DE3447307A1

DE3447307A1 - Feuerungsanlage

Info

Publication number: DE3447307A1
Application number: DE19843447307
Authority: DE
Inventors: Leonhard A. Prof. Dr. Hall Tirol Hütter; Sepp Ingruber; Bruno Mittersill Tildach
Original assignee: HUETTER LEONHARD A
Current assignee: TILDACH, BRUNO, MITTERSILL, AT
Priority date: 1984-01-05
Filing date: 1984-12-24
Publication date: 1985-07-18
Also published as: CH665269A5; DE3447307C2; AT389752B; ATA1984A

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage mit einer im Abzugsystem der Feuerungsanlage angeordneten Nachverbijennungseinrichtung, welche eine oder mehrere mit Durchtrittsöffnungen versehene Trennwände aufweist.

Bei einer bekannten Feuerungsanlage dieser Art werden die Schwelgase durch ein mit einer Nachverbrennungseinrichtung versehenes Abzugsystem geleitet, wobei die Nachverbrennungseinrichtung mit Durchtrittsöffnungen versehene Trennwände aufweist, aus denen Frischluft in das Abzugsystem gelangt- Dabei streichen die von der Brennkammer kommenden Schwelgase; nahezu laminar entlang der mit Durchtrittsöffnungen versehenen Trennwände, wodurch keine ausreichende Durchmischung der Schwelgase .. mit der zugeführten Frischluft und damit keine restlose Verbrennung der Schwelgase erfolgt. Ein weiterer Nachteil einer, solchen Ausführung besteht darin, daß die Verbrennung der Schwelgase nicht in einem begrenzten Raumgebiet stattfindet, sondern ein kaminseitig offener Teil des Abzugsystems als Nachverbrennungsraum verwendet wird, v/odurch vor allem bei ungünstigen Wetterbedingungen eine kon- · trcllierte und restlose Verbrennung der Schwelgase schwer i.icglich ist

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Nachverbrennungseinheit für eine Feuerungsanlage zu schaffen, bei der" die oben angeführten Nachteile vermieden werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Trennwand bzw. die Trennwände der Nachverbrennungseinrichtung mindestens teilweise quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems liegen, daß die Trennwand bzw. die Trennwände einen oder mehrere Nachverbrennungsräume einschließen, in die zumindest ein Teil der Rauch- und Schwelgase durch die Durchtrittsöffnungen der Trennwand bzw. der Trennwände turbulent einströmen, und daß in diese Nachverbrennungsräume jeweils mindestens eine Frischluftzufuhr mündet. ' ■■ '■

v. ;tak**iöi.iu.-fei

Bei.der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung der Nachverbrennungsräume werden alle oder zumindest ein Groß-· teil der von der Brennkammer kommenden Schwelgase durch die Durchtrittsöffnungen der -quer zur Abzugsrichtung liegenden gelochten Trennwand bzw. Trennwände gezwungen'und gelangen mit großen Turbulenzen in mindestens einen von der gelochten Trennwand bzw. Trennwänden umschlossenen Nachverbrennungsraum, in den mindestens eine Frischluftzufuhr mündet. Es erfolgt- dadurch eine weitgehend vollständige Vermischung der Schwelgase mit der zugeführten Frischluft, sodaß praktisch die gesamten Schwelgase in dem von den gelochten Trennwänden umgebenen Nachverbrennungsraum vollständig und kontrolliert mit außerordentlich, hoher Temperatur verbrennen. Eine e.rfindungsgemäße Nachverbrennungseinrichtung kann auch nachträglich in die meisten Feuerungsanlagen eingebaut v/erden. .Durch d.i e Anpassung der Maße 'der erfindungsgemäßen Kachverbrennungseinrichtung ist eine vielseitige Anv/endung von kleinen Verbrennungsofen bis hin zu Großverbrennungsanlagen möglich. In allen Fällen gewährleistet die 'erfindungsgemäße Nachverbrennungseinrichtung eine rauchlose oder nahezu rauchlose Verbrennung auch minderwertiger Brennstoffe, wie z.B. Müll,und außer-· dem die Ausnutzung des in den noch unverbrannten Schwelgase enthaltenen Energiepotentials. ' -

Die Trennwände der erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinrichtung können gemäß einem besonderen. Merkmal der Erfindung gekrümmt sein, wodurch eine vorteilhafte Vergrößerung der Einströmoberflächen in die umschlossenen Nachverbrennungsräume erreicht v/ird. Vorteilhaft ist es, die gekrümmten Trennv/ände als leicht anzufertigende ^! Zylinder- oder Doppelzylinderrdhre auszubilden, welche quer zur Abzugsrichtung im Abzugsystem nahe der Brennkammer angeordnet sind. ·

Die erfindungsgemäße Frischluftzufuhr kann vorzugsweise regelbar ausgebildet sein, was eine Anpassung der Nach-

verbrennung auf die Brenngeschwindigkeit in der eigentlichen Brennkammer erlaubt. Die Frischluftzufuhr kann dabei 'in einer oder mehreren Stellen in den jeweiligen Nachverbrennungsraum der erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinrichtung münden. - - .

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zv/ischen mindestens einer quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems liegenden Trennwand der Nachverbrennungseinrichtung und den Wänden des Abzugsystems mindestens ein Spalt angeordnet ist. Dadurch werden die ■ Zugverhältnisse verbessert und die Einströmoberfläche■■ in dem umschlossenen Kachverbrennungsraum bz.w. Nachver- ·. ■ brennungsräumen vergrößert. Wegen der dabei auftretenden· außerordentlichen Hitze ist-es zweckmäßig, die gelochten Trennwände aus hochfeuerfesten, hitzbeständigen Materialien, z.B. Schamott oder hitzebeständigem Stahl bzw. anderen geeigneten Legierungen herzustellen. . ·

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Figuren der Zeichnungen näher durch Ausführungsbeispiele erläutert.

Fig¹. 1 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch eine en'indungsgemäße Feuerungsanlage, Fi£s. .? ein^n riarauf •senkrechten vertikalen Längsschnitt,·Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinrichtung, Fig. 4 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer anderen erfindungsgemäßen Nachverbrennungs einrichtung, Fig. 5, Fig.6 und Fig.7 zeigen jeweils einen vertikalen Längsschnitt durch weitere erfindungsgemäße Feuerungsanlagen. > · . · ■

Das in.Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage besteht im v/esentlichen aus einem die Brennkammer 1 und das Abzugsystem 2 umgebenden Gehäuse 3 und den als Doppelzylinderrohr ausgebildeten erfindungsgemäßen Trennwänden 4a, 4b, welche aus hitzefestem Stahl gefertigt und mit Durchtrittsöffnungen 7a,7b versehen s/ind und die Nachverbrennungsräume 5a, 5b ein-

schließen. Das Doppelzylinderrohr 4a,4b ißt am brennkarnmerseitigen Ende des Abzugnys terns 2 auf Metallzwischenstücken 6 derart angeordnet, daß zwischen dem äußeren Doppelzylinderrohr 4a und den Wänden des Abzugsystems ein ca. 1 cm breiter Spalt entsteht. Durch diesen Spalt und das Doppelzylinderrohr 4a,4b verlassen die Schwelgase, die in der Brennkammer 1 entstehen, die Feuerungsanlage über das Abzugsystem 2. Ein Großteil der Schwelgase gelangt dabei über .die in Fig.2 dargestellten runden Durchtrittsöffnungen 7a,7b des Doppelzylinderrohres 4a,4b in die Nachverbrennungsräume 5a,5b der erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinheit. Die äußerst turbulent in die •Nachverbrennungsräume 5a,5b einströmenden Gase v/erden dort nahezu vollständig mit der durch die regelbare Frisch luftzufuhr 8 zugeführten Frischluft vermischt und verbrennen mit außerordentlich hoher Temperatur in den Nachverbrennungsräumen 5a,5b des Doppelzylinderrohres 4a,4b. Durch den Spalt zwischen Doppelzylinderrohr 4a,4b und Wänden des Abzugsystems v/erden die Zugverhältnisse verbessert und die.Einströmoberfläche in das Doppelzylinderrohr 4a,4b vergrößert. Der durch, diesen Spalt am Doppelzylinderrohr 4a,4b vorbeiströmende kleine Teil der Schwel-2a.se wird durch die - in Abzugsriohhing .de? Abzugsystems gesehen - hinten aus den Nachverbrennungszonen herausschlagenden Flammen ebenfalls noch teilweise verbrannt.· Dadurch ist eine nahezu vollständige Verbrennung der Schwelgase möglich, wodurch einerseits kaum Rauchgase ■ über das Abzugsystem 2 ins Freie gelangen und andererseits das in den unverbrahnten Schwelgasen steckende Energiepotential ausgenutzt und in Wärme umgewandelt ' s ' ivird.

In Fig. 2 ist die Einbaulage des erfindungsgemäßen Doppelzylinderrohres 4a,4b j ein Gehäuse 3 und die Reguliervorrichtung 8 für die Frischluftzufuhr dargestellt. Die Regelung der Frischluftzufuhr für den äußeren Nachverbrennung.'.;raum 5a und öc.n inneren Nach-

verbrennungsraum L>b erfolg I: gesondert durch jeweiliges Vordrohen der obtmfal U; mit Durchtrittsöff nurigen 9a, 10a,9b, versehenen Abschlußplatten lla, 12a bzw. 11b,12b gegeneinander. Dabei*sind die inneren Abschlußplatten 12a,12b fest mit den Doppelzylinderrohren 4a bzw. 4b verbunden und die äußeren Abschlußplatten lla,11b mittels eines Knopfes 13b .bzw. eines Ringes 13a verdrehbar. Je nachdem, ob sich· die Durchtrittsöffnungen 9a,10a bzw, 9b und 10b decken oder·

" nicht>. strömt viel oder, wenig Luft in die Nachverbrennungsräume 5a bzw. 5b.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungs-• gemäßen Doppelzylinderrohres 4a,4b mit den Durchtrittsöffnungen 7a,7b und den· mit den Durchtrittsöffnungen 9a,i0ä, 9b,10b für die Frischluft versehenen gegeneinander verdrehbaren Abschlußplatten lla,12a bzw. lib,12b. Die in Fig. 3 dargestellte gegenseitige Stellung der Abschlußplatten lla, 12a bzw. 11b, 12b entspricht maximaler Frischluftzufuhr, da sich die Durchtrittsöffnungen 9b,10b für den'inneren Nachverbrennungsraum 5b und die Durchtrittsöffrtungen 9a,10a für den äußeren Nachverbrennungsraum 5a jeweils gerade .decken. ■ · -

Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinheit, bei der ein aus . zwei gelochten, konzentrischen Zylinderrohren 4a,4b bestehendes Doppelzylindorrohr die erfindungsgemäßen Trennwände bildet und die Reguliervorrichtung 8 der Frischluftzufuhr im wesentlichen aus zw.ei _schr.aubbaren Tellerventilen 13a,13b besteht, deren Ventilsitz das äußere Zylinderrohr 4a bzw. das innere*Zylinderrohr 4b darstellt. Die Gewinde 14a,14b der schraubbaren Tellerventile 13a,13b stehen'mit den am Doppelzylinderrohr 4a,4b angebrachten Gewinden 15a bzw. 15b im Eingriff, sodaß ein Verdrehen der Tellerventile 13a,13b ein Abheben oder Aufliegen der jeweiligen Tellerventile von bzw. auf ihren Ventilsitz bewirkt und damit eine Regelung der Luftzufuhr in den

äußeren Nachverbrennungsraum 5a bzw. den inneren Nachverbrennungsraum 5b erlaubt.

In Fig. 5 ist ein vertikaler Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbe'isp'iel einer erfindungsgemäßen Feuerungsanlage dargestellt. Die im Abzugsystem 2 angeordnete Nachverbrennungseinrichtung besteht aus einem gelochten, einfachen Zylinderrohr 16, welches eine erfindungsgemäße, quer zur Abzugsrichtung liegende Trennwand bildet, die am brennkammerseitigen Ende des Abzugsysterns 2 angeordnet ist und einen Nachverbrennungsraum 17 einschließt. In Abzugsrichtung gesehen - dahinter liegt ein v/eiterer Nachverbrennungsraum 18, der von einer geraden, gelochten Platte 19 und einem gelochten Halbzylinderrohr 20 umschlossen irjt. Der Abstand des hinteren Nachverb rennung s räume s 18 vorn vorderen Nachverbrennungsraum 17 ist dabei so klein, daß die aus den Durchtrittsöffnungen des Zylinderrohres 16 herausschlagenden Flammen das Halbzylinderrohr 20 erreichen können.

Fig. 6 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch ein ' weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ' Feuerungsanlage, bei c'.er- im Abzugsystem 2 eine dreifache Nachverbrennungseinrichtung angeordnet ist. Die in Ab— zugsrichtung gesehen — vorderen zwei Nachverbrennungseinrichtungen werden durch zwei knapp hintereinander liegende und quer zur Abzugsrichtung angeordnete ge-.lochte Doppelzylinderrohre 21,22 gebildet. Die dritte Nachverbrennungseinrichtung, welche mit der zweiten Nachverbrennungseinrichtung in Flammenkontakt steht, besteht aus einem Zylinderrohr 23 geringeren Durchmessers als die Breite des Abzugsystems 2 und einer - im Querschnitt gesehen - C-förmig gekrümmten gelochten Platte 24. Das Zylinderrohr 23 schließt den inneren Nachverbrennungsraum 25 ein. Zwischen der Platte 24 und dem Zylinderrohr 23 liegt der äußere Nachverbrennungsraum 26 eingeschlossen.

Fiji. 7 zeii/,L einen vertikalen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgernäßen Feuerungsanlage, bei der im Abzugsystem 2 eine - im Querschnitt gesehen - rechteckige Nachverbrennungseinrichtung angeordnet ist, v/elche aus vier zusammengeschweißten, gelochten Metallplatten 27 und in Fig. 7 nicht dargestellten rechteckigen,seitlichen Deckplatten besteht- Eine derartige Nachverbrennungseinrichtung ■-.."> ist besonders einfach aus ebenen Platten herzustellen.

In die in Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 im vertikalen Längsschnitt dargestellten Nachverbrennungsräume münden jeweils nicht dargestellte erfindungsgemäße Frischluftzufuhren.· . " ·

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die inneren und äußeren Zylinderrohre der Doppelzylinderrohre jeweils durch Lochscheiben zentriert. Es ist jedoch durchaus möglich, diese Zentrierung z.B. mittels angeschweißter Streben zwischen äußerem und innerem Zylinder-, rohr vorzunehmen. ^:

■Die Durchtrittsöffnungen in den erfindungsgemäßen Trennwänden müssen nicht kreisförmig sein. Sie können auch als Schlitze, rechteckige, quadratische, sternförmige oder in jeder erdenklichen Form ausgeführte Öffnungen .sein. Eingestanzte Öffnungen haben eine vorteilhafte V/irkung auf die angestrebte Verwirbelung der Gase. Diese v/erden durch die durch die Stanzung'bedingte Zackenbildung im Inneren der Trennwände zusätzlich verwirbelt.

Weiters ist es möglich, in einer erfindungsgemäßen Feuerungs anlage verschiedene Formen von Durchtrittsöffnungen an der Trennwand bzw. den Trennwänden anzubringen und deren Anzahl pro Flächeneinheit zu variieren, z.B. an brennkammerseitigen Trennwänden große Durchtrittsöffnungen und an kaminseitip.en Trennwänden kleine Durchtrittsöffnungen anzubringen.

Die Zufuhr von Frischluft; in die Machverbrennungsräume ksöfm durch den Schornstexnzug alleine, aber auch durch ein z.B. elektrisch betriebenes Gebläse erfolgen.

COPY H

Claims

_o _h ... 2556-1-12.716

Patentanwälte ·.. ......

DIPL-ING-P-S^ ML MANN ' .^: L·. ' Ί ' .^: * ! München, den 24.Dez. 1984

MU NCHiN 2

Tel. 2262 07/22 42 09 Patentansprüche: 3447307

Prof.P.Dr.Leonhard A. Hütter OFM,
Stadtgraben 7

A-6060 Hall in Tirol (Österreich)

L.J Feuerungsanlage mit einejr im'Abzugsystem der Feuerungsanlage angeordneten Nachverbrennungseinrichtung, welche eine, oder mehrere mit Durchtrittsöffnungen versehene Trennwände aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand bzw. die Trennwände (4a,4b) der Nachverbrennungseinrichtung mindestens teilweise quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems (2) liegen, daß die Tr.ennv/and bzw. die. Trennwände (4a,4b) einen oder mehrere Nachverbrennungsräume (5a,5b) einschließen, in die zumindest ein Teil "· der Rauch- und Schwelgase durch die Durchtrittsöffnungen (7a,7b) der Trennwand bzw. der Trennwände (4a,4b) " ' turbulent einströmen, und daß. in. diese Nachverbrennungsräume (5a,5b) jeweils mindestens eine Frischluftzufuhr. (S) mündet. · ■
2. Feuerungsanlage nach Anspruch .1, dadurch-gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Trennwände f'43,4b) der Nachher- . ₍ j brennungseinrichtung gekrümmt sind. · i ^ä
3. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- · zeichnet, daß mindestens eine Trennwand (16) der Nach— Verbrennungseinrichtung ein quer zur Abzugsrichtung des. Abzugsystems (2) angeordneter und mit Durchtrittsöffnungen versehener Zylinder ist. ■ "
4. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,' dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei .Trennwände (4a,4b) · der Nachverbrennungseinrichtung mindestens zwei konzentrische, quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems (2) angeordnete und jeweils mit Durchtrittsöffnungen (7a,7b) versehene Zylinder sind.

AO/an
5. Feuerungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den vom inneren Zylinder (4b) umgebenen inneren ' Nachverbrennungsraum (5b) und in den zwischen innerem und äußerem Zylinder (4a) liegenden äußeren Nachverbrennungsraum (5a) jeweils mindestens eine gesonderte Frischluftzufuhr mündet.
6. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

• gekennzeichnet, daß die Frischluftzufuhr (8) für mindestens, einen Nachverbrennungsraum (5a,5b) mit einer Reguliervorrichtung regelbar ist.
7. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Durchtritts-Öffnungen (7a,7b) einer oder mehrerer Trennwände (4a,4b) einen kreisförmigen Querschnitt hat.
8. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Durchtritts-

■ . -

u öffnungen einer oder-mehrerer Trennwände einen rechteckigen Querschnitt hat. · . .
9. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Durchtritts- · öffnungen r.ls Schlitz ausgebildet ist.
10. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und/oder die Form der Durchtrittsöffnungen einer oder mehrerer Trennwände verschieden ist.
11. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10,,, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Durchtrittsöffnungen pro Flächeneinheit einer oder mehrerer Trennwände verschieden ist. .' .- „_

• * * *K m m
12. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein durch eine oder mehrere Trennwände (4a,4b) eingeschlossener Nachverbrennungsraum (5a,5b) dm brennkammerseitigen Ende des Abzugsystems (2) liegt.
13. Feuerungsanlage nach einem der Ansprache 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens einer quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems (2) liegenden Trennwand (4a) der Nachverbrennungseinrichtung und den Wänden des Abzugsystems (2) mindestens ein Spalt angeordnet ist.
14. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (5a,5b) der Nachverbrennungseinrichtung aus hitzebeständigem Stahl bestehen.
15. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände der Nachverbrennungseinrichtung aus Schamott bestehen. · '