DE3425259C2 - Wärmeerzeuger - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeerzeuger mit Überdruckfeuerung auf Öl- oder Gasbasis mit einem Brenner (5), einer Umlenkkammer (9), in die die Flamme des Brenners gerichtet ist und deren vom Brenner entfernt liegender Bereich der Brennraum (17) ist, sowie einem zwischen der Umlenkkammer (9) und einem wasserführenden Teil (7) des Wärmeerzeugers vorgesehenen Wärmeübertragungsraum, durch den die heißen Abgase hindurchgeleitet werden. Um eine problemlose Entgiftung der Abgase eines solchen modernen Wärmeerzeugers zu erreichen, ohne daß sein guter Wirkungsgrad negativ beeinträchtigt wird, wird in der Umlenkkammer (9) ein Katalysator (21, 22) angeordnet. Der Katalysator (21, 22) ist zweckmäßig als Beschichtung auf der Wand der Umlenkkammer aufgebracht. Hinter dem Wärmeübertragungsraum (18) kann zusätzlich eine Wärmerückgewinnungseinrichtung (23) angeordnet sein.

Description

5. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 reich des heißen Brennraums, sind ausreichend hohe bis 4 mit Gasbefeuerung, dadurch gekennzeichnet, Temperaturen vorhanden, die oberhalb der Startertemdaß ein zweistufiger Katalysator mit einem Reduk- peraturen der bekannten, zur Abgasentgiftung geeignetionsbereich (21) und einem Oxidationsbereich (22) ten Katalysatoren liegen. Durch die Erfindung ist es vorgesehen ist 30 daher möglich, die Abgase von modernen Wärmeerzeu-

6. Wärmeerzeuger nach Anspruch 5, dadurch ge- gern problemlos und wirksam zu entgiften, ohne daß kennzeichnet, daß der Reduktionsbereich (21) des man von den bewährten vorteilhaften Konstruktionen Katalysators im Brennraum (17) der Umlenkkam- der Brennräume abzugehen braucht.

mer (9) liegt. Die Umlenkkammer besteht zweckmäßig aus kerami-

7. Wärmeerzeuger nach Anspruch 5 oder 6, da- 35 sehen Material, wobei der Katalysator als Beschichtung durch gekennzeichnet, daß der Oxidationsbereich auf der Wand der Umlenkkammer aufgebracht sein (22) des Katalysators in dem zwangsdurchströmten kann. Vorzugsweise ist der gesamte innere Bereich der Kanal (15) mit vergrößerter Oberfläche angeordnet Umlenkkammer mit Katalysatormaterial beschichtet. '^st· Bei Wärmeerzeugern mit Gasbefeuerung ist vorzugs-

8. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 40 weise ein zweistufiger Katalysator mit einem Redukbis 4 mit ölbefeuerung, dadurch gekennzeichnet, tionsbereich und einem Oxidationsbereich vorgesehen, daß ein einstufiger Katalysator vorgesehen ist. Dabei liegt der Reduktionsbereich des Katalysators

9. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 zweckmäßig im Brennraum der Umlenkkammer, wähbis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkam- rend der Oxidationsbereich des Katalysators in dem mer (9) als selbständig ein- und ausbaubares korn- 45 zwangsdurchströmten Kanal mit vergrößerter Oberfläplettes Bauteil ausgebildet ist. ehe angeordnet ist. Die Zweistufigkeit des Katalysators

kann durch eine entsprechend unterschiedliche Be-

schichtung der Umlenkkammer erreicht werden.

Durch die Tatsache, daß in dem Brennraum Katalysa-

50 tormaterial vorhanden ist kann der Brenner des Wär-

Die Erfindung betrifft einen Wärmeerzeuger mit meerzeugers mit geringstmöglicher Luftmenge gefah-Uberdruckfeuerung auf Öl- oder Gasbasis mit einem ren werden, wodurch eine zusätzliche Energieeinspa-Brenner, einer Umlenkkammer, in die die Flamme des rung möglich ist, denn es braucht weniger Kaltluft erBrenners gerichtet ist und deren vom Brenner entfernt wärmt zu werden.

liegender Bereich der Brennraum ist, sowie einem zwi- 55 Bei Wärmeerzeugern mit ölbefeuerung genügt ein

sehen der Umlenkkammer und dem wasserführenden einstufiger Katalysator.

Teil des Wärmeerzeugers vorgesehenen Wärmeüber- Vorzugsweise ist die Umlenkkammer als selbständig

tragungsraum, durch den die heißen Abgase hindurch- ein- und ausbaubares komplettes Bauteil ausgebildet,

geleitet werden. Durch diese Maßnahme ist es möglich, bereits bestehen-

Bei der Konstruktion und beim Betrieb von Wärme- 60 de Wärmeerzeuger einfach dadurch umzurüsten, daß

erzeugern der genannten Art, wie sie beispielsweise aus der Kessel eine Umlenkkammer bzw. eine neue Um-

dem DE-GM 82 23 283 bekannt sind, sind zwei wichtige lenkkammer erhält, die einen aus Keramik bestehenden

Bedienungen zu erfüllen: Erstens soll eine optimale und mit Katalysatormaterial beschichteten heißen

Wärmeausnutzung der Brennstoffe erfolgen, um Ener- Brennraum aufweist.

S'^e einzusparen, und zweitens sollen die Abgase mög- 65 Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise ver-

liehst frei von umweltbelastenden Giftstoffen sein. Bei anschauiicht und im nachstehenden im einzelnen an-

den bekannten Wärmeerzeugern wird daher darauf ge- hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

achtet, daß eine möglichst vollständige Verbrennung Fig. 1 einen Schnitt durch eine Umlenkkammer, die

in einen strichpunktiert angedeuteten Wärmeerzeuger eingebaut ist, und

Fig.2 eine Ansicht der Brennkammer in Richtung des Pfeiles II aus Fig. 1.

Nach der Zeichnung besteht der strichpunktiert dargestellte Wärmeerzeuger 1 im wesentlichen aus einem Gehäuse 2, welches einen zylindrischen Feuerungsraum 3 umschließt Auf einer Seite des zylindrischen Feuerungsraumes 3 ist das Gehäuse 2 mit einer runden öffnung 4 versehen, durch die ein Brenner 5 in den Feuerungsraum 3 hineinragt Auf der der Brenneröffnung 4 gegenüberliegenden Seite ist das Gehäuse 2 mit einem Abgasauslaßstutzen 6 versehen. In seinem Umfangsbereich und an seiner brennerseitigen Stirnseite ist das Gehäuse 2 mit wasserführenden Teilen 7 und 8 versehen, deren Wasserfüllungen durch Wärmeaustausch mit den bei der Verbrennung entstehenden heißen Abgasen erwärmt werden.

In dem zylindrischen Feuerraum 3 ist in konzentrischer Lage eine aus keramischen Material bestehende Umlenkkammer 9 angeordnet Diese besteht aus einem äußeren Führungszylinder 10, der an seinem auf der Seite des Abgasauslaßstutzens 6 liegenden Ende durch eine dicke Prallplatte 11 verschlossen ist Das brennerseitige Ende 12 des Führungszylinders 10 ist offen und trägt einen konzentrisch angeordneten Innenzylinder 13, der ein Stück aus dem brennerseitigen Ende herausragt und sich etwa über die halbe Länge des äußeren Führungszylinders 10 in diesen hinein erstreckt Der Innenzylinder 13 wird in dem äußeren Führungszylinder 10 mit Hilfe von etwa radial angeordneten Leitwänden 14 gehalten, wobei zwischen den Leitwänden Durchgangskanäle 15 für das Abgas vorhanden sind.

Im Inneren des äußeren Führungszylinders 10 wird zwischen dem Ausgangsende 16 des Innenzylinders 13 und der Prallplatte 11 ein Brennraum 17 gebildet, der im Betrieb des Wärmeerzeugers 1 mit einer relativ hohen Temperatur beaufschlagt wird.

Der mit öl oder Gas beaufschlagte Brenner 5 ist mit seiner Flamme in den Innenzylinder 13 gerichtet, so daß die Verbrennung im wesentlichen im Bereich des heißen Brennraums 17 stattfindet. Aus dem heißen Brennraum 17 gelangen die Abgase durch die Durchgangskanäle 15 zurück zum brennerseitigen Ende des zylindrischen Feuerraums 3, werden dort um 180° Grad über den gesamten Umfang umgelenkt und werden durch den äußeren Ringraum, der zwischen der Außenfläche des äußeren Führungszylinders 10 und der Innenfläche des wasserführenden Teils 7 gebildet ist, zu dem dem Brenner 5 abgewandten Ende des Feuerungsraums 3 geleitet, wo die Abgase aus dem Abgasauslaßstutzen 6 austreten können. Im Bereich des Ringraums 18, der den eigentlichen Wärmeübertragungsraum bildet, können an der Außenfläche des äußeren Führungszylinders 10 radial nach außen vorspringende Wärmeübertragungsrippen

19 vorgesehen sein, die zwischen entsprechende Rippen

20 greifen, die an dem wasserführenden Teil 7 angeordnet sind.

Die Innenflächen des Brennraums 17 sowie die Innenseiten der Kanäle 15 sind mit ksts!"tischs!Ti Msteris! 21 se und 22 beschichtet.

Bei einem gasbefeuerten Wärmeerzeuger ist ein zweistufiger Katalysator vorgesehen, wobei das Katalysatormaterial 21, mit welchem die Innenflächen des Brennraums 17 beschichtet sind, eine katalytische Reduktion durchführt, während das Katalysatormaterial 22, mit welchem die Durchgangskanäle 15 beschichtet sind, einen katalytischen Oxidationsbereich bildet. Gegebenenfalls kann der katalytische Oxidationsbereich auch noch bis hinein in den äußeren Ringraum 18 gezogen werden, indem auch die an dem äußeren Führungszylinder 10 vorgesehenen Rippen 19 mit Katalysatormaterial beschichtet werden.

Wenn der Wärmeerzeuger 1 mit öl befeuert wird, ist nur ein einstufiger Katalysator erforderlich, so daß der Katalysator in den Bereichen 21 und 22 aus einheitlichem Material bestehen kann.

Die aus dem Abgasauslaßstutzen 6 austretenden Abgase gelangen unmittelbar in eine Wärmeübertragungseinrichtung 23. Diese ist entweder dem Wärmeerzeuger 1 nachgeschaltet oder mit in diesen integriert

Die Kombination des oben beschriebenen Wärmeerzeugers mit der Wärmerückgewinnungseinrichtung ist besonders vorteilhaft, da man auf diese Weise einen abgasentgifteten Heizkessel mit Brennwertnutzung erhält Aus der Wärmerückgewinnungseinrichtung 23 tritt dann ein sauerstoffarmes, kaltes und gereinigtes Abgas aus, welches nahezu frei von Schadstoffen ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 der Brennstoffe erfolgt und die Abgastemperatur so Patentansprüche: niedrig gewählt wird, daß im Kamin gerade noch die Taupunkttemperatur eingehalten wird. Die Brenner

1. Wärmeerzeuger mit Oberdruckfeuerung auf werden dabei in der Regel so eingestellt, daß Abgastem-Öl- oder Gasbasis mit einem Brenner, einer Umlenk- 5 peraturen von 160 bis 210° erreicht werden, kammer, in die die Flamme des Brenners gerichtet Bei Verbrennungskraftmaschinen ist es zur Albgasist und deren vom Brenner entfernt liegender Be- entgiftung bereits bekannt, in den Abgasleitungen Katareich der Brennraum ist, sowie einem zwischen der lysatoren vorzusehen. Zur Nachverbrennung von Kraft-Umlenkkammer und einem wasserführenden Teil fahrzeugabgas sind beispielsweise katalytische Brenner des Wärmeerzeugers vorgesehenen Wärmeübertra- 10 entwickelt worden, die aus einem Grundmaterial bestegungsraum, durch dei. die heißen Abgase hindurch- hen, auf dem die katalytisch aktive Substanz aufgegeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, bracht ist Derartige Katalysatoren setzen je nach der daß in der Umlenkkammer (9) ein Katalysator (21, zu oxidierenden Substanz die notwendige Verbren-22) angeordnet ist nungstemperatur auf 250° bis 400⁰C herab. Derartige

2. Wärmeerzeuger nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 Katalysatoren sind aber nicht zur Abgasentgiftung von kennzeichnet, daß die Umlenkkammer (9) aus kera- Wärmeerzeugern geeignet, da die Startertemperatur mischem Material besteht der Katalysatoren wesentlich höher als die Abgastem-

3. Wärmeerzeuger nach Anspruch 2, dadurch ge- peraturen modernei Wärmeerzeuger liegt kennzeichnet, daß der Katalysator (21, 22) als Be- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine proschichtung auf der Wand der Umlenkkammer (9) 20 blemlose Entgiftung der Abgase aus modernen Wärmeaufgebracht ist erzeugern zu erreichen.

4. Wärmeerzeuger nach Anspruch 3, dadurch ge- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, kennzeichnet daß der gesamte innere Bereich der daß in der Umlenkkammer des Wärmeerzeugers ein Umlenkkammer (9) mit Katalysatormaterial (21,22) Katalysator angeordnet ist

beschichtet ist. 25 Im Inneren der Umlenkkammer, insbesondere im Be-