DE3033558A1 - Rauchfangkasten - Google Patents

Rauchfangkasten

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DE3033558A1
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damping
smoke
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Craig David Dalton Ill. Funke
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L11/00Arrangements of valves or dampers after the fire
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/003Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in flue gas ducts
    • F23M9/006Backflow diverters

Description

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ
professional representatives before thb european patent office agrees pres l'officb europeen des brevets
303355§
DR.-ING. FRANZ VUESTHOFF PR. PHIL. FKEDA VUESTHOFF DIPL.-ING. GERHARD PULS (19J2-I971) DIPL1-CHEM. DR. E. FREIHERR VON TECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL1-ING.; DIPL.-ieiRTSCH.-ING. RUPERT GOBTZ
D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 66 20 ji telegramm: protectpatent telex: 514070
Patentanmeldung :
Anmelder: NRG SYSTEMS, INC.
1900 South Michigan Avenue Chicago, Illinois 606I6, USA
Titel:
Rauchfangkasten
130.048/0512
" Ζ '.'..--- - - DR1-ING-FRANZVUESTHOFf
PATENTANWÄLTE ..." "
WUESTHOFF-ν. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ dipmncomia» puls i
DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHUANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS
UANDATAIRES AGREES PRES l'OFFICE EOROPEEN DES BREVETS DIPL.-ING.; DIPU-TrIRTSCH1-INCRUPERT GOETZ
D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2
telefon: (089) 6620 ji telegramm: protectpatent telex: $24070
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Beschreibung
Rauchfangkasten
Die Erfindung betrifft eine Rauchfangkastenanordnung zur Verwendung an Heizungsanlagen, die eine im wesentlichen vollständige Verbrennung der Brennstoffe in der Heizungsanlage sicher garantiert. In dieser Vorrichtung ist eine bewegbare Dämpfungseinrichtung mit Fuchsöffnungen in einer Dämpfungsplatte vorgesehen.
Mit dem Ziel der Energieeinsparung ist es immer wichtiger geworden, eine Vorrichtung zu schaffen, die im wesentlichen die vollständige Verbrennung aller Brennstoffdämpfe in Heizungsanlagen sicherstellt, beispielsweise in Feuerungsanlagen, Heizungsanlagen für Wohnhäuser, Wasserheizeinrichtungen, Heizkesseln und dgl. In US-PS 4 I36 676 ist eine Rauchfangkastenvorrichtung zur Verwendung in der Abzugsleitung einer Heizungsanlage beschrieben, die sich besonders gut eignet, den genannten Zweck mit Sicherheit zu erfüllen. Diese Vorrichtung bietet große Vorteile, da sie sicheren Gegendruck erzeugt, um die Abgase und Brennstoffdämpfe innerhalb der Verbrennungskammer der Heizungsanlage zu halten, bis im wesentlichen der ganze Brennstoff in Nutzwärme umgewandelt ist. 'Wenn.eine solche Vor-
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richtung in den Weg des Abzugs oder in die Abgasleitung der Heizungsanlage oder Wärmequelle eingebaut ist, ist sie mit einer bewegbaren Dämpfungsplatte versehen, die den größten Teil der Gase innerhalb der Verbrennungskammer zurückhält, so daß die maximale Energieausbeute gewährleistet ist. Die bewegbare Dämpfungsplatte kann mit Sicherheit eine offene Stellung einnehmen, um eine vergrößerte Kammer zu bilden, wenn sich ein übermäßig starker Gegendruck oder eine explosive Situation einstellt. In der Dämpfungsplatte ist eine Fuchsöffnung oder Rauchöffnung vorgesehen, die diametral kleiner ist als die Einlaß- oder Auslaßöffnung des Gehäuses der Vorrichtung. In einer explosionsgefährdeten Situation bewirkt der erhöhte Druck des aufwärtsgerichteten Zuges unverbrannter Gase und möglicher Abgase,daß die Dämpfungsplatte in offene Stellung geschwenkt wird, so daß ein übermäßig starker Dampfaufbau verhindert und die Möglichkeit einer Explosion oder Erstickung sicher vermieden wird.
Vor dem Rauchfangkasten gemäß US-PS H- 136 676, der sich als wirtschaftlich erfolgreich erwiesen hat, waren schon verschiedene Vorrichtungen entwickelt worden, um einen höheren Wirkungsgrad für den Brennstoff zu erzielen.
US-PS 1 196 117 zeigt z.B. eine Dämpfungsplatte, die in der Abzugsleitung einer Feuerungsanlage verwendet wird und aus einer schwenkbar angebrachten Platte besteht, welche über einem Abgasrohr aus Metallblech sitzt. Die Dämpfungsplatte hält den größten Teil der Abgase oder Hauchgase innerhalb der Feuerungsanlage zurück, bis sie verbrannt sind. Hier ist der Außendurchmesser des Abgasrohres aus Metallblech mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Ausnehmungen versehen, damit ein Teil der Verbrennungsgase während der Verbrennung entweichen kann,- während die Dämpfungsplatte sicherstellt, daß der größte Teil der Gase in der Feuerungsanlage bleibt, bis er vollständig verbrannt ist. Ähnliche Vorrichtungen gehen aus US-PS 1 580 IO6 hervor, bei denen eine
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Dämpfungsplatte mit Öffnung versehen ist, damit ein Teil der Abgase während des Verbrennungsprozesses abgegeben werden kann.
Für den Fall von Gegendruck oder einer explosionsgefährdeten Situation muß eine Einrichtung vorgesehen sein, damit die Abgase sofort aus der Feuerungsanlage abgegeben werden können, damit es nicht zu einer zerstörerischen Explosion kommen kann. Aus diesem Grund sind die Dämpfungsplatten, die längs des Abzugsweges der Leitung vorgesehen sind, schwenkbar oder anderweitig bewegbar angebracht. Während des Aufbaus von Gegendruck oder der Entwicklung von Explosionsgefahr soll die schwenkbar angebrachte Dämpfungsplatte sich in voll geöffnete Stellung bewegen, damit die Abgase sofort aus der Verbrennungskammer abgegeben werden können. Bei den bekannten Vorrichtungen besteht insofern eine Schwierigkeit, als die diametrale Abmessung des Abzugsrohres unmittelbar oberhalb der Dämpfungsplatte praktisch ebenso groß ist oder kleiner als die diametrale Abmessung des Abzugsrohres unmittelbar unterhalb der Dämpfungsplatte. Folglich besteht immer noch die Gefahr, daß die Abgase, wenn Gegendruck oder Explosionsgefahr besteht, nicht rasch durch das Abgasrohr abgegeben werden können, so daß die Gefahr einer Explosion für die ganze Feuerungsanlage nach wie vor besteht.
Der schon erwähnte, wirtschaftlich erfolgreiche Rauchfangkasten gemäß US-PS ^ I36 676 biete#t eine sichere Lösung des Problems der Energieeinsparung. Die Dämpfungsplatte dieser Vorrichtung wird selbsttätig voll geöffnet, falls sich Brennstoffdampf ansammelt oder eine verzögerte Zündung der Brennstoffdämpfe eintritt, so daß die Explosionsgefahr ebenso wie die Erstickungsgefahr sicher ausgeschaltet ist.
Beim Anlaufen einer verhältnismäßig kalten Heizungsanlage in dem Sinn, daß keine beträchtliche zurückgehaltene Wärmemenge vorhanden ist, hat der Zug oder das Entlüftungsvermögen zum Abzug von Verbrennungsgasprodukten seinen niedrigsten Wert.
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Beim Kaltstart einer Heizungsanlage sind die Oberflächen der Verbrennungskammer und des Abzugskanals kalt, so daß es zu einer Schichtung der dichteren unverbrannten Brennstoffprodukte in der Nähe der Oberflächen des Rauchfangkastens und der Abzugsleitung kommt. Wenn die Zündflamme beginnt, den Brennstoff zu verbrennen und heiße Abgase zu erzeugen, stellt sich eine Kanalwirkung ein, bei der sich eine mittlere Säule heißerer Gase bildet, die eine Ansammlung unverbrannter Brennstoffdämpfe unterhalb der Dämpfungsplatte im Bauchfangkasten gemäß US-PS *J- I36 676 verursachen kann. Diese Erscheinung ist noch deutlicher in Vorrichtungen, die ein fluides Wärmeübertragungssystem haben, wie Heizkessel oder Wasserheizeinrichtungen, welche sich viel schneller abkühlen, so daß der natürliche Zug verringert wird, der von einer warmen Heizungsanlage gefördert würde. "
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rauchfangkasten zu schaffen, der die Schichtung unverbrannter Brennstoffdämpfe beim Kaltstart von Heizungsanlagen verhindert.ohne daß die Ausnutzung des Brennstoffs darunter leidet.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe geht im einzelnen aus den Ansprüchen hervor.
Der Rauchfangkasten gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß nicht nur die Gefahr von Gegendruck sondern auch die Explosionsgefahr beim Kaltstart einer Heizungsanlage auf ein Minimum reduziert ist,und daß die Gase aus der Feuerungsanlage jederzeit während des Betriebs der Heizungsanlage rasch und wirksam abgegeben werden können.
Das gewünschte Ergebnis wird unerwartet dadurch erzielt, daß eine Reihe von Bohrungen an der richtigen Stelle einer Dämpfungsplatte vorgesehen wird, um die Möglichkeit der Schichtung an Abgasen und unverbrannten Gasen während des Kaltstarts einer Heizungsanlage zu verhindern, ohne dadurch den Wirkungsgrad zu beeinträchtigen.
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Der Rauchfängkasten zur Verwendung in der Abgasleitung einer Heizungsanlage ist mit einem Gehäuse versehen, in dem mindestens eine schwenkbar angebrachte Dämpfungsplatte angeordnet ist. Die Dämpfungsplatte hat eine Fuchsöffnung oder Bauchöffnung und mindestens eine Bohrung, durch die die Entwicklung eines sicheren Ausmaßes an Gegendruck möglich ist, welcher unverbrannte Brennstoffdämpfe innerhalb der Heizungsanlage zurückhält, so daß nicht nur die maximale Brennstoffausbeute erzielt sondern gleichzeitig die Ansammlung und Schichtung unverbrannter Brennstoffdämpfe innerhalb des Gehäuses vermieden wird.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
Fig, I eine perspektivische Ansicht einer Heizungsanlage mit Abzugsleitung und mit einem Rauchfangkasten gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische, teils im Schnitt gezeigte Ansicht von Einzelheiten der Dämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 3 eine Ansicht der Rauchfangkastenanordnung gemäß US-PS 4 136 676, in die die Dämpfe beim Kaltstart einer Heizungsanlage eingezeichnet sindj
Fig. k eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter den gleichen Umständen wie in Fig. 3 gezeigt;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. zur Erläuterung des Verhältnisses zwischen der Dämpfungsplatte und der Abgasöffnung der Feuerungsanlage;
Fig. 6 eine perspektivische, teilweise weggeschnitten gezeigte Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines Rauchfangkastens gemäß der Erfindung.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung geht aus von einem Rauchfangkasten gemäß US-PS 4 I36 676, der ein Gehäuse von be-
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trächtlich größerer diametraler Gestalt als die Auslaßöffnunt<: oder die Einlaßöffnung des Gehäuses aufweist. Innerhalb des Gehäuses ist eine Dämpfungseinrichtung oder Dämpfungsplatte schwenkbar angebracht, die entweder eine horizontale oder geschlossene Lage oder eine vertikale und/oder offene Lage in bezug auf eine senkrechte Ausrichtung des Gehäuses einnimmt. In der Dämpfungsplatte ist eine Puchsöffnung oder Bauchöffnung und eine Reihe von Bohrungen vorgesehen, um die Sicherheit beim Kaltstart einer Heizungsanlage optimal zu gestalten und die bestmögliche Energieeinsparung durch Erzeugung eines optimal sicheren Grades an Gegendruck zu erreichen. Die kombinierte Fläche aus Rauchöffnung und den anderen Bohrungen ist kleiner als die Fläche entweder des Einlasses oder des Auslasses des Gehäuses.
In Fig. 1 ist eine typische Heizungsanlage, z.B. eine Feuerungsanlage, ein Heizkessel, eine Wasserheizeinrichtung oder eine sonstige bekannte Wärmequelle, beispielsweise eine Heizungsanlage 10 gezeigt, von der eine Abgasleitung bzw.'Abzugsleitung 11 ausgeht. Von der Abzugsleitung 11 erhält ein Rauchfangkasten 12 durch einen Einlaß 13 die Abgase, die von der Heizungsanlage 10 durch den Rauchfangkasten 12 und dann durch eine Auslaßleitung 14· ins Freie gelangen.
Wie Fig. 2 zeigt, ist der Rauchfangkasten 1-2 mit einem Gehäuse 15 versehen, welches insgesamt vier Seitenwände 16, 17, 18 und 19 hat, die kontinuierlich so angeordnet sind, daß sie das Gehäuse 15 an allen Seiten umschließen. Ferner hat das Gehäuse 15 eine obere Wand 20 und eine untere Wand 21, wobei in der oberen Wand 20 eine Auslaßöffnung 22 und in der unteren Wand 21 eine Einlaßöffnung 23 vorgesehen ist.
Der Rauchfangkaste 12 und insbesondere sein Gehäuse 15 ist hier zwar grunds.::: .ich <?on rechteckiger Gestalt gezeigt, jedoch kann <??.« Gen- ,e 15 auch anders gestaltet sein, z.B. kreisförmig oder q^adrati^r-·.. ^ntsc.-vjidend ist, daß das innere
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Volumen und die diametrale Abmessung des Gehäuses 15 größer bemessen ist als die Auslaßöffnung 22 oder die Einlaßöffnung 23 in der oberen Wand 20 bzw. der unteren Wand 21.
In das Gehäuse 15 paßt eine entsprechend diametral bemessene Dämpfungsplatte Zk. Diese Dämpfungsplatte Zk ist längs einer der Seitenwände 19 beispielsweise mittels eines Schwenkzapfens 25 schwenkbar gelagert. Die Dämpfungsplatte Zk weist eine Fuchsöffnung bzw. Rauchöffnung 26 auf, die^wie aus der Zeichnung hervorgeht, diametral kleiner bemessen ist als sowohl die Auslaßöffnung 22 wie die Einlaßöffnung 23. Wenn die Dämpfungsplatte Zk die in Fig. 1 und 2 gezeigte geschlossene Stellung einnimmt, strömen die Abgase der Heizungsanlage 10 durch die Abzugsleitung 11 und die Einlaßöffnung 23 ins Gehäuse 15, werden dann durch -die Rauchöffnung 26 in der Dämpfungsplatte Zk gedrängt und entweichen durch die Auslaßöffnung 22 aus dem Gehäuse 15- Die Dämpfungsplatte Zk erzeugt also einen sicheren Gegendruck, um die Abgase im Rauchfangkasten zu halten, bis im wesentlichen eine vollständige Verbrennung stattgefunden hat. Insoweit ähnelt die hier beschriebene Vorrichtung dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß US-PS k 136 676.
Die Erfindung sieht jedoch zusätzlich eine Reihe von Bohrungen 27 in der Dämpfungsplatte Zk vor. Mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehr Bohrungen sind in der Dämpfungsplatte Zk radial außerhalb der Rauchöffnung 26 vorgesehen, um beim Anlaufenlaßen der Heizungsanlage 10 den Zug unverbrannter Brennstoffdämpfe zu verstärken.
Wie bei der bekannten Vorrichtung gemäß Fig. 3 gezeigt, kann sich beim Anlaufenlassen der Heizungsanlage eine gewisse Schichtung unverbrannter Brennstoffdämpfe um den Innenumfang des Gehäuses 15 herum ansammeln. Wenn eine Heizungsanlage in Gang gesetzt wird, wird allgemein ein Brennstoffventil geöffnet, so daß Brennstoff in flüssiger Form und/oder als Dampf in eine Verbrennungskammer eintritt, wo seine Verbrennung mit Hilfe einer Auslösen!nriohtunp; beginnt. Wenn die Heizunp;san-
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lage kalt ist, ist keine zurückbehaltene Wärme übrig, um einem Zug nach oben zu erzeugen. Wie in Fig. 3 im Bereich A gezeigt, kann sich beim Kaltstart eine Kanalströmung einstellen. Die Brennstoffdämpfe oder das Gemisch nimmt den Weg des geringsten Widerstandes durch die Mitte der bekannten Rauchfangkastenanordnung 28, wie durch die Pfeile B angedeutet. Diese
Kanalströmung wird hauptsächlich durch die kalten Oberflächen hervorgerufen, die sich noch nicht erwärmt haben, um eine
wirkungsvolle, aufwärtsgerichtete Zugwirkung zu erzeugen. Wie
im Bereich C gezeigt, können sich deswegen die noch nicht verbrannten Brennstoffdämpfe D, die kühler und viel dichter sind
als die wämeren Abgase gemäß Pfeil B in gewissem Ausmaß um
den Umfang einer Dämpfungsplatte 29 im unteren Bereich der
Rauchfangkastenanordnung 28 ansammeln und eine Schicht bilden.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß
Fig. 4 wird die Sicherheit beim Kaltstart durch die Dämpfungsplatte 2k am besten gewährleistet, die gleichfalls die
Schichtung unverbrannter Brennstoffdämpfe verhindert. Wenn die Anlage beim Anlaufen kalt ist und nur schwacher Zug herrscht,
ermöglichen die in der Dämpfungsplatte 24 vorgesehenen Bohrungen 27 eine Beschleunigung der Abgase und der dichteren, unverbrannten Brennstoffdämpfe nach oben, wie durch Pfeile E gekennzeichnet. Die von den Bohrungen 27 erzeugte Beschleunigung in Aufwärtsrichtung verhindert die Schichtung von Gasen in der unteren Kammer des Rauchfangkastens 12.
In Fig. 5 ist ein Vergleich der Fläche der Einlaßöffnung 23,
die mit gestrichelter Linie 30 umschrieben ist, und der kombinierten Flächen der Rauchöffnung 26 und von zwei Bohrungen
27 gezeigt. Von entscheidender Bedeutung für die Erfindung ist es, daß die kombinierten Querschnittsflächen der Rauchöffnung
und der Summe der Bohrungsöffnungen kleiner ist als die Gesamtfläche der kleineren der Einlaßöffnung 23 oder der Auslaßöffnung 22. Die Einlaßöffnung 23 und die Auslaßöffnung 22
haben nicht immer die gleiche Querschnittsfläche, und in diesem Fall ist die kleinere der beiden die kritische Fläche. Ge-
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maß Fig. 2, k und 5 sind nur zwei Bohrungen in der Dämpfungsplatte Zk vorgesehen. Es können jedoch weitere Bohrungen in beliebiger Anzahl und von unterschiedlicher Größe in der Dämpfungsplatte Zk vorgesehen sein, wie beispielsweise in Fig. 6 gezeigt. Je nach der Querschnittsfläche der Bohrungen kann die Anordnung zusätzlicher Bohrungen in der Dämpfungsplatte Zk eine Verringerung des Durchmessers der Rauchöffnung 26 erforderlich machen, damit die kombinierte Querschnittsfläche der Bohrungen und der Rauchöffnung kleiner bleibt als diejenige Fläche der Einlaßöffnung 23 oder der Auslaßöffnung 22, welche die kleinere von beiden ist.
Die kombinierte Querschnittsfläche der Rauchöffnung und aller Bohrungen macht vorzugsweise ca. ^O % der kleineren der beiden Querschnitts flächen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung aus. Die Abmessungen des Rauchfangkastens und der Rauchöffnung sowie der Bohrungen hängen vom gesamten Abzugsvermögen der jeweiligen Anlage vor dem Einbau des Rauchfangkastens ab. Wenn z.B. eine Gesamtabzugshöhe von etwa 6,7 m (22 Fuß) oberhalb der Auslaßöffnung des Rauchfangkastens und ein Schornstein vorgesehen ist, dessen Fläche 50 % größer ist als die des Verbrennungsgasauslasses der Heizungsanlage, ist ein geringerer Gegendruck bzw. weniger Einengung durch den Rauchfangkasten nötig als bei einer Anlage, die etwa 10,7 m (35 Fuß) Abzugshöhe und eine Schornsteingr.öße hat, die 200 % größer ist als der Verbrennungsgasausgang der Heizungsanlage. Eine kleinere Rauchöffnung und kleinere Bohrungen erzeugen natürlich einen größeren Gegendruck bzw. eine stärkere Einengung als eine größere Rauchöffnung und größere Bohrungen, auch wenn der Rauchfangkasten die gleiche Größe hat. Außerdem läßt sich das Ausmaß an Gegendruck dadurch ändern, daß das Gesamtvolumen der Einheit im Vergleich zur Fläche eines bestimmten Verbrennungsgasauslasses der Heizungsanlage geändert wird.
Beim Betrieb des Rauchfangkastens gemäß Fig. 1, 2, k und 5 strömen Abgase der Wärmequelle durch die Einlaßöffnung 23 in
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der unteren Wand 21 des Rauchfangkastens 12. Diese Abgase dehnen sich dann aus und füllen das Volumen eines ersten Eingangsbereichs, der insgesamt als Eingangskammer P bezeichnet ist. Das Volumen der Eingangskair.mer P, in der die Gase expandieren, ist oben durch die Dämpfungsplatte 2k in geschlossener Stellung, bei der sie auf einem Anschlag, beispielsweise einer Umfangsleiste 35 ruht, und durch die untere Wand 21 begrenzt.
Die Geschwindigkeit der Abgase verlangsamt sich beträchtlich, wenn sie in die Eingangskammer P mit der größeren diametralen Abmessung des Gehäuses 15 eintreten und darin expandieren. Da der Zug die Abgase nach oben bewegt, treffen sie auf Widerstand, wenn sie durch die Rauchöffnung und die Reihe von Bohrungen in der Dämpfungsplatte 2k hindurchtreten müssen, die bei normalem Abgasdruck in geschlossener Stellung bleibt. Wenn die Abgase durch die Bohrungen und die Rauchöffnung strömen, nimmt ihre Geschwindigkeit zu, um dann sofort wieder verlangsamt zu werden, wenn die Abgase in eine sekundäre Ausgangskammer S eintreten, in der sie expandieren. Weiterer Widerstand oder Gegendruck wird erzeugt, wenn das Volumen der Abgase beim Verlassen der Ausgangskammer S verringert wird, woraufhin die Gase aus der Auslaßleitung I^ ausströmen.
Mit der Erfindung wird also ein sicherer Gegendruck erzeugt, der eine wirkungsvollere und im wesentlichen vollständige Verbrennung des Brennstoffs in der Feuerungsanlage ermöglicht;. Aufgrund der Bohrungen in der Dämpfungsplatte 2k gemäß der Erfindung wird die Zeitspanne während des Kaltstarts ausgeschaltet, während der unverbrannte Brennstoffdampfe gemäß Pfeil D eine Schichtung bilden, wie in Fig. 3 gezeigt. Im Vergleich zur bekannten Vorrichtung gemäß Fig. 3 wird die Brennstoffausbeute erfindungsgemäß nicht verringert, weil unverbrannte Brennstoffdämpfe, die im Rauchfarigkasten beim Anlaufenlaßen Schichtungen bilden konnten, bei der bekannten Vorrichtung schließlich auch verlorenginjen. Insbesondere
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werden gemäß Fig. 3 die Brennstoffdämpfe gemäß Pfeil D im Bereich C während des Startens mit dem Aufwärtszug A bei zunehmender Wärme gemischt und abgegeben, statt verbrannt zu werden.
Erfindungsgemäß ermöglicht die Dämpfungsplatte ein sicheres und wirkungsvolles Abgeben von Gasen während einer Explosionsgefahr. Ein Andrang unverbrannter Gase kann sich z.B. durch verzögerte Zündung beim Starten der Heizungsanlage ergeben. Die schwenkbar angebrachte Dämpfungsplatte wird aber in voll geöffnete Stellung gedrängt, wenn dies unwahrscheinliche Geschehnis auftritt. Beim plötzlichen Andrang von Abgasen oder unverbrannten Brennstoffdämpfen ermöglicht es die geöffnete Dämpfungsplatte, daß das kombinierte Innenvolumen des Gehäuses den plötzlichen Druckanstieg aufnehmen kann, um einen sicheren Weg nach draußen durch die Auslaßleitung zu schaffen.
Bei einem weiterer, Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, wie Fig. 6 zeigt, in der sekundären Kammer bzw. Ausgangskamraer S eine Umlenk- oder Prallplatte ^O vorgesehen. Die Prallplatte 40 ist vorzugsweise mittels Stützzapfen 4l so angebracht, daß sie im wesentlichen konzentrisch mit der Rauchöffnung 26 ist. Die Prallplatte kO ist ortsfest angebracht und erzeugt ein zusätzliches Hindernis gegen den aufwärtsgerichteten Zug der Abgase, die aus der Abzugsöffnung und durch die Ausgangskammer S und dann aus der Auslaßöffnung 22 herausströmen.
Die Prallplatte ^i-C eignet sich besonders für eine größere Rauchfanpkastenanc rdnunp;, die bei Heizungsanlapien nötig ist, wenn der Abzug eil en großen Durchmesser hat. Bei größeren Anlagen kann die lauchöffnung und die Größe der Bohrungen in der Dämpfungsplatte eine größere kombinierte Querschnittsfläche erforderlich machen, obwohl diese immer noch kleiner bleibt als die Einlaß- und Auslaßleitung. Die in Fig. 6 gezeigte Dämpfungsplatte 2h hat z.B. vier Bohrungen ^2, um zusätzlichen Zug nach oben zu Fchaffen. Diese vergrößerte Querschnitts-
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fläche der'Rauchöffnung 2b und der Bohrungen k2 ermöglicht unter Umständen nicht das gewünschte oder optimale Ausmaß an Einengung der aufwärtsgerichteten Zuggeschwindigkeit der Abgase. Hier bildet die Prallplatte ^O ein Hindernis für die Strömung des Abgases, welches dazu dient, ein gewisses zusätzliches Ausmaß an Gegendruck zu erzeugen, um die Gase sicher"innerhalb der Feuerungsanlage zu halten, bis die Verbrennung beendet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden, z.B. aus Metallblech oder Aluminiumguß. Der Schwenkzapfen für die Dämpfungsplatte kann aus einem zweckmäßigen Werkstoff hergestellt sein, besteht jedoch vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, um jede Korrosionsmöglichkeit auszuschließen, die die freie Schwenkbewegung der Dämpfungsplatte behindern könnte. Hier sind zwar zwei Expansionskammern beschrieben worden, die von einer Dämpfungsplatte begrenzt sind. Jedoch können weitere Dämpfungsplatten innerhalb des Gehäuses vorgesehen sein, so daß mehr als zwei Expansionskammern in Reihe gebildet werden.
Obwohl hier die Rauchöffnung größer als die Bohrungen dargestellt ist, kann erfindungsgemäß auch eine Dämpfungsplatte vorgesehen sein, deren Bohrungen und Rauchöffnung ähnlicher in der Größe oder gleich in der Fläche sind.
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Claims (7)

  1. "1 Z ~ Z » - κ.- DR.-ING. FRANZ 'WUESTHOFP
    PATENTANWALT* x>r.p„,l.,reda ^uesthoff
    WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ dipl-inc gerhard puls
    DIPL.-CHEM. DK. E. FREIHERR VON FECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS
    MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS DIPU-INCiDIPIn-IrIRTSCH1-INCRUFERTCOETZ
    D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2
    telefon: (089) 66 20 ji
    TELEGRAMM: PROTECTPATBNT
    1A-53 911
    -'-' -* ' ' telex: j 24 070
    Patentansprüche :
    Rauchfangkasten zum Geringhalten des Brennstoffverbrauchs einer Heizungsanlage, mit einem Gehäuse, das einen inneren lichten Querschnitt hat, der erheblich größer ist als der Abgaseinlaß und -auslaß aus dem Inneren des Gehäuses, einer Dämpfungseinrichtung mit einer Rauchöffnung, die im Querschnitt kleiner ist als die Einlaß- oder Auslaßöffnung des Gehäuses, und die innerhalb des Gehäuses schwenkbar so angebracht ist, daß die Dämpf ungs einrichtung zwischen einer geschlossenen Stellung, bei der sie der Einlaßöffnung überlagert ist, und einer offenen Stellung bewegbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß in der Dämpfungseinrichtung mindestens eine Bohrung (27j 42) radial außerhalb der Rauchöffnung (26) vorgesehen ist, die den Zug unVerbrannter Brennstoffdämpfe beim Starten der Heizungsanlage (10) fördert, und daß die kombinierte Fläche der Bohrung und der Rauchöffnung kleiner ist als die Fläche des Einlasses und des Auslasses des Gehäuses (15).
  2. 2. Rauchfangkasten nach Anspruch 1, dessen Dämpfungseinrichtung eine Dämpfungsplatte aufweist, in deren Mitte die Rauchöffnung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß rings um die Rauchöffnung (26) eine Gruppe von zwei oder mehr Bohrungen (27; 42) angeordnet ist.
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    ■ - 2 -
  3. 3. Rauchfangkasten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß in der Dämpfungsplatte (24) in der Nähe ihres äußeren Umfangs zwei Bohrungen (27) diagonal zueinander angeordnet sind.
  4. 4. Rauchfangkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da-
    durch gekennzeichnet , daß innerhalb des Gehäuses (15) mindestens eine Prallplatte (40) zwischen der Dämpfungsplatte (24) und dem Abgasauslaß (22) angeordnet ist.
  5. 5. Rauchfangkasten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (40) kreisförmig gestaltet und horizontal im wesentlichen konzentrisch mit der Rauchöffnung (26) in der Dämpfungsplatte (24) angeordnet ist.
  6. 6. Rauchfangkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Gesamtfläche der Bohrungen (27) und der Rauchöffnung (26) in der Dämpfungsplatte (24) etwa 40 % der Fläche der Einlaßöffnung (23) oder der Auslaßöffnung (22) beträgt, je nachdem, welche dieser Flächen die kleinere von beiden ist.
  7. 7. Rauchfangkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Dämpfungseinrichtung mehrere Dämpfungsplatten aufweist, die schwenkbar und mit Abständen so innerhalb des Gehäuses angebracht sind, daß eine Bewegung der Dämpfungsplatten in voll geöffnete Stellung durch plötzlichen Gasandrang von der Heizungsanlage ermöglicht ist.
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    ORIGINAL INSPECTED
DE19803033558 1980-05-22 1980-09-05 Rauchfangkasten Withdrawn DE3033558A1 (de)

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US06/149,849 US4372289A (en) 1980-05-22 1980-05-22 Flue box assembly

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DE3033558A1 true DE3033558A1 (de) 1981-11-26

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