DE3026673C2 - Wechselbrandkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wechselbrand-Wasserheizkessel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bekannte Wechselbrandkessel können mit festen Brennstoffen nur bedingt wirtschaftlich betrieben werden und belasten außerdem aufgrund unzureichender Verbrennung die Umwelt in erheblichem Maße.

Ursache für die oft schlechte Brennstoffausnutzung sind unzureichende Feuerraumbedingungen. Die Auslegung des Feuerraumes zur Nutzung fester Brennstoffe ist schwierig, weil beim Heizwert der Brennstoffe und der dem Heizkessel abgenommenen Leistung nicht von gleichbleibenden Werten ausgegangen werden kann Der Feuerraum kann nicht den jeweiligen Brennstoff oder der dem Heizkessel gerade entnommenen Leistung angepaßt werden.

Obwohl bereits versucht wurde, durch Zuführung von Sekundärluft in dem Feuerraum die Verbrennung zu verbessern, gelangen immer noch erhebliche Mengen brennbarer Gase unverbrannt in den Abzug, weil die fest eingestellte oder mit der Primärluftzuführung gemeinsam geregelte Sekundärluft der gerade im Feuerraum zur Verbrennung notwendigen Luftmenge nicht entspricht. Zudem stellt die fest eingestellte oder mit der Pnmärluft gemeinsam feregelle Sekundärluft einen Nebenzug zum Kesselzug dar. wodurch der Heizkessel bei kleiner abgenommener Leistung zum Erloschen des Kesselbrandes neigt

Aufgabe der Erfindung ist es. einen Wechselbrand Wasserheizkessel der eingangs definierten Art so

4ϊ auszubilden, daß trotz geringem fertigungstechnischen Aufwand und bei Gewährleistung einer einfachen Montage am \ufstellort der Heizwert von flussigen, gasförmigen und festen Brennstoffen, wie ζ Β Kohle. Holz. Torf, brennbarer Abfall, mit einem annähernil

¹JO gleich guten Wirkungsgrad genutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs ι gelost Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Wech selbrand-Wasserheizkessels nach Anspruch 1 sind

ϊ5 Gegenstand der I Interanspniche

Die Verwendung eines aus Formteilen zusammengesetzten, einfaih in den Kessel cinsetzbare'i Brennemsai zes dieser A:t bewirkt, dall die aus dem Glutbeti kommenden V erbrenriungsg,ise beim Durchgang, durch die schon bei kleinem feuer stark vhitzte Lochplatte für eine vollkommene Verbrennung aufbereitet werden. Die danach zur Verbrennung notwendige Sekundärluft wird den Brenngasen über besondere Einlaßdüsen im Boden der Mischkammer zugeführt, wodurch eine, unter großer Hitzeentwicklung vollkommene Verbrennung, der ii> den Brenneinsatz einströmenden Brenngase eingeleitet werden kann. Die zur Verbrennung notwendige Sekundärluft wird über einen vorzugsweise

im Flugascheabscheider des Heizkessels angeordneten Bimetall-Thermostat geregelt. Damit wird auch verhindert, daß während der ersten Anheizphase zum Zug im Glutbett durch die Sekundärluftzuführung ein Nebenzug entsteht oder bei kleiner abgenommener Leistung durch einen solchen Nebenzug der Kesselbrand erlischt. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei, daß die Regulierung der Sekundärluft stets völlig unabhängig und getrennt von der Kesselzuregulierung erfolgt.

Die Betriebsumstellung von festem Brennstoff auf gasförmig oder flüssige Brennstoffe kann automatisch erfolgen, wobei ein Parallelbetrieb verschiedener Brennstoffarten gegebenenfalls durch eine Sicherheitsabschaltung verhindert werden kann.

Die Regelung des Wechselbrandkessels erfolgt bei Verwendung fester Brennstoffe mittels zwei getrennt voneinander angeordneten Bimetall-Thermostaten und der dsmit verbundenen Zug- und Sekundärluftregulierklappen an der Vorderseite des Kessels. Beim Betrieb mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen erfolgt die Steup.rung des Kessels über in Reihe geschaltete Sicherheits- und Betriebsthermostate. iie ir. die elektrische Steuerung dieser Brennertypen eingreifen.

Wesentlich ist, daß der Betrieb des Wechselbrandkessels im Falle der Verwendung fester Brennstoffe ohne Hilfseinrichtungen, wie Gebläse oder Pumpen, möglich ist, wodurch ein von Hilfsenergien unabhängiger Betrieb jederzeit sichergestellt ist.

Für Montage- und Reparaturzwecke ist es von Bedeutung, daß der Brenneinsatz ohne Zuhilfenahme besonderer Werkzeuge und Bindemittel, wie Mörtel, in den Kesselkörper eingebaut und gegebenenfalls um¹! ausgewechselt werden kann.

Für die Fertigung, den Transport sowie bei der Montage oder Reparatur ist es zudem von Bedeutung daß der Heizkessel in zwei voneinander getrennt herzustellenden Bauteilen gefertigt wird, wodurch alle Kesselteile leicht zugänglich sind und alle Teile am Montageort ohne besondere Werkzeuge oder Hilfsmit tel montiert oder zusammengesetzt werden können. Die runde Bauform gewährleistet eine besonders einfache Fertigung. Der Heizkessel kann aber auch in rechtecki ger Bauform gerfertigt werden.

Aufgrund der guten Entgasung des Brennstoffbehälter durch das eingebaute Entgasungsblech kann ohne Rauchbelästigun^ jederzeit Brennstoff nachgefüllt wer den

Die in den Brennstoffbehälter eingefüllten Brennstoffe können über ein Zündloch mit einem kleinen Gasbrenner oder ähriVhem leicht angezündet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine .Schnittzeichnung einer Ausführungsforni eines Wechselbrand-Wasserheizkessels.

Fig. 2 einen Querschnitt, der aus mehreren Teilen zusammengesetzten l.anglochplatte auf der Brenngas einlaßseite des Brennemnsat/ts mit einer Draufsicht auf einen Ausschnitt des Brenneinsatz lindens nut den Sekunda rlu f tem la ßdiiscn.

F ι g. J einen Schnitt durch die Flanschverbindung mit der das Kesseloberteil mit dem Kesselunterteil verbunden wird,

Fig.4 einen Schnitt durch den Wärmeträgerflansch.

Fig. 5 eine Ansicht der Langlochplattenteik: vom Brennstoffbehälter aus gesehen mit einer Andeutung der Brenngasstromun^srichtung.

Der Wechselbrand-Wasserheizkessel umfaßt einer Brennstoffbehälter (I) mit einer vorzugsweise ganzflächigen, oberen Abdeckung (2), einer Einfüllöffnung (3) und einer Anheiztür (4) und ein Entgasungsblech (47). Bodenseitig ist ein Aschekasten (5) mit Zugregulierklap-■i pe (24) vorgesehen, die in bekannter Weise durch einen Bimetall-Thermostat (6) betätigt wird.

Neben diesem Aschekasten und getrennt von ihm i£: ein Sekundärluft-Vorwärmeraum (30) mit einer Tür (7) und einer Sekundärluft-Regulierklappe (25) vorgesehen.

κι Die Regulierklappe (25) wird durch einen Bimetall-Thermostaten (8) betätigt.

Oberhalb des Sekundärluft-VorwärmkastRn (30) und unmittelbar angrenzend an den Festbrennstoffbehälter (1) ist ein Brenneinsatz (9) vorgesehen.

is Dieser Brenneinsatz (9) aus feuerfestem Material besitzt an der dem Brennstoffschacht zugewandten Seite eine Langlochplatte (10). an die sich eine Mischkammer (12) anschließt. In der zwischen der Sekundärluft-Kammer (30) und der Mischkammer {12)

.Mi gelegenen Wandung des Brenneinsatzes (9) sind mehrere Sekundärluft-Zuführun_g^lusen (11) vorgesehen. Im Bereich des oberen Endes des Brenneinsatzes (9) sind mehrere, kleinvolumige Kernpldtten (13) vorgesehen, die in seitliche, schräge Schlit/e (16) des

r. Brenneinsatzes mit Spiel eingestellt sind.

ZliB Feuerraum gehören die oberhalb der Kernplatten (13) gelegene Strahlungszone (15) und die Tauscherrohrt- (18) bis zum Abgassammeikasten (I¹H). der ganzflaehig mit einer Reinigungsöffnung (20

in versehen ist. An den Abgassammeikasten (19) schließ· der Fallzug (21) an und bildet mit dem Steigzug (22). von dem das Abgasrohr (23) weggeführt ist. den Flugasche abscheider (51).

In der Vorderwand des Kessels ist im Bereich de^r

j, Strahlungszone(!5)des Feuerraumeseine Montagevorrichtung (27) für einen Brenner für gasformige ode¹" flussige Brennstoffe vorgesehen. Derartige Brenner werden in bekannter Weise mit dem Doppelthjrmostdi (28) gesteuert.

■»» Ein im Rost (14) des Brennstoffbehälter (I) fingebauter Thermostat (29) steuert automatisch da· Betnehsumleitung von festbrennstoff auf flüssige odv-r gasförmige Brennstoffe und verhindert jicich/en;*.' gegebenenfalls den Parallelbetrieb des Kessels m"

4i verschiedenen Brennstoff arten.

Der Warmeenergietrager (32). d h. in de Kegc: Wasser, wird im unteren feil des Wechselb^randkesseu in einer Doppelwand (43) gefuhrt und .ti oberen Tt> > umgibt :las Wasser (32) die Taiischerrohre(18)

in Die vom Cjlutbettt über dem Rost (14) de-Brennstoffbehälter (1) in den Brenneinsatz (4)ikiah di' I.arit'ioL hpt.itlc (IU) einströmenden Verbrennung .,jait werden m:l der durcn die SekundarlufteinUBdu^ (111 en.strömenden Sekundärluft in der Misthkininu — (12'

"i'i inni£ vermisch' >jnd durch Jit von den Vt and": de Bretincinsdi/es (9) zurückstrahlende WjriiK-energ, zusätzlich erhitzt

Anschließend strömen die erhitzten Verbrennung^.¹ se zwischen eic" heiHen. _Milousiedrtig schrage gestellt.

ho KernpliittiT¹ (Ii) in die Str,ihlurgszone (ISi di·- f-euerraumes, wo die stark erhitzten Gase unter Freisetzung großer Wärmenergien vollkommen ver brennen.

Die Kernp'atten (13) haben dabei die Aufgabe, die

h> Wärmestrahlung aus dem Brenneinsatz (9) zu mindern und damit die erreichbaren Temperaturen zur Au* Schließung der Verbrennungsgase im Brenneinsat/ (9| zu hallen. Außerdem werden die zwischen den schräg

gestellten Kernplalten (13) durchgeleitelen Verbrennungsgase zusätzlich erhitzt.

Schon nach relativ kurzer Aufheizzeit erlangen die kleinvolumigen, in Settenschlilze (16) des Brenneinsatzes (9) eingestellten oder eingehängten Kernplalien (13) sowie die Teile der l.anglochplalte (10) ihre Betriebstemperatur und werden damit voll wirksam.

Die Strahlungswärme der über den Kernplatten (13) brennenden Flammeri wird in der Slrahlungszone (15) des Feuerraumes ausgenutzt. Die Wärme der Abgase wird in den anschließenden Tauscherrohren (18), dem Abgassammelkaslen (19) und im Fallzug (21) an den Wärmeträger, z. B: Wasser^ übertragen. Danach verlas' sen die Abgase mit einer über dem Taupunkt Hegenden Temperatur den Heizkessel über den äleigzug (22) in das Abgasrohr (23).

In gleicher Weise wird die durch Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe erzeugte Wärme genutzt. Beim Betrieb des Wechselbrandkessels mil gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen haben die vorhandenen

■; Kernplatten (13) den Vorteil, daß sie aufgrund ihrer schräg gestellten, jalousieartigen Anordnung verhindern, daß die Flammen nach unten in den Brenneinsatz (9) schlagen. Dadurch wird verhindert, daß sich im leeren Brennstoffbehälier (1) Abgase ansammeln

ίο können.

Der erfindungsgemäße Wechselbrandkessel erbringt somit im Vergleich zu bekannten Kesseln dieser Art eine wesentlich bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Brennstoffe unter gleichzeitiger Verringerung der Umweltbelastung und ist außerdem einfach und wirtschaftlich zu fertigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Wechselbrand-Wasserheizkessel für feste, flüssige und gasförmige Brennstoffe, bestehend aus einem, einen Bodenrost aufweisenden Brennstoffschacht mit bodenseitigem Abstand und seitlicher Heizgas-Abführung, die über eine mit Sekundärluft-Zuführung versehene Brennkammer mit einem im oberen Bereich des Heizkessels angeordneten Wärmetauscher und einem Abgasstutzen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem bodenseitigen Abbrandbereich des Brennstoffschachtes (1) und der Brennkammer (15) ein aus feuerfestem Material bestehender, insbesondere einteilig ausgebildeter Brenneinsatz (9) vorgesehen ist, und daß das Oberteil (33) und das Unterteil (35) des Heizkessels als separate Bauteile ausgebildet sind.

2. Wechselbrandkessel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (35) des Heizkessels als mit Doppelwänden (43) versehenes Bauteil ausgebildet ist, und daß die Außenwand (44) der Brennkammer (15) einen Anheizschieber (45) aufweist, der unter Umgehung des Wärmetauschers (18) mit dem Abgasstutzen (23) verbunden ist

3. Wechselbrandkessel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenwand (46) des Brennstoffschachtes (1) ein mit senkrechten Schlitzen versehenes, in Halterungen (47) angeordnetes Entgasungsblech (48) vorgesehen ist. dessen Unterteil unter dem Bodenrost (14) endet.

4. Wecluelbrandkessel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, da"? der Hjdenrost (14) /weiteilig und aus Gußeisen -usgebildet und in seitlichen Halterungen (49) befestigt r<i und an der dem Brenneinsatz (9) gegenüberliegenden Seite eine nach oben weisende Abwicklung (50) aufweist.

5. Wechselbrandkessel nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß der Brenneinsatz (9) aus Fertigteilen besteht und als Teil-Begrenzungswand des Brennstoffschachtes (1) ausgebildet ist.

6 Wechselbrandkessel nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundär Verbrennungsluft unabhängig von der l'rimar-Verbrennungsluft in Abhängigkeil von einem im Rauchgasweg des Heizkessels, vorzugsweise an einem Hugachsc-Abscheider (51) angeordneten Bimetall thermostaten (8) regelbar ist.

7 Wechselbrandkcssel nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß .in der HeizgasEinlaßseite (51) des Brenneinsat/es (9) eine aus mehreren feilen zusammengesetzte l.anglochplatle (10) angeordnet ist. die an ihrer Innenseite Schlitze (56) aufweist, die mn Sekundär I ufteinlaßdiisen (11) verbunden sind

N Wci hselbrandkessel nach Anspruch I bis 7. tl.uliirch gekennzeichnet dal! die oberhalb des Brenneins,it/es(9) befindliche Brennkammer (15) fur die Anordnung eines (>l oder Gasgebläsebnnners Vorgesehen ist

M Wechselbrandkessel nach Anspruch I bis 8. dadurch gekeiin/.eii.hnei, dali die Innenwand des Oberteils (33) mit einer Überlappung (37) versehen ist, auf der das Unterteil (35) aufgesetzt ist und daß die Flansche (39) mit einer Asbestschnur (40) abgedichtet sind.

10. Wechsclbrandkessel nach Anspruch I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorderwand des Heizkessels ein Flansch (41) angeordnet ist. der

eine wärmebeständige Dichtung (42) aufweist und mit dem Unterteil (35) und dem Oberteil (33) verbunden ist.

11. Wechselbrandkessel nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er vorzugsweise in runder, jedoch auch in rechteckiger Bauform ausgebildet ist.

12. Wechselbrandkessel nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vordorwand des Brennstoffschachtes (1) in der Nähe de»- Heizgasführung (51) ein Zündloch (52) vorgesehen ist.