AT509487B1 - Heizkessel für festbrennstoffe - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT509 487B1 2011-09-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel für Festbrennstoffe, insbesondere aus nachwachsenden Rohstoffen, mit einem Brennraum zum Verbrennen der Festbrennstoffe, mit einem wenigstens unterhalb des Brennraums vorgesehenen Aschenraum zur Aufnahme der Verbrennungsrückstände des Brennraums, mit einer Fördereinrichtung zum Austragen der Verbrennungsrückstände aus dem Aschenraum und mit einer Abgasrückführung zum Rückführen von Abgasen in den Brennraum.

[0002] Um die Brennraumtemperatur zu senken, ist es bei Heizkesseln bekannt (DE 8 410 611 U1), eine Abgasrückführung vorzusehen, mit der der Brennraum mit Hilfe der eigenen Abgase gekühlt wird. Zu diesem Zweck werden im Bereich des Kaminanschlusses die Abgase vom Wärmetauscher des Heizkessels teilweise abgezogen und über Gasleitungen mit der Primär-und/oder Sekundärluftzufuhr des Brennraums verbunden. Von Nachteil ist bei einer solchen Abgasrückführung, dass die konstruktiven Vorraussetzungen im Bereich des Brennraums keine guten Montagemöglichkeiten bieten, weil in diesem Bereich unterhalb des Brennraums ein Aschenraum zur Aufnahme von Verbrennungsrückständen sowie eine Fördereinrichtung zum Austragen der Verbrennungsrückstände vorzusehen ist. Bekannte Abgasrückführungen werden daher oftmals freiliegend am Heizkessel montiert, was nicht nur eine aufwendige Wärmedämmung zur Vermeidung von Gefahrenstellen oder zur Reduktion der Korrosionsgefahr durch Taupunktunterschreitung erfordert, sondern auch er Ausbildung kompakter Heizkessel entgegensteht.

[0003] Um für den Aschenraum und einen dem Wärmetauscher des Heizkessels zugehörigen Umlenkkammer für die Abgase bei gleicher Förderrichtung eine gemeinsame Förderschnecke zum Austragen von Asche und Verbrennungsrückständen vorsehen zu können, ist es bekannt (AT 506 305 A4), zwischen dem Aschenraum und der Umlenkkammer eine rohrförmige Durchführung für die Schneckenwelle vorzusehen, die eine Stauwand durchsetzt, sodass die sich im Bereich dieser Stauwand anstauende Asche den Aschenraum gasdicht vom Umlenkraum trennt und daher keine Abgasrückführung vom Umlenkraum in den Ascheraum möglich ist.

[0004] Darüber hinaus ist es bekannt (GB 2 196 099 A), einen Heizkessel zur Abfall Verbrennung vorzusehen, der einen Brenner umfasst, um den zu verbrennenden Abfall auf die Verbrennungstemperatur zu erwärmen. Asche und Verbrennungsrückstände werden über einen Schneckenförderer ausgetragen, wobei durch den Schneckenförderer zusätzliche Brennluft eingeleitet werden kann, wenn ein dem Schneckenförderer vorgeschaltetes Ventil betätigt wird, das außerhalb des Kessels angeordnet werden muss. Eine Abgasrückführung ist nicht vorhanden.

[0005] Die Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom eingangs geschilderten Stand der Technik eine Abgasrückführung für einen Heizkessel zu schaffen, die nicht nur konstruktiv einfach und damit kostengünstig vorsehbar ist, sondern auch einen kompakten Heizkessel ermöglicht.

[0006] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Abgasrückführung Abgase zumindest teilweise durch die als Schneckenförderer ausgebildete Fördereinrichtung führt, die einen mit der drehbar gelagerten Förderschnecke verbundenen Ventilkörper aufweist, der im Strömungsweg der Abgasrückführung zum Öffnen oder Unterbrechen der Abgasströmung je nach Drehlage der Förderschnecke angeordnet ist.

[0007] Durch eine zumindest teilweise Abgasrückführung durch die Fördereinrichtung ergibt sich eine einfache Konstruktion, weil die im Bereich des Brennraums vorhandenen konstruktiven Maßnahmen auch zur Abgasrückführung verwendet werden können. Somit können sonst erforderliche zusätzliche Abgasleitungen entfallen, was nicht nur eine vorteilhafte Abgasrückführung schafft, sondern auch eine wesentliche Voraussetzung für einen kompakten Heizkessel darstellt. Hinzu kommt, dass die an eine Abgasrückführung zu stellenden Anforderungen hinsichtlich der Temperaturfestigkeit und der Abschottung notwendigerweise von einer Fördereinrichtung für Verbrennungsrückstände erfüllt werden müssen. Dazu kommt eine besonders 1 /6 österreichisches Patentamt AT509 487B1 2011-09-15 einfache Steuerungsmöglichkeit durch den mit der Förderschnecke verbundenen Ventilkörper, der im Strömungsweg der Abgasrückführung zum Öffnen oder Unterbrechen der Abgasströmung je nach Drehlage der Förderschnecke angeordnet ist, wobei sich konstruktiv aufwendige und eigens vorzusehende Ventile zur Steuerung der Abgasrückführung erübrigen. Über die Drehlage der Förderschnecke bzw. über eine einfache Ansteuerung des Schneckenantriebs kann somit im Zusammenwirken mit einem Drehwinkelsensor die Abgasrückführung gesteuert werden.

[0008] Schließt die Fördereinrichtung mit ihrem zur Rückseite des Heizkessels ragenden Ende an die Abgasrückführung an, so kann das Abgas im Wesentlichen verdeckt zum Brennraum geleitet werden. Insbesondere kann auf eine außenliegende Gasleitung und damit eine Gefahrenstelle im Bereich der Mantelseiten des Heizkessels vermieden werden. Hinzu kommt, dass damit auch die Gefahr eines Abgasaustritts verringert werden kann.

[0009] Einfache Konstruktionsverhältnisse zum Verbinden der Abgasrückführung mit dem Brennraum ergeben sich, wenn die abgasführenden Teile der Fördereinrichtung wenigstens mit Teilen der Luftzufuhr, insbesondere der Primärluftzufuhr, des Brennraums verbunden sind. Vorteilhaft kann auch die Primärluftzufuhr durch den Boden des Brennraums dazu genützt werden, eine Strömungsverbindung mit der Abgasrückführung zu schaffen, zumal der Aschenraum mit seiner dort einmündenden Fördereinrichtung unterhalb des Brennraums vorgesehen ist.

[0010] Ist die Abgasrückführung in Strömungsrichtung nach dem Wärmetauscher an die Abgasleitung angeschlossen, so kann das Abgas mit einer vergleichsweise geringen Temperatur rückgeführt werden, was günstigere Konstruktionsbedingungen für die Abgasrückführung schafft.

[0011] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0012] Fig. 1 einen Heizkessel in einer aufgerissenen Seitenansicht, [0013] Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht im Bereich des Aschenraums und [0014] Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht im Bereich des hinteren Endes der Fördereinrich tung.

[0015] Der in der Fig. 1 dargestellte Heizkessel 1 für Festbrennstoffe 2 beispielsweise Hackschnitzel, weist einen Brennraum 3 auf. Auf dem Rost 4 des Brennraums 3 liegen die Festbrennstoffe 2 auf, die einer Verbrennung unterworfen werden, was zu Verbrennungsrückständen 5 führt, die durch den Rost 4 in den darunter liegenden Aschenraum 6 fallen. Das heiße Abgas 7 dieser Verbrennung wird vom Brennraum 3 in einen Wärmetauscher 8 geleitet, um dem Abgas 7 Wärme zu entziehen. Das Abgas 7 wird dann über einen Kaminanschluss 9 in herkömmlicher Weise abgeleitet. Um Verbrennungsrückstände 5 aus dem Aschenraum 6 austragen zu können, weist der Heizkessel 1 eine Fördereinrichtung 10 auf, die in den Aschenraum 6 ragt. Damit insbesondere bei trockenen Festbrennstoffen 2 die Temperatur im Brennraum 3 vermindert werden kann, ist der Heizkessel 1 mit einer Abgasrückführung 11 zum Brennraum 3 versehen. Erfindungsgemäß ergeben sich einfache Konstruktionsverhältnisse, wenn die Abgasrückführung 11 Abgase 7 durch die Fördereinrichtung 10 führt. Es ist daher auf konstruktiv einfache Weise möglich, Abgas 7 zum Brennraum 3 rückzuleiten, um damit den Brennraum 3 zu kühlen, weil keine zusätzlichen Gasleitungen in diesem Bereich vorgesehen werden müssen.

[0016] Zum Einleiten von Abgasen ist bei der Fördereinrichtung 10 eine Öffnung 12 vorgesehen, wobei dort die Fördereinrichtung 10 mit ihrem zur Rückseite 13 des Heizkessels 1 ragenden Ende an die Abgasrückführung 11 angeschlossen ist.

[0017] Zwischen den abgasführenden Teilen 14 der Fördereinrichtung 10 und dem Brennraum 3 besteht eine Gasverbindung, nämlich über die mit dem Brennraum 3 verbundene Luftzufuhr 15. Im Speziellen besteht die Gasverbindung über den Aschenraum 4 und den Öffnungen 16 des Rosts 4, was der Fig. 2 besser entnommen werden kann. Diese Öffnungen 16 sind auch 2/6

Claims (5)

1. österreichisches Patentamt AT509 487B1 2011-09-15 Teil der Luftzufuhr 15, indem diese Öffnungen 16 für die Primärluftzufuhr 17 zum Brennraum 3 verwendet werden. Abgase 7 und Primärluft gelangen daher gemeinsam in den Brennraum 3, was zur Kühlung des Brennraums 3 beitragen kann. Ebenso entstehen durch den Anschluss der Abgasrückführung 11 an Teile der bestehenden Luftzufuhr 15 vereinfachte konstruktive Vorraussetzungen. Eine eventuelle Sekundärluftzufuhr 18 kann über eigene seitlich des Brennraums 3 vorgesehene Eintrittsöffnungen 19 in den Brennraum 3 eingebracht werden, welcher Brennraum 3 mit Schamotte 20 ausgekleidet ist. [0018] Die Fördereinrichtung 10 ist als Schneckenförderer ausgebildet, der eine drehbar gelagerte Förderschnecke 21 aufweist, die über einen Motor 22 angetrieben werden kann. [0019] Um auf einfache Weise ein Ventil 23 zur Steuerung des Abgasstroms des Abgases 7 zu schaffen, ist die Förderschnecke 21 mit einem Ventilkörper 24 verbunden, was der Fig. 3 besser entnommen werden kann. Der Ventilkörper 24 liegt im Strömungsweg der Abgasrückführung 11 und öffnet oder unterbricht je nach Drehlage der Förderschnecke 21. Zu diesem Zweck weist das Schneckengehäuse 25 eine Öffnung 12 zur Einleitung des Abgases 7 in den Schneckenförderer auf, gegenüber welcher Öffnung 12 ein als Hülse ausgebildeter Ventilkörper 24 drehbar gelagert ist. Je nach der Drehlage der Förderschnecke 21 kann eine Ausnehmung 26 der Hülse im Zusammenwirken mit der Öffnung 12 einen Eintritt für das Abgas 7 in die Fördereinrichtung 10 schaffen. Die Drehlage der Förderschnecke 21 kann beispielsweise mit einem induktiven Drehwinkelsensor 27 erfasst werden, der mit einer an der Förderschnecke 21 befestigten und mit dem Sensor 27 zusammenwirkende Scheibe 28 zusammenwirkt. Um einen Kurzschluss zwischen Abgasrückführung 11 und Wärmetauscher 8 zu vermeiden, führt die Fördereinrichtung 10 mit ihrem Schneckengehäuse 25 gasdicht durch den Bereich des Wärmetauschers 8 des Heizkessels 1. [0020] Eine weitere Austragungsschnecke 29 ist über ein Getriebe 30 mit dem Motor 22 verbunden, um eventuell in den Wärmetauscher durch das Abgas 7 mitgerissene Verbrennungsrückstände 5 in einen Auffangbehälter 31 austragen zu können. Wie in Fig. 1 angedeutet, weist der Auffangbehälter 31 zwei voneinander gasdicht getrennte Teile 32 und 33 auf, um die jeweiligen Verbrennungsrückstände 5 der beiden Schnecken 21 und 29 aufnehmen zu können. Patentansprüche 1. Heizkessel für Festbrennstoffe (2), insbesondere aus nachwachsenden Rohstoffen, mit einem Brennraum (3) zum Verbrennen der Festbrennstoffe (2), mit einem wenigstens unterhalb des Brennraums (3) vorgesehenen Aschenraum (6) zur Aufnahme der Verbrennungsrückstände (5) des Brennraums (3), mit einer Fördereinrichtung (10) zum Austragen der Verbrennungsrückstände (5) aus dem Aschenraum (6) und mit einer Abgasrückführung (11) zum Rückführen von Abgasen (7) in den Brennraum (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführung (11) Abgase (7) zumindest teilweise durch die als Schneckenförderer ausgebildete Fördereinrichtung (10) führt, die einen mit der drehbar gelagerten Förderschnecke (21) verbundenen Ventilkörper (23) aufweist, der im Strömungsweg der Abgasrückführung (11) zum Öffnen oder Unterbrechen der Abgasströmung je nach Drehlage der Förderschnecke (21) angeordnet ist.
2. 2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (10) mit deren zur Rückseite (13) des Heizkessels (1) ragenden Ende an die Abgasrückführung (11) anschließt.
3. 3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abgasführenden Teile (14) der Fördereinrichtung (10) mit wenigstens Teilen der Luftzufuhr (15), insbesondere der Primärluftzufuhr (17), des Brennraums (3) verbunden sind. 3/6 österreichisches Patentamt AT509 487 B1 2011-09-15
4. 4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenförderer eine mit der Heizkessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckengehäuse (25) des Schneckenförderers ein Öffnung (12) zur Einleitung des Abgases (7) in den Schneckenförderer aufweist, gegenüber welcher Öffnung (12) ein als Hülse (24) ausgebildeter Ventilkörper (23) zum Öffnen oder Unterbrechen der Abgasströmung drehbar gelagert ist.
5. 5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Abgasrückführung (11) nach dem Wärmetauscher (8) die Abgase (7) zumindest teilweise entnimmt und zum Brennraum (3) rückführt. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 4/6