HU203400B - Burner particularly for burning biomass - Google Patents

Description

A találmány tárgya égő különösen biomassza elégetésére, amely égőkamrát, ez alatt elhelyezett hamuaknát és előnyösen az égőkamrával bemenő tengely vagy hasonló útján összekötött automatikus rostélyt tartalmaz és az égő a kemencéhez vagy más kemenceszerű szerkezethez kapcsolható különálló egységet képez.

Az „égő” fogalom alatt olyan tüzelőanyagot betápláló és elégető szerkezetet értünk, amely kiegészítő szerkezetként kemencéhez van csatlakoztatva.

Ismeretesek olyan különőlló előtétkemencék, amelyek szabályos központifűtés-kazánokhoz csatlakoztathatók. Ezek a kemencék égőkamrát, rostélyt és hamuteret tartalmaznak. Az előtétkemence a kazánhoz tűztengely útján köthető hozzá. A tüzelőanyagot tároló tölcsér az előtétkemence fölött van elhelyezve úgy, hogy a tölcsér és az égőkamra között reteszelőeszközök vannak elhelyezve és ezek segítségével juttatják a tüzelőanyagot az égőkamrába. Elsődleges levegőbevezetés és hamueltávolítás céljából az égőkamrában nyílás van. A másodlagos levegő bevezetésére a tűztengelyhez légbevezető cső csatlakozik. A tüzelőanyagot az előtétkemencében gázosítják el és a keletkező gázokat a szekunder levegő segítségével magában a kemencében égetik el.

Az előtétkemencék mérete azonos a főkemence méretével és céljuk pl., hogy egy öreg olajkazánt át lehessen állítani úgy, hogy alkalmas legyen fűrészpor és/vagy fahulladék elégetésére. Az átállítási művelet munkaigényes és az előtétkemencének nagy a helyigénye. Az előtétkemence és főkemence kombinációnak nagy a huzatigénye és légellenállása, az égési folyamat teljesítményszabályozása nehézkes. A kombináció nem könnyen igazítható hozzá a tüzelőanyag gyors változásaihoz és kis terhelések esetén nem működik. Nedves fahulladékot vagy nedves fűrészport nem lehet tüzelőanyagként alkalmazni, mivel az égés hőmérséklete viszonylag kicsi és az előtétkemencébe való tüzelőanyag betáplálás viszonylag nagy és egyenletlen adagokban történik a reteszelő elemek nyitása segítségével.

A DE-OS 62 043, DE-OS 917 741 és DE-OS 917 742 számú szabadalmi leírások különböző kemenceszerkezeteket ismertetnek, amelyek előtétkemence és főkemence kombinációkból állnak. Ezeknél a kemenceszerkezeteknél a szilárd tüzelőanyag elégetésére szolgáló égőkamra és a gázok elégetésére szolgáló utóégető kamra egyetlen kemenceegységet képez. Az égőkamra nagy és függőleges és/vagy döntött rostélyokat tartalmaz. Az elrendezés célja a nagy összteljesítmény elérése, ami ismét azt kívánja, hogy egyszerre nagy mennyiségű tüzelőanyagot kell kezelni. A kemence teljesítményét nem lehet lényegéből szabályozni.

Az előbb említett típusú kemencével és/vagy előtétkemence és főkemence kombinációkkal kapcsolatban egy automatikus szilárd tüzelőanyagot betápláló berendezés létesítése nehézkes és néha egyáltalán nem lehetséges. Ha a tüzelőanyagot betápláló szerkezetet a kemencéhez kapcsolják, akkor az égési teljesítmény kicsi marad, mert a kemencéknek és/vagy előtétkemencéknek általában nagy rostélyuk van és olyan égőkamrájuk, amely a rostélyhoz képest túl kicsi. A láng hőmérséklete tehát kicsi marad, mivel a láng rögtön érintkezik a hideg tűzfelülettel és lehűl, úgy hogy teljes elégetésre nincs mód. A tüzelőanyagot betápláló szerkezet beépítési magassága is nagy, különösen alulról fűtött kemencék esetében, ahol a tüzelőanyagot a betápláló nyíláson át kell betáplálni. A szokásos kemencéknél gyeptégla, őrölt tőzeg, tőzeggolyók és szalmatőzeg elégetése is nehézségekbe ütközik a keletkező nagy hamumennyiség miatt és annak következtében, hogy a hamu összesül. A szilárd tüzelőanyagok elégetésére alkalmas szokásos égők osztályán belül megemlíthetjük az ún. bolygató rostélyokat vagy mozgórostélyos tüzelőberendezéseket, amelyeket elsősorban fahulladékok elégetésére alkalmaznak és hamvasztó tálakat vagy tengelyeket, amelyek különböző tüzelőanyag betápláló eszközökkel vannak felszerelve és ezek vagy felettük vagy ugyanazon a szinten helyezkednek el, mint maga a tál vagy tengely. A mozgórostélyos tüzelőberendezések, a hamvasztó tálak vagy tengelyek a kemence égőkamrájában vannak elhelyezve úgy, hogy az égőkamra térfogatának egy részét elfoglalják. A betápláló eszközök gyakran spirál adagolók.

Az előbb említett égők hiányossága a hamueltávolításban, a tüzelőanyag betáplálásban és a teljesítmény szabályozásban rejlik. A hamut pl. úgy távolítják el az automatikus rostélyról vagy az égő tűztengelyéről, hogy azt a frissen beömlő tüzelőanyag tolja le róla. A hamu összesül, úgy hogy először megolvad, azután lehűl és egy szilárd anyagot képez, amely az égőkamra falaira vagy a tengelyre ill. a rostélyra tapad. Az összesült hamu csökkenti az égőteret és lezárja a tengelyben vagy rostélyban lévő légbeömlő nyílásokat. Ha a betápláló tovább működik, az el nem égett tüzelőanyag egy része az automatikus rostély szélein áthullik, le a kemence fenekére és így elzárja a legbeömlést, ami az égési folyamatot még tovább lassítja. Ez azt jelenti, hogy az üzemelési időtartam nagyon rövid lesz, különösen akkor, ha a tüzelőanyag-terhelés a legnagyobb.

A teljesítményszabályozás is nehézkes ezeknél az égőknél, mert rendkívül nehéz a berendezést üresjáratra beállítani, azaz minimális teljesítménnyel dolgozni. Ezen túlmenően a spirál betápláló rendszer rendkívül érzékeny minden zavaró körülményre és előállítása költséges.

A találmány feladata, hogy a szilárd tüzelőanyagokkal üzemelő égőket és adagolószerkezeteket tökéletesítse és olyan égőket hozzon létre, amelyeknek teljesítménye tág határok között viszonylag gyorsan változtatható és amely égőt lényegesen nagyobb időközökben kell csak karbantartani, mint a szokásos szilárd tüzelőanyaggal üzemelő égőket.

Ezt a feladatot a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy az égőkamra túztengelyből van kialakítva, amely beömlőfelületet, ellenfelületet és ezek között elhelyezkedő rést tartalmaz és a beömlőfelület és az ellenfelület előnyösen sík felület, amelyek ellentétes értelmében lejtenek úgy, hogy együtt V alakú tűztengelyt képeznek és hogy a rostély az égőkamrához a lejtős beömlőfelület segítségével van hozzákapcsolva, amely beömlő csatornát vagy annak egy részét képezi.

Célszerűen a rostély a lejtős beömlőfelületéhez úgy van csatlakoztatva, hogy függőlegesen affelé mutat és a rostély s szélessége durván egyenlő a tűztengely és az égőkamra szélességével.

A beömlőfelület a lejtésszöge a függőleges síkhoz képest előnyösen 15-45* és az ellenfelület β lejtésszöge a függőleges síkhoz képest előnyösen 60-10’ és az említett szögek mérete a szóbanforgó tüzelőanyag függvénye.

Előnyösen a tűztengely alatti hamuaknában illetve

HU 203400 Β kamrában, ezekben az égőkamrához képest pozitív nyomást létesítő ventilátor vagy hasonló van elhelyezve.

Célszerűen a beömlőfelület h, magassága a réstől a rostélyig mérve nagyobb, mint az ellenfelület h₂ magassága a réstől az összekötő csatornáig mérve.

A találmány szerinti égő előnyös kivitele szerint a beömlőfelület és az ellenfelület úgy van egymáshoz illesztve, hogy a beömlőfelület képzeletbeli a meghosszabbítása az ellenfelületet metszi.

A találmány szerinti égő további előnye, hogy a beömlőfelület vagy annak egy része, azt ide-oda mozgásba hozó szerkezethez, előnyösen görgőkhöz van csatlakoztatva.

Célszerűen a beömlőfelület és az ellenfelület között elhelyezkedő résben hamueltávolító van elhelyezve. A hamueltávolító előnyösen rúd alakú elem, amelyen fogak vannak és amely mozgatószerkezettel van összekötve, vagy cső alakú elem, amely az égőkamrába nyúlik be. Célszerűen a hamueltávolító hűtőlevegő- vagy hűtőfolyadék-forráshoz van kapcsolva.

A találmány szerinti égő előnye, hogy különálló egységet képez, amelyet bármilyen meglévő kemencéhez célszerűen kívülről - hozzá lehet kapcsolni. Az égő pl. a kemence alsó nyílásához kapcsolható úgy, hogy a betápláló szerkezet beépítési magassága alacsony, kb. 3060 cm marad.

Az égőben a tüzelőanyag közvetlenül és azonnal elég. A beömlőfelület és az ellenfelület képezi a tűztengelyt, ami által a tüzelőanyag gyors elgázosítására és közvetlen elégetésére is jó feltételek képződnek. A tüzelőanyagot a hatékony izzóhalomba vezetjük be vagy annak közvetlen közelébe. Az égés főleg az ellenfelület szomszédságában zajlik le úgy, hogy a rendkívül nedves tüzelőanyagnak is ideje van a fokozatos kiszáradásra, a meggyulladás előtt. A kísérletek azt mutatták, hogy még kb. 60% nedvességtartalmú biomasszát is be lehet táplálni az égőkamrába, amire nem volt lehetőség az ismert kemencéknél anélkül, hogy ezáltal az égési folyamat el ne fojtódott volna.

A láng hőmérséklete rendkívül nagy, általában 6001300 ’C. Ez nagy égési teljesítményhez vezet A kemencén belül kiegészítő teret hagyunk az utóégető téglafal számára úgy, hogy az égési folyamat nagy hőmérsékleten jut el a befejezéshez. A tüzelőanyag betáplálását az égőkamrába a lejtős beömlőfelülethez kapcsolódó automatikus rostéllyal valósítjuk meg és az égéshez szükséges levegő mennyiségét ventilátorral szabályozzuk, aminek következtében a tüzelőanyag és az égéshez szükséges levegő közötti arány pontosan beállítható. Valamennyi kemence átalakítható felülfűtött kemencévé, amely az ún. beszórásos elven működik. A kemence valamennyi felületét gyakorlatilag hasznosítjuk, úgy hogy az égőgázok kimenő hőmérséklete csökken és a kemence teljesítménye nő. Az üresjárati veszteségek eltűntek, mivel az égőkamrájába beadagolt tüzelőanyag mindenkor csak annyi, amennyi a tüzet felélesztve tartja.

A találmány szerinti égőben a szilárd tüzelőanyagokat oly módon égetjük el, hogy az égés tökéletesen kontroll alatt áll, a kemence teljes teljesítménye tág határok között szabályozható, ha a tüzelőanyag betáplálását és a levegőáramot szabályozzuk. A szokásos kemencéknél vagy előtét kemencével ellátott kemencéknél erre a szabályozásra nincs mód.

A találmány szerinti égő égőkamrájában olyan anyagok is elégethetők, mint pl. tőzeg, amelynek kis hamu olvadáspontja és nagy hamutartalma van. A keletkezett hamunak legalább a fele az égő hamuaknájában marad. A hamu eltávolítása sokkal egyszerűbb, ugyanakkor az égőkamra fala sokkal tisztább marad, mint a szokásos égőknél. Ez egy rendkívül fontos szempont, ha tőzegtől eltérő biomasszát égetünk el.

A találmányt részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, amelyek a találmány szerinti égő példakénti kiviteli alakját tüntetik fel.

Az 1. ábra az égőt ábrázolja oldalnézetben.

A 2. ábra az égő egy más kivitelét ábrázolja oldalnézetben.

A 3. ábra a 2. ábra A-A vonala mentén vett metszet.

A találmány szerinti 1 égő önálló egység, amely bármely kemencéhez vagy kemenceszerű szerkezethez csatlakoztatható. Az 1. és 2. ábrákon az 1 égő a 2 kemencéhez van csatlakoztatva, előnyösen annak alsó 3 nyílásához. A csatlakoztatás közveüenül történhet, vagy különálló 5 csatorna segítségével. A tüzelőanyag-tartály, amelyet a rajzokon nem ábrázoltunk, az 1 égőhöz van csatlakoztatva a 4 rostély segítségével.

Az 1 égő 6 égőkamrát tartalmaz, ahová a 15 tüzelőanyagot betápláljuk, és 8 hamuaknát, amely a 6 égőkamra alatt helyezkedik el. Magától értetődik, hogy az előbb említett automatikus 4 rostély is az 1 égőhöz tartozik. A 4 rostély a 6 égőkamrához bemenő tengely vagy hasonló segítségével van hozzákapcsolva. A bemenő tengely lehet egy különálló pl. függőleges, cső alakú elem, amely a 4 rostély és a 6 égőkamra között van elhelyezve, vagy bizonyos körülmények között a 4 rostély közveüenül kapcsolódhat a 6 égőkamrához, amint azt az 1. és 2. ábrákon ábrázoltuk.

A 6 égőkamra a 7 tűztengely képezi, amely 71 beömlőfelületből, 72 ellenfelületből és ezek között elhelyezkedő 73 résből áll.

A 71 beömlőfelület és a 72 ellenfelület előnyösen sík felület, amelyek ellentétes értelemben lejtenek, úgy hogy közöttük V-alakú 7 tűztengely alakul ki. Ez a 7 tűztengely határozza meg az 1 égő 6 égőkamráját az aljánál és a két oldalánál. Az 1 égő oldalfalai képezik a 6 égőkamra végfalait A 4 rostély a lejtős 71 beömlőfelület útján van a 6 égőkamrához csatlakoztatva, amely 71 beömlőfelület így beömlőtengelyként szolgál.

A4 rostély egyetlen egységből vagy több szomszédos betápláló egységből van kialakítva. A 4 rostély úgy van a lejtős 71 beömlőfelülethez csatlakoztatva, hogy függőlegesen arrafelé és egyidejűleg a 73 rés és a 72 ellenfelület felé mutat. A 4 rostély s szélessége nagyjából azonos a 71 beömlőfelület és így az egész 6 égőkamra szélességével.

A 71 beömlőfelület α dőlésszöge, amelyet egy képzeletbeli függőleges B-B síkkal bezár, általában 15-45*. A 72 ellenfelület β lejtésszöge, amelyet ugyanezzel a képzeletbeli B-B síkkal bezár, azonban ellentétes értelemben, mint amilyen a 71 beömlőfelület α lejtésszöge, előnyösen 60-10’. A beömlőfelület α lejtésszögét a szóbanforgó 15 tüzelőanyag határozza meg. A 15 tüzelőanyagnak jól kell tudni csúsznia a 71 beömlőfelület mentén. A 72 ellenfelület β lejtésszögét is az alkalmazott 15 tüzelőanyag határozza meg. Az általános elv az, hogy mennél inkább gördülékeny vagy folyékony az alkalmazott szilárd 15 tüzelőanyag, annál kisebb a 72 ellenfelület lejtése, azaz annál nagyobb a β szög. Széleső esetben, amikor a β szög a legnagyobb, akkor 90’ is

HU 203400 Β lehet. A 71 beömlőfelület vagy a 72 ellenfelület, vagy mindkettő, kissé érdes is lehet, ez megakadályozza, hogy a túl kis szemcsés 15 tüzelőanyag túl könnyen átgördüljön a 73 résen a 8 hamuaknába.

A 7 tűztengely alatt elhelyezkedő 9 kamra és a 8 hamuakna előnyösen együtt egységes teret képez. A 8 hamuaknába elhelyezhetünk egy 81 hamutálcát vagy dobozt, amely kivehető a 8 hamuaknából és kiüríthető, vagy kicserélhető, ha szükséges. Ezen az egységes téren belül 10 légbeömlőnyílás van kialakítva, amelynek mérete állítható és amely lezárható, ha szükséges.

A 7 tűztengely alatt elhelyezkedő egységes térhez előnyös, ha egy 11 ventilátort kapcsolunk. Ennek segítségével a 7 tűztengely alatt a 9 kamrában és a 8 hamuaknában a 6 égőkamrához képest pozitív nyomást lehet létrehozni. Ha pozitív nyomás mellett gyújtjuk meg a 15 tüzelőanyagot, akkor a huzatot növelni lehet és hatékony égés biztosítható. Ezután az égéshez szükséges levegőt a 10 légbeömlőnyíláson keresztül lehet betáplálni. Az égési folyamat szabályozása érdekében, különösen ha az alkalmazott 15 tüzelőanyag biomassza, amelynek nedvességtartalma nagy, all ventilátort az egész folyamat alatt működésben kell tartani.

Az 1. és 2. ábrákon ábrázolt kivitelnél a 4 rostély közvetlenül van az 1 égőhöz csatlakoztatva. Az ábrázolt kivitelnél a 71 beömlőfelület h[ magassága a 73 réstől a 15 tüzelőanyagot bebocsátó 41 nyílásig mérve nagyobb, mint a 72 ellenfelület h₂ magassága a 73 réstől az 1 égő kimenetéig vagy a csatlakozó 5 csatornáig mérve. A 71 beömlőfelület hj magassága előnyösen 30-70 cm, míg a 72 ellenfelület h₂ magassága kb. 0,20-0,75 x h,.

Ha a 4 rostélyt különálló, cső alakú, a rajzon nem ábrázolt beömlőcsatomával vagy hasonlóval csatlakoztatjuk a 15 tüzelőanyagot bevezető 41 nyíláshoz és így az 1 égő 6 égőkamrájához, akkor a 71 beömlőfelület K magassága egyenlő lehet a 72 ellenfelület h₂ magasságával. Ez azt jelenti, hogy a beömlőtengely fala a 71 beömlőfelület oldalán lefelé túlnyúlik a 41 nyíláson, az alá, és például a 71 beömlőfelülethez kb. a 72 ellenfelület h₂ magasságában vagy általában valahol a h_t és h₂ magasság között kapcsolódik.

Keresztmetszetben a 15 tüzelőanyagot bebocsátó 41 nyílás vízszintesen helyezkedik el a 71 beömlőnyílás felső szélétől vagy hasonló ponttól legfeljebb olyan messzire, mint amennyire a 73 rés van, ill. amennyire a képzeletbeli függőleges B.-B sík van. Előnyösen a 15 tüzelőanyagot bebocsátó 41 nyílás keskenyebb, mint a B-B sík, amint azt az 1. ábrán szaggatott vonallal jelöltük. Az 5 csatorna 51 meghosszabbítása vagy felső része az 1 égő keresztmetszetének részét képezi. Az, hogy a 41 nyílás szélességét korlátoztuk, arra szolgál, hogy megakadályozzuk azt, hogy a tűz kiterjedjen a 6 égőkamrából a 4 rostélyon lévő 15 tüzelőanyag és a tárolótartály felé.

A 4 rostély zárt 42 csatornában van elhelyezve, amelyen keresztül nem vezetünk levegőt a 6 égőkamrába vagy fordítva. Biztonsági okokból mód van arra, hogy különálló lezáró eszközt helyezzünk el vagy a 15 tüzelőanyagot bebocsátó 41 nyílásba vagy annak közelébe, hogy a 41 nyílást vagy a beömlő csatomat lezárjuk.

A 71 beömlófelüiet és a 72 ellenfelület között 73 rés van, amint azt már az előzőekben említettük. Előnyösen a 71 beömlőfelület és a 72 ellenfelület úgy van illesztve, hogy a 71 beömlőfelület képzeletbeli a meghosszabbítása metssze a 72 ellenfelületet vagy illeszkedjék annak alsó széléhez. Ezzel az elrendezéssel a 73 rés könnyen beállítható. Másrészt a 15 tüzelőanyag 12 szemcséi, amelyek a 71 beömlőfelület mentén csúsznak, állandóan préselésnek vannak kitéve, mert a beömlő friss 15 tüzelőanyag nyomása azokat a 72 ellenfelületnek szorítja neki, így azok nem tudnak könnyen és kiégetlenül a 73 résen át a 8 hamuaknába esni. így a 73 rés szélessége nagyobb lehet mint a 15 tüzelőanyag 12 szemcséinek átlagos átmérője.

Elvileg a 4 rostély, amely az 1 égőhöz van kapcsolva, bármilyen típusú szokásos rostély lehet pl. spirálrostély vagy lemezes szállítószalag. Lényege, hogy a rostély szilárd 15 tüzelőanyagot mint pl. fahulladékot vagy préselt tőzegdarabokat, gömböket tudjon szállítani a 6 égőkamrába folyamatos, egyenletes áramban, szabályozható mennyiségben a 41 nyílás, a 71 beömlőfelület és a 73 rés teljes szélességében. Ilyen körülmények között az 1 égő ideális körülmények között dolgozik.

Egy előnyös rostélyt ismertet pl. a PCT/FI84/00059 sz. szabadalmi leírás. Az ábrákon bemutatott 4 rostély ezt az előnyös típust ábrázolja. A 4 rostély működése azon az elven alapul, hogy két vagy több tartóelem pl. lemez, rúd vagy sín, 14 fogakkal vagy pikkelyekkel van ellátva és előre és hátrafelé mozog úgy, hogy a szomszédos 13 tartóelem mindig ellentétes irányban mozog. A 14 fogak vagy pikkelyek a 13 tartóelemek mozgásirányához képest asszimetrikusan vannak elhelyezve, úgy hogy a szilárd 15 tüzelőanyag, amely a fogak vagy pikkelyek tetején helyezkedik el és amelyet szállítani kell, és be kell táplálni, könnyebben legyen eltolható az egyik irányba, azaz a C szállítási irányba, mint a másik, ellentétes irányba.

A fent leírt típusú rostélyok jól alkalmazhatók még nemhomogén és/vagy rendkívül könnyű anyagok szállítására és betáplálására is. A 13 tartóelemeken lévő kis 14 fogak vagy pikkelyek rendkívül hatékony anyagszállítást biztosítanak a szállított anyag méretének és eloszlásának függvényében. Ha a 13 tartóelemek előre és hátra mozgásának hosszát szabályozzuk, a berendezés szállítási tulajdonságait optimálisra állíthatjuk be, ha a kezelendő anyag súlya, porozitása vagy egyéb tulajdonságai változnak. Az energiaigény, összevetve a szállítási és/vagy betáplálás! teljesítménnyel, igen csekély. A berendezés rendkívül egyszerű felépítésű. Ha ezt a berendezést alkalmazzuk, akkor pl. az aprított fahulladékok betáplálása az 1 égőbe rendkívül simán megy végbe, úgy hogy az 1 égő teljesítménye javul. Ezenfelül a 4 rostély nem dugul el könnyen és rendkívül jól alkalmazható rendkívül nagy égők esetében is.

A találmány szerinti 1 égő a következőképpen működik: A 4 rostély előnyösen a rajzon nem ábrázolt szabályozóeszközökkel van ellátva, amelyek a 15 tüzelőanyag elosztódását szabályozzák. A 15 tüzelőanyagot a 41 nyíláson keresztül adagoljuk be a 7 tűztengelybe és a 6 égőkamrába folyamatos áramban, a kívánt mennyiségben. Ezután a 15 tüzelőanyag a lejtős 71 beömlőfelület mentén csúszik a 73 rés felé, olyan széles áramban, amilyen széles a 73 rés maga. A 71 beömlőfelület és a 72 ellenfelület irányítja a 15 tüzelőanyagot a 73 rés felé, amelynek szomszédságában az égés először megkezdődik és mindenkor egy kis terhelés esetén. A 15 tüzelőanyag 12 szemcséinek méretétől függően a 71 beömlőfelület α lejtésszöge és a 72 felület β lejtésszöge úgy van összehangolva, hogy a 15 tüzelőanyag ne tudjon a 73 résen át a 8 hamuaknába becsúszni. A 72 ellenfelület β

-4Ί

HU 203 400 Β szöge úgy van beállítva, hogy a 72 ellenfelület lejtése ne legyen olyan meredek, hogy a 15 tüzelőanyag közvetlenül a 73 lésbe csússzon be, de másrészt előnyösen úgy, hogy a 72 ellenfelület ne legyen annyira közel a vízszintes helyzethez, hogy a 15 tüzelőanyag ne tudjon a 73 résbe jutni a két felület segítségével.

Amíg all ventilátor működik, pozitív nyomás uralkodik a 8 hamuaknában, ill. általában a 8 hamuakna és a 9 kamra fölött és a 7 tűztengely alatt Ez a pozitív nyomás a levegőt a 73 résen és a 15 tüzelőanyagon keresztül áramoltatja a 6 égőkamrába és tovább a 2 kemence felé, így intenzívvé teszi az égési folyamatot. Ez jó feltételeket biztosít a 15 tüzelőanyag gyors és tökéletes elgázosításához és a gázok azonnali elégetéséhez. Az elgázosítás és elégetés folyamán a 15 tüzelőanyag 12 szemcséi kisebbé és könnyebbé válnak, úgy, hogy a levegőáram megakadályozza, hogy azok a 73 résen át a 8 hamuaknába essenek. A 73 rés teljes hossza mentén folyamatosan intenzív központi égőtér képződik, ahová a 71 beömlőfelület mentén folyamatosan friss 15 tüzelőanyag jut be.

Az égési folyamatban az ellenáram elve érvényesül: Égés közben a szilárd 15 tüzelőanyag térfogatában csökken és lefelé tolódik és legnagyobb része végül a 8 hamuaknába kerül, amíg az égési folyamatban keletkezett gáznemű alkotóelemek felfelé tolódnak és azonnal elégnek a 6 égőkamrában, az 5 csatornában (amennyiben ilyen létezik) és a 2 kemencében és rendkívül nagy hőmérsékletet hoznak létre, amely elérheti az 1000 ’COL

A találmány szerinti 1 égő teljesítményszabályozása flexibilisebben oldható meg, mint a szokásos rendszereké.

A 15 tüzelőanyagot a 4 rostély alkalmazásával adagokban tápláljuk be a 4 rostély segítségével a 6 égőkamrába, amely a 71 beömlőfelület és a 72 ellenfelület között helyezkedik el. Kis teljesítménynél a 15a tüzelőanyagréteg keskeny, az elégés a 6 égőkamra 73 rése közelében megy végbe. Az égéshez szükséges levegőt a 73 résen keresztül fújjuk be a 6 égőkamiába a kívánt mennyiségben. All ventilátor villamos motorját vagy egyéb működtető elemét megfelelően szabályozható eszköz segítségével vezéreljük. Ha az 1 égő teljesítménye nő, a 4 rostély adagolási sebessége is nő, úgy hogy a 6 égőkamrában a 15 tüzelőanyag rétegvastagsága nő. Egyidejűleg az égési terület is kiszélesedik. Az égési terület kiszélesedése különösen a 15a tüzelőanyagrétegben következik be, amely a 72 ellenfelülethez közel helyezkedik el. Tüzelőanyag vezethető be mindaddig, amíg a 6 égőkamra a 41 nyílásig meg nem telik 15 tüzelőanyaggal. Ezután a hatékonyságot úgy növelhetjük, hogy növeljük a 11 ventilátor teljesítményék azaz növeljük a betáplált levegő mennyiségét

A 15 tüzelőanyagot bevezető 41 nyílásba végálláskapcsolót építhetünk be. Ez biztosítja, hogy a 4 rostély ne adagoljon be több friss 15 tüzelőanyagot ha a 6 égőkamra tele van, másrészt ennek a végálláskapcsolónak a segítségével az 1 égő a ki-be kapcsolás elvén is működhet.

Az 1. ábrán olyan helyzet látható, amikor nagymennyiségű 15 tüzelőanyag van elhelyezve a 6 égőkamrában. Az elégés az első 15a tüzelőanyagrétegben következik be a 72 ellenfelülethez közel. A szomszédos második 15b tüzelőanyagréteg neki van nyomva a nehézségi erő és a betáplált friss tüzelőanyag hatására az égő rétegnek és a meggyulladás határán van. A harmadik 15c tüzelőanyagréteg már elért egy nagy hőmérsékletet. A negyedik 15d tüzelőanyagréteg gyorsan melegszik fel. Az ilyen folyamat következtében a 15 tüzelőanyag rétegenként kiszárad meggyulladás előtt, így az 1 égő olyan nedves 15 tüzelőanyag elégetésére is alkalmazható, amelynek nedvességtartalma akár 60% is lehet.

Szilárd tüzelőanyagok, különösen darabos fahulladékok boltozódásra hajlamosak. Ebben az esetben a 15 tüzelőanyagban üregek képződnek, ami a tüzelőanyag lefelé tolódását meegzavarhatja, akár meg is szakíthatja. A boltozódás elkerülésére a 71 beömlőfelületet vagy ehhez a felülethez kapcsolt egy részt egy olyan szerkezethez kapcsolhatjuk, amely azt vibrációba, azaz enyhe ide-oda mozgásba hozza. Következésképpen a 15 tüzelőanyag a 71 beömlőfelület mentén minden zavar nélkül lecsúszik.

Előnyösen a vibrációs szerkezetet úgy valósítjuk meg, hogy a 71 beömlőfelület felső szélés flexibilis módon az 1 égő keretéhez kapcsoljuk. A 71 beömlőfelület alatt egy vagy több 16 görgő van elhelyezve, amelyek tengely körül forognak, megfelelő működtető elem pl. villamos motor segítségével, vagy az egész égési folyamat alatt, vagy időnként. Forgás közben a 16 görgők a 71 beömlőfelületet érintik és azt ide-oda mozgásba hozzák. Hasonlóképpen a 72 ellenfelület is mozgásba hozható magában, vagy a 71 beömlőfelülettel együtt.

A találmány szerinti égő 1. ábrán ábrázolt kivitele leginkább kis teljesítményű, azaz 2 kW alatti teljesítményű égők esetében alkalmazható. Nagyteljesítményű égőknél előnyös, ha a 73 résben a 71 beömlőfelület és a ellenfelület között egy különálló 17 hamueltávolítót helyezünk el. Másrészt a 17 hamueltávolítóra kisteljesítményű égőknél is szükség van, ha az elégetendő tüzelőanyag pl. biomassza, aminek nagy a hamutartalma, vagy őrölt tőzeg vagy gyeptőzeg vagy tőzeg és szalmagolyók.

A17 hamueltávolító előnyösen rúd alakú elem vagy üreges cső, amint az a 2. és 3. ábrákból látható. A 17 hamueltávolító 18 fogakkal van ellátva, amelyek egymástól szabályos távolságban vannak elhelyezve. A 17 hamueltávolító a 73 réssel párhuzamosan a 7 tűztengelyen és 6 égőkamrán nyúlik keresztül. A 17 hamueltávolítót mozgathatjuk tengelyirányban, vagy keresztirányban ide-oda, illetve vibrációba hozható, vagy saját 19 tengelye körül forgatható egyik vagy másik irányban. A19 tengely végére forgó 20 kerék van szerelve, amely 21 szíjhajtás segítségével működtető eszközhöz, pl. villamos motorhoz van kapcsolva. A 17 hamueltávoh'tó a rést szabadon tartja annak teljes szélességében és ezáltal a 15 tüzelőanyag egyenletes elégetését biztosítja. A 18 fogak meggátolják azt, hogy a hamu Összesüljön és javítják a hamu összerázásáL

Ha a 17 hamueltávolító csőből van kialakítva, akkor hatékony hűtéssel lehet ellátni. A 17 hamueltávolító hűtőforráshóz, pl. levegő, víz vagy olajforráshoz kapcsolható. A nyomás alatti hűtőközeg a cső alakú 17 hamueltávolító belsejében kering és azt lehűti. Ezzel a megoldással a 73 résben az égés folyamán keletkező nagy hő nem teszi tönkre túl hamar a 17 hamueltávolítót, hanem annak élettartamát növeli.

A cső alakú 17 hamueltávolító előnyösen a 71 beömlőfelület képzeletbeli meghosszabbításában van elhelyezve. A 73 rés így a 17 hamueltávoh'tó és a 72 ellenfelület között marad. Ennek a résnek az alakját ugyan5

HU 203400 Β úgy határozzuk meg, mint az előzőekben, a szóbanforgó 15 tüzelőanyag 12 szemcséinek mérete és típusa szerint.

Annak érdekében, hogy a 6 égőkamrában a hőmérsékletet a lehető legmagasabb értéken tartsuk, ami előnyös az égési folyamat számára, az 1 égőt és az esetleges összekötő 5 csatornát 23 hőszigeteléssel látjuk el.

Az összekötő 5 csatornában elhelyezhetők másodlagos 24 légcsatomák, amelyek elegendő leegő bejuttatását biztosítják, különösen nagy égők esetében. Az öszszekötő 5 csatorna folytatható a 2 kemence belseje felé, ún. utánégő 25 csatorna alakjában. A másodlagos 24 légcsatomák és az utánégő 25 csatorna a gáz égési hőmérsékletét nagy értéken tartja és javítja a gázok keveredését és tökéletes elégéséi

A 6 égőkamra és különösen a 71 beömlőfelület, a 72 ellenfelület, valamint az összekötő 5 csatorna erősen tűzálló anyagból, úgymint vasból vagy részben kerámiai anyagból készül. Az 1 égő valamennyi belső része és különösen a 71 beömlőfelület és a 72 ellenfelület, valamint a 17 hamueltávolító kialakítható úgy, hogy cserélhetők legyenek. Ez rendkívül fontos a karbantartás szempontjából, mert az ismert anyagok közül egy sem tud hosszú ideig ellenállni olyan nagy hőmérsékleteknek, mint amilyenek az 1 égőben az égési folyamat alatt keletkeznek

A találmány szerinti 1 égő teljesítményét mindenekelőtt a 7 tűztengely s szélessége határozza meg. Durva becslés szerint az 1 égó teljesítménye felmehet 0,5 MWig, ha s = 50 cm és 1,5 MW-ig, ha s = 150 cm. A fent leírt 1 égőnél a cső alakú 17 hamueltávolító átmérője durván 10 cm és a 73 résé kb. 5 cm. A 71 beömlőfelület h, magassága pl. 60 cm, ha a 72 ellenfelület h₂ magassága pl. 20-40 cm. A fent említett adaték és méretek csak tájékoztató jellegűek, a találmány nincs azokra korlátozva.

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Égő különösen biomassza elégetésére, amely a betáplált tüzelőanyagot befogadó égőkamrát tartalmaz, és amely beömlőfelületből (71) és ellenfelületből (72) van kialakítva, és ezek ellentétes értelemben meg vannak döntve és közöttük nyílás van, továbbá amely égő hamuaknát (8) tartalmaz és ez az égőkamra (6) alatt van elhelyezve, továbbá automatikus rostélyt (4), amely az égőkamrával (6) van összekötve, azzal jellemezve, hogy a beömlőfelület (71) és az ellenfelület (72) folyamatos síkok és a kettő közötti nyílás egy rés (73) és a beömlőfelület (71), ellenfelület (72) és a rés (73) együtt V-alakú tűztengelyt (7) képeznek és a rés (73) levegő betáplálására alkalmas az égőkamrába (6), továbbá, hogy az automatikus rostély (4) lényegében vízszintesen van elhelyezve és a ferde beömlőfelület (71) útján van az égőkamrához (6) csatlakoztatva, és a rostély (4) szélessége (s) durván egyenlő a tűztengely (7) és az égőkamra (6) szélességével.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti égő, azzal jellemezve, hogy a beömlőfelület (71) lejtésszöge (a) a függőleges síkhoz (B-B) képest 15-45’ és az ellenfelület (72) lejtésszöge (β) a függőleges síkhoz (B-B) képest 60-10’.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti égő, azzal jellemezve, hogy a tűztengely (7) alatt hamuaknában (8) illetve kamrában (9) ezekben az égőkamrához (6) képest pozitív nyomást létesítő ventilátor (11) vagy hasonló van elhelyezve.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti égő, azzal jellemezve, hogy a beömlőfelület (71) magassága (h,), a réstói (73) a rostélyig (4) mérve, nagyobb, mint az ellenfelület (72) magassága (hj, a réstől (73) az összekötő csatornáig (5) mérve.
5. 5. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti égő, azzal jellemezve, hogy a beömlőfelület (71) és az ellenfelület (72) úgy van egymáshoz illesztve, hogy a beömlőfelület (71) képzeletbeli meghosszabbítása (a) az ellenfelületet (72) metszi.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti égő, azzal . jellemezve, hogy a beömlőfelület (71) vagy annak egy része, azt ide-oda mozgásba hozó szerkezethez, előnyösen görgőhöz (16) van csatlakoztatva.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti égő, azzal jellemezve, hogy a beömlőfelület (71) és az ellenfelület (72) között elhelyezkedő résben (73) hamueltávolító (17) van elhelyezve, amely előnyösen rúd alakú elem, amelyen fogak (18) vannak és amely mozgatószerkezettel van összekötve.
8. 8. A 7. igénypont szerinti égő, azzal jellemezve, hogy a hamueltávolító (17) cső alakú elem, amely az égőkamrába (6) nyúlik be és hogy a hamueltávolító (17) hűtólevegő vagy hűtőfolyadék fonáshoz van kapcsolva.

   Hivatkozási számok jegyzéke

   1 égő 17 hamueltávolító 2 kemence 18 fog 3 nyílás 19 tengely 4 rostély 20 kerék 5 csatorna 21 szíjhajtás 6 égőkamra 22 7 tűztengely 23 hőszigetelés 8 hamuakna 24 légcsatoma 9 kamra 25 csatorna 10 légbeömlőnyílás 41 nyílás 11 ventilátor 42 csatorna 12 szemcse 51 meghosszabbítás 13 tartóelem 71 beömlőfelület 14 fog, pikkely 72 ellenfelület 15 tüzelőanyag 73 rés 16 görgő 81 hamutálca 15a tüzelőanyag-réteg 15b tüzelőanyag-réteg 15c tüzelőanyag-réteg 15d tüzelőanyag-réteg

   -6HU 203400 Β Int Cl⁵: F 23 B 1/04