DE102008059432A1

DE102008059432A1 - Rauchgasreinigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102008059432A1
Application number: DE200810059432
Authority: DE
Inventors: Claus Dr. Bachmann; Arno Sänger; Orhan Pirecioglu
Original assignee: SCHRAEDER GmbH
Current assignee: SCHRAEDER GmbH
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2010-06-02
Also published as: EP2370731B1; WO2010060606A1; EP2370731A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rauchgasreinigungsvorrichtung in einem an eine Feuerstelle angeschlossenen Kamin, dessen Rauchgaskanal (1) einen Bypass (3) aufweist, der ein Rauchgasfilter (5) und ein Gebläse (6) enthält, welches das zu reinigende Rauchgas durch den Bypass (3) und das Rauchgasfilter (5) fördert. Um bei einer derartigen Rauchgasreinigungsvorrichtung sicherzustellen, dass ein freier Abzug der Rauchgase auch dann gewährleistet ist, wenn der Bypass durch Ausfall des Gebläses oder Verstopfen des Filters unpassierbar wird, schlägt die Erfindung vor, dass der Rauchgaskanal (1) in dem vom Bypass (3) überbrückten Bereich (1b) frei von Absperr- und Drosselorganen ist und einen ständig frei bleibenden Strömungsquerschnitt hat, der mindestens dem freien Querschnitt des Rauchgaskanals (1) vor und hinter dem Bypass (3) entspricht, und dass das Gebläse (6) so ausgelegt und steuerbar ist, dass es mindestens soviel Rauchgas durch den Bypass (3) und das Rauchgasfilter (5) fördert, wie von der Feuerstelle zuströmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rauchgasreinigungsvorrichtung in einem an eine Feuerstelle angeschlossenen Kamin, dessen Rauchgaskanal einen Bypass aufweist, der ein Rauchgasfilter und ein Gebläse enthält, welches das zu reinigende Rauchgas durch den Bypass und das Rauchgasfilter fördert.
Eine derartige Rauchgasreinigungsvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 34 44 437 A1 bekannt.
Ein wesentliches Merkmal der vorbekannten Rauchgasreinigungsvorrichtung ist eine im vom Bypass überbrückten Bereich des Rauchgaskanals angeordnete Absperr- und Drosseleinrichtung, die den vom Bypass überbrückten Bereich des Rauchgaskanals drosseln oder ganz absperren kann. Bei Versagen der im Bypass angeordneten Rauchgasreinigungseinrichtungen beispielsweise durch Verstopfen des Filters oder durch Ausfall des Gebläses soll diese Drosseleinrichtung mit Hilfe der Rauchgase geöffnet werden, so dass die Rauchgase auch in diesem Falle unbehindert abströmen können, wenn auch ungereinigt. Um diesen Öffnungsvorgang auch bei geringem Kaminzug sicherzustellen, ist die Ventilklappe dieser Drosseleinrichtung möglichst massearm ausgebildet.
Solche den Rauchgaskanal ganz oder teilweise absperrenden Drosselklappen sind indessen sicherheitstechnisch bedenklich. Man kann nämlich nicht ausreichend sicherstellen, dass solche beweglichen Drosselorgane im Rauchgaskanal durch Ruß- oder Teerablagerungen oder durch Korrosion unbeweglich werden. Aus diesem Grund sind solche Drossel- und Absperrorgane im Kamin nach den einschlägigen gesetzlichen Vorschriften – z. B. der Feuerstättenverordnung – unzulässig.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Rauchgasreinigungsanlage der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass sie ohne Beeinträchtigung Ihrer Funktionalität einen stets freien Abzug des Rauchgases sicherstellt.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der Rauchgasreinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art vor, dass der Rauchgaskanal in dem vom Bypass überbrückten Bereich frei von Absperr- und Drosselorganen ist und einen ständig frei bleibenden Strömungsquerschnitt hat, der mindestens dem freien Querschnitt des Rauchgaskanals vor und hinter dem Bypass entspricht, und dass das Gebläse so ausgelegt und steuerbar ist, dass es mindestens so viel Rauchgas durch den Bypass und das Rauchgasfilter fördert, wie von der Feuerstelle zuströmt.
Durch die Lehre der Erfindung wird einerseits absolut sichergestellt, dass stets ein freier Rauchgasabzug gewährleistet ist. Selbst bei Verstopfung der im Bypass befindlichen Rauchgasreinigungseinrichtungen oder bei Totalausfall des im Bypass befindlichen Gebläses steht für den Abzug der Rauchgase ständig der volle Querschnitt des Rauchgaskanals zur Verfügung. Dennoch wird bei Normalbetrieb der gesamte Rauchgasstrom durch den Bypass und durch das im Bypass befindliche Rauchgasfilter gefördert. Selbst wenn das Gebläse mehr Rauchgas durch den Bypass fördert, als über den Rauchgaskanal abströmen kann, arbeitet die Rauchgasreinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung einwandfrei. In diesem Fall wird nämlich ein Teil des Rauchgases aus dem Bereich hinter dem Bypass in den Bereich vor dem Bypass rezirkuliert und durchströmt erneut den Bypass und das darin befindliche Rauchgasfilter. In jedem Fall ist sichergestellt, dass stets nur gereinigtes Rauchgas abströmen kann.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Bypass als rohrförmiges Gehäuse ausgebildet ist, welches zentrisch in einem aufgeweiteten Bereich des Rauchgaskanals oder in einem entsprechend aufgeweiteten Aufsatz des Rauchgaskanals angeordnet ist. Diese Ausbildung und Anordnung des Bypasses sind insofern vorteilhaft, als im Normalbetrieb das zuströmende Rauchgas direkt auf die Eintrittsöffnung des rohrförmigen Gehäuses trifft und das abströmende Rauchgas von der Austrittsöffnung des rohrförmigen Gehäuses zentrisch auf den weiterführenden Rauchgaskanal gerichtet wird. Falls der Bypass ganz oder teilweise verstopft ist, durchströmt das zuströmende Rauchgas ohne stark umgelenkt werden zu müssen den das rohrförmige Gehäuse umgebenden Ringraum, dessen freier Querschnitt mindestens ebenso groß ist, wie der Querschnitt des Rauchgaskanals vor und hinter dem Bypass.
Um den Gebläseantrieb frei von Wärme und Verschmutzung zu halten, ist der Gebläseantrieb zweckmäßig außerhalb des Kamins angeordnet.
Vorteilhaft ist das Gebläse in Strömungsrichtung des Rauchgases gesehen hinter dem Rauchgasfilter angeordnet. Hierdurch wird erreicht, dass das Gebläse weitgehend frei von Staub und Ruß gehalten wird.
Zweckmäßig enthält das Rauchgasfilter eine Vielzahl von parallel oder hintereinander angeordneten Filterelementen. Hierdurch ist es möglich, eine besonders große Filterfläche zu erreichen.
Die Filterelemente bestehen zweckmäßig aus keramischen Material. Das hat den Vorteil, dass die Filterelemente durch Abbrennen der auf ihm abgesetzten Ablagerungen gereinigt werden können, ohne dass die Filterelemente selbst in Mitleidenschaft gezogen werden.
Zusätzlich zu den mechanischen Filterelementen kann das Rauchgasfilter eine elektrostatisch arbeitende Staubabscheidung enthalten. Eine solche elektrostatische Staubabscheidung kann die Effizienz der Staubabscheidung erheblich steigern.
Für die elektrostatische Staubabscheidung enthält das Rauchgasfilter eine oder mehrere elektrische Sprühelektroden zur elektrischen Aufladung der im Rauchgas enthaltenen Partikel und strömungstechnisch nachgeschaltet elektrisch leitende Sammelelektroden, an denen sich die elektrisch aufgeladenen Partikel des Rauchgasstromes niederschlagen können.
Zweckmäßig werden die elektrisch leitenden Sammelelektroden durch die keramischen Filterelemente gebildet, die zu diesem Zweck elektrisch leitfähig ausgebildet sind und somit eine Doppelfunktion einerseits als mechanische Filter und andererseits als Sammelelektroden der elektrischen Staubabscheidung haben.
Um die keramischen Filterelemente ausreichend sauber halten zu können, werden Ruß oder Teer von den Oberflächen der keramischen Filterelemente abgebrannt. Hierzu ist dem Rauchgasfilter eine Zündvorrichtung zugeordnet, mit deren Hilfe der Ruß und Teer auf dem keramischen Filtern gezielt entzündet werden können.
Um die Oberflächen der keramischen Filterelemente auf einfache Weise von Staub, Asche und nicht brennbaren Verbrennungsrückständen befreien zu können, ist schließlich die Förderrichtung des Gebläses umkehrbar. Durch Umkehren der Förderrichtung kann man Staub und Asche problemlos von den Filterelementen abblasen.
Zur automatischen Überwachung und zur ggf. automatisch erfolgenden Abreinigung des Rauchgasfilters ist das Gebläse mit einem Lastsensor versehen. Zum gleichen Zweck sind im Rauchgasstrom an geeigneten Stellen Temperatur- und Strömungssensoren vorgesehen.
Die Abreinigungsvorgänge werden eingeleitet, wenn der Lastsensor des Gebläses eine Überlastung des Gebläses und damit eine Verstopfung des Rauchgasfilters anzeigt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher schematisch ein Längsschnitt durch eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist.
In der Zeichnung ist der Rauchgaskanal eines Kamins mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, und zwar mit 1a der von der Feuerstelle ankommende Rauchgaskanal, mit 1b ein aufgeweiteter Bereich des Rauchgaskanals und mit 1c der zum Abzug führende weiterführende Rauchgaskanal. Im aufgeweiteten Bereich 1b des Rauchgaskanals 1 ist zentrisch ein rohrförmiges Gehäuse 2 angeordnet, welche an beiden Stirnseiten offen ist und einen Bypass 3 für das durchströmende Rauchgas bildet. Zwischen der Außenseite des rohrförmigen Gehäuses 2 und der Wand des aufgeweiteten Bereichs 1b des Rauchgaskanals 1 verbleibt ein Ringraum 4, dessen Strömungsquerschnitt ständig offen bleibt, frei von Absperr- und Drosselorganen ist und einen freien Querschnitt hat, der mindestens den freien Querschnitt des ankommenden Rauchgaskanals 1a bzw. des weiterführenden Rauchgaskanals 1c entspricht. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Rauchgas auch dann frei abströmen kann, wenn der Bypass 3 aus irgendeinem Grund nicht passierbar ist.
Im Bypass 3 sind ein Rauchgasfilter 5 und ein Gebläse 6 angeordnet. Das Gebläse 6 wird von einem Motor 7 angetrieben, welcher sich außerhalb des Rauchgaskanals befindet und über einen Antriebsstrang 8 mit dem Gebläse 6 verbunden ist. Die Förderrichtung des Gebläses 6 ist umkehrbar. Außerdem ist der Motor 7 des Gebläses 6 mit einem Lastsensor 9 versehen, der den Motor 7 auf Überlastung überwacht.
Das Rauchgasfilter 5 arbeitet sowohl mechanisch als auch elektrostatisch und enthält Sprühelektroden 10, an denen sich die in Rauchgas enthaltenen Partikel elektrisch aufladen können. Den Sprühelektroden 10 in Strömungsrichtung nachgeschaltet sind mechanisch arbeitende Filterelemente 11 aus keramischen Material, welche elektrisch leitfähig ausgebildet sind um auf diese Weise zugleich als Sammelelektroden für die elektrostatische Filterung dienen. Die Filterelemente 11 haben somit eine Doppelfunktion für die mechanische Filterung einerseits und die elektrostatische Filterung andererseits.
Den Filterelementen 11 ist weiterhin eine elektrische Zündvorrichtung 12 zugeordnet, mit deren Hilfe auf den keramischen Filterelementen 11 abgelagerter Ruß oder Teer zum Zwecke des Abbrennens entzündet werden können. Nach dem Abbrennen wird die Förderrichtung des Gebläses 6 umgekehrt, so dass die zurückbleibenden unbrennbaren Stoffe als Asche in den Kamin zurückgedrückt werden und dort auf übliche Art und Weise über eine Reinigungsöffnung vom Schornsteinfeger entsorgt werden können.
Schließlich ist die dargestellte Rauchgasreinigungsvorrichtung zum Zwecke der Steuerung und Überwachung mit Temperatursensoren 13 und/oder Wärmesensoren 14 versehen, die an geeigneten Stellen angeordnet sind.
Die Förderleistung des im Bypass 3 angeordneten Gebläses 6 ist so ausgelegt und wird derart gesteuert, dass im Normalbetrieb mindestens soviel Rauchgas durch den Bypass 3 und das Rauchgasfilter 5 gefördert werden, wie von der Feuerstelle zuströmt, bzw. zum Abzug hin abströmt. Ist – wie beim Ausführungsbeispiel durch Pfeile dargestellt – der Durchsatz durch den Bypass 3 größer als die zuströmende bzw. abströmende Rauchgasmenge, so wird ein Teil des Rauchgases über den Ringraum 4 rezirkuliert und durchläuft das Filter 5 ein zweites Mal. Dieser Vorgang ist unschädlich und führt allenfalls zu einem gering vergrößertem Energieverbrauch.
Falls der Bypass 3 ganz oder teilweise unpassierbar wird, etwa dadurch, dass das Gebläse 6 ausfällt oder das Filter 5 verstopft, kann das Rauchgas – dann allerdings ungefiltert – zu jeder Zeit problemlos über den Ringraum 4 abströmen.
Der in der Zeichnung dargestellte Abschnitt des Rauchgaskanals 1 mit eingebautem Rauchgasfilter kann ggf. in der dargestellten Form vorgefertigt werden und beim Bau eines Kamins in den Rauchgaskanal eingefügt werden. Für die Nachrüstung von bereits gebauten Kaminen kann die in der Zeichnung dargestellte Einheit ggf. auch auf das obere Ende eines Rauchgaskanals aufgesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3444437 A1 [0002]

Claims

Rauchgasreinigungsvorrichtung in einem an eine Feuerstelle angeschlossenen Kamin, dessen Rauchgaskanal (1) einen Bypass (3) aufweist, der ein Rauchgasfilter (5) und ein Gebläse (6) enthält, welches das zu reinigende Rauchgas durch den Bypass (3) und das Rauchgasfilter (5) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauchgaskanal (1) in dem vom Bypass überbrückten Bereich (4) frei von Absperr- und Drosselorganen ist und einen ständig frei bleibenden Strömungsquerschnitt hat, der mindestens dem freien Querschnitt des Rauchgaskanals (1) vor und hinter dem Bypass (3) entspricht, und dass das Gebläse (6) so ausgelegt und steuerbar ist, dass es mindestens so viel Rauchgas durch den Bypass (3) und das Rauchgasfilter (5) fördert, wie von der Feuerstelle zuströmt.
Rauchgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (3) als rohrförmig ausgebildetes Gehäuse (2) ausgebildet ist, welches zentrisch in einem aufgeweiteten Bereich (1b) des Rauchgaskanals (1) oder in einem entsprechend aufgeweiteten Aufsatz des Rauchgaskanals (1) angeordnet ist.
Rauchgasreinigungseinrichtung nach den Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläseantrieb (7) außerhalb des Rauchgaskanals (1) angeordnet ist.
Rauchgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (6) in Strömungsrichtung des Rauchgases gesehen hinter dem Rauchgasfilter (5) angeordnet ist.
Rauchgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rauchgasfilter (5) eine Vielzahl von parallel oder hintereinander angeordneten Filterelementen (11) enthält.
Rauchgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (11) aus keramischem Material bestehen.
Rauchgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rauchgasfilter (5) zusätzlich zu mechanischen Filterelementen (11) eine elektrostatisch arbeitende Staubabscheidung enthält.
Rauchgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrostatische Staubabscheidung ein oder mehrere elektrische Sprühelektroden (10) zur Aufladung der im Rauchgas enthaltenen Partikel und strömungstechnisch nachgeschaltet elektrisch leitende Sammelelektroden aufweist, an denen sich die elektrisch aufgeladenen Partikel des Rauchgasstroms niederschlagen
Rauchgasreinigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die keramischen Filterelemente (11) elektrisch leitfähig ausgebildet sind und zugleich als Sammelelektroden für die elektrostatische Staubabscheidung dienen.
Rauchgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rauchgasfilter (5) eine Zündeinrichtung (12) zum Zünden von im Rauchgasfilter (5) abgeschiedenem Ruß oder Teer zugeordnet ist.
Rauchgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderrichtung des Gebläses (6) umkehrbar ist.
Rauchgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen dem Gebläseantrieb (7) zugeordneten Lastsensor (9) und im Rauchgasstrom angeordnete Temperatursensoren (13) und Strömungssensoren (14).