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Feuerungsanlage
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Feuerungsanlage mit einem Feuerungsraum,einem
Brenner für staubförmige, flüssige und/ oder gasfbrmige Brennstoffe, dessen Flamme
in den Feuerungsraum gerichtet ist, und einem Brennerohr, das die vom Brenner erzeugte
Flamme zur Vergasung unverbrann'en Brennstoffs bzw.
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zur Erzeugung der Reaktions-Temperatur teilweise umgibt Eine Feuerungsanlage
mit einem derartigen Brennerrohr ist beispielsweise aus der DE-PS 1 803 815 bekannt.
Wie dort beschrieben, bereitet es Schwierigkeiten, in dem Brennerrohr eine ideale
Wärmeverteilung zu erhalten. Deshalb wird bei diesem bekannten Brennerrohr vorgeschlagen,
in einem Mantel aus Metall ein Material zur Temperaturverteilung, insbesondere flüssiges
Natrium, unterzubringen, das die erwünschten Betriebsbedingungen schaffen soll.
Es dürfte leicht einleuchten, daß die Herstellung eines solchen Brennerrohres
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hohen Kosten verbunden ist, abgesehen davon, daß eine Beschädigung dieses Brennerrohres
erhebliche Gefahren mit sich bringt, da Natrium bekanntermaßen ein sehr reaktives
Material ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Wirtschaftlichkeit einer Feuerungsanlage
ohne großen Aufwand zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Brennerrohr die Flaineneintrittsstelle
in den Feuerungsraum umgibt und an seiner Innenseite eine Wärmeisoliermaterialschicht
aufweist.
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Durch die dichtende Anlage wird verhindert, daß aus dem Feuerungsraum
in das Brennerrohr Luft oder Gase eintreten können, die auf Grund der Zirkulation
zu einer Abkühlung des von dem Brennerrohr umgebenden Raumes führen würden. Auf
diese Weise ist es möglich, in den Brennerrohr hohe Temperaturen zu erhalten, die
ausreichen,nicht verbrannte Teile des eingesprühen Brennstoffs zu vergasen, so daß
auch diese Teile mit verbrannt werden, Die vollständige Vergasung und damit verbundene
hohe Ausnutzung des Brennstoffes ist äußerlich daran zu erkennen, daß an der Austrittsstelle
des Brennerrohres der Brennstoff mit bläulicher Flamme verbrennt. Die Wärmeisoliermaterialschicht
im Inneren des Brennerrohres ist notwendig, um ein allzu starkes Aufheizen des Brennerrohrea
zu verhindern, was zu einem Abtransport von Wärme führen würde, wodurch der Innenraum
des Brennerrohres abgekühlt würde, ganz abgesehen von den Schwierigkeiten, bedingt
durch die mechanischen Eigenschaften eines glühenden Rohres z.B. aus warmfestem
Stahl.
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Als Isoliermaterial wird eine auf dem Markt erhältliche Hochtemperaturisolierung
bevorzugt, die aus keramischen Fasern besteht. Es besteht Je nach der Höchsttemperatur,
für die es ausgelegt ist, im wesentlichen aus 46 bis 95 % A1203 und 54 bis 5 % Si02.
Das spezifische Gewicht beträgt weniger als 270 kg/m3.
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Eine bevorzugte und in der praktischen Ausführung besonders günstige
Ausführung der Erfindung sieht vor, daß das Brennerrohr vollständig aus Isoliermaterial
besteht. Die oben erwahnten Isoliermaterialien können in Stärken ab ca.
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zogen werden, und es ist zur Herstellung eines Brennerrohres aus Isoliermaterial
lediglich erforderlich, ein Stück erforderlicher Größe zurechtzuschneiden und zu
einem Rohr zusammenzuformen bzw. ein nahtlos hergestelltes Teil zu verwenden. Aufgrund
der geringen spezifischen Wärme und des geringen Gewichtes des somit hergestellten
Brennerrohres speichert das Brennerrohr selbst im Betrieb kaum Wärme. Somit kann
es zu keinem Fehlverhalten des Brenners nach dem Abschalten kommen, was sonst durch
die Wärme, die auf den Brenner zurückwirkt, eintreten kann. Um dieses Fehlverhalten
bei Brennerrohren höheren Gewichtes zu vermeiden, wäre es nötig, durch rasche Nachlüftung
die Abkühlung des Brennerrohres sicherzustellen, das würde zwangsläufig bedeuten,
daß der Feuerung raum abgekühlt wird. Es braucht kaum betont zu werden, daß das
einen erheblichen fertigungstechnischen Aufwand, erhöhte Kosten sowie e zu ne Energieverschwendung
mit sich bringt. Das nur aus Isoliermaterial erstellte Brennerrohr bietet somit
in idealer Weise die Möglichkeit zur Erzielung der notwendigen Temperaturen zur
Vergasung des Brennstoffs, ohne durch seine Eigenschaften wie Wärmespeicherung oder
Abkühlungseffekte die Wirkungsweise nachteilig zu beeinflussen. Darüber hinaus ist
es preiswert zu beziehen und einfach zu fertigen.
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Für den Fall, daß besonderer Wert auf die Stabilität des Brennerrohres
gelegt wird, kann das Brennerrohr jedoch auch so aufgebaut sein, daß es einen Mantel
aus Metall und/oder Asbest und eine Innenauskleidung aus Isoliermaterial aufweist.
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Damit steigen allerdings die Fertigungskosten, und es wird in der
Regel notwendig sein, nach dem Abschalten des Brenners das Rohr durch Nachlüften
zu kühlen.
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Eine Ausführungefona des Brennerrohrs weist eine Vorrichtung zur Befestigung
an dem Flammentrichter des Brenners auf.
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Diese Art der Befestigung des Brennerrohres ist insbesondere sinnvoll
bei Neuanlagen, bei denen das Brennerrohr von vornherein eingeplant wurde und werkseitig
montiert wird. Des weiteren besteht die Möglichkeit, das Brennerrohr am Feuerungsraum
zu befestigen.
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Eine weitere Möglichkeit der Anbringung ist, daß das Brennerrohr auf
einen Ständer auflegbar ist, der das Brennerrohr an seiner bestimmungsgemäßen Stelle
im Feuerungsraum lagert.
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Diese Art der Anbringung ist insbesondere vorteilhaft bei einem Nachrüsten
herkömmlicher üblicher Haushaltsheizungsanlagen, in denen der Heizungsmonteur ohne
Schwierigkeiten nachträglich das Brennerrohr anbringen kann. Es wird abhängig von
den Abmessungen der jeweiligen Anlage ein Ständer, beispielsweise aus geeignetem
Formstahl herzustellen sein, auf den das Brennerrohr derart aufgelegt wird, daß
es an der Wand des Feuerungskessels dichtend anliegt und der Brenner konzentrisch
in das Brennerrohr hineinbrennt. Es bedarf keiner weiteren Maßnahmen, um die erfindungsgemäßen
Vorteile, insbesondere die wirtschaftliche Ausnutzung des Brennstoffes, auf diese
Weise zu erzielen. Bei geeigneten Abmessungen und räumlichen Gegebenheiten kann
eventuell sogar auf den Ständer verzichtet werden, wenn nämlich das Brennerrohr
auf vorhandene Ablagemöglichkeiten aufgelegt werden kann.
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Es ist möglich, die Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage
dadurch zu erhöhen, daß in dem Brennerrohr konzentrisch ein kürzeres Mischrohr aus
Wärmeisoliermaterial die Flamme umgibt, daß an seiner dem Brenner zugewandten Seite
seitliche Öffnungen für den Eintritt von Gasen aufweist0 Diese Anbringung eines
Mischrohrs, das ebenfalls aus Isoliermaterial besteht und somit selbst kaum Wärme
speichert und nach Abschalten des Brenners auch kaum Wärme mehr auf den Brenner
zurückführen kann, sorgt für eine bessere Ausnutzung des Brennstoffs in dem Brennerrohr
und ist in der Lage, die Wirtschaftlichkeit des Systems noch einmal zu erhöhen.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielhaft
beschrieben.
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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Feuerungsanlage; Fig. 2 ein an
der Wand befestigtes Brennerrohr; Fig. 3 ein auf einen Ständer lagerndes Brennerrohr;
Fig. 4 ein Brennerrohr mit eingesetztem Mischrohr.
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Figur 1 zeigt einen Feuerungsraum 1, an dessen einer Seitenwand 2
ein Brenner 4 herkömmlicher Bauart angebracht istt dessen Flamme 5 in den Feuerungsraum
hineinbrennt. Der Brenner 4 kann beispielsweise in Ölbrennor sein, wie er bei den
Ölheizungen für normale Haushalte / verwendet wird. Um die Flamme 5 wird das Brennerrohr
6 angebracht, und zwar derart, daß es an der Wand 2 des Feuerraums 1 dicht anliegt
so daß an dieser Stelle keine Gase oder ähnliches eintreten können die zu einer
Zirkulation durch das Brennerrohr 6 führen würden und die Temperatur im Brennerrohr
6 herabsetzen würden. Im Inneren des Brennerrohres 6 entstehen durch die Flamme
5 so hohe Temperaturen, daß der Brennstoff , welcher von dem Brenner unvoll-/ständig
verbrannt wird, nicht zum Niederschlag und zur Verkokung führt, sondern, bevor er
sich auf kühleren Flächen bzw. auf Reaktions-Temperatur gebracht niederschlagen
kann, vergast wird, so daß er auch zur Verbrennung gelangt. Diese Verbrennung wird
bis zum Ende des Brennerrohres fortgesetzt wo die vergasten Teilchen mit blauer
Flamme 7 verbrannt werden, Dadurch entstehen höhere Temperaturen, so daß es unter
Umständen bei kleineren Feuerungsräumen sinnvoll ist die gegenüberliegende Wand
3 mit Isoliermaterial 8 abzudecken.
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Das Brennerrohr 6 besteht aus Isoliermaterial, dieses Material ist
im Handel erhältliche Aus dem Isoliermaterial wird ein entsprechendes Stück zugeschnitten,
das beinahe papierartige Konsistenz hat, und dieses Stück wird zu einem Rohr geformt,
das an seiner Naht verbunden wird, indem es beispielsweise geklammert, genietet
oder geklebt wird. Es ist auch ohne
weiteres möglich, die Rohre
direkt und nahtlos aus Isolier-und der Durchmesser material zu fertigen. Die Länge
/ des Rohres müssen so bemessen sein, daß in seinem Inneren eine vollständige Vergasung
unverbrannten Brennstoffs stattfindet: wenn sich am Ende des Rohres keine blaue
Flamme 7 bildet,ist dies ein Zeichen dafür1 daß die Länge des Rohres nicht ausreicht.
Figur 2 zeigt eine Befestigungsmöglichkeit des Brennerrohres 6, wie sie vorzugsweise
bei Neuanlagen vorzusehen wäre. Das Brennerrohr 6 kann beispielsweise mit Hilfe
eines Flansches 9 an der Wand des Feuerungeraumes befestigt werden, es wäre ebenfalls
denkbar, daß es an dem Flammtrichter des Brenners 4 befestigt oder aufgeschoben
wird.
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Figur 3 zeigt eine Möglichkeit zur Nachrüstung bereits vorhandener
Feuerungsanlagen, es ist in diesem Fall lediglich rm stahl notwendig, einen Ständer
10 beispielsweise aus geeignetemt oder ähnlichem Material ZU fertigen, auf den das
Rohr 6 auflegbar ist. Der Ständer 10 mit dem aufgelegten Brennerrohr 6 wird so vor
den Brenner 4 geschoben, daß die Flamme 5 des Brenners konzentrisch in das Rohr
hineinbrennt. Das Rohr 6 darf dabei nicht an mehreren Stellen an dem Ständer 10
befestigt werden, da das Rohr 6 bei Erwärmung seine Dimensionen etwas verändert,
so daß es, wenn es diese Unterschiede nicht frei ausgleichen kann1 sich verziehen
würde oder Wellen schlagen könnte.
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Figur 4 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit
der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage. In das Brennerrohr 6 wird ein Mischrohr 11
ebenfalls aus Isoliermaterial hergestellt, eingebracht, das die Flamme umgibt. Dieses
Mischrohr 11 ermöglicht eine Zirkulation in dem Rohr, da an der vorderen Seite Öffnungen
12 vorgesehen sind.
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Messungen an Haushaltsölfeuerungsanlagen haben ergeben, daß der feuerungstechnische
Wirkungsgrad bei Anlagen, bei denen er unter 85 % lag, durch Einsatz des erfindungsgemäßen
Brennerrohres aus Isoliermaterial auf fieber 90 % angehoben
wurde.
Der C02-Anteil des Abgases stieg von unter 10 % auf über 13 %, was die erheblich
bessere Ausnutzung des Brennstoffes anzeigt, außerdem ergaben sich günstigere Abgastemperaturen.
Somit ist durch das erfindungsgemäße Isolierrohr ein hoher feuerungstechnischer
Wirkungsgrad durch hohen C02-Gehalt erzielbar, was zur Einsparung von Energie führt.
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Die bessere Verbrennung des Brennstoffes führt zu einer geringeren
Emission von Schadstoffen, so daß höhere Wirtschaftlichkeit und geringere Umweltbelastung
zugleich erzielt werden. Durch die bessere Wirtschaftlichkeit werden die Betriebskosten
der Heizung gesenkt, so daß die Kosten für den Einbau sich innerhalb kürzester Zeit
amortisieren.
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Außerdem sind bereits bestehende Anlagen ohne Schwierigkeiten nachrüstbar.
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