AT10016U1 - Festbrennstoffkessel - Google Patents

Description

2 AT 010 016 U1

Die Erfindung bezieht sich auf einen Festbrennstoffkessel mit einer mit Festbrennstoff beschickbaren, oberhalb eines Ascheraumes angeordneten Brennkammer und mit einem Wärmetauscher mit wenigstens zwei von unten nach oben durchströmten Abgaszügen, von denen der hinsichtlich der Abgasführung eingangsseitige Abgaszug die Brennkammer enthält und der ausgangsseitige Abgaszug ein Bündel paralleler, ein Gehäuse axial durchsetzender Abgasrohre umfasst.

Zum einfachen Aufbau eines Heizkessels für Festbrennstoffe ist es bekannt (AT 005 587 U1), auf die Brennkammer das zylindrische Gehäuse eines Wärmetauschers aufzusetzen, der ein das Gehäuse axial durchsetzendes Rohrbündel aufweist, das in einem an ein Abgasrohr anschließenden Abgaskasten mündet. Da die Brennkammer einen ebenfalls der Wärmeübertragung auf einen Wärmeträger dienenden Abgaszug bildet, ergibt sich ein zweistufiger Wärmeaustausch mit dem Vorteil einfacher Konstruktionsbedingungen, weil die festen Verbrennungsrückstände in einem gemeinsamen Ascheraum unterhalb der Brennkammer gesammelt werden können. Wegen der durch die Aufstellungsbedingungen beschränkten Höhe solcher Heizkessel ergibt sich allerdings eine erhebliche Einschränkung hinsichtlich der Wärmetauscherleistung.

Zur Vergrößerung der Wärmetauscherleistung ist es bekannt, zwischen einem hinsichtlich der Abgasführung eingangsseitigen, an eine Brennkammer angeschlossenen Abgaszug und einem seitlich neben diesem eingangsseitigen Abgaszug angeordneten ausgangsseitigen Abgaszug einen diese von unten nach oben durchströmten Abgaszüge verbindenden, von oben nach unten durchströmten Sturzzug vorzusehen. Durch diese Maßnahme wird nicht nur eine erhebliche Grundrissfläche für den Wärmetauscher benötigt, sondern auch zusätzliche Maßnahmen für die Abscheidung der Verbrennungsrückstände erforderlich, weil ja sowohl für den eingangsseitigen Abgaszug als auch für den Verbindungsbereich zwischen dem Sturzzug und dem ausgangsseitigen Abgaszug Ascheräume vorgesehen werden müssen, die voneinander getrennt sind, um Strömungskurzschlüsse zwischen dem ein- und ausgangsseitigen Abgaszug des Wärmetauschers zu vermeiden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Festbrennstoffkessel der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass die Wärmetauscherleistung bei beschränkter Bauhöhe erheblich gesteigert werden kann, ohne auf eine kompakte Bauweise und einfache Konstruktionsverhältnisse verzichten zu müssen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Gehäuse ebenfalls axial durchsetzende Abgaszug mit der Brennkammer oben in eine Umlenkkammer mündet, dass sich der Ascheraum unterhalb des Gehäuses für den Wärmetauscher zumindest im Wesentlichen über dessen Bodenbereich erstreckt und durch eine Trennwand in zwei voneinander getrennte Abschnitte einerseits für die Brennkammer und anderseits für den ausgangsseitigen Abgaszug unterteilt ist und dass die Umlenkkammer mit dem Abschnitt des Ascheraumes für den ausgangsseitigen Abgaszug durch wenigstens ein das Gehäuse des Wärmetauschers durchsetzendes, einen Sturzzug ergebendes Abgasrohr in Strömungsverbindung steht.

Da zufolge dieser Maßnahmen die einzelnen Abgaszüge des Wärmetauschers und damit auch die Brennkammer nebeneinander in einem gemeinsamen, an einen Vor- und einen Rücklauf für einen Wärmeträger angeschlossenen Gehäuse angeordnet sind, ergibt sich eine kompakte Bauweise, die auch höhere Wärmetauscherleistungen erlaubt, weil ja die Wärmetauscherfläche beispielsweise durch die Anzahl der Abgasrohre des ausgangsseitigen Abgaszuges der geforderten Nennleistung angepasst werden kann. Das gemeinsame Gehäuse des Wärmetauschers, das auch die Brennkammer umschließt, stellt außerdem eine vorteilhafte Voraussetzung für eine Abscheidung der festen Verbrennungsrückstände einerseits aus der Brennkammer und anderseits aus den Abgaszügen dar. Zu diesem Zweck braucht ja lediglich der Ascheraum unterhalb des Gehäuses für den Wärmetauscher angeordnet und in zwei Abschnitte getrennt zu werden, die einerseits der Brennkammer und anderseits dem ausgangsseitigen Abgaszug zugeordnet sind, sodass der Sturzzug, der die den eingangsseitigen Abgaszug nach 3 AT010 016U1 oben abschließende Umlenkkammer mit dem ausgangsseitigen Abgaszug verbindet, durch das Gehäuse in den dem ausgangsseitigen Abgaszug zugehörigen Abschnitt des Ascheraumes geführt werden kann. In diesem Abschnitt des Ascheraumes wird die Abgasströmung vom Sturzzug in den aufwärts durchströmten ausgangsseitigen Abgaszug umgelenkt, wobei die mit der Abgasströmung durch den Sturzzug geförderten Verbrennungsrückstände aus der Abgasströmung abgeschieden werden. Der Ascheraum kann daher zur Entleerung in einfacher Weise in Richtung der Trennwand zwischen den beiden Abschnitten zugänglich gemacht werden.

Um mit einer vergleichsweise kleinen Umlenkkammer das Auslangen zu finden, können die üblicherweise mehreren Abgasrohre des Sturzzuges um eine zur Längsrichtung der Trennwand des Ascheraumes parallele Achse geneigt verlaufen, was der kompakten Bauweise zugutekommt.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Festbrennstoffkessel in einen vereinfachten Axialschnitt und Fig. 2 diesen Festbrennstoffkessel in einem Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1 in einem größeren Maßstab.

Der auszugsweise und vereinfacht dargestellte Festbrennstoffkessel weist eine Brennkammer 1 für Holzpellets auf, die über ein Fallrohr 2 eingebracht werden, das in herkömmlicher Weise über eine Förderschnecke in Abhängigkeit von der jeweils geforderten Heizleistung beschickt wird. Die Brennkammer 1 ist in ein Abgasrohr 3 eingesetzt, das ein Gehäuse 4 eines Wärmetauschers 5 durchsetzt und oben in eine Umlenkkammer 6 mündet. Nach unten ist das Abgasrohr 3 bzw. die Brennkammer 1 durch einen beweglichen Rost 7 abgeschlossen, um die Verbrennungsrückstände ausbringen zu können.

Der Wärmetauscher 5 umfasst neben dem durch das Abgasrohr 3 gebildeten eingangsseitigen Abgaszug 8 einen ebenfalls von unten nach oben durchströmten Abgaszug 9, der aus einem Bündel das Gehäuse 4 durchsetzender Abgasrohre 10 besteht. Dieses Bündel an Abgasrohren 10 mündet oberhalb des Gehäuses 4 in einen Abgaskasten 11, an den ein Abgasrohr 12 angeschlossen ist, das über ein Sauggebläse beaufschlagt wird. Die Abgaskammer 11 ist mit einem abnehmbaren Deckel 13 versehen und stellt bei abgenommenen Deckel 13 einen Zugang zur Umlenkkammer 6 sicher, die gegenüber dem Abgaskasten 11 durch einen abnehmbaren Deckel 14 verschlossen ist.

Unterhalb des Gehäuses 4 für den Wärmetauscher 5 ist ein Ascheraum 15 vorgesehen, der durch eine Trennwand 16 in zwei Abschnitte 17, 18 unterteilt ist. Während der Abschnitt 17 des Ascheraumes 15 dem Rost 7 der Brennkammer 1 zugeordnet ist, liegt der Abschnitt 18 unterhalb des Abgaszuges 9. Der Abschnitt 18 des Ascheraumes 15 kann somit zur Beaufschlagung der Abgasrohre 10 des Abgaszuges 9 genützt werden, wenn die Umlenkkammer 6 mit dem Abschnitt 18 des Ascheraumes 15 durch einen Sturzzug 19 verbunden wird, der gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus mehreren Abgasrohren 20 besteht, die um eine in Längsrichtung der Trennwand 16 verlaufende Achse geneigt angeordnet sind.

Da zufolge dieser Maßnahmen die Verbrennungsgase aus dem eingangsseitigen Abgaszug 8 über die Umlenkkammer 6 durch den Sturzzug 19 in den Abschnitt 18 des Ascheraumes 15 gesaugt und dort umgelenkt werden, um über das Rohrbündel des Saugzuges 9 in die Abgaskammer 11 zu strömen, werden die mit den Verbrennungsgasen durch den Sturzzug 19 mitgeförderten Verbrennungsrückstände bei der Umlenkung der Verbrennungsgase vom Sturzzug 19 in den Bereich des ausgangsseitigen Abgaszuges 9 abgeschieden und im Abschnitt 18 des Ascheraumes 15 gesammelt, der wie der Abschnitt 17 mit Aschebehältern 21 zur Aufnahme der Verbrennungsrückstände versehen werden kann. Die Aschebehälter 21 können in Längsrichtung der Trennwand 16 aus dem mit entsprechenden Austragsöffnungen versehenen Festbrennstoffkessel gezogen werden.

Claims (2)

1. 4 AT010 016U1 Da nicht nur das Rohrbündel des abgasseitigen Abgaszuges 9, sondern auch das eingangsseitige Abgasrohr 3 sowie der diese Abgaszüge 8, 9 verbindende Sturzzug 19 das Gehäuse 4 des Wärmetauschers 5 durchsetzen, ergibt sich eine sehr kompakte, raumsparende Konstruktion, die einfache Konstruktionsverhältnisse erlaubt, und zwar sowohl im Bereich des Wärmetauschers 5 als auch im Bereich der Abscheidung der Verbrennungsrückstände. Um hinsichtlich der Temperaturverteilung im Wärmetauscher 5 vorteilhafte Verhältnisse zu schaffen, ist der sich zwischen einem Innenmantel 22 und dem Außenmantel des Gehäuses 4 ergebende Ringraum der Höhe nach durch eine Trennwand 23 in eine untere Vorlaufkammer 24 und eine obere Rücklaufkammer 25 unterteilt. Die Strömungsverbindung zwischen der an einen Rücklauf 26 angeschlossenen Rücklaufkammer 25 und der an einen Vorlauf 27 angeschlossenen Vorlaufkammer 24 wird durch Durchströmöffnungen 28 in der Trennwand 23 sichergestellt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass der kühle Wärmeträger aus dem Rücklauf 26 nicht unmittelbar mit den Abgaszügen 8, 9, 20 in Berührung kommt, was die Gefahr einer Taupunktunter-schreitung im Bereich dieser Abgaszüge ausschließt. Es wird vielmehr der Wärmeträger im vom Innenmantel 22 umschlossenen Innenraum 29 erwärmt, wobei der Wärmeübergang zwischen dem Innenraum 29 und der Vorlaufkammer 24 überden Innenmantel 22 erfolgt. Die Erwärmung des über den Rücklauf 26 in die Rücklaufkammer 25 strömenden und über den Vorlauf 27 aus der Vorlaufkammer 24 abgezogenen Wärmeträgers erfolgt jedoch nicht ausschließlich über den Innenmantel 22, sondern auch mit Hilfe einer sich über die Rücklaufkammer 25 und die Vorlaufkammer 24 schließenden Konvektionsströmung des Wärmeträgers im Innenraum 29. Zu diesem Zweck ist der Innenmantel 22 im Bodenbereich des Gehäuses 4 mit Durchtrittsöffnungen 30 versehen, die eine Strömungsverbindung mit der Vorlaufkammer 24 ergeben. Im Bereich der Rücklaufkammer 25 sind entsprechende Durchtrittsöffnungen 31 im Deckenbereich des Innenmantels 22 vorhanden. Ansprüche: 1. Festbrennstoffkessel mit einer mit Festbrennstoff beschickbaren, oberhalb eines Ascheraumes angeordneten Brennkammer und mit einem Wärmetauscher mit wenigstens zwei von unten nach oben durchströmten Abgaszügen, von denen der hinsichtlich der Abgasführung eingangsseitige Abgaszug die Brennkammer enthält und der ausgangsseitige Abgaszug ein Bündel paralleler, ein Gehäuse axial durchsetzender Abgasrohre umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) ebenfalls axial durchsetzende Abgaszug (8) mit der Brennkammer (1) oben in eine Umlenkkammer (6) mündet, dass sich der Ascheraum (15) unterhalb des Gehäuses (4) für den Wärmetauscher (5) zumindest im Wesentlichen über dessen Bodenbereich erstreckt und durch eine Trennwand (16) in zwei voneinander getrennte Abschnitte (17, 18) einerseits für die Brennkammer (1) und anderseits für den ausgangsseitigen Abgaszug (9) unterteilt ist und dass die Umlenkkammer (6) mit dem Abschnitt (18) des Ascheraumes (15) für den ausgangsseitigen Abgaszug (9) durch wenigstens ein das Gehäuse (4) des Wärmetauschers (5) durchsetzendes, einen Sturzzug (19) ergebendes Abgasrohr (20) in Strömungsverbindung steht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr (20) des Sturzzuges (19) um eine zur Längsrichtung der Trennwand (16) des Ascheraumes (15) parallele Achse geneigt verläuft. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen