SE463576B

SE463576B - BURNER MAKES FIXED BRAENLES, EQUIPPED WITH DEVICES FOR AUTHORIZATION OF COMPLETE PRESCRIPTION

Info

Publication number: SE463576B
Application number: SE8902683A
Authority: SE
Inventors: Jan Wiklund
Original assignee: Jan Wiklund
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1990-12-10
Also published as: SE8902683D0; WO1992002762A1

Description

465 576 10 15 20 25 30 35 kännetecken som anges i den kännetecknande delen av patent- kravet 1. 465 576 10 15 20 25 30 35 characteristics set out in the characterizing part of the requirement 1.

Enligt känd teknik tillföres sekundärluft vid brännaren enligt uppfinningen till gaserna i gashalsen för åstadkommande av efterförbränning. Denna är i hög grad beroende av hur effek- tivt sekundärluften blandas med gaserna. Enligt uppfinningen förbättras denna inblandning på ett synnerligen enkelt sätt genom att i ett område vid gashalsens inloppsände delas gas- strömmen upp i ett antal delströmmar i delkanaler i en stryp- platta av keramiskt material. I var och en av dessa delkanaler tillföres erforderlig mängd sekundärluft väsentligen tangen- tiellt i närheten av delkanalens inloppsände för åstadkommande av en kraftig virvel av sekundärluft i delkanalen samtidigt som denna genomströmmas av en delström av förbränningsgas. I delkanalen åstadkommes sålunda en synnerligen effektiv inblandning av syre i gasen, vilket medför en kraftigt intensifierad förbränning med åtföljande hög temperatur. När gasblandningen lämnar delkanalerna erhålles en kraftig expansion med åtföljande turbulens i gashalsen efter var och en av delkanalerna och dessa turbulenta strömmar blandar sig nu med varandra under ytterligare efterförbränning och temperaturökning. vid utförda prov har uppmätts temperaturer i storleksordningen 1100-l200°C. De från gashalsen avgående gaserna blir därigenom renare än hittills. vilket är av största värde med hänsyn till miljökrav. De relativt rena gaserna medför även den fördelen att de ej sotar värmeupp- tagande ytor i till exempel en värmeväxlare så snabbt som hittills. När man bränner sopor ligger det tillåtna värdet för halten av dioxiner vid 0.1 ppm. vid utförda prov med en brännare enligt uppfinningen har konstaterats att vid för- bränning av briketter av sopor låg det aktuella dioxinvärdet omkring 0.05 ppm. vilket får anses vara en avsevärd förbätt- ring.According to the prior art, secondary air is supplied to the burner according to the invention to the gases in the gas neck to provide afterburning. This is highly dependent on the effectiveness of The secondary air is mixed with the gases. According to the invention this mixture is improved in a very simple way by dividing the gas in an area at the inlet end of the gas neck upstream in a number of substreams in subchannels in a choke plate of ceramic material. In each of these subchannels the required amount of secondary air is supplied substantially tangentially near the inlet end of the subchannel for effect of a strong vortex of secondary air in the sub-duct at the same time as this is traversed by a partial stream of combustion gas. IN the subchannel is thus provided with an extremely efficient mixture of oxygen in the gas, which causes a strong intensified combustion with accompanying high temperature. When the gas mixture leaving the subchannels is obtained a strong expansion with concomitant turbulence in the throttle neck after each one of the sub-channels and these turbulent currents mix now with each other during further afterburning and temperature increase. during tests performed, temperatures have been measured in on the order of 1100-1200 ° C. Those departing from the throttle the gases will thus be cleaner than before. which is off greatest value with regard to environmental requirements. They are relatively clean the gases also have the advantage that they do not soot heat surfaces in, for example, a heat exchanger as fast as to date. When burning rubbish, the permissible value is the content of dioxins at 0.1 ppm. in tests performed with a burners according to the invention have been found that in burning of briquettes of garbage was the current dioxin value about 0.05 ppm. which can be considered a significant ring.

En lämplig utföringsform av brännaren enligt uppfinningen visas schematiskt på bifogade ritningar. 10 15 20 25 30 35 463 576 Fig. 1 är en längdsektion genom en brännare enligt uppfinning- En.A suitable embodiment of the burner according to the invention is shown schematically in the accompanying drawings. 10 15 20 25 30 35 463 576 Fig. 1 is a longitudinal section through a burner according to the invention. One.

Fig. 2 är en horisontalsektíon genom brännaren.Fig. 2 is a horizontal section through the burner.

Fig. 3 är en separat delbild ovanifrån av strypplattan med delkanaler mellan brännkammaren och gashalsen.Fig. 3 is a separate partial view from above of the throttling plate with sub-channels between the combustion chamber and the gas neck.

Fig. 4 är en schematisk perspektivbild av en delkanal.Fig. 4 is a schematic perspective view of a subchannel.

Brännaren 10 är enkelt uppbyggd av ett fåtal delar och består av en bottenplatta 12 i en brännkammare 14. två sídoväggar 16 ovh 18. en ändvägg 20 samt ett tak i form av en takplatta 22 och en strypplatta 24 med delkanaler 26. Ovanför strypplattan ansluter sig en rörformad gashals 28 som kan vara ansluten till en icke visad värmeväxlare.The burner 10 is easily constructed of a few parts and consists of a base plate 12 in a combustion chamber 14. two side walls 16 ovh 18. an end wall 20 and a roof in the form of a roof plate 22 and a choke plate 24 with subchannels 26. Above the choke plate connects a tubular gas neck 28 which may be connected to a heat exchanger (not shown).

De ovan nämnda detaljerna är av keramiskt material.The above-mentioned details are of ceramic material.

Den keramiska strypplattan 24 har en tjocklek som är minst 4 cm så att delkanalerna 25 har en motsvarande längd, betecknad med H i Fig. 4. Delkanalernas diameter betecknas med D. I det visade exemplet är diametern D ungefär 1,5 gånger längden H.The ceramic choke plate 24 has a thickness of at least 4 cm so that the sub-channels 25 have a corresponding length, denoted with H in Fig. 4. The diameter of the subchannels is denoted by D. In it shown example, the diameter D is approximately 1.5 times the length H.

I det visade exemplet finns tre delkanaler 26 (Fig. 3).In the example shown, there are three subchannels 26 (Fig. 3).

Bränslet tillföres kontinuerligt genom ett rör 30 från ett förråd till en transportskruv 32 som matar in bränslet genom en inloppsöppníng vid brännkammarens främre ände. Vid denna ände finns en anslutning 34 till en automatisk tändare.The fuel is supplied continuously through a pipe 30 from one supply to a transport screw 32 which feeds the fuel through an inlet opening at the front end of the combustion chamber. At this end there is a connection 34 to an automatic lighter.

Brännkammarens väggar är isolerade med ett ísolermaterial 36 på känt sätt.The walls of the combustion chamber are insulated with an insulating material 36 in a known manner.

Bränslet 38 på bottenplattan 12 har ett främre omrâde 38A, där bränslet torkas vid en temperatur av 100-200°C, och ett bakre område 383, där det fuktiga bränslet börjar förgasas under tillförsel av primärluft genom tre munstycken 40 i sidoväggar- 465 576 10 15 20 25 30 35 na 16, 18. Munstyckena riktar primärluftströmmarna snett bakåt så att primärluften bidrar till att mata aska och liknande fasta partiklar fram till bottenplattans bakre ändkant 42, där askan m.m. faller ned till en tvärgående transportskruv för utmatning av aska och oförbrända partiklar.The fuel 38 on the base plate 12 has a front area 38A, there the fuel is dried at a temperature of 100-200 ° C, and a rear area 383, where the moist fuel begins to gasify below supply of primary air through three nozzles 40 in the side wall 465 576 10 15 20 25 30 35 na 16, 18. The nozzles direct the primary air currents obliquely backwards so that the primary air helps to feed ash and the like solid particles up to the rear end edge 42 of the base plate, there askan m.m. falls down to a transverse transport screw for discharge of ash and unburned particles.

Ovanför bottenplattans 12 bakre ändparti och nedanför stryp- plattan 24 finns det område i brännkammaren där gastempera- turen ligger över 600°C och bränslets flyktiga beståndsdelar självantändes ovanför bränslebädden. vid temperaturer över 800°C erhålles förbränning av förkolnade bränslepartiklar och vissa tjäror i bränslebädden.Above the rear end portion of the base plate 12 and below the throttle plate 24, there is an area in the combustion chamber where the gas temperature the temperature is above 600 ° C and the volatile constituents of the fuel self-ignited above the fuel bed. at temperatures above 800 ° C combustion of charred fuel particles and some tar in the fuel bed.

De delvis oförbrända gaserna strömmar därefter upp mot stryp- plattan 24, där gasströmmen strypes genom att den ledes in i tre delkanaler 26, där gasens hastighet accelereras.The partially unburned gases then flow up to the choke plate 24, where the gas stream is restricted by passing it into three sub-channels 26, where the velocity of the gas is accelerated.

I var och en av delkanalerna tillföres sekundärluft genom ett munstycke 46 som riktar sekundärluftströmmen tangentiellt in i respektive delkanal. vilken ligger i närheten av delkanalens inloppsände på en höjd h från kanalens inloppskant. Denna höjd h är mindre än hälften av kanalens längd H, företrädesvis mindre än 1/3 av denna längd.In each of the sub-ducts, secondary air is supplied through one nozzle 46 which directs the secondary air flow tangentially into respective subchannel. which is located near the subchannel inlet end at a height h from the inlet edge of the duct. This height h is less than half the length H of the channel, preferably less than 1/3 of this length.

Detta medför att sekundärluften strömmar som en virvel genom delkanalen, vilket antydes med pilar 48 i Fig. 4. Gasströmmen genom respektive delkanal antydes med pilar 50 i Fig. 4.This causes the secondary air to flow like a vortex through the subchannel, as indicated by arrows 48 in Fig. 4. The gas flow through each subchannel is indicated by arrows 50 in Fig. 4.

Sekundärluften kommer sålunda att mycket effektivt blandas med gasströmmen och dess brännbara beståndsdelar, vilka sålunda tillföres syre effektivt för erhållande av en effektiv efter- förbränning med åtföljande temperaturstegring redan inuti delkanalen, men även efter denna i gashalsen. De tre del- strömmarna kommer nämligen att expandera kraftigt i gashalsen när de lämnar delkanalerna. vilket medför en ytterligare kraftig turbulens även efter delkanalerna. Förbränningen blir i det närmaste fullständig och sotfri med en gastemperatur upp mot 1100°C eller mera. 10 15 20 25 463 576 Eftersom temperaturen blir hög och därmed upphettníngen av strypplattan 24 blir kraftig, måste denna vara relativt tjock, i det visade exemplet 5 cm. Därmed får delkanalerna en till- räcklig längd H för att önskad virvelbildning skall erhållas under sekundärluftens passage í spiral upp genom delkanalen.The secondary air will thus be mixed in very efficiently the gas stream and its combustible constituents, which thus oxygen is efficiently supplied to obtain an effective combustion with accompanying temperature rise already inside sub-channel, but also after this in the gas neck. The three parts the currents will in fact expand sharply in the gas neck when leaving the subchannels. which entails an additional strong turbulence even after the sub-channels. The combustion becomes almost complete and soot-free with a gas temperature up against 1100 ° C or more. 10 15 20 25 463 576 Because the temperature becomes high and thus the heating off the choke plate 24 becomes strong, it must be relatively thick, in the example shown 5 cm. This gives the sub-channels an additional sufficient length H for the desired vortex formation to be obtained during the passage of the secondary air in a spiral up through the sub-duct.

I det visade exemplet är den totala arean av delkanalerna ungefär hälften av gashalsens tvärsektionsarea. Detta förhål- lande kan emellertid väljas så att den sammanlagda arean av delkanalerna ligger i området 30-70 2 av gashaltens tvär- sníttsarea. Om brännarens kapacitet, dvs. tillförd bränsle- mängd per tidsenhet, är större eller mindre. anpassas delkana- lernas storlek och antal efter den förutbestämda kapaciteten.In the example shown, the total area of the subchannels is about half of the cross-sectional area of the throttle neck. This relationship however, can be selected so that the total area of the sub-channels are in the range 30-70 2 of the transverse sníttsarea. If the capacity of the burner, ie. supplied fuel amount per unit of time, is greater or less. adapted subchannel size and number according to the predetermined capacity.

Därefter ínjusteras den tillförda mängden primärluft och sekundärluft efter den förekommande bränslematningen av det aktuella bränslet så att stabila och effektiva förbränninge- förhâllanden uppnås.Then the supplied amount of primary air and secondary air after the existing fuel supply of it current fuel so that stable and efficient combustion conditions are achieved.

Strypplattan 24 är lätt utbytbar mot en annan strypplatta med andra önskade delkanaler. systemet är väsentligen helt tätt med undantag av de ställen där primärluften respektive sekundärluften tillföres. Detta är väsentligt för erhâllanden av maximalt goda förb“”nnings- förhållanden. Prímärluften och sekundärluften tíllfsres med hjälp av var sin fläkt och kan regleras individuellt.The choke plate 24 is easily replaceable with another choke plate other desired subchannels. the system is essentially completely dense with the exception of those places where the primary air and the secondary air, respectively, are supplied. This is essential for obtaining maximum good conditions. The primary air and the secondary air are included using each fan and can be regulated individually.

Förbränningen kan studeras genom ett synglas 52.Combustion can be studied through a sight glass 52.

Claims

46 10 15 20 25 30 35 '7 O 57 O Patent claim

l. Burners for solid fuels such as wood, wood chips and briquettes of combustible materials. comprising a combustion chamber (14) having a fixed bottom (12) and having at one end an inlet port for receiving continuously supplied fuel from a fuel conveyor such as a conveyor screw (32), blowing nozzles (40) in the side walls (16) of the combustion chamber 18) for supplying primary air to the combustion zone the fuel at the rear end portion of the bottom. where ash and other unburned material fall to a transverse conveyor screw (44) below the rear end edge of the base plate (12), and a gas neck (28) extending upwardly from the rear end portion of the combustion chamber and provided with means for supplying the jug - between the combustion chamber (14) and gas secondary air to the combustion gases in the gas neck. the inlet end of the net (28) is releasably arranged a throttling plate (24) of ceramic material, that the throttling plate (24) has at least two continuous sub-channels (26) which provide a predetermined throttling of the gas flow between the combustion chamber and the gas neck, (H) corresponding to the thickness of the throttling plate (24), that each sub-duct has a substantially tangentially directed secondary air intake (46) which is located at a height (h) from the inlet edge of each sub-duct which is at most equal to half the length (H) of the duct. preferably no more than 1/3 of this. each sub-duct having such a length that the secondary air vortex is efficiently mixed with the flowing combustion gas in the sub-duct and thereby results in an improved afterburning.

Burner according to claim 1, characterized in that the choke plate (24) with the sub-channels has a thickness of at least about 4 cm.

Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the total cross-sectional area of the sub-channels (26) is in the range 30-70 2 of the cross-sectional area of the gas neck (28), preferably about 50 2 and is selected within this range in depending on the fuel in question and the capacity of the burner in question, the throttling plate with sub-channels being replaceable against an end plate with desired sub-channels to achieve the desired cross-sectional area.