DE3016531A1

DE3016531A1 - Vorrichtung zur verbrennung von locker gelagerten feststoffen mittels eines kontinuierlich beschickbaren verbrennungsofen

Info

Publication number: DE3016531A1
Application number: DE19803016531
Authority: DE
Inventors: Siegfried 2301 Osdorf Bieder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-04-29
Filing date: 1980-04-29
Publication date: 1981-11-05
Also published as: DE3016531C2; DK160081A; EP0038962A1

Description

e Schreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung sur Verbrennung von locker gelagerten Feststoffen mittels eines kontinuierlich bescniekbaren Verbrennungsofens, insbesondere von Stroh, für Heizzwecke.

Bei bekannten Verbrennungsöfen für alle Arten von Stroh und Holz werden die festen Brennstoffe von Hand durch eine relativ große Beschickungstür in den Ofen eingegeben. Die durch die Verbrennung der eingegebenen Brennstoffe erzielte Wärmeenergie wird an einen den Verbrennungsofen ummantelnden Warmwasserkreislauf übertragen ur"! für Heizzwecke ausgenutzt. Allerdings ist der Wirkungsgrad dieser Verbrennungsöfen bei insbesondere kompakten Stroh-Hochdruckballen oder Stroh-Rundballen schlecht, da die Flammen nur an der Außenseite des jeweiligen Ballens angreifen können, während das Strohmaterial in den sauerstoffarmen und g<jfο feuchten Zonen überhaupt nicht brennt oder nur schwelt. Die schlechte Verbrennung dieser Feststoffe ist im übrigen mit einem hohen Emissionsanteil von Schadstoffen verbunden, so daß diese Öfen eine erhebliche Belastung der Umwelt mit sich bringen. Bei einem einfach und kompakt aufgebauten, insbesondere auch zur Verbrennung von verdichteten Strohballen geeigneten Ofen (Patentanmeldung P 30 O5 039.6 ) werden die dem Ofen zugeführten Strohballen portioniert und nachverdichtet in den Verbrennungsofen mittels eines in den Verbrennungsofen mündenden Zufuhrrohrs geschoben. Das freie Ende des in den Ofen geschobenen Strohballens beginnt zu brennen und fällt dann auf

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einen sich am unteren Teil der Brennkammer befindlichen Rost herunter und auseinander. Mit dieser besonderen Beschickungsart des Verbrennungsofens wird eine im wesentlichen vollständige Verbrennung des in den Ofen eingebrachten Guts bei außerordentlich geringen Schadstoffen erreicht, so daß der Ofen einen hohen Wirkungsgrad aufweist und keine Belastung für die Umwelt darstellt. Trotz der Vorteile dieses Ofens besteht ein weiteres Bedürfnis nach einer Verbesserung und zwar insbesondere nach einer Verbesserung die unabhängig von dieser besonderen Beschickungsart ist.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Vorrichtung zur Verbrennung von locker gelagerten Feststoffen, insbesondere Stroh, zu schaffen, bei der die Feststoffe mit einem hohen Wirkungsgrad gleichmäßig verbrannt und der Schadstoffanteil wesentlich reduziert ist. Dabei soll die Vorrichtung in ihrem Aufbau einfach und kompakt sein, d.h. daß der Platzbedarf gering und die Herstellungskosten niedrig sind, und darüber hinaus ein sicherer Dauerbetrieb gewährleistet ist. Insgesamt soll die Vorrichtung auch wechselnden Bedingungen, wie etwa unterschiedliche Feuchtigkeitsgrade und Verdichtung, der dem Ofen zugeführten Feststoffe schnell und in einfacher Weise gerecht werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst,durch ein in den Verbrennungsofen mündendes Rohr zum Zuführen von verdichtetem Stroh, an welches ein mit seinem freien offenen Ende in den Ofenraum vorspringender Brenner anschließt.

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Die Zuführung des verdichteten Strohs durch ein in den Verbrennungsofen mündendes Rohr, an dem ein in den Ofenraum vorspringender Brenner anschließt, also die Zufuhr des Strohs in einen dem Ofen vorgeschalteten Brenner, erlaubt eine allseitige Verbrennung des in den Ofen eingeführten Strohs, so daß bereits im Brennerraum eine nahezu vollständige Verbrennung erreicht und dadurch der Schadstoffanfall reduziert ist. Der Brenner erlaubt eine gute Konzentration der Flammbildung um den zugeführten verdichteten Strohballen, so daß die Verbrennung außerordentlich gleichmäßig ist. Durch am Zuführrohr anschließende Führungsstangen, welche sich in Längsrichtung des Zuführrohrs im wesentlichen durch die Brennkammer des Brenners erstrecken, wird nach Verlassen des Zufuhrrohres eine gewisse Entspannung der verdichteten Strohballen bewirkt, so daß Luft in die verdichtete Strohmasse eindringen kann, wobei jedoch der verdichtete Strohballen auf den Führungsstangen noch soweit zusammengehalten und durch die Brennkammer transportiert wird, daß eine gleichmäßige allseitige Verbrennung des in den Ofen eingegebenen Brennguts bewirkt wird» Durch Zuleitung von Primär-bzw. Sekundärluft kann die Verbrennung noch gefördert und können die Brennbedingungen unterschiedlichen Verhältnissen angepaßt werden. Ein der Brennkammer nachgeschaltetes Leitblech bewirkt eine Umleitung der Flammen, so daß der ganze Ofeninnenraum von den Flammen bestrichen wird. Durch den allseitigen Abbrand und die gesteuerte Zufuhr von Verbrennungsluft werden .die Schadstoff-Emissionswerte sehr stark reduziert, was noch

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dadurch gefördert wird, daß sich der größte Teil der schweren Bestandteile in der dem freien Ende des Brenners nachgeschalteten Beruhigungszone des Verbrennungsofens, insbesondere.auf einem am Ofenboden angeordneten Rost, ablagert.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den Patentansprüchen 2 bis 23 zu entnehmen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung durch die Vorrichtung und

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht der Vorrichtung.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus dem Verbrennungsofen 1 und dem Brenner 2, in dem ein in den Verbrennungsofen 1 einmündendes Zuführrohr 3 angeordnet ist.

Das Zuführrohr schließt an eine Beschickungsvorrichtung an, mittels der kontinuierlich zweckmäßigerweise proportioniertes und vorverdichtetes Stroh über das Zuführrohr 3 dem Verbrennungsofen 1 zugeführt wird. Das Zuführrohr 3 kann mit seinem freien offenen Ende geringfügig in den Verbrennungsofen 1 vorstehen.

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Der vordere Abschnitt des Zuführrohres 3 ist vom Brenner umschlossen, welcher in der dargestellten Ausführungsform rohrartig ausgebildet ist. Der Innenraum des Brenners 2 stellt die eigentliche Brennkammer 4 dar. Der Brenner 2 selbst ist mit Schamottsteinen ausgekleidet«

Am freien Ende des Zuführrohrs 3 sind Führungselemente angeordnet, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei zueinander parallel angeordnete Zuführstangen 5 sind, die sich in Längsrichtung des Zuführrohres in die Brennkammer 4 erstrecken. Zweckmäßigerweise erstrecken sich die Zuführstangen 5 bis nahe an das freie offene Ende des Brenners 2. Schließlich ist am freien offenen Ende des Zuführrohres 3 eine Fallklappe 6 angeordnet. Das durch das Zuführrohr in den Verbrennungsofen verdrängte Stroh wird aufgrund der Reibung des Strohs an der Innenwand des Zuführrohrs 3 und aufgrund des durch die Fallklappe 6 ausgeübten Drucks nachverdichtet. Die Fallklappe dient des weiteren zur Verhinderung eines Flammenrückschlags in die Beschickungsvorrichtung, falls kein weiteres Stroh dem Verbrennungsofen zugeführt wird.

Der rohrförmige Brenner 2 ist an seinem zuführrohrseitigen Ende, welches über den Verbrennungsofen vorsteht, durch einen Deckel 7 verschlossen, mit dem das durch den Deckel 7 geführte Zuführrohr 3 verschweißt ist. Der Deckel ist als Luftleitkanal 8

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ausgebildet, wobei an der Innenseite des Deckels 7 in die Brennkammer 4 führende Öffnungen oder Düsen vorgesehen sind. Der Brennkammer kann über den Luftleitkanal 8 und die Düsen 9 Primärluft zugeführt werden.

Schließlich ist am Boden des Brenners 2 ein weiterer Luftleitkanal 10 angeordnet, welcher sich außerhalb des Brenners 2 im wesentlichen über dessen gesamte Länge erstreckt. Die Verbindung zwischen Luftleitkanal 10 und Brennkammer 4 ist durch düsenförmige Öffnungen 11 im Brenner 2 hergestellt. Dabei sind die Öffnungen 11 in einem Abstand voneinander entlang einer Linie angeordnet, wobei die Öffnungen entlang mehrerer Linien vorgesehen sein können. Über die Luftleitung 10 und die Öffnungen 11 wird der Brennkammer 4 Sekundärluft zugeführt, wobei eventuell von der Brennkammer 4 herrührender Ascheneinfall durch die Sekundärluft ausgeblasen wird.

Die beiden Luftleitkanäle 8 und 10 zweigen von einer gemeinsamen Luftzufuhrleitung 12 ab, wobei an der Abzweigstelle eine Drosselklappe 13 angeordnet ist. Mittels der Drosselklappe 13 kann entweder die Primärluftzufuhr oder die Sekundärluftzufuhr unterbunden bzw. gedrosselt werden. Der Luftzufuhrleitung 12 ist ein Gebläse vorgeschaltet, welches bei Erreichen einer Vorlauftemperatur durch einen Thermostat abgeschaltet werden kann. Sobald die Vorlauftemperatur überschritten ist, wird die Luft auch ohne Gebläseunterstützung von der Außenseite des Ofens über die Luftleitkanäle in die Brennkammer eingesaugt.

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Im Bereich des Bodens des Verbrennungsofens ist ein Rost 14 angeordnet. Im Bereich der Ofenmitte befinden sich ein oder mehrere Leitbleche, die der Flammverteilung dienen.

Das durch die nicht dargestellte Beschickungsvorrichtung in das Zuführrohr eingeführte vorverdichtete Stroh wird in der oben beschriebenen Weise innerhalb des Zuführrohres 3 nachverdichtet, so daß das Stroh das Zuführrohr 3 in einem relativ kompaktierten Zustand verlaßt. Beim Verlassen des Zuführrohrs 3 wird das Stroh auf die Zuführstangen 5 aufgegeben, wo es sich zwar einerseits entspannt, so daß zur Verbesserung der Verbrennung Luft in das zusammengeballte Stroh eindringt, jedoch noch derart zusammengehalten wird, so daß es allseitig verbrennen kann. Innerhalb der Brennkammer bildet sich eine um den Brenner 2 umlaufende Flamme aus, so daß eine gute Verbrennung des Strohs gewährleistet ist. Diese Verbrennung wird durch die stark erwärmte Schamottsteinauskleidung, die teilweise zum Glühen kommt, noch gefördert. Einen weiteren Beitrag für die gute und vollständige Verbrennung des Strohs innerhalb der Brennkammer 4 liefert die vorher erhitzte und als Warmluft eingeblasene Luft, wobei je nach Strohqualität mehr oder weniger Primärluft bzw. Sekundärluft eingeblasen werden kann. Schließlich werden die Flammen durch das oder die Leitbleche 15 im Verbrennungsofen umgeleitet, so daß der gesamte Ofeninnenraum von den Flammen bestrichen wird. Sollte ein Teil des durch das

kontinuierlich zugeführte Stroh entlang der Führungsstangen 5 weitergeförderbsn Strohs am Ende der Brennkammer noch nicht verbrannt sein, so fallen -das Stroh oder gegebenenfalls andere durch die Verbrennung zusammengebackene schwere Bestandteile auf den am Boden des Verbrennungsofens 1 angeordneten Rost 14_O Während des Herabfallens werden die noch nicht vollständig verbrannten Bestandteile mit Luft durchmischt, so daß im Bereich des Rostes die verbleibenden Bestandteile vollständig verbrannt werden»

Im wesentlichen wird durch die in den Verbrennungsofen ragende Brennkammer 4 eine vollständige und von Schadstoffen weitgehend freie Verbrennung des mittels der Zuführstangen 5 durch die Brennkammer 4 transportierten Strohs gewährleistet, so daß einerseits ein optimaler Wirkungsgrad des Verbrennungsofens gewährleistet ist und andererseits die Schadstoff —Emissionswerte wesentlich reduziert sinda Schließlich können die aus dem Verbrennungsofen 1 ragenden Teile des Brenners 2, soweit sie nicht ohnehin durch den als Luftleitkanal ausgebildeten Deckel 7 abgedeckt sind, gegen den Ofenaußenraum abisoliert sein, etwa durch die Isolierung 16. Eine gesonderte Heizeinrichtung ist für den Verbrennungsofen nicht erforderlich, da die zugeführte Primär- und Sekundärluft im Bereich der Schamottauskleidung vorerhitzt wird, so daß sie als Warmluft zugeführt wird* Zugleich verhindert die zugeführte Luft eine übermäßige Erhitzung des Brenners 2. Hierbei kann eine von der Brennertemperatur 2 abhängige Steuerung der Luftzufuhr vorgesehen sein. Eine Veränderung der Brennereinstellung ist dadurch möglich, daß der Brenner 2

entweder relativ zum Zuführrohr 3 oder umgekehrt verstellbar oder die Zuführstangen 5 relativ zum Zuführrohr 3 verstellbar ausgebildet sind»

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BEZUGSZEICHEN-LISTE:

1	Verbrennungsofen
2	Brenner
3	Zuführrohr
4	Brennkammer
5	Zuführleitung
6	Fallklappe
7	Deckel
8	Luftleitkanal
Q	Düse
10	Luftleitkanal
11	Öffnung
12	Luftzufuhrleitung
13	Drosselklappe
14	Rost
15	Leitblech
16	Isolierung

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Claims

KLAUS D. KIRSCHNER WOLFGANG GROSSE

DIPL.-PHYSIKER D I P L.-l N G E N I E U R

t;l ASSLNF Vr .HIRFTfH VOH ICM Γ UHOf'AISCI I! N I ¹AI Γ IM ΙΛΜ I

HERZOG-WILHELM-STR. 17 D-8 MÜNCHEN 2

IHR ZEICHEN. _. _. , _ . , VOUR REFERENCE:

Siegfried Bieder

,, -i. v. A* UNSER ZEICHEN: R 3758

Am Weberberg 11a

³ OUR REFERENCE:

2301 Osdorf

DATUM: ²⁹· April 1 9 80

Vorrichtung zur Verbrennung von locker gelagerten Feststoffen mittels eines kontinuierlich beschickbaren

Verbrennungsofens

Ansprüche

IJ Vorrichtung zur Verbrennung von locker gelagerten Feststoffen mittels eines kontinuierlich beschickbaren Verbrennungsofens, insbesondere von Stroh, für Heizzwecke, gekennzeichnet durch ein in den Verbrennungsofen (1) mündendes Rohr (3) zum Zuführen von verdichtetem Stroh , an welches sich ein mit seinem freien offenen Ende in den Ofenraum vorspringender Brenner (2) anschließt.

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⁵^ 3
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Mündungsende des Zuführrohrs (3) sich in die Brennkammer (4) des Brenners C2) erstrecken· de Führungselemente für das verdichtete Stroh angeordnet sind.
3. Vorrichtung^ dadurch gekennzeichnet,

daß sich die Führungselemente im wesentlichen über den an das Mündungsende anschließenden Abschnitt des Brenners (2) erstrecken.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente zwei parallele Führungsstangen (5) sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen (5) im Bereich der unteren Hälfte des Zuführrohres (3) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführrohr (3) in den Verbrennungsofen (1) vorsteht und zumindest in diesem Bereich vom Brenner (2) umschlossen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (2) die Wand des Verbrennungsofens (1) durchbricht und sich außerhalb des Verbrennungsofens <1) über einen Abschnitt des Zuführrohrs (3) erstreckt.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (2) als Rohr mit einem Durchmesser wesentlich größer als derjenige des Zuführrohres (3) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (2) mit Schamottsteinen ausgekleidet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Brenner (2) mündende Zuführrohr (3) ein an das Zuführrohr der Beschickungsvorrichtung für den Verbrennungsofen angeflanschtes Rohr ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (4) zuführrohrseitig durch einen als Luftleitkanal (8) ausgebildeten, das Zuführrohr (3) ummantelnden Deckel (7) gegen den Ofenaußenraum abgeschlossen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckel (7) in die Brennkammer mündende Ringdüsen (9) für die Luftzufuhr in die Brennkammer C4) vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Boden des Brenners (2) ein sich im wesentlichen über dessen Länge erstreckender Luftleitkanal (10) erstreckt, der über im Boden des Brenners (2) angeordnete Öffnungen (11) mit der Brennkammer (4) in luftleitender Verbindung steht.

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14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkanali(8) des Deckels (7) und der Luftleitkanal (10) von einer gemeinsamen Luftzufuhrleitung (12) abzweigen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abzweigstelle der beiden Luftleitkanäle (8, 10) eine Drosselklappe (13) für beide Kanäle vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsamen Luftzufuhrleitung (12) ein Gebläse vorgeschaltet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläsezufuhr thermostätigeregeIt ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11.bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die der Brennkammer (4) zugeführte Luft erhitzt und als Warmluft zugeführt wird.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in den Verbrennungsofen (1) mündenden freien Ende des Zuführrohres (3) eine Fallklappe (6) angelenkt ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Bodens des Verbrennungsofens (1) ein Rost C14) angeordnet ist.

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21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ofenmitte Luftleitbleche (15) zur Flammenausbreitung angeordnet sind.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (2) relativ zum Zuführrohr (3) oder umgekehrt verstellbar ist_e
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet ₉ daß die Führungselemente relativ zum Zuführrohr (3) verstellbar sind»