DE1956582A1 - Luftzufuehrungs- und Vorwaermvorrichtung fuer Kessel - Google Patents

Description

• Luftzuführungs- und Vorwärmvorrichtung für Kessel Die Erfindung betrifft eine Luftzufthrungs und Vorwärmvorrichtung für Kessel mit einem in dessen Verbrennungszone hineinragenden Brenner.
• Eine bekannter Luftversorgungsvorrichtung für Kessel (auf den gleichen Erfinder zurückgehendes US-Patent Nr. 3.280.770) besteht im wesentlichen aus einem nahe am oelbrenner angeordneten langgestreckten Rohr, das innen mit Umlenkschaufeln für das Umwälzen der Luft versehen ist, Diese Vorrichtung erwies sich im praktischen Betrieb als sehr wirkungsvoll, denn sie spart einen beträchtlichen Teil der Heizkasten ein. Weitere Verauche haben Jedoch ergeben, daß sich die Heizkosten eines Kessels noch stärker senken lassen, wenn man die bekannte rohrförmige Luftversorgungsvorrichtung durch eine anders aufgebaute Vorrichtung mit anders angeordneten Luftauätrittsöffnungen ersetzt oder mit einer solchen anderen Vorrichtung kombiniert wird.
• Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine aus Luftvorwärmer und Luft versorger bestehende Vorrichtung zu schaffen, die Rauch, Ruß, Kohlenstoff und andere verunreinigende:Substanden vermindert, die den Wartungsbedarf des Kessels stark berab setzt und die Lebensdauer von Kessel und Brenner erhöht.
• Es ist angestrebt, eine Vorrichtung zu erhalten, die erhitzte Luft liefert, die ihrerseits mit gleichmäßig auf die ganze Flamme verteilten Strahlen (jets) einen Vormischflammen-Effekt im Kessel erzeugt.
• Ferner liegt es im Sinne der angestrebten Lösung, daß die neue Vorrichtung leicht in der Brennkammer eines Kessels installiert werden und in die gemauerte Frontwand desselben eingesetzt werden kann, ohne daß der Brenner, die ölleitungen, die elektrischen Leitungen und dergleichen davon betroffen werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein an die Verbrennungszone angrenzendes Gehäuse mit einer Durchtrittsöffnung für den Brennerkopf in seinem Oberteil mit zumindest einer Lufteintrittsöffnung in seinem Unterteil und ringförmig um die Durchtrittsöffnung angeordneten Luftaustrittsöffnungen sowie im Gehäuse im Abstand voneinander angeordneten Umlenkschaufeln auf dem Strömungsgeg zwischen der Lufteintrittsöffnung und den Luftaustritts-Öffnungen. 1 Dabei sind vorteilhaft die Luftaustrittsöffnungen in einer an die Verbrennungszone angrenzenden Vorderwand des Gehäuses und die Lufteintrittsöffnung in der Rückwand des Gehäuses angeordnet.
• In vorteilhafter Ausbildung ist die Durchtrittsöffnung für den Brennerkopf durch einen rohrförmigen Abschnitt zwischen der Vorderwand und der Rückwand des Gehäuses gebildet.
• In anderer vorteilhafter Ausbildung ist die Durchtrittsöffnung für den Brennerkopf durch einen an die Vorderwand des Gehäuses anschließenden, rohrförmigen Abschnitt von größerem Durchmesser und einen an die Rückwand des Gehäuses anschließenden, rohrförmigen Abschnitt von kleinerem Durchmesser, der mit dem ersteren Abschnitt einstückig durch einen ringförmigen Teil verbunden ist, gebildet.
• Dabei sind sehr vorteilhaft im Abschnitt mit dem größeren Durchmesser Luftaustrittsöffnungen und auch im rintgförmigen Teil weitere Luftaustrittsöffnungen kreisförmig angeordnet.
• Eine weitere Verbesserung nach der Erfindung besteht darin, daß die Lufteintrittsöffnung mit zumindest einem Gasse verbunden ist.
• Eine weitere Verbesserung ist dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine sioh in die Verbrennungszone erstreckende, rohrförmige Luftversorgungsvorrichtung mit inneren Umlenkschaufeln an eine unter der Durchtrittsöffnung für den Brennerkopf in der Vorderwand des Gehäuses angeordnete Öffnung aneschlossen ist.
• Ein weitererVorteil nach der Erfindung besteht darin, daß das Gehäuse an einer Wand der Verbrennungskammer in dieser aufrechtstehend angeordnet und aus zwei vertikalsymmetrischen Hälften zusammengesetzt ist.
• Die neue Luftzuführ- und Vorwärmvorrichtung läßt sich leicht in vorhandene,mit ö1, Gas, Kohle oder anderen Brennstoffen beheizbaretessel einbauen. Das Gehäuse der neuen Vorrichtung besteht vorzugsweise aus zwei gleichen Hälften, die sich leicht getrennt in den Kessel einbringen lassen, ohne daß dessen Aufbau dadurch geändert wird und die dann innerhalb der Brennkammer zusammengebaut werden.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines ölbeheizten Kessels mit einer erfindungsgemäßen Luftzuführ- und Vorwärmvorrichtung, Fig. 2 eine schaulfidliche Darstellung der neuen Luftzuführ- und Vorwärmvorrichtung in größerem Maßstab, Fig. 3 einen Schnitt durch die neue Luftzuführ- und Vorwärmvorrichtung längs der Linie III - III in Fig. 2 nnd Fig. zeine schaubildliche Darstellung einer weiterenJvereinfachten Luftzuführ- und Vorwärmvorrichtung gemäß der Erfindung.
• Bei dem ölkessel 10 in Abb. 1 handelt es sich um einen üblichen Kessel mit Feuerbüchse, der ein Fundament 11, einen Hauptkörper 12, eine Verbrennungszone 13 und einen ölbrenner 14 umfaßt. Der Brenner 14 ist schwenkbar an einem Kesselbech 15 befestigt und hat einen Kopf 16, der in die Verbrennungszone hineinragt.
• Die Luftzuführ- und Vorwärmvorrichtung 17 nach der Erfindung ist in die aus feuerfesten Steinen gemauerte Frontwand 19 des Kessels eingepaßt. Wichtig ist dabei, daß die Verbrennungszone keine weiteren Lufteinlässe hat. Um die Montage zu erleichtern, kann die Vorrichtung 17 aus zwei getrennten Hälften bestehen, die getrennt durch die übliche öffnung in die Verbrennungszone eingebracht werden können und dann beim Einpassen in die Mauerwand innerhalb der Verbrennungszone miteinander verbunden werden. Der Einbau ist einfach und berührt den Kessel oder eine seiner Leitungen in keiner Weise.
• Falls gewünscht, känn die Vorrichtung 17 auch aus einem Stück bestehen.
• Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, hat die Vorrichtung 17 ein im wesentlichen vertikales Gehäuse 19 mit einer öffnung 20 in seinem oberen Teil. Das Gehäuse kann aus Jedem beliebigen Material gsrertigt werden wenn auch wärmeleitende Legierungen vorzuziehen sind. Wenn die Vorrichtung 17 eingebaut ist, ragt der Kopf 16 des Brenners 14 durch die öffnung 20 und ergibt dadurch eine dehr wirksame'Verbindung zwischen der Vorrichtung 17 und dem Brenner, die ein wirkungsvolles Erwärmen der Luft gewährleistet.
• Der untere Teil des Gehäuses 19 hat hinten vorzugsweise eine oder mehrere öffnungen 2, die mit Gebläsen 22 an sich bekannter Konstruktion in Verbindung stehen.
• Die Gebläse 22 sind durch geeignete Verbindungsflansche fest an der Rückwand des Gehäuses 19 befestigt. Der untere Vorderteil des Gehäuses 19 hat vorzugsweise runde öffnungen 23, die von Flanschen umgeben sind, die als Anschlüsse für an sich be Sannte, langgestreckte röhrenft>rmige Luftversorgungsvorrichtungen 24 dienen. Diese Art des Aufbaus eignet sich besonders für Kessel mit Feuerbüchse.
• Innen im Gehäuse 19 sind im Abstand voneinander angeordnete Unlenkschaufeln 25 angebraeht,-die geneigt sind und von gegenüberliegenden Wänden vorspringen. Ein Teil 26 der Vorderwand des Gehäuses hat mehrere kleine Luftaustrittsöffnungen 27, die außen um die öffnung 20 herum angeordnet sind. Die Vorderwand hat auch einen sich nach innen erstreckenden, rohrförmigen Abschnitt 28, der eine Fortsetzung des Teils 26 darstellt und mit weiteren kleinen Austrittsöffnungen 29 versehen ist. Die Rückwand s¢hließt Gn einen ungelo¢hten, rohrförmigen Abschnitt 30 an, der die öffnung 20 umgibt. Die Teile 28 und 30 sind einstückig und durch einen ringförmigen Teil 31 miteinander verbunden, der mit -kreisförmig angeordneten kleinen öffnungen 32 versehen ist. Somit liegen die Luftaustrittsöffnungen vorteilhaft in zwei verschiedenen, vertikalen Ebenen sowie in der zylindrischen Mantelfläche des Abschnitts 28.
• Wie bereits erwähnt, haben die Gebläse 22 den üblichen Aufbau und sind mit Motoren 33 versehen, die Schaufelräder 34 antreiben, die ihrerseits Luft von außen durch die öffnungen 21 in das Gebläse 19 blasen. Die Motoren 33 sind vorzugsweise mit dem - nicht dargestellten - Motor des ölbrenners 14 so verbunden, daß die Gebläse gleichzeitig mit dem ölbrenner in Tätigkeit gesetzt werden.
• An der Vorderwand des Gehäuses 19 befinden sich die öffnungen 23 und die daran angesetzten rohrförmigen Luftversorgungsvorrichtungen 24 mit Umlenksuhaufeln 35 und Stutzen 36, die dazu benutzt werden können, einen Teil der durch die Vorrichtungen strömenden Luft entweichen zu lassen.
• Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach dieser Erfindung geht aus der obigen Beschreibung klar hervor.
• Ist die Vorrichtung eingebaut und angeschlossen worden und wird der Brenner 14 in Betrieb gesetzt, so treten die Gebläse 22 in Tätigkeit und blasen Luft durch die Öffnungen 21 in das Gehäuse 19. Ein Teil dieser Lüft strömt durch die Schaufeln 35 abgelenkt durch die öffnungen 23 und die Luftversorgungsvorrichtungen 24 und tritt in die Verbrennungszone 13 aus, wo sie sich mit dem durch den ölbrenner erzeugten Brenngemisch vermischt. Eine weitere Erhöhung der Temperatur der ausgetretenen Luft erfolgt durch Kompression, die durch von den Umlenkschaufeln 35 erzeugte Vertwirbelung hervorgerufen wird. Ein anderer Teil der Luft strömt aufwärts durch das Gehäuse 19, wird durch die Schaufeln.
• 25 umgelenkt und verdichtet und strömt dann durch die öffnungen 27, 29 und 32 in die Verbrennungszone. Diese Luft steht in unmittelbarer Berührung mit demjenigen Teil des ölbrenners, der durch-die oeffnung 20 ragt. Weiterhin wird die gesamte Vorrichtung 17 durch den ölbrenner wirksam beheizt.
• Praktische Erfahrungen haben ergeben, daß die durch die Offnungen 27 austretende Luft einen Vormischflammen-Effekt bewirkt und bis auf 4680 C (8750 F) vorgewärmt wird. Dieylhitzte Luft wird gleichmäßig auf die gesamte Flamme verteilt.
• Es stellte sich heraus, daß die Benutzung der Vorrichtung nach dieser Erfindung -zu einer Brennstoffeinsparung bis zu 25 % führt. Rauch, Ruß, Kohlenstoff und andere verunreinigende Substanzen werden stark berabgesetzt und die Wartung des Kessels wird stark vereinfacht, während gleichzeitig auch noch die Lebensdauer von Kessel und Brenner verlängert wird.
• Bei bestimmten Kesseltypen - insbesondere beim sogenannten schottischen Schiffskessel - ist die Benutzung von Rohrluftversorgungsvorrichtungen 24 unerwünscht. Auch die Gebläse 22 sind nicht immer erforderlich, weil die Luft als Folge der Druckdifferenz zwischen Außenluft und Verbrennungszone direkt durch die Vorrichtung 17 strdmen kann, und achließlich kann man auch anstelle der Anordnung in drei verschiedenen Ebenen die Luftaustrittsöffnungen einfacher anordnen, ohne den Wirkungsgrad der Vorrichtung stark zu vermindern.
• Eine ebenfalls einen Gegenstand dieser Erfindung darstellende, vereinfachte Luftversorgungs- und Luftvorwärmvorrichtung zeigt Fig. 4. Diese Vorrichtung hat ein Gehäüse 19', dessen Form der des Gehäuses 19 entspricht, das aber in der Vorderwand keine großen öffnungen hat. Die Rückwand des Gehäuses hat öffnungen 21', die direkt mit der Außenluft in Verbindung stehen. Ein Teil 26' der Vorderwand des Gehäuses hat eine Reihe von auf einem Kreisumfang angeordneten kleinen öffnungen 27', die die große öffnung 20' umgeben. Es sind Jedoch keine anderen Luftaustrittsöffnungen vorhanden und die öffnung 20' wird von einem ungelochten, rohrförmigen Teil 302 umschlossen, der sich zwischen der Vorder- und der Hinterwand des Gehäuses erstreckt. Innen hat das Gehäuse 19' - nicht dargestellte-Umlenkschaufeln, die den UalenEschaureln 25 gleichen.
• Bei dieser Bauweise fließt die Luft infolge eines Druckgefälles durch die Öffnungen 21' in das Gehause 19', strömt darin durch die Umlenkschaufeln abgdenkt nach oben und tritt durch die öffnungen 27' aus dem Gehäuse aus. Dadurch , da?> sie nahe an Ölbrenner vorbeiströmt, wird die Luft wirksam erhitzt.
• Es dürfte auf der Hand liegen, daß die Bauweise von Fig. 4 variiert werden kann, indem man einhelne Teile der in Fig. 2 dargestellten Bauweise hinzufügt, wie die Vorrichtungen 24, die Gebläse 22 uder die öffnungen 29 und 32. Auch lassen sich innerhalb des Rahmens dieser Erfindung an den dargestellter. Bauweisen noch andere Veränderungen vornehmen.

Claims (8)

Patentansprüche

1) LuftzufAhr- und Vorwärmvorrichtung fUr einen Kessel mit einem in dessen Verbrennungszone hineinragenden Brenner, gekennzeichnet durch ein an die Verbrennungszone (13) anrJrenzendes Gehäuse (19) mit einer Durchtrittsöffnung (20) für den Brennerkopf (16) in seinem Oberteil, mit zumindest einer Lufteintrittsöffnung (21) in seinem Unterteil und ringförmig um die Durchtrittsöffnung (20) angeordneten LuftaustrittsOffnungen (27) sowie im Gehäuse (19) im Abstand voneinander angeordneten Umlenkschaufeln (25) auf dem Strömungsweg zwischen der Lufteinrittsöffnung (21) und den Luftaustrittsöffnungen (27).

2.) LuftzufUhr- und Vorwärmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnungen (27) in einer an die Verbrennungszone (13) angrenzenden Vorderwand des Gehäusen (19) und die Luftaintrittsöffnung. (21) in der Riickwand des Gehäuses (19) angeordnet sind.

3.) Luftzuführ- und Vorwärmvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ;ekennzeichnet, daß die Durchtrlttsöffnung (20') für den Brennerkopf (16) durch einen rohrförmigen Abschnitt (30') zwischen der Vorderwand und der Rückwand des Gehäuses (19'-) gebildet ist. (Fig.

4) 4.) Luftzuführ- und Vorwärmvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (20) für den Brennerkopf (16) durch einen an die Vorderwand des Gehäuses (19) anschließenden, rohrförmigen Abschnitt (28) von größerem ;Durchmasser und einen an die Rückwand des Gehäuses t) anschließenden, rohrförmigen Abschnitt (30) von kleinerem Durchmesser, der mit dem ersteren Abschnitt (28) einstückig durch einen ringförmigen Teil (31) verbunden ist, gebildet ist.

5.) LuftzuSühr- und Vorwärmvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Abschnitt (28) mit dem gröberen Durchmesser Luftaustrittsöffnungen (29) und im ringförmigen Teil (31) Luftaüstrittsöffnungen (32) kreisförmig angeordnet sind.

6.) Luftzurühr- und Vorwärmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnung (21) mit zumindest einem Gebläse (22) verbunden ist.

7.) Luftzuführ- und Vorwärmvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine sich in die Verbrennungszone (13) erstreckende, rohrförmige Luftversorgungsvorrichtung (24) mit inneren Umlenkschaufeln (35) an eine unter der Durchtrittsöffnung (20) für den Brennerkopf (16) in der Vorderwand des Gehäuses (19) angeordnete öffnung (23) angeschlossen ist.

8.) LuftzufUhr- und Vorwärmvorrichtung nach einem oder mehreren der voranBehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (19) an einer Wand der Verbrennungskammer ln dieseraufrecht stehend angeordnet und aus zwei vertikalsymmetrischen Hälften zusammengesetzt ist.