FI74340B - Anordning foer foerbraenning av granulaert material. - Google Patents

Description

1 74340

Laite rakeisen aineksen polttamiseksi Tekniikan ala Tämän keksinnön kohteena on laite rakeisen aineksen, esi-5 merkiksi puujauhepellettien, hakkeen ja sen tapaisen polttamiseksi, käsittäen olennaisesti vaakasuoran palamiskammion, ulosvirtausaukot primääri-ilmaa ja sekundääri-ilmaa varten, ainakin yhden putkijohdon polttoaineen syöttämiseksi sekä kattilaosaan avautuvan ulostuloaukon palamiskaasuja varten 10 lämmön siirtämiseksi esimerkiksi vesijäähdytettyihin pintoihin, joka palamiskammio on pyörivä ja varustettu ensimmäisillä ulosvirtausaukoilla ilmaa varten palamiskammion vaipan aueella tai lähellä sitä, jolloin ainakin yksi toinen ulosvirtausaukko ilmaa varten on sovitettu palamiskammion 15 yhteyteen, joka toinen ulosvirtausaukko avautuu palamiskammion päätyosaan, joka sijaitsee palamiskammion aksiaalisessa suunnassa ja on sovitettu liitettäväksi mainittuun kattila-osaan, minkä lisäksi palamiskammio on varustettu elimillä polttoaineen kohottamiseksi ja sekoittamiseksi, minkä lisäksi 20 yhteinen ensimmäinen pyörivä putki on sovitettu mainittuja molempia palamiskammioon avautuvia ilmansyöttöjä varten. Lähinnä kysymykseen tulevat polttoaineet ovat verraten kaa-surikkaita polttoaineita, joilla on pieni kappalekoko, kuten esimerkiksi puujauhepellettejä, haketta ja sen tapaista.

25

Tekniikan taso

Pyörivällä palamiskammiolla varustetut polttolaitteet ovat tunnettuja, esimerkiksi US-patenttijulkaisuista 4 060 042, 3 547 056 3 357 382, 3 380 407, 3 098 458, 30 3 455 257, 3 808 989 ja saksalaisesta patenttijulkaisusta 2 356 294. Nämä patenttijulkaisut kuvaavat polttolaitteita, joissa on pyörivä palamiskammio tavallisesti verraten suuren pyörivän lieriön muodossa. Tämä pyörivä lieriö useimmissa tapauksissa on varustettu tarttuimilla polttoaineen sekoi-35 tuksen aikaansaamiseksi.

2 74340

Palamisnäkökohdista nämä tunnetut laitteet, joissa on pyörivä palamiskammio, aiheuttavat sen epäkohdan esimerkiksi arinalla polttoon nähden, että primaari-ilma ei tunkeudu alhaalta polttoaineen läpi. Eräässä tunnetun tekniikan mukai-5 sessa pyörivässä palamiskammiossa primaari-ilma tulee pääasiallisesti kosketukseen polttoainemassan esillä olevan pinnan kanssa. Kuitenkin osaksi tämä epäkohta poistetaan siten, että polttoainetta sekoitetaan pyörivän palamiskammion sisällä olevien kiinteiden tarttuimien välityksellä. Kuvattu 10 tapa primaari-ilman johtamiseksi aiheuttaa lisäksi sen epäkohdan, että primaari-ilman tarkka annostus tulee erittäin vaikeaksi, melkein mahdottomaksi suorittaa.

Tavallisesti tunnetuissa pyörivissä palamiskammioissa ilman syöttö järjestetään siten, että primaari- ja sekundaari-15 ilmaa johdetaan yhdessä sillä tavalla, että ilma kulkee polttoainemassan yli. Tällöin käytetään sitä palamisilmaa, jota ei ole käytetty hyväksi primaari-ilmana eikä sekundaari-ilmana.

Edellä olevasta käy selville, ettei myöskään sekundaari-20 ilman syöttöä voida säätää suurella tarkkuudella.

Pyörivissä palamiskammioissa, jotka on tehty tunnetun tekniikan mukaan, esiintyy siis se epäkohta, että puutteellinen primaari-ilman syöttö ja sekundaari-ilman vaikeasti säädettävä syöttö eivät aikaansaa polttoainetaloudellisista 25 näkökohdista polttoaineen lämpöarvon tehokasta hyväksikäyttöä.

Saksalaisesta hakemusjulkaisusta 1 952 243 tunnetaan myös pyörivällä palamiskammiolla varustettu polttolaite, jossa ilmaa johdetaan polttoaineen kulkusuuntaa vastaan.

30 Saksalaisesta hakemusjulkaisusta 2 343 206 tunnetaan polttolaite, missä kuitenkaan ei ole keskeistä sekundääri-ilman syöttöä. Siinä ei myöskään ole elimiä polttoaineen kohottamiseksi ja sekoittamiseksi.

Ruotsalaisessa kuulutusjulkaisussa 3 225 092 on kuvattu 35 laitetta, missä sekundääri-ilmaa puhalletaan pyörivän uunin yläosaan.

3 74340 US-patenttijulkaisussa 4 231 304 on selostettu laitetta, jossa on kiinteä polttokammio. Polttoainetta syötetään pyörivän ruuvin avulla. Ilma virtaa polttoaineen kulkusuuntaa vastaan ja kaikki ilma johdetaan polttokammioon.

5 US-patenttijulkaisusta 3 827 379 tunnetaan laite, missä on pyörivä uuni ja keskitetty ilman syöttö.

US-patenttijulkaisun 1 340 274 mukaisessa laitteessa syötetään sekundääri-ilmaa kiinteään lieriöön.

10 Keksinnön selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada laite, jossa edellä mainitut epäkohdat ja rajoitukset on poistettu. Tämän keksinnön mukainen pyörivällä palamiskammiolla varustettu polttolaite tunnetaan tällöin siitä, että mainitulla johto-15 putkella sekundaari-ilmaa varten on yhteinen pyörimisakseli palamiskammion kanssa ja myöskin putken symmetria-akseli osuu yhteen palamiskammion yhteisen symmetria- ja pyörimisakselin kanssa. Sekundaari-ilman johtoputkessa on palamiskammion laskuaukkoon liittyen aukko, jonka kautta 20 sekundaari-ilmaa johdetaan niihin palaviin kaasuihin, jotka ovat vapautuneet palamiskammiossa.

Palamiskammion sisällä palamisilma jaetaan sillä tavalla, että hyvin määritetty ilmamäärä johdetaan polttoaineeseen primaari-ilman muodossa ja jäljellä oleva ilmamäärä, joka on 25 myöskin kvantitatiivisesti hyvin määritetty, johdetaan pyörivän palamiskammion läpi sen aukkoon saakka, jossa se johdetaan palamiskammiossa vapautuneisiin palaviin kaasuihin.

Kun toinen ulosvirtausaukko sekundääri-ilmaa varten on palamiskammion ulostuloaukon alueella, saadaan aikaan loppu-30 palaminen samantapaisella vapaalla liekillä, kuin öljypolttimissakin. Näin ollen voidaan öljykäyttöinen kattila muuttaa helposti kiinteällä polttoaineella lämmitettäväksi yhdistämällä siihen keksinnön mukainen laite. Keksinnön mukaisessa laitteessa saadaan aikaan sekä 35 polttoaineen että tuhkan aksiaalinen syöttö primääri- ja sekundääri-ilman suunnassa.

4 74340

Hyvin tehokas palaminen tulee mahdolliseksi sen ansiosta, että palamiskammion kartiomainen aukko kattilaa kohti on eristetty keraamisesti ja mahdollistaa kaasujen palamisen lämpötilassa 1300 °C. Hillitsemällä ilman syöttöä voidaan 5 säätää lämpötilaa primaarialueessa kuonan muodostuksen välttämiseksi. Samanaikaisesti voidaan yläpitää lämpötilata-so sekundaaripalamisalueessa, minkä ansiosta saavutetaan korkea palamishyötysuhde.

Keksinnön muut tunnusmerkit ja edut käyvät selville seu-10 raavasta selostuksesta ja jäljempänä seuraavista patenttivaatimuksista.

Piirustusten lyhyt selostus

Seuraavassa selityksessä tullaan viittamaan oheisiin piirustuksiin, 15 joissa kuva 1 esittää pitkittäistä keskeistä leikkausta palami skammiosta, kuva 2 esittää yksityiskohtia putkijohdoista primaareja sekundaari-ilman syöttämiseksi, 20 kuva 3 esittää pituusleikkausta kantavasta putkesta ja venttililevyä, joka jakaa primaari-ilman eri kanaviin ja kuva 4 esittää yhdistettyjen elimien toimintaa primaari-ilman sekoittamiseksi ja syöttämiseksi.

25 Erään edullisen sovellutusmuodon selostus

Kuvissa esitetty laite polttamista varten on sijoitettu ulompaan tilaan 2, joka on vaakasuora ja lieriömäinen sekä sijoitettu liittymään lämmityskattilaan. Ulompaan tilaan 2 on sijoitettu pyörivä palamiskammio 1, laskuputki 20 poltto-30 aineen syöttöä varten, aksiaalisesti liikkuva putki 5 sekundaari-ilman syöttämiseksi, pyörivä ja kantava putki 4, kaksi laakeria 3, jotka kannattavat putkea 4 sekä takimmainen, pyörimätön, putkimainen yksikkö 14. Putki 4 on varustettu sisäpuolisella, siihen nähden samankeskisellä putkella 35 7. Tämä putki 7 pidetään samankeskisessä asemassa putkeen 4 nähden kahdeksan väliseinän 9 välityksellä, jotka sijaitse- 5 74340 vat tasossa, joka käsittää putken 4 symmetria- ja pyörimisakselin ja jotka on jaettu tasaisesti putken 4 sisäseinämää pitkin. Näin putken 4 ja putken 7 välinen vaippatila tulee jaetuksi kahdeksaksi kanavaksi 10. Jokainen kanava 10 on 5 aukon 23 välityksellä yhteydessä yhden kahdeksasta varresta 8 kanssa.

Kuvassa 2 esitetään venttiililevy 12, joka on kiertyvä sen akselin ympäri, joka osuu yhteen putken 4 kiertoakselin kanssa.

10 Kiertyvä palamiskammio 1 on varustettu sisäpuolisesti kahdeksalla putken muotoisella varrella 8, jotka on kiinteästi yhdistetty kiertyvän putken 4 kanssa. Varret 8 on kiinnitetty myöskin palamiskammioon 1 nähden, joka kannattaa varsia 8. Pyörivän palamiskammion 1 siinä päässä, joka joh-15 taa lämmityskattilaan, on pyöreä aukko 11. Tämä palamiskammion kartiomainen aukko on varustettu keraamisella eristyksellä 27.

Myöskin palamiskammion vastakkaisessa päässä on pyöreä aukko, joka liittyy kiinteään, pyörimättömään, lieriön muo-20 toiseen yksikköön 14, joka on varustettu takimmaisella likukulevyllä 18, joka kannattaa tiivistyslaitetta 15, joka tiivistää pyörivän putken 4 läpiviennin takimmaisen liukule-vyn 18 läpi. Takimmainen kartiomainen vaippapinta 17, joka on yhdistetty kiinteästi palamiskammion 1 kanssa laippalii-25 toksen 26 välityksellä, tiivistää lieriön 14 pyöreää tiivis-tyspintaa vasten.

Varret 8 on kiinnitetty pyörivään putkeen 4 kohdassa, jossa pyörivässä putkessa 4 on joukko aukkoja 23. Nämä aukot 23 muodostavat putkimaisten varsien 8 sisätilan jatkeen. Au-30 kot 23 sallivat siten primaari-ilman syötön kanavien 10 kautta putkimaisiin varsiin 8.

Kiertämällä venttiililevyä 12 primaari-ilma voidaan jakaa siten, että ainoastaan tietyt kanavat 10 ja siten ainoastaan tietyt varret 8 saavat primaari-ilmaa. Primaari-ilmaa syöte-35 tään varsiin 8 pääasiallisesti ainoastaan silloin, kun ne liikkuvat ylöspäin. Venttiililevyn 12 ollessa tavallisessa 6 74340 säätöasennossa ja kahdeksan varren 8 ollessa palamiskammios-sa primaari-ilmaa syötetään esimerkiksi alimmassa asemassa olevaan varteen 8 ja lisäksi kolmeen varteen, jotka liikkuvat ylöspäin. Neljään muuhun varteen ei syötetä ilmaa.

5 Ilmakanava 6 muodostaa yhteyden sisemmän putken 7 ja etu maisen putken 5 välille. Tätä ilmakanavaa 6 voidaan suurentaa tai pienentää siten, että putkea 5 siirretään aksiaalisessa suunnassa. Jos putkea 5 siirretään siten, että se lähenee putkea 4, ilmakanava 6, jonka kautta palamisilmaa joh-10 detaan putkeen 5 putkesta 7, pienenee.

Ulomman tilan 2 ulkopäähän on asetettu kaksi levymäistä päätyä, jotka kannattavat kahta laakeria 3, jotka puolestaan kannattavat pyörivää putkea 4.

Aksiaalisesti siirrettävän putken 5 etupäässä on aukko 15 19, jonka kautta sekundaari-ilmaa johdetaan putkesta 5 ei- palaneisiin polttoainemolekyyleihin, jotka johdetaan uuniti-laan pyörivässä palamiskammiossa olevan aukon 11 kautta. Putken 5 etupäähän on asetettu laite 16 eli vinoon asetetut laipat, jotka on tarkoitettu antamaan sekundaari-ilmalle 20 turbulenssin.

Kuvassa 4 esitetään, kuinka varret 8, jotka voivat olla varustettu laipoilla, sekoittavat ja kohottavat polttoainetta. Varsien 8 aukot 13 on suunnattu sisäänpäin siten, että ilmaa puhalletaan ulos suunnassa, joka vastaa 25 palamiskammion 1 pyörimissuuntaa. Siten primaari-ilmaa puhalletaan ulos nuolella 22 esitetyssä suunnassa. Tällä tavalla primaari-ilmalle annetaan tilaisuus tunkeutua poltto-ainemassan läpi. Kuitenkin tietyissä tapauksissa, erityisesti suurissa laitteistoissa, voi olla sopivaa puhaltaa 30 primaari-ilmaa molempiin suuntiin.

Sen lisäksi, että putkimaiset varret 8 johtavat primaari-ilmaa polttoaineeseen primaaripalamisvaiheessa, niillä on tehtävänä muokata polttoainetta mekaanisesti ja kohottaa sitä mukanaan noin 1/3 kierrosta sekä sen jälkeen puhaltaa 35 polttoainetta rei'istä 13 peräisin olevalla vinosti ylöspäin suunnatulla ilmavirralla.

7 74340

Mekaanisen muokkauksen vaikutuksesta tuhka vapautuu polttoaineesta ja sen vaikutuksesta, että primaari-ilmaa on lisätty alhaaltapäin, kevyt tuhka kohoaa kammion keskiötä kohti, kun polttoaine putoaa alas. Silloin rei'ista 13 tuleva ilma-5 virta ottaa tuhkan mukaansa palamiskammiosta ja primaaripa-laminen tulee tehokkaaksi tuhkan estämättä polttoaineen pinnalla tai sen ympärillä.

Palamisilmaa tulee siis polttimeen puhaltimesta pyörivän putken 4 kautta. Primaari-ilma johdetaan kanavien 10 ja put-10 kessa 4 olevien aukkojen 23 kautta varsiin 8 ja aukkoihin 13. Siten primaari-ilmaa johdetaan palamiskammioon 1 sen sisäpuolisen vaippapinnan läheisyyteen ja sieltä primaari-ilma tunkeutuu polttoainemassan läpi palamiskammion 1 keskiötä kohti. Palamiskammiossa 1 tapahtuvan primaaripalamisen 15 yhteydessä muodostuu palavia kaasuja, jotka johdetaan pala-miskammiosta 1 ulos aukon 1 kautta, johon johdetaan sekundaari-ilmaa näiden kaasujen polttamiseksi.

Sekundaari-ilma johdetaan putkeen 5 rakojen 6 kautta. Sekundaari-ilman syöttöä voidaan säätää putken 5 aksiaali-20 sella siirrolla. Primaari-ilman syöttöä säädetään esimerkiksi sinänsä tunnettua laatua olevalla läppälaitteella. Laitteet putken 5 aksiaalista siirota varten ovat myöskin sinänsä tunnettua laatua. Mainittuja tunnettuja laitteita ei ole esitetty piirustusten kuvissa niiden selvyyden 25 parantamiseksi.

Annostusyksikön 19 ja laskuputken 20 rakenteella estetään yhtenäisen polttoainevirran muodostuminen varastosta palamiskammioon sekä takapalamisen vaara.

Kuvissa on esitetty laite, jossa on kahdeksan vartta 8.

30 Erityyppisiä polttoaineita ja uunin sekä palamiskammion 1 erilaisia kokoja varten varsien lukumäärä voi olla sopivasti joko suurempi tai pienempi. Niinpä palamiskammio 1 voidaan varustaa esimerkiksi viidellä tai yhdeksällä varrella.

Edellä on mainittu, että varret 8 voidaan varustaa lai-35 poilla polttoaineen sekoitusta varten. Kuitenkin tietyn tyyppisiä polttoaineita ja erityisesti tiettyjä raekokoja 8 74340 varten voi olla sopivaa järjestää erilliset laitteet primaari-ilman syöttämiseksi, jotka esimerkiksi voivat sijaita laippojen välissä, jotka on kiinnitetty välittömästi palamiskammion 1 sisäpuolisen vaippapinnan sisäpintaan.

5 Piirustuksissa palamiskammio 1 on esitetty pyörähdyssymmetrisenä rakenteena. Kuitenkin palamiskammio 1 voi olla tehty siten, että sen poikkileikkauksella on monikulmion muoto. Tällaisen rakenteen tapauksessa jo palamiskammion 1 muotoilu antaa tietyn sekoituksen palamiskammion 1 10 pyörimisen yhteydessä.

Palamiskammion 1 tai sen komponenttien myöskin muut muutokset ovat mahdollisia poikkeamatta keksinnön ajatuksesta, kuten on määritelty seuraavissa patenttivaatimuksissa.

Claims (3)

74340

1. Laite rakeisen aineksen, esimerkiksi puujauhepellet-tien, hakkeen ja sen tapaisen polttamiseksi, käsittäen olennaisesti vaakasuoran palamiskammion (1), ulosvirtausau- 5 kot (13) primääri-ilmaa ja sekundääri-ilmaa (19) varten, ainakin yhden putkijohdon (20) polttoaineen syöttämiseksi sekä kattilaosaan avautuvan ulostuloaukon (11) palamiskaasuja varten lämmön siirtämiseksi esimerkiksi vesijäähdytettyihin pintoihin, joka palamiskammio (1) on pyörivä ja varustettu 10 ensimmäisillä ulosvirtausaukoilla (13) ilmaa varten palamiskammion (1) vaipan alueella tai lähellä sitä, jolloin ainakin yksi toinen ulosvirtausaukko (19) ilmaa varten on sovitettu palamiskammion (1) yhteyteen, joka toinen ulosvirtausaukko (19) avautuu palamiskammion päätyosaan (27), joka si-15 jaitsee palamiskammion aksiaalisessa suunnassa ja on sovitettu liitettäväksi mainittuun kattilaosaan, minkä lisäksi palamiskammio on varustettu elimillä (8) polttoaineen kohottamiseksi ja sekoittamiseksi, minkä lisäksi yhteinen ensimmäinen pyörivä putki (4) on sovitettu mainittuja molempia 20 palamiskammioon avautuvia ilmansyöttöjä varten, tunnettu siitä, että pyörivä toinen putki (5), joka muodostaa ensimmäisen putken (4) jatkeen, kulkee aksiaalisesti palamiskammion läpi ja siinä on mainittu toinen ulosvirtausaukko (19) ilmaa varten palamiskammion (1) aksiaalisen 25 ulostuloaukon (11) alueella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu pyörivä toinen putki (5) on sovitettu aksiaalisessa suunnassa liikkuvasti sekä varustettu venttii-limäisellä elimellä (6), joka mainitun putken (5) aksiaali- 30 sen siirron yhteydessä sallii ilman syötön säädön mainittuun toiseen ulostuloaukkoon.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu elimistä (16), jotka antavat turbulenssin ilman sille virralle, joka tulee ulos mainitusta toisesta putkesta 35 (5) palamiskammion aksiaalisen ulostuloaukon (11) alueella.