DK9700348U3 - Stokerbrændeovn til træpiller - Google Patents

Description

DK 97 00348 U3

BESKRIVELSE

Benævnelse

Stokerbrændeovn til træpiller Frembringelsens anvendelsesområde

Denne frembringelse angår en stokerbrændeovn til træpiller og lignende typer fast brændsel i pilleret eller granuleret form. Stokerbrændeovnen er især beregnet til opvarmning af enfamiliehuse, lejligheder, fritidshuse og andre steder, hvor der er behov for en økonomisk og miljøvenlig form for rumopvarmning. Stokerbrændeovnen er først og fremmest tænkt som et alternativ til konventionelle brændeovne af den type, som er beregnet til manuel indfyring med brændetræ, men kan i visse tilfælde også erstatte egentlige centralvarmeanlæg og el-opvarmningssystemer.

Kendt teknik

Fra US-patent nr 5.285.738 kendes en pillebrændeovn med et brændkammer og et særskilt pillemagasin, hvorfra en transportsnegl, der trækkes af en elektrisk gearmotor, fører pillerne fra pillemagasinet til et udløb, hvorfra de glider ud over en brændehærd. Forbrændingsluften udgøres af en primær luftstrøm til brændehærden og en sekundær luftstrøm til en frontrude.

Forbrændingsluften blæses ind i ovnkammeret v hj af to elektrisk drevne blæsere, som er indbygget i selve ovnen. Varmeydelsen reguleres ved trinvis ændring af transportsneglens omdrejningshastighed, og forbrændingsluften tilpasses automatisk den indfyrede pillemængde ved styring af blæserydelsen, dvs ved regulering af blæsernes omdrejningstal. En elektrisk eller elektronisk kontrolunit styrer de forskellige motoromdrejningstal i forhold til hinanden, idet der tilstræbes den bedst mulige forbrændingseffektivitet under de forskellige belastningsforhold, ovnen kan arbejde med. Den ved forbrændingen frembragte røggas afsuges gennem en skorsten på sædvanlig måde under udnyttelse af skorstenens naturlige træk.

Det tekniske problem der skal løses

Anvendelsen af elektrisk drevne blæsere til generering af forbrændingsluftstrømmene i ovnen (primær og sekundær forbrændingsluft) er uønsket af flere grunde. For det første komplicerer og fordyrer blæserne ovnen unødigt, og for det andet betyder blæserne, at der opstår et (mindre) overtryk i ovnkammeret. Dette overtryk kan under uheldige omstændigheder -fx forårsaget af tilstoppet røgrør eller skorsten- føre til eksplosionsfare eller CO-forgiftning. Under alle omstændigheder er det at foretrække, at anvende skorstenstrækket alene til frembringelse af den primære og sekundære forbrændingsluftstrøm. Dette forbrændingsprincip giver den enkleste ovnkonstruktion og betyder samtidig, at der hersker et undertryk i ovnkammeret under driften, dvs at risikoen for ophobning af eksplosionsfarlige gasser i ovnen eller udtrængning af giftige røggasser i rummer er elimineret. Endvidere spares kostbar elektrisk energi til drift af blæserne.

Når skorstenstrækket alene skal generere de primære og sekundære forbrændingsluftstrømme gennem ovnen er det et problem at starte ovnen op fra kold tilstand, dvs med kold skorsten. I denne situation, hvor skorstenstrækket er lavere end under normal "varm” driftstilstand, vil der slå røg ud fra ovnen. Dette er naturligvis ikke acceptabelt. Formålet med den foreliggende opfindelse er netop at anvise en pillebrændeovn af den omhandlede blæserfri type, hvor dette problem er løst.

? DK 97 00348 U3

Den nye teknik

Det nye ved opfindelsen består i, at der i ovnens røgaftrækskanal (røgkammeret) mellem brændkammeret og skorstenen er indsat et system af ledeplader, som dirigerer røggasserne på en sådan måde, at den effektive røgkanallængde øges samtidig med, at røgen tvinges til at passer en i ovnen fremad- og til siderne rettet konvektionskappe for afgivelse af mest mulig varme til omgivelserne inden røgens udledning gennem skorstenen. Ledeplademe selv eller en i tilslutning til ledeplademe indsat spjældplade er indstillelig ved forskydning eller svingning mellem to yderstillinger, hvor den ene yderstilling svarer til den normale driftsstilling, hvor røgen dirigeres gennem konvektionskappen som beskrevet, og hvor den anden yderstilling er en såkaldt by-pass stilling, hvor ledeplademe, resp. spjældpladen frigiver en åbning eller passage i røgkammeret, som forbinder brændkammeret direkte med skorstenen, således at røgen i denne stilling kan strømme direkte fra brændkammeret til skorstenen, dvs udenom konvektionskappen.

Den tekniske virkning

Ved at anvende den ovenfor nævnte nye teknik i forbindelse med den kendte teknik er det muligt at dirigere røggasserne udenom konvektionskappen under ovnens opstart, dvs så længe skorstenen og ovnen endnu er kold og hvor trækforholdene derfor er utilstrækkelige til at hindre røgudslag. Røggasserne kan følgelig strømme direkte fra brændkammeret op/ud i skorstenen under forhold, hvor strømningsmodstanden er reduceret til et minimum. Man undgår på den måde, at der opstår røgudslag i rummet. Omstillingen af røgledeplademe mellem optændingsstillingen (bypass-stillingen) og driftsstillingen sker automatisk v hj af en elektrisk dréven spjældmotor eller lignende motoriseret drivanordning. Stillingen bestemmes af ovnens centrale styring. Alternativt kan ovnen indrettes til manuel omstilling, i hvilket tilfælde ledeplademe forsynet med et udvendigt betjeningsgreb.

Problemerne i forbindelse med optændingen af en ventilatorløs fastbrændselsovn af den her omhandlede type er til fulde løst med røgkammer-reguleringen ifølge opfindelsen. Pillebrændeovnen ifølge opfindelsen udmærker sig endvidere ved at være teknisk ukompliceret, ligesom ovnen forener de bedste egenskaber ved en traditionel brændeovn (undertryksovn) med de fordele, et moderne stokerfyr indebærer i henseende til fuldautomatisk drift, effektiv forbrænding og stort effektreguleringsområde.

Frembringelsen og specielt fordelagtige udførelsesformer og detaljer ved denne forklares nærmere i enkeltheder i det følgende under henvisning til figurerne på tegningen.

Figurfortegnelse

Fig. 1 viser et lodret snit gennem en pillebrændeovn ifølge opfindelsen, med røgkammer-reguleringen indstillet til bypass, fig. 2 samme snit vist med røgkammerreguleringen indstillet til normal drift, dvs hvor røggasserne dirigeres omkring ovnens fremad- og til siderne vendende konvektionskappe, og fig. 3 et forstørret tværsnit, der viser ovnens forskellige lufttilgangskanaler med tilhørende spjældreguleringer i skematisk snitbillede.

Udførelseseksempler I den på tegningen viste udførelsesform består stokerbrændeovnen i det væsentlige af et brændkammer 1, en potteformet hærd 2, et askekammer 3, et pillemagasin 4 med 3 DK 97 00348 U3 indfyringstransportsnegl 5, et pilleudløb 6 og et røgkammer 7 med aftræksrør 8, som er sluttet til en ikke vist skorsten. Hærden 2 har ristebund beregnet som tilgang nedefra for primær forbrændingsluft, og er forsynet med et antal åbninger 9 i siden beregnet som tilgang for sekundær forbrændingsluft. Brændselspilleme afleveres fra udløbsslidsken 6 direkte i hærden, hvor forbrændingen finder sted. Asken falder ned gennem risten i bunden af hærden og opsamles i en ikke vist askeskuffe i askekammeret 3.

De ved forbrændingen udviklede røggasser strømmer fra brændkammeret 1 op i røgkammeret 7 via en passage 10 bagerst i ovnkammeret. Adskillelsen mellem brændkammeret og røgkammeret udgøres af en skråtstillet, varmefast ledeplade 11.1 afstand over denne ledeplade er i hver side af røgkammeret 7 indrettet et sæt vandrette ledeskinner 12, der danner understøtning for et keglestubformet legeme 13, hvis funktion er at dirigere røgen i selve røgkammeret. Keglelegemet 13 er anbragt på en vandret plade 14, som igen hviler på en ramme bestående af to parallelle sideprofiler 15. Disse er forskydeligt lejret på de to nævnte ledeskinner 12, således at keglelegemet kan forskydes mellem en forreste stilling (fig. 1) og en bagerste stilling (fig. 2). Keglelegemet 13 er åben opadtil, og omslutter med denne åbning delvis røgaftræksrøret 8, hvilket er forlænget et kort stykke ned i selve røgkammeret.

Når ovnen tændes op er keglelegemet 13 anbragt i den forreste stilling. I denne stilling frigiver bundpladen 14 og keglelegemet selv en lodret passage 16 bagerst i røgkammeret, hvilken passage danner en direkte forbindelse mellem brændkammeret 1 og røgaftræksrøret 8, således at røgen i denne stilling kan strømme uhindret op i skorstenen. Når ovnen og skorstenen er varmet op, og trækforholdene derfor svarer til normale driftsforhold, skydes keglelegemet 13 bagud. Derved blokeres passagen 16, og røggasserne tvinges nu af keglelegemet til at strømme op langs indersiderne af røgkammerets 7 front- og sideflader 17. Ved toppen af keglelegemet 13 tvinges røgen nedad ind i selve keglelegemet, og derfra op igen i røgaftræksrøret 8. Røgens strømningsretninger er angivet med pile i fig. 2. Ovnens front- og sideflader fungerer herunder som konvektionskappe, der medvirker til nedkøling af røggasserne og dermed til ovnens gode varmeydelse og optimale termiske virkningsgrad. Indstillingsmekanismen til keglelegemet 13 er ikke vist på tegningen.

I fig. 3 er ovnens lufttilgangssystem vist skematisk. Forbrændingsluften indtages ved ovnens frontside gennem to hulprofiler 20 anbragt i hver side af røgkammeret 7 umiddelbart under de vandrette ledeskinner 12.1 hver side af ovnen er indrettet en anden vandret kanal 21, som leder en mindre del af forbrændingsluften til et antal luftindblæsningsåbninger 22 placeret ud for ovnkammerets frontrude 23 på inderrsiden af denne. Tilgangen af forbrændingsluft til frontruden reguleres af et fast indstillet spjæld 24 i kanalen 21,

Den resterende del af forbrændingsluften opdeles i en primær og sekundær forbrændingsluftstrøm. Den primære forbrændingsluft tilføres hærdens ristebund via et luftreguleringsspjæld 25 og askekammeret 3. Den sekundære forbrændingsluft tilføres hærdens sideåbninger 9 via et andet luftreguleringsspjæld 26 og et mellemkammer 27 (=luftfordelerkammer), som omslutter hærdens sideflader. Forbrændingsluften forvarmes inden den tilføres forbrændingszonen i hærden ved passage af diverse varmekonvektionsflader 28 på bagsiden af ovnkammeret og under passagen af luftindtagskanaleme 20. Det bemærkes, at ovnen -bortset fra røgrørstilslutningen 8- er konstrueret

Claims (8)

1. Stokerbrændeovn med et brændkammer og et særskilt pillemagasin, hvorfra en transportsnegl, der trækkes af en elektrisk gearmotor, fører pillerne fra pillemagasinet til et udløb, hvorfra de glider ud over en brændehærd, og hvor forbrændingsluften er opdelt i en primær luftstrøm, som ledes til bunden af brændehærden, og en sekundær luftstrøm, som ledes ind i siden af hærden gennem et antal åbninger i denne, hvilken forbrændingsluft forvarmes under passage af en konvektionskappe i ovnen og ved kontakt med brændkammerets yderside inden indslusning i selve hærden, hvilket sker via automatisk styrede luftreguleringsspjæld, kendetegnet ved, at der i ovnens røgaftrækskanal mellem brændkammeret og skorstenen er indsat et system afledeplader, som dirigerer røggasserne på en sådan måde, at den effektive røgkanallængde øges samtidig med, at røgen tvinges til at passere en i ovnen fremad- og til siderne rettet konvektionskappe for afgivelse af mest mulig varme til omgivelserne inden røgens udledning gennem skorstenen, og at disse ledeplader selv eller en i tilslutning til ledepladerne indsat spjældplade er indstillelig ved forskydning eller svingning mellem to yderstillinger, hvor den ene yderstilling svarer til den normale driftsstilling, hvor røgen dirigeres gennem konvektionskappen som beskrevet, og hvor den anden yderstilling er en såkaldt by-pass stilling, hvor ledeplademe, resp spjældpladen frigiver en åbning eller passage i røgkammeret, som forbinder brændkammeret nærmest direkte med skorstenen, således at røgen kan strømme direkte til skorstenen udenom den nævnte konvektionskappe.

2. Stokerbrændeovn ifølge krav 1,kendetegnet ved, at omstillingen af ledeplademe, alternativt spjældpladen mellem de to yderstillinger sker v hj af en elektrisk motor, som kontrolleres af ovnens centrale styring

3. Stokerbrændeovn ifølge krav 2,kendetegnet ved, at omstillingen mellem de to stillinger (by-pass stilling og normalstilling) sker automatisk i afhængighed af forskellige driftsparametre, eksempelvis skorstenstemperatur, ovntemperatur, tid fra optænding, etc.

4. Stokerbrændeovn ifølge krav 1,kendetegnet ved, at de omtalte ledeplader i røgkammeret udgøres af et i hovedsagen lukket, kegleformet legeme, der er monteret på et sæt parallelle, DK 97 00348 U3 vandrette rammeprofiler, som hviler på et sæt modsvarende skinneprofiler indbygget i bunden af røgkammeret, således at keglelegemet på disse skinner er forskydelig mellem en forreste stilling (fig. 1), hvor der fremkommer en nærmest lodret passage gennem røgkammeret mellem røgkammerets bagvæg og bagsiden af keglelegemet, hvilken passage forbinder brændkammeret og skorstensrøret direkte (bypass), og en bagerste stilling (fig. 2), hvor keglelegemet med sin bagside blokerer den nævnte lodrette passage og i stedet med sin forside og to sideflader tvinger røgen op langs indersiderne af røgkammerets front- og sideflader (=konvektionskappen).

5. Stokerbrændeovn ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det nævnte keglelegeme er afskåret som en keglestub med åben topende og med den øverste del af keglestubbens bagerste sideflade fjernet, således at der er gjort plads for ovnens røgafgangsrør, hvilket er ført et kort stykke ned i den åbne kegletop, hvorved røgen tvinges op omkring den øverste kant på keglestubben og et kort stykke ned i denne, inden røgen kan undslippe gennem røgafgangsrøret (forudsat keglelegemet indtager den normale driftsstilling, fig. 2).

6. Stokerbrændeovn ifølge krav 1, kendetegnet ved, at både den primære- og sekundære forbrændingsluft reguleres v hj af separate luftspjæld, som indstilles automatisk v hj af dertil indrettede elektriske spjældmotorer, der kontrolleres via ovnens centrale styring.

7. Stokerbrændeovn ifølge krav log 6, kendetegnet ved, at en mindre del af ovnens luftindtag ledes til en række spalteformede luftindblæsningsåbninger i ovnkammeret indvendig bag ovnens frontrude, således at ffontruden holdes klar, og at mængden af frontrudeluft i forhold til det totale luftindtag bestemmes af en indstillelig luftfordelerventil (spjældventil), som under normale forhold er fast indstillet.

8. Stokerbrændeovn ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hærden har potteform, og er løst indsat i en dertil indrettet udsparing i bunden af ovnkammeret.