DE2814614A1

DE2814614A1 - Heizungskessel fuer die verbrennung von gasreichen brennstoffen

Info

Publication number: DE2814614A1
Application number: DE19782814614
Authority: DE
Inventors: Hans Viessmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-05
Filing date: 1978-04-05
Publication date: 1979-10-11
Also published as: FR2422112A1; FR2422112B3; BE875314A; DE2814614C3; DE2814614B2; IT7921283V0

Description

-3- ieueu

Hans Vießmann

Im Hain

3559 Battenberg/Eder

Heizungskessel für die Verbrennung von gasreichen Brennstoffen

Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel für die Verbrennung von gasreichen Brennstoffen, wie Holz od. dgl., bestehend aus einer in einem wasserführenden Gehäuse angeordneten Brennkammer mit Bodenrost und Sekundärluftzuführungsöffnung, wobei die Brennkammer über einen Heizgaszug mit der Rauchgasabzugsöffnung in Verbindung steht.

Heizungskessel der genannten Art sind allgemein bekannt und für die Verbrennung gasreicher Brennstoffe in Benutzung. Bei diesen bekannten Heizungskesseln, bei denen sich in der Regel der Heizgaszug von einer bodenrostnahen Überbzw. Einströmöffnung aus hinter der Brennkammerrückwand nach oben erstreckt, wird die Primärluft durch eine mit einer Regelklappe versehene Öffnung in der Aschfalltür durch das Bodenrost von unten in den auf diesem aufgeschütteten festen Brennstoff zugeführt, so daß dieser nach oben durchbrennt.

Bei stark rauchgasentwickelnden bzw. gasreichen Brennstoffen führt dies insbesondere nach dem Nachfüllen zu einer schwallartigen Rauchgasentwicklung, die eine beträchtliche Umweltbelastung darstellen kann. Grund dafür ist, daß sich durch die Primärluftzuführung von unten durch die ganze Rostfläche das Glutbett oberhalb der ganzen Rostfläche mehr oder weniger gut entwickelt, was mit einer starken

909841/0288

Rauchgasentwicklung innerhalb der ganzen Brennkammer verbunden ist, da natürlich das Schüttgut über dem ganzen Glutbett zu schwelen beginnt.

Ein Nachfüllen von Brenngut macht sich also fast unmittelbar danach an der Kaminöffnung durch starken, schwadenartigen Rauchgasaustritt bemerkbar. Hinzukommt, daß beim Öffnen der Fülltür aus dieser ebenfalls im Oberteil der Brennkammer angesammelte Schwelgase austreten, die gegf. durch die Sauerstoffzufuhr verpuffen und zu Verbrennungen führen können.

Durch das sich über die ganze Rostfläche erstreckende G-lutbett ist der Luftbedarf so groß, daß die von unten durch die Aschfalltür zugeführte Luft selbst bei voll geöffneter Regelklappe nicht ausreicht, um auch die hinteren, entscheidenden Bereiche des Glutbettes ausreichend mit Luft zu versorgen. Folge davon ist, daß diese Heizungskessel rußen, qualmen und verteeren, und wenn man sie in der Leistung reduzieren will, dann nicht mehr brennen, sondern nur noch vergasen und gewissermaßen als Gasgeneratoren wirken. Selbst die Zufuhr von Sekundärluft über bzw. hinter der unteren Abbrandzone hat dann nur eine begrenzte Wirkung.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Heizungskessel der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß einerseits der starke, schwallartige Rauchgasaustritt am Kamin reduziert und andererseits auch der Rauchgasaustritt beim Öffnen der Fülltür weitestgehend unterbunden ist, was letztlich bedeutet, daß primär der ■Verbrennungsvorgang bei guter Regelbarkeit des Heizungskessels und ferner die Abzugsverhältnisse für die Rauchgase verbessert werden sollen.

Diese Aufgabe ist mit einem Heizungskessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß für die Zufuhr von Primärluft an mindestens einer Seite des

909841/0288

-5- ie neu

Heizungskessels ein Zuluftkanal angeordnet ist, dessen Zuströmöffnung mit einer an sich bekannten Regelklanpe versehen ist und an dessen anderem Ende eine Überströmöffnung zur Brennkammer angeordnet ist, die seitlich in die Brennkammer im oberen Teil des Zwickels zwischen Brennkammerrückwand und Bodenrost einmündet.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung wird also nicht mehr die Primärluft von unten über die ganze Rostfläche in die Brennkammer eingeführt, sondern von der Seite( vorzugsweise von beiden Seiten) und zwar oberhalb des Rostes vor dem Übergang der Brennkammer zum Heizgaszug, d.h., im oberen Teil eines Zwickels, der von Brennkammerrückwand und Rost begrenzt wird.

Durch diese Art der Zuführung der Primärluft wird gewissermaßen die Verbrennungsrichtung umgekehrt, da ja bisher bei Luftzufuhr von unten der Durchbrand von unten nach oben erfolgte, verbunden mit einer entsprechenden Rauchgasansammlung im oberen Teil der Brennkammer und gewissermaßen Luftmangel im kritischen Bereich vor dem Übergang von der Brennkammer zum Heizgaszug.

Die bekannte Bypassöffnung im oberen Teil der Brennkammer kann zwar bis zu einem gewissen Grade beim Öffnen der Fülltür einen Rauchschwallaustritt verhindern, aber der umweltbelastende Rauchaustritt durch den Kamin kann damit nicht unterbunden werden.

Versuche haben in überraschender Weise bestätigt, daß die erfindungsgemäße Art der Primärluftzufuhr sofort den gewünschten Effekt bringt, d.h., es kommt nicht mehr zum bekannten, schwadenartigen und umweltbelastenden Rauchgasaustritt an der Kaminöffnung und auch ein Rauchaustritt aus Türfugen oder bei geöffneter Mlltür ist praktisch nicht mehr zu beobachten, was bedeutet, daß die Verbrennung leicht flüchtiger Bestandteile des Brennstoffes, die bisher zum großen Teil unverbrannt derartige Verbrennungsanlagen verlassen, wesentlich verbessert ist, da die notwen-

909841/0288

38U6U

— O —

dige Verbrennungsluft von oben und zwar im kritischen Bereich, zugeführt wird und diese nur in Richtung des Abzuges abströmen kann, während die Verbrennung auf der übrigen Restfläche des Bodenrostes langsamer vor sich geht, d.h., im oberen Teil der Brennkammer findet kaum mehr eine wesentliche Ansammlung von Schwelgasen statt.

Versuche haben auch bestätigt, daß durch die Zufuhr der Primärluft oberhalb der Rostfläche in den kritischen Abbrandbereich der erfindungsgemäße Heizungskessel bezüglich seiner Regelbarkeit eine erstaunliche "Kleinstellbarkeit" erhält, und eine Reduzierung der Kesselleistung von 1oo$ auf 25 "fo geht sehr rasch vonstatten. Auch bei nur 25$ Kesselleistung brennt das Holz mit heller Flamme ohne wesentliche CO-Bildung weiter, ohne daß Ruß-oder Qualmbildung zu beobachten sind. Beim Öffnen der Fülltür strömen kaum Gase aus.

Zum Anheizen des Heizungskessels wird die Frischluftklappe an der Aschfalltür vorübergehend geöffnet. Sobald der Brennstoff angebrannt ist, wird diese Klappe wieder geschlossen, und die beiden Öffnungen für die Primärluftzufuhr zur kritischen Abbrandzone werden geöffnet und ebenfalls die Öffnungen für die Sekundärluftzufuhr.

Der erfindungsgemäße Heizungskessel und vorteilhafte Weiterbildungen, wie sie sich nach den Unteransprüchen ergeben, werden nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen

Fig.1 einen Längsschnitt durch den Heizungskessel; Fig.2 eine Vorderansicht des Heizungskessels;

Fig.3 den als Doppelkanal ausgebildeten Zuluftkanal in Seitenansicht;

Fig.4 einen Schnitt durch das vordere Ende des Zuluftkanales mit Regelklappe und

Fig.5,6 besondere Ausführungsformen der Überströmöffnung für die Primärluft.

909841/0288

Wie aus Fig.1 erkennbar, sitzt die Überströmöffnung 6 in der Seitenwand der Brennkammer 9 und zwar im oberen Teil des Zwickels 7, der von der Brennkammerrückwand 9> dem Rost 15 und der Überströmöffnung 8 zum Heizgaszug 1o begrenzt wird. Der Zwickelbereich ist zur Brennkammer 9 hin in etwa durch eine strichpunktierte Linie begrenzt angedeutet.

Die Zufuhr der Primärluft zur Zuströmöffnung 6, von der je eine in jeder Seitenwand der Brennkammer 9 angeordnet ist, erfolgt durch zwei seitlich an den Flanken des Heizungskessels angeordnete Zuluftkanäle 2(Fig.2), die im Ausführungsbeispiel nach vorn bis zur Beschickungsseite 11 des Heizungskessels geführt sind, was vorteilhaft ,jedoch nicht zwingend ist.

Wie aus Fig.3 erkennbar, ist der Zuluftkanal vorteilhaft als Doppelkanal 2'ausgebildet, wobei der untere Teil 13 als Zufuhrkanal für die Sekundärluft dient. Seine Überströmöffnung 12 mündet, wie in Fig.1 erkennbar, unmittelbar in der Seitenwand des sich anschließenden Heizgaszuges 1o, an den sich ein weiterer, fallender Heizgaszug 1 ο'anschließen kann, der dann an den Kamin angeschlossen wird. Die Öffnungen 3,3'des Doppelkanales 2'sind mit einer beide öffnungen abdeckenden Regelklappe 4 versehen, deren Öffnungsstellung in bekannter Weise über einen Kettenzug od. dgl. von einem Regelelement am Heizungskessel geregelt wird. Um auch in geschlossener Stellung der Regelklappe 4 (siehe Fig.4) die Zufuhr einer Mindestmenge von Sekundärluft zu gewährleisten, ist die Regelklappe 4 mit einem Bypass versehen, durch den Luft zuströmen kann, wenn der Heizungskessel mit kleinster Leistung gefahren werden soll.

Die Primärluftzufuhr an den Flanken des Heizungskessels im Bereich der Abbrandzone bietet die Möglichkeit, die Wärmeleistung des Heizungskessels in zweifacher Weise zu beeinflussen und zu regeln. Einmal, indem man wie bisher die Menge der Primärluft verändert und zum anderen, indem man die Menge des Brennstoffes, der zur Yer-

909841/0288

-8- 18U6H

brennung soll, beeinflußt. Das geschieht dadurch, daß man die Öffnung, an der die Primärluft seitlich eingeführt wird, verändert. Je mehr Brennstoff verbrannt wird, desto höher ist die Kesselleistung und umgekehrt. Eine unterschiedliche Primärluftzuführung wird dadurch erreicht, daß diese Zuströmöffnung 6 bspw. rechteckig oder keilförmig ausgebildet wird. Dieser Öffnung ist dann ein manuell oder motorisch zu verstellender Schieber 17 zugeordnet(Fig.5)· Bei großer Wärmeanforderung werden die Schieber 17 in eine Stellung derart gebracht, daß die größte Glutmenge entsteht und die größte Menge Holz verbrennen und in Wärme umgesetzt werden kann.

Bei höheren Außentemperaturen, z.B. im Sommer, würden dann die Schieber 17 so verstellt, daß nur eine kleine Brennstoffmenge zum Glühen und Verbrennen kommt. Dies ist gewissermaßen das G-robeinstellsystem, während die Feinregelung durch Dosierung der zugeführten Primärluft und/ oder der Sekundärluft vermittels der Regelklappen 4 erfolgt. Zuluftöffnungen 6'und Schieber können natürlich auch im Sinne der Fig.6 als Drehschieber 18 ausgebildet sein. Die Zusammenfassung der Primär- und Sekundärluftzufuhr durch den Doppelkanal 2'stellt auch insoweit eine vorteilhafte Weiterbildung dar, als es bisher ungemein schwierig war, diese Zuführungen zu einem einheitlichen System zusammenzufassen.

Vorzugsweise wird die Zuluftöffnung 6 in Form einer dreieckigen oder Trapezförmigen Öffnung 21(gestrichelt in Fig.1 angedeutet) unmittelbar über der Ebene des Rostes 15 und etwa in dessen Mitte angeordnet. Die Zuluftkanäle 2 müssen dann natürlich entsprechend tiefer an den Seitenflanken des Kesselgehäuses angeordnet werden, sofern die Zuluftzuführung durch solche Seitenflankenkanäle erfolgen soll, die allerdings wegen der dadurch möglichen Regelklappenanordnung an der Bedienungsseite bevorzugt wird.

909841/0288

Claims

38U6U

PATENTANWÄLTE

. AMTHOK
. WOLF

D-β I¹BANKI¹TrBT A. M.,-| Q _# ^

TEtEFOK (0011) 59 03 08 _ODM 55 83

posTscHi-iEBSFAOH 180 14.4

13 2o1 Patentansprüche:

(loyHeizungskessel für die Verbrennung von gasreichen Brennstoffen, wie Holz od. dgl., bestehend aus einer in einem wasserführenden Gehäuse angeordneten Brennkammer mit Bodenrost und Sekundärluftzuführungsöffnung, wobei die Brennkammer über einen Heizgaszug mit der Rauchgasabzugsöffnung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,

daß für die Zufuhr von Primärluft an mindestens einer Seite des Heizungskessels(1) ein Zuluftkanal{2) angeordnet ist, dessen Zuströmöffnung(3) mit einer an sich bekannten Regelklappe (4) versehen ist und an dessen anderem Ende(5) eine Uberströmöffnung(6) zur Brennkammer^) angeordnet ist, die seitlich in die Brennkammer im oberen Teil des Zwickels(7) zwischen Brennkammerrückwand(9') und Bodenrost(i5) einmündet.

2. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Uberströmöffnung(6) in ihrer Lage und/oder Querschnittsgröße variabel ausgebildet ist.

3. Heizungskessel nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuluftkanal(2) nach vorne zur Beschickungsseiteil 1 ) des Heizungskessels(1) geführt ist.

4. Heizungskessel nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuluftkanal(2) als Doppelkanal(2') sowohl für die Primär- als auch die Sekundärluft ausgebildet ist, wobei die Überströmöffnung (12) für die Sekundärluft aus dem zweiten Teil(i3) des Doppelkanales(2') im unteren Ende des Heizgaszuges(io) angeordnet ist.

909841/0288 ORIGINAL INSPECTED

I8H6U

Heizungskessel nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Zuströmöffnungen(3,3') des Doppelkanales(2^/) mit einer gemeinsamen Regelklappe(4) versehen sind. Heizungskessel nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelklappe(4) im Bereich der Zuströmöffnung(3') für die Sekundärluft mit einer Bypassöffnung(i4) versehen ist.

Heizungskessel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöffnung (6) in Form einer dreieckigen bis trapezförmigen Öffnung (21) unmittelbar über der Ebene des Rostes(15) und etwa in dessen Mitte angeordnet ist.

90B841/0288