DD300045A7 - Saugzuganlage für Schornsteine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Saugzuganlage fuer Schornsteine mit Injektorduese zur Zugerhoehung in Schornsteinen und auf Schornsteinkoepfen fuer Heizungs- und Kesselanlagen, deren natuerlicher Zug fuer die ordentliche Verbrennung der eingesetzten Energietraeger nicht ausreicht. Durch diese Duese werden die Nachteile der bisher bekannten technischen Loesungen, wie die Behinderung beim Fegen des Schornsteines sowie die schwer durchfuehrbare Reparatur und Wartung beseitigt und dabei gleichzeitig ein wesentlich geringerer Energieaufwand erreicht. Die Loesung resultiert aus einer kompakten, stroemungstechnisch guenstigen und im wesentlichen quaderfoermigen Injektorduese mit mehreren inneren Leitblechen. Mit dieser Erfindung werden die Voraussetzungen geschaffen, an fuer die Verbrennung von Braunkohlenbriketts vorgesehenen Heizungsanlagen ohne groeszere Investitionen selbst Foerderkohle (Rbk 5 und 6) energieoekonomisch verbrennen zu koennen.{Injektorduese; Schornsteinzugerhoehung; Energietraegersubstitution; Niederdruckkessel; indirekter Saugzug; Schornsteineinbauten; Rauchfoerderer; Luftleitelemente; Ventilatorgeblaese}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Saugzuganlage für Schornsteine, insbesondere für Schornsteinköpfe. Die Erfindung ist anwendbar für Schornsteine, deren natürlicher Zug für eine ordentliche Verbrennung in vorhanc'jnen Heizungsanlagen nicht ausreicht oder für den Neubau von Heizungsanlagen, bei denen große Investitionen für hohe Schornsteine umgangen werden sollen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Aus der CH-PS 199394 ist bekannt, daß in einem Schornstein ein von außen eingeführtes, innen abgewinkeltes und somit nach oben (in Rauchgasströmungsrichtung! gerichtetes Blasrohr angebracht ist, durch welches ein Treibmedium mit hoher Geschwindigkeit eingeblasen und somit eine wirksame Rauchgasförderung erreicht werden soll. Aus der Beschreibung ist nicht entnehmbar, wie der Blasrohraustrittsquerschnitt zu wählen ist. Außerdem benötigt diese Anlage einen hohen Energieaufwand, eine Reinigung des Schornsteins wird orschwert.

In DD-WP 241771 wird eine Vorrichtung zur Saugzugerhöhung beschrieben mit einem Frischluftgebläse außerhalb des Schornsteins in Verbindung mit einem Ejektor, der seitlich in den Rauchgaskanal um 90° gekrümmt eingefügt und wandnah im Rauchgaskanal mit einem Austrittsquerschnitt von 8% bis 22% des Rauchgaskanalsquerschnitts in einem Abstand, gemessen vom Schornsteinausgang zum Ejektorausgang, der In einem Vei hältnis zum Rauchgaskanaldurchmesser steht, wobei die wandnahe Ejektorseite an der Rauchgaskanalwand anliegt und die abgewandte Ejektorseite diffusorähnlich um einen bestimmten Winkel zur Rauchgaskanalmitte geneigt verläuft.

Diese Vorrichtung im Schornstein behindert dts Fegen des Schornsteines und ist auf Grund ihrer Anordnung uneffektiv und nur mit hohem Energieaufwand wirksam.

Mit der DE-CS 2.057.449 wurde eine Einrichtung zur Zugerhöhung in Schornsteinen in Form eines im Bereich der Schornsteinmündung angeordneten Gebläses mit die Schornsteinmündung ringartig umfassender, in Austrittsrichtung der Rauchgase offener Ausströmkammer bekannt, wobei in die Ausströmkammer ein die Schornsteinmündung unter Bildung einen offenen Ringspaltes umfassenden Aufsatzrohr dichtend eingesetzt und das Gebläse an einem in den Schornstein dichtend einsetzbaren, von der Ausströmkammer umschlossenen Mündungsrohr angebracht ist.

Nicht geklärt ist bei der vorgestellten Anordnung die Reinigung des Schornsteines. Durch die mehrmalige Umlenkung der Gebluseluft ist zum Treiben der Rauchgase ein hoher Energieaufwand nötig.

Nach DD-WP 256173 ist eine Anordnung zur Beeinflussung einer Strömung in Saugzügen von Kraftwerken bekannt. Hierbei sind in einem 90°-Krümmer bis zu drei Leitbleche angeordnet. Mit dieser Anordnung werden nur bei runden Querschnitten und niedriger Strömungsgeschwindigkeit der Rauchgas Erfolge erzielt, nicht aber bei hohen Rauchgasgeschwindigkeiten. Weiterhin ist nach DD-WP 249318 bekannt, daß ein Radiallüfter über einen in den Schornstein schräg einmündenden Einströmkanal mit diesem verbunden ist und das Ende des Schornsteins aus einem inneren Mantel und einem diesem mit Zwischenraum umschließenden äußeren Mantel besteht. Zur Erreichung eines Soges schließt der innere Mantel in seiner Höhe oberhalb der einmündenden Unterkante des Einströmkanals jedoch unterhalb dessen Oberkante ab. Außerdem ist zwischen inneren und äußeren Mantel ein Verschlußboden schräg angeordnet. Niveaumäßig setzt sich der Verschlußboden gegenüber der Unterkante des Einströmkanals ohne Absatz fort. Vorzugsweise ist der Einströmkanal am Ende des Schornsteins angeordnet. Nicht beschrieben ist die Höho des äußeren Mantels. Bei dieser Anordnung wird die nötige Zugerhöhung nur bei entsprechender Höhe des Mantels erreicht. Das Fegen des Schornsteines ist damit nicht mehr ohne weiteres möglich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Zug in Schornsteinen zu verstärken, eine gut6 Verbrennung der eingesetzten teilweise minderwertigen Energieträger zu gewährleisten und dabei den erforderlichen Ausrüstungs-, Betreibungs- und Wartungsaufwand so gering wie möglich zu halten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Saugzuganlage anzugeben, die auf einfachen Wege auf jder in den Schornstein eingebracht und deren dem Rauchgas ausgesetzten Verschleißteile nach entsprechenden chemischen Verschleiß leicht auszuwechseln bzw. gewartet werden können und eine gute Reinigungsmöglichkeit für den Schornstein besitzt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Auslaufkanal oder oberen Teil des Schornsteines eine quaderförmige, schmale Injektordüse mit vier bis acht Strömungsumlenkungsblechen angeordnet ist. Das Verhältnis von Rauchgasquerschnitt zum Düsenaustrittsquerschnitt ist etwa 1:10 bis 1:12. Diese Injektordüse ragt etwa 70-100% in den Schornsteinkanal oder den Auslaufkanal hinein und hat ein Verhältnis von Injektordüsenaustrittslänge zu -austrittsbreite von etwa 12:1. Die Injektordüse ist mit einem Treibluftgebläse verbunden und lenkt die aus der Umgebung des Lüfters angesaugte Luft in Richtung der Rauchgasströmung um. Der Abstand zwischen Düsenaustritt und Auslaufkanal bzw. Schornsteinmündung beträgt etwa 0,7-1,0 des inneren Rauchgaskanalumfangs.

Bei frei stehendem Schornstein mit kleinerem Schornsteinquerschnitt wird die Injektordüse in einen Auslaufkanal eingebaut und mittels einem Übergangsstück mit dem Treibluftgebläse verbunden. Zur Reinigung des Schornsteines wird der Auslauf kanal mit der Injektordüse über eine Drehachse abgekippt.

Ebenfalls bei frei stehendem Schornstein, aber auch bei größeren Schornsteinquerschnitten wird die Injektordüse in einen Auslaufkanal etwas höher eingebaut. Unterha'b der Injektordüse befindet sich eine seitliche Reinigungsöffnung für den Schornsteinfege·.

Der Auslaufkanal wird bei beiden Varianten auf einem Fundament aus Profilstahl aufgesetzt und verschraubt. Das Fundament wird an der meist schon vorhandenen Schornsteinumbänderung befestigt.

Bei Schornsteinen im Inneren von Gebäuden wird die Injektordüse im oberen Bereich des Schornsteines durch einen vertikalen Schlitz in der Schornsteinwange eingeschoben.

Bei allen drei Varianten befindet sich neben der Injektordüse ein auf Schwingungsisolatoren stehendes Treibluftgebläse. Dieses ist über eine hochelastische Dichtung mit dem Übergangsstück und dieses mit der Injektordüse lösbar verbunden. Das Übergangsstück ist an dem Auslaufkanal bzw. an der Schornsteinwandung leicht lösbar befestigt. Nach dem Verschleiß der

Injektordüse kann diese somit problemlos gewechselt werden. Die Abdichtung zwischen Übergangsstück und Auslauf kanal bzw. Schornsteinwange übernimmt eine Glasfasergewebedichtung.

Die Wirkung ist bei allen drei Varianten gleich. Die durch das Treibluftgebläse (Mitteldruckventüator) geförderte Umgebungsluft

wird durch das Übergangsstück der Injektordüse zugeführt und dort durch die strömu ngstechnische Gestaltung um 90° relativ vorlustlos umgelenkt und somit in Rauchgasströmungsrichtung in etwa laminar mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 20 bis 30m/s in den Schornstein eingeblasen. Auf Grund der schlanken Form bildet diese Injektordüse für das Rauchgas keinen wesentlichen Strömungswiderstand. Das Rauchgas wird durch die Injektorwirkung mitgerissen indem unterhalb der Injektordüse ein künstlicher Zug von ca. 20 bis 50Pa erzeugt wird. Dieser addiert sich zu dem vorhandenen natürlichen Zug und ist dann für die Verbrennung auch minderwertiger Brennstoffe ausreichend. Die Verbrennung wird optimiert der Wirkungsgrad um 15% verbessert, die Kesselleistung um 50% erhöht und die Belastung der Umwelt reduziert. Dio Emission von Schwefelwasserstoffen wird auf ca. 50% und die von Kohlenmonoxid auf ca. 0,2% verringert. Eine Erhöhung des Feststoffausstoßes (Ruß und Flugasche) konnte mit bisherigen Messungen nicht festgestellt werden.

Schwelgas In der Heizung, im Gebäude und in der Umgebung werden stark vermindert. Auch bei ungünstiger Witterung wird das nunmehr helle Rauchgas gut nach oben weggeblasen und gleichzeitig sehen im Schornstein verdünnt. Eirte Versottung des Schornsteines wird vermieden, da die Rauchgastemperatur nunmehr ä 18O⁰C beträgt.

Bei einem für hochwertige Brikett richtig ausgelegten Schornstein sollte das Treibluftgebläse für die Verbrennung von Förderkohla in Gliederkesselanlagen eine Gesamtdruckdifferenz von ca. 900 bis 1500Pa aufweisen. Der Förderstrom läßt sich aus dem gewählten Injektordüsenaustf ittsquerschnitt und der vorgesehenen Austrittsströmungsgeschwindigkeit ermitteln. Es wird damit ein Schornsteingesamtzug von ca. 80Pa erreicht. Bei zu schwach ausgelegtem Schornstein ist ein Treibluftgebläse mit entsprechend größerer Leistung auszuwählen. Für die Verbrennung von Rbk-Siebkohle bzw. Salzkohlebrikett ist die Leistung des Treibluftgebläses zum Beispiel mittels einer Drehzahlregelung zu reduzieren. Bei Verbrennung von hochwertigen Briketts

wird das Treibluftgebläse abgeschalten, ebenso bei Überschreitung der gewünschten Kesselleistung. Durch den Injektor ist damit eine einfache und wirksame Leistungsregulierung der Kesselanlage realisierbar.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an 4 Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1: eine abkippbare Saugzuganlage mit Injektordüse im Auslaufkanal, montiert auf einem Schornsteinkopf Fig.2: die Draufsicht nach Fig. 1

Fig. 3: eine Saugzuganlage mit Reinigungsklappe unterhalb der im Auslaufkanal angeordneten Injektordüse, montiert auf

einem Schornsteinkopf, auch für größere Schornsteinquerschnitte geeignet Fig.4: eine zurückziehbare Saugzuganlage mit im Schornstein angeordneter Injektordüse Fig. 5: die Draufsicht nach Fig. 4.

1. Beispiel (Fig.1 und Fig.2)

Ein weitgehend freistehender Schornstein 9 mit einem Rauchgasquerschnitt 260mm x 385mm wird auf seiner Mündung mit einem aus Profilstahl bestehenden Stahlfundament 6 versehen. Dieses Stahlfundament 6 wird an die die Schornsteinmündung umfassende Schornsteinumbänderung 7 befestigt. Auf diesem Stahlfundament 6 wird ein Auslaufkanal 1 aus Stahlblech angeordnet. Zur Befestigung befindet sich auf der einen Seite ein Drehpunkt 4, andererseits wird die Befestigung des Auslaufkanals 1 durch Stehbolzen nit Flügolmuttern realisiert.

Im unteren Teil des Auslaufkanals 1 ist die Injektordüse aus Stahlblech mit ihren 6 Strömungsumleitungsblechen 3 angeordnet. Neben dem Auslaufkanal 1 steht das Treibluftgebläse 10 auf Schwingungsisolatoren 11. Die Verbindung zwischen Treibluftgebläse 10 und Injektordüse 2 stellt ein Übergangsstück 12 aus Stahlblech zusammen mit einer hochelastischen Dichtung dar.

Zwischen Übergangsstück 12 und Injektordüse 2 sowie zwischen Auslaufkanal 1 und Stahlfundament 6 und Schornstein 9 befinden sich elastische umweit- und temperaturbeständige Dichtungen 8 aus Glasfasergewebe. Das Übergangsstück 12 mit seinen Dichtungen wird durch ein Regenschutzblech gegen Niederschläge geschützt. Die Injektordüse 2, der Auslaufkanal 1, das Übergangsstück 12 und das Stahlfundament 6 werden gegen Säure und sonstigen Korrosionen von innen und außen durch pigmentierten Silikonlack mit einer Temperaturbeständigkeit bis 500⁰C geschützt.

In dem hier beschriebenen Beispiel hat die Injektordüse 2 eine Austrittsbreite von 25mm. eine Austrittslänge von 280mm und eine Höhe von 300mm. Auslaufkanal 1 und Injektordüse 2 bestehen aus Stahlblech von 0,7 bis 1,0mm Stärke. Der Abstand A beträgt 930mm. Dieses Beispiel I t vorzugsweise für Schornsteinquerschnitte bis 385mm x 385mm geelgnot.

2. Beispiel (Fig. 3)

Dieses Beispiel ist grundsätzlich wie 1. angeordnet, es entfällt aber der Drehpunkt 4. Die Injektordüse 2 wird etwas höher angeordnet und unter dieser einer Reinigungsklappe 5 eingebaut. Der Auslaufkanal 1 wird damit um die Höhe der Reinigungsklappe länger. Die Befestigung des Auslaufkanals 1 auf dem Stah'iundamb.it erfolgt durch Schraubverbindung. Dieses Beispiel ist vorzugsweise für Schornsteinquerschnitte bis 380mm χ 380mm geeignet.

3. Beispiel (Fig.4 und Fici R)

Ein im Inneren eines Gebäudes gemauerter Schornstein 9 mit einem Rauchgasquerschnitt von 260mm x 385mm wird im Abstand α von der Schornsteineinmündung mit einem vertikalen Schlitz versehen. Durch diesen Schlitz wird die Injektordüse

in den Schornstein eingeschoben. Diese Injektordüse 2 ist lösbar mit dem Übergangsstück 12 verbunden.

Das Übergangsstück 12 ist lösbar an der Schornsteinwange befestigt. Das Treibluftgebläse 10 ist über eine hochelastische Dichtung an das Übergangsstück 12 und steht vorzugsweise auf der obersten Geschoßebene bzw. dem Dachboden des

Geländes.

Die Injektordüse hat bei einer Schornsteinwange von 360mm eine Länge von 640mm, wovon die Austrittslänge 280mm beträgt,

eine Breits von 25mm und eine Höhe von 300mm.

In Betracht gezogene Druckschriften:

DR-PS 259 921 24 i 5/01

CH-PS2-i

Claims (4)

1. Saugzuganlage für Schornsteine, insbesondere für Schornsteinköpfe, bestehend aus einem Auslaufkanal mit drehzahlgeregelten Treibluftgebläse und einer Strömungsumlenkung, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaufkanal (1) eine quaderförmige schmale Injektordüse (2) mit vier bis acht Strömungsumlenkungsblechen (3) angeordnet ist, Austrittslänge zu Austrittsbreite ein Verhältnis von etwa 12:1 aufweist, die Injektordüse (2) etwa 70% bis 100% in den Auslaufkanal (1) hineinragt und zwischen Injektordüsenaustritt und Auslaufkanal bzw. Schornsteinmündung der Abstand (A) etwa 0,7 bis 1,0 des inneren Auslaufkanalumfanges beträgt.

2. Saugzuganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaufkanal (1) über einer Drehachse (4) abkippt oder unterhalb der Injektordüse (2) eine Reinigungsklappe (5) angeordnet ist.

3. Saugzuganlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rauchgas ausgesetzten lösbaren Verbindungsstellen umweit- und temperaturbeständige Dichtungen (8) vorgesehen sind.

4. Saugzuganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektordüse (2) im Schornstein (9) bzw. Schornsteinwange angeordnet ist und der Abstand (a) etwa 1,0 bis 2,0 des inneren Schot nsteinumfanges beträgt.