NO871600L - Brenner. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en brenner og mer bestemt en brenner som er beregnet til å forbrenne og brenne partikkelformede materialer.

En hensikt med oppfinnelsen er å komme frem til en brenner for partikkelformede materialer, som kan benyttes i forskjellige situasjoner for å brenne for eksempel treavfall, bark, trespon, sagflis og andre brennbare partikkelformede materialer.

Ytterligere hensikter og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse som bare skal betraktes som et eksempel.

I henhold titl oppfinnelsen er man kommet frem til en brenner som innbefatter et syklonformet hus delt av en ledeplate i et øvre syklonkammer og et nedre kammer, der kammerenes vegger er utformet for å tåle varme og korrosjon, hvilken ledeplate strekker seg på tvers av en hoveddel av kammerets bredde og er plassert over et innløp til det nedre kammer, mens det øvre syklonkammer har et tangensielt luftinnløp nær en dekkplate som strekker seg over det øvre kammer og som har et utløp fra kammeret plassert sentralt, idet anordningen er slik at under drift blåses et partikkelformet brendsel inn i det øvre kammer via det tangensielle innløp, for deretter å falle ned og brenne rundt ytterkanten av ledeplaten i kammeret, hvori ytterligere luft blåses inn nedenfra som hjelp for forbrenningen i kammerene, idet den varme som frembringes og avtrekksgassene slippes ut fra utløpet for anvendelse etter behov.

Veggene i kammerene er innrettet til å tåle varme og korrosjon, ved at kammeret er foret med en varmebestandig foring. Som et alternativ kan veggene i kammerene lages av en rustfri stållegering som har en høyt nikkelinnhold og veggene kan omgis av en luftkappe som det trekkes eller blåses luft igjennom for å kjøle ytterveggen, bunnplaten og dekkplaten i kammerene.

Ledeplaten kan understøttes på bæreanordninger i forhold til et sentralt anbragt innløp til det nedre kammer. Ledeplaten kan bære en nedad hengende del som virker som en lufttilfør-sel/f lammes Jakt , der luft/flamme blåses opp for å bli fordelt over platens fulle bredde, og hvorfra luft kan fordeles langs delens lengde.

Det nedre luftinnløp kan være tilknyttet en tennanordning som kan være i virksomhet når brenneren startes opp.

Brenneren i henhold til oppfinnelsen kan tilsluttes en varmeutveksler av den type som er beskrevet og krevet vernet i New Zealand Patent Specification No. 202 042, eller en kjele, en digel eller en annen anordning med varmebehov for industriell bruk, havebruk eller husbruk, innbefattende en hurutigtørker av den type som er beregnet på å tørke partikkelformet treavfall.

Det partikkelformede brendsel som tilføres brenneren kan mates direkte til denne fra et fjerntliggende lager. For eksempel kan brendselet være tørr eller delvis tørket sagflis eller lignende som blåses fra en binge på en kontrollert måte direkte til det tangensielle luftinnløp.

Forbrenningshastigheten og varmeytelsen fra brenneren kan kontrolleres ved stopp/start av brendseltilførsel og/eller regulering av den hastighet hvormed luft tilføres det tangensielle luftinnløp og det nedre luftinnløp.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene der: Figur 1 viser en brenner i henhold til oppfinnelsen, sett ovenfra,

figur 2 viser et vertikalt snitt gjennom brenneren på figur 1,

figur 3 viser brenneren på figurene 1 og 2, sett forfra, der kabinettet og brennerdøren er utelatt for oversiktens skyld,

figur 4 viser skjematisk brenneren som er vist på figurene 1 til 3, plassert sammen med et brendsellager, brendselmater og en kjele som fyres med brenneren,

figur 5 viser, sett fra siden og delvis i snitt, brendsel-lageret som er gjengitt på figur 4,

figur 6 viser et snitt etter linjene A-A gjennom brendsel-lageret som er vist på figur 5,

figur 7 viser et snitt etter linjene B-B gjennom brendselmateskruen som er vist på figur 6,

figur 8 viser et snitt etter linjene C-C gjennom anordningen for oppblåsning av en oppblåsbar pose ved bunnen av brend-sellageret som vist på figur 6,

figur 9 viser, sett fra siden, en koblingsanordning for sammenkobling av brendselmateskruen til en brendselmatevifte,

figur 10 viser koblingsanordningen på figur 9, sett forfra,

figur 11 viser, sett fra enden, en brendselmatevif te for tilslutning til koblingsanordningen som er vist på figurene 9 og 10,

figur 12 viser et snitt etter linjene D-D gjennom brendselmateviften som er vist på figur 11,

figur 13 viser, sett fra siden og delvis i snitt, et hus for ristluft og vifter for kjøleluft,

figur 14 viser et snitt, sett i pilenes E-E retning på figur 13 og

figur 15 viser, sett ovenfra, viftene som er gjengitt på figur 13, sett langs linjene F-F.

Det foretrukne eksempel på brenner i henhold til oppfinnelsen som er vist på figurene 1 - 3, er bygget av hensiktsmessige ild-og varmemotstandsdyktige materialer som beskrevet.

Det ytre kabinetthus 1 er fremstilt eller støpt av et metallisk materiale som er varmebestandig, for eksempel Insulrock som foring eller isolasjon. Kabinettet 1 har en dør 2 (figurene 1 og 2) som er stengt når brenneren er i drift. Døren 2 har låseanordning 3 som klemmer døren lukket, slik at varmebestandige tetninger 4 trykkes sammen. Døren 2 er montert på stenger 5 og avstanden mellom Justeringsanord-ninger 6 og stengene på begge sider av døren 2 gjør det mulig å trykke sammen tetningene 4. Døren 2 har et håndtak 7 for åpning av kabinettet 1 ved vedlikehold. I det eksempel på kabinett som er vist, er dette montert på hjul 8. Alterna-tivt kan hjulene 8 utelates og kabinettet monteres på et passende fundament.

I kabinettet er det montert en brenner 9 som er syklonformet og sirkulær, sett ovenfra. Brenneren er fortrinnsvis bygget av rustfritt stål av kvaliteten 253MA eller lignende som er en rustfri stållegering med et høyt nikkelinnhold. Brenneren 9 har et sylindrisk område 10 og en konisk bunn 11. Toppen av brenneren 9 har en dekkplate 12 med et utløp 13.

Den øvre del av området 10 har et tangensialt innløp 12, gjennom hvilket partikkelformet brendsel blåses som beskrevet i det følgende.

Brenneren 9 er delt i et øvre syklonkammer 15 og et nedre kammer 16, med en lede-/brennerplate 17. Platen 17 strekker seg over en hoveddel av bredden av brenneren 9 og danner et ringformet gap 18. Gapet 18 lar brendsel falle ned i bunnen av den koniske nedre del 11 og lar flammer og luft stige opp rundt kanten av platen 17 som beskrevet i det følgende.

Platen 17 er understøttet over den koniske bunndel 11 på ben 19. Platen 17 er fortrinnsvis utført som to halvkuleformede plater, understøttet i midten av en del 20.

Bunnen av den koniske bunndel 11 har et luftinnløpsrør 21 som kan ha et fleksibelt parti 22 før det fortsetter gjennom huset 1. En tennanordning kan være et elektrisk element eller lignende som trer i virksomhet under oppstarting av brenneren 9.

Omkretsen av brenneren 9 har en spiralformet plate 23, slik at det dannes en spiralformet kjølebane 24 rundt utsiden av brenneren 9. Brenneren 9 er fremstilt av en metallegering med et høyt nikkelinnhold for derved å være motstandsdyktig mot de høye temperaturer som oppstår ved forbrenningen. Kabinettet 1 har et annet luftinnløp 25 gjennom hvilket kjøleluft for huset passerer i den retning som er angitt med pilen 26. Luften gjennom innløpet 25 passerer rundt brenneren 9 opp gjennom den spiralformede kjølebane 24 inn i rommet 27 som omgir utløpet 13, før den passerer gjennom det ringformede gap 28 som omgir utløpet 13. Denne luftstrøm i pilens 29 retning skaper en kjølevirkning på brennerhuset, slik at det kan tåle høyere temperaturer uten å bryte sammen.

Brenneren 9 har en dør 20 som holdes lukket av fjærer 31 når døren 2 er stengt. Døren 30 har en ytre plate 32 med håndtak 33 og en indre plate 34 som er bueformet, sett ovenfra, og som bibeholder de sylindriske omriss av det indre av brenneren 9. Brenneren 9 er understøttet i kabinettet 1 av stag 35 og holdestenger 36.

Brendsel tilføres brenneren 9 gjennom det tangensielle luft/brendselinnløp 14. Luftstrømmen i pilens 37 retning til det øvre område av kammeret 15 river med seg det partikkelformede brendsel.

Det tas sikte på mange forskjellige brendseltilførselssy-stemer og et eksempel er vist på figurene 5 til 12, med det hele samlet gjengitt på figur 4. I dette eksempel er brendsel lagret i en silo 38 (figurene 4 til 6) som kan stå i nærheten av eller ligge et stykke fra brenneren 9. Siloenheten 38 er en hovedsaklig sylindrisk enhet med et mannhull 39 i toppflaten, der det i midten finnes en støvsamler 40. Sideveggen for enheten 38 kan ha kontrollglass 41 for avlesning av brendselnivået. Enheten 38 står på ben 42 og bunnen er omgitt av et avtagbart skjørt 43. Skjørtet 43 gir adgang til en brendselmateskrue 44 som er vist i detalj på figur 7.

Den skrånende bunn 45 av siloenheten 38 har en oppumpbar pose 46 (figur 6 som har ringform) fast anbragt. Den oppumpbare pose 46 som er laget av et gummiaktig materiale eller lignende, kan være forsterket og omgir en sentral regule-ringsfordypning 47 ved bunnen av enheten 38. Den oppumpbare pose 46 utvides ved hjelp av en anordning 48 (figur 8) som henger ned fra bunnveggen 49 i enheten 38. Anordningen 48 har en elektrisk motor 50 for oppblåsning av den oppumpbare pose 46, for å løsne brendselet i bunnen av enheten 38. Motoren 50 er omgitt av et dekksel 51 som beskytter mot støv og andre partikler.

Brendselmateskruen 44 (figurene 5, 6 og 7) ligger i fordypningen 47 og er montert i en kanal 52 på tvers av bunnen 53 i fordypningen 47. Fordypningen 47 har i sideveggen 54 en dekkplate 55 for ettersyn og vedlikehold. Skruen 44 dreies av en elektrisk motor 56 og rotasjon av skruen dreier et snekkehjul 57 (figurene 6 og 7). Oversiden av snekkehjulet 57 kan ha en tekstur i overflaten eller en rekke knaster (ikke vist), slik at rotasjon av hjulet søker å frigjøre brendselmassen i fordypningen 47 og mate denne mot skruen 44 og enden av utløpsrøret 58. Snekkehjulet 57 har langs omkretsen utsparinger (ikke vist) som virker sammen med skruen 44, for å få til rotasjonen. Opplagringen for snekkehjulet 57 er vist på figur 7 og er utført med et lager 59 som er dekket og beskyttet av en dekseldel 60.

Brendsel blir tilført enheten 38 med et antall anordninger, for eksempel gjennom et tangensielt utløp 61 i den øvre del av veggen av enheten 38.

Brendsel mates fra skruen 44 via forbindelsen 62 til mate-viften 63, som blåser brendselet gjennom en mateledning 64 (figur 4) til brenneren 9.

Matevifteforbindelsen 62 er spendt fast med en hylse 63 til enden av utløpsrøret 58. Skruen 44 på figur 5 er vist lenger enn egentlig nødvendig og blir skåret av på stedet når den installeres. Forbindelsesanordningen 62 innbefatter et bingeområde 64 med et deksel 65, som er vist på figurene 9 og 10, som ligger over den stilling den har under bruk. Dekseldelen 65 lukker ikke toppen av bingeområdet 64, da hver ende 66 av dekseldelen 65 er åpen for at luft skal kunne strømme ned i bingeområdet 64. Bunnen av området 64 er forbundet med et rør 67 som under bruk er åpent ved enden 68. Den annen ende 69 er forbundet enten direkte eller med en fleksibel slange til et innløp 70 for brendselmateviften 63 (figurene 11 og 12).

Viften 63 drives med en elektrisk motor 71 og denne driver på sin side rotoren 72. Innløpet 70 er gjennom en portventll 73 i forbindelse med sentrum av rotoren 72. Huset for rotoren 72 er spiralformet og ender i et utløp 74 som er forbundet med mateledningen 64. Mateledningen 64 slutter ved det tangensielle innløp 14 til brenneren 9.

Under bruk vil skruen 44 og viften 63, når de er i drift, mate brendsel på en regulerbar måte til den luftstrøm som settes opp av viften 63 (gjennom den åpne ende 68) slik at det blir blåst langs mateledningen 64 til brenneren 9.

Driften og varmeytelsen fra brenneren 9 reguleres med en regulator i kabinettet 75 (figur 4) ved å Justere brendsel-strømmen gjennom mateledningen 64 og volumet av ristluft fra ristluft-og kjøleviften (figurene 13 til 15). Ristluft-og kjøleviften er anbragt på siden av kabinettet 1 (figur 4) i huset 77. Huset 77 har en viftemotor 78 som er koblet for samtidig å drive to rotorer 79 og 80. Rotoren 79 fører luft til det nedre ristkammer 16 for brenneren 9. Den annen rotor 80 tilfører kjøleluft til det indre av kabinettet 1 gjennom innløpet 25. Sidene 81 av huset 77 har et gitter 82 (hvorav bare en er vist på figur 13) gjennom hvilken luft trekkes av rotorene 79, 80 før den blåses fra utløpene 82, 83 til innløpene 21, 25 for ristluft og kjøleluft til brenneren 9.

Tilførselen av luft til rotoren 80 reguleres ved at man har en skyveventil 84 eller lignende over innløpet 85 som ligger langs rotoren. Skyveventilen 84 kan reguleres med en dr i vanordning 86 hvis drift fortrinnsvis styres av et termoelement eller lignende på brennerhuset. For å sikre at kjøleluft alltid tilføres, er skyveventilen 84 utført slik at den aldri blir helt lukket.

Tilførselen av luft til den andre rotor 79 reguleres med en skyveventil 87 som stilles manuelt med en betjeningsstang eller strupeanordning 88. Bevegelsen av stangen 88 kan imidlertid, som et alternativ, styres automatisk om nødven-dig. Stangen 88 styrer ristluftstrømmen og derfor brennerens varmeytelse.

Huset 77 kan innbefatte en trykkbryter 69 som er plassert for å føle trykkøkning i huset 77 på grunn av større lufttrykk fra brendselmatevif ten 63 enn det som frembringes av rist-luftviftens rotor 79. Hvis dette skjer, blir brenneren 9 automatisk stengt av. Mateledningen 64 kan innbefatte en trykkføler som er beregnet på å sikre at lufttrykket i brenneren fra brendseltilførselssystemet alltid er større enn trykket fra ristluften, slik at forbrenning ikke kan finne sted tilbake ned gjennom brendselledningen 64.

Når brenneren skal tas i bruk og startes opp, blir en første brendseltilførsel matet til brenneren ved at viften 63 settes i drift, og denne vil, sammen med skruen 44, sørge for at en valgt mengde blåses til risten. Brendselet vil, når det kommer inn i syklonkammeret 15, falle på grunn av tyngdekraften rundt ytterveggen av kammeret ned på den koniske bunn 11 og ned i innløpsrøret 21 inntil brendsel bygges opp rundt røret 20 og under platen 17. Viften 63 stenges så av og tennanordningen settes i virksomhet eller en passende tennanordning fortsetter om den har vært igang mens luft blåses av r i stvif terotoren 79. Tennanordningen er i virksomhet i en på forhånd innstilt periode inntil forbrenningen kommer igang i det nedre brennkammer 16. Forbrenningen understøttes av luft som strømmer opp gjennom røret og fra utløpene i dette. Forbrenningen foregår radielt utad rundt kantene av platen 17. Viften 63 kan arbeide sammen med vifterotoren 79, men ved en lavere hastighet uten brendsel-tilførsel i denne oppstartningsfase. Når forbrenningen er blitt tilstrekkelig i kammerene, blir tennanordningen automatisk koblet ut og fullstendig forbrenning fortsetter.

Forbrenningshastigheten reguleres ved regulering av tilført mengde brendsel fra viften 63 og med ristluft som tilføres av viften 79. Reguleringsutstyr sikrer at ytelsen fra viften 79 er slik at flammen ikke blåses av viften 63 inn i viften 79. Luften som tilføres av viftene regulerer forbrenningen som finner sted rundt og under brennplaten 17. Delvis forbrent brendsel som, under påvirkning av tyngdekraften, faller ned i det øvre kammer 15, vil bli brent på nytt rundt omkretsen av platen 17 før forbrenningsgasser trekker ut ved utløpet 13.

Utløpet 13 kan kobles til en hvilken som helst form for varmeutveksler, kjele eller lignenede 90 (figur 4) gjennom hvilken de varme avtrekksgasser føres før de kommer til et avtrekk (ikke vist) og til atmosfæren.

Søkerens forsøk har vist at varme/flamme som fremkommer ved utløpet 13, når det anvendes tørre trepartikler eller sagflislignende partikkelformede materialer, er betydelig og at man får en høy og effektiv varmeytelse. Dette gjør driftsomkostningene for en slik enhet meget konkurransedyk-tige og effektive, sammenlignet med andre brennere for fossile brensler.

Med foreliggende oppfinnelse er man således kommet frem til en brenner for partikkelformede materialer der brenneren kan benyttes i mange forskjellige situasjoner for å brenne for eksempel sagflis, treavfall, bark, trespon og andre brennbare partikkelformede materialer.

Et eksempel på oppfinnelsen er her beskrevet som en illu-strasjon og det er klart at modofikasJoner kan gjøres, uten at man derved avviker fra oppfinnnelsens ramme.

Claims (10)

1. Brenner (9), særlig for partikkelformet brensel, karakterisert ved at den innbefatter et syklonformet hus (10) som er delt med en ledeplate (17) i et øvre syklonkammer (15) og et nedre kammer (16), der kammerenes vegger er utformet for å motstå varme og korrosjon, hvilken ledeplate (17) strekker seg over en vesentlig del av bredden av kammeret (15) og er anbragt over et innløp (21) til det nedre kammer (16), mens det øvre syklonkammer (15) har et tangensielt luftinnløp (14) nær en dekkplate (12) som strekker seg på tvers av det øvre kammer (15) og som har et utløp (13) fra kammeret (15), sentralt anbragt i dette, idet et partikkelformet brensel under drift blåses inn i det øvre kammer (15) gjennom det tangensielle innløp (14), for så å falle ned og brenne rundt ytterkanten av ledeplaten (17) i kammerene, til hvilke ytterligere luft blåses nedenfra for å underholde forbrenningen i kammerene, mens den varme som frembringes og avtrekksgasser kommer ut fra utløpet (13) for anvendelse etter behov.

2. Brenner som angitt i krav 1, karakterisert ved at veggene i kammerene (15, 16) er laget av rustfritt stål som har høy motstandsevne mot varme og ved at veggene er omgitt av et kabinett (1) som danner en luftkappe gjennom hvilken luft trekkes eller blåses for å kjøle ytterveggen, bunnen og dekkplaten i kammerene.

3. Brenner som angitt i et av eller begge de foregående krav, karakterisert ved at understøttelsesanord-ningen (19, 20) for ledeplaten (17), som er utført i to halvdeler, er en rekke oppadrettede stendere (19), montert på bunnen av det nedre kammer, innbefattende en sentral stender (20) for understøttelse av midten av ledeplaten (17), og ved at kappen innbefatter en spiralviklet plate (23) som er montert på ytterveggen av det syklonformede hus (10).

4. Brenner som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det partikkelformede brensel føres direkte til brenneren fra en fjerntliggende lagerenhet (38).

5. Brenner som angitt i krav 4, karakterisert ved at den fjerntliggende lagerenhet (38) er en silo-formet enhet, hvorfra brensel fjernes med en brenselmateskrue (44) til en brenselmatevifte (63), som blåser luft og medrevet brensel gjennom en kanal (64) til det tangensielle brenselinnløp (14) i det øvre kammer (15).

6. Brenner som angitt i krav 5, karakterisert ved at siloenheten (38) i midten av bunnen har en fordypning (37), hvori brenselmateskruen (44) er montert, mens den hellende bunn (45) i siloenheten har en i plan ringformet oppumpbar pose (46) og at brenselmateskruen (44) er montert i et tverrstilt rør (58) i bunnen av fordypningen (47), hvilken skrue (44) er innrettet til å dreie et snekkehjul (57) som frigjør brendsel og retter dette inn i den samme fordypning (47).

7. Brenner som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at brenselmateviften (63) er montert langs brenselmateskruen (44) og er forbundet med denne med en forbindelsesanordning (62) med et bingeparti (64) som brensel faller ned i fra skruen 44, for så å falle videre inn i et åpenendet brenselmaterør (67), som er forbundet med et innløp (70) til viften (63), som river med seg brensel og/eller driver dette til kammeret (15) via det tangensielle innløp (14).

8. Brenner som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at forbrenningshastigheten og varmeytelsen fra brenneren reguleres ved stopp/start av tilførsel av brensel og/eller regulering av luftmengde pr. tidsenhet som tilføres det tangensielle luftinnløp (14) og det ytterligere luftinnløp (21).

9. Brenner som angitt i krav 8, karakterisert ved at den ytterligere luft og kjøleluft tilføres fra en kombinert vifteenhet (77), der en enkel motor (78) driver to rotorer (79, 80), hvis utganger føres til det ytterligere luftinnløp (21) og til et innløp (25) i bunnen av kabinettet (1), idet vifteenheten ved innløpene til hver rotor har en skyveventil som kan regulere gjennomgangen av luft til viftene hver for seg.

10. Brenner som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at driften av denne overvåkes av et elektronisk styresystem som er innrettet til å holde en ønsket temperaturytelse ved bibehold av trykk som skapes i brenneren av ristluftviften, større enn det som skapes av brenselmateviften, idet brenneren ellers automatisk ville bli avstengt.