NO153663B - Anordning for forbrenning av fast brensel. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et fyringsanlegg for forbrenning

av fast brensel, slik som f.eks. skogsavfall i form av f.eks.

bark og/eller flis,pelletert torv, kull m.m., omfattende et i tilslutning til en varmemediumdel anordnet ildsted og en ristanordning som befinner seg i dette, idet ristanordningen fra en brenseltilførselsåpning fører brensel gjennom ildstedet under forbrenningen, og røkgassene strømmer fra ildstedet til varmemediumdelen og videre til en skorsten, idet det er minst et innløp for regulerbar tilførsel av forbrenningsluft i form av i det minste primær og sekundær forbrenningsluft.

Anvendelse av skogsavfall og andre biologiske materialer som brensel har øket til tross for at det har manglet effektive forbrenningsanlegg som med høy virkningsgrad og store variasjoner i den kontinuerlige belastning er istand til å forbrenne slikt skogsavfall, som har ulemper i form av f.eks. meget vekslende kvalitet og varierende fuktighetsinnhold og med fuktighetsinnhold som ofte er 70% eller mer.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et slikt forbrenningsanlegg som med høy virkningsgrad muliggjør effektiv og fullstendig forbrenning av skogsavfall og andre biologiske materialer som kan ha høyt fuktighetsinnhold uten at de først må tørkes, og som dessuten skal være enkel å fremstille og montere, og dette oppnås i henhold til oppfinnelsen med en anordning som er angitt i de etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under hen-visning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser delvis i snitt og sett fra siden et fyringsanlegg i henhold til oppfinnelsen: - Fig. 2 viser fyringsanlegget hovedsakelig i et snitt, etter linjen II - II i fig. 1. Fig. 3 viser skjematisk en annen utførelse av fyringsanleggets ristanordning, sett fra siden. Fig. 4 viser i større målestokk et langsgående snitt hovedsakelig mellom linjene IV - IV i fig. 3. Fig. 5 viser i større målestokk et snitt hovedsakelig etter linjen V - V i fig. 3. Fig. 6 og 7 viser detaljer ved ristanordningen vist i fig. 3.

Fyringsanlegget i henhold til oppfinnelsen, omfatter

et ildsted eller en ovn 1, og en i tilslutning til ildstedet 1 anordnet varmemediumsdel gjennom hvilken røkgassene ledes til en skorsten via et røkrør 3 og i hvilken et gjennomstrømmende varmemedium fordampes eller oppvarmes ved hjelp den varme som dannes ved forbrenning av brensel i ildstedet, idet damp, vann eller luft kan anvendes som varmemedium. Varmemediumdelen 2

kan være av hvilken som helst kjent konstruksjon, og inngår ikke som noen vesentlig del av den foreliggende oppfinnelse, og er derfor ikke nærmere vist eller beskrevet.

I ildstedet 1 er anordnet en hovedsakelig horisontal brensel-vandring gjennom ildstedrommet, som omfatter en ristanordning 4 som strekker seg over hele ildstedrommet, fra en brensel-til-førselssjakt 5 til en aske- bortføringskrue 7 drevet av en motor 6, for automatisk bortføring av aske. Ristanordningen 4, som i det følgende kalles skraperist, omfatter en bevegelig, med skrap-er medbringere 9 forsynt transportør 4a og en fast skrapebunn 4b, på hvilken brenselet av transportøren 4a føres gjennom ildstedet 1 under forbrenningen.

Skraperistens transportør 4a omfatter to endeløse kjeder 8 som mellom seg bærer transportørens medbringere 9, som med full høyde strekker seg mellom ildstedets motstående sidevegger 10, slik er vist i fig. 2. Disse kjeder 8 løper med sine medbringere 9 over to enderuller 11 og 12, som befinner seg utenfor det egen-tlige ildstedet, og er med sine øvre partier innrettet til å løpe i styrespor 13 i ildstedets sidevegger 10. En av enderul-lene 11, 12 er drevet, f.eks. enderullen 12 som befinner seg ved skraperistens utføringsende, slik er vist i fig. 1 og 2. Denne rulle drives av en motor 14 via en transmisjon 15, med en hastig-het som reguleres automatisk avhengig av de opptredende forhold. Enderullen 12 er som vist åpen, og er med sin aksel 14 lagret i lager 15, og på lignende måte som enderullen 12 kan også enderullen 11 være"utformet og lagret.

Langs skraperistens øvre parti er transportørens medbringere 9 innrettet til å løpe stående på høykant på skrapebunnen 4b, som i selve ildstedrommet utgjøres av én rist 16. Denne rist består i det eksempel som er vist i fig. 1 og 2 av langsgående U-profiler 17 anordnet med benene vendende oppover og av langsgående U- eller L-profiler 18 anordnet på de oppover vendende U-profiler, med sine ben vendende oppover. Risten 16 hviler med fot-jern 19 på tverrgående åser 20, 21 på en mellom skraperistkjedenes øvre og undre partier anordnet plate 22, som med en del 23 danner en del av skrapebunnen som befinner seg under brensel-til-førselssjakten 5 og utgjør skraperistens brensel-påleggingsdel. Lengden av brensel som skraperisten ved hjelp av sine medbringere 9 tillates å føre med fra påleggingsdelen reguleres ved hjelp av en i skraperistens bevegelsesretning etter tilførelsessjakten 5 anordnet hev- og senkbar luke, som befinner seg ovenfor skraperisten 4, og stillingen til luken over risten er således be-stemmende for tykkelsen av det lag av brensel som skraperisten 4 fører med seg inn i ildstedrommet.

Av de tverrgående åser 20 og 21" som er-utformet i den mellom skraperistkjedenes øvre og undre partier anordnede platen 22 er åsen 21 utformet/som luftkanaler for tilførsel av primær forbrenningsluft fra undersiden, til laget av brensel som beveges sakte på den luftgjennomslippende risten 16. Luftkanalen 21

er fortrinnsvis ved sine sider utstyrt med utstrømningsåpning-

er 25 utstyrt med spjell eller klaffer 26, som ikke bare mulig-gjør at den utstrømmende luften kan rettes slik at den bringes til å stryke over de nærliggende åsenes sider for kjøling av disse men også slik regulering av luftstrømmen at forbrenningen holdes på et bestemt nivå i laget av brensel, langs hele lengden

at dette. Primærluften anvendes hovedsakelig for forgassing ( pyrolyse ) og en viss forbrenning i brensellaget til CO^•

I endeveggene 27 og 28 til ildstedrommet er anordnet luftinnløp

29 for tilførsel av sekundær forbrenningsluft på forskjellige nivåer over brensellaget, og sekundærluften anvendes hovedsakelig for å oppnå forbrenning til CO^ som gir varme både til varmemediumdelen 2 og til den nevnte påleggingsdelen, for sukssesiv tørking av brensel som er tilført gjennom sjakten 5 under inn-føringen i selve forbrenningsområdet. 1 ildstedrommets i rommet forøvrig smale og dermed som en hastig-hetsøkende strupning tjenende overgang 30 til varmemediumdelen 2 er anordnet ytterligere lufinnløp 31, for tilførsel av tertiær forbrenningsluft til dette overgangsområde, i hvilken det skjer en fullstendig forbrenning av røkgasser som kommer underfra, uten at temperaturen ved begynnelsen av brensellaget påvirkes.

For tilførsel av luft til luftinnløpene 29 og 31 for sekundær og tertiærluften og til primærluftens innløp er disse tilkoblet luftkanaler 32, 33 anordnet inne og på utsiden av ildstedrommets vegger, hvorved forbrenningsluften forvarmes før den bringes til å delta i forbrenningen. Innkommende luft strømmer forst opp gjennom de innvendige kanalene 32 og deretter til de forskjellige innløpene gjennom de utvendige kanalene 33.

Ildstedrommets vegger 10, 27 og 28 består av sammenføyde blokker som danner de innvendige luftkanaler 32 av aluminiumsintrat som tåler meget høye temperaturer og har dårlige varmeledningseger.-skaper, slik at temperaturen på ildstedet kan holdes på et så

høyt nivå som opp mot 2500°C, men samtidig tåler de av aluminiumsintrat bestående ildstedveggene store temperaturvariasjoner.

Disse høye temperaturer stiller også store krav til skraperisten

4, og særlig til dens medbringere 9 og profilene 17 og 18 som danner risten 16, og derfor er disse og medbringere 9 fremstilt av kiselkarbid, som også tåler så høye temperaturer som opp

2000 - 2500°C.

I fig. 3 - 8 er vist skraperistens rist 16 i en annen utførelses-form, som omfatter flere etter hverandre anordnete, hovedsakelig identiske seksjoner 34, som bæres av en på åsene 20, 21 anordnet ramme 35, fortrinnsvis bestående av firkantbjelker 36, gjennom hvilke luft kan ledes for kjøling og deretter anvendes som for-brenningsluf t . Hver slik seksjon 34 omfatter flere inntil hverandre anordnede ristplater 37 som med sin i brenselets fremførings-retning fremre ende 38, som er forskjøvet i forhold til platen forøvrig med en avstand som tilsvarer platetykkelsen, hviler mot støttejern som strekker seg mellom rammens langsgående bjelker og som med sin bakre ende bæres av bakenforliggende platers fremre, forskjøvne ende 38. De i platene 37 som inngår i den første sek-sjonen 34 avstøttes ved sin i bevegelsesretningen bakre ende av støttejern 40 anordnet på rammens tverrgående bjelker, og ytterligere støttejern kan være anornet mellom endene av hver seksjon, slik som vist ved 41 i fig. 3.

Ristplatene 37 er over sin overflate utstyrt med hull 42 som er anordnet i langsgående rader med like innbyrdes avstander mellom radene, og idet eksempel som er vist i fig. 3-8 befinner det seg en rad i hvert mellomrom mellom to mothverandre vendende plater 37, og hullene 42 er utformet i disse platenes mot hverandre vendende kantpartier, slik som vist i fig. 6. Over hver slik hullrad er anordnet en av kiselkarbid eller tilsvarende material bestående, U-formet ristskinne 43 som med sine ben vendende nedover holdes av minst to avstandsorganer 44, 45, som med tapper 46 med klaring er anordnet i et av de første, henholds-vis siste hullene 42 i hver hullrad, slik det fremgår av fig. 4, idet hver skinnes i brenslets bevegelsesretning bakre avstandsorgan 44 har en tapp 47 som med klaring rager inn i et gjennom-gående hull i skinnen, mens hver skinnes i nevnte bevegelsesretning fremre avstandsorgan 45 har en tapp 49 som med klaring rager inn i en langsgående sliss 50 eller spor i skinnens underside,

for å tillate en viss bevegelse mellom skinnen og avstandsorganet. I fig. 4 vises at avstandsorganene 44 kan være festet til såvel

platen 37 som skinnen 43 og avstandsorganene 45 bare til platen ved hjelp av ildfast sement 51, men avstandsorganene 44, 45

kan også være løst anordnet i forhold til såvel platene som skinnene .

Primærluften som strømmer inn gjennom luftkanalene 21 vil således strømme opp gjennom platenes frie hull 42 som befinner seg under ristskinnene 43, og vil derved først strømme langs innsiden av hver skinne og deretter, langs oversiden av platene 37, innen luften kommer til brensellaget som befinner seg over ristskinnene 43. Herved oppnås en effektiv, kontinuerlig kjøling av risten 16 og samtidig en effektiv forvarming av den primære forbrennings-luf ten. På grunn av denne kjøling av risten behøver ingen andre deler i denne enn ristskinnene 4 3 å utføres av material som tåler høy temperatur, slik som kiselkarbid og tilsvarende, og til tross for dette blir risten meget holdbar overfor så høye temperaturer som oppmot 25 00°C i forbrenningsrommet.

Ved utførelsen vist i fig. 3-8 kan, slik som for utførelsen vist i fig. 1 og 2, skraperistens medbringere 9 være utført med på tegningene ikke viste fremspring som rager ned mellom ristskinnene 43, for å skrape med det brensel og/eller den aske som kan finnes ristskinnene 43. Rommet under skinnene 43 holdes i prinsippet rent for såvel brensel som aske av innstrømmende pri-mærluf t.

Ved enden av risten 16 er i fig. 3 vist en renne 50 for overføring av aske fra risten til aksebortføringsskruen 7.

Selv om det ikke er vist, kan fyringsanlegget være utstyrt med en automatisk tennanordning og med organer for gjennvinning av varme fra utgående røkgasser, idet denne varme kan anvendes for oppvarmning av forbrenningsluften og tørking av brenselet, særlig når dette utgjøres av bark og torv.

I henhold til de prinsipper som ligger til grunn for den foreliggende oppfinnelse vil brenslet kontinuerlig og automatisk

føres inn gjennom tilførselssjakten 5, slik at brensel- påleggings-

delen alltid er fylt med brensel,og fradenne del, der brenslet begynner å tørke, føres i en regulert mengde inn i ildstedet og forgasses og forbrennes suksesivt, med mot utførselsenden økende forbrenningstemperatur under sin bevegelse gjennom ildstedet.

På grunn av skraperistens medbringere utsettes brenslet under sin bevegelse også for en viss omrøring som forbedrer luftilførslen til brenslet og således medvirker til at det oppnås en meget effektiv og fullstendig forbrenning. Til slutt finnes det bare aske, som automatisk føres ned i den traktformede åpning til aske-bortføringstransportøren. Ved den nedre del av ildstedets ende-

vegg 28 er en av samme material som i veggene 10, 27, 28 be-

stående klaff 51 svingbart opphengt, og ved hjelp av denne kan brenslet stanses dersom det av en eller annen grunn ikke er helt forbrent.

Claims (5)

1. Anordning for forbrenning av fast brensel, fortrinnsvis

skogsavfall i form av f.eks. bark og/eller flis og andre biologiske materialer, slik som f.eks. torv, omfattende et i tilslutning til en varmemediumdel (2) anordnet ildsted (1) og en i dette anordnet ristanordning (4), som fra en brensel-innf eir i ngs åpn ing (5) feirer brensel gjennom ildstedet under forbrenningen, idet røkgassene strømmer fra ildstedet og gjennom varmemediumdelen til en skorsten, samt i det minste et innløp for regulerbar tilførsel av luft som i det minste primær og sekundær forbrenningsluft, idet det er anordnet organer (21,29) for tilførsel av den primære forbrennings-luf ten fra undersiden gjennom ristanordningen og den sekundære forbrenningsluften over ristanordningen (4), idet denne med sin i bevegelsesretningen bakre del befinner seg i tilslutning til en ved siden av selve ildstedrommet beliggende innførings-åpning (5) for brenselet,karakterisert ved at ristanordningen (4) omfatter et stasjonært ristplan (4b, lb), til hvilket er tilkoblet organene (21) for tilførsel av den primære for-brenningsluf t fra undersiden, samt på dette ristplan bevege-lige, tverrstilte medbringerorganer (9), innrettet til å drives for fremføring av brensel på ristplanet gjennom ildstedet (1) .

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert vedati det minste den del av ristplanet (4b, lb) som befinner seg i selve ildstedrommet omfatter i avstand fra hverandre beliggende, langsgående, U-formede profiler (18,43) som står i forbindelse med organene for tilførsel av den primære forbrenningsluften og som har sine ben vendende nedover, for styring av den innstrømmende primære forbrenningsluft til ristplanets mellomrom som befinner seg mellom profilåsene.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at medbringerorganene (9) rager mellom to motstående sidevegger (10) i ildstedrommet og med sine ender er forbundet med endeløse kjeder (8) som løper over enderuller (11, 12), og som med sitt øvre parti løper i styrespor (13) utformet i de motstående sidevegger (10), idet i det minste den ene enderulle er drevet.

4. Anordning som angitt krav 2 eller 3, karakterisert ved at de U-formede profiler (43) holdes av avstandsorganer (44,45) anordnet på plater (37), over hull (42) for den primære forbrenningsluften utformet i disse plater.

5. Anordning som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at hvert av de U-formede profiler (18) holdes av oppover ragende ben til U-profiler (17) som ligger langs hverandre, idet disse ben mellom seg danner kanaler for den primære forbrenningsluften.