sDie Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Verbrennung von festem Brennstoff in Form von Granulat, Pellets, Chips oder einer anderen fragmentierten oder fein geteilten Form, aufweisend eine rotierende Reaktortrommel, die die Hauptverbrennungskammer bildet und die eine hintere Endwand und am gegenüberliegenden Ende einen Auslass für Verbrennungsgase beispielsweise zu einem Boilerabschnitt zum Wärmetransfer auf wassergekühlte Oberflächen oder andere wärmeabsorbierende Mittel, sowie einen Einlass für Verbrennungsgase in die Hauptverbrennungskammer, Mittel zum Zustellen von Brennstoff durch die hintere Endwand der Reaktortrommel und Mittel zum Rotieren der Reaktortrommel um ihre Mittelachse aufweist.

Verbrennungsvorrichtungen des oben beschriebenen Typs sind seit Langem bekannt und über die Jahre wurden eine Reihe von verschiedenen Konstruktionen vorgeschlagen. Die schwedische Patentschrift 450734 offenbart eine Verbrennungsvorrichtung, die weite Verbreitung gefunden hat. Die schwedische Patentanmeldung 9602495-5, die noch nicht veröffentlicht wurde, beschreibt eine andere, verbesserte Verbrennungsvorrichtung mit einer doppelwandingen Reaktortrommel, in der der Raum zwischen der inneren und der äußeren Reaktorwand in Längskanäle geteilt ist, Mittel so angeordnet werden, dass sie die Verbrennungsluft in wenigstens einige dieser Kanäle leiten und die innere Reaktortrommelwand mit durchgängigen Öffnungen versehen ist zum Einlassen von Verbrennungsluft von den Kanälen in die Verbrennungskammer in der Reaktortrommel. Eine ähnliche Verbrennungsvorrichtung wird auch in der Europäischen Patentanmeldung EP 0 346 531 A offenbart.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbrennungsvorrichtung wie im Oberbegriff dargestellt bereit zu stellen, die mehr Energie erzeugen kann, als eine andere Verbrennungsvorrichtung derselben Größe und Ausstattung. Diese und andere Ziel können durch das im kennzeichnenden Teil von beigefügtem Anspruch 1 Beschriebene erreicht werden.

Wsitere Merkmale und Aspekte der Erfindung sind aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform ersichtlich.

Die beigefügte Zeichnung zeigt eine Seitenansicht (teilweise im Querschnitt) einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist folgende Hauptkomponenten auf: eine Reaktortrommel 1, die im Innenraum die Haupt- oder Primärverbrennungskammer 13 bildet, eine Nachoder Sekundärverbrennungskammer 14, ein Gebläse 27 für die Verbrennungsluft, eine Zustellstschraube 40 in einem Brennstoffzustellrohr 18 für festen Brennstoff in Form von Partikeln, einen Motor 41 zum Rotieren der Zustellschraube 40, eine Antriebsvorrichtung 34 zur Rotieren der Reaktortrommel 1 um eine geneigte Rotationsachse 2, ein Fallrohr 42 für den Brennstoff und Luftleitungen, die hier mit 51 bezeichnet werden, für die Verbrennungsluft. Der Neigungswinkel der Reaktortrommel 1 in Bezug zur Horizontalen ist 15°, wobei die vordere der Reaktortrommelöffnung 3 für die Verbrennungsgase schräg nach oben geneigt ist.

Die hintere Endwand 65 der Reaktortrommel 1 ist wie der Hauptabschnitt ihres zylindrischen Teils 66 doppelwandig ausgelegt. Der Raum zwischen der Innenwand und der Außenwand wird mit der Bezugsnummer 54 bezeichnet. Die innere Wand ist mit Öffnungen 55 versehen, sowohl im zylindrischen Abschnitt als auch in der Endwand, zum Einführen von Verbrennungsluft in die Hauptverbrennungskammer 13. Außerdem ist der Zwischenraum 54 in Kanäle unterteilt, wie im Detail in SE96024955-3 beschrieben, die hiermit durch Verweis aufgenommen wird. Insbesondere kann die Luft, die durch diese Kanäle strömt, durch Ventile reguliert werden, so dass die Verbrennungsluft vorzugsweise oder hauptsächlich in die Teile der Hauptverbrennungskammer 13 eingeführt wird, wo sich der Brennstoff ansammelt. Um den Brennstoff zu durchmengen, sind in der Reaktortrommel 1 ebenfalls Finger 56 angeordnet, die sich hinter der vorderen Öffnung 3 in einem Abstand zu dieser direkt nach hinten zur hinteren Wand 65 erstrecken und der Rotation der Reaktortrommel 1 folgen.

Ein Unterschied zur Vorrichtung gemäß SE9602495-5 ist, dass die Luft durch das Gebläse 27 durch einen Lufteinlass 27A eingeführt wird und durch die Luftrohre 51 und über das Gleitventil (nicht dargestellt) in das Lufteinführrohr/die Lufteinführachse 19 gedrückt wird und von dessen Inneren 20 weiter in die Kanäle im Zwischenraum 54 und schließlich durch die Öffnungen 55 in die Verbrennungskammer 13.

Das kennzeichnende Merkmal der Erfindung ist jedoch in erster Linie eine innere kleinere Trommel 60 im hinteren Abschnitt der Reaktortrommel 1. Die innere kleinere Trommel 60 ist zylindrisch und hat eine perforierte Ummantelung. Gemäß der Ausführungsform besteht die Trommel aus einer Blechtrommel mit Öffnungen in der Ummantelung, aber eine Netztrommel ist ebenfalls denkbar. Die Öffnungen in der Trommel werden mit der Bezugsnummer 61 bezeichnet. Diese sind so klein – der Durchmesser oder die größte Ausdehnung ist maximal 10 mm, vorzugsweise maximal 8 mm -, dass die Brennstoffpartikel nicht in einem wesantlichen Ausmaß durch sie passieren können. Vorne ist die Trommel 60 komplett offen. Die Öffnung wird mit 62 bezeichnet. Die Tromnel 60 ist mit der Reaktortrommel 1 koaxial und umgibt eine zentrale Zustellöffnung 63, die die Auslassöffnung des Zustellrohrs 18 für den Brennstoff bildet, der von der Zustellschraube 40 zugestellt wird. Der Durchmesser der Trommel 60 ist etwas größer als die Öffnung 63. Im ringförmigen Raum 64 zwischen der Zustellöffnung 63 und der Trommel 60 hat die hintere Endwand 65 der Reaktortrommel keine Einlassöffnungen für die Verbrennungsluft. Es ist jedoch eine Alternative denkbar, d. h. es sind auch im ringförmigen Raum 64 Lufteinlassöffnungen. Die Trommel 60 ist an die hintere Endwand der Reaktortrommel 1 geschweisst.

Während des Einsatzes rotiert die Reaktortromel 1 und mit ihr auch die innere Trommel 60, gleichzeitig wird Brennstoff durch die zentrale Öffnung 63 durch die Zustellschraube 40 in die kleinere innere Trommel 60 zugestellt. Der Brennstoff fällt durch die vordere Öffnung 62 und nach unten zur Wand der Reaktortrommel 1 und weiter nach unten in den Raum 67 zwischen der Reaktortrommel 1 und der inneren Trommel 60 im hinteren Teil der Hauptverbrennungskammer 13. Der Brennstoff in der Hauptverbrennungskammer 13 wird durch die primäre Luft verbrannt, die durch die Öffnungen 55 in der Ummantelung und der hinteren Endwand eingeblasen wird. Der Brennstoff, der nach und nach der inneren Trommel 60 zugestellt wird, wird in dieser Trommel getrocknet, bevor er in die Hauptverbrennungskammer kommt. Die innere Trommel 60 funktioniert deshalb als "Vorfeuer-Rost", in dem im Wesentlichen jede vorhandene Feuchtigkeit im Brennstoff beseitigt wird. Zusätzlich funktioniert die kleinere Trommel 60 so, dass sich mehr Brennstoff während der Verbrennung in der Hauptverbrennkammer ansammeln kann, dadurch dass der ringförmige Raum 67 mehr oder weniger mit Brennstoff gefüllt ist, der durch die mit der Trommel 1 interagierenden Finger 56 der Rotation der Verbrennungsvorrichtung folgt, was die Energieerzeugung in der Verbrennungsvorrichtung weiter steigt.

Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass die Trommel 1 nicht notwendigerweise kontinuierlich und bei konstanter Geschwindigkeit rotiert werden muss. Die Geschwindigkeit kann abhängig von der geforderten Energieerzeugung variieren und kann auch intermittierend durchgeführt werden. Es kann auch zwischen kontinuierlicher und intermittierender Rotation gewechselt werden. Luft strömt auch aus einer Anzahl von Öffnungen 46 im Unterseitenabschnitt der ringförmigen Endwand, die den Raum 54 nach vorne begrenzt und so die Kanäle in diesem Raum. Die sekundäre Luft, die so aus den Öffnungen 46 geblasen wird, hält die Verbrennung in der Nach- oder Sekundärverbrennungskammer 14 aufrecht, insbesondere die Verbrennung von Produkten, die in der Haupt- oder Primärverbrennungskammer 13_n icht komplett verbrannt wurden, sondern in die Nachverbrennungskammer 14 passiert sind. Um zu verhindern, dass diese Produkte unverbrannt aus der Öffnung 3 ausscheiden, ist der vordere Teil der Nachverbrennungskammer konisch zulaufend konstruiert.

Im hinteren Teil der Trommel 1, d. h. im inneren Teil 67 der Primär- oder Hauptverbrennungskammer 13, im Bereich der inneren Trommel 60, wo die Verteilung der Luftzufuhröffnungen 55 in der Ummantelung am dichtesten ist und wo die Verbrennungsluft auch durch die Öffnungen in der Endwand eingeführt wird, ist die Temperatur nichtsdestotrotz relativ niedrig, normalerweise 700-800°C, was aus Umweltschutzgründen zu bevorzugen ist, mit Hinblick auf die Tatsache, dass dieser Teil des Brenners außerhalb des Boilers ist. Im vorderen Teil der Trommel 1 und insbesondere in der Nach- oder Sekundärverbrennkammer 14, wo "frische" Verbrennungsluft durch die Öffnungen 46 zugestellt wird zu ganzen aber unverbrannten oder unvollständig verbrannten verbrennbaren Produkten, kann die Temperatur über 1000-1300°C, typischerweise auf 1250°C, was bevorzugt wird, ansteigen, da dies einen effizienten Wärmetransfer zum Konvektorteil des Boilers (nicht dargestellt) liefert.

Die Vorrichtung kann innerhalb des Umfangs der Erfindung variiert werden.

Die rotierende Trommel 1 kann beispielsweise komplett horizontal angeordnet werden. In diesem Fall sollte die Trommel al-lerdings zulaufend, z. B. konisch zulaufend konstruiert werden, von der hinteren Wand nach vorne, so dass die Unterseite der Trommel ungefähr den gleichen Neigungswinkel wie der beschriebenen Ausführungsform, d. h. 15°, hat, aufgrund dessen sich der Brennstoff auch in diesem Fall im hinteren Teil 67 der Trommel ansammelt, wo der Zustrom von Primärluft konzentriert ist. Es ist weiterhin vorstellbar keine scharfen Ecken am Übergang zwischen der hinteren Endwand und der Seitenwand, die der Trommelummantelung entspricht, zu haben, sondern einen abgeschrägten Übergang. Eine Konstruktion, die aus manchen Gründen geeignet ist, hat jedoch einen Brenner, der gar keine Ecken hat, z. B. einen Brenner, der im Wesentlichen die Form eines Eis oder einer Birne, die an beiden Enden abgeschnitten ist, hat, wobei der schmalere Teil nach vorne zur Auslassöffnung gerichtet ist. In diesem Fall ist der Brenner ebenfalls doppelwandig, wobei der Zwischenraum zwischen den Wänden in Kanäle unterteilt ist oder auf andere Art und Weise mit Kanälen für die Verbrennungsluft vom Einlassrohr versehen ist, das das zentrale Brennstoffzustellrohr umgibt und weiter nach außen und nach vorne geht.