CH665269A5

CH665269A5 - Feuerungsanlage.

Info

Publication number: CH665269A5
Application number: CH622184A
Authority: CH
Inventors: Leonhard A Prof P Dr O Huetter; Sepp Ingruber; Bruno Tildach
Original assignee: Huetter Leonhard A Prof Ofm
Priority date: 1984-01-05
Filing date: 1984-12-31
Publication date: 1988-04-29
Also published as: AT389752B; DE3447307A1; ATA1984A; DE3447307C2

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage mit einer im Abzugsystem der Feuerungsanlage angeordneten Nachverbrennungseinrichtung, welche eine oder mehrere mit Durchtrittsöffnungen versehene Trennwände aufweist.

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 Nachteile vermieden werden.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Trennwand bzw. die Trennwände der Nachverbrennungseinrichtung mindestens teilweise quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems liegen, dass die Trennwand bzw. die Trennwände einen oder mehrere Nachverbrennungsräume einschliessen, in die zumindest ein Teil der Rauch- und Schwelgase durch die Durchtrittsöffnungen der Trennwand bzw. der Trennwände turbulent einströmen, und dass in diese Nachverbrennungsräume jeweils mindestens eine Frischluftzufuhr mündet.

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 Nach verbrennungsraum, in den mindestens eine Frischluftzufuhr mündet. Es erfolgt dadurch eine weitgehend vollständige Vermischung der Schwelgase mit der zugeführten Frischluft, so dass praktisch die gesamten Schwelgase in dem von den gelochten Trennwänden umgebenen Nachverbrennungsraum vollständig und kontrolliert mit ausserordentlich hoher Temperatur verbrennen. Eine erfindungsgemässe Nachverbrennungseinrichtung kann auch nachträglich in die meisten Feuerungsanlagen eingebaut werden. Durch die Anpassung der Masse der erfindungsgemässen Nachverbrennungseinrichtung ist eine vielseitige Anwendung von kleinen Verbrennungsöfen bis hin zu

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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 Schwelgase 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 Nach Verbrennung 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 Abzugsystem 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, hitzbeständigen 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 erfindungsgemässen Nachverbrennungseinrichtung,

Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 zeigen jeweils einen vertikalen Längsschnitt durch weitere erfindungsgemässe Feuerungsanlagen.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Feuerungsanlage besteht im wesentlichen aus einem die Brennkammer 1 und das Abzugsystem 2 umgebenden Gehäuse 3 und den als Doppelzylinderrohr ausgebildeten erfindungsgemässen Trennwänden 4a, 4b, welche aus hitzefestem Stahl gefertigt und mit Durchtrittsöffnungen 7a, 7b versehen sind und die Nachverbrennungsräume 5a, 5b einschliessen. Das Doppelzylinderrohr 4a, 4b ist am brenn-kammerseitigen Ende des Abzugssystems 2 auf Metallzwischenstücken 6 derart angeordnet, dass zwischen dem äusseren Doppelzylinderrohr 4a und den Wänden des Abzugsystems 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 Drurch-trittsöffnungen 7a, 7b des Doppelzylinderrohres 4a, 4b in die Nachverbrennungsräume 5a, 5b der erfindungsgemässen Nachverbrennungseinheit. Die äusserst turbulent in die Nach Verbrennungsräume 5 a, 5b einströmenden Gase

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werden dort nahezu vollständig mit der durch die regelbare Frischluftzufuhr 8 zugeführten Frischluft vermischt und verbrennen mit ausserordentlich hoher Temperatur in den Nachverbrennungsräumen 5a, 5b des Doppelzylinderrohres 4a, 4b. Durch den Spalt zwischen 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 Doppelzylinderrohr 4a, 4b vorbeiströmende kleine Teil der Schwelgase wird durch die - in Abzugsrichtung des Abzugsystems gesehen - hinten aus den Nachverbrennungszonen heraus schlagenden Flammen ebenfalls noch teilweise verbrannt. Dadurch ist eine nahezu vollständige Verbrennung der Schwelgase möglich, wodurch einerseits kaum Rauchgase über das Abzugsystem 2 ins Freie gelangen und andererseits das in den unverbrannten 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 jeweiliges Verdrehen der ebenfalls mit Durchtrittsöffnungen 9a, 10a, 9b, 10b versehenen Abschlussplatten IIa, 12a bzw. IIb, 12b gegeneinander. Dabei sind die inneren Abschlussplatten 12a, 12b fest mit den Doppelzylinderrohren 4a bzw. 4b verbunden und die äusseren Abschlussplatten 1 la, 1 lb mittels eines Knopfes 13b bzw. eines Ringes 13a verdrehbar. Je nachdem, ob sich die Durch-trittsöffnungen 9a, 10a bzw. 9b und 10b decken oder nicht, strömt viel oder wenig Luft in die Nachverbrennungsräume 5a 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 verdreh-baren Abschlussplatten IIa, 12a bzw. IIb, 12b. Die in Fig. 3 dargestellte gegenseitige Stellung der Abschlussplatten IIa, 12a bzw. 1 lb, 12b entspricht 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 Nach Verbrennungseinheit, bei der ein aus zwei gelochten, konzentrischen Zylinderrohren 4a, 4b bestehendes Doppelzylinderrohr die 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, so dass ein Verdrehen der Tellerventile 13a, 13b ein Abheben oder Aufliegen der jeweiligen Tellerventile von bzw. auf ihren Ventilsitz bewirkt und damit eine Regelung der Luftzufuhr in den äusseren Nachverbrennungsraum 5a bzw. den inneren Nachverbrennungsraum 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 Trennwand bildet, die am brennkammerseitigen Ende des Abzugsystems 2 angeordnet ist und einen Nachverbrennungsraum 17 einschliesst. In Abzugsrichtung gesehen - dahinter liegt ein weiterer Nach3

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verbrennungsraum 18, der von einer geraden, gelochten Platte 19 und einem gelochten Halbzylinderrohr 20 umschlossen ist. Der Abstand des hinteren Nachverbrennungsraumes 18 vom vorderen Nachverbrennungsraum 17 ist dabei so klein, dass die aus den Durchtrittsöffnungen des Zylinderrohres 16 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 Doppel-zylinderrohre 21,22 gebildet. Die dritte 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 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 Nach Verbrennungseinrichtung ist besonders einfach aus ebenen Platten herzustellen.

In die in Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 im vertikalen Längsschnitt s dargestellten Nachverbrennungsräume münden jeweils nicht dargestellte erfindungsgemässe Frischluftzufuhren.

M fts talultaen Ausfüörunpücispidcn sind die inneren und äusseren Zylinderrohre der Doppelzylinderrohre jeweils durch Lochscheiben zentriert. Es ist jedoch io durchaus möglich, diese Zentrierung z.B. mittels ange-schweisster Streben zwischen äusserem und innerem Zylinderrohr vorzunehmen.

Die Durchtrittsöffnungen in den erfindungsgemässen Trennwänden müssen nicht kreisförmig sein. Sie können 15 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 Zackenbil-20 dung im Inneren der Trennwände zusätzlich verwirbelt.

Weiter 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 brenn-25 kammerseitigen Trennwänden grosse Durchtrittsöffnungen und an kaminseitigen Trennwänden kleine Durchtrittsöffnungen anzubringen.

Die Zufuhr von Frischluft in die Nachverbrennungsräume kann durch den Schornsteinzug alleine, aber auch durch ein 30 z.B. elektrisch betriebenes Gebläse erfolgen.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

665269 PATENTANSPRÜCHE

1. Feuerungsanlage mit einer im Abzugsystem der Feuerungsanlage angeordneten Nachverbrennungseinrichtung, welche eine oder mehrere mit Durchtrittsöffnungen versehene Trennwände aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand bzw. die Trennwände (4a, 4b) der Nachverbrennungseinrichtung mindestens teilweise quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems (2) liegen, dass die Trennwand bzw. die Trennwände (4a, 4b) einen oder mehrere Nachverbrennungsräume (5a, 5b) einschliessen, in die zumindest ein Teil der Rauch- und Schwelgase durch die Durchtrittsöffnungen (7a, 7b) der Trennwand bzw. der Trennwände (4a, 4b) turbulent einströmen, und dass in diese Nachverbrennungsräume (5a, 5b) jeweils mindestens eine Frischluftzufuhr (8) mündet.

2. Feuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Trennwände (4a, 4b) der Nachverbrennungseinrichtung gekrümmt sind.

3. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Trennwand (16) der Nachverbrennungseinrichtung ein quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems (2) angeordneter und mit Durchtrittsöffnungen versehener Zylinder ist.

4. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Trennwände (4a, 4b) der Nachverbrennungseinrichtung mindestens zwei Koaxiale, quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems (2) angeordnete und jeweils mit Durchtrittsöffnungen (7a, 7b) versehene Zylinder sind.

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 (4a) liegenden äusseren Nach verbrennungsraum (5a) jeweils mindestens eine gesonderte Frischluftzufuhr mündet.

6. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Frischluftzufuhr (8) für mindestens einen Nachverbrennungsraum (5a, 5b) mit einer Reguliervorrichtung regelbar ist.

7. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Durchtrittsöffnungen (7a, 7b) einer oder mehrerer Trennwände (4a, 4b) einen kreisförmigen Querschnitt hat.

8. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Durchtrittsöffnungen einer oder mehrerer Trennwände einen rechteckigen Querschnitt hat.

9. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Durchtrittsöffnungen als Schlitz ausgebildet ist.

10. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse und/oder die Form der Durchtrittsöffnungen einer oder mehrerer Trennwände verschieden ist.

11. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Durchtrittsöffnungen pro Flächeneinheit einer oder mehrerer Trennwände verschieden ist.

12. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein durch eine oder mehrere Trennwände (4a, 4b) eingeschlossener Nachverbrennungsraum (5a, 5b) am brennkammerseitigen Ende des Abzugsystems (2) liegt.

13. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens einer quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems (2) liegenden Trennwand (4a) der Nachverbrennungseinrichtung und den

Wänden des Abzugsystems (2) mindestens ein Spalt angeordnet ist.

14. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (5a, 5b) der Nachverbrennungseinrichtung aus hitzebeständigem Stahl bestehen.

15. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände der Nachverbrennungseinrichtung aus Schamott bestehen.