DE2315663B2 - Vorrichtung zum Nachverbrennen der Abgase einer Feuerung, insbesondere Ölfeuerung eines Heizkessels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachverbrennen der Abgase einer Feuerung, insbesondere ölfeuerung eines Heizkessels, durch ein im Weg der Abgase in der Nähe der Flamme angeordnetes, erhitztes, großflächiges, turbulenzerzeugendes Hindernis.

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 Filter halten Schmutzpartikel, vor allem Ruß, fest. Gasförmige Bestandteile, die später die Luft verunreinigen, wie unverbrannte Restgase, auch noch nicht vollständig verdampfte, kleine ölnebeltröpfchen, können sich nicht absorbieren. Derartige Verunreinigungen der Abgase sind jedoch zuweilen beträchtlich. Die verfügbaren Brennertypen und die Heizkessel od. dgl. ermöglichen in der Praxis fast nie eine so vollkommene Abstimmung, daß eine vollständige Verbrennung erzielt wird, 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 Insofern ist es vorteilhafter, die Abgase nach Möglichkeit zu verbrennen. Hierfür sind in der US-PS 3090 675. der US-PS 35 60 165 und der GB-PS 7 499 verschiedenerlei besondere Brennkammern vorgeschlagen.

Aus der OE-PS 1 27 514, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ist es zum Verbrennen der Abgase bekannt, über der Feuerung im Weg der Abgase mehrere gewölbte Platten übereinander mit seitlichem Abstand

is von der Wandung anzuordnen. Der Abgasstrom soll auf die heißen Platten treffen, damit hier die Rußpartikel od. dgl. zur Verbrennung gebracht werden, und dann zwischen dem Plattenumfang und der Wandung nach oben hindurchtreten. Die gewünschte Wirkung tritt indessen hauptsächlich nur an der untersten Platte ein: die Nachverbrennung bleibt im ganzen unvollkommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abgase einer Feuerung mit einfachen Mitteln vollständig zu verbrennen.

Erfindungsgemäß weist hierzu bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art das Strömungshindernis nebeneinandergereihte Taschen auf. deren eine Wandung eine Vielzahl von Austrittsöffnungen aufweist.

Ein solches, vorzugsweise im Strahlungsbereich nahe der Feuerungsflamme angeordnetes und dadurch zur Rotglut gebrachtes Strömungshindernis zwingt die Abgase zu einer innigen Durchmischung und dabei zu einer langen Berührung mit den großen, erhitzten Flächen und verbrennt an diesen nicht nur Rußpartikel, sondern auch bisher unverbrannte gasförmige und, soweit noch vorhanden, tropfenförmige Bestandteile.

Besonders günstig ist eine Ausbildung der Taschen mit zwei Wänden, von denen e<ne, 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 ihre'· Durchtrittsöffnungen ohnehin weniger Wärme aufnehmen und den Abgasen anbieten kann, um so stärker erhitzen.

Schließlich können auch in Zwischenräumen an den Rückseiten der Taschen noch einmal Kammern abgeteilt und mit Durchlaßöffnungen versehen sein, die auf die Rückseite einer Taschenwand gerichtet sind, so daß die Gase noch einmal auf diese heiße Taschenwand gelenkt werden.

Um die Möglichkeit der Erhitzung des Strömungshindernisses durch die Feuerungsflamme möglichst voll auszuschöpfen, ist das Strömungshindernis vorzugsweise im ganzen ungefähr parallel zur Erstreckungsrichtung der Flamme nahe über dieser angeordnet, etwa als Abschluß der Brennkammer an deren Ausgang für die Abgase.

Die 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. Darüber hinaus kann bei der betreffen-

den Anordnung das bei Inbetriebnahme der Anlage im unteren Temperaturbereich sich abscheidende Rauchgaskondensat, das dann auf das Strömungshindernis zurücktropft, sofort verdampfen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen aufgeführt and in der folgenden Beschreibung an Ausführungsbeispielen erläutert.

Die Zeichnungen geben die Ausführungsbeispiele wieder.

F i g. 1 zeigt einen Heizkessel einer Warmwasserheizung mit einer Vorrichtung zum Reinigen der Abgase in einem senkrechten Schnitt;

F i g. 2 zeigt in größerem Maßstab einen Ausschnitt aus F i g. 1;

Fig.3 zeigt einen Teilschnitt nach Linie IH-III in Fig. 2;

F i g. 4 zeigt eine Abwandlung der in F i g. 3 dargestellten Ausführung;

F i g. 5 zeigt eine weitere Abwandlung der in F i g. 3 dargestellten Ausführung.

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 der bei 10 dargestellten Flamme nehmen den durch die Pfeile angedeuteten Verlauf. Sie verlassen dabei die Brennkammer 2 durch eine Reinigungsvorrichtung 11, die in F i g. 2 und 3 genauer dargestellt ist.

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-förmigen 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. I erkennen läßt, ist die Reinigungsvorrichtung 11 mit den freien Schenkeln der Winkelprofile 13 auf Sitzleisten 17 aufgelegt, die zu diesem Zweck in dem Heizkessel ! 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.

Vor allem infolge der Wärmeübertragung durch Strahlung erhitzen sich die Profilbleche 12, die beispielsweise aus 1 bis 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 restlichem 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.

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.

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.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 stellt eine Weiterbildung der beschriebenen Reinigungsvorrichtung dar. 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 U geführten Abgasstrom noch einmal auf den senkrechten Schenkel der U-förmigen Profilbleche 19 zurücklenken.

Das Blech der Reinigungsvorrichtung schwärzt sich, so daß es die Wärmestrahlung besonders gut aufnimmt. Auch bei langem Betrieb setzt sich aber die Reinigungsvorrichtung nicht zu.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Nachverbrennen der Abgase einer Feuerung, insbesondere ölfeuerung eines Heizkessels, durch ein im Weg der Abgase in der Nähe der Flamme angeordnetes, erhitztes, großflächiges, turbulenzerzeugendes Strömungshindernis, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungshindernis (11) nebeneinandergereihte Taschen (12, 19) aufweist, deren eine Wandung (14) eine Vielzahl von Austrittsöffnungen (15) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (12, 19) jeweils im wesentlichen zwei Wände (14,16) aufweisen, von denen eine (14), in der die Durchtrittsöffnungen (i5) angeordnet sind, im wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Flamme (10) und die andere (16) in einem Winkel dazu ausgerichtet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Rückseiten der Taschen (19) weitere Kammern (22) mit weiterführenden Durchlaßöffnungen (23) anschließen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (22) mindestens teilweise in Zwischenräumen an den Rückseiten der Taschen (19) abgeteilt und ihre Durchlaßöffnungen (23) mindestens teilweise auf die Rückseite einer Taschenwand gerichtei sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Taschenreihen hintereinandergeschaltet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungshindernis (11) im ganzen ungefähr parallel zur Ers;reckungsrichtung der Feuerungsflamme (10) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungshindernis (11) nahe oberhalb der Feuerungsflamme (10) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungshindernis (11) am Ausgang der Brennkammer (2) der Feuerung angeordnet ist.