NO800530L - Fremgangsmaate og innretning for forbrenning av loest lagrede faststoffer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og innretning for forbrenning av løst lagrede faststoffer ved hjelp av en forbrenningsinnretning med kontinuerlig mating, især av halm, for oppvarmingsformål.

Det er kjent -forbrenningsovner'som er egnet for alle typer halm, ved, rundtre, komprimert spon, kvister, treavfall og lignende. Disse ovner har ved deres forside en stor innmatingsdør som gjør det mulig at kompakte høykomprimerte halmballer eller runde halmballer og rundtre eller ved og tømmer kan innføres manuelt fra ovnens forside. Den ved forbrenningen av de forannevnte faste stoffer oppnådde varmeenergi overføres til et varmtvannskretsløp og kan utnyttes for oppvarmingsformål. Det er imidlertid vist at forbrenningen av kompakte høykomprimerte halmballer eller runde halmballer er dårlig, da flammene bare kan angripe de enkelte ballers ytterside, mens halmmaterialet i de oxygenfattige og eventuelt fuktige indre soner overhodet ikke brenner eller kun gløder, slik at anleggets totalvirkningsgrad nedsettes. I tillegg oppstår ved den dårlige forbrenning en betydelig belastning av omgivelsene på grunn av den store emisjonsandel av skadelige stoffer.

For å forhindre de ovenfor beskrevne ulemper, er det kjent å anordne et opprivningsanlegg foran forbrenningsovnen, hvormed halmballene oppløses med en opphakker og halmen eventuelt blåses inn i ovnen ved bruk av trykkluft. Forbrenningen er ifølge den gode blandingen av brennmate-riale med oxygen vesentlig forbedret, me-n det oppstår ved dette anlegg imidlertid en ytterligere vesentlig ulempe,

da faren for en eksplosjon hhv. et ildtilbakeslag til opprivningsanlegget ikke med sikkerhet kan forhindres. Virkningsgraden for en slik foran beskrevet ovn er riktig-nok god, men en slik ovn arbeider imidlertid med-en betydelig sikkerhetsrisiko. I tillegg er hele anlegget på grunn av det foran koblede opprivningsanlegg med hensyn til rom-behov, meget stort og kostbart.

Oppfinnelsen tilfredsstiller derfor den oppgave å frembringe en fremgangsmåte og en -innretning især for forbrenning av halm, hvorved den i vanlige baller leverte halm automatisk tilføres ovnen og blir ensartet forbrent i ovnen

med en høy virkningsgrad. Hele anlegget skal være enkelt i oppbygning og kompakt, dvs. at plassbehovet skal være lite og fremstillingskostnadene lave. Anlegget skal videre bryte en sikker langtidsdrift hvor den ovenfor nevnte sikkerhetsrisiko utelukkes.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at den i baller leverte halm porsjoneres før forbrenningen og hver porsjon komprimeres i det minste i ett plan og at den komprimerte halmporsjon deretter skyves inn i forbrenningsovnen og forbrennes ved den frie inntaksende. Forbrenningsovnen arbeider derfor sammen med en mateanordning for brennstoff som består av en transportanordning for halm og en anordning for kompresjon av halmen, idet anordningen.for kompresjon av halmen er anordnet mellom transportinnretningen for halm og forbrenningsovnen og munner direkte ut i forbrenningsovnens brennkammer. Porsjoneringen av den halmmengde som skal forbrennes utføres ved hjelp av en første hydraulisk presse, forpressen, som beveger seg på tvers av halmba.llenes til-før selsretning og som skjærer av en halmskive av den fremste halmballe. Denne halmskive blir ved hjelp'av pressen/som har to sylinderhalvdeler som beveger seg mot hverandre, for-komprimert i det sylinderrom som dannes ved lukking av pres-sen.

En etterfølgeride presse som er koblet etter forpressen, skyver deretter den forkomprimerte halm gjennom et ytterligere sylinderrom i den etterfølgende presse slik at halmen komprimeres ytterligere av de friksjonskrefter som

hersker i fremføringsretningen mellom halmen og sylinderveggen. I denne etterfølgende presse kan videre oxygen og fuktighet trekkes ut. Da den etterfølgende presses sylinderrom står i umiddelbar forbindelse med forbrenningsovnens brennkammer, blir den komprimerte sylinderformede halmmasse skjø-vet direkte inn i brennkammeret hvor den frie ende begynner å brenne og deretter faller ned og fra hverandre mot en rist som befinner seg ved brennkammerets nedre del. Da den etter-følgende presses fremre ende som rager inn i forbrenningsovnens brennkammer, er lukket med et fallspjeld, og i tillegg den. etterfølgende presses sylinderrom er fylt med oxygenfattig komprimert halm, forhindres et tilbakeslag av

flammene fra brennkammeret inn i mateanordningen. Imidlertid er i tillegg en slukkeanordning anordnet, som er dannet av ringformet anordnede vanndyser i sylinderveggen og som er. tilkoblet en trykkvannledning over en termostatstyrt sperrekran. Denne sperrekran åpnes når den i den etterfølgende presses sylinderrom herskende temperatur overskrider en bestemt grenseverdi.

De to pressers sylindre er koblet slik til hverandre og videre med halmtransportanordningens drift at brennkammeret kontinuerlig tilføres frisk halm. Det skal kun sørges for at slike halmballer legges på halmtransportanordningen.

Da emisjonen av skadelige stoffer ved igangsetting av den kalde forbrenningsovnen vanligvis er størst, har forbrenningsovnen i tillegg en spesiell anordning som kan betje-nes slik via et dreiespjeld, at røkgassene enten ledes direkte inn i skorstenen eller, ved omstilling av dreiespjeldet, kan ledes bort for å forbedre emisjonsverdiene.

Ytterligere trekk, enkeltheter og fordeler ved oppfinnelsen fremgår av den etterfølgende beskrivelse av et utførelseseksempel i henhold til tegningen, hvor fig. 1 viser et skjematisk snitt gjennom hele anlegget, fig. 2 viser et sideriss av det på fig. 1 viste anlegg, fig. 3 viser et skjematisk snitt gjennom forbrenningsovnen, hvor dreiespjeldet er slik innstilt at røkgassene omledes og fig. 4 viser en annen innstilling av dreiespjeldet, således at røkgassene føres direkte inn i skorstenen.

Den på fig. 1 og 2 viste innretning består i det vesentlige av forbrenningsovnen 1 og mateanordningen 2 for brennstoffet. Mateanordningen 2 har på sin side en transportanordning 3 for halm en forpresse 4 og en etterfølgen-de presse 5.

Halmtransportanordningen 3 er dannet av en kjede-transportør med transportkjeder 6 og drivkjedehjul 7. Til forskjellige kjedeledd er anordnet i avstand fra hverandre medbringere 8 som beveger halmballene 9 i pilens 10 retning mot forpressen 4. Kjedetransportøren skyver den fremste halmballen på et snittbord 11 hvortil forpressens 4 nedre sylinderhalvdel 12 er umiddelbart anordnet. Medbringerne 8 føres tilbake omkring drivkjedehjulet 7 idet de føres ned gjennom snittbordet i dertil anordnede føringsslisser. Den fremste halmballe 13 transporteres deretter videre av den etterfølgende halmballe.

Transportkjeden 6 drives i intervaller av drivkjedehjulet 7, idet driften er sammenkoblet med driften av pressene slik det nedenfor beskrives.

På fig. 1 befinner pressens øvre sylinderhalvdel 14 seg i åpningsstillingen, hvor halmballen 13 kan skyves inn med forsiden mellom de to sylinderhalvdeler 12 og 14 med den fremre ende mot en vegg 15. På fig. 2 er den øvre sylinderhalvdel 14 allerede beveget noe nedover i pilens 16 retning idet til sylinderhalvdelens 14 kanter anordnede kniver 17 deler av en porsjon 18 med halm fra halmballen 13. Denne porsjon 18 komprimeres i det derved dannede sylinderrom (vist stiplet).

Fig. 1 viser at den nedre sylinderhalvdel 12 sarn^ tidig er en del av den etterfølgende presses 5 pressesylinder 19. Denne etterfølgende presses stempel, som på fig. 1 er vist stiplet i sin venstre endestilling, beveger seg i pilens 20 retning i forhold til fig. 1 mot høyre og skyver den for-kompr.imerte halm inn i pressesylinderen 19 som munner ut direkte i forbrenningsovnens 1 brennkammer 21 og som har et fallspjeld 22 ved den frie ende. Den f orkomprimerte- halm komprimeres for annen gang i pressesylinderen 19, hvortil de mellom halmen og pressesylihderveggen, samt kreftene for åpning av fallspjeldet 22, bidrar.

Kompresjonens styrke i den etterfølgende presse kan påvirkes ved at pressesylinderen 19 får en tilsvarende lengde eller eksempelvis får mindre tverrsnitt i retning mot forbrenningsovnen 1.

Stempelet 23 kan på sin fremre kant ha en kniv 24 som letter avskjæringen av halmrester i den øvre sylinder-halvdels 14 lukkeområde. En kan også forestille- seg at stemplet 23 har en stiplet, vist mantelbøssing 25 som lukker pressesylinderens 19 åpning i forpressens frie område når stemplet 23 i forhold til fig. 1 beveger seg mot høyre. Dette har den fordel at sylinderhalvdelen 14 allerede kan beveges oppover i åpningsstillingen, mens stemplet 23 beveger seg tilbake i sin utgangsstilling da det ved hjelp av mantel-bøssingen forhindres at halm kan falle bakenfor stemplet 23. Den for annen gang i den etterfølgende presse 5 . komprimerte halm skyves kontinuerlig inn i brennkammeret 21 og brenner omtrent i midten av brennkammeret 21. Samtidig faller halmdeler ned på en rist 26 som befinner seg i brennkammerets 21 nedre, del, slik at en oppnår en god gjennom-blanding med luft og . sikrer ren forbrenning. Da pressesylinderen 19 er fylt med oxygehfattig komprimert halm, forhindres et flammetilbakeslag fra brennkammeret 21 inn i pressesylinderen 19. Skulle den.fremre del av den innskjøvne halm være brent ned og ytterligere halm ikke være skjøvet etter, faller fallspjeldet 22 under påvirkning av tyngdekraften automatisk ned slik at pressesylinderen 19 lukkes. Skulle temperaturen i pressesylinderen 19 overstige en bestemt grenseverdi, oppfattes dette av termostaten 27 og et styresignal avgis fra termostaten til en ikke vist styre-anordning som åpner en sperrekran 28 i en trykkvannledning 29, slik at vann ledes inn gjennom dysen 30 i pressesylinderen 19. Da dysene 30 er. anordnet ringformet i pressesylinderens 19 vegg, forhindres en ytterligere brenning av halmen frem til forpressen av den opprettede vannavsperring.

Den på fig. 1, 3 og 4 i snitt viste forbrenningsovn 1 tjener til varmtvannsberedning og har for dette formål en indre brennsylinder 31 og en ytre mantel 32 som er belagt med isolasjon 33. Mellom den indre brennsylinder 31 og den ytre mantel 32 sirkuleres det vann som skal oppvarmes.

I den øvre del har forbrenningsovnen en røkgass-konvektor 34 med et dreiespjeld 35 som kan beveges i pilens 36 retning. På fig. 3 er dreiespjeldet 35 vist slik at røken ledes inn i pilens 37 retning gjennom en åpning 38 i et røk-rør 39 langs rørets 39 underside frem mot forbrenningsovnens 1 fremre side og tilbake i rørets 39 øvre del frem til skorstenen 40. Denne stilling for dreiespjeldet 35 innstilles under ovnens brennfase, hvor skorstenen har sin driftstemperatur. De varme røkgasser avkjøles ved gjennomstrømning av røkrøret 39 idet de avgir varme til vannmantelen som omgir røkgasskonvektoren. Når røkgassene går inn i skorstenen, er deres temperatur så langt sunket at heller ikke eldre skor- stenskonstruksjoner blir beskadiget av høye røkgasstempera-turer.

Fig. 4 viser dreiespjeldets 35 andre stilling hvor en direkte forbindelse er opprettet mellom åpningen 38 og skorstenen 40, mens røkrøret 3 9 i den øvre del er lukket. Denne stilling av dreiespjeldet 35 velges ved ovnens opp-varmingsperiode slik at de varme røkgasser,henholdsvis flam-mer kan bringe skorstenen direkte på driftstemperatur.

På fig. 1 ses at en termostat 41 er anordnet i konvektorens 39 område, hvormed hele anlegget blir ut- og innkoblet når et forbestemt temperaturområde over- hhv. underskrides.

Claims (29)

1. Fremgangsmåte ved forbrenning av løst lagrede faststoffer ved hjelp av en forbrenningsovn med kontinuerlig mating, især av halm, for oppvarmingsformål, karakterisert ved at halmen før forbrenningen porsjoneres, at hver porsjon komprimeres i det minste i ett plan og at de komprimerte halmporsjoner skyves inn i forbrenningsovnen og avbrennes i den frie inntaksende.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den porsjonerte halm komprimeres i to ortogonale plan.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den porsjonerte komprimerte halm skyves inn i forbrenningsovnen i den ene kompresjonsretningen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at halmen fortettes i et kammer- som munner ut i forbrenningsovnen inntil den fullstendig fyller kamme- . rets rom og at den komprimerte halm deretter skyves inn i forbrenningsovnen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at fuktighet og oxygen trekkes ut av halmen i kompresjonskammeret.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at halmen under kompresjonsfasen forvarmes.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at temperaturen i forbrenningsovnen og i kompresjonskammeret overvåkes.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at mateanordningen utkobles ved overskridelse av en temperaturgrenseverdi i forbrenningsovnen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at et slukkemiddel, især vann, innføres i kom-pres jonskammeret ved overskridelse av en temperaturgrenseverdi i kompresjonskammeret.

10. Innretning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1-9, især omfattende en forbrenningsovn.med et varmtvannkretsløp for oppvarmingsformål og en anordning for innmating av brennstoffet, karakterisert ved at anordningen (2) for innmating av brennstoff har en halm-kompresjonsanordning (4, 5) som er anordnet mellom en halm-, transportanordning (3) og forbrenningsovnen (1) og som munner ut i forbrenningsovnens (1) brennkammer (21).

11. Innretning ifølge krav 10, karakterisert ved at halmkompresjonsanordningen er dannet av to etter hverandre koblede presser (4, 5) som etter hverandre komprimerer halmen i ortogonale plan.

12. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at pressene (4, 5) er hydrauliske presser.

13. Innretning ifølge krav 10-12, karakterisert ved at forpressén (4) har to sylinderhalvdeler (12, 14) som kan beveges på tvers av sylinderaksen og som i stemplets endestilling danner et lukket sylinderrom for opp-tak av den komprimerte halm.

14. Innretning ifølge krav 10-13, karakterisert ved at den etterfølgende presse (5) er dannet av en sylinder (19) og et stempel (5) og at forpressens delte sylinder (12, 14) danner en del av den etterfølgende presses sylinder.

15. Innretning ifølge krav 10-13, karakterisert ved at de to pressers (4, 5) stempler er' koblet til hverandre slik at forpressens (4) kompresjonsbevegelse utløser stemplets kompresjons- og returbévegelse i den etter-følgende presse (5) og at stemplets returbévegelse i den etterfølgende presse utløser forpressens åpningsbevegelse.

16..Innretning ifølge krav 14 eller 15, karakterisert ved at den etterfø lgende presses (5) stempel er anordnet i et dødpunkt i området Ved forpressens (4) sylinderroms (12, 14) ene ende og kan beveges gjennom forpressens sylinderrom til den etterfølgende presses (5) dertil '."'.støtende sylinderrom (19) til det annet dødpunkt.

17. Innretning ifølge krav 11-16, karakterisert ved at den etterfølgende presses sylinder er forlenget ut over stemplets dødpunkt.

18. Innretning ifølge krav 10-17, karakterisert ved at sylinderhalvdelens (12, 14) kanter i forpressén (4) og den etterfølgende presses fremre stempel-kanter, har kniver (17, 24).

19. Innretning ifølge krav 10-18, karakterisert ved at den etterfølgende presses (5) sylinder (19) er lukket med en svingbart opplagret klaff (22) ved den frie ende som munner ut i forbrenningsovnen.

20. Innretning ifølge krav 10-19, karakterisert ved at den etterfølgende presses (5) sylinder (19) har en flammesperreanordning (30).

21. Innretning ifølge krav 20, karakterisert ved at flammesperreanordningen er dannet av ringformet anordnede, til en trykkvannledning (29) tilkoblede, vanndyser (30) i sylinderveggen.

22. Innretning ifølge krav 21, karakterisert ved at det i trykkvannledningen (29) er. anordnet en termostatstyrt stengekran (28) som er forbundet med en termostat (27) som overvåker den etterfølgende presses sylinder-romtemperatur.

23. Innretning ifølge krav 10-22, karakterisert ved at halmmatingsanordningen (3). er dannet av et endeløst omløpende transportorgan (6) som er anordnet i rett vinkel til forpressén (4).

24. Innretning ifølge krav 23, karakterisert ved at transportorganet (6) har to transportkjeder med i avstand til hverandre anordnede medbringere (8) hvori-mot halmballene (9) ligger an ved transporten.

25. Innretning ifølge krav 23 eller 24, karakterisert ved at transportanordningens (3) drift (7) er koblet sammen med pressens drift (4, 5).

26. Innretning ifølge krav 25, karakterisert ved at koblingen skjer via en tapp som føres ned av stempelstangen og som griper inn i et tannhjul i kjedehjul-driften og bringer kjedehjulet (7) med ved hver stempelretur-bevegelse av den etterfølgende presse (5) og/eller forpressén (4) .

27. Innretning ifølge krav 10, karakterisert ved at forbrenningsovnen (1) har en røkgasskonvek-tor (34) i kjelens øverste del.

28. Innretning ifølge krav 27, karakterisert ved at røkgasskonvektoren (34) er dannet av et rør (39) som munner ut i skorstenen (40) og som er forbundet med brennrommet (21) i den mot skorsten en vendende ende og at røret ('3 9) er oppdelt i to kamre ved en vegg i det langs-gåeride midtplan, slik at kamrene er forbundet med hverandre ved den fra skorstenen vendende ende og det ene av kamrene er lukket i sin motsatt liggende ende.

29. Innretning ifølge krav 28, karakterisert ved at veggen med det fremre kammerlukke er dannet av et dreiespjeld (35).