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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Neutralisation von sauren Verbrennungskondensaten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Vorrichtung ist beschrieben in der
JP 11 277 077 A .
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Die Abgase von gas- oder ölbetriebenen Heizanlagen kühlen sich im Heizkessel und im Schornstein ab. Durch die Abkühlung entsteht ein Kondensat, in dem Säure und Verbrennungsrückstände enthalten sind. Bevor diese Verbrennungskondensate z. B. in einen Kanalanschluss geleitet werden können, müssen sie gereinigt und neutralisiert werden.
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Bei einer in der
EP 0 174 349 B1 beschriebenen Vorrichtung erfolgt der Kondensatzulauf seitlich durch den Boden in die zylinderförmige Neutralisationskammer, um das in der Neutralisationskammer befindliche Neutralisationsmittel von unten nach oben zu durchströmen. Die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung wird sehr schnell dann in Frage gestellt, wenn es im Zulaufbereich zu Verstopfungen, beispielsweise infolge von Schlammbildung, Ausflockungen oder dergleichen, kommt. Gleiches gilt auch für die in dieser Druckschrift behandelte Vorrichtung, die eine das Neutralisationsmittel aufnehmende, liegende Neutralisationskammer aufweist, deren Stirnwände die Zu- und Abläufe für das Kondensat aufweisen.
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Eine in der
DE 35 40 164 A1 beschriebene Vorrichtung zur Neutralisation saurer Kondensate aus Abgasen von Heizungsanlagen enthält einen mittels eines Deckels verschlossenen Behälter, in den eine Neutralisationskammer zur Aufnahme des granulatförmigen Neutralisationsmittels eingesetzt ist. Der Boden dieser Neutralisationskammer ist mit Sieböffnungen versehen, derart, dass an der Oberseite des Behälters zulaufendes Verbrennungskondensat nach Durchströmen des Neutralisationsmittels von oben nach unten durch den Siebboden austreten und durch einen im Bereich des Behälterbodens angeordneten Abfluss abfließen kann.
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Eine in der
DE 93 11 083 U1 behandelte Neutralisationseinrichtung besteht aus mehreren hintereinander geschalteten Neutralisationsbehältern, die im unteren Bereich mit je einem Siebboden zur Lagerung von Neutralisationsmittel versehen sind und von dem Kondensat mäanderförmig durchströmt werden, und zwar zuerst von oben nach unten in dem ersten Behälter, dann von unten nach oben in dem folgenden Behälter, anschließend wieder von oben nach unten in dem folgenden Behälter usw.. Auch bei dieser Neutralisationseinrichtung treten die oben beschriebenen Verschlammungs- und Verstopfungsprobleme auf, die auch dazu führen, dass das eingesetzte Neutralisationsmittel nur unzureichend oder in bestimmten Teilen bei der Neutralisation des Kondensats überhaupt nicht wirksam werden kann.
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Öl- oder gasbetriebene Heizkessel bzw. Brenner sind meist Geräte, die auf dem Boden stehen. Die Entwässerung ist an der tiefsten Stelle des Gerätes angebracht. Dies erfordert eine möglichst flache Bauweise der Neutralisationsvorrichtung auch in dem Bestreben, unter Umständen auf zusätzliche Pumpen usw. verzichten zu können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber den bekannten Vorrichtungen verbesserte Neutralisationsvorrichtung zu schaffen, die insbesondere verglichen mit der Vorrichtung gemäß
JP 11 277 077 A eine größere Anzahl von aufeinander folgenden Neutralisationskammerabschnitten hat.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Verbrennungskondensat eine möglichst große Anzahl von aufeinander folgenden Neutralisationskammerabschnitten durchströmen zu lassen, so dass selbst bei Auftreten partieller Verstopfungen im Bereich einzelner Neutralisationskammerabschnitte die Vorrichtung insgesamt funktionstüchtig bleibt und eine optimale Ausnutzung des eingesetzten Neutralisationsmittels erreicht wird.
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Für den Fall, dass einzelne Neutralisationskammerabschnitte verschlammen bzw. verstopfen, wird erfindungsgemäß erreicht, dass das Kondensat diesen verstopften Neutralisationskammerabschnitt in Form eines By-Passes umgeht und den blockierten Kammerabschnitt oberhalb der Granulatfüllung durchfließt, um im Bereich eines darauf folgenden Neutralisationskammerabschnitts wieder nach unten umgelenkt zu werden, so dass jeweils folgende Neutralisationskammerabschnitte wieder abwechselnd mäanderförmig von oben nach unten, dann von unten nach oben usw. durchströmt und wirksam werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen behandelt.
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In Abhängigkeit von den örtlichen Gegebenheiten kann es notwendig sein, der erfindungsgemäßen Neutralisationsvorrichtung eine Pumpe zuzuordnen, um das innerhalb der Neutralisationsvorrichtung gereinigte bzw. neutralisierte Kondensat auf ein höheres Niveau abzupumpen.
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Als vorbereitende Maßnahme dafür ist gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Neutralisationsvorrichtung bzw. der Behälter der Neutralisationsvorrichtung im Anschluss an eine den in Strömungsrichtung letzten Neutralisationskammerabschnitt begrenzende Trennwand unterteilt in einen oberen, eine Kondensatablaufkammer bildenden Kammerabschnitt zur Aufnahme des nasslaufenden Rotors einschließlich Pumpenlaufrades einer Kondensatpumpe und in einen unteren Kammerabschnitt zur Aufnahme des Stators der Kondensatpumpe, so dass es ohne größere Umstände möglich ist, in die Neutralisationsvorrichtung eine Kondensatpumpe, vorzugsweise in Form einer Kugelrotorpumpe, zu integrieren bzw. einzubauen, wobei die Förderleitung dieser Pumpe beispielsweise mittels eines Schlauchs an den Kondensatablauf angeschlossen werden kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in die Neutralisationsvorrichtung bzw. in den Behälter der Neutralisationsvorrichtung bereits eine Kondensatpumpe eingebaut ist, wobei darauf zu achten ist, dass diese Kondensatpumpe einen in der Kondensatablaufkammer integrierten nasslaufenden Teil und einen gegenüber diesem Nassbereich isolierten elektrischen Teil in Form eines Stators und der damit in Verbindung stehenden elektrischen Elemente aufweist.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung bei abgenommenem Behälterdeckel;
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2 zeigt ebenfalls schematisiert eine Ansicht in Richtung der Pfeile II-II in 1;
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3 zeigt in schematischer Darstellung eine Ansicht in Richtung der Pfeile III-III;
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4 zeigt in isometrischer Darstellung eine Draufsicht der in einen partiell dargestellten Neutralisationsbehälter integrierten Siebbodenanordnung mit zugeordneten Trennwänden zwischen einzelnen Siebbodenabschnitten;
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5 zeigt eine Vorderansicht einer einen Neutralisationsabschnitt begrenzenden Trennwand;
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6 zeigt in auseinandergezogener Darstellung mehrere Einzelelemente der Neutralisationseinheit gemäß 4.
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7 zeigt in schematischer Darstellung ein System zur optionalen Erweitung der Vorrichtung durch eine Pumpe.
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Die in den 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung hat einen im wesentlichen quaderförmigen Behälter 1 mit einem Behälterboden 2, zwei sich in Behälterlängsrichtung erstreckenden Behälterwänden 3 und 4, zwei Stirnwänden 5 und 6 und einem Deckel 7. Der Behälter 1 ist mittels einer sich über einen Teil der Behälterlänge erstreckenden Trennwand 8, die sich vom Behälterboden 2 bis zum Behälterdeckel 7 erstreckt, in nebeneinander liegende Behälterabschnitte unterteilt. Der Kondensatzulauf 9 und der Kondensatablauf 10 befinden sich im Bereich der Stirnwand 6 des Behälters 1.
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Der Kondensatzulauf 9 mündet in eine durch eine Trennwand 12 begrenzte Feststoffteilchen-Absetzkammer 11, auf die eine Filterkammer 13 folgt, in der ein Aktivkohlefilter 14 untergebracht sein kann. Auf die Filterkammer 13 folgt eine Kondensatumlenkkammer, die durch eine Vorderwand 15 und eine Rückwand 20 begrenzt ist und an die sich der eigentliche Neutralisationsbereich anschließt. Die Oberseite der Trennwand 12 hat eine Öffnung, vorzugsweise in Form eines Überlaufwehrs, zwischen der Absetzkammer 11 und der Filterkammer 13; die Vorderwand 15 bildet ihrerseits ein Überlaufwehr zwischen der Filterkammer 13 und der Kondensatumlenkkammer.
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In den 1 bis 3 ist mit Abstand oberhalb des Behälterbodens 2 ein Siebboden 19 eingezeichnet, der stellvertretend für die in den 4 und 6 dargestellten Einbauten als eine Einheit dargestellt ist.
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Der Neutralisationsbereich ist einlaufseitig durch die Trennwand 20 begrenzt, deren Unterkante oberhalb des Bodens 2 im Bereich des Siebbodens 19 liegt, derart, dass das über die Oberkante der Vorderwand 15 strömende Kondensat umgelenkt wird und unten in die Kondensatzulaufkammer 20a einströmt. Eine dem Kondensatablauf 10 vorgeschaltete Kondensatablaufkammer 22 ist durch eine Trennwand 21 von dem Neutralisationsbereich abgegrenzt. Im Bereich der Oberseite der Trennwand 21 befindet sich eine Öffnung, z. B. in Form eines Überlaufwehrs, für das die Neutralisationskammer verlassende Kondensat.
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In 4 ist ausschnittsweise ein Teil des Behälters 1 mit dem Behälterboden 2, der Behälterwand 3 und der Trennwand 8 dargestellt. Zwischen der Behälterwand 3 und der die Trennwand bildenden Behälterwand 8 sind mit seitlichem Abstand voneinander parallel verlaufende Trennwände 50 angeordnet, die vom Behälterboden 2 bis zur Behälteroberseite und damit bis zu dem in 4 nicht dargestellten Behälterdeckel reichen. Diese Trennwände 50 sind jeweils an dem entweder der Behälterwand 3 oder der Behälterwand 8 zugewandten Ende an der Oberseite und an der Unterseite mit Öffnungen bzw. Aussparungen 50.1 bzw. 50.2 versehen, wie es in 5 dargestellt ist, die eine Trennwand 50 zeigt.
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Zwischen den benachbarten Trennwänden 50 liegen gemäß 4 jeweils Abschnitte 51 des Siebbodens 19.
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Zwischen benachbarten Trennwänden 50 sind gemäß den 4 und 6 vertikal ausgerichtete Querwände 52 und 53 angebracht. Die eine erste Gruppe bildenden Querwände 53 mit einer Höhe h2 sind nur oberhalb der Siebbodenabschnitte 51 angeordnet und enden mit relativ geringem Abstand von der Oberkante der Trennwände 50. Die eine zweite Gruppe bildenden Querwände 52 erstrecken sich ausgehend von dem Behälterboden 2 bis zu einer Höhe h1unterhalb der Höhe h2der Querwände 53 der ersten Gruppe. Die Oberkanten der Querwände 53 liegen im wesentlichen in der gleichen Höhe wie die durch die Öffnungen bzw. die Aussparungen 50.1 gebildeten Überlaufwehre.
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6 zeigt in auseinandergezogener Darstellung mehrere, hintereinanderliegende Baugruppen I, II, III und IV, die jeweils aus Trennwänden 50, Siebbodenabschnitten 51 und Querwänden 52 und 53 bestehen. Im Bereich der Baugruppen III und IV ist der Strömungsverlauf des Kondensats durch die Pfeile dargestellt für den Fall, dass keine Verstopfungen oder Blockierungen im Bereich der einzelnen durch die Trennwände 50 und Querwände 52, 53 begrenzten Neutralisationskammerabschnitte vorliegen. Die Strömung aus der Baugruppe III in den Bereich der Baugruppe IV erfolgt durch die im unteren Bodenbereich der Trennwand 50 befindliche Öffnung bzw. Aussparung 50.2.
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In 6 ist im Bereich der Baugruppe I der Fall dargestellt, dass im Bereich der beiden mittleren Kammerabschnitte eine Verstopfung bzw. Blockierung aufgetreten ist, so dass das Kondensat dann nicht störungsfrei aus dem ersten, rechts liegenden Kammerabschnitt in den darauf folgenden Kammerabschnitt strömen kann, wie es durch den gestrichelt dargestellten Pfeil a1 an sich der Fall sein müsste. Die Strömung staut sich dann im Bereich der höheren Querwand 53 und folgt dem voll ausgezeichneten Pfeil a3 in den im Bereich der Baugruppe I ganz links dargestellten Kammerabschnitt, aus dem sie dann durch die untere Öffnung 50.2 der Trennwand 50 in den Bereich der Baugruppe II strömt. Sollte auch im Bereich des links liegenden Kammerabschnitts der ersten Baugruppe I oder einer folgenden Baugruppe eine Blockierung vorliegen, würde dann die Strömung über die Überlaufwehre 50.1 aus der einen Baugruppe in die jeweils folgende Baugruppe stattfinden.
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Wie es in 6 im Bereich der Baugruppe II dargestellt ist, bilden die zwischen zwei in Strömungsrichtung aufeinander folgenden Kammerabschnitten befindlichen Trennwände 50 und Querwände 52; 53 Überlaufwehre, die oberhalb der Siebbodenabschnitte 51 abwechselnd unterschiedliche Höhen h1 und h2 > h1 haben, wobei die Querwände 52 mit den in geringerer Höhe h1 liegenden Überlaufwehren sich unterhalb der Siebböden bis zu dem Behälterboden 2 erstrecken.
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Anstelle von den dargestellten vier Baugruppen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung jede andere Anzahl von hintereinander liegenden Baugruppen enthalten.
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Gemäß 7 ist der auf die Trennwand 21 folgende Abschnitt des Behälters 1 unterteilt in einen oberen, die Kondensatablaufkammer bildenden Kammerabschnitt 22a zur Aufnahme des Rotors 43 einer Kondensatpumpe und in einen unteren Kammerabschnitt 22b zur Aufnahme des Stators 44 der Kondensatpumpe. Die Förderleitung 48 der Kondensatpumpe ist gemäß Linie 48a an den Kondensatablauf 10 angeschlossen.
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Zwischen dem oberen Kammerabschnitt 22a und dem unteren Kammerabschnitt 22b befindet sich ein Bodenabschnitt 2a, der oberhalb der Ebene des Behälterbodens 2 liegt. Der Bodenabschnitt 2a ist auf seiner Oberseite mit Lagerelementen zur Lagerung des Rotors 43 versehen. So enthält der Bodenabschnitt 2a eine Einbuchtung 2a' zur Aufnahme und Lagerung des Rotors 43, vorzugsweise einer Kugelrotorpumpe, die nach dem Prinzip einer sogenannten Spaltrohrpumpe konzipiert ist, um eine Trennung zwischen dem Nassbereich der Pumpe einerseits und dem elektrischen Bereich der Pumpe andererseits zu gewährleisten.
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Der Stator 44 befindet sich auf einer in den unteren Kammerabschnitt 22b eingesetzten und übliche elektrische Anschlüsse und Steuersysteme umfassenden Platine 41. Zur Ansteuerung der Pumpe ist ein Sensor vorgesehen, bestehend aus einem innerhalb des Kammerabschnittes 22a befindlichen Sender 46, der an einem entlang einer Führung 45 beweglichen Schwimmer 46.1 befestigt ist, und einem Empfänger 42, der nach oben gerichtet in einen Kammerabschnitt 22c ragt, der mit dem unteren Kammerabschnitt 22b in Verbindung steht. Die Führung 45 ist an einer an dem Bodenabschnitt 2a angebrachten Halterung 47 befestigt.
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Um unter Umständen mögliche Verstopfungen zu vermeiden oder ggf. aufzulösen, ist in bzw. an dem Behälter 1 ein in 1 schematisiert dargestellter Schwingungserreger 34 angebracht, der z. B. in eine an der Behälterwand 3 angeordnete Tasche 33 eingesetzt ist, die vorzugsweise von außen her zugänglich ist. Die Stromversorgung sowohl des Schwingungserregers 34 als auch der Kreiselpumpe erfolgt über nur angedeutet dargestellte Leitungen 35 bzw. 55.
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Um möglichst schnell und ohne großen Aufwand den Neutralisationseffekt überprüfen und kontrollieren zu können, sind im Bereich einzelner Neutralisationskammerabschnitte Messpunkte 56 zum Ansetzen von Messsonden vorgesehen, siehe 4.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behälter
- 2
- Behälterboden
- 2a
- Bodenabschnitt
- 2a'
- Einbuchtung
- 3
- Behälterwand
- 4
- Behälterwand
- 5
- Stirnwand
- 6
- Stirnwand
- 7
- Behälterdeckel
- 8
- Trennwand
- 9
- Kondensatzulauf
- 10
- Kondensatzablauf
- 11
- Absetzkammer
- 12
- Trennwand
- 13
- Filterkammer
- 14
- Aktivkohlefilter
- 15
- Vorderwand
- 19
- Siebboden
- 20
- Rückwand
- 20a
- Kondensatzulaufkammer
- 21
- Trennwand
- 22
- Kondensatablaufkammer
- 22a
- oberer Kammerabschnitt
- 22b
- unterer Kammerabschnitt
- 22c
- Kammerabschnitt
- 33
- Tasche
- 34
- Schwingungserreger
- 35
- Leitung
- 41
- Platine
- 42
- Empfänger
- 43
- Rotor
- 44
- Stator
- 45
- Führung
- 46
- Sender
- 46.1
- Schwimmer
- 47
- Halterung
- 48
- Förderleitung
- 48a
- Linie
- 50
- Trennwand
- 50.1
- Öffnung bzw. Aussparung
- 50.2
- Öffnung bzw. Aussparung
- 51
- Siebbodenabschnitte
- 52
- Querwand
- 53
- Querwand
- 55
- Leitung
- 56
- Messpunkt
