EP2530379B1 - Brenner für einen Biomasse-Brennstoffkessel und Biomasse-Brennstoffkessel - Google Patents

Brenner für einen Biomasse-Brennstoffkessel und Biomasse-Brennstoffkessel Download PDF

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EP2530379B1
EP2530379B1 EP12169038.2A EP12169038A EP2530379B1 EP 2530379 B1 EP2530379 B1 EP 2530379B1 EP 12169038 A EP12169038 A EP 12169038A EP 2530379 B1 EP2530379 B1 EP 2530379B1
Authority
EP
European Patent Office
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burner
grate
elements
fuel
air supply
Prior art date
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Not-in-force
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EP12169038.2A
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French (fr)
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EP2530379A3 (de
EP2530379A2 (de
Inventor
Soeren Pfitzer
Dietmar Steiner
Datong Wu
Pedro Da Silva
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP2530379A3 publication Critical patent/EP2530379A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B50/00—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone
    • F23B50/12—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone the fuel being fed to the combustion zone by free fall or by sliding along inclined surfaces, e.g. from a conveyor terminating above the fuel bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B10/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers
    • F23B10/02—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers including separate secondary combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B60/00—Combustion apparatus in which the fuel burns essentially without moving
    • F23B60/02—Combustion apparatus in which the fuel burns essentially without moving with combustion air supplied through a grate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B80/00—Combustion apparatus characterised by means creating a distinct flow path for flue gases or for non-combusted gases given off by the fuel
    • F23B80/04—Combustion apparatus characterised by means creating a distinct flow path for flue gases or for non-combusted gases given off by the fuel by means for guiding the flow of flue gases, e.g. baffles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H1/00—Grates with solid bars
    • F23H1/06—Grates with solid bars having bars at different levels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H5/00—Double grates

Definitions

  • the invention relates to a burner for a biomass fuel boiler according to the preamble of claim 1 and a biomass fuel boiler with a burner according to claim 9.
  • the burners used to carry out the combustion usually have a burner plate on which the material to be burned is applied and on which takes place under supply of the primary combustion air, the gasification of the fuel.
  • the fuel supply takes place either by the underfeed method, after the side insertion process or after the discharge process (pellets fall from a pellet feed device from above the burning plate).
  • Another problem is the mixing of freshly fallen wood pellets with charcoal already produced by burnout on the burning plate. These too can lead to problematic particle emission from the ember bed.
  • the US 7318431 B1 discloses a biomass fuel boiler having a burn pot with two superposed combustors and an ash tray located thereunder. Between the upper and lower combustion chamber and between the lower combustion chamber and ash drawer are movable slide. Opening a slide causes the fuel to fall down from top to bottom.
  • the US 2010/0037806 A1 discloses a solid fuel combustor with a grate for holding fuel pellets. During combustion, the pellets break apart and fall through the grate on an underlying net. After complete burnout, the ash falls into a collection area under the net.
  • the invention is therefore based on the object to overcome these and other known from the prior art disadvantages and to provide an improved burner for a biomass fuel boiler.
  • a biomass fuel boiler which has a fuel supply according to the discharge principle, the particle emission from the ember bed should be reduced or prevented as much as possible.
  • a burner for a biomass fuel boiler with a fuel supply to the discharge principle with at least one primary air supply having a Brenntellervoriques with at least two superimposed burner grates, wherein an upper burner grate has a collecting area for collecting supplied fuel to be burned and a lower Burner grate has a glowing area for holding zer fallendem, glowing fuel
  • the invention provides that the upper burner grate (20) conical or pyramidal elements (22), wherein the conical or pyramidal elements (22) form the collecting area (25) and form an open gap structure between them.
  • the Brenntellervorraum has at least two superposed burner grates. Falling down fresh fuel meets in this way first on the upper burner grate, which has expediently a collecting area for collecting supplied fuel to be burned.
  • the fresh pellets in the catchment area burn to charcoal and / or disintegrate the fresh, whole pellets into smaller pellet pieces.
  • These charcoal or pellets then fall through the upper burner grate through the lower burner grate. There they can anneal in the area of embers, which serves to hold decomposing, glowing fuel, before they fall as ashes through the lower burner grate - for example into an ash catcher. In this way, the fast gasification of volatile constituents of freshly supplied wood pellets is separated from the slower gasification of the corresponding charcoal.
  • the upper burner grate has conical or pyramidal elements (collecting body) and if the conical or pyramidal elements form the collecting area.
  • the conical or pyramidal elements are arranged so that the base (base) in the direction of lower burner grate (down) and the cone or pyramid tip in the direction of falling down fuel (upward).
  • the catchment area is thus formed by the funnel-like gaps that exist between the cone or pyramidal elements.
  • the falling fresh fuel falls in the area of the cone or pyramid peaks in the wide, upward-facing funnel opening and slips, while it disintegrates when burning into smaller pieces, along the conical or pyramid side surfaces slowly down to the cone or pyramid basis , Finally, if the dimensions of the fuel are smaller than the clear width of the gaps between the conical or pyramidal surfaces, the fuel will fall through the gaps of the upper grate and onto the lower grate.
  • An advantageous embodiment of the burner is characterized in that the two burner grates have grating levels with openings in the form of holes and / or gaps, wherein the inside diameter of the openings of the upper burner grate is greater than the inside diameter of the openings of the lower burner grate. This ensures that the fresh, larger pellets are left on the top shelf until they break up into smaller pieces. These smaller pieces can fall through the openings of the upper grate and remain on the lower grate. The smaller pieces and smaller charcoal and ash particles can not be whirled up by falling, freshly supplied pellets and discharged with the exhaust gas from a corresponding boiler.
  • the lower burner grate may comprise a grid, a perforated plate and / or a regular one- or two-dimensional arrangement of bodies, which form an open gap structure between them.
  • the grid or the perforated plate have, for example, round, angular or slit-shaped openings (holes) through which the smaller and smaller charcoal and ash pieces fall down and the combustion gases and combustion air can rise upwards.
  • Another possible grate structure is formed by side by side, two-dimensionally arranged in a plane support body with, for example, square or round cross-section, the collecting body between open gaps, which in turn charcoal and ash parts fall down and gases and air can rise up ,
  • a one-dimensional arrangement of collecting elements is given, for example, by a row-like succession in only one length direction of narrow lamellae or webs.
  • a two-dimensional array of trapping elements is given, for example, by a row and column-like succession in a length and width direction of square or circular bodies in cross-section. Between the slats, webs, square or circular bodies form gaps as passages.
  • the Brenntellervorraum has air supply elements for supplying air to the upper burner grate and the lower burner grate.
  • These are, for example, vertical tubes, which are connected at their lower end to the air supply and carry at their upper end the conical or pyramidal elements.
  • the air supply elements are formed so that they have a feed channel and at least one air outlet opening. The latter are preferably arranged laterally. This prevents falling down of fuel particles from falling into the air outlet openings.
  • the air to be introduced thereby flows in horizontally and a homogeneous air distribution results.
  • the air supply elements which carry the conical or pyramidal elements, suitably project from below through the lower burner grate.
  • the air supply elements which carry the conical or pyramidal elements, suitably project from below through the lower burner grate.
  • both air outlet openings for the upper burner grate and air outlet openings for the lower burner grate can be present in a feed channel.
  • the burner has an ash collecting device, which is arranged below the lower burner grate.
  • the invention also provides that the Brenntellervoriques is disposed in the region of the bottom of a primary combustion chamber and that the fuel supply opens above the Brenntellervortechnisch in the primary combustion chamber.
  • the in Fig. 1 illustrated section of a Brenntellervorraum 10 according to the invention shows a portion of an upper burner grate 20 and a lower burner grate 30 disposed therebelow.
  • the upper burner grate 20 consists of an array of grate elements 21. These each comprise a conical or pyramidal element 22 and an air supply element 23. It can be seen in that the cone-shaped or pyramid-shaped element 22 shields the intermediate space formed between the upper burner grate 20 and the lower burner grate 30 like a cap from above falling fuel.
  • a supply channel 231 is formed. From the feed channel 231, the feed air L z flowing in a vertical direction V can exit through laterally formed air outlet openings 232 in a horizontal direction H as the primary air flow L P.
  • the feed channel 231 in the example shown has two air outlet openings 232, one of which is formed upstream of the upper burner grate 20 and the other upstream of the lower burner grate 30.
  • the lower burner grate 30 has the form of a grid with longitudinal and transverse struts (or a perforated plate), which serves to hold the crumbled, glowing fuel, ie the glowing region 31, and formed between the struts gaps 32, through which the ash down can fall.
  • a burner with a Brenntellervorraum 10 is installed in a biomass fuel boiler 100.
  • the biomass fuel boiler 100 has in illustrated example, a primary combustion chamber 110 and a secondary combustion chamber 120. Between the primary and the secondary combustion chamber 110, 120, a diaphragm 170 is formed with a diaphragm opening 171.
  • an opening 111 is formed, in which the Brenntellervortechnisch 10 is arranged. Above the opening 111 is the mouth 132 of a feed channel 131 of the fuel supply 130, through which the fuel is dropped onto the Brenntellervorraum 110.
  • the Brenntellervorutter 10 consists of an upper burner grate 20 and a lower burner grate 30, as with respect to Fig. 1 already shown in detail above. From the upper burner grate 20 in this view, three Lufzu900ieri 23 are each shown with a conical or pyramidal element 22, which form the catchment area for the freshly supplied, falling pellets. Between the elements 22, the column 24 or openings 24 are formed.
  • an ash catcher 40 is disposed below the bunker device 10.
  • a also called wind box plenum 142 From the plenum 142 from the Zuströmluft L Z lead the supply channels 231 through the air supply 23 to the combustion grates 20, 30.
  • the air chamber 142 serves a homogeneous air distribution with respect to all from the air chamber 142 discharging feed channels 231st
  • the air chamber 142 is fed by a primary air supply 140 from the outside with the feed air L Z. At the upper end, it has inclined side walls 143. These are conical in the illustrated embodiment. On these side walls 143, the falling through the lower burner grate 30 ash hits and slides along these side walls 143 in the ash collecting device 40 down.
  • Fig. 3 shows the top view of a disposed in a combustion chamber bottom 112 Brenntellervorraum 10 and an upper burner grate 20.
  • the burner grate 20 here seven adjacent, two-dimensionally lying in a plane conical collecting elements 22 (to recognize the circular cone bases or bases) and between them Elements 22 formed column 24 or passage openings 24 through which the smaller charcoal pieces and ash particles fall down on the lower burner grate 30.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brenner für einen Biomasse-Brennstoffkessel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einen Biomasse-Brennstoffkessel mit einem Brenner gemäß Anspruch 9.
  • Für die Verbrennung von stückigen Biomasse-Brennstoffen, wie z.B. Holzpellets, sind eine Reihe verschiedener Verfahren bekannt. Die für die Durchführung der Verbrennung verwendeten Brenner haben dabei üblicherweise einen Brennteller, auf dem das zu verbrennende Material aufgebracht wird und auf dem unter Zufuhr der primären Verbrennungsluft die Vergasung des Brennmaterials stattfindet. Die Brennstoffzufuhr erfolgt dabei entweder nach dem Unterschubverfahren, nach dem Seiteneinschubverfahren oder nach dem Abwurfverfahren (Pellets fallen aus einer Pelletzuführvorrichtung von oben auf den Brennteller).
  • Bei einer Brennstoffzufuhr nach dem Abwurfverfahren ist der Brennteller üblicherweise als Rost ausgeführt, durch den die Asche nach unten in einen Aschebehälter fallen kann. Problematisch ist dabei allerdings, dass die noch auf dem Brennteller befindliche Asche durch herabfallenden, frischen Brennstoff aufgewirbelt werden kann. Es kommt daher zu nicht unerheblichem Ascheaustrag und Staubemission mit der Verbrennungsluft.
  • Ein weiteres Problem ist die Vermischung von frisch nachfallenden Holzpellets mit bereits durch Ausbrand entstandener Holzkohle auf dem Brennteller. Auch diese kann zu problematischer Partikelemission aus dem Glutbett führen.
  • Die US 7318431 B1 offenbart einen Biomasse-Brennstoffkessel mit einem Brenntopf mit zwei übereinander angeordneten Brennkammem und einer darunter angeordneten Ascheschublade. Zwischen oberer und unterer Brennkammer sowie zwischen unterer Brennkammer und Ascheschublade befinden sich bewegliche Schieber. Ein öffnen eines Schiebers bewirkt, dass der Brennstoff von oben nach unten herunterfällt.
  • Die US 2010/0037806 A1 offenbart eine Festbrennstoff-Brennkammer mit einem Feuerrost zum Halten von Brennstoffpellets. Bei der Verbrennung brechen die Pellets auseinander und fallen durch den Feuerrost auf ein darunter liegendes Netz. Nach vollständigem Ausbrand fällt die Asche in einen Sammelbereich unter dem Netz.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese und weitere aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden und einen verbesserten Brenner für einen Biomasse-Brennstoffkessel bereitzustellen. Dabei soll insbesondere bei einem Biomasse-Brennstoffkessel, der eine Brennstoffzuführung nach dem Abwurfprinzip hat, die Partikelemission aus dem Glutbett soweit wie möglich reduziert oder verhindert werden.
  • Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Bei einem Brenner für einen Biomasse-Brennstoffkessel mit einer Brennstoffzuführung nach dem Abwurfprinzip mit wenigstens einer Primärluftzuführung, wobei der Brenner eine Brenntellervorrichtung mit mindestens zwei übereinander angeordneten Brennerrosten aufweist, wobei ein oberer Brennerrost einen Auffangbereich zum Auffangen von zugeführtem, zu verbrennendem Brennstoff aufweist und ein unterer Brennerrost einen Glutbereich zum Halten von zerfallendem, glühendem Brennstoff aufweist, sieht die Erfindung vor, dass der obere Brennerrost (20) kegel- oder pyramidenförmige Elemente (22) aufweist, wobei die kegel- oder pyramidenförmigen Elemente (22) den Auffangbereich (25) bilden und zwischen sich eine offene Spaltstruktur ausbilden.
  • Die Brenntellervorrichtung weist mindestens zwei übereinander angeordnete Brennerroste auf. Herab fallender frischer Brennstoff trifft auf diese Weise zunächst auf den oberen Brennerrost, der zweckmäßig einen Auffangbereich zum Auffangen von zugeführtem, zu verbrennendem Brennstoff aufweist. Handelt es sich um Holzpellets, so verbrennen die frischen Pellets im Auffangbereich zu Holzkohle und/oder zerfallen die frischen, ganzen Pellets in kleinere Pelletstücke. Diese Holzkohle oder Pelletstücke fallen dann erst durch den oberen Brennerrost hindurch auf den unteren Brennerrost. Dort können sie im Glutbereich, der zum Halten von zerfallendem, glühendem Brennstoff dient, ausglühen, bevor sie als Asche auch durch den unteren Brennerrost fallen - beispielsweise in einen Ascheauffangbehälter. Auf diese Weise wird die schnell ablaufende Vergasung von leichtflüchtigen Bestandteilen frisch zugeführter Holzpellets von der langsameren Vergasung der entsprechenden Holzkohle getrennt.
  • Erfindungsgemäß ist es von Vorteil wenn der obere Brennerrost kegel- oder pyramidenförmige Elemente (Auffangkörper) aufweist und wenn die kegel- oder pyramidenförmigen Elemente den Auffangbereich bilden. Dabei sind die kegel- oder pyramidenförmigen Elemente so angeordnet, dass die Basis (Grundfläche) in Richtung des unteren Brennerrostes (nach unten) weist und die Kegel- bzw. Pyramidenspitze in Richtung des herab fallenden Brennstoffes (nach oben). Der Auffangbereich wird auf diese Weise durch die trichterähnlichen Zwischenräume ausgebildet, die zwischen den kegel- oder pyramidenförmigen Elementen vorhanden sind. Der herabfallende frische Brennstoff fällt dabei im Bereich der Kegel- bzw. Pyramidenspitzen in die weite, nach oben weisende Trichteröffnung und rutscht, während er beim Verbrennen in kleinere Stücke zerfällt, entlang der Kegel- bzw. Pyramidenseitenflächen langsam nach unten zur Kegel- bzw. Pyramidenbasis. Sind die Abmessungen des Brennstoffs schließlich kleiner als die lichte Weite der Spalte zwischen den Kegel- bzw. Pyramidengrundflächen, so fällt der Brennstoff durch die Spalte des oberen Rostes hindurch auf den unteren Rost.
  • Zwischen den einzelnen Kegel- bzw. Pyramidenbasen sind Spalte (Abstände) ausgebildet, durch die die zu Holzkohle verbrannten Pellets dann hindurch und herunter auf den unteren Brennrost fallen können. Erst dort treffen sie auf das eigentliche Glutbett und die darin enthaltene Asche. Diese wird jedoch nur wenig aufgewirbelt, da zum einen der Fallweg und die Größe der herab fallenden Brennstoffteile nicht so groß sind, wie bei einem direkten Abwurf. Zum anderen wirken nun auch die Kegel- bzw. Pyramidenbasen, die über dem unteren Brennerrost angeordnet sind, als Abschirmung. Selbst wenn daher im Glutbett befindliche Partikel durch den Aufprall von herab fallenden Brennstoffstücken aufgewirbelt werden, so werden sie doch durch die als Abschirmung wirkenden kegel- bzw. pyramidenförmigen Elemente weitgehend daran gehindert, mit der Verbrennungsluft aus dem Biomasse-Brennstoffkessel nach außen getragen zu werden.
  • Eine vorteilhafte Ausbildung des Brenners ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Brennerroste Rostebenen mit Durchtrittsöffnungen in Form von Löchern und/oder Spalten aufweisen, wobei die lichte Weite der Durchtrittsöffnungen des oberen Brennerrostes größer ist als die lichte Weite der Durchtrittsöffnungen des unteren Brennerrostes. Dadurch ist gewährleistet, dass die frisch zugeführten größeren, ganzen Pellets so lange auf dem oberen Rost liegen bleiben, bis sie in kleinere Stücke zerfallen sind. Diese kleineren Stücke können durch die Durchtrittsöffnungen des oberen Rostes hindurchfallen und bleiben auf dem unteren Rost liegen. Die kleineren Stücke sowie kleinere Holzkohle- und Aschepartikel können durch nachfallende, frisch zugeführte Pellets nicht aufgewirbelt und mit dem Abgas aus einem entsprechenden Heizkessel ausgetragen werden.
  • Der untere Brennerrost kann ein Gitter, ein Lochblech und/oder eine regelmäßige ein- oder zweidimensionale Anordnung von Körpern, die zwischen sich eine offene Spaltstruktur ausbilden, umfassen. Das Gitter oder das Lochblech weisen beispielsweise runde, eckige oder schlitzförmige Durchbrüche (Löcher) auf, durch die die kleineren und ganz kleinen Holzkohle- und Ascheteile nach unten fallen und die Verbrennungsgase und Verbrennungsluft nach oben aufsteigen können. Eine andere mögliche Roststruktur wird durch nebeneinander, zweidimensional in einer Ebene angeordnete Auflagekörper mit zum Beispiel quadratischem oder rundem Querschnitt gebildet, wobei die Auffangkörper zwischen sich Spalte offen lassen, durch die wiederum Holzkohle- und Ascheteile nach unten fallen sowie Gase und Luft nach oben aufsteigen können. Eine eindimensionale Anordnung von Auffangelementen ist beispielsweise durch eine reihenartige Aufeinanderfolge in nur einer Längenrichtung von schmalen Lamellen oder Stegen gegeben. Eine zweidimensionale Anordnung von Auffangelementen ist dagegen beispielsweise durch eine reihen- und spaltenartige Aufeinanderfolge in einer Längen- und Breitenrichtung von im Querschnitt quadratischen oder kreisförmigen Körpern gegeben. Zwischen den Lamellen, Stegen, quadratischen oder kreisförmigen Körpern bilden sich Spalte als Durchtrittsöffnungen.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Brenntellervorrichtung Luftzuführelemente zum Zuführen von Luft zum oberen Brennerrost und zum unteren Brennerrost aufweist. Dabei handelt es sich beispielsweise um vertikale Rohre, die an ihrem unteren Ende mit der Luftzuführung verbunden sind und an ihrem oberen Ende die kegel- oder pyramidenförmigen Elemente tragen. Vorzugsweise sind die Luftzuführelemente so ausgebildet, dass sie einen Zuführkanal und wenigstens eine Luftsaustrittsöffnung aufweisen. Letztere sind dabei bevorzugt seitlich angeordnet. Das verhindert, dass herab fallende Brennstoffteile in die Luftaustrittsöffnungen fallen können. Zudem strömt die einzubringende Luft dadurch horizontal ein und es entsteht eine homogene Luftverteilung.
  • Die Luftzuführelemente, die die kegel- oder pyramidenförmigen Elemente tragen, ragen zweckmäßigerweise von unten durch den unteren Brennerrost hindurch. Zur optimalen Luftversorgung sowohl der im Auffangbereich des oberen Brennerrosts als auch der im Glutbett des unteren Brennerrosts stattfindenden Verbrennung ist es dabei sinnvoll, wenn wenigstens eine Luftaustrittsöffnung stromaufwärts des zugeordneten Brennerrostes angeordnet ist. Dabei können in einem Zuführkanal auch sowohl Luftaustrittsöffnungen für den oberen Brennerrost als auch Luftaustrittsöffnungen für den unteren Brennerrost vorhanden sein.
  • Man erkennt weiter, dass es sinnvoll ist, wenn der Brenner eine Ascheauffangvorrichtung aufweist, die unterhalb des unteren Brennerrostes angeordnet ist.
  • Bei einem Biomasse-Brennstoffkessel mit einem erfindungsgemäßen Brenner sieht die Erfindung außerdem vor, dass die Brenntellervorrichtung im Bereich des Bodens einer Primärbrennkammer angeordnet ist und dass die Brennstoffzuführung oberhalb der Brenntellervorrichtung in die Primärbrennkammer mündet.
  • Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung da. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Brenntellervorrichtung;
    Fig. 2
    eine Schnittansicht eines Biomasse-Brennstoffkessels mit einer Brenntellervorrichtung entsprechend Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Brenntellervorrichtung.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Brenntellervorrichtung 10 zeigt einen Teil eines oberen Brennerrostes 20 und einen darunter angeordneten unteren Brennerrost 30. Der obere Brennerrost 20 besteht aus einer Anordnung von Rostelementen 21. Diese umfassen jeweils ein kegel- oder pyramidenförmiges Element 22 und ein Luftzuführelement 23. Man erkennt, dass das kegel- oder pyramidenförmige Element 22 den zwischen dem oberen Brennerrost 20 und dem unteren Brennerrost 30 ausgebildeten Zwischenraum wie ein Hütchen gegenüber von oben herabfallendem Brennmaterial abschirmt.
  • In dem Luftzuführelement 23 ist ein Zuführkanal 231 ausgebildet. Aus dem Zuführkanal 231 kann die in einer vertikalen Richtung V anströmende Zuführluft Lz durch seitlich ausgebildete Luftaustrittsöffnungen 232 in einer horizontalen Richtung H als Primärluftstrom LP austreten. Dabei hat der Zuführkanal 231 in dem gezeigten Beispiel zwei Luftaustrittsöffnungen 232, von denen eine stromaufwärts des oberen Brennerrosts 20 und die andere stromaufwärts des unteren Brennerrostes 30 ausgebildet ist.
  • Der untere Brennerrost 30 hat die Form eines Gitters mit Längs- und Querstreben (oder eines Lochblechs), das zum Halten des zerfallenen, glühenden Brennstoffs, also des Glutbereichs 31 dient, und mit zwischen den Streben ausgebildeten Lücken 32, durch die die Asche nach unten fallen kann.
  • In Fig. 2 erkennt man, wie ein Brenner mit einer Brenntellervorrichtung 10 in einen Biomasse-Brennstoffkessel 100 eingebaut ist. Der Biomasse-Brennstoffkessel 100 hat im dargestellten Beispiel eine Primärbrennkammer 110 und eine Sekundärbrennkammer 120. Zwischen der Primär- und der Sekundärbrennkammer 110, 120 ist eine Blende 170 mit einer Blendenöffnung 171 ausgebildet. Im Boden 113 der Primärbrennkammer 110 ist eine Öffnung 111 ausgebildet, in welcher die Brenntellervorrichtung 10 angeordnet ist. Oberhalb der Öffnung 111 befindet sich die Mündung 132 einer Zuführkanals 131 der Brennstoffzuführung 130, durch welche das Brennmaterial auf die Brenntellervorrichtung 110 abgeworfen wird.
  • Man erkennt auch hier, dass die Brenntellervorrichtung 10 aus einem oberen Brennerrost 20 und einem unteren Brennerrost 30 besteht, wie in Bezug auf Fig. 1 bereits oben ausführlich dargestellt. Von dem oberen Brennerrost 20 sind in dieser Ansicht drei Lufzuführelemente 23 mit je einem kegel- oder pyramidenförmigen Element 22 abgebildet, die den Auffangbereich für die frisch zugeführten, herabfallenden Pellets bilden. Zwischen den Elementen 22 bilden sich die Spalte 24 oder Durchtrittsöffnungen 24 aus.
  • Unterhalb der Brenntellervorrichtung 10 ist eine Ascheauffangvorrichtung 40 angeordnet. In der Ascheauffangvorrichtung 40 befindet sich eine auch als Windbox bezeichnete Luftkammer 142. Von der Luftkammer 142 aus führen die Zuführkanäle 231 die Zuströmluft LZ durch die Luftzuführelemente 23 zu den Brennrosten 20, 30. Die Luftkammer 142 dient dabei einer homogenen Luftverteilung in Bezug auf alle von der Luftkammer 142 abführenden Zuführkanäle 231.
  • Die Luftkammer 142 wird durch eine Primärluftzuführung 140 von außen mit der Zuführluft LZ gespeist. Am oberen Ende hat sie schräg verlaufende Seitenwände 143. Diese sind im dargestellten Ausführungsbeispiel, konisch ausgebildet. Auf diese Seitenwände 143 trifft die durch den unteren Brennerrost 30 hindurchfallende Asche und gleitet entlang dieser Seitenwände 143 in der Ascheauffangvorrichtung 40 nach unten.
  • Fig. 3 zeigt die Draufsicht auf eine in einem Brennkammerboden 112 angeordnete Brenntellervorrichtung 10 und einen oberen Brennerrost 20. Der Brennerrost 20 umfasst hier sieben nebeneinander, zweidimensional in einer Ebene liegenden kegelförmigen Auffangelemente 22 (zu erkennen sind die kreisförmigen Kegelbasen bzw. -grundflächen) sowie die zwischen diesen Elementen 22 ausgebildeten Spalte 24 oder Durchtrittsöffnungen 24, durch die die kleineren Holzkohlestücke und Aschepartikel nach unten auf den unteren Brennerrost 30 fallen.

Claims (9)

  1. Brenner für einen Biomasse-Brennstoffkessel (100) mit einer Brennstoffzuführung nach dem Abwurfprinzip (130) mit wenigstens einer Primärluftzuführung (140), wobei der Brenner eine Brenntellervorrichtung (10) mit mindestens zwei übereinander angeordneten Brennerrosten (20,30) aufweist, wobei ein oberer Brennerrost (20) einen Auffangbereich (25) zum Auffangen von zugeführtem, zu verbrennendem Brennstoff aufweist und ein unterer Brennerrost (30) einen Glutbereich (31) zum Halten von zerfallendem, glühendem Brennstoff aufweist.
    dadurch gekennzeichnet, dass der obere Brennerrost (20) kegel- oder pyramidenförmige Elemente (22) aufweist, wobei die kegel- oder pyramidenförmigen Elemente (22) den Auffangbereich (25) bilden und zwischen sich eine offene Spaltstruktur ausbilden.
  2. Brenner nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Brennerroste (20, 30) Rostebenen mit Durchtrittsöffnungen in Form von Löchern und/oder Spalten aufweisen, wobei die lichte Weite der Durchtrittsöffnungen des oberen Brennerrostes größer ist als die lichte Weite der Durchtrittsöffnungen des unteren Brennerrostes.
  3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der untere Brennerrost (30) ein Gitter, ein Lochblech und/oder eine regelmäßige ein- oder zweidimensionale Anordnung von Elementen (22), die zwischen sich eine offene Spaltstruktur ausbilden, umfasst.
  4. Brenner nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brenntellervorrichtung Luftzuführelemente (23) zum Zuführen von Luft zum oberen Brennerrost und zum unteren Brennerrost aufweist.
  5. Brenner nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzuführelemente (23) einen Zuführkanal (231) und wenigstens eine Luftaustrittsöffnung (232) aufweisen.
  6. Brenner nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzuführelemente (23) rohrförmig ausgebildet, an einem unteren Ende mit der Primärluftzuführung verbunden sind und an einem oberen Ende die kegel- oder pyramidenförmigen Elemente (22) des oberen Brennerrostes tragen.
  7. Brenner nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Luftaustrittsöffnung (232) stromaufwärts des zugeordneten oberen oder unteren Brennerrostes (20, 30) angeordnet ist.
  8. Brenner nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner eine Ascheauffangvorrichtung (40) aufweist, die unterhalb des unteren Brennerrostes (30) angeordnet ist.
  9. Biomasse-Brennstoffkessel (100) mit einem Brenner nach einem der
    vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brenntellervorrichtung (10) im Bereich des Bodens (113) einer Primärbrennkammer (110) angeordnet ist und dass die Brennstoffzuführung (130) oberhalb der Brenntellervorrichtung (10) in die Primärbrennkammer (110) mündet.
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