SE436791B

SE436791B - Solid fuel boiler with secondary combustion

Info

Publication number: SE436791B
Application number: SE7906913A
Authority: SE
Inventors: Per Anders Ake Jonsson
Original assignee: Per Anders Ake Jonsson
Priority date: 1979-08-20
Filing date: 1979-08-20
Publication date: 1985-01-21
Also published as: SE7906913L

Abstract

A device for heat recovery from solid fuels, consisting of a furnace (11) in a heat insulated (10) space, a means (20) of supplying combustion air and a flue (18) in which the heating surface (19) is located. A wall (14) separates the furnace space (11) into two separated chambers (12, 13), namely a fuel combustion chamber (12) and a flue gas combustion chamber (13), which joins the fuel combustion chamber (12) with a flue (18). Both chambers (12, 13) have a common air supply duct each with its own inlet (23, 24) from this duct.<IMAGE>

Description

7906913-4 l0 15 20 25 30 35 2 de i efterföljande patentkrav närmare angivna särdragen. 7906913-4 10 15 20 25 30 35 2 the features specified in the following claims.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritning, som visar ett utföringsexempel. Pig 1 visar högst schematiskt i ver- tikalsektion en panna för vedeldning. Fig 2 visar-pan- nans rost och fig 3 visar i mindre skala pannans eld- stad i vertikal sektion vinkelrätt mot sektionen i fig 1.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing, which shows an exemplary embodiment. Pig 1 shows very highly schematically in the vertical section a boiler for wood burning. Fig. 2 shows the rust of the boiler and Fig. 3 shows on a smaller scale the fireplace of the boiler in a vertical section perpendicular to the section in Fig. 1.

Pannan enligt fig l har en värmeisoleríng 10 som icke blott-isolerar pannan från omgivningen utan även pannans eldstad ll från återstoden av pannan av skäl, som närmare framgår av det följande. Eldstaden ll är uppdelad 1 tvâ rum 12 och 13 medelst en vägg 14.The boiler according to Fig. 1 has a thermal insulation 10 which not only insulates the boiler from the surroundings but also the fireplace 11 of the boiler from the remainder of the boiler for reasons which will appear in more detail below. The fireplace 11 is divided into two rooms 12 and 13 by means of a wall 14.

.I rummet 12 förbrännes och förgasas bränsle, t ex ved 15, och i rummet 13 förbrännes rökgaserna, som in- strömmar däri via en öppning 16 nedtill i väggen 14.In the room 12, fuel, for example wood 15, is burned and gasified, and in the room 13 the flue gases, which flow into it via an opening 16 at the bottom of the wall 14, are burned.

Rökgasförbränningsrummet l3 är via en öppning 17 för- bundet med pannans rökgaskanal, som är anordnad att via en skorsten leda den gas, som återstår efter förbrän- ningen i gasförbränningsrummet 13 till det fria. I rökgasförbränningsrummet 13 är anordnade omväxlande från rummets motsatta väggar utskjutande organ 28 av. metall eller keramiskt material, vilka tvingar en ge- nom rummet strömmande gas att ta en slingrande bana därigenom, vilket medför att gasturbulensen ökar. Den i pannan befintliga delen av rökgaskanalen innehåller pannans värmeyta, som här visas som en vattenmantel 19.The flue gas combustion chamber 13 is connected via an opening 17 to the flue gas duct of the boiler, which is arranged to lead the gas remaining after combustion in the gas combustion chamber 13 to the outside via a chimney. In the flue gas combustion chamber 13, means 28 projecting alternately from the opposite walls of the chamber are arranged. metal or ceramic material, which forces a gas flowing through the room to take a meandering path therethrough, which causes the gas turbulence to increase. The part of the flue gas duct present in the boiler contains the heating surface of the boiler, which is shown here as a water jacket 19.

Under eldstaden ll är en förbränningslufttillförselkanal 20 för de båda rummen 12, 13 anordnad, vilken även tjänstgör som askupptagningsutrymme. Kanalen 20 har ett inlopp med en pâ konventionellt sätt medelst en termo- stat och tillhörande manöverorgan 21 styrd lucka 22, varmed mängden i kanalen inströmmande luft kan regleras.Under the fireplace 11, a combustion air supply duct 20 for the two rooms 12, 13 is arranged, which also serves as an ash receiving space. The duct 20 has an inlet with a hatch 22 controlled in a conventional manner by means of a thermostat and associated operating means 21, with which the amount of air flowing into the duct can be regulated.

Bränsleförbränningsrummets 12 luftinlopp har formen av en rost 23, som enligt fig 2 har avtagande luftgenom- släppningsarea i riktning mot öppningen 16 till rökgas- förbränningsrumet 13. Rnmmets 13 luftinlopp har också formen av en rost 24, som för reglering av lufttillför- 10 15 20 25 30 35 79069134» 3 seln till rummet 13 har ett spjäll 25. Pâ pannans fram- sida är en bränsletillförsellucka 26 och sotningsluckor 27 anordnade. För att förbättra pannans verkningsgrad vid reducerat effektuttag har vattenmanteln 19 minst ett spjäll 29, som vid öppning avkortar rökgasbanan i-pan- nan. Enligt fig 3, som visar en sektion genom eldsta- den parallellt med pannans framsida, divergerar de eld- staden avgränsande väggarna uppåt från luftinloppet för att sedan sträcka sig parallellt med varandra ut- över en förutbestämd sträcka, varefter de konvergerar för att bränsle icke skall kilas fast i eldstadens övre del.The air inlet of the fuel combustion chamber 12 is in the form of a grate 23, which according to Fig. 2 has a decreasing air passage area in the direction of the opening 16 to the flue gas combustion chamber 13. The air inlet of the space 13 also has the shape of a grate 24, which regulates air supply. 25 30 35 79069134 »3 the harness to the room 13 has a damper 25. On the front of the boiler a fuel supply hatch 26 and soot hatches 27 are arranged. In order to improve the efficiency of the boiler at reduced power consumption, the water jacket 19 has at least one damper 29, which when opened shortens the flue gas path in the boiler. According to Fig. 3, which shows a section through the fireplace parallel to the front of the boiler, the fireplace delimiting delimiting walls upwards from the air inlet and then extending parallel to each other over a predetermined distance, after which they converge so that fuel is not wedged in the upper part of the fireplace.

Bränsle, t ex ved 15, placeras i bränsleförbrän- ningsrummet 12 via den med luckan 26 förslutbara bräns- letillförselöppningen och antändes. Pâ grund av att bränsleförbränningsrummet 12 är isolerat från återsto- den av pannan uppstâr därvid en mycket hög temperatur i rummet. Det kan i vissa fall vara lämpligt att förse rummet med invändiga blanka ytor. I rummet 12 sker dels en förbränning, dels en förgasning av ovanför glöden befintligt bränsle. Rökgaserna strömmar via öppningen 16 in i rökgasförbränningsrummet 13 där de förbrännes vid en ännu högre temperatur. Den för förbränningen i de båda rummen erforderliga förbränningsluften till- föres via kanalen 20 och den tillförda mängden luft regleras med hjälp av luckan 22, som i sin tur är reg- - lerbar medelst termostaten. Det har vid försök visat sig fördelaktigt att ha en gemensam tilloppskanal för luften till de båda utrymmena, dvs primär- och sekun- därluften, varvid förhållandet mellan de tillförda luftmängderna inställes vid tillverkningen av pannan, men kan, om så erfordras, justeras med hjälp av spjäl- let 25. Då gaserna strömmar genom rökgasförbrännings- rummet 13 träffar de på de utskjutande organen 28 och tvingas avvika åt ena eller andra hållet, vilket medför en ökning av gasturbulensen. Organen 28, som är av me- tall eller keramiskt material, upphettas till en mycket hög temperatur under gasförbränningen och då gaserna 790691341 10 15 20 25 30 35 4 bestryker desamma förbättras förbränningsverkan. I rum- met 13 förbrännes rökgaserna huvudsakligen fullständigt, varför den gas, som strömmar ut genom gasförbrännings- rummets utlopp 17 är mycket ren. Den genom utloppet 17 utströmmande gasen bringas därefter i beröring med värmeytan 19 (vattenmanteln), som kan vara av konven- tionell konstruktion men med fördel kan ha värmeupp- tagande flänsar på sina nedätvända ytor. Spjället 29 i vattenmanteln 19 är anordnat för att möjliggöra en minsk- ning av mantelns av rökgasen bestrykbara area, vilket är fördelaktigt vid reducerat varmvattenuttag genom att man därigenom kan anpassa aktiviteten i eldstaden till det aktuella värmeuttaget och skorstenstemperaturen.Fuel, eg wood 15, is placed in the fuel combustion chamber 12 via the fuel supply opening closable with the door 26 and ignited. Due to the fact that the fuel combustion chamber 12 is isolated from the remainder of the boiler, a very high temperature arises in the chamber. In some cases it may be appropriate to provide the room with interior glossy surfaces. In room 12 there is partly a combustion and partly a gasification of fuel present above the embers. The flue gases flow via the opening 16 into the flue gas combustion chamber 13 where they are burned at an even higher temperature. The combustion air required for the combustion in the two chambers is supplied via the duct 20 and the supplied amount of air is regulated by means of the door 22, which in turn is controllable by means of the thermostat. It has proved advantageous in experiments to have a common supply duct for the air to the two spaces, ie the primary and secondary air, whereby the ratio between the supplied air volumes is set in the manufacture of the boiler, but can, if necessary, be adjusted by means of the damper 25. As the gases flow through the flue gas combustion chamber 13, they hit the projecting means 28 and are forced to deviate in one direction or the other, which leads to an increase in the gas turbulence. The members 28, which are made of metal or ceramic material, are heated to a very high temperature during the gas combustion and when the gases coat them, the combustion effect is improved. In the chamber 13, the flue gases are substantially completely combusted, so that the gas flowing out through the outlet 17 of the gas combustion chamber is very clean. The gas flowing out through the outlet 17 is then brought into contact with the heating surface 19 (water jacket), which may be of conventional construction but may advantageously have heat-absorbing flanges on its downward-facing surfaces. The damper 29 in the water jacket 19 is arranged to enable a reduction of the area of the flue gas-coatable surface of the jacket, which is advantageous with reduced hot water outlet by thereby being able to adapt the activity in the fireplace to the current heat outlet and chimney temperature.

Den på ritningen visade pannan har formen av en enkel villapanna men uppfinningsprincipen är också tillämpbar på andra typer av pannor och eldstäder.The boiler shown in the drawing has the shape of a simple domestic boiler, but the principle of invention is also applicable to other types of boilers and fireplaces.

Sålunda kan man med fördel placera en stokeranläggnings bränsleförbränningsdel i rumet 12 och leda de från denna del kommande rökgaserna till rummet 13 för för- bränning. Därigenom tillvaratar man också det värme som stokeranläggningens förbränningsanordning annars utstrålar till ingen nytta. Uppfinningsprincipen kan också tillämpas på en öppen spis, i vilket fall rökgas- utloppet från bränsleförbränningsrummet 12 lämpligen är placerat upptill i väggen 14, för att där möta se- kundär luft, som inledes via en kanal.Thus, it is advantageous to place a fuel combustion part of a stoker plant in the chamber 12 and direct the flue gases coming from this part to the combustion chamber 13. In this way, the heat that the combustion plant's combustion device otherwise radiates to no avail is also utilized. The principle of the invention can also be applied to a fireplace, in which case the flue gas outlet from the fuel combustion chamber 12 is suitably located at the top of the wall 14, in order to meet there secondary air, which is introduced via a duct.

Anordningen enligt uppfinningen har visat sig särskilt lämplig för användning med ved men också andra bränslen, som avger tillräcklig mängd gas, t ex kol eller bricketter, är användbara. Man kan i detta sam- manhang också tänka sig ett speciellt bränsle i kulform, vilket består av en blandning av kol och sågspån, som sammanhâlles medelst ett cellulosaklister.The device according to the invention has proved to be particularly suitable for use with wood, but other fuels which emit a sufficient amount of gas, for example coal or briquettes, are also useful. In this context, a special fuel in the form of a ball can also be imagined, which consists of a mixture of carbon and sawdust, which is held together by means of a cellulose adhesive.

Genom den beskrivna kombinerade förbränningen och förgasningen av bränslet i det isolerade bränsleför- bränningsrummet l2 kan man betydligt förlänga den tid, som erfordras för förbränning av den totala bränsle- l mängden, så att intervallerna mellan bränslepâfyllningarna 719069134: 5 kan förlängas i betydande grad. Den fullständiga rök- gasförbränningen i rummet 13 medför icke blott att bränslets värmeinnehåll tillvaratages på bästa möjliga sätt utan även nästan helt rena avgaser, varigenom 5 luftförorening förhindras.By the described combined combustion and gasification of the fuel in the insulated fuel combustion chamber 12, the time required for combustion of the total amount of fuel 1 can be significantly extended, so that the intervals between the fuel fillings can be significantly extended. The complete combustion of flue gas in the room 13 means not only that the heat content of the fuel is utilized in the best possible way, but also almost completely clean exhaust gases, whereby air pollution is prevented.

Claims

A patent for heat recovery from solid fuels, in particular a boiler for wood burning, comprising a heat-insulated fireplace (ll) for gasifying the fuel, means (20) for supplying combustion air to the fireplace (ll), one from the fireplace (ll) separate gas combustion space (13), which has a separately adjustable air inlet (24) and is located next to a heat-absorbing surface (19), and a flue gas duct (18), characterized in that the gas combustion space (13) is provided with in the gas stream flowing in from the fireplace (II) alternating from opposite sides approximately perpendicularly projecting and overlapping means (28) of refractory material to increase the gas turbulence and improve the combustion effect.