DE3033558A1 - Rauchfangkasten - Google Patents
RauchfangkastenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23L11/00—Arrangements of valves or dampers after the fire
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
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- F23M9/003—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in flue gas ducts
- F23M9/006—Backflow diverters
Description
WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ
professional representatives before thb european patent office
agrees pres l'officb europeen des brevets
303355§
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
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
D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2
telefon: (089) 6620 ji
telegramm: protectpatent telex: $24070
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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.
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.
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-
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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-ye JlS- 3Q33558
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 Z ~ Z » - κ.- DR.-ING. FRANZ 'WUESTHOFPPATENTANWALT* x>r.p„,l.,reda ^uesthoffWUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ dipl-inc gerhard pulsDIPL.-CHEM. DK. E. FREIHERR VON FECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENSMANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS DIPU-INCiDIPIn-IrIRTSCH1-INCRUFERTCOETZD-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2telefon: (089) 66 20 jiTELEGRAMM: PROTECTPATBNT1A-53 911-'-' -* ' ' telex: j 24 070Patentansprüche :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. 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.130048/051253 911■ - 2 -
- 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. 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. 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. 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. 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.130048/0612ORIGINAL INSPECTED
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