-
Doppelheizkessel mit Feuerräumen fiir feste und gasförmige bzw.
-
flüssige Prennstoffe ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Die Erfindung betrifft
einen Dcppelheizkessel mit einem oberen Heizkessel mit Brenner fiir gasförmige oder
flüssige Brennstoffe und einem unteren Heizkessel für feste Brennstoffe, mit einem
in den Abgasstrom des unteren Heizkessels eingebauten, den Brenner des oberen Heizkessels
in Abhängigkeit von der Abgastemperatur ein- oder abschaltenden Thermoschalter und
mit einer dem oberen Heizkessel zugeordneten thermisch gesteuerten Primärluftklape,
Bekannte Doppelheizkessel der vorbezeichneten Art bestehen aus zwei in einem Gehäuse
untergebrachten Kesseln, einem für Festbrennstoffbetrieb und einem fiir Gas/Ölbetrieb.
-
Die asserräume der einzelnen Kesseleinheiten stehen miteinander in
Verbindung. Bei einem von der Anmelderin angebotenen Kessel dieser Art ist auch
vorgesehen, daß die Abgasströme der beiden Feuerräume zu einem gemeinsamen, in den
Schornstein mündenden Abgasstutzen geführt sind.
-
Bei Kesseln fiir Festbrennstoffbetrieb ist es üblich, eine thermisch
gesteuerte Primärluftklappe vorzusehen, die in Ab -hängigkeit von der Kesselwassertemperatur
geöffnet oder ge -schlossen wird. Im oberen Bereich des Kesselwasserraums be -findet
sich ein durch die wandung vorstehender Temperaturfuhler, der über ein beispielsweise
durch Bimetall gelenktes Gestänge an einer Kette oder dergleichen zieht, die mit
der Primärluftklappe am unteren Ende des Kessels verbunden ist. Bei niedriger Kesselwassertemperatur
wird die rrimärluftklappe über die Kette weiter geöffnet, was bewirken soll, daß
über erhöhte Luftzufuhr die Verbrennung des festen Brennstoffs im Feuerraum angeregt
wird. wiederum soll bei zu hoher Kesselwassertemperatur die Primarluftzufuhr und
damit der Verbrennungsvorgang ;urc Schließen der Primärluftklappe gedrosselt werden.
-
Eine solche Funktion wirkt sich bei Dopelheizkesseln jedoch nachteilig
aus, weil bei kaltem Festbrennstoffkessel vom Thermoschalter in der AbgasströmunS
der Gas- oder Clbremner der anderen Kesseleinheit eingeschaltet ist, gleichzeitig
aber durch die niedrige Kesselwassertemperatur des kalten unteren Heizkessels fiir
den Festbrennstoffbetrieb die thermisch ge -steuerte Primärluftklappe offensteht.
Dabei strömt ständig kohle liuft durch die nicht in Betrieb befindliche Kesseleinheit
für Festbrennstoff zum gemeinsamen Abgasstutzen. Dieses ständige Durchströmen der
Frischluft bewirkt unerwünschte Wärmeverluste.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die unerwünschte Durchströmung
der außer Betrieb befindlichen Festbrennstoffeicheit eines Doppelheizkessels der
eingangs bezeichneten Art zu vermeiden.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Eintritt der Primärluft
in den unteren Heizkessel eine Verschlußklappe an -geordnet ist, die in Abhängigkeit
von Schaltimpulsen des Thermoschalters in Offenstellung oder Schließstellung bringbar
ist.
-
Ist die Kesseleinheit für feste Brennstoffe außer Betrieb, steht
die thermisch gesteuerte Primärluftklappe eeit offen. Der Thermoschalter im Gasstrom
des unteren Heizkessels schaltet dabei den Gas/dlbetrieb ein, der Brenner des oberen
Heizkessels läuft an. Die erfindungsgemäße Maßnahme sieht nunmehr vor, daß hinter
der Primärluftklappe eine Verschlußklappe angeordnet wird.
-
Um die Verschlußklappe zu betätigen, werden Schaltimpulse des Thermoschalters
zur Einschaltung des Brenners des oberen Kessels verwendet.
-
Bei einer konstruktiv einfachen und deshalb vorteilhaften Ausführungsform
ist als Antrieb für die Verschlußklappe ein Elektromotor vorgesehen.
-
Weiterhin ist vorgesehen, daß an der Verschlußklappe eine Feder angreift,
und daß der Elektromotor die Verschlußklappe unter Auslenkung der Feder in die Offenstellung
zieht und in dieser Stellung hält.
-
Der Elektromotor ist ein kurzschlußfester rotor, der die klappe in
der Offenstellung halten kann. Sobald der Thermoschalter
im Abgasstrom
den Brenner des oberen Kessels fiir bl/Gasbetrieb einschaltet, wird ein geschlossener
Versorgungsstromkreis für den Elektromotor unterbrochen, so daß die ausgelenkte
Feder die Verschlußklappe in die Verschlußstellung zieht. rird der Festbrennstoffkessel
dagegen wieder beheizt, steigt seine Abgastemperatur an und der Thermoschalter schaltet
den Gas-oder Ölbrenner ab, wodurch der Stromkreis fir den Elektromotor wieder geschlossen
wird und die VerschluRklap?e gegen die Kraft der Feder in die Offenstellung gezogen
wird.
-
Nach einer vorteilhaften Seiterbildung ist vorgesehen, äa? der Thermoschalter
ein bei unterschiedlichen Temperaturstufen ansprechender Mehrfachthermoschalter
ist.
-
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine Temperaturstufe für die
Ein- Ausschaltung des Gas/Ölbetriebes eingesetzt werden kann und eine andere Temperaturstufe
den die Verschluß -klappe bewegenden Elektromotor schaltet.
-
Beispielsweise kann der Brenner eingeschaltet werden, wenn die Abgastemperatur
des unteren Kessels 100 °C unterschreitet.
-
Würde jetzt bei der gleichen Temperaturstufe auch die Verschluklappe
für die Primärluft geschlossen, kann im Feuerraum für feste Brennstoffe ein Schwelbrand
ablaufen, weil der feste Brennstoff noch nicht vollständig verbrannt ist. Schwelbrande
führen zu unerwünschten Verschmutzungen des Feuerraums durch Verkokungen, Verrußungen
und Verteerunen.
-
Wird dagegen erfindungsgemäP die Verschlußklappe f:ir
die
Primärluft bei einer zweiten niedrigeren Temperaturstufe und somit zeitverzögert
gegenüber dem Einsatz des Gas/Clbetriebs geschlossen, kann die Verbrennung der festen
Brennstoffe durch zunächst noch ungehinderten Zutritt der Primärluft weiter ablaufen,
so daß Schwelbrände nicht auftreten. Die zweite Temperaturstufe für die Betätigung
der Verschlußklappe kann dabei zum Beispiel bei 80 °C der Abgastemperatur liegen.
-
Eine besonders vorteilhafte sicherheitstechnische Betriebsschaltung
liegt vor, wenn durch diese die Verschlußklaprje beim Steigen der hbgastemperatur
bei einer höheren Temperatur ge -schlossen wird als sie beim Fallen der Abgastemperatur
geöffnet wird, und das Abschalten des Brenners zum gleichen Zeitpunkt stattfindet
wie das Öffnen der Verschlußklappe. Es kann namlich sein, daß bei aussch.ließlichem
Betrieb des Brenners des oberen Heizkessels infolge von Stau oder Rückstrom im Schornstein
die Abgase der Cl/Gasfeuerung in den Abgasschacht des unteren eizkessels geariickt
werden. Dadurch findet eine Erwärmung des Fühlers vom Thermoschalter statt. Wird
der Schaltpunkt bei 80 OC erreicht, so findet trotzdem noch kein Öffnen der Verschlußklappe
statt, weil durch die Wirkung eines Halterelais der otor der Verschlußklappe nicht
an Spannung gelegt werden kann.
-
Erst mit dem Erreichen einer höheren Temperatur, z.B. 100 °C, wird
die Verschlußklappe geöffnet, wobei gleichi tig der Brenner abgeschaltet wird.
-
Zur Erzielung der vorgenannten Funktionen muf? der ehrfachtemperaturschalter
einen Umschaltekontakt haben, der bei einer höheren Temperatur schaltet als der
zweite Ein-=us-Eontakt. Der Umschaltekontakt schaltet bei Unterschreitung von z.B.
100 0C den Brenner ein und bei Überschreitung von 1000C wird der Brenner abgeschaltet
und dafür der Motor für die Verschlußklape an Spannung gelegt. Die Verschlußklappe
öffnet.
-
Gleichzeitig wird ein Relais erregt, dessen Kontakt in der Stromzufuhr
vom zweiten Ein-Aus-Kontakt zum Motor der Ver -schlußklappe liegt. Außerdem wird
durch einen Leiter, der zwischen dem Relaiskontakt und dem Motor abzweigt, und bei
geschlossenem Relaiskontakt deshalb eine Stromversorgung der Relaisspule über den
zweiten Ein-hus-Eontakt ermöglicht, bewirkt daß der Relaiskontakt noch dann geschlossen
bleibt, wenn über den Umschaltekontakt des Mehrfachtemperaturschalters kein Strom
mehr zum Motor fließt. Die Verschluoklappe schließt sich also erst dann, wenn die
Abgastemperatur am Fibler des Mehrfachtemperaturschalters auf unter 80 0 abgesunken
ist.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindiurg, aus denen sich weitere erfinderische
Merkmale ergeben, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische
Schnittansicht, des Doppelheizkessels Fig. d und 3 elektrische Schaltbilder für
die Betätigung der Verschlußklappe.
-
In Fig. 1 ist ein Doppelheizkessel schematisch im Schnitt dargestellt.
In einem gemeinsamen Gehäuse sind übereinander ein oberer Heizkessel 1 und ein unterer
Heizkessel 2 angeordnet. In den oberen Heizkessel feuert ein Brenner 3, dem ein
Gebläse 4 für Verbrennungsluft vorgebaut ist. Xie Abgase des oberen Heizkessels
gehen über Nachschaltheizflächen 5 in den Abgasstutzen 6.
-
Der untere Heizkessel 2 ist für feste Brennstoffe ausgelegt, die
auf dem durch parallele Stäbe 7 gebildeten Rost verbrennen.
-
Die Abgase gehen über eine Nachschaltheizfläche 8 in einen Abgaskanal
9 und strömen zum Abgasstutzen 6. Die Heizkessel 1 und 2 haben seit den Abgasstutzen
6 gemeinsam. In den Abgaskanal 9 ist ein Thermoschalter 10 eingebaut, der im Regelfall
in Abhängigkeit von der Abgastemperatur des unteren Heizkessels oder bei Stau oder
Rückstrom im Schornstein auch in Abhängigkeit der Abgastemperatur des oberen Heizkessels
den Brenner 3 ein- oder ausschaltet.
-
Der Wasserraum des Dop:elheizkessels ist mit 11 bezeichnet.
-
Ein Trennblech 12 mit angemessen dimensionierten Durchlaßöffnungen
ist vorgesehen, um bei kaltem unterem Kessel 2 zu verhindern, daß dieser durch den
Brenner 3 aufgewärmt wird.
-
Mit 13 ist ein mit dem Wasserraum 11 in Verbindung stehender Temperaturschalter
bezeichnet, der in Abhangigkeit von der Kesselwassertemperatur in den den unteren
Heizkessel 2 umgebenden ll;asserräumen eine Stange 14 verschwenken kann, die über
eine Kette 15 eine Primärluftklappe 16 öffnet oder schließt, um die Verbrennen des
festen Brennstoffs im unteren Heizkessel 2 durch erhöhte Primärluftzufuhr anzuregen
oder zu drosseln.
-
Hat der Thermoschalter 10 bei absinkender Leistung des Festbrennstoffkessels
eine niedrige Abgastemperatur im Abgaskanal 9 festgestellt, wird der Brenner 3 eingeschaltet
und der Doppelheizkessel läuft auf Gas- oder Clbetrieb weiter.
-
Mat 10 ist wieder der Thermoschalter bezeichnet, der bei dieser Ausführung
zwei Temperaturschaltstufen aufweist, die 100 °C-Schaltstufe 19 und die 80 OC-Schaltstufe
26.
-
Mit 3 ist ein Brenner bezeichnet und mit 22 ein Elektromotor, der
die nicht dargestellte Verschlußklappe 18 gemaß Fig. 1 bewegt. Der Motor ist kurzschlußfest
ausgelegt. Er zieht die Klappe 18 gegen die Kraft einer nicht dargestellten Feder
in Offenstellung. Sobald der Motor stromlos wird, zieht die Feder die Verschlußklappe
18 zu.
-
Die Fig. 2 zeigt die Lage der Kontakte bei einer Abgase temperatur
im Kanal 9 von mehr als 100 °C, d.h. bei in Betrieb befindlichen unteren Heizkessel
ist der Brenner 3 abgeschaltet - geöffnete Temperaturschaltstufe 19 - und die Verschlußklappe
18 ist zur Zufuhr von Verbrennungsluft ge -öffnet - Motor 22 an Spannung durch geschlossene
Temperaturstufe b. Mit abnehmender Leistung des unteren heizkessels 2 geht die Abgastemperatur
im Kanal 9 herunter. Bei einem Wert der Abgastemperatur von 100 0C schließt der
Kontakt der Temperaturstufe 19 und der Öl/Gas-Brenner 3 geht in Betrieb. Die Verschlußlappe
18 ist jedoch noch weiter geöffnet, damit es nicht durch Luftmangel im unteren Heizkessel
zu Schwelvor -gängen
kommt. Erst bei Unterschreitung von 80 °C
geht die Verschlußklappe in Verschlußstellung, so da" der untere Heizkessel infolge
des Schornsteinzuges nicht von Luft aurchströmt wird.
-
Zum Anheizen des unteren Heizkessels 2 wird die Schürtür 30 geöffnet
und über einen nicht dargestellten Endschalter wird der Brenner 3 abgeschaltet.
Wit dem Erreichen einer Abgastemperatur von 80 °C öffnet der Kontakt der Temperaturschalt
-stufe 26, und die Verschlußklappe geht in Offenstellung. ira eine Abgastemperatur
von 100 °C iiberschritten, so öffnet der Kontakt der Temperaturstufe 19: Trotz Schließung
der Schurtiir 30 bleibt der Brenner 3 außer Betrieb.
-
Fig. 3 zeigt gegenüber Fig. 2 eine erweiterte Schaltung, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Verschlußklappe 18 bei einer höheren Abgastempvratur
des unteren Heizkessels 2.
-
geschlossen wird als sie beim Fallen der Abgastemperatur geöffnet
wird. Aufierdem findet bei steigender Abgastemperatur das Abschalten des Brenners
3 zum gleichen Zeitpunkt statt, wie das Öffnen der Verschlußklappe 18. Hierfür ist
die Temperaturschaltstufe 19 mit einem Umschaltekontakt 20 mit Kontakten a1 und
23 ausgerüstet. Bei Kontaktlage 23 ist das Gebläae 3 abgeschaltet und wird die Venschlußklappe
18 durch den dabei an Spannung gelegten rotor 22 geöffnet. Gleichzeitig wird eine
parallel zum Motor 22 geschaltete Relaisspule 23 erregt, der den Relaiskontakt 24
schließ. Dieser ist in die Stromzufuhr vom bei 80 °C schaltenden Kontakt 25 eingebaut.
-
Ein Leiter 29, der zwischen dem Relaiskontakt 24 und dem Motor 22
abgezweigt und zur Spule 23 geht, bewirkt, daß der Relaiskontakt
24
noch dann geschlossen bleibt, wenn uber den Umschaltekontakt 20 kein Strom mehr
zum Motor 22 fließt. Die Verschlußklappe schließt also erst dann, wenn die Abgastemperatur
am Fühler des Mehrfachtemperaturschalters 10 auf unter 80 °C abgesunken ist. Natürlich
können die beispielhaft genannten Schalttemperaturen von 80 und 100 0 gemaß den
vorliegenden Betriebsverhältnissen geändert werden.