AT391192B - Verbrennungsgeraet - Google Patents

Description

Nr. 391 192

Die Erfindung betrifft ein Verbrennungsgerät, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Einlaß für gasförmiges oder teilchenförmiges brennbares Material nebst Verbrennungsluft und mit einem Auslaß für Verbrennungsprodukte, welches Gehäuse einen etwa zylindrischen Mantel aufweist, der an den Enden durch eine Eintrittswand mit einer den Einlaß bildenden zentralen Eintrittsöffnung und eine Austrittswand mit einer den Auslaß bildenden zentralen Austrittsöffnung verschlossen ist und innerhalb dessen eine Durchbrechungen aufweisende Zwischenwand vorgesehen ist, die innerhalb des Mantels eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer bildet, wobei die Eintrittswand auf ihrer der Eintrittskammer zugewandten Seite eine die Eintrittsöffnung umgebende ringförmige Vertiefung hat, deren Begrenzungsfläche im Querschnitt gerundet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaffen, in welchem verschiedenartige gasförmige oder teilchenförmige Materialien, die Kohle oder Kohlenstoffverbindungen enthalten, in einer derart vollständigen Weise verbrannt werden können, daß die ausgestoßenen Verbrennungsgase praktisch von Ruß, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffresten frei sind. Das Gerät hat viele verschiedene Anwendungsgebiete, wo man das Hauptgewicht auf die Wärmeerzeugung oder das Erreichen einer praktisch vollständigen Verbrennung von gasförmigem oder teilchenförmigem brennbaren Material legt

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Austrittswand im Querschnitt zur Austrittsöffnung hin gekrümmt ist, wobei die konkave Seite der Austrittskammer zugekehrt ist, daß der zentrale Bereich der Zwischenwand in Form eines Kegelmantels ausgebildet ist, dessen Außenseite der Austrittskammer und dessen Innenseite der Eintrittskammer zugewandt ist, daß die Durchbrechungen der Zwischenwand die Form von am Umfang der Zwischenwand verteilten Randausnehmungen haben und daß wenigstens ein Teil der Innenwandfläche des Gehäuses bzw. Oberfläche der Zwischenwand mit einem Material beschichtet ist, das imstande ist, Oxidation von Kohlenstoff und Kohlenstoffverbindungen bei der Verbrennung im Gerät zu katalysieren.

Durch diese Konstruktionsmerkmale wird eine innige und langanhaltende Vermischung und Berührung der brennbaren Materialien und der Verbrennungsluft erzielt, so daß im Zusammenwirken mit dem Katalysatormaterial der Innenwandflächen eine weitestgehende Verbrennung sichergestellt ist und der Anteil an umweltschädigenden Substanzen in den Abgasen so gering wie möglich gehalten wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Verbrennungsgerät, Fig. 2 eine Zwischenwand des Gerätes, von rechts in Fig. 1 gesehen, und Fig. 3 eine Randpartie der Zwischenwand, von der Linie (ΙΠ-ΙΠ) in Fig. 2 her gesehen.

Das in der Zeichnung dargestellte Gerät hat ein Gehäuse mit einem etwa zylindrischen Mantel (1), der an den Enden mittels einer Eintrittswand (2) mit einer mittleren Eintrittsöffnung (3) für gasförmiges oder teilchenförmiges brennbares Material nebst Verbrennungsluft und mittels einer Austrittswand (4) mit einer mittleren Austrittsöffnung (5) für Verbrennungsprodukte verschlossen ist. Im Inneren des Mantels (1) ist eine Durchbrechungen (6) aufweisende Zwischenwand (7) vorgesehen, die innerhalb des Mantels eine Eintrittskammer (8) und eine Austrittskammer (9) bildet.

Die Austrittswand (4) ist sphärisch domförmig und kehrt ihre konkave Seite der Austrittskammer (9) zu. Zweckmäßigerweise ist die Austrittswand (4) einstückig mit dem Mantel (1) ausgebildet.

Die Eintrittswand (2) ist als besonderer Teil ausgeführt, der an dem einen Ende des Mantels (1) mittels zweckmäßiger, nicht näher gezeigter Montageglieder befestigbar ist, und hat eine die Eintrittsöffnung (3) umgebende ringförmige Vertiefung (10), deren Begrenzungsfläche im Querschnitt sanft gerundet, z. B. kreisbogenförmig ist Die Eintrittsöffnung (3) ist im freien Ende eines konischen Stutzens (11) gelegen, dessen Außenseite sanft in die ringförmige Vertiefung (10) übergeht. Das freie Ende des Stutzens (11) weist einen einwärts ragenden Flansch (12) auf, der als Wärmeschutz für das Ende eines Rohres (13) dient, welches von außen her in den Stutzen (11) eingeführt ist und zum Einblasen eines Gemisches aus Verbrennungsluft und gasförmigem oder teilchenförmigem brennbaren Material in das Gerät dient

Die Zwischenwand (7) ist scheibenförmig und weist einen zentralen Bereich (14) in Form eines Kegelmantels auf, dessen Außenseite der Austrittskammer (9) zugekehrt ist und dessen Innenseite der Eintrittskammer (8) zugekehrt ist. Die Zwischenwand (7) ist als besonderer Teil ausgeführt, welcher im Inneren des Mantels (1) mittels nicht gezeigter Befestigungsglieder zweckmäßiger Art befestigt ist. Die Zwischenwand (7) weist drei am Umfang gleichmäßig verteilte Randausnehmungen (15) auf, die sich die Längsachse des Gerätes schräg kreuzend durch die Zwischenwand erstrecken, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist. Diese Ausnehmungen begrenzen zusammen mit dem Mantel (1) die Durchbrechungen (6), die die Eintrittskammer (8) mit der Austrittskammer (9) verbinden.

Um eine möglichst vollständige Verbrennung im Gerät zu erreichen, soll wenigstens einer der und sollen vorzugsweise sämtliche Teile des Gehäuses, der zylindrische Mantel (1), die Eintritts· und Austrittswände (2) und (4) und die Zwischenwand (7), in ihrer Gesamtheit oder zumindest an ihren dem Inneren des Gerätes zugewandten Flächen über die ganze Ausdehnung der Flächen oder Uber einen Teil davon ein Material enthalten, das imstande ist, Oxidation von Kohle und Kohlenstoffverbindungen bei der Verbrennung im Gerät zu katalysieren. Ein zweckmäßiges Material, aus dem einer oder mehrere der genannten Geräteteile konstruiert werden können, ist eine Legierung aus 20-30 Gew.-% Chrom, 4-6 Gew.-% Aluminium und 0-3 Gew.-% Kobalt, während der Rest Eisen ist. Bei Verwendung einer solchen Legierung im Gerät wird eine katalytisch wirkende -2-

Claims (5)

1. Nr. 391 192 Aluminiumoxidschicht auf der Legierungsoberfläche gebildet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß wenigstens einer der genannten Geräteteile, vorzugsweise der zylindrische Mantel (1) und die Austrittswand (4), aus gegen heftige Temperaturänderungen widerstandsfähiger Keramik ausgeführt wird. Ferner ist es möglich, wenigstens einige der genannten Geräteteile, vorzugsweise die Zwischenwand (7) und die Eintrittswand (2), aus Keramik auszuführen, die einen überwiegenden Gehalt, z. B. mindestens 60 Gew.-%, an AljOß-Fasem enthält Das in der Zeichnung dargestellte Gerät wird zweckmäßigerweise als wärmeerzeugender Einsatz in der Feuerung eines ölbeheizten Heizkessels für Zentralheizungsanlagen angewendet, wobei das Rohr (13) das Düsenrohr eines herkömmlichen Ölbrenners ist Das dabei durch das Rohr (13) eingeblasene Gemisch aus Öl und Verbrennungsluft wird gezündet und von dem Rohr (13) als eine Flamme in die Eintrittskammer (8) gegen den konischen zentralen Bereich (14) der Zwischenwand (7) eingeblasen, von wo das brennende Gemisch gegen die ringförmige Vertiefung (10) in der Eintrittswand (2) unter Erzeugung einer kräftigen Turbulenz abgelenkt wird, wonach das brennende Gemisch durch die Durchbrechungen (6) in die Austrittskammer (9) gelangt wo das Gemisch turbulent weiterströmt. Durch die Schrägstellung der Randausnehmungen (15) am Umfang der Zwischenwand (7) bezüglich der Längsachse des Gerätes wird auch die in die Austrittskammer (9) hineinströmende Gasmasse um diese Längsachse in Drehung versetzt. Schließlich entweichen die Verbrennungsprodukte durch den Austritt (5) in die Feuerung des Heizkessels und allmählich in einen Schornstein. Durch die beschriebene turbulente Strömung des brennbaren Gemisches und der Verbrennungsprodukte erhält man eine lang anhaltende und innige Berührung mit den katalytisch wirkenden Flächen des Gerätes in der Eintrittskammer (8) und der Austrittskammer (9), so daß die Verbrennung vollständig wird ohne Ruß, Kohlenmonoxid oder Kohlenwasserstoffverbindungen in den durch den Austritt (5) entweichenden Verbrennungsprodukten. Anstelle eines brennbaren Öl-Luft-Gemisches aus einem Ölbrenner kann dem Gerät auch durch das Rohr (13) ein Gemisch aus Kohlepulver und Luft zugeführt werden, wenn das Gerät beispielsweise als Einsatz in der Feuerung eines Dampfkessels verwendet wird. Es ist ferner möglich, das Gerät zum endgültigen Verbrennen von Abgasen aus einer Feuerung zu verwenden, welche noch brennbare Produkte enthalten. Dabei werden die Abgase durch das Rohr (13) gegebenenfalls zusammen mit zusätzlich zugeführter Verbrennungsluft in das Gerät eingeführt. Wenn das Gerät mit lotrechter Längsachse und mit unten liegender Eintrittswand (2) angeordnet wird, empfiehlt es sich, in der Eintrittswand Öffnungen vorzusehen, die sich durch die Eintrittswand vom Boden der ringförmigen Vertiefung (10) zur Unterseite der Eintrittswand erstrecken, an welcher Stelle die Öffnungen mittels entfembarer Deckel verschlossen sind. Bei der Verbrennung im Gerät eventuell gebildete unverbrennbare Asche wird dabei während der turbulenten Strömung zwischen der Eintrittwand (2) und der Zwischenwand (7) auf den Mantel (1) treffen und sich diesen entlang in die Vertiefung (10) hinunter bewegen, um sich schließlich in den genannten Öffnungen anzusammeln, aus welchen die Asche dann durch Entfernen der Deckel herausgenommen werden kann. PATENTANSPRÜCHE 1. Verbrennungsgerät, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Einlaß für gasförmiges oder teilchenförmiges brennbares Material nebst Verbrennungsluft und mit einem Auslaß für Verbrennungsprodukte, welches Gehäuse einen etwa zylindrischen Mantel aufweist, der an den Enden durch eine Eintrittswand mit einer den Einlaß bildenden zentralen Eintrittsöffnung und eine Austrittswand mit einer den Auslaß bildenden zentralen Austrittsöffnung verschlossen ist und innerhalb dessen eine Durchbrechungen aufweisende Zwischenwand vorgesehen ist, die innerhalb des Mantels eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer bildet, wobei die Eintrittswand auf ihrer der Eintrittskammer zugewandten Seite eine die Eintrittsöffnung umgebende ringförmige Vertiefung hat, deren Begrenzungsfläche im Querschnitt gerundet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittswand (4) im Querschnitt zur Austrittsöffnung hin gekrümmt ist, wobei die konkave Seite der Austrittskammer (9) zugekehrt ist, daß der zentrale Bereich (14) der Zwischenwand (7) in Form eines Kegelmantels ausgebildet ist, dessen Außenseite der Austrittskammer (9) und dessen Innenseite der Eintrittskammer (8) zugewandt ist, daß die Durchbrechungen (6) der Zwischenwand (7) die Form von am Umfang der Zwischenwand (7) verteilten Randausnehmungen (15) haben und daß wenigstens ein Teil der Innenwandfläche des Gehäuses (1,2,4) bzw. Oberfläche der Zwischenwand (7) mit einem Material beschichtet ist, das imstande ist, Oxidation von Kohlenstoff und Kohlenstoffverbindungen bei der Verbrennung im Gerät zu katalysieren. -3- Nr. 391 192
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randausnehmungen (15) der Zwischenwand (7) die Längsachse des Gerätes schräg kreuzend durch die Zwischenwand verlaufen.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Teile des Gehäuses 5 (1, 2, 4) bzw. die Zwischenwand (7) aus einer Legierung von 20 bis 30 Gew.-% Chrom, 4 bis 6 Gew.-% Aluminium und 0 bis 3 Gew.-% Kobalt gefertigt ist, während der Rest Eisen ist.
4. 4. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Teile des Gehäuses (1,2,4) bzw. die Zwischenwand (7), vorzugsweise der zylindrische Mantel (1) und die Austrittswand (4), aus 10 temperaturwechselbeständiger widerstandsfester Keramik gefertigt ist
5. 5. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Teile des Gehäuses (1, 2, 4) bzw. die Zwischenwand (7), vorzugsweise die Zwischenwand (7) und/oder die Eintrittswand (2), aus Keramik gefertigt ist, die einen überwiegenden Gehalt, beispielsweise zumindest 60 Gew.-%, AI2O3- Fasern 15 enthält. 20 Hiezu 4 Blatt Zeichnungen