-
.Verbrennungsofen
-
Beschreibung Die Erfindung betri£ft einen Verbrennungsofen, insbesondere
für Holzfeuerung, mit einem in den Schornstein mündenden Kanal, der im Bereich nahe
seines Mündungsendes über eine Verbindungsöffnung mit dem Feuerraum des Verbrennungsofens
in Verbindung steht.
-
Verbrennungsöfen für Feststoffe, wie Holz, Stroh, Papier und dergleichen
sind in unterschiedlichen Bauausführungen bekannt.
-
Den unterschiedlichen Ausführungen ist zumeist gemeinsam ein Brennkessel,
der von der Stirnseite oder einer Seitenwand her beschickt wird und in dem die eigentliche
Verbrennung der Brennstoffe stattfindet.
-
Dem Brennkessel wird über einen klappengesteuerten Stutzen Primärluft
und gegebenenfalls, je nach Brennstoffmaterial, Sekundärluft zugeführt. Der Rauchgasabzug
des Feuerraums des Brennkessels ist an einen Schornstein angeschlossen. Da allerdings
die Verbrennung im Brennkessel nur unvollkommen ist, sind die Rauchgase noch mit
einem entsprechend hohen Schadstoffanteil versehen, insbesondere führen die Rauchgase
noch Partikelchen mit. Abgesehen davon, daß bei einem unmittelbaren Rauchgasabzug
über den Schornstein die in den Rauchgasen vorhandene Wärmeenergie nicht genutzt
wird, ergeben sich zunehmend Schwierigkeit daraus, daß die Grenzwerte für den Schadstoffanteil
in Rauchgasen drastisch in der jüngsten Zeit herabgesetzt worden sind. Dies macht
zumeist aufwendige Filteranlagen erforderlich.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsofen
der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher robust und einfach aufgebaut ist
und eine weitgehend schadstoffreie Ableitung der Rauchgase in die Außenumgebung
ermöglicht und gleichzeitig eine gute Ausnutzung der Rauchgaswärme sowie eine Abkühlung
der Rauchgase auf eine vertretbare Temperatur gewährleistet.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des
Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die in den
Unteransprüchen enthaltenen Merkmale.
-
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen dem mit dem
Schornstein verbundenen Kanal und dem Feuerraum ein Nachbrenner vorgesehen ist,
der von einem im wesentlichen quaderförmigen Labyrinthblock gebildet ist, in welchem
die aus dem Feuerraum aufsteigenden Rauchgase durch sich innerhalb des Nachbrenners
erstreckende Prallwände mehrfach nach unten abgelenkt werden. Der Nachbrenner weist
an seiner vorderen Stirnseite eine schirmartig ausgebildete Platte auf, welche sich
nahezu bis an die vordere Stirnwand des Feuerraums erstreckt und dafür sorgt, daß
die nach oben schlagenden Flammen nicht mit dem den Feuerraum umgebenden Wassermantel
des Brennkessels in Berührung kommen und dadurch abgekühlt werden würden, sondern
die heißen Flammen werden zu der im hinteren Bodenbereich des Nachbrenners gelegenen
Eintrittsöffnung geleitet und gelangen mit einer für die Nachverbrennung ausreichend
hohen Zündtemperatur in den Nachbrenner. Im Bereich der hinteren Eintrittsöffnung
des Nachbrenners ist darüberhinaus ein Tertiärluftanschluß vorgesehen, über welchen
der Nachbrenner mit Verbrennungsluft gespeist wird, so daß in dem Nachbrenner eine
nahezu vollständige Verbrennung der noch in den Rauchgasen vorhandenen Schadstoffanteile
stattfinden kann.
-
In vorteilhafter Weise ist der sich an den Nachbrenner anschließende
Kanal mittels einer Trennwand im Bereich seiner horizontalen Längsachse in einen
oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt unterteilt, und es ist eine zusätzliche
Bodenwand vorgesehen, welche sich parallel zur Trennwand vom Nachbrenner bis zum
vorderen stirnseitigen Ende des Kanals erstreckt. Die Trennwand und die Bodenwand
sind von Schamottesteinen gebildet, welche den Kanal gegen überhitzung abschirmen.
Die Nachverbrennung findet nämlich auch zum Teil zwischen der Trennwand und der
Bodenwand statt, wobei die Wärme an die Schamottewände sowie an die Zylinderwände
und damit an den den Zylinder umgebenden Wassermantel abgeführt wird. Die Rauchgase
kühlen sich während ihrer Strömung zum vorderen Kanalende zunehmend ab und werden
an der vorderen Kesselstirnwand zum oberen Kanalabschnitt umgelenkt, welcher mit
seinem hinteren Ende in den Schornstein mündet Da die Rauchgase mit der durch den
Wassermantel unmittelbar gekühlten oberen Kanalwand direkt in Berührung kommen,
wird die Wärme unmittelbar an den Wassermantel abgegeben, so daß die Rauchgase am
Kanalende mit einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur und von Schadstoffen frei
in den Schornstein austreten.
-
Infolge der mehrfachen Umlenkung der Rauchgase im Nachverbrenner kommt
es zu einer intensiven Anströmung der Bauteile des Nachbrenners die infolgedessen
sehr stark erhitzt werden, was die Nachverbrennung begünstigt.
-
Der Nachbrenner ist eine separate Baueinheit, die außerhalb des Verbrennungsofens
zusammengesetzt und als kompaktes Bauteil in den Feuerraum eingebaut werden kann.
Dies erleichtert nicht nur die Herstellung des erfindungsgemäßen Verbrennungsofens,
sondern auch die Reparatur und Wartung.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch
eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbrennungsofens; Fig. 2
eine Schnittansicht entlang der Linie A-B und Fig. 3 eine vergrößerte Vertikalschnittansicht
durch den erfindungsgemäßen Nachbrenner.
-
Der in den Figuren dargestellte Verbrennungsofen 1, der insbesondere
zur Verbrennung von Holz geeignet ist, umfaßt ein Gehäuse 2 aus Blech, welches,
wie sich das aus der Figur 2 ergibt, einen im wesentlichen eiförmigen Querschnitt
mit einem unteren zylinderförmigen Feuerraum 3 und einem oberen zylinderförmigen
Kühlraum 4 besitzt. In dem Kühlraum 4 ist ein zylinderförmiger Kanal 5 gelagert,
der mit seinem hinteren Mündungsende über einen Stutzen 6 mit dem nicht dargestellten
Schornstein verbunden ist. Der Kanal 5 ist von einem Wassermantel 7 umschlossen,
welcher über Anschlußstutzen 8, 9 mit einem Wassermantel 10 verbunden ist, welcher
den Feuerraum 3 des Verbrennungsofens 1 umschließt.
-
Die Beschickung des Verbrennungsofens 1 erfolgt bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel an der vorderen (in Bezug auf die Figur 1 linken) Ofenseite
durch Türen 11, 12. Sie kann aber auch automatisch erfolgen, wobei dann die Brennstoffzufuhr
von der Seite her, also in die Umfangswand des Feuerraums 3 erfolgt. Der Beschickungsseite
gegenüberliegend befindet sich am hinteren Ende des Feuerraums 3 an der Verbindungsstelle
zum Kanal 5 ein Nachbrenner 13, welcher in der Figur 3 im Schnitt dargestellt ist.
-
Der im wesentlichen quaderförmig ausgestaltete Nachbrenner ist labyrinthartig
ausgeführt, wobei sich die Eintrittsöffnung 14 für die Rauchgase am hinteren unteren
Ende befindet, während die Austrittsöffnung 15 am vorderen stirnseitigen oberen
Ende vorgesehen ist. Oberhalb der Eintrittsöffnung 14, welche sich im wesentlichen
über die ganze Breite
des Nachbrenners 13. erstreckt und schlitzförmig
ausgebildet ist, befindet sich eine Prallwand 16, gegen welche die eintretenden
Rauchgase anströmen, so daß die Rauchgase zum Boden 17 des Nachbrenners nach unten
abgelenkt werden und dann nach oben gegen eine zweite Prallwand 18 strömen, von
welcher sie auf die Oberseite der ersten Prallwand 16 abgeleitet werden und dann
gegen die Decke 19 des Nachverbrenners strömen, um an der Austrittsöffnung 15 zur
Vorderseite des Verbrennungsofens in den Kanal 5 auszutreten. Die Prallwände 16
und 18 erstrecken sich über die Mittelebene des Nachbrenners nach vorn bzw. hinten,
so daß die Rauchgase gezwungen werden, mehrfach ihre Strömungsrichtung zu ändern.
-
Dadurch werden die Bauteile des Nachbrenners intensiv angeströmt und
stark aufgeheizt, was die Nachverbrennung der Schadstoffe sehr begünstigt.
-
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, schließt sich an den vorderen unteren
Teil des Nachbrenners eine schirmartig gebogene Platte 20 an, welche dafür sorgt,
daß die Flammen nicht mit der oberen, von dem Wassermantel 10 gekühlten Wand des
Feuerraums 3 unmittelbar in Verbindung kommen und sich infolgedessen nicht an der
kalten Kesselwand abkühlen können. Die Platte leitet die heißen Flammen zum hinteren
Bereich des Nachbrenners 13, so daß sie mit der notwendigen Zündtemperatur durch
die Eintrittsöffnung 14 in den Nachbrenner eintreten.
-
Aus Fig 1 ist ferner ein Tertiärluftanschluß 21 entnehmbar, welcher
sich im Bereich der Eintrittsöffnung 14 befindet und den Nachbrenner 13 mit der
notwendigen Verbrennungsluft versorgt.
-
Der Kanal 5 ist im Bereich seiner horizontalen Längsachse durch eine
Trennwand 22 in einen oberen Abschnitt 23 und einen unteren Abschnitt 24 unterteilt.
Der untere Abschnitt 24 schließt sich unmittelbar an die Austrittsöffnung 15 des
Nachbrenners 13 an. Er besitzt eine zur Trennwand 22 parallele Bodenwand 25. Die
Trennwand 22 und die Bodenwand 25 sind von
Schamottesteinen gebildet,
welche den Kanal. 5 vor Überhitzung durch die aus der Austrittsöffnung 15 des Nachbrenners
herausschlagenden Flammen schützt. Die Wärmeübertragung erfolgt seitlich über den
Kanal 5 auf den Wassermantel 7, so daß sich die Gase entlang ihrer Strömungsbahn
von der Austrittsöffnung 5 zur vorderen Verbrennungsofenstirnseite allmählich abkühlen.
In der Kammer 26, die nach vorne durch einen Deckel 27 zugänglich ist, werden die
Rauchgase in den oberen Abschnitt 23 des Kanals 5 umgeleitet und strömen durch den
Kanal 5 und den Stutzen 6 in den nicht dargestellten Schornstein. Damit das Innere
des Nachbrenners 13 besser zugänglich ist, kann dieser in einer Horizontalebene
geteilt sein, derart, daß das Oberteil z. B. mittels eines in der Schnittebene an
der Wand angebrachten Steges in eine entsprechende Nut des Unterteils eingreift,
so daß der Nachbrenner in zusammengesetztem Zustand nach außen abgedichtet ist und
gewährleistet wird, daß die Rauchgase in Pfeilrichtung gemäß Figur 3 strömen.
-
Bezus zeichen liste 1 Verbrennungsofen 2 .Gehäuse 3 Feuerraum 4 Kühlraum
5 Kanal 6 Stutzen 7 Wassermantel 8, 9 Anschlußstutzen 10 Wassermantel 11, 12 Tür
13 Nachbrenner 14 Eintrittsöffnung 15 Austrittsöffnung 16 Prallwand 17 Boden 18
Prallwand 19 Decke 20 Platte 21 Tertiärluftanschluß 22 Trennwand 23 oberer Abschnitt
24 unterer Abschnitt 25 Bodenwand 26 Kammer 27 Deckel
- Leerseite
-