SE501416C2

SE501416C2 - Combustion unit for solid fuels, e.g. pellets - comprises fuel feed, e.g. spiral conveyor, having first pipe connectable to outer mouthpiece and which is connected to second, larger pipe in region of inner mouthpiece

Info

Publication number: SE501416C2
Application number: SE9304219A
Authority: SE
Inventors: Lennart Altberg
Original assignee: Lennart Altberg
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-02-13
Also published as: SE9304219D0; SE9304219L

Abstract

The unit comprises an inner mouthpiece (4) of the first pipe (1) situated at a significant axial distance from the opposing inner mouthpiece (5) of the second pipe (2). The region of the second pipe (2) between the two inlets (4,5) surrounds or adjoins an essentially free region (9) which serves as a combustion chamber into which fuel is fed via the inner mouthpiece (4) of the first pipe (1). Located in either connection to the circular gap (6) is a member (18) for causing the incoming air to rotate or turn so as to produce a turbulent flow of air which is mixed intensively with the fuel as it emerges from the inner mouthpiece (4) of the first pipe (1).

Description

501 10 15 20 25 30 35 416 2 dålig förbränning av bränslet är uppenbar. 501 10 15 20 25 30 35 416 2 poor combustion of the fuel is obvious.

Uppfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda brister och skapa ett brännarhuvud som säker- ställer intensiv inblandning av erforderlig förbrännings- luft i bränslet. Ett grundläggande syfte med uppfinningen är sålunda att skapa ett brännarhuvud vid vilket för- bränningsluften bringas i intensiv kontakt med enskilda bränslekroppar i samband med förbränning i ifrågakommande brännkammare. Ett annat syfte med uppfinningen är att skapa ett brännarhuvud som är konstruktivt enkelt och låter sig installeras i en panna pà ett enkelt och bekvämt sätt samtidigt som underhållet av brännarhuvudet låter sig genomföras på ett smidigt och rationellt sätt.OBJECTS AND FEATURES OF THE INVENTION The present invention aims to eliminate the above-mentioned shortcomings and to create a burner head which ensures intensive mixing of the required combustion air in the fuel. A basic object of the invention is thus to create a burner head at which the combustion air is brought into intensive contact with individual fuel bodies in connection with combustion in the combustion chamber in question. Another object of the invention is to create a burner head which is constructively simple and can be installed in a boiler in a simple and convenient manner while at the same time the maintenance of the burner head can be carried out in a smooth and rational manner.

Ovannämnda syften ernás enligt uppfinningen medelst de särdrag som är angivna i patentkravets l kännetecknande del. brännarhuvudet är vidare angivna i de osjälvständiga Fördelaktiga utförandeformer av det uppfinningsenliga kraven.The above-mentioned objects are achieved according to the invention by means of the features stated in the characterizing part of claim 1. the burner head are further specified in the dependent Advantageous embodiments of the claims according to the invention.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är FIG 1 en längdsektion genom brännarhuvudet enligt upp- finningen, FIG 2 en från höger i fig 1 betraktad ändvy av samma brännarhuvud, och FIG 3 en förstorad längdsektion genom det första, inre rör som ingår i brännarhuvudet.Brief Description of the accompanying Drawings In the drawings, Fig. 1 is a longitudinal section through the burner head according to the invention, Fig. 2 an end view of the same burner head viewed from the right in Fig. 1, and Fig. 3 an enlarged longitudinal section through the first inner tube included in the burner head.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfinningen Huvudkomponenterna i det uppfinningsenliga brännar- huvudet utgörs av ett första, 1 och ett yttre, har en yttre mynning 3 som är på lämpligt sätt anslutbar inre rör generellt betecknat andra rör betecknat 2. Det första röret 1 till en såsom bränslematare tjänande transportskruv (ej visad). En inre mynning är betecknad 4. En motsvarande inre mynning hos det yttre röret 2 är betecknad 5. De båda rören kan med fördel ha väsentligen cylindrisk form, 10 15 20 25 30 35 501 416 3 varvid ytterröret 2 har påtagligt större diameter än innerröret 1, varigenom mellan de partier av rören som överlappar varandra bildas en ringformig luftspalt 6.Detailed Description of a Preferred Embodiment of the Invention The main components of the burner head according to the invention consist of a first, 1 and an outer, an outer mouth 3 which is suitably connectable inner tube generally designated second tube designated 2. The first tube 1 to a transport screw (not shown) serving as a fuel feeder. An inner orifice is designated 4. A corresponding inner orifice of the outer tube 2 is designated 5. The two tubes may advantageously have a substantially cylindrical shape, the outer tube 2 having a substantially larger diameter than the inner tube 1. , whereby an annular air gap 6 is formed between the portions of the tubes which overlap each other.

Lämpligen, ehuru ej nödvändigtvis, är rören 1, 2 kon- centriskt anordnade i förhållande till varandra, närmare bestämt kring en med A betecknad central axel. De båda rören är inbördes förbundna via en tvärs eller vinkelrätt mot axeln A sig sträckande förbindelsevägg 7. Såsom tyd- ligt framgår av fig l är det inre röret 1 anordnat med ett första parti 1' beläget på väggens 7 insida, medan ett andra, yttre parti 1" är beläget på väggens utsida. Den ringformiga luftspalten 6 är sålunda lokaliserad på väggens 7 insida och för att medge införande av luft i spalten 6 utifrån är i väggen 7 urtagna en mångfald hål 8 vilka lämpligen är ekvidistant fördelade utmed en inner- röret 1 omslutande cirkel (se även fig 2).Suitably, although not necessarily, the tubes 1, 2 are concentrically arranged in relation to each other, more specifically around a central axis denoted by A. The two pipes are interconnected via a connecting wall 7 extending transversely or perpendicularly to the axis A. As is clear from Fig. 1, the inner pipe 1 is arranged with a first portion 1 'located on the inside of the wall 7, while a second, outer portion 1 "is located on the outside of the wall. The annular air gap 6 is thus located on the inside of the wall 7 and in order to allow the introduction of air into the gap 6 from the outside, a plurality of holes 8 are recessed in the wall 7 which are suitably equidistantly distributed along an inner tube. 1 enclosing circle (see also Fig. 2).

Såsom klart framgår av fig l är det första rörets l inre mynnin" 4 belägen på betydande axiellt avstånd från motsvarande inre mynning 5 hos det andra röret 2. Med av röret 1 som sticker in i ytterröret 2 betydligt kortare än röret 2. I praktiken bör rörpartiet 1' ha en längd som utgör högst 1/3, företrädes- andra ord är det parti 1' vis maximalt 1/4 av det andra rörets 2 längd. I exemplet enligt fig 1 utgör rörpartiets 1' längd endast ca 20% av rörets 2 längd. Mellan de båda mynningarna 4, 5 bildas sålunda ett förhållandevis stort, fritt utrymme inuti röret 2. Detta utrymme bildar en med 9 betecknad bränn- kammare till vilken ifrågakommande bränsle tillförs via Närmare bestämt förs bränslet, fördel kan utgöras av pellets, innerröret l. som med in i röret l förmedelst den till detta anslutna bränslemataren och matas ut via mynningen 4 varefter detsamma under förbränning faller ned på den botten som bildas av ytterrörets 2 undre parti.As is clear from Fig. 1, the inner mouth 4 of the first tube 1 is located at a significant axial distance from the corresponding inner mouth 5 of the second tube 2. With of the tube 1 projecting into the outer tube 2 considerably shorter than the tube 2. In practice, the pipe section 1 'has a length which does not exceed 1/3, in other words the section 1' is at most 1/4 of the length of the second pipe 2. In the example according to Fig. 1 the length of the pipe section 1 'constitutes only about 20% of the pipe Between the two orifices 4, 5 a relatively large, free space is thus formed inside the pipe 2. This space forms a combustion chamber designated by 9 to which fuel is supplied via More specifically, the fuel is conveyed, advantage may consist of pellets, the inner pipe l. which enters the pipe 1 by means of the fuel feeder connected thereto and is discharged via the mouth 4, after which the same during combustion falls down on the bottom formed by the lower part of the outer pipe 2.

I exemplet är ytterröret 2 demonterbart anslutet till förbindelseväggen 7 via ett skruv- eller bultförband 10 vars enskilda bultar griper in dels i hål i väggen 7, dels i analoga hål i en på rörets 2 yttre ände påsvetsad ring- 501 10 15 20 25 30 35 416 4 fläns ll. Väggen 7, som består av plåt och kan ha fyrkan- tig konturform, har vid sina ytterkanter en inåtriktad sarg 12 vars innerkant kan anslutas mot utsidan av en (icke visad) värmepanna. Via en på väggens 7 utsida på- svetsad mellanfläns 13 är väggen vidare förbunden med en vinkelrätt mot axeln A sig sträckande anslutningsfläns 14 vilken exempelvis via ett bultförband kan demonterbart anslutas till en motsvarande anslutningsfläns hos ifråga- kommande bränslematare eller transportskruv (ej visad).In the example, the outer pipe 2 is detachably connected to the connecting wall 7 via a screw or bolt connection 10 whose individual bolts engage partly in holes in the wall 7, partly in analog holes in a ring-welded ring on the outer end of the pipe 2 501 10 15 20 25 30 35 416 4 flange ll. The wall 7, which consists of sheet metal and may have a square contour shape, has at its outer edges an inwardly directed rim 12 whose inner edge can be connected to the outside of a heating boiler (not shown). Via an intermediate flange 13 welded to the outside of the wall 7, the wall is further connected to a connecting flange 14 extending perpendicularly to the axis A which, for example via a bolted connection, can be detachably connected to a corresponding connecting flange of the fuel feeder or transport screw (not shown).

Nu hänvisas till fig 3 som visar en föredragen ut- förandeform av innerröret 1. Detta rör kan i praktiken med fördel förfärdigas av gjutjärn som gjuts i ett enda stycke under bildande av en cylinderformad kropp med den längd- sektionsform som illustreras i fig 3. Rörets eller rör- kroppens inre parti 1' avgränsas sålunda förmedelst en utvändig ansats 15 vilken i monterat skick anpressas mot förbindelseväggens 7 utsida. Förutom denna utvändiga ansats 15 inbegriper rörkroppen även en invändig ansats 16 mot vilken den inre änden av ett i bränsletransportskruven ingående rör kan anläggas. De utvändiga mantelytorna på de båda rörpartierna l', l" kan med fördel vara cylindriska, medan den invändiga ytan 17 kan ha koniskt avsmalnande form, närmare bestämt på så sätt att loppet genom röret smalnar av i riktning mot den inre mynningen 4.Reference is now made to Fig. 3 which shows a preferred embodiment of the inner tube 1. This tube can in practice be advantageously made of cast iron which is cast in a single piece to form a cylindrical body with the longitudinal sectional shape illustrated in Fig. 3. or the inner portion 1 'of the pipe body is thus delimited by means of an external shoulder 15 which in mounted condition is pressed against the outside of the connecting wall 7. In addition to this external shoulder 15, the pipe body also includes an internal shoulder 16 against which the inner end of a pipe included in the fuel transport screw can be abutted. The outer shell surfaces of the two pipe portions 1 ', 1 "may advantageously be cylindrical, while the inner surface 17 may have a conically tapered shape, more specifically in such a way that the passage through the pipe tapers in the direction of the inner mouth 4.

Nu hänvisas till fig 2 som illustrerar hurusom på insidan och ett blad 18. vart och ett av hålen anordnat ett samverkande blad 18 som av förbindelseväggen 7 är i anslutning till vart av lufthålen 8 anordnade snedställda vingar eller Närmare bestämt är på lämpligt avstånd innanför då det träffas av en genom det enskilda hålet 8 passerande luftstråle avlänkar luftstrålen från dennas axiella bana till en tangentiell eller snedställd rörelsebana. Med andra ord kommer de olika vingbladen 18 att försätta den inkommande luften i en roterande rörelse under åstadkom- mande av ett turbulent luftflöde som säkerställer särdeles intensiv blandning av luften med det bränsle som matas in i kammaren 9 via rörmynningen 4. Nämnda blad 18 är med 10 15 20 25 30 35 501 416 5 fördel fastsvetsade pà insidan av förbindelseväggen 7.Reference is now made to Fig. 2 which illustrates whether on the inside and a blade 18. each of the holes is arranged a cooperating blade 18 which by the connecting wall 7 is in connection with each of the air holes 8 arranged oblique wings or More specifically at a suitable distance inside when it hit by an air jet passing through the individual hole 8 deflects the air jet from its axial path to a tangential or oblique path of movement. In other words, the various vane blades 18 will put the incoming air in a rotating motion while providing a turbulent air flow which ensures particularly intense mixing of the air with the fuel fed into the chamber 9 via the orifice 4. Said blade 18 is with 10 15 20 25 30 35 501 416 5 advantage welded to the inside of the connecting wall 7.

Det skall även noteras att mellanflänsen 13 och rör- partiet 1" tillsammans med à ena sidan förbindelseväggen 7 och à andra sidan den anslutningsfläns hos transportskru- ven som anligger mot anslutningsflänsen 14 avgränsar ett väsentligen ringformigt utrymme 19. Till detta ringutrymme 19 är i praktiken ansluten en lämpligen elektriskt driven fläkt (ej visad) varmedelst luft kan matas in i utrymmet för vidarebefordran till luftspalten 6 via hälen 8.It should also be noted that the intermediate flange 13 and the pipe section 1 "together with on one side the connecting wall 7 and on the other hand the connecting flange of the transport screw which abuts against the connecting flange 14 delimits a substantially annular space 19. To this annular space 19 is in practice connected a suitably electrically driven fan (not shown) by means of which air can be fed into the space for transmission to the air gap 6 via the heel 8.

Det uppfinningsenliga brännarhuvudet fungerar pà följande sätt. Pellets eller annat granulärt, fast bränsle matas in i innerröret 1 via den till detta anslutna matar- anordningen samtidigt som luft tillförs utrymmet 19 medelst ifràgakommande fläkt. Bränslet matas ut genom mynningen 4 och faller ned på brännkammarens 9 botten samtidigt som brännkammaren tillförs ett intensivt, turbu- lent luftflöde genom att den tillförda luften bringas att passera de enskilda hàlen 8 och därefter via de snedställ- da bladen 18 vilka försätter luften i rotations- eller vridrörelse. När förbränningsluften därför träffar de enskilda bränslekroppar som matas ut ur rörmynningen 4 kommer luften att allsidigt omsvepa bränslekropparna och säkerställa intensiv förbränning av dessa. Den aska som bildas pà förbränningskammarens botten kommer successivt att avlägsnas ur kammaren genom att helt enkelt falla ut Praktiska försök har visat att vid förbränningen bildas en ren, distinkt flamma ur röret 2 via dettas inre mynning 5. som via rörmynningen 5 riktar sig inàt mot värmepannans inre.The burner head according to the invention operates in the following manner. Pellets or other granular solid fuel are fed into the inner tube 1 via the feeder device connected to it at the same time as air is supplied to the space 19 by means of the fan in question. The fuel is discharged through the mouth 4 and falls to the bottom of the combustion chamber 9 at the same time as the combustion chamber is supplied with an intense, turbulent air flow by causing the supplied air to pass the individual holes 8 and then via the inclined blades 18 which put the air in rotation - or rotational movement. Therefore, when the combustion air hits the individual fuel bodies discharged from the orifice 4, the air will wrap the fuel bodies in all directions and ensure intensive combustion thereof. The ash formed on the bottom of the combustion chamber will be gradually removed from the chamber by simply falling out. Practical experiments have shown that during combustion a clean, distinct flame is formed from the tube 2 via its inner mouth 5 which via the tube mouth 5 faces inwards towards the boiler. internal.

Utbyte av förslitna komponenter låter sig enkelt genomföras i det att såväl innerröret 1 som ytterröret 2 är demonterbart anordnade pà den stomme eller hállare som bildas av förbindelseväggen 7.Replacement of worn components can be easily carried out in that both the inner tube 1 and the outer tube 2 are removably arranged on the frame or holder formed by the connecting wall 7.

Claims

501 416 10 15 20 25 30 35 6 PATENT CLAIMS

Combustion burner head comprising, for example, a transport screw, with an outer solid fuel, such as pellets, a fuel feeder, orifice (3) connectable to first tube (1) enclosed in the region of an inner orifice (4) of a second, coarser pipe (2), an annular gap (6) being formed between the pipes through which combustion air can be taken in from the outside and made to pass - that the inner mouth (4) of the first pipe (1) is located at a significant axial distance from said inner mouth (4) externally if this, drawn therefrom, corresponds to the inner mouth (5) of the second pipe (2), the second pipe (2) enclosing in the area between said mouths (4, 5) or delimits a substantially free space (9) which serves as a combustion chamber in which fuel discharged via the inner mouth (4) of the first pipe (1) will be combusted, and that in or adjacent to said annular gap ( 6) are provided means (18) for placing the incoming air in a root motion or rotational motion while producing a turbulent air flow which intensively mixes with the fuel discharged from the inner mouth (4) of the first tube (1).

Burner head according to Claim 1, characterized in that the portion (1 ') of the first tube (1) which projects - preferably concentrically - into the second tube (2) has a length not exceeding 1 / 3, preferably a maximum of 1/4 of the length of the second tube.

Burner head according to claim 1 or 2, characterized in that the two pipes (1, 2) are interconnected via a connecting wall (7) extending across the longitudinal axis of the pipes in which there are holes (8) to allow passage of air into in said ring gap. t e c k n a t thereof,

Burner head according to claims 1 and 3, characterized in that the means for setting the air in rotational motion consists of a number of wings or blades (18) corresponding to the number of wall holes (8) which are inclined 10 15 20 25 30 35 501 416 7 relative to the connecting wall (7) for redirecting each axial air jet through the individual hole (8) to a transverse air flow.

Burner head according to claim 3 or 4, characterized in that the first tube (1) has an internal shoulder (16) for abutment against the end of a tube inserted in said first tube and included in the fuel feeder, and a external shoulder (15) which can be mounted against said connecting wall (7).

Burner head according to one of Claims 3 to 5, in that the connecting wall (7) has, at its outer edges, a boiler facing and a removable rim (12) facing inwards towards an edge thereof.

Burner head according to one of Claims 3 to 6, characterized in that an intermediate flange (13) is arranged on the outside of the connecting wall, which at its outer edge has a radial, half-provided connecting flange (14) for connection to an analogous connection flange of the fuel feeder. wherein between an outer portion (1 ") of the first pipe (1) projecting from the connecting wall (7) and said intermediate flange (13) an annular space (19) is formed to which air is supplied by means of a fan before it passes through the holes. (8) in the connecting wall (7) and into the annular gap (6).