NO843182L - Forbrenningsanordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et forbrenningsanlegg som

kan ha et utall anvendelser. For å klargjøre oppfinnelsen er det tilstrekkelig å velge en av de mange anvendelser, og i foreliggende tilfelle er det valgt en åpen peis som benyttes i oppholdsrom for å øke trivselen. En videreutvikling av nevnte åpne peiser er såkalte bålkaminer, hvor man anvender skor-stenen som varmeveksler og tar vare på den varme som finnes i de gasser og partikler som forlater selve ildstedet når et bål brenner i dette. Varmen som tas vare på anvendes for å varme opp rommene i det rom hvor bålkaminen befinner seg og i til-grensende rom til dette. Det er blitt konstatert at de gasser og partikler som forlater et hus som har en åpen peis eller bålkamin ikke er miljøvennlige og derfor ikkeønskelige.

Foreliggende oppfinnelse har til formål å forandre foreliggende åpne peiser og bålkaminer samt anordne nye åpne peiser og bålkaminer på en slik måte at den røkgassemisjon som forlater et hus inneholdende en åpen peis har en slik beskaffenhet at miljøskadelige bestanddeler ikke finnes i emisjonen. Ved den åpne peisens eller bålkaminens konstruksjon er nevnte ikke øn-skede deler av røkgassemisjonen mer eller mindre blitt eli-minert, slik at den røkgassemisjon som forlater et hus med en åpen peis eller bålkamin stort sett inneholder vanndamp og kulldioksyd, som er miljøvennlige bestanddeler. Ifølge oppfinnelsen oppnås dette praktisk ved at forbrenningsgassene fra et ildsted i en åpen peis eller kamin drives i omvendt retning slik at de passerer gjennom glødesjiktet og deretter til et etterforbrenningskammer, hvor resterende miljøskadelige bestanddeler av røkgassen elimineres helt eller delvis.

Etterforbrenningskammeret er av en slik beskaffenhet at dets vegger har stor varmeisolerende evne og liten termisk treghet slik at røkgassen i nevnte etterforbrenningskammer ikke ned-kjøles. Videre skal etterforbrenningskammeret ha en slik lengde at en flamme ikke befinner seg delvis utenfor etterforbrenningskammeret. Derved har etterforbrenningskammerets tverrsnitt innflytelse. Etterforbrenningskammeret skal være således dimensjonert at det fås høy fyllingsgrad, dvs. røk-gassen har en høy energitetthet i etterforbrenningskammeret. Dersom etterforbrenningskammerets lengde ikke skulle være tilstrekkelig for røkgass og eventuelle flammer, kan passasjen gjennom etterforbrenningskammeret forandres på en slik måte at den blir lengre enn etterforbrenningskammerets lengde, eller også kan man sørge for andre hindringer slik at det oppstår en statisk blander. Også andre fremgangsmåter som gir samme resultat kan anvendes. Videre bør det finne sted en jevn av-brenning ved etterforbrenningskammerets innløp. Etterforbrenningskammeret er fortrinnsvis fremstilt av ekspandert glimmer eller av aluminiumsilikatfiber eller av en blanding av begge

deler.

Forbrenningen av ønsket brensel skjer i en overgangssone mellom den åpne peisens ildsted og etterforbrenningskammer.

Den åpne peis har en slik rist at brenselet faller suksessivt ned mot den sone hvor selve forbrenningen skjer. Eventuelle pyrolysegasser passerer alltid gjennom etterforbrenningskammeret .

Fra ildstedet er der kun en passasje via etterforbrenningskammeret til ildstedets skorsten.

For å oppnå høy varmeeffekt er ildstedet avskjermet, idet en del eller hele avskjermingen kan utgjøres av en eller to peisluker.

For å øke trivselseffekten kan avskjermingen og eventuelt etterforbrenningskammerets fremre del utgjøres av gjennomsik-tig materiale.

Dersom det foreligger et ønskemål om å anvende den åpne peis som en konvensjonell peis, kan et lukkeorgan fjernes som mu-liggjør direkte passasje fra den åpne peisens ildsted til den åpne peisens skorsten.

Ytterligere karakteristiske trekk ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av de etterfølgende patentkrav.

Foreliggende oppfinnelse skal beskrives nærmere i forbindelse med vedføyede tegninger, hvor Fig. 1 viser i perspektiv en åpen peis anordnet til hovedsakelig å avlevere røkgasser som inneholder vann og karbondioksyd, og

Fig. 2 viser en alternativ utførelsesform.

På vedføyede tegninger vises en åpen peis i form av en bålkamin. Den åpne peis er gitt henvisningstallet 1 og har et ildstedsrom 3, som kan frilegges eller lukkes ved hjelp av to peisluker 2. Over ildstedet er det anordnet en ytre kappe 4, som går over i et ytre skorsteinsrør 5. Nevnte ytre skor-steinsrør 5 har en ventil, som kan åpne eller stenge en passasje til det rom som ligger innenfor det ytre skorsteinsrør 5. Mer eller mindre koaksialt er det i det ytre skorsteinsrør 5 anordnet et indre skorsteinsrør 7, som står i direkte forbindelse med både skorsteinens indre åpning og ildstedsrommet. Det indre skorsteinsrør vider seg nedentil ut slik at dets tverrsnitt mer eller mindre stemmer overens med ildstedsrommets 3 tverrsnitt. Den nedre del er gitt henvisningstallet 8 og utgjør i realiteten en indre kappe. Mellom det ytre skor-steinsrør 5 og den ytre kappe 4 og det indre skorsteinsrør 7 og den indre kappe 8 dannes et rørformet rom 9. Det rørfor-mede rom 9 har en innløpsåpning 10 og en utløpsåpning gjennom den ovennevnte ventil 6.

Den nedre del av det indre skorsteinsrør 7, som bl.a. dannes av den indre kappe 8, er avskjermet ved hjelp av en tversgående avgrensningsvegg 11. Avgrensningsveggen 11 er forsynt med en luke 12 som kan åpnes og stenges. Ved hjelp av avgrensningsveggen 11 og luken 12 er den del av ildstedsrommet 3 som ligger til høyre for avgrensningsveggen, avstengt for tilløp til det indre skorsteinsrør 7. På gulvet i ildstedsrommet 3, som består av ildfast tegl, er det plassert en rist 13 med en forbrenningsdel 14 forsynt med et antall hull 15. Til høyre for risten 13 er det anordnet et etterforbrenningskammer 16. Kammeret har karakter av en kanal med rektangulært tverrsnitt.

Naturligvis kan kammeret også ha et annet tverrsnitt, f.eks. sirkulært tverrsnitt. Kammeret har to tverrvegger 17 og 18

og to vegger vinkelrett på disse vegger med henvisningstallene 19 og 20. Veggene er laget av materiale som har liten termisk treghet og høy isoleringsevne. Veggene kan bestå av ekspandert glimmer eller aluminiumsilikatfiber, eller annet materiale med samme egenskaper. Etterforbrenningskammeret munner ut i det indre skorsteinsrøret 7 og har nedentil en tversgående åpning 21, som ristens forbrenningsdel 14 helt eller delvis rager inn i. Etterforbrenningskammeret 16 er slik utformet at flamme eller uforbrent organisk materiale ikke befinner seg over forbrenningskammerets øvre ende. Videre skal etterforbrenningskammeret 16 være slik utformet at flamme eller røkgass ikke avkjøles. Etterforbrenningskammeret kan videre være forsynt med katalysator, f.eks. i form av et belegg. Katalysatoren kan bestå av keramikk eller edel-metaller og har til formål å underholde en forbrenning i etterforbrenningskammeret. Etterforbrenningskammeret 16 skal ha et slikt tverrsnitt at det oppnås høy fylningsgrad av røk-gass, dvs. høy energitetthet. Dersom etterforbrenningskammerets 16 lengde ikke er tilstrekkelig, kan dette løses ved at man i etterforbrenningskammeret 16 anordner ikke viste statiske blandere. Ved hjelp av slike blandere må røkgassen gjennom etterforbrenningskammeret passere en lengde som er lengre enn etterforbrenningskammerets lengde. Etterforbrenningskammerets 16 dimensjoner er alltid tilpasset til enhet-enes 13 og 21 størrelse. På grunn av ristens 13 konstruksjon kan brensel 24 plasseres på risten 13, idet brenselet på

grunn av tyngdekraften vil falle ned til forbrenningsdelen 14.

Peislukene har et innløp 22 for tilluft, og tilluften forlater peislukene 2 gjennom utløpsåpningen 23.

Peisen beskrevet i det foregående fungerer på følgende måte.

På risten 13 plasseres et ønsket antall vedstykker, som antennes ved forbrenningsdelen 14 av risten 13. Når forbrenningen er startet, stenges peislukene. Røkgasser fra forbrenningsdelen får omvendt passasje og passerer gjennom gløde-sjiktet ved forbrenningsdelen 14 til etterforbrenningskammeret 16 når røkgassen har slik tetthet at samtlige bestanddeler forbrennes med unntak av kulldioksyd og vann. Ved etterforbrenningskammerets 16 øvre ende inneholder den forlatende røkgass kun kulldioksyd og vann. Den gass som dannes ved pyro-lyse på brenselet som ennå ikke har nådd forbrenningsdelen, suges ned gjennom etterforbrenningskammeret 16. Temperaturen i etterforbrenningskammeret 16 når en verdi på ,ca. 1100°. Den luft som tilføres åpningen 10 og som forlater kaminen gjennom ventilen 6, oppvarmes av røkgassen gjennom det indre skor-steinsrør 7. De to peisluker 2 kan eventuelt erstattes av luker som er gjennomsiktige, slik at trivselseffekten oppnås selv ved denne type peis. Likeledes kan deler av etterforbrenningskammeret være gjennomskinnelige.

Det er således ganske vesentlig ifølge foreliggende oppfinnelse at den etterforbrenning som skjer i etterforbrenningskammeret 16 er slik at kun karbondioksyd og vanndamp forlater etterforbrenningskammeret. Skulle mot formodning etterforbrenningskammeret 16 være av en slik type at uforbrent organisk substans med unntak av karbondioksyd og vanndamp, ikke helt forbrennes, må enten etterforbrenningskammeret gis større lengde, eller så må etterforbrenningskammeret forsynes med statiske blandere slik at røkgassen får en lengre vei å passere innen den forlater etterforbrenningskammeret 16.

Dersom det av trivselshensyn er ønskelig i en kortere periode

å oppleve et kraftig brennende bål og ikke et glødende bål, kan luken 12 beveges fra sin stengende stilling, hvoretter peisen i en kortere periode avgir røkgass som inneholder uøn-skede bestanddeler.

På fig. 2 vises en alternativ utførelsesform av en bålkamin ifølge fig. 1. På fig. 2 er deler som stemmer overens med deler på fig. 1 gitt samme henvisningstall, og der delene av-viker noe, har henvisningstallene fått samme nummer, men med en apostrof. Den etterfølgende beskrivelse vil kun dreie seg om de deler av bålkaminen som ikke er omtalt i det foregående.

I ildstedsrommet er det oppstilt en rist bestående av to deler, nemlig en frontdel 32 og en bakover nedadhellende del 13'. Disse to deler er forbundet med sidedeler på en slik måte at sidedelene og delene 32 og 13' danner et lukket rom med åpning til tverråpningen 21 ved etterforbrenningskammeret. Sideveggene til de to deler 32 og 13' utgjøres med fordel av ildstedsrommets 3 sidevegger. Delen 13' utgjøres av et syrefast og temperaturbestandig materiale såsom rustfritt stål. På grunn.av at rustfritt stål anvendes, har delen 13' ikke større tykkelse enn et par millimeter, og til og med mindre. Delen 13' er ved sin ende inntil etterforbrenningskammeret 16 forsynt med hull for flammer og uantent gass for tilførsel til et nedenforliggende forbrenningskammer 34. Den øvre ven-stre ende av risten 13' er forenet med den øvre ende av en tversgående frontvegg 32. Risten 13', frontveggen 32 og ristens sidevegger danner tilsammen det omsluttede rom som utgjør forbrenningskammeret 34. Frontveggen består vanligvis av gjennomskinnelig materiale, som kan være såkalt Robax glass. I den fremre frontvegg er det anordnet en åpning 33 for å tilføre rommet 34 sekundærluft. Tverråpningen 21 til etterforbrenningskammeret 16 har en slik bredde at antent og uantent gass blandes meget intimt med hverandre i åpningen,

slik at all gass er mer eller mindre antent når den strømmer inn i etterforbrenningskammeret. Peisluken 2 eller lukene 2 er forsynt med en innløpsåpning 22' for luft som skal til-føres risten 13' ovenifra, idet en del av luften strømmer inn i åpningen 33. Ildstedsrommet 3 er forsynt med en inspek-sjonsluke 25, som kan fjernes når bålkaminen skal fungere som en konvensjonell bålkamin. Den indre kappe 8 inneholder en røkgasshylle for å spre gass som kommer fra etterforbrenningskammeret . Under bålkaminen er det anordnet en vifte 30 for å tilføre luft til innløpsåpningen 10 til det rørformede rom 9. 27 er en reguleringsinnretning for å lede oppvarmet luft fra det rørformede rom 9 enten ut i det rom der bålkaminen er plassert, eller også til det inntilliggende rom ved hjelp av én eller flere kanalstusser 31. For starting og stopping av viften 30 foreligger en strømbryter 28, og for re-gulering av viftens hastighet foreligger en tyristor 29.

Bålkaminen beskrevet i det foregående fungerer på følgende måte. Ved 24 plasseres på risten 13', veden antennes, og deretter stenges peislukene 2. Luft til forbrenningen kommer inn gjennom åpningen 22' og passerer opp til ristens overside. De flammer som dannes ved antennelsen, trekkes nedad gjennom hullene i ristens 13' forbrenningsdel 14<1>. I tillegg til antente gassflammer vil også ikke antente gasser passere inn i det underliggende forbrenningskammer 3 4 på grunn av et under-trykk som råder i dette kammer. Antente gasser og uantente gasser drives mot tverråpningen 21, som har en slik størrelse at såvel antente som uantente gasser blandes intimt med hverandre, slik at gassene er mer eller mindre helt antente når de strømmer inn i etterforbrenningskammeret. I det nedre forbrenningskammer 34 kan det herske en viss mangel på luft for å underholde forbrenningen, og av denne grunn suges det en viss mengde luft inn gjennom åpningen 33. Forbrenningen i etterforbrenningskammeret 16 går for seg på nøyaktig samme måte som forbrenningen i etterforbrenningskammeret 16 i bålkaminen ifølge fig. 1. Ved at frontveggen 32 er av gjennomskinnelig materiale kan bålets flammer betraktes gjennom frontveggen 32. Således kan man ved denne ganske effektive bålkamin oppleve hyggen ved flammer fra et bål, dog med den for-skjell at flammene ikke beveger seg oppad, men istedenfor nedad.

Claims (20)

1 . Forbrenningsanlegg for forbrenning av forskjellige slags brensel, fortrinnsvis ved, bestående av en ildstedsdel såsom ildstedet i en åpen peis eller en bålkamin, av en rist såsom en rist plassert på underdelen eller bunnen av ildstedsrommet av en åpen peis eller bålkamin, av et etterforbrenningskammer som er tilsluttet ildstedsrommet, og av en skorstein eller lignende for bortføring av gasser og partikler fra etterforbrenningskammeret, karakterisert ved at etterforbrenningskammeret (16) har et veggmateriale med lav termisk treghet og høy varmeisolerende evne, at etterforbrenningskammeret (16) er slik dimensjonert at maksimal fyllingsgrad, dvs. høy energitetthet, oppnås, at etterforbrenningskammeret (16) er av en slik beskaffenhet at en flamme og eventuelt uforbrent gass befinner seg innen etterforbrenningskammeret (16) ved forbrenningen, og at etterforbrenningskammerets (16) innlø psåpning (21) og rist (13) er tilpasset til nevnte krav til etterforbrenningskammeret.

2. Forbrenningsanlegg ifølge krav 1, karakterisert ved at etterforbrenningskammeret (16) har en passasje som er lengre enn etterforbrenningskammerets (16) lengde.

3. Forbrenningsanlegg ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fortrinnsvis etterforbrenningskammeret (16) er forsynt med en katalysator såsom keramikk eller edelmetall for å underholde en forbrenning, hvilken katalysator kan ha karakter av et belegg.

4. Forbrenningsanlegg ifølge et foregående krav, karakterisert ved at den del (14) av en rist (13) som er beregnet for et glødesjikt, ligger i en overgangssone mellom ildsted (3) og etterforbrenningskammer (16).

5. Forbrenningsanlegg ifølge et foregående krav, karakterisert ved at etterforbrenningskammerets (16) vegger inneholder ekspandert glimmer eller alumini-umsilikatfibre eller en blanding av disse.

6. Forbrenningsanlegg som har karakter av en åpen peis såsom bålkamin ifølge et foregående krav, karakterisert ved at ildstedsrommet (3) kun har forbindelse med skorsteinen (7) via etterforbrenningskammeret (16).

7. Forbrenningsanlegg ifølge krav 6, karakterisert ved at ildstedsrommet (3) har direkte forbindelse med skorsteinen (7) via en andre forbindelse som inneholder en enhet (12), såsom en luke, som kan åpnes og stenges.

8. Forbrenningsanlegg ifølge krav 6, karakterisert ved at risten (13) har en slik beskaffenhet at brensel (24) plassert på denne på grunn av sin egen vekt forsøker å nærme seg den nedre del (14) av risten (13) der et glødesjikt er dannet.

9. Forbrenningsanlegg ifølge et av kravene 6-8, karakterisert ved at etterforbrenningskammeret (16) er plassert lengst inne i ildstedsrommet (3).

10. Forbrenningsanlegg ifølge et av kravene 6-9, karakterisert ved at vegg til etterforbrenningskammeret (16) danner innervegg til ildstedsrommet (3), og at etterforbrenningskammerets (16) innløp (21) fortrinnsvis ligger ved nevnte veggs (18) nedre ende.

11. Forbrenningsanlegg ifølge et av kravene 6-10, karakterisert ved at ildstedsrommet (3) er avskjermet, idet en eller flere peisluker (2) helt eller delvis utgjør avskjermningen.

12. Forbrenningsanlegg ifølge krav 11, karakterisert ved at avskjermningen utgjøres av gjennomskinnelig materiale.

13. Forbrenningsanlegg ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at etterforbrenningskammerets (16) gjennomløp har hovedsakelig sirkulært tverrsnitt.

14. Forbrenningsanlegg ifølge krav 12, karakterisert ved at etterforbrenningskammeret (16) er helt eller delvis gjennomskinnelig.

15. Forbrenningsanlegg ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at etterforbrenningskammeret (16) inneholder midler som tilveiebringer god blanding av forbrenningsgassene.

16. Forbrenningsanlegg ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at etterforbrenningskammerets innløp (21) har slik åpningsstørrelse at såvel uantente gasser fra risten (13') som antente gasser intimt blandes med hverandre.

17. Forbrenningsanlegg ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at risten (13') er slik anordnet at all primærluft ledes gjennom risten (13').

18. Forbrenningsanlegg ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at risten (13') består av syrefast materiale med høy temperaturbestandighet, såsom rustfritt stål.

19. Forbrenningsanlegg ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det er anordnet et til-løp (33) for luft til rommet under risten (13').

20. Forbrenningsanlegg ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at risten (13') helt eller delvis er fremstilt av gjennomskinnelig materiale såsom glass for å visualisere flammene dannet under forbrenningen.