. Selve kedlen er antydet ved 7 med punkteret streg.

Yderligere omfatter systemet: tændelektroder 8, tændtrafo 9, luftvagtsystem (fyldningsovervågning i kompressionskammer) 10, tilbagebrandingssikring med C02 indblæsning 11, og termoføler 12.

Stokerfyrets virkemåde er følgende: Den snittede halm indføres i herden 1 v hj af stokersneglen 4. I kompressionskammeret sker der en vis sammenpresning af halmen forårsaget af friktionen i røret. Den sammenpressede halm danner en "prop", som hindrer tilbagebrænding i kompressionskammeret/stokerrøret. Forholdet mellem rørdiameter og fri rørlængde er afgørende for kompressionsgraden. Omtrent midt i kompressionskammeret tilsættes forbrændingsluft til halmen gennem et antal boringer 6a. Forbrændingsluften leveres af blæseren 2.

Herden, som er opbygget af eller foret med ildfaste klinker, tilføres på denne måde både luft og snittet halm. En del af forbrændingsluften ledes direkte ind i herden gennem et sekundært luftindtag 13 nederst i herden under indfyringsrøret. Forbrændingen af halmen finder primært sted i herden, og som følge af dennes lukkede form og ildfaste udforing opstår der en meget høj temperatur i herden. Den høje forbrændingstemperatur i kombination med den indblæste forbrændingsluft og brændslets "åbne" struktur i herden er betingelsen for den tilstræbte intensive forbrændingsproces, som sikrer fuld udnyttelse af brændslets energiindhold og en ren, fuldstændig forbrænding.

Bagerst i herden findes en eller flere flammespalter, hvorigennem forbrændingsprodukterne, dvs røggasser, brændende gas og glødende kulpartikler etc, passerer ud i form af en kraftig flamme. Herden er som vist på tegningen placeret indvendig i en kedel af sædvanlig art, og i dennes ovnkammer foregår den afsluttende forbrændingsproces, evt under tilførsel af sekundær forbrændingsluft. Kedlen indgår i et varmeanlæg (centralvarmeanlæg med cirkulerende varmemedie) på sædvanlig måde.

I herden er tændelektroderne 8 indsat i passende stilling under eller ved siden af stokerrørets indmunding, således at den af elektroderne frembragte lysbue bliver virksom overfor halmen, når denne i opstartfasen pulser ind i herden drevet frem af stokersneglen og påvirket af blæseluften. Tændingen af halmen foregår problemfrit. Tændelektroderne med tilhørende trafo er sammensat af dele fra et oliefyr.

Forbrændingen i herden overvåges af en fotocelle eller ioniseringsstav (ikke vist på tegningen). Efter tænding afbrydes tændelektroderne. En tilbagebrænding i kompressionskammeret registreres af luftvagtsystemet 10, som via luftindtag

Claims (6)

1. Stokerfyr med automatisk tændanordning, især til snittet halm, og nærmere bestemt af den art, hvor brændslet indfødes kontinuerligt i et ovnkammer (herd 1) v hj af en skruetransportør (stokersnegl 4·), og hvor der i selve ovnkammeret findes midler til automatisk antændelse af brændslet, kendetegnet ved, at der mellem skruetransportøren (stokersneglen 4) og herden (1) findes et kompressionskammer (6), hvori den snittede halm presses sammem til en komprimeret, nærmest massiv "prop" under indvirkning af friktionen mod væggene i dette kammer samtidig med brændslets kontinuerlige fremføring i retning mod herden (1), og at denne "prop" ved indføringen i herden "løses op", dvs genindtager sin naturlige voluminøse form, som følge af herdens større tværsnit sammenlignet med kompressionskammerets tværsnit.

2. Stokerfyr ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kompressionskammeret (6) udgøres af en forlængelse på stokerrøret, dvs med samme tværsnit som stokerrøret, og at længden på dette stykke rør (kompressionskammeret) er tilpasset således, at den nødvendige og tilstrækkelige kompression af brændslet opnås under normal drift.

3. Stokerfyr ifølge krav 1, kendetegnet ved, at både kompressionskammeret (6) og herden (1) forsynes med forbrændingsluft, der blæses ind gennem et antal dertil indrettede indblæsningskanaler (6a) fra en udvendigt placeret central blæser (2).

4. Stokerfyr ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der i tilslutning til kompressionskammeret er anordnet et luftvagtsystem (10), som baseret på et antal lufttrykfølere og differenstryktransducere (fig. 2) indsat med tilslutning til et antal følerpunkter langs kompressionskammerets (6) længde ved registrering og sammenligning af lufttrykket i de pågældende følerpunkter indvendig i kammeret er i stand til med en vis præcision at bestemme brændzonens position i kompressionskammeret.

5. Stokerfyr ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den gearmotor (5), som driver stokersneglen (4), aktiveres/styres i DK 93 00052 U3 € afhængighed af brændzonens position i kompressionskammeret, således at hastigheden oges (eller gearmotoren startes) hvis brændzonen vandrer for langt bagud i kompressionskammeret, og omvendt hastigheden mindskes (eller gearmotoren standses) hvis brændzonen bevæger sig for langt fremefter i kammeret.

6. Stokerfyr ifølge krav 5, kendetegnet ved, at den nævnte gearmotor (5) er en 2-hastigheds-normmotor eller at motoren drives med varierende hastighed via en frekvensomformer.