AT405763B - Heizungskessel mit einem oberen brennstoff-füllraum - Google Patents

Description

AT 405 763 B

Die gegenständliche Erfindung betrifft einen Heizungskessel mit einem oberen Brennstoff-Füllraum, welchem zwangsweise primäre Verbrennungsluft zugeführt wird, und einem nachgeordneten Brennerraum, in welchem die Rauchgase an Wärmetauscherfiächen abgegeben und von welchem sie einem Rauchgasaustritt zugeleitet werden mit einem im Bereich des Rauchgasaustrittes mit einer Schutzabdeckung versehenen Ventilator.

Ein derartiger bekannter Heizungskessel weist einen Brennstoff-Füllraum auf, welcher auch auf der Bodenseite und somit nahezu vollständig von Wärmetauscherflächen umgeben ist. Die zwangsweise zugeführte Verbrennungsluft wird füllraumunterseitig eingeleitet, verteilt sich nahezu über den gesamten Füllraum, wodurch das Brennmaterial in einen Brennzustand versetzt wird, und wird füllraumoberseitig ausgeleitet. Dabei erfolgt jedoch eine unkontrollierte, ineffektive und schadstoffreiche Verbrennung im Füllraum und insbesondere eine Verschmutzung der Füllraumwände sowie des Füllraumbodens in Richtung der Wärmetauscher, was äußerst nachteilig ist. Insbesondere setzt sich der bei der Verbrennung entstehende Teer an den Wänden ab und tropft nach unten ab. Die zwangsweise Zuführung der Verbrennungsluft erfolgt vorzugsweise durch ein Gebläse, welches sich auf der Eingangsseite des Heizungskessels befindet, wobei der Heizungskessel druckseitig betrieben ist. Bei druckseitig betriebenen Kesseln ist es jedoch nachteilig, daß die Lufteintrittsöffnungen für die Primärluft und Sekundärluft einem ungleichen Druck ausgesetzt sind, wodurch die Primärluft und Sekundärluft die Schwelgase nicht optimal vermischen und zur Verbrennung bringen.

Aus der DE 34 08 802 A1 ist es bekannt, an der Saugseite eines Heizungskessels einen Ventilator anzuordnen. Da sich jedoch dabei der Ventilator außerhalb des Heizungskessels befindet, wobei er in einem gesonderten Ventilatorgehäuse angeordnet ist, wird hierdurch die Kompaktheit der Gesamtanordnung beeinträchtigt. Der gegenständlichen Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Heizungskessel der eingangs geschriebenen Art zu schaffen, welcher bei einem einfachen Aufbau zuverlässig einen sehr effektiven und schadstoffarmen Brennbetrieb ermöglicht und durch welchen weitere, dem Stand der Technik anhaftende Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilator an der Kesselinnenwand des Abgaskanals angeordnet ist, wobei an der Schutzabedeckung eine Umstellklappe angelenkt ist, welche zwischen einer ventilatorbetätigten Betriebsstellung des Heizungskessels, in welcher eine dem Ventilator zugeordnete Durchtrittsöffnung in der Schutzabdekkung freigegeben ist, und einer die Durchtrittsöffnung absperrenden Anheizstellung verschwenkbar ist.

Maßgeblich ist somit die Anordnung eines mit einer Schutzabdeckung versehenen Ventilators auf der Saugseite des Heizungskessels, nämlich im Bereich des Rauchgasaustritts an einer Kesselinnenwand des Abgaskanales, wobei an der Schutzabdeckung eine Umstellklappe angelenkt ist, welche zwischen einer venitlatorbetätigten Betriebsstellung des Heizungskessels und einer Anheizstellung verschwenkbar ist.

Im Gegensatz zu einem bekannten, druckseitig betriebenen Kessel wird bei einem saugseitig betriebenen Heizungskessel die Verbrennungsluft deshalb gleichmäßig verteilt, da die Lufteintrittsöffnungen einem gleichen Unterdrück ausgesetzt sind. Durch die Primärluft und die Sekundärluft werden die Schwelgase miteinander optimal vermischt, wodurch diese zu einer schadstoffarmen Verbrennung gebracht werden. Da sich der Ventilator in unmittelbarer Nähe der Abgaszüge im Inneren des Kessels auf der Saugseite befindet, treten nur minimale Saugverluste ein bzw. sind die Strömungsverluste deshalb, da kein externes Zusatzgehäuses vorgesehen ist, minimal. Hierdurch arbeitet der Ventilator im Betrieb hoch effektiv.

Vorzugsweise verschließt die Umsteilklappe in der die Durchtrittsöffnung freigebenden Betriebsstellung des Heizungskessels den Abgaskanal mit Ausnahme der Durchtrittsöffnung, wobei die Umstellklappe an die innere, im wesentlichen vertikale Abgaskanal wand, welche zwischen Abgaskanal und Füllraum gelegen ist, abdichtend anliegt. Dadurch kann für eine zuverlässige Abdichtung auf zusätzliche Dichtmittel verzichtet werden.

Weiters kann für einen optimalen Anheizbetrieb vorgesehen sein, daß im oberen Bereich der Abgaskanalwand eine zweite Umstellklappe angelenkt ist, welche in der Anheizstellung des Heizungskessels eine obere, in der Abgaskanalwand zwischen Füllraum und Abgaskanal befindliche Öffnung freigibt und welche in der Betriebsstellung die obere Öffnung verschließt. Somit werden die beiden Umstellklappen umgekehrt betätigt. Die zweite Umstellklappe, die sogenannte Anheizklappe, ist so lange offen, bis bei einem Anheizbetrieb eine Abgastemperatur von ca. 150* erreicht ist. Beim Anheizbetrieb befindet sich die erste Umstellklappe in ihrer Schließstellung und ist der saugseitige Ventilator nicht in Betrieb. Sobald die Abgastemperatur von ca. 150' im Normalbetrieb des Heizungskessels überschritten wird, werden beide Klappen umgestellt. In der Normal-Betriebsstellung des Heizungskessels ist somit die Anheizklappe geschlossen, ist die erste Umstellklappe geöffnet und ist der Ventilator in Betrieb. Nach einem Ausbrand des Kessels werden die Klappen wieder in die Ausgangsstellungen zurückverschwenkt. Dabei können sämtliche Schaltvorgänge von Hand aus durchgeführt werden. 2

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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die vorgenannten Schaltvorgänge der Umstellklappen und des Ventilators von einer Steuervorrichtung durchgeführt werden, welche insbesondere einen ersten und einen zweiten Stellantrieb für die beiden Umstellklappen aufweist, wobei die Stellantriebe mit einem Thermostat in einer Steuerverbindung stehen, welcher vorzugsweise im Rauchgas-5 austritt des Heizungskessel angeordnet ist. Dabei kann der Thermostat auf eine Abgastemperatur von etwa. 150 * eingestellt sein.

Der vorzugsweise auf der Rückseite des Kessels angeordnete Ventilator erfüllt somit die Aufgabe, nach einem Einschalten über einen Thermostaten die Rauchgase abzusaugen. An der Schutzabdeckung ist die erste Umstellklappe angelenkt, welche die Durchtrittsöffnung solange abdeckt, bis der Thermostat die erste io Umstellklappe vorzugsweise durch den ersten Stellantrieb öffnet, wobei diese nach oben gegen die innere, vorzugsweise vertikale Abgaskanalwand anschlägt. In dieser Stellung werden dann die Rauchgase angesaugt und in den Kamin gedrückt.

Die erste und die zweite Umstellklappe können baulich kompakt und montagegünstig integriert in Form einer einzigen, winkligen Umstellklappe ausgebildet sein, welche entweder an der Schutzabedeckung oder 75 an der inneren Abgaskanalwand angelenkt ist, wobei der der Anlenkstelle benachbarte Schenkel der Umstellklappe die Durchtrittsöffnung der Schutzabdeckung bzw. die obere Öffnung der Abgaskanalwand und der der Anlenkstelle entfernte andere Schenkel der Umstellklappe die jeweils andere Öffnung verschließt.

Vorzugsweise bilden für eine einfache und gleichwohl zuverlässige Schwenkkonstruktion beide Schen-20 kel der Umstellklappe einen Winkel von ca. 90* und ist die gemeinsame Umstellklappe über einen Winkel von ca. 90 * schwenkbar. Die gemeinsame winklige Umstellklappe kann zweckmäßig durch einen einzigen thermostatgesteuerten Stellantrieb automatisch betätigt werden. Die Schutzabdeckung des Ventilators ist zweckmäßigerweise ebenfalls ein winkliges Leitblech, dessen Winkel dem Winkel der gemeinsamen Umstellklappe angepaßt ist. Somit kann die gemeinsame Umstellklappe beim Anheizbetrieb vollständig an 25 die winkelige Schutzabdeckung dicht anschließend angelegt werden, wenn sich die Anlenkstelle der Umstellklappe am oberen Ende der Schutzabdeckung befindet. Diese Ausführungsvariante ist im Aufbau deshalb besonders einfach, da sie nur wenige Einzelteilen aufweist.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: 30 Fig. 1 einen Heizungskessel, in einem schematischen Seitenschnitt,

Fig. 2 eine Einzelheit des Heizungskessels nach Fig. 1, und

Fig. 3 eine weitere Einzelheit in einem schematischen Teilquerschnitt.

Der in der Zeichnung dargestellte Heizungskessel 1 mit zwangsweiser Zufuhr der Verbrennungsluft enthält einen oberen Brennstoff-Füllraum 3 und einen unteren Brennerraum 4, den unteren Abbrand, welche 35 beiden Räume 1 und 4 durch eine dazwischen angeordnete Bodenplatte 6 aus Schamotte voneinander getrennt sind.

Die zwangsweise Zufuhr der Verbrennungsluft erfolgt insbesondere durch einen saugseitigen Ventilator 20, welcher an der rückseitigen Kesselinnenwand des Abgaskanals 15 unmittelbar unterhalb des Rauchgasaustrittes 14 vorgesehen ist. Der Ventilator 20 wird durch einen Motor 41 angetrieben, welcher auf der 40 Außenseite der Kesselrückwand 30 angeordnet ist

Der Ventilator 20 ist mit einer winkligen Schutzabdeckung 19 in Form eines Leitbleches, welches sich horizontal quer durch den Abgaskanal 15 hindurch erstreckt, ausgebildet. Am oben offenen Ende der winkligen Schutzabdeckung 19 ist eine erste, ebene Umstellklappe 18 angelenkt, welcher ein erster Stellantrieb 37 zugeordnet ist. In der Schutsabdeckung 19 befindet sich eine der der Stimseile des 45 Ventilators 20 zugeordnete Durchtrittsöffnung 2S, welche durch die erste Umstellklappe 18 abgedeckt und vollständig freigegeben werden kann. In der freigegebenen Stellung schlägt die erste Umstellklappe 18 an die innere, im wesentlichen vertikale Abgaskanalwand 7 an.

Im oberen Bereich der Abgaskanalwand 7, welche den Brennstoff-Füllraum 3 gegenüber dem vertikalen Abgaskanal 15 trennt, befindet sich eine obere Öffnung 27, welcher eine zweite Umstellklappe 21, eine so sogenannte Anheizklappe, welche an der Abgaskanalwand 7 schwenkbar angelenkt ist, zugeordnet ist. Ähnlich der ersten Umstellklappe 18 ist auch der zweiten Umstellklappe 21 ein zweiter Stellantrieb 38 zugeordnet, durch welchen die zweite Umstellkiappe 21 verschwenkbar ist. Beide Stellantriebe 37, 38 stehen mit einem Thermostaten 39, dessen Temperaturfühler in den Rauchgasaustritt 14 auf der Rückseite des Heizungskessels 1 hineinreicht, in Steuerverbindung. Der Thermostat 39 ist auf eine Steuertemperatur 55 von ca. 150* eingestellt. Im vertikalen Abgaakanal 15 befinden sich vertikale Wärmetauscher 9. Weiters ist die im wesentlichen horizontale Oberseite des Abgaskanaies 15 ist mit einer Isolierverkleidung 40 versehen.

Die Bodenplatte 6, deren Querschnitt in Rg. 3 dargestellt ist, ist im wesentlichen keilförmig ausgebildet und weist einen zentralen Durchgang auf, weleher als sogenannte heiße Brennkammer ausgebildet ist, 3

Claims (10)

1. AT 405 763 B welcher, wie dies nachstehend erläutert ist, zentral zugeführte sekundäre Verbrennungsluft 8 zugeleitet wird. Im unteren Brennerraum 4 befindet sich eine zentrale Auffangschale 17. Zudem ist der Brennerraum 4 durch eine untere Öffnung, welche durch eine Tür 13 verschließbar ist, zugänglich. Der Brennstoff-Füllraum 3 ist im oberen Bereich der Vorderwand 11 des Heizungskessels 1 mit einer Einfüllöffnung zum Befüllen des Füllraumes 3 mit Festbrennstoff ausgebildet, welche gleichfalls durch eine Tür 12 verschließbar ist. Wie dies weiters aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind im Bereich der Bodenplatte 6 in der Vorderwand 11 Einlaßöffnungen für primäre Verbrennungsluft 2 vorgesehen, wobei die Verbrennungsluft unmittelbar oberhalb der Bodenplatte 6 über zwei Primärluft-Zuführrohre 22, 23 seitlich zugeleitet wird. Wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Zuführrohre 22, 23 mit Mantelbohrungen 24 ausgebildet, um Primärluft auf das Brenngut im Füllraum 3 einsaugen zu können. Insbesondere sind die Mantelbohrungen 24 auf einer Mantelgeraden angeordnet. Von der Vorderwand 11 des Heizungskessels 1 in Richtung Kesselrückwand 30 verjüngen sich die Durchmesser der Mantelbohrungen 24 derart, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Luft aus den Mantelbohrungen 24 im wesentlichen konstant ist, wodurch ein gleichmäßiger Luftaustritt gewährleistet ist. Die Primärluft-Zuführrohre 22, 23 erstrecken sich über die gesamte Tiefe des Füllraumes 3, welcher zusätzlich nahezu vollständig mit einer Schamotteauskleidung 10 versehen ist, wobei er zusammen mit der Bodenplatte 6 aus Schamotte als Wärmespeicher dient. Weiters ist der gesamte Heizungskessel 1 mit einer Isolierverkleidung 16 ausgebildet. Die sog. heiße Brennkammer der Bodenplatte 6 gemäß Fig. 3 ist im Querschnitt in strömungsgünstiger Weise herzförmig ausgebildet. Zentral innerhalb dieser Brennkammer befindet sich ein Sekundärluft-Zuführrohr 29, welches seinerseits ebenso wie die Primärluft-Zuführrohre 22, 23 ausgebildet ist, wobei sich jedoch die Manteiboh-rungen rechts und links, auf zwei Mantelgeraden befinden. Sämtliche Zuführrohre 22, 23, 29 sind an der Kesselvorderwand 11 mit Luftmengen-Reguliereinrichtungen 26 gemäß Fig. 2 ausgebildet. Jede Luftmengen-Reguliereinrichtung 26 enthält eine stufenlos verstellbare Scheibe 33, deren axial mittiger Gewindebolzen 34 in eine Halterung 35 eingeschraubt ist, welche eine Gewindebohrung aufweist, wobei die Halterung 35 seitlich im Zuführrohr 22, 23 bzw. 29 an der Eingangsseite befestigt ist. Die Scheibe 33 weist einen größeren Durchmesser als das Zuführungsrohr 22, 23 bzw. 29 selbst auf. Da durch eine axiale Verstellung der Scheibe 33 der Querschnitt des Eingangskanales jedes Zuführungsrohres verstellbar ist, kann hierdurch die zugeführte Luftmenge reguliert werden. Jede Scheibe 33 weist zentral eine z.B. schlitzartige Aussparung 36 auf, mittels welcher die Scheibe 33 durch einen Stellstift, einen Schraubenzieher oder dgl. verdreht bzw. verstellt werden kann. Die innerhalb der Bodenplatte 6 befindliche heiße Brennkammer weist einen oberseitigen, zentralen Lufteinlaß 31 auf, dessen Querschnitt größer ist als der unterseitige Luftauslaß 32, welcher zum Brennerraum 4 führt. Nachfolgend ist die Funktion dieses Heizungskessels 1 beschrieben: Für ein Anheizen des Heizungskessels 1 bis zu einer Abgastemperatur von 150" ist die erste Umstellklappe 18 geschlossen, wogegen die zweite Umstellklappe 21 geöffnet ist. Hierbei liegt die erste Umstellklappe 18 im wesentlichen an dem Vertikalabschnitt der Schutzabdeckung 19 dicht an, wodurch die Durchtrittsöffnung 25 verschlossen ist. Zudem ist der Ventilator 20 nicht in Betrieb. In dieser sogenannten Anheizphase des Heizungskessels 1 gelangen die Rauchgase durch die offene obere Öffnung 27 in der Abgaskanalwand 7 unter Umgehung des Abgaskanales 15 direkt zum Rauchgasaustritt 14 auf der Kesselrückseite. Sobald die Abgastemperatur von ca. 150 * erreicht wurde, werden die beiden Stellantriebe 37, 38 durch den Thermostaten 39 angesteuert, wodurch der ersten Umstellklappe 18 bzw. zweiten Umstellklappe 21 in die jeweils andere Betriebstellung verschwenkt werden. In Fig. 1 und 2 sind die Betriebsstellungen beider Umstellklappen 18 und 21 in ausgezogenen Linien dargestellt. Dabei liegt die erste Umstellklappe 18 dicht an die vertikale Abgaskanalwand 7 an. Hierdurch ist die obere Öffnung 27 vollständig verschlossen, wogegen die Durchtrittsöffnung 25 freigegeben ist. Hierdurch werden die Rauchgase in Richtung des Pfeiles R angesaugt und in den nicht dargestellten Kamin gedrückt. Da beim Ansaugbetrieb in den Mantelbohrungen 24 der Primärluft-Zuführrohre 22, 23 sowie im nachgeordneten Sekundär-Zuführrohr 29 der gleiche Unterdrück herrscht, wird die Verbrennungsluft gleichmäßig verteilt und werden die Schwelgase durch die Primärluft und die Sekundärluft miteinander optimal vermischt und zur Verbrennung gebracht. Patentansprüche 1. Heizungskessel, mit einem oberen Brennstoff-Füllraum, welchem zwangsweise primäre Verbrennungsluft zugeführt wird, und einem nachgeordneten Brennerraum, in welchem die Rauchgase an Wärmetauscherflächen abgegeben und von welchem sie einem Rauchgasaustritt zugeleitet werden, mit einem im Bereich des Rauchgasaustritts mit einer Schutzabdeckung versehenen Ventilator, dadurch gekennzeichnet daß der Ventilator [20] an der Kesselinnenwand des Abgaskanales [15] angeordnet ist, wobei 4 AT 405 763 B an der Schutzabdeckung [19] eine Umstellklappe [18] angelenkt ist, welche zwischen einer ventilatorbetätigten Betriebsstellung des Heizungskessels [1], in welcher eine dem Ventilator [20] zugeordnete Durchtrittsöffnung [25] in der Schutzabdeckung [19] freigegeben ist, und einer die Durchtrittsöffnung [25] absperrenden Anheizstellung verschwenkbar ist.
2. 2. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der die Durchtrittsöffnung [25] freigebenden Betriebsstellung die Umstellklappe [18] der Abgaskanal [15] mit Ausnahme der Durchtrittsöffnung [25] vollständig verschließbar ist, d.h. die Umstellklappe [18] gegen die innere im wesentliche vertikale Abgaskanalwand [7] abdichtend anliegt.
3. 3. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich der Abgaskanalwand [7] eine zweite Umlenkklappe [21 ] angelenkt ist, die in der Anheizstellung des Heizungskessels [1 ] eine obere, in der Abgaskanalwand [7] zwischen dem Füllraum [3] und dem Abgaskanal [15] vorgesehene Öffnung [27] freigibt und in der Betriebsstellung die obere Öffnung [27] verschließt.
4. 4. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Umstellklappe [18] und der zweiten Umstellklappe [21] Stellantriebe [37, 38] zugeordnet sind.
5. 5. Heizungskessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Rauchgasaustritt [14] ein Thermostat [39] angeordnet ist, welcher mit den Stellantrieben [37, 38] in einer Steuerverbindung steht.
6. 6. Heizungskessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Umstellklappe als eine einzige winklige Umstellklappe ausgebildet sind, welche entweder an der Schutzabdeckung [19] oder an der inneren Abgaskanalwand [7] angelenkt ist, wobei durch den der Anlenkstelle benachbarten Schenkel der Umstellklappe die Durchtrittsöffnung [25] der Schutzabdeckung [19] bzw. die obere Öffnung [27] der Abgaskanalwand [7] und durch den der Anlenkstelle entfernten, anderen Schenkel der Umstellklappe die jeweils andere Öffnung [27, 25] verschließbar ist.
7. 7. Heizungskessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schenkel der einzigen Umstellklappe einen Winkel von ca. 90* bilden, wobei die Umstellklappe einen Schwenkbereich von ca. 90 · aufweist.
8. 8. Heizungskessel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die winklige Umstellklappe einen einzigen, thermostatgesteuerten Stellantrieb aufweist.
9. 9. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdek-kung [19] des Ventilators [20] als ein durchgehendes, winkliges Leitblech ausgebildet ist, dessen Winkel dem Winkel der winkeligen Umstellklappe angepaßt ist.
10. 10. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen horizontale Oberseite des Abgaskanales [15] eine obere Isolierverkleidung [40] aufweist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 5