FI107352B - Boiler to burn solid fuel and process for conducting gases therein - Google Patents
Boiler to burn solid fuel and process for conducting gases therein Download PDFInfo
- Publication number
- FI107352B FI107352B FI992624A FI992624A FI107352B FI 107352 B FI107352 B FI 107352B FI 992624 A FI992624 A FI 992624A FI 992624 A FI992624 A FI 992624A FI 107352 B FI107352 B FI 107352B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- combustion chamber
- primary
- boiler
- fuel
- gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
- F23M9/02—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in air inlets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B5/00—Combustion apparatus with arrangements for burning uncombusted material from primary combustion
- F23B5/04—Combustion apparatus with arrangements for burning uncombusted material from primary combustion in separate combustion chamber; on separate grate
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B7/00—Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus
- F23B7/002—Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus characterised by gas flow arrangements
- F23B7/007—Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus characterised by gas flow arrangements with fluegas recirculation to combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
- F24B5/00—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges
- F24B5/02—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges in or around stoves
- F24B5/028—Arrangements combining combustion-air and flue-gas circulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Description
107352107352
Kattila kiinteän polttoaineen polttamiseksi ja menetelmä kaasujen johtamiseksi siinäA boiler for the combustion of solid fuel and a method for introducing gases therein
Keksintö koskee jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten johdanto-5 osien mukaista kattilaa kiinteän polttoaineen, kuten puun, polttamiseksi ja menetelmää kaasujen johtamiseksi kiinteän polttoaineen kattilassa. Tarkemmin sanottuna keksintö liittyy kiinteän polttoaineen kaasutukseen sekä uuteen ja keksinnölliseen tapaan kaasujen kierrättämiseksi kattilassa.The invention relates to a boiler for burning a solid fuel, such as wood, and to a method for conducting gases in a solid fuel boiler, according to the preamble of the independent claims below. More particularly, the invention relates to gasification of solid fuel and to a new and inventive method for circulating gases in a boiler.
Kiinteän polttoaineen, kuten puun, palamisprosessi on monivaiheinen. Karkeasti 10 jaoteltuna polttoainetta lämmitettäessä se ensin kuivuu, eli siinä mahdollisesti oleva vesi haihtuu, sitten osa polttoaineesta kaasuuntuu palaviksi kaasuiksi, jotka sitten hapen kanssa yhteyteen jouduttuaan palavat liekillä. Polttoaineesta jää kiinteäksi hiiltä, joka edelleen lämmitettäessä myös kaasuuntuu ja palaa, sekä palamattomat ainesosat, eli tuhka. Perinteisessä palamisessa, esimerkiksi poltettaessa puuta takas-15 sa, puusta kaasuuntuvat ns. haihtuvat ainesosat joutuvat yhteyteen hapen kanssa ja palavat lähes välittömästi kaasuuntumisensa jälkeen. Polttoaineen kaasutukseen perustuvassa polttamisessa ideana on, että polttoainetta lämmitetään hapettomassa tilassa, tai ainakin niin vähäisellä hapella, että palaminen on epätäydellistä. Polttoaineesta siis muodostetaan palamattomia savukaasuja, jotka sitten poltetaan eri tilassa 20 kuin missä kaasutus tapahtuu.The combustion process of solid fuel, such as wood, is a multi-step process. When roughly divided, when heated, the fuel first dries, i.e., any water it contains evaporates, then some of the fuel is gassed into flammable gases, which then, when in contact with oxygen, burn with flame. The fuel contains solid carbon, which, when heated, also gasses and burns, as well as non-combustible components, ie ash. In traditional combustion, for example, burning wood at the rear, the so-called "gas" gasses from the wood. the volatile components come into contact with oxygen and burn almost immediately after gasification. The idea behind combustion based on fuel gasification is that the fuel is heated in an oxygen-free state, or at least with so little oxygen that combustion is incomplete. The fuel is thus formed into non-combustible flue gases, which are then burned in a different state 20 than where the gasification takes place.
US-patentissa 5 564 348 esitetään tulisija, jossa ensiöpalotilan polttoainepedissä syntyneitä osittain palamattomia kaasuja kierrätetään ylös ensiötulipesän seinään muodostettua kanavaa myöden, edelleen pesän kannen poikki, sitten alas toiselle seinälle muodostettua kanavaa myöden ja edelleen takaisin polttoainepetiin. Kierrä-25 tettävään kaasuun voidaan julkaisun mukaan lisätä ensiöilmaa, jolla pidetään osaltaan yllä polttoaineen palamista ja siten lämmitetään polttoainepetiä edelleen kaasu-? tuksen ylläpitämiseksi. Osittain palamattomiin kaasuihin sekoitetaan toisioilmaa, ja näin syntynyt kaasuseos ohjataan toisiopalotilaan, jossa toisioilma ja ensiökaasui : reagoivat palaen savukaasuiksi, jotka sitten johdetaan pois tulisijasta. Tällaisessa 3 0 tulisijassa ensiöpalotilan kanavat tekevät rakenteesta monimutkaisen ja siten vaikean puhdistaa. Lisäksi kierrätettävään kaasuun sekoitetaan kylmää ilmaa, joka hidastaa polttoaineen kaasuuntumista.U.S. Pat. No. 5,564,348 discloses a fireplace in which partially unburned gases generated in a primary combustion chamber fuel bed are recirculated upstream of the primary furnace wall passage, further across the casing lid, then down a second wall channel, and further back into the fuel bed. According to the publication, primary air can be added to the recycled gas, which contributes to maintaining the combustion of the fuel and thus further heating the fuel bed to the gas? maintenance. Partially non-combustible gases are mixed with secondary air, and the resulting gas mixture is directed to a secondary combustion chamber, where secondary air and primary gas: react, returning to flue gases, which are then removed from the hearth. In such a 3 0 fireplace, the primary combustion chamber ducts make the structure complex and thus difficult to clean. In addition, the recycled gas is mixed with cold air, which slows down the gasification of the fuel.
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada sellainen kattila ja menetelmä, jolla minimoidaan edellä mainitut tunnetussa tekniikan tasossa ilmenevät ongelmat.It is an object of the present invention to provide a boiler and a method for minimizing the above-mentioned problems in the prior art.
1073IE 2 21073IE 2 2
Keksinnön tavoitteena on erityisesti saada aikaan tehokas ja vähäpäästöinen kiiri teäi polttoaineen polttamiseen soveltuva menetelmä ja kattila.It is a particular object of the invention to provide an efficient and low-emission irradiation process and boiler suitable for fuel combustion.
Edellä olevat haitat saadaan poistettua, tai niitä vähennetään ja edellä määritellyt tavoitteet saavutetaan keksinnön mukaisella kattilalla ja menetelmällä, joiljte on 5 tunnusomaista se, mitä on määritelty jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa.The foregoing disadvantages can be eliminated or reduced, and the objects defined above are achieved by a boiler and a process according to the invention, characterized by what is defined in the characterizing parts of the independent claims below.
Keksinnön mukaiselle kattilalle kiinteän polttoaineen, kuten puun, polttamiseks i on tyypillistä se, että kattila käsittää vaipan ja sen sisään muodostetut ensimmäisten seinämien rajaaman ensiöpalotilan ja toisten seinämien rajaaman toisiopalotilao. En-10 siö- ja toisiopalotilat yhdistää ensiökaasuyhde, jonka kautta kaasuja johdetaan (j:r siö -palotilasta toisiopalotilaan. Kattilan vaipan läpi on järjestetty ainakin ilman tuloyhde palamisessa tarvittavan ilman johtamiseksi kattilaan, polttoaineyhde polttoaineen ohjaamiseksi ensimmäisen seinämän läpi ensi »paloillaan polttoainepedin muodostamiseksi ensiöpalotilan pohjalle, sekä 15 - poistoyhde savukaasujen poistamiseksi toisi opal otilasta.The boiler of the invention for burning solid fuel such as wood is characterized in that the boiler comprises a jacket and a primary fire compartment defined by first walls and a secondary fire compartment defined by second walls. The En-10 combustion and secondary combustion chambers are connected by a primary gas conduit through which gases are conducted from the (j: r siö combustion chamber to the secondary combustion chamber. At least an air inlet for supplying combustion air to the boiler is provided through the boiler casing. , and a 15 exhaust outlet for flue gas removal would provide opal space.
Kattila käsittää lisäksi kaasun kierrätysyhteen kaasun johtamiseksi ensiöpalol ilan polttoainepetiin. Keksinnön mukaan mainittu ilman tuloyhde aukeaa toisiopalc t Iäs sä lähelle toisiopalotilan seinää ja kaasun kierrätysyhde johtaa läheltä mainittua ilman tuloyhteen aukeamispaikkaa ensimmäisen seinämän läpi johtavalle kierrätys-20 kaasun tuloyhteelle, kaasun kierrättämiseksi toisiopalotilasta ensiöpalotilaan.The boiler further comprises a gas recirculation means for introducing the gas into the primary fire pit at Ila's fuel bed. According to the invention, said air inlet conduit opens in a secondary burner near a secondary combustion chamber wall and the gas recirculation conduit leads to a recycle 20 gas inlet passing through said first air through the first wall to recycle gas from the secondary combustion chamber to the primary combustion chamber.
Kattilalla tässä yhteydessä tarkoitetaan keksinnön mukaista laitetta polttoaireen polttamiseksi. Ensiöpalotila on kattilan se osa, jossa polttoainetta kaasutetaan, "oi siopalotila on se osa kattilaa, jossa ensiöpalotilasta tulevat palamattomat ensiöka isu: palavat ns. toisiopalamisreaktiossa. Ensio-ja toisiopalotiloja yhdistävä ensiökaasu·· 25 yhde on mikä tahansa putki, aukko tai muu johde, jota myöden kaasuja johde aan ensiöpalotilasta toisiopalotilaan. Edullisesti kattilassa on myös erillinen yhde tijihkait • poistamiseksi ensiöpalotilasta. Toisiopalotila voi olla muodoltaan minkälainen ta hansa kunhan se mahdollistaa kaasujen tehokkaan ja puhtaan palamisen. Kierrä ys· kaasun ottaminen läheltä mainittua ilman syöttöpaikkaa toisiopalotilan seinän rie-30 ressä mahdollistaa sen, että ainakin ajoittain osa toisiopalotilaan syötetystä ilmtsti. kulkeutuu kaasun kierrätysyhteeseen, ja sitä myöden ensiöilmaksi ensiöpalotilan Toisiopalotilan kaasuvirtaukset ovat normaalin käytön aikana erittäin pyörteiset ji. voimakkaat, joten kierrätyskaasu on otettava mainitulla tavalla läheltä ilman tilo- | 107352 3 yhteen aukeamispaikkaa. Muuten toisiopalotilan kaasuvirtaukset saattavat kaapata kaiken sisään syötetyn ilman, jolloin kaasun kierrätysyhteeseen kulkeutuisi ainoastaan palamatonta ensiökaasua tai jo palaneita savukaasuja. Kierrätyskaasun ottaminen läheltä mainittua ilman syöttöpaikkaa tarkoittaa kierrätyskaasun ottamista sa-5 masta osasta toisiopalotilaa, johon ilmaa tuodaan. Jos kattila on kooltaan suuri, saattaa läheltä tarkoittaa pitkähköäkin matkaa. Kaasun kierrätysyhde voi olla minkälainen kanava tai putki tahansa. Esimerkiksi kierrätysyhde voi olla ensiöpalotilaa yhdeltä tai useammalta sivulta kiertävä, koko ensiöpalotilan levyinen muurattu kanava.In this context, a boiler is a device for burning a burn disease according to the invention. A primary combustion chamber is that part of the boiler in which the fuel is gasified, "oh the combustion chamber is that part of the boiler in which the primary combustion chamber produces non-combustible primary combustion: burns in a secondary combustion reaction. The primary gas combining the primary and secondary Preferably, the boiler also has a separate compound to remove • primary fire from the primary combustion chamber. allows, at least occasionally, some of the input to the secondary combustion chamber to be transported to the gas recirculation junction, thereby transforming into primary air in the primary combustion chamber The gas flows in the secondary combustion chamber are extremely turbulent during normal operation, so the recycle gas is open as above from near air space | 107352 3 places to open together. Otherwise, the gas streams in the secondary combustion chamber may capture all the air introduced, leaving only the unburned virgin gas or the flue gas that has already been burned in the gas recirculation connection. Taking the recycle gas near said airless supply point means taking the recycle gas from the same portion of the secondary combustion chamber into which the air is introduced. If the size of the boiler is large, it may even mean a longer distance. The gas recirculation connection can be any duct or pipe. For example, the recycle connection may be a bricked channel extending across one or more sides of the primary combustion chamber and extending throughout the primary combustion chamber.
Erässä edullisessa keksinnön mukaisessa kattilassa kaasun kierrätysyhde on järjes-10 tetty kokonaisuudessaan vaipan sisään. Tällöin vältytään kattilan ulkopuolella kulke vilta putkilta tai vastaavilta, ja lämpöeristys ja lämpöenergian siirtyminen kierrätys-yhteen ja muun rakenteen välillä on helpompi hallita. Edullisesti kaasun kierrätysyhde on olennaiselta matkaltaan ensimmäisen seinämän ulkopinnan ja kattilan vaipan sisäpinnan välissä.In a preferred boiler according to the invention, the gas recirculation connection is completely arranged inside the jacket. This avoids the use of pipes or the like passing through the outside of the boiler, and it is easier to control the thermal insulation and the transfer of thermal energy between the recycle and other structures. Preferably, the gas recirculation connection is substantially disposed between the outer surface of the first wall and the inner surface of the boiler shell.
15 Erityisen edullisessa keksinnön mukaisessa kattilassa kaasun kierrätysyhde on olennaiselta matkaltaan yhteydessä ensimmäisen seinämän ulkopinnan kanssa. Tämä rakenne mahdollistaa kierrätysyhteessä kulkevan kierrätyskaasuseoksen ja ensiöpalotilan välillä mahdollisimman tehokkaan lämmönvaihdon.In a particularly preferred boiler according to the invention, the gas recirculation connection is substantially connected to the outer surface of the first wall. This design allows for the most efficient heat exchange between the recycle gas mixture passing through the recycle and the primary combustion chamber.
Edullisessa keksinnön mukaisessa kattilassa kaasun kierrätysyhde johtaa suoraan 20 mainitun ilman tuloyhteen aukeamispaikan alapuolelta, läheltä toisiopalotilan seinää, alaspäin ainakin ensiöpalotilan pohjan tasolle saakka. Tällainen rakenne mahdollistaa tehokkaan ilman ohjaamisen kierrätysyhteeseen ja kierrätyskaasuseoksen . johtamisen ensiöpalotilan pohjalla olevaan polttoainepedin tasolle. Edelleen edulli sessa ratkaisussa kierrätyskaasun tuloyhde aukeaa ensiöpalotilan alaosaan, edullises-25 ti ensiöpalotilan pohjalle, jossa polttoainepeti on.In a preferred boiler according to the invention, the gas recirculation line leads directly below the opening of said air inlet, close to the wall of the secondary combustion chamber, down to at least the bottom of the primary combustion chamber. Such a structure allows efficient air to be directed to the recirculation unit and the recycle gas mixture. leading to the level of the fuel bed at the bottom of the primary combustion chamber. In a further preferred embodiment, the recycle gas inlet conduit opens to the bottom of the primary combustion chamber, preferably to the bottom of the primary combustion chamber where the fuel bed is.
Erityisen edullisessa keksinnön mukaisessa kattilassa toisiopalotila on olennaisesti suoraan ensiöpalotilan yläpuolella ja ensiökaasuyhde johtaa ensiöpalotilan yläosasta . toisiopalotilaan. Tällaisessa ratkaisussa käytetään hyväksi kaasujen luonnollisia vir- : tauksia. Lämpimät kaasuthan pyrkivät ylöspäin.In a particularly preferred boiler of the invention, the secondary combustion chamber is substantially directly above the primary combustion chamber and the primary gas conduit leads from the top of the primary combustion chamber. secondary combustion chamber. Such a solution utilizes natural gas flows. After all, warm gases tend to upward.
30 Vielä eräässä edullisessa keksinnön mukaisessa ratkaisussa ainakin osa toisiopalotilan rajaavista toisista seinämistä on muodostettu olennaisen huuvamaisesti tai kupu-maisesti ensiökaasuyhteen yläpuolelle. Tällöin toisiopalotilan seinämät keräävät luonnostaan ylöspäin pyrkivät kuumat kaasut tehokkaasti ja ohjaavat ne kohti pois-toyhdettä. Tällaisessa kattilassa osan toisista seinämistä saattaa muodostaa myös 1073-55 4 jokin muu kuin edellä mainittu huuvamainen osa. Esimerkiksi kattilan vaippa sai tta i toimia toisiopalotilan seinänä, esimerkiksi ensiöpalotilan ja huuvamaisen seinä >sai välisellä osalla. Ilman tuloyhteestä toisiopalotilaan johdettava palamisessa tanitta-vaa ilma voidaan tällöin johtaa esimerkiksi mainitun, vaipan muodostaman seinä-5 osan viereen, vaipan ja huuvamaisen seinäosan välistä.In yet another preferred embodiment of the invention, at least a portion of the secondary walls defining the secondary combustion chamber is formed substantially hooded or domed above the primary gas junction. In this case, the walls of the secondary combustion chamber naturally collect the upwardly hot gases and direct them towards the off-toy assembly. In such a boiler, a part other than the aforementioned hood-like part may also form part of the second walls. For example, the boiler sheath could act as a wall for the secondary fire compartment, for example, between the primary fire compartment and the hood-like wall. The combustion air supplied from the inlet to the secondary combustion chamber can then be led, for example, adjacent to said wall portion 5 formed by the jacket, between the jacket and the hood-like wall portion.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle kaasujen johtamiseksi kiinteän polttoaineen, kuten puun, polttamiseen tarkoitetussa kattilassa on tyypillistä se, että meneteirji; issä syötetään ensiöpalotilaan kiinteää polttoainetta polttoainepedin muodosit; tiiliseksi ensiöpalotilan pohjalle, 10 - lämmitetään ensiöpalotilassa olevaa polttoainetta niin, että polttoainetta caa- suuntuu ensiökaasuiksi, j johdetaan ensiökaasuja ensiöpalotilasta toisiopalotilaan, j i johdetaan toisiopalotilaan palamisessa tarvittavaa ilmaa, j saatetaan ainakin osa mainitusta ilmasta toisioilmana reagoimaan palaili; tto -15 mien ensiökaasujen kanssa toisiopalotilassa, johdetaan toisiopalotilassa syntyneitä toisiokaasuja poistoyhteeseen iji den poistamiseksi kattilasta, ] johdetaan kierrätyskaasuseosta toisiopalotilasta läheltä paikkaa, johon pgl; mi sessa tarvittava ilma tuodaan ensiöpalotilan polttoainepetiin.A process for conducting gases in a boiler for burning solid fuel such as wood, according to the invention, is characterized by the fact that the process; the fuel is supplied with solid fuel in the primary combustion chamber in the form of a fuel bed; brining the fuel in the primary combustion chamber, 10 - heating the fuel in the primary combustion chamber so that the fuel is caaed to the primary gases, j directing primary gases from the primary combustion chamber to the secondary combustion chamber, tto -15 with the primary gases in the secondary combustion chamber, the secondary gases produced in the secondary combustion chamber are introduced into an outlet to remove the ions from the boiler,] the recycle gas mixture is introduced from the secondary combustion chamber near the site where pgl; The air required is introduced into the primary combustion chamber fuel bed.
• 20 Eräässä keksinnön mukaisessa edullisessa menetelmässä kierrätyskaasuseos joi ide taan ensiöpalotilan polttoainepetiin ensiöpalotilan seinämän ulkopintaa myöden, joi loin seinämän välityksellä kierrätyskaasuseoksen ja ensiöpalotilan välillä tapjahtuu epäsuoraa lämmönsiirtoa.In a preferred method according to the invention, the recycle gas mixture is introduced into the primary combustion chamber fuel bed along the outer surface of the primary combustion chamber wall, whereby indirect heat transfer occurs between the recycle gas mixture and the primary combustion chamber.
* |* |
Eräässä keksinnön mukaisessa edullisessa menetelmässä palamisessa tarvittavaj: Imi : 25 tuodaan toisiopalotilaan lähelle sen seinää, ja kierrätyskaasuseos otetaan olentja sen suoraan mainitun ilman tulokohdan alapuolelta. iIn one preferred method of the invention, the amount of combustion required: Suction: 25 is introduced into a secondary combustion chamber near its wall, and the recycled gas mixture is taken directly below its air inlet. i
Keksinnön mukaisen kattilan ja menetelmän yhtenä tärkeänä etuna on, että polttoaineen kaasutukseen tarvittavaa lämpöä saadaan suoraan kuumasta toisiopaloljil istä johdetusta kaasuseoksesta.An important advantage of the boiler and the process according to the invention is that the heat required for the gasification of the fuel is obtained directly from a gas mixture derived from hot secondary fires.
! 107352 5! 107352 5
Keksinnön mukaisen kattilan ja menetelmän toisena tärkeänä etuna on, että polttoaineen, ensiö- ja toisioilman ja kierrätyskaasuseoksen määrää ohjaamalla hallitaan helposti polttoaineen palamista kattilassa.Another important advantage of the boiler and the method according to the invention is that the amount of fuel, primary and secondary air and the recycle gas mixture is easily controlled by controlling the combustion of the fuel in the boiler.
Keksinnön mukaisen kattilan ja menetelmän tärkeänä etuna on lisäksi, että palota-5 pahtumassa päästään helposti puhtaan palamisen vaatimiin korkeisiin lämpötiloihin, koska keksinnön mukaisessa kattilassa ei palotiloja välttämättä jäähdytetä suoranaisesti, vaan palamisessa syntyvä energia otetaan talteen vasta savukaasuista, toisio-palotapahtuman j älkeen.An important advantage of the boiler and the process according to the invention is furthermore that the high temperatures required for clean combustion are easily achieved in the Burn-5 roasting because the boilers according to the invention are not necessarily directly cooled, but the combustion energy is only recovered from the flue gases.
Eräänä keksinnön mukaisen kattilan ja menetelmän etuna on se, että ensiöpalotilassa 10 kaasuvirtaus on säädettävissä niin pieneksi, ettei tuhkaa ja nokea juurikaan kulkeudu savukaasujen mukana. Tällöin päästöt vähenevät, hormien puhdistustarve vähenee eikä lämmin materiaali karkaa ulos piipusta.An advantage of the boiler and the method according to the invention is that in the primary combustion chamber 10 the gas flow is adjustable so small that ash and soot do not carry much with the flue gases. This reduces emissions, reduces the need for chimney cleaning, and prevents warm material from escaping from the barrel.
Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin oheisiin kaaviomaisiin piirroksiin viittaamalla, joissa 15 kuvio 1 esittää kaaviomaisesti esimerkinomaista keksinnön mukaista kattilaa pystysuuntaisena poikkileikkauskuvantona, ja kuvio 2 esittää yksinkertaistettuna kaaviokuvana kuvion 1 kattilassa kulkevia kaasuvirtauksia.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings, in which Figure 1 schematically illustrates an exemplary boiler of the invention in a vertical cross-sectional view, and Figure 2 shows a simplified diagram of gas flows through the boiler of Figure 1.
Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen kattila 1 ja kuviossa 2 saman kattilan 20 sisällä kulkevia kaasuvirtauksia. Kattilan 1 ensiöpalotilaan 4 syötetään polttoainetta polttoaineyhteestä, jota ei esitetä kuviossa. Polttoaineyhde voi olla esimerkiksi kattilan vaippaan 2 ja ensiöpalotilan 4 rajaaviin ensimmäisiin seinämiin 3 muodostettu avattava luukku, josta halot, hake tai muu sopiva polttoaine syötetään ensiöpalotilan 4 pohjalle 9. Polttoainetta lämmitetään niin, että se kaasuuntuu ensiökaasuiksi A, 25 mutta ensiöilman eli hapen vähyyden vuoksi kaasut palavat ensiöpalotilassa 4 vain osittain. Tämä osittainenkin palaminen lämmittää polttoainetta pitäen yllä kaasuun-; . tumista. Osittain palamattomat ensiökaasut A johdetaan ensiöpalotilan 4 yläosassa 16 sijaitsevan ensiökaasuyhteen 7 kautta toisiopalotilaan 6, jossa ensiökaasut A saa-- tetaan yhteyteen toisioilman C kanssa, jolloin palamattomat ensiökaasut A palavat.Figure 1 shows the boiler 1 according to the invention and Figure 2 shows the gas streams flowing inside the same boiler 20. Fuel is supplied to the primary combustion chamber 4 of boiler 1 from a fuel assembly not shown in the figure. The fuel assembly may be, for example, an openable hatch formed on the boiler sheath 2 and the first walls 3 defining the primary combustion chamber 4, from which the halo, chips or other suitable fuel is fed to the bottom 9 of the primary combustion chamber 4. The fuel is heated to gasification burn only partially in primary fire mode 4. This partial combustion heats the fuel while maintaining the gas; . nuclei. Partially non-combustible primary gases A are introduced through a primary gas connection 7 at the top 16 of the primary combustion chamber 4 to a secondary combustion chamber 6 where primary gases A are contacted with secondary air C, whereupon the non-combustible primary gases A are burned.
30 Syntyneet kuumat savukaasut D johdetaan poistoyhteeseen 10. Savukaasujen D sisältämää energiaa voidaan ottaa talteen esimerkiksi lämmittämällä kuumavesisäi-liön vettä. Kuvion 1 kattilassa 1 palamiseen tarvittavaa ilmaa B johdetaan ilman • tuloyhteestä 8 vaipan 2 ja toisiopalotilan 6 huuvamaisen seinämän 5 välistä vaipan 2 muodostaman toisiopalotilan 6 seinämän 5a viereen, josta pyörteinen kaasuvirta 6 107:1,52 kaappaa toisiopalamisreaktioon tarvittavan toisioilman C. Mikäli pyörteinen kaisu-virta ei kaappaa kaikkea toisiopalotilan 6 seinän 5a viereen johdettua ilmaa B, v. rtau loppuosa ilmasta toisiopalotilan seinämää 5 a myöten alaspäin kaasun kierrät /lyhteeseen 11, joka johtaa ilman ensiöilmaksi ensiöpalotilaan 4. Kierrätysyhteese en 1.The resulting hot flue gas D is led to the outlet 10. The energy contained in the flue gas D can be recovered, for example, by heating the water in the hot water tank. The air B required for combustion in boiler 1 of Figure 1 is led from the air inlet 8 between the jacket 2 and the hood wall 5 of the secondary combustion chamber 6 adjacent to the wall 5a of the secondary combustion chamber 6 formed by the jacket 2, whereupon the turbulent the current does not capture all the air B, adjacent to the wall 5a of the secondary combustion chamber 6, v. flows the remainder of the air down the secondary combustion chamber wall 5a to the gas recirculation / outlet 11 which leads to primary air into the primary combustion chamber 4.
5 kulkeutuu myös palamattomia ensiökaasuja A sekä jo ilman kanssa reagoiieita savukaasuja D. Syntynyt kierrätyskaasuseos E johdetaan kierrätysyhdettä Un yö · den ensiöpalotilan 4 seinän 3 ulkopintaa 13 myöten ensiöpalotilan 4 alle ja kierrä-tyskaasuyhteen 12 kautta ensiöpalotilan 4 sisään, sen pohjalle 9. Kierrätyska tsu seoksen E virratessa alaspäin ensiöpalotilan 4 seinää 3 myöden, siirtyy kierrätys: taa·· 10 suseoksen E ja ensiöpalotilan 4 välillä lämpöenergiaa. Jos kierrätyskaasuseos E sisältää paljon suhteellisen kylmää ilmaa B, on se luultavasti kylmempää kuin u ko pinta 13, jolloin kaasuseos E luonnostaan pyrkii valumaan alaspäin kaasun kierrä tysyhteessä 11, samalla esilämmittyen ennen sen syöttöä ensiöpalotilaan. Mikäl taas kierrätyskaasuseos E sisältää runsaasti savukaasuja D on kaasu luultavasti lam-15 pimämpää kuin ensiöpalotilan 4 ulkopinta 13, jolloin kierrätyskaasuseos E Iät imit-tää epäsuorasti kaasutettavaa polttoainetta. Kierrätyskaasuseoksen E sisältöni ensiöilma ruokkii ensiöpalotilan 4 palamista, ja mikäli kierrätyskaasuseos E oi tarpeeksi lämmintä, siirtää se suoraan itsestään lämpöä polttoaineeseen. Eräänä 1 antavana ideana keksinnössä on, että kun kattilan 1 mittasuhteet, polttoaine, sen sypttc 20 ja muut olosuhteet on oikein suunniteltu, asettuvat ensiö- ja toisioilman määri tasapainoon seuraavassa kuvatun syklin mukaisesti. Jos kaasuuntuminen lisääujyy toisiopalamisreaktio kiihtyy, suurempi osa ilmasta B käytetään toisiopaloon, enliö-ilma vähenee, ensiöreaktio laantuu ja kaasutus vähentyy. Erilaisilla säätöjärjes tel-millä palaminen voidaan saattaa tapahtumaan halutulla teholla. Esimerkiksi kaa n jer ; - 25 virtauksia, lämpötiloja, paineita ja pitoisuuksia voidaan mitata eri puolilla jiir es- telmää, ja näiden arvojen perusteella voidaan ohjata esimerkiksi polttoainein jt ilman syöttöä. Esimerkiksi kaasun kierrätysyhteeseen 11 voi olla asennettu puite Uin lisäämään haluttaessa kierrätyskaasuseoksen E virtausta.5 also conveys non-combustible primary gases A and flue gases which have already reacted with air D. The resulting recycle gas mixture E is led through the outer surface 13 of wall 3 of primary fire chamber 4 and below the primary combustion chamber 4 to the bottom combustion chamber 9 As E flows down the wall 3 of the primary combustion chamber 4, thermal energy is transferred between ··· 10 alloy E and the primary combustion chamber 4. If the recycle gas mixture E contains a lot of relatively cold air B, it is probably colder than the top surface 13, whereby the gas mixture E naturally tends to flow downwardly in the gas recirculation line 11 while being preheated before being fed to the primary combustion chamber. Whereas the recycle gas mixture E contains a large amount of flue gases D, the gas is probably lam-15 darker than the outer surface 13 of the primary combustion chamber 4, whereby the recycle gas mixture E indirectly mimics the gas to be gasified. The primary air in my contents of the recycle gas mixture E feeds on the combustion of the primary combustion chamber 4, and if the recycle gas mixture E is warm enough, it directly transfers heat directly to the fuel. One of the giving ideas in the invention is that when the dimensions of the boiler 1, the fuel, its sypttc 20 and other conditions are properly designed, the amount of primary and secondary air will equilibrate according to the cycle described below. If the gasification increases, the secondary combustion reaction accelerates, the greater part of the air B is used for the secondary combustion, the virgin air is reduced, the primary reaction subsides, and the gasification is reduced. With various control systems, combustion can be effected at the desired output. For example, ka n jer; Flows, temperatures, pressures, and concentrations can be measured across the system, and these values can be used to control, for example, fuels and the like without feed. For example, the gas recirculation connection 11 may be fitted with a frame Uin to increase the flow of the recycle gas mixture E if desired.
Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu pelkästään edellä esitetty hin 30 esimerkkeihin, vaan keksintö voi vaihdella jäljempänä esitettyjen patenttivaatin us-. ten rajoissa. Keksinnön mukainen kattila voi olla mittasuhteiltaan muunlainer kir kuin kuvioissa esitetty esimerkki. Se voi vaihdella kooltaan esimerkiksi pien telon lämmittämiseen tarkoitetusta tulisijasta suureen voimalan kattilaan. Kattila vo) >lla valmistettu erilaisista materiaaleista, kuten tiilestä tai metallista. Polttoaineeksi 35 kattilaan sopii mikä tahansa kaasuuntuva polttoaine. Ensiö- ja toisiopalotilat vp vai sijaita toistensa suhteen muuten kuin päällekkäin, ja ne voivat olla etäisyyden p ii sst toisistaan. Keksinnön mukainen kattila voi olla polttoaineen suhteen panoi- tai 107352 7 jatkuvasyöttöinen. Ensiöpalotilaan voi olla järjestetty myös erillinen ensiöilman syöttöyhde. Palamisen ja kaasujen sekoituksen parantamiseksi toisioilmaa voidaan johtaa toisiopalotilaan eri kohdissa toisiopalotilaa, esimerkiksi ensiökaasuyhteen kohdalla tai vasta toisiopalotilan loppupäässä.It will be apparent to one skilled in the art that the invention is not limited to the examples set forth above, but that the invention may vary within the scope of the following claims. there. The boiler of the invention may be of a non-linear scale other than the example shown in the figures. It can vary in size, for example, from a small fireplace for heating a small furnace to a large power plant boiler. The boiler is made of a variety of materials such as brick or metal. The fuel for the 35 boilers is any gaseous fuel. Primary and secondary fire modes vp or non-overlapping relative to one another and may be spaced apart. The boiler according to the invention may be fuel fed or continuously fed. A separate primary air supply line may also be provided in the primary combustion chamber. To improve combustion and gas mixing, secondary air may be introduced into the secondary combustion chamber at various locations within the secondary combustion chamber, for example at the primary gas junction or only downstream of the secondary combustion chamber.
««
Claims (11)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI992624A FI107352B (en) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | Boiler to burn solid fuel and process for conducting gases therein |
EP00660225A EP1106918A1 (en) | 1999-12-07 | 2000-12-07 | Boiler for fuel combustion and method for conducting gases therein |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI992624 | 1999-12-07 | ||
FI992624A FI107352B (en) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | Boiler to burn solid fuel and process for conducting gases therein |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI107352B true FI107352B (en) | 2001-07-13 |
Family
ID=8555709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI992624A FI107352B (en) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | Boiler to burn solid fuel and process for conducting gases therein |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1106918A1 (en) |
FI (1) | FI107352B (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102927558A (en) * | 2012-11-12 | 2013-02-13 | 青岛艳阳天环保锅炉有限公司 | Coal-fired full-automatic gasification combustion boiler |
CN103776159A (en) * | 2014-02-15 | 2014-05-07 | 魏银先 | Stereoscopic burning smoke fuming long-stroke heat transfer type coal-fired boiler |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4210995A (en) * | 1977-09-12 | 1980-07-08 | Heimburg Richard W | Method of constructing a burner |
WO1981002620A1 (en) * | 1980-03-07 | 1981-09-17 | Lindstroem Ab Olle | Procedure for two stage combustion of wood,peat and related fuels |
US4404953A (en) * | 1981-05-04 | 1983-09-20 | Thulman Robert D | Stove for burning combustible solid fuels |
AU4642385A (en) * | 1984-08-23 | 1986-02-27 | Stack Manufacturing Company Limited, The | Stove |
FR2603686B1 (en) * | 1986-09-05 | 1992-10-30 | Olmotti Humbert Marin | UNIVERSAL HEATING APPARATUS |
US4766876A (en) * | 1987-07-24 | 1988-08-30 | Aladdin Steel Products, Inc. | Wood stove |
DE4211839C2 (en) | 1992-04-08 | 1994-05-05 | Hdg Entwicklung Patent | Method and device for controlling the combustion of solid fuels in an incinerator |
-
1999
- 1999-12-07 FI FI992624A patent/FI107352B/en not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-12-07 EP EP00660225A patent/EP1106918A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1106918A1 (en) | 2001-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8464704B2 (en) | Combustion apparatus for solid fuel | |
US4561363A (en) | Method and chamber for combustion of effluent gases from the pyrolysis of combustible material | |
KR101805700B1 (en) | Combustion improvement method for incinerator in complex facility, and complex facility | |
RU2712555C2 (en) | Method of combustion process in furnace plants with grate | |
EP2884200B1 (en) | Central heating boiler | |
FI71613C (en) | Device at combustion chamber for combustion of solid fuel. | |
FI107352B (en) | Boiler to burn solid fuel and process for conducting gases therein | |
CN105650618A (en) | Water gas production and combustion integrated combustion method and equipment | |
US4385568A (en) | Solid fuel furnace | |
RU2186302C2 (en) | Water-heating boiler | |
RU148080U1 (en) | WATER BOILER | |
KR100313444B1 (en) | A boiler worked by heat generating in the process of dry distillation | |
FR2491593A1 (en) | HEATING BOILER FOR THE COMBUSTION OF SOLID FUEL AND METHOD FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU137912U1 (en) | INSTALLATION OF SOLID WASTE DISPOSAL | |
JPH08247423A (en) | Dual-flow type garbage incinerator | |
KR20030015851A (en) | Dry distillation incinerator | |
Obernberger | Guidelines and relevant issues for stove development | |
CA1144829A (en) | Solid fuel furnace | |
JPH0445729B2 (en) | ||
JPH0722572Y2 (en) | NOx recovery furnace wall temperature control device | |
RU2328685C2 (en) | Hardware steam-gas clearing installation | |
RU60685U1 (en) | FIRE BOILER | |
KR100479966B1 (en) | Incinerator | |
PL445434A1 (en) | Central heating boiler for combustion of forest waste | |
EP0886108A1 (en) | Fireplace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MA | Patent expired |