AT389752B - Feuerungsanlage - Google Patents

Description

Nr. 389752

Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage mit einer im Abzugsystem angeordneten Nachverbrennungseinrichtung, die mindestens einen jeweils durch wenigstens eine mit Durchtrittsöffnungen versehene Trennwand definierten Nachvefbrennungsraum aufweist, in den eine Frischluftzufuhr mündet.

Bei einer bekannten Feuerungsanlage dieser Art werden die Schwelgase durch ein mit einer Nachverbrennungseinrichtung versehenes Abzugsystem geleitet, wobei die Nachverbrennungseinrichtung mit Durchtrittsöffnungen versehene Trennwände aufweist, aus denen Frischluft in das Abzugsystem gelangt Dabei streichen die von der Brennkammer kommenden Schwelgase nahezu laminar entlang der mit Durchtrittsöffnungen versehenen Trennwände, wodurch keine ausreichende Durchmischung der Schwelgase mit der zugeführten Frischluft und damit keine restlose Verbrennung der Schwelgase erfolgt. Ein weiterer Nachteil einer solchen Ausführung besteht darin, daß die Verbrennung der Schwelgase nicht in einem begrenzten Raumgebiet stattfindet, sondern ein kaminseitig offener Teil des Abzugsystems als Nachverbrennungsraum verwendet wird, wodurch vor allem bei ungünstigen Wetterbedingungen eine kontrollierte und restlose Verbrennung der Schwelgase schwer möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Nachverbrennungseinheit für eine Feuerungsanlage zu schaffen, bei der die oben angeführten Nachteüe vermieden werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Trennwand bzw. die Trennwände einen oder mehrere Nachverbrennungsräume entschließt bzw. einschließen, von denen wenigstens einer brennkammerseitig von einem mit mehreren Eintrittsöffnungen für die Rauch- und Schwelgase versehenen und zumindest teilweise quer zur Abzugsrichtung liegenden Trennwandbereich begrenzt ist und auch abzugsseitig durch einen mit mehreren Durchtrittsöffnungen versehenen Trennwandbereich abgeschlossen ist

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung der Nachverbrennungsräume werden alle oder zumindest ein Großteil der von der Brennkammer kommenden Schwelgase durch die Durchtrittsöffnungen der quer zur Abzugsrichtung liegenden gelochten Trennwand bzw. Trennwände gezwungen und gelangen mit großen Turbulenzen in mindestens einen von der gelochten Trennwand bzw. Trennwänden umschlossenen Nachverbrennungsraum, in den mindestens eine Frischluftzufuhr mündet. Es erfolgt dadurch eine weitgehend vollständige Vermischung der Schwelgase mit der zugeführten Frischluft, sodaß praktisch die gesamten Schwelgase in dem von den gelochten Trennwänden umgebenen Nachverbrennungsraum vollständig und kontrolliert mit außerordentlich hoher Temperatur verbrennen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage ergibt sich daraus, daß der Nachverbrennungsraum auch abzugsseitig durch einen mit mehreren Durchtrittsöffnungen versehenen Trennwandbereich abgeschlossen ist Damit entsteht ein abgeschlossenes Raumgebiet für die Nachverbrennung, das auch bei ungünstigen Witterungsbedingungen eine kontrollierte und nahezu restlose Verbrennung der Abgase erlaubt.

Die erfindungsgemäße Nachverbrennungseinrichtung kann auch nachträglich in die meisten Feuerungsanlagen eingebaut werden. Durch die Anpassung der Maße der erfindungsgemäßen Nachvefbrennungseinrichtung ist eine vielseitige Anwendung von kleinen Verbrennungsöfen bis hin zu Großverbrennungsanlagen möglich. In allen Fällen gewährleistet die erfindungsgemäße Nachverbrennungseinrichtung eine rauchlose oder nahezu rauchlose Verbrennung auch minderwertiger Brennstoffe, wie z. B. Müll, und außerdem die Ausnutzung des in den noch unverbrannten Schwelgasen enthaltenen Energiepotentials.

Die Trennwände der erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinrichtung können gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung gekrümmt sein, wodurch eine vorteilhafte Vergrößerung der Einströmoberflächen in die umschlossenen Nachverbrennungsräume erreicht wird. Vorteilhaft ist es, die gekrümmten Trennwände als leicht anzufertigende Zylinder- oder Doppelzylinderrohre auszubilden, welche quer zur Abzugsrichtung im Abzugsystem nahe der Brennkammer angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Frischluftzufuhr kann vorzugsweise regelbar ausgebildet sein, was eine Anpassung der Nachverbrennung auf die Brenngeschwindigkeit in der eigentlichen Brennkammer erlaubt. Die Frischluftzufuhr kann dabei in einer oder mehreren Stellen in den jeweiligen Nachverbrennungsraum der erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinrichtung münden.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwischen mindestens einer quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems liegenden Trennwand der Nachverbrennungseinrichtung und den Wänden des Abzugsystems mindestens ein Spalt angeordnet ist. Dadurch werden die Zugverhältnisse verbessert und die Einströmoberfläche in dem umschlossenen Nachverbrennungsraum bzw. Nachverbrennungsräumen vergrößert. Wegen der dabei auftretenden außerordentlichen Hitze ist es zweckmäßig, die gelochten Trennwände aus hochfeuerfesten, hitzebeständigen Materialien, z. B. Schamott oder hitzebeständigem Stahl bzw. anderen geeigneten Legierungen herzustellen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Figuren der Zeichnungen näher durch Ausführungsbeispiele erläutert

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Feuerungsanlage, Fig. 2 einen darauf senkrechten vertikalen Längsschnitt, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinrichtung, Fig. 4 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer anderen erfmdungsgemäßen Nachverbrennungseinrichtung, Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 zeigen jeweils einen vertikalen Längsschnitt durch weitere erfindungsgemäße Feuerungsanlagen. -2-

Nr. 389752

Das in Fig. 1 gezeigte Ausfühnmgsbeispiel der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage besteht im wesentlichen aus einem die Brennkammer (1) und das Abzugsystem (2) umgebenden Gehäuse (3) und den als Doppelzylindenohr ausgebildeten erfindungsgemäßen Trennwänden (4a), (4b), welche aus hitzefestem Stahl gefertigt und mit Durchtrittsöffnungen (7a), (7b) versehen sind und die Nachverbrennungsräume (5a), (5b) 5 einschließen. Das Doppelzylinderrohr (4a), (4b) ist am brennkammerseitigen Ende des Abzugsystems (2) auf Metallzwischenstücken (6) derart angeordnet, daß zwischen dem äußeren Doppelzylinderrohr (4a) und den Wänden des Abzugsystem (2) ein ca. 1 cm breiter Spalt entsteht. Durch diesen Spalt und das Doppelzylinderrohr (4a), (4b) verlassen die Schwelgase, die in der Brennkammer (1) entstehen, die Feuerungsanlage über das Abzugsystem (2). Ein Großteil der Schwelgase gelangt dabei über die in Fig. 2 dargestellten runden 10 Durchtrittsöffnungen (7a), (7b) des Doppelzylinderrohres (4a), (4b) in die Nachverbrennungsräume (5a), (5b) der erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinheit. Die äußerst turbulent in die Nachverbrennungsräume (5a), (5b) einströmenden Gase werden dort nahezu vollständig mit der durch die regelbare Frischluftzufuhr (8) zugeführten Frischluft vermischt und verbrennen mit außerordentlich hoher Temperatur in den Nach verbrennungsräumen (5a), (5b) des Doppelzylinderrohres (4a), (4b). Durch den Spalt zwischen 15 Doppelzylinderrohr (4a), (4b) und Wänden des Abzugsystems werden die Zugverhältnisse verbessert und die Einströmoberfläche in das Doppelzylinderrohr (4a), (4b) vergrößert. Der durch diesen Spalt am Doppelzylindenohr (4a), (4b) vorbeiströmende kleine Teil der Schwelgase wird durch die - in Abzugsrichtung des Abzugsystems gesehen - hinten aus den Nachverbrennungszonen herausschlagenden Flammen ebenfalls noch teilweise verbrannt. Dadurch ist eine nahezu vollständige Verbrennung der Schwelgase möglich, wodurch 20 einerseits kaum Rauchgase über das Abzugsystem (2) ins Freie gelangen und andererseits das in den unveibrannten Schwelgasen steckende Energiepotential ausgenutzt und in Wärme umgewandelt wird.

In Fig. 2 ist die Einbaulage des erfindungsgemäßen Doppelzylinderrohres (4a), (4b), ein Gehäuse (3) und die Reguliervorrichtung (8) für die Frischluftzufuhr dargestellt. Die Regelung der Frischluftzufuhr für den äußeren Nachverbrennungsraum (5a) und den inneren Nachverbrennungsraum (5b) erfolgt gesondert durch 25 jeweiliges Verdrehen der ebenfalls mit Durchtrittsöffnungen (9a, 10a, 9b, 10b), versehenen Abschlußplatten (11a), (12a) bzw. (11b), (12b) gegeneinander. Dabei sind die inneren Abschlußplatten (12a), (12b) fest mit den Doppelzylinderrohren (4a) bzw. (4b) verbunden und die äußeren Abschlußplatten (11a), (11b) mittels eines Knopfes (13b) bzw. eines Ringes (13a) verdrehbar. Je nachdem, ob sich die Durchtrittsöfftiungen (9a), (10a) bzw. (9b) und (10b) decken oder nicht, strömt viel oder wenig Luft in die Nachverbrennungsräume (5a) 30 bzw. (5b).

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Doppelzylinderrohres (4a), (4b) mit den Durchtrittsöffnungen (7a), (7b) und den mit den Durchtrittsöffnungen (9a), (10a), (9b), (10b) für die Frischluft versehenen gegeneinander verdrehbaren Abschlußplatten (11a), (12a) bzw. (11b), (12b). Die in Fig. 3 dargestellte gegenseitige Stellung der Abschlußplatten (11a), (12a) bzw. (11b), (12b) entspricht 35 maximaler Frischluftzufuhr, da sich die Durchtrittsöffnungen (9b), (10b) für den inneren Nachverbrennungsraum (5b) und die Durchtrittsöffnungen (9a), (10a) für den äußeren Nachverbrennungsraum (5a) jeweils gerade decken.

Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinheit, bei der ein aus zwei gelochten, konzentrischen Zylinderrohren (4a), (4b) bestehendes Doppelzylinderrohr die 40 erfindungsgemäßen Trennwände bildet und die Reguliervorrichtung (8) der Frischluftzufuhr im wesentlichen aus zwei schraubbaren Tellerventilen (13a), (13b) besteht, deren Ventilsitz das äußere Zylinderrohr (4a) bzw. das innere Zylinderrohr (4b) darstellt. Die Gewinde (14a), (14b) der schraubbaren Tellerventile (13a), (13b) stehen mit den am Doppelzylinderrohr (4a), (4b) angebrachten Gewinden (15a) bzw. (15b) im Eingriff, sodaß ein Verdrehen der Tellerventile (13a), (13b) ein Abheben oder Aufliegen der jeweiligen Tellerventile von bzw. 45 auf ihren Ventilsitz bewirkt und damit eine Regelung der Luftzufuhr in den äußeren Nachverbrennungsraum (5a) bzw. den inneren Verbrennungsraum (5b) erlaubt

In Fig. 5 ist ein vertikaler Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Feuerungsanlage dargestellt. Die im Abzugsystem (2) angeordnete Nachverbrennungseinrichtung besteht aus einem gelochten, einfachen Zylinderrohr (16), welches eine erfindungsgemäße, quer zur Abzugsrichtung liegende 50 Trennwand bildet, die am brennkammerseitigen Ende des Abzugsystems (2) angeordnet ist und einen Nachverbrennungsraum (17) einschließt. In Abzugsrichtung gesehen dahinter liegt ein weiterer Nachverbrennungsraum (18), der von einer geraden, gelochten Platte (19) und einem gelochten Halbzylinderrohr (20) umschlossen ist. Der Abstand des hinterer Nachverbrennungsraumes (18) vom vorderen Nachverbrennungsraum (17) ist dabei so klein, daß die aus den Durchtrittsöffnungen des Zylinderrohres (16) 55 herausschlagenden Flammen das Halbzylinderrohr (20) erreichen können.

Fig. 6 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Feuerungsanlage, bei der im Abzugsystem (2) eine dreifache Nachverbrennungseinrichtung angeordnet ist Die in Abzugsrichtung gesehen vorderen zwei Nachverbrennungseinrichtungen werden durch zwei knapp hintereinander liegende und quer zur Abzugsrichtung angeordnete gelochte Doppelzylinderrohre (21), (22) gebildet Die dritte 60 Nachverbrennungseinrichtung, welche mit der zweiten Nachverbrennungseinrichtung in Flammenkontakt steht, besteht aus einem Zylinderrohr (23) geringeren Durchmessers als die Breite des Abzugsystems (2) und einer -im Querschnitt gesehen - C-förmig gekrümmten gelochten Platte (24). Das Zylinderrohr (23) schließt den -3-

Claims (9)

1. Nr. 389752 inneren Nachverbrennungsraum (25) ein. Zwischen der Platte (24) und dem Zylinderrohr (23) liegt der äußere Nachverbrennungsraum (26) eingeschlossen. Fig. 7 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Feuerungsanlage, bei der im Abzugsystem (2) eine - im Querschnitt gesehen - rechteckige Nachverbrennungseinrichtung angeordnet ist, welche aus vier zusammengeschweißten, gelochten Metallplatten (27) und in Fig. 7 nicht dargestellten rechteckigen, seitlichen Deckplatten besteht. Eine derartige Nachverbrennungseinrichtung ist besonders einfach aus ebenen Platten herzustellen. In die in Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 im vertikalen Längsschnitt dargestellten Nachverbrennungsräume münden jeweils nicht dargestellte erfmdungsgemäße Frischluftzufuhren. In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die inneren und äußeren Zylinderrohre der Doppelzylinderrohre jeweils durch Lochscheiben zentriert. Es ist jedoch durchaus möglich, diese Zentrierung z. B. mittels angeschweißter Streben zwischen äußerem und innerem Zylinderrohr vorzunehmen. Die Durchtrittsöffnungen in den erfindungsgemäßen Trennwänden müssen nicht kreisförmig sein. Sie können auch als Schlitze, rechteckige, quadratische, sternförmige oder in jeder erdenklichen Form ausgeführte Öffnungen sein. Eingestanzte Öffnungen haben eine vorteilhafte Wirkung auf die angestrebte Verwirbelung der Gase. Diese werden durch die durch die Stanzung bedingte Zackenbildung im Inneren der Trennwände zusätzlich verwirbelt Weiters ist es möglich, in einer erfindungsgemäßen Feuerungsanlage verschiedene Formen von Durchtrittsöffnungen an der Trennwand bzw. den Trennwänden anzubringen und deren Anzahl pro Flächeneinheit zu variieren, z. B. an brennkammerseitigen Trennwänden große Durchtrittsöffnungen und an kaminseitigen Trennwänden kleine Durchtrittsöffnungen anzubringen. Die Zufuhr von Frischluft in die Nachverbrennungsräume kann durch den Schomsteinzug alleine, aber auch durch ein z. B. elektrisch betriebenes Gebläse erfolgen. PATENTANSPRÜCHE 1. Feuerungsanlage mit einer im Abzugsystem angordneten Nachverbrennungseinrichtung, die mindestens einen jeweils durch wenigstens eine mit Durchtrittsöffnungen versehene Trennwand definierten Nachverbrennungsraum aufweist, in den eine Frischluftzufuhr mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand bzw. die Trennwände (4a, 4b) einen oder mehrere Nachverbrennungsräume (5a, 5b) einschließt bzw. einschließen, von denen wenigstens einer brennkammerseitig von einem mit mehreren Eintrittsöffnungen (7a, 7b) für die Rauch-und Schwelgase versehenen und zumindest teilweise quer zur Abzugsrichtung liegenden Trennwandbereich begrenzt ist und auch abzugsseitig durch einen mit mehreren Durchtrittsöffnungen (7a, 7b) versehenen Trennwandbereich abgeschlossen ist.
2. 2. Feuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Trennwände (4a, 4b) der Nachveibrennungseinrichtung gekrümmt sind.
3. 3. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Trennwand (16) der Nachverbrennungseinrichtung ein quer zur Abzugsrichtung angeordneter und mit Durchtrittsöffnungen versehener Zylinder ist.
4. 4. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Trennwände (4a, 4b) der Nach Verbrennungseinrichtung mindestens zwei konzentrische, quer zur Abzugsrichtung angeordnete und jeweils mit Durchtrittsöffnungen (7a, 7b) versehene Zylinder sind.
5. 5. Feuerungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den vom inneren Zylinder (4b) umgebenen inneren Nachverbrennungsraum (5b) und in den zwischen innerem und äußerem Zylinder (4b) liegenden äußeren Nachveibrennungsraum (5a) jeweils mindestens eine gesonderte Frischluftzufuhr mündet
6. 6. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und/oder die Form der Durchtrittsöffnungen einer oder mehrerer Trennwände verschieden isL -4- Nr. 389752
7. 7. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Durchtrittsöffnungen pro Flächeneinheit einer oder mehrerer Trennwände verschieden ist
8. 8. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein durch eine oder mehrere Trennwände (4a, 4b) eingeschlossener Nachverbrennungsraum (5a, 5b) in an sich bekannter Weise am brennkammerseitigen Ende des Abzugsystems (2) liegt
9. 9. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens 10 einer Trennwand (4a) der Nachverbrennungseinrichtung und den Wänden des Abzugsystems (2) mindestens ein von einem Teil der Rauch- und Schwelgase druchströmter Spalt angeordnet ist 15 Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -5-