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"Vorrichtung zum Reinigen der Abgase einer Feuerung, insbesondere
Ölfeuerung eines Heizkessels" Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen
der Abgase einer Feuerung, insbesondere blfeuerung eines Heizkessels.
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Es ist bekannt, Abgase von Heizkesseln oder anderen Wärmetauschern,
beispielsweise solchen einer Luftheizung, mit Hilfe von Filtern zu reinigen, die
zwischen Wärmetauscher und Schornstein angeordnet sind. Diese Filterhalten Schmutzpartikel,
vor allem Ruß, fest. Gasförmige Bestandteile, die später die Luft verunreinigen,
wie unverbrannte Restgase, auch noch nicht vollständig verdampfte, kleine Ölnebeltröpfchen,
können sie nicht absorbieren. Derartige Verunreinigungen der Abgase sind jedoch
zuweilen beträchtlich.
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Die verfügbaren Brennertypen und die Heizkessel oder dgl.
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ermöglichen in der Praxis fast nie eine so vollkommene Abstimmung,
dass eine vollständige Verbrennung erzielt wird.
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Ölbrenner lassen in aller Regel an der Flammenwurzel einen leichten
Nebel von Öltröpfchen entstehen, die nicht mit in die Flamme gelangen, dann verdampfen
und mindestens teilweise unverbrannte Abgasbestandteile bilden. Durch Abstreifen
von
Öl in der Mischeinrichtung des Brenners wird in ähnlicher Weise
die Verunreinigung weiter gesteigert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abgase einer Feuerung
mit einfachen Mitteln auch von gasförmigen Verunreinigungen zu reinigen.
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Brfindungsgemäss ist hierzu im Weg der Abgase ein erhitztes, grossflächiges,
turbulenzerzeugendes Strömungshindernis angeordnet.
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Ein solches, vorzugsweise im Strahlungsbereich nahe einer Brennerflamme
angeordnetes und dadurch zur Rotglut gebrachtes, Strömungshindernis zwingt die Abgase
zu einer innigen Durchmischung und verbrennt an seinen grossen, erhitzten Flächen
nicht nur Rußpartikel, sondern auch bisher unverbrannte gasförmige und, soweit noch
vorhanden, tropfenförmige Bestandteile.
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Im Gegensatz zu den bekannten Filtern bedarf es keiner Wartung und
stört nicht durch ständige Veränderung des Strömungswiderstands und damit der Verbrennungsbedingungen
die Verb rennung.
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Um die Möglichkeit der Erhitzung des Strömungshindernisses durch die
Flamme möglichst voll auszuschöpfen, ist das Strömungshindernis vorzugsweise im
ganzen ungefähr parallel zur Erstreckungsrichtung der Flamme nahe über dieser angeordnet.
Dabei kann es den Abschluss einer Brennkammer an deren Ausgang für die Abgase bilden.
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Diese Anordnung bringt die weiteren erheblichen Vorteile, dass die
gesamten Abzugswege der Rauchgase, vor allem die Wärmeaustauschflächen, die bei
Verschmutzung den Wirkungsgrad ändern, vergleichsweise sauber bleiben, und dass
auch das von Ungleichmässigkeiten der Verbrennung herrührende Pulsieren der Abgase
vor den Wärmeaustauschflächen gedämpft wird, an denen es sonst zur Bildung weiter
übertragener Geräusche führt. Darüberhinaus kann bei der betreffenden
Anordnung
das bei Inbetriebnahme der Anlage im unteren Temperaturbereich sich abscheidende
Rauchgaskondensat, das dann auf das Strömungshindernis zurücktropft, sofort verdampfen.
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Hne besonders vorteilhafte und weiterhin erfinderische Ausbildung
des Strömungshindernisses besteht darin, dass Taschen nebeneinandergereiht sind,
deren Öffnung der Abgasströmung entgegengerichtet ist und deren Wandung, vorzugsweise
eineseitig, eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen aufweist. Solche Taschen versetzen
die Abgase vor dem Durchtritt durch das Strömungshindernis in eine ziemlich starke
Turbulenz, und die so durchmischten Gase bleiben verhältnismässig lange in Berührung
mit den erhitzen Flächen, an denen die Nachverbrennung erfolgen soll.
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Besonders günstig ist eine Ausbildung der Taschen mit zwei Wänden,
von denen eine, in der die Durchtrittsöffnungen angeordnet sind, im wesentlichen
senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Flamme und die andere in einem Winkel dazu
ausgerichtet ist. Die letztere, beidseitig beaufschlagte Wand kann sich dann auf
Kosten der ersteren, die wegen ihrer Durchtrittsöffnungen ohnehin weniger Wärme
aufnehmen und den Abgasen anbieten kann, umso stärker erhitzen.
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Schl#iesslich können auch in Zwischenräumen an den Rückseiten der
Taschen noch einmal Kammern ab geteilt und mit Durchlassöffnungen versehen sein,
die auf die Rückseite einer Taschenwand gerichtet sind, so dass die Gase noch einmal
auf diese heisse Taschenwand gelenk#t werden.
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Vorzugsweise bestehen die Strömungshindernisse aus einem hitzebeständigen
Blech.
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Weitere Massnahmen, die zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
dienen können, sind in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der
Erfindung sowie in den Ansprüchen angeführt.
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Die Zeichnungen geben die Ausführungsbeispiele wieder.
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Fig. 1 zeigt einen Heizkessel einer Warmwasserhizung mit einer Vorrichtung
zum Reinigen der Abgase in einem senkrechten Schnitt.
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Fig. 2 zeigt in grösserem Maßstab einen Ausschnitt aus Fig.1.
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Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt nach Linie III-III in Fig. 2.
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Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 3 dargestellten Ausführung.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung der in Fig. 3 dargestellten Ausführung.
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Ein Heizkessel 1 üblicher Bauart weist eine Brennkammer 2 auf, in
deren Wandung ein an der Brennkammerwandfläche 3 erwärmtes Heizmedium 4 nach oben
zu einer von den Abgasen erhitzten Nachschaltheizfläche 5 strömt, von wo es in einer
nicht dargestellten Weise in die Vorlaufleitung der Heizung gelangt. Die Vorderseite
des Heizkessels ist mit einer oberen Kesseltür 6 und einer unteren Kesseltür 7 versehen,
an die ein üblicher Ölbrenner 8 mit einem in die Brennkammer 2 hineinragenden Mundstück
9 angesetzt ist. Die Abgase derbei 10 dargestellten Flamme nehmen den durch die
Pfeile ang8-deuteten Verlauf. Sie verlassen dabei die Brennkammer 2 durch eine Reinigungsvorrichtung
11, die in Fig. 2 und 3 genauer dargestellt ist.
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Die Reinigungsvorrichtung 11 besteht aus mehreren aneinandergereihten,
zu einem schräg-U-förmigen Querschnitt gebogenen Profilblechen 12, die stirnseitig
durch zwei Winkelprofile 13 abgeschlossen und gehalten sind. Der eine Schenkel 14
der U-irmigen Profilbleche 12 ist senkrecht angeordnet und mit einer Vielzahl von
Bohrungen 15 versehen. Der andere, durch eine runde Umbiegung mit dem senkrechten
Schenkel 14 verbundene Schenkel 16 ist schräg zu der sich im wesentlichen waagerecht
erstreckenden Flamme 10 ausgerichtet. Die Profilbleche 12 sind beispielsweise durch
Schweissung miteinander und mit den Winkelprofilen 13 verbunden. Wie Fig. 1 erkennen
lässt,
ist die Reinigungsvorrichtung 11 mit den freien Schenkeln der Winkelprofile 13 auf
Sitzleisten 17 aufgelegt, die zu diesem Zweck in dem Heizkessel 1 angebracht wurden;
in dieser Weise ist auch ein nachträglicher Einbau einer Reinigungsvorrichtung 11
möglich. Auch an den beiden in der Zeichnung nicht dargestellten Seiten der Reinigungsvorrichtung
11 sind Winkelprofile 13 angeordnet, die auf Sitzleisten 17 des Heizkessels liegen,
so dass die Reinigungsvorrichtung 11 die Brennkammer 2 derart abschliesst, dass
die Abgase nur durch die Bohrungen 15 hindurch entweichen können.
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Vor allem infolge der Wärmeübertragung durch Strahlung erhitzen sich
die Profilbleche t2, die beispielsweise aus 1-3 mm dickem Stahlblech 1-47-24 bestehen,
auf Rotglut. Die Schenkel 16 nehmen dabei, da sie in erster Linie von der Strahlung
getroffen werden, die meiste Wärme auf. Die Abgase strömen von unten in die Profilbleche
12 ein und verlassen sie durch die Bohrungen 15, hinter denen sie schliesslich nach
oben entweichen. In den von den Profilblechen 12 gebildeten Taschen entstehen starke
Turbulenzen, die die Abgase mischen, wodurch verbrennungsfähige Stoffe mit restlihem
Sauerstoff zusammenkommen und bei Berührung des glühenden Metalls fertig verbrennen.
Das geschieht vornehmlich an den Schenkeln 16 der Profilbleche 12, die zunächst
von vorne und nach dem Durchtritt der Gase durch die Bohrungen 15 noch einmal von
hinten von den Gasen bestrichen werden. Die zweite Berührung ist besonders intensiv,
da die Gase in den Bohrungen 15 eine verhältnismässig grosse Strömungsgeschwindigkeit
annehmen.
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Nach dem Durchgang durch die Reinigungsvorrichtung 11 strömen die
Abgase in üblicher Weise an der Nachschaltheizfläche 5 vorbei und verlassen den
Heizkessel 1 durch seinen Kaminanschluss 18.
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Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist an die Stelle der einzelnen, aneinandergesetzten Profilbleche 12 ein durchgehendes,
hin-und hergebogenes Blech
getreten. Im übrigen sind die Verhältnisse
im Prinzip die gleichen.
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Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 stellt eine Weiterbildung der
beschriebenen Reinigungsvorrichtung dar.
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In den Zwischenräumen hinter Profilblechen 19, die im wesentlichen
die Form der Profilbleche 12 haben, jedoch nur in ihrer unteren Hälfte mit Bohrungen
20 versehen sind, sind durch weitere Bleche 21 Kammern 22 abgeteilt. Den Ausgang
aus den Kammern 22 bilden Bohrungen 23, die den zunächst ebenso wie in der Reinigungsvorrichtung
11 geführten Abgasstrom noch einmal auf den senkrechten Schenkel der U-famigen Profilbleche
19 zurücklenken.
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Das Blech de Re der Reinigungsvorrichtung schwärzt sich, so dass es
die Wärmestrahlung besonders gut aufnimmt. Auch bei langem Betrieb setzt sich aber
die Reinigungsvorrichtung nicht zu.