AT394775B

AT394775B - Spezialheizkessel fuer feste brennstoffe

Info

Publication number: AT394775B
Application number: AT1186A
Authority: AT
Original assignee: Harlander Anneliese
Priority date: 1985-01-14
Filing date: 1986-01-07
Publication date: 1992-06-25
Also published as: CH669448A5; ATA1186A; DE3500974C2; DE3500974A1

Description

AT 394 775 B

Die Erfindung betrifft einen Spezialheizkessel für feste Brennstoffe zur Erhitzung eines Wärmeträgers, bestehend aus einem mit einem Bodenrost versehenen Brennstoffschacht mit bodenseitigem Abstand und seitlicher Brenngasabführung, einem sich an den Brenngasabführungsbereich anschließenden, aus zumindest einem feuerfesten Formteil bestehenden Brenneinsatz mit regelbarer Sekundär·Verbrennungsluftzuführung, der in Strömungsrichtung der Gase zwischen dem bodenseitigen Abbrandbereich des Brennstoffschachtes und einem Hauptfeuerraum angeordnet ist, und wenigstens einem in den Strömungsweg der zum Abgasrohr geleiteten Heißgase geschalteten Wärmeaustauscher.

Ein Spezialheizkessel dieser Art ist aus der AT-PS 346 033 bekannt. Es handelt sich dort um eine Füllschachtverbrennungsanlage, bei der die Brenngase vom Bereich des Bodenrostes in die neben dem Füllschacht angeordnete Brennkammer nach oben geleitet werden, wobei die Brenngase mittels eines zusätzlichen Ölbrenners nochmals verbrannt und aufgespalten werden können. Trotz dieses zusätzlichen Ölbrenners gelangen bei diesem bekannten Spezialheizkessel noch immer ein relativ hoher Anteil an unverbrannten Gasen in die Atmosphäre, was sowohl aus Gründen der Wirtschaftlichkeit als auch aus Gründen des Umweltschutzes problematisch ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Spezialheizkessel der eingangs definierten Art so auszubilden, daß trotz eines geringen fertigungstechnischen Aufwands, geringer Betriebskosten und bei Gewährleistung einer einfachen Montage der Heizwert von verschiedenen festen Brennstoffen, wie z. B. Kohle, Holz, Torf und verheizbarem Abfall, mit einem zumindest annähernd gleich guten Wirkungsgrad jeweils optimal genutzt und der Ausstoß an unverbrannten und umweltschädlichen Gasen wesentlich reduziert weiden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß als Brenneinsatz eine nach oben zumindest im wesentlichen geschlossen ausgebildete Wirbelkammer mit einem liegend angeordneten Brenngassamme.lkanal vorgesehen ist, der über eine Einlaßdüse in die Wirbelkammer mündet, in der die Brenngase in einer Zyklonbewegung geführt und über zumindest eine Düsenanordnung mit Sekundärluft gespeist sind.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Spezialheizkessels gelangen die über den Rost geleiteten Brenngase über den Brenngassammelkanal und die Einlaßdüse in die Wirbelkammer. Der Brenngassammelkanal sorgt dabei für eine gezielte und verlustarme Gasführung zur Einlaßdüse. Da die Wirbelkamm»: nach oben im wesentlichen geschlossen ist, ist das Gas-/Luftgemisch gezwungen, sich schraubenförmig und unter starken Turbulenzen von der Einlaßseite der Wirbelkammer zur gegenüberliegenden Auslaßseite zu wälzen, wobei es lange in der Wirbelkammer verbleibt und dadurch vollkommen aufgespalten und verbrannt werden kann. Diese Verbrennung wird noch dadurch unterstützt, daß direkt in die Wirbelkammer Sekundäiluft eingespeist wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ohne Hilfseinrichtungen, wie zusätzliche Ölbrenner, und damit unabhängig von Hilfsenergien eine im Vergleich zu bekannten Heizkesseln dieser Art wesentlich bessere Ausnützung der zur Verfügung stehenden Brennstoffe unter gleichzeitiger Verringerung der Umweltbelastung erreicht werden kann. Außerdem ist der Heizkessel einfach und wirtschaftlich herzustellen und zu betreiben.

Durch die von einer Primär-Verbiennungsluftregelung des Heizkessels unabhängig regelbare Sekundärluftzuführung, die in Abhängigkeit von einem vorzugsweise im Rauchgasabzugsweg angeordneten Bimetall-Thermostat geregelt ist, wird verhindert, daß während der ersten Anheizphase durch die Sekundärluftzuführung zusätzlich zum Zug im Glutbett ein Nebenzug entsteht oder bei kleiner abgenommener Leistung durch einen solchen Nebenzug der Kesselbrand erlischt.

Die Regelung des Spezialheizkessels erfolgt mittels zweier getrennt voneinander angeordneter Bimetall-Thermostaten und der damit verbundenen Primär- und Sekundärluftregulierklappen.

Die nach oben geschlossene Wirbelkammer kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform durch eine Platte abgedeckt sein und als Brennraum für einen Gebläsebrenner dienen. Hierdurch kann die Verbrennung insbesondere von kleinkörnigen Brennstoffen auf besonders vollständige Weise erfolgen.

Vorteilhafterweise ist ein Entgasungsblech in einem Abstand über dem Bodenrost an den Wänden des Brennstoffschachtes befestigt. Dieses Entgasungsblech dient der besseren Entgasung des Glutbettes und verhindert, daß Kondensat an den wassergekühlten Behälterwänden in den Aschenraum fließen kann.

Zur Kompensation zu großer Anheizleistungen bei kalter Heizungsanlage ist der Primärluft-Zugregler an der Auslaßöffnung einer Wärmetauscher-Tasche montiert, so daß die beim Anheizvorgang über dem Temperaturniveau des Heizkessels liegende Austrittstemperatur des Wärmeträgers an dies»: Wärmetauscher-Tasche für die Kesselregelung maßgebend ist

Zur Vorwärmung der Primärzuluft wird diese nach einer bevorzugten Ausführungsform durch einen bodenseitigen, als Kanal ausgebildeten Zwischenraum und durch eine Rosttüre in das Glutbett des Heizkessels geleitet. Damit wird eine Erhöhung des feuerungstechnischen Wirkungsgrades erzielt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Schnittzeichnung einer Ausführungsform eines Spezialheizkessels nach der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Hauptfeuerraum und den Brenneinsatz.

Der Spezialheizkessel umfaßt einen Brennstoffschacht (1) mit einer Einfüllöffnung (2), einer Rosttür (3) und einem Entgasungsblech (4). Bodenseitig ist ein Aschekasten (5) mit einer durch eine Zugregulierklappe regelbare Primärluft-Zuführung (6) vorgesehen, wobei die Zugregulierklappe in bekannter Weise durch einen Zugregler (7) in der Form eines Bimetall-Thermostaten betätigt wird. -2-

Claims

AT 394 775 B Neben diesem Aschekasten und getrennt von ihm sind durch eine Trennwand (8) geteilte Sekundärluft-Vorwärmekästen (9) und (10) mit einer gemeinsamen Reinigungstür (11) und den Sekundärluft-Einlaßklappen (31) und (32) vorgesehen. Die Einlaßklappen (31) und (32) werden durch einen Bimetall-Thermostaten (18) betätigt. Oberhalb der Sekundärluft-Vorwärmkästen (9) und (10) und unmittelbar angrenzend an den Brennstoffschacht (1) ist ein Brenneinsatz (12) mit einem Brenngassammelkanal (14) und einer Wirbelkammer (15) vorgesehen, in der die Brenngase in Form eines Zyklons geführt werden. Diese Zyklonbewegung wird durch die düsenförmig verengte Einlaßöffnung (16) und die Form der Wirbelkammer (15) gewährleistet. Zum Hauptfeuerraum (17) gehören die oberhalb des Brenneinsatzes (12) gelegene Strahlungszone und die Wärmetauscher-Taschen (26) und (27). In der Vorderwand des Kessels ist im Bereich des Brenneinsatzes (12) eine Montageöffnung (19) vorgesehen. Die vom Glutbett über einen Bodenrost (20) des Brennstoffschachtes (1) in den Brenneinsatz (12) einströmenden Brenngase werden zunächst mit der Sekundärluft aus Düsen (21) und anschließend aus Düsen (22) am Boden der Wirbelkammer (15) innig vermischt und für eine vollkommene Verbrennung aufbereitet. Die Strahlungswärme der aus dem Brenneinsatz (12) brennenden Rammen wird in einer Strahlungs- und Konvektionszone (17) des Feuerraumes ausgenutzt. Dabei werden die Brenngase durch die Klappe einer Reinigungsöffnung (25) und durch an einer Wärmetauscher-Tasche befestigte Rippen (23) umgeleitet. Danach verlassen die Abgase mit einer über dem Taupunkt liegenden Temperatur den Heizkessel über ein Abgasrohr (24). Der erfindungsgemäße Spezialheizkessel erbringt im Vergleich zu bekannten Kesseln dieser Art eine wesentlich bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Brennstoffe unter gleichzeitiger Verringerung der Umweltbelastung und ist außerdem einfach und wirtschaftlich zu fertigen. PATENTANSPRÜCHE 1. Spezialheizkessel für feste Brennstoffe zur Erhitzung eines Wärmeträgers, bestehend aus einem mit einem Bodenrost versehenen Brennstoffschacht mit bodenseitigem Abstand und seitlicher Brenngasabführung, einem sich an den Brenngasabführungsbereich anschließenden, aus zumindest einem feuerfesten Formteil bestehenden Brenneinsatz mit regelbarer Sekundär-Verbrennungsluftzuführung, der in Strömungsrichtung der Gase zwischen dem bodenseitigen Abbrandbereich des Brennstoffschachtes und einem Hauptfeuerraum angeordnet ist, und wenigstens einem in den Strömungsweg der zum Abgasrohr geleiteten Heißgase geschalteten Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß als Brenneinsatz (12) eine nach oben zumindest im wesentlichen geschlossen ausgebildete Wirbelkammer (15) mit einem liegend angeordneten Brenngassammelkanal (14) vorgesehen ist, der über eine Einlaßdüse (16) in die Wirbelkammer (15) mündet, in der die Brenngase in einer Zyklonbewegung geführt und üb» zumindest eine Düsenanordnung mit Sekundärluft gespeist sind.
2. Spezialheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von einer Primär-Verbrennungs-luftregelung (6,7) des Heizkessels unabhängig regelbare Sekundärluftzuführung in den Brenngassammelkanal (14) und/oder in die Wirbelkammer (15) mündet und in Abhängigkeit von einem vorzugsweise im Rauchgasabzugsweg angeordneten Bimetall-Thermostat (18) geregelt ist.
3. Spezialheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Feuerungsanlagen für kleinkörnige Brennstoffe die nach oben geschlossene, insbesondere durch eine Platte abgedeckte Wirbelkammer (15) als Brennraum für einen Gebläsebrenner dient.
4. Spezialheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abstand über dem Bodenrost (20) des Brennstoffschachtes (1) ein Entgasungsblech (4) an den Wänden des Brennstoffschachtes (1) befestigt ist.
5. Spezialheizkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Brennstoffschacht (1) und dem Hauptfeuerraum (17) eine als Wärmetauscher-Tasche (26) ausgebildete Trennwand vorgesehen ist und senkrecht angeordnete, mit Rippen versehene Wärmetauscher-Taschen (27) mit unterer Einlaß- und oberer Auslaßöffnung in den Hauptfeuerraum (17) hineinreichen. -3- AT 394 775 B
6. Spezialheizkessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der oberen Auslaßöffnung der Wärmetauscher-Tasche (27) ein Zugregler (7) für die Primärluft-Zuführung (6) angeordnet und ein Fühler des Zugreglers (7) unmittelbar vor der Auslaßöffnung gelegen ist oder in diese hineinreicht.
7. Spezialheizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärzuluft zur Vorwärmung durch einen bodenseitigen, als Kanal ausgebildeten Zwischenraum (28) und durch eine Rosttüre (3) in das Glutbett des Heizkessels geleitet ist.
8. Spezialheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Wirbelkammer (15) getrennte Sekundärluft-Vorwärmkästen (9,10) vorgesehen sind, die einerseits thermostatgesteuerte Einlaß-klappen (31, 32) aufweisen und andererseits über Düsen (21) mit dem Brenngassammelkanal (14) bzw. über Düsen (22) bodenseitig mit der Wirbelkammer (15) in Verbindung stehen.
9. Spezialheizkessel nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Hauptteil der Wirbelkammer (15) tiefer als der Bodenrost (20) gelegen ist und daß sich das Entgasungsblech (4) etwa in Höhe des Brenngassammelkanals (14) befindet. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-