DE3447307C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage mit einer im Abzugs­ system der Feuerungsanlage angeordneten Nachverbrennungseinrich­ tung, welche eine oder mehrere mit Durchtrittsöffnungen verse­ hene Trennwände aufweist, wobei die Trennwand bzw. die Trenn­ wände 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 Schwel­ gase durch die Durchtrittsöffnungen der Trennwand bzw. der Trennwände einströmen, und daß in diese Nachverbrennungsräume jeweils mindestens eine Frischluftzufuhr mündet.

Bei einer bekannten Feuerungsanlage dieser Art werden die Schwelgase durch ein mit einer Nachverbrennungseinrichtung ver­ sehenes Abzugsystem geleitet, wobei die Nachverbrennungseinrich­ tung 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 zuge­ führten Frischluft und damit keine restlose Verbrennung der Schwelgase erfolgt. Ein weiterer Nachteil einer solchen Ausfüh­ rung besteht darin, daß die Verbrennung der Schwelgase nicht in einem begrenzten Raumgebiet stattfindet, sondern ein kaminseitig offener Teil des Abzugsystems als Nachverbrennungsraum verwendet wird, wodurch vor allem bei ungünstigen Wetterbedingungen eine kontrollierte und restlose Verbrennung der Schwelgase schwer möglich ist.

Aus der DE-OS 32 31 378 ist weiters ein durch eine quer zur Ab­ zugsrichtung angeordnete Trennwand begrenzter Nachverbrennungs­ raum bekannt, in welchen eine Frischluftzufuhr mündet. Bei einem Ausführungsbeispiel der bekannten Feuerungsanlage sind zwei un­ abhängige nebeneinanderliegende und im wesentlichen gleich aus­ gebildete Nachverbrennungsräume vorgesehen, in die jeweils eine Frischluftzufuhr mündet. Pro Nachverbrennungskammer ist als Durchtrittsöffnung in der Trennwand jeweils ein einziger relativ großer Schlitz vorgesehen. Durch die in bezug auf die Nachver­ brennungskammer seitliche Anordnung dieses einen Schlitzes mag es zwar zu einer kreisenden Bewegung der Abgase kommen, durch den einen großen Schlitz strömen die Abgase im Nachverbrennungs­ raum jedoch im wesentlichen laminar, womit eine innige Vermi­ schung mit der Frischluft und damit eine optimale Nachverbren­ nung nicht gegeben sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Nachverbrennungseinheit für eine Feuerungsanlage zu schaffen, bei der eine optimale Nachverbrennung erzielt wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zumindest eine mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen versehene, innere Trennwand einen inneren Nachverbrennungsraum einschließt und daß mit Abstand um diese innere(n) Trennwand bzw. Trennwände herum wenigstens eine mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen ver­ sehene, äußere Trennwand angeordnet ist, wobei zwischen innerer und äußerer Trennwand ein den inneren Nachverbrennungsraum umge­ bender äußerer Nachverbrennungsraum liegt und wobei die Rauch- und Schwelgase turbulent durch die Vielzahl der Durchtrittsöff­ nungen in die Nachverbrennungsräume einströmen.

Im Gegensatz zu der aus DE-OS 32 31 378 bekannten Anlage liegen die erfindungsgemäßen Nachverbrennungsräume nicht einfach paral­ lel nebeneinander, sondern ineinander. Durch diese Anordnung und die Vielzahl der Durchtrittsöffnungen, durch die Rauch- und Schwelgase sehr turbulent einströmen, ergeben sich eine verbes­ serte Verteilung der Frischluft und eine innige Durchwirbelung derselben mit den Rauch- und Schwelgasen. Dadurch erzielt man eine optimale Nachverbrennung. Der innere Nachverbrennungsraum dient nicht nur einer verbesserten Frischluftverteilung, sondern auch zur zusätzlichen Nachverbrennung der in ihn über den äuße­ ren Nachverbrennungsraum einströmenden, noch nicht vollständig verbrannten Rauch- und Schwelgasanteile. Insgesamt erzielt man so eine optimale, vollständige und kontrollierte Nachverbren­ nung.

Eine erfindungsgemäße Nachverbrennungseinrichtung kann auch nachträglich in die meisten Feuerungsanlagen eingebaut werden. Durch die Anpassung der Maße der erfindungsgemäßen Nachverbren­ nungseinrichtung ist eine vielseitige Anwendung von kleinen Ver­ brennungsöfen bis hin zu Großverbrennungsanlagen möglich. In al­ len Fällen gewährleistet die erfindungsgemäße Nachverbrennungs­ einrichtung eine rauchlose oder nahezu rauchlose Verbrennung auch minderwertiger Brennstoffe, wie z. B. Müll, und außerdem die Ausnutzung des in den noch unverbrannten Schwelgase enthaltenen Energiepotentials.

Die Trennwände der erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinrichtung können gekrümmt sein, wodurch eine vorteilhafte Vergrößerung der Einströmoberflächen in die umschlossenen Nachverbrennungsräume erreicht wird. Vorteilhaft ist es, die gekrümmten Trennwände als leicht anzufertigende Zylinder- oder Doppelzylinderrohre auszu­ bilden, welche quer zur Abzugsrichtung im Abzugsystem nahe der Brennkammer angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Frischluftzufuhr kann vorzugsweise regelbar ausgebildet sein, was eine Anpassung der Nachverbrennung 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 zwischen mindestens einer quer zur Abzugsrichtung des Ab­ zugsystems liegenden Trennwand der Nachverbrennungseinrichtung und den Wänden des Abzugsystems mindestens ein Spalt angeordnet ist. Dadurch werden die Zugverhältnisse verbessert und die Ein­ strömoberfläche in dem umschlossenen Nachverbrennungsraum bzw. Nachverbrennungsräumen vergrößert. Wegen der dabei auftretenden außerordentlichen Hitze ist es zweckmäßig, die gelochten Trenn­ wände aus hochfeuerfesten, hitzebeständigen Materialien, z. B. Schamott oder hitzebeständigem Stahl bzw. anderen geeigneten Le­ gierungen herzustellen.

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

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch eine erfin­ dungsgemäße Feuerungsanlage, Fig. 2 einen darauf senkrechten vertikalen Längsschnitt, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinrichtung, Fig. 4 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer anderen erfindungs­ gemäßen Nachverbrennungseinrichtung, Fig. 5 zeigt einen vertika­ len Längsschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Feuerungs­ anlage.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage besteht im wesentlichen aus einem die Brennkam­ mer 1 und das Abzugsystem 2 umgebenden Gehäuse 3 und den als Doppelzylinderrohr ausgebildeten erfindungsgemäßen Trennwänden 4a, 4b, welche aus hitzefestem Stahl gefertigt und mit Durch­ trittsöffnungen 7a, 7b versehen sind und die äußeren und inneren Nachverbrennungsräume 5a, 5b einschließen. Das Doppelzylinder­ rohr 4a, 4b ist am brennkammerseitigen Ende des Abzugsystems 2 auf Metallzwischenstücken 6 derart angeordnet, daß zwischen dem äußeren Doppelzylinderrohr 4a und den Wänden des Abzugsystems 2 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 Abzugsy­ stem 2. Ein Großteil der Schwelgase gelangt dabei über die in Fig. 2 dargestellten runden Durchtrittsöffnungen 7a, 7b des Dop­ pelzylinderrohres 4a, 4b in die Nachverbrennungsräume 5a, 5b der erfindungsgemäßen Nachverbrennungseinheit. Die äußerst turbulent in die Nachverbrennungsräume 5a, 5b einströmenden Gase werden dort nahezu vollständig mit der durch die regelbare Frischluft­ zufuhr 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 werden die Zugverhältnisse verbessert und die Einströmoberfläche in das Doppelzylinderrohr 4a, 4b vergrößert. Der durch diesen Spalt am Doppelzylinderrohr 4a, 4b vorbeiströmende kleine Teil der Schwelgase wird durch die - in Abzugsrichtung des Abzugsystems gesehen - hinten aus den Nachverbrennungszonen herausschlagenden Flammen ebenfalls noch teilweise verbrannt. Dadurch ist eine na­ hezu vollständige Verbrennung der Schwelgase möglich, wodurch einerseits kaum Rauchgase über das Abzugsystem 2 ins Freie ge­ langen und andererseits das in den unverbrannten Schwelgasen steckende Energiepotential ausgenutzt und in Wärme umgewandelt wird.

In Fig. 2 ist die Einbaulage des erfindungsgemäßen Doppelzylin­ derrohres 4a, 4b ein Gehäuse 3 und die Reguliervorrichtung 8 für die Frischluftzufuhr dargestellt. Die Regelung der Frischluftzu­ fuhr für den äußeren Nachverbrennungsraum 5a und den inneren Nachverbrennungsraum 5b erfolgt gesondert durch jeweiliges Ver­ drehen der ebenfalls mit Durchtrittsöffnungen 9a, 10a, 9b, 10b versehenen Abschlußplatten 11a, 12a bzw. 11b, 12b gegeneinander. Dabei sind die inneren Abschlußplatten 12a, 12b fest mit den Doppelzylinderrohren 4a bzw. 4b verbunden und die äußeren Ab­ schlußplatten 11a, 11b mittels eines Knopfes 13b bzw. eines Rin­ ges 13a verdrehbar, je nachdem, ob sich die Durchtrittsöffnungen 9a, 10a bzw. 9b und 10b decken oder nicht, strömt viel oder we­ nig Luft in die Nachverbrennungsräume 5a bzw. 5b.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Doppelzylinderrohres 4a, 4b mit den Durchtrittsöffnungen 7a, 7b und den mit den Durchtrittsöffnungen 9a, 10a, 9b, 10b für die Frischluft versehenen gegeneinander verdrehbaren Abschlußplatten 11a, 12a bzw. 11b, 12b. Die in Fig. 3 dargestellte gegenseitige Stellung der Abschlußplatten 11a, 12a bzw. 11b, 12b entspricht maximaler Frischluftzufuhr, da sich die Durchtrittsöffnungen 9b, 10b für den inneren Nachverbrennungsraum 5b und die Durchtritts­ öffnungen 9a, 10a für den äußeren Nachverbrennungsraum 5a je­ weils gerade decken.

Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäßen Nachverbrennungseinheit, bei der ein aus zwei gelochten, konzentrischen Zylinderrohren 4a, 4b bestehendes Doppelzylinder­ rohr die erfindungsgemäßen Trennwände bildet und die Regulier­ vorrichtung 8 der Frischluftzufuhr im wesentlichen aus zwei schraubbaren Tellerventilen 13a, 13b besteht, deren Ventilsitz das äußere Zylinderrohr 4a bzw. das innere Zylinderrohr 4b dar­ stellt. Die Gewinde 14a, 14b der schraubbaren Tellerventile 13a, 13b stehen mit den am Doppelzylinderrohr 4a, 4b angebrachten Ge­ winden 15a bzw. 15b im Eingriff, sodaß ein Verdrehen der Teller­ ventile 13a, 13b ein Abheben oder Aufliegen der jeweiligen Tel­ lerventile von bzw. auf ihren Ventilsitz bewirkt und damit eine Regelung der Luftzufuhr in den äußeren Nachverbrennungsraum 5a bzw. den inneren Nachverbrennungsraum 5b erlaubt.

Fig. 5 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Feuerungsanlage, bei der im Abzugsystem 2 eine dreifache Nachverbrennungseinrichtung angeordnet ist. Die in Abzugsrichtung gesehen vorderen zwei Nachverbrennungseinrichtungen werden durch zwei knapp hinterein­ ander liegende und quer zur Abzugsrichtung angeordnete gelochte Doppelzylinderrohre 21, 22 gebildet. Die dritte Nachverbren­ nungseinrichtung, welche mit der zweiten Nachverbrennungsein­ richtung im 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 Nachverbren­ nungsraum 25 ein. Zwischen der Platte 24 und dem Zylinderrohr 23 liegt der äußere Nachverbrennungsraum 26 eingeschlossen.

In die in Fig. 5 im vertikalen Längsschnitt dargestellten Nach­ verbrennungsräume münden jeweils nicht dargestellte erfindungs­ gemäße 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 Zylinderrohr vorzunehmen.

Die Durchtrittsöffnungen in den erfindungsgemäßen Trennwänden müssen nicht kreisförmig sein. Sie können auch als Schlitze, rechteckige, quadratische, sternförmige oder in jeder erdenkli­ chen Form ausgeführte Öffnungen sein. Eingestanzte Öffnungen ha­ ben eine vorteilhafte Wirkung auf die angestrebte Verwirbelung der Gase. Diese werden durch die durch die Stanzung bedingte Zackenbildung im Inneren der Trennwände zusätzlich verwirbelt.

Weiters ist es möglich, in einer erfindungsgemäßen Feuerungsan­ lage verschiedene Formen von Durchtrittsöffnungen an der Trenn­ wand bzw. den Trennwänden anzubringen und deren Anzahl pro Flä­ cheneinheit zu variieren, z. B. an brennkammerseitigen Trennwän­ den kleine Durchtrittsöffnungen anzubringen.

Die Zufuhr von Frischluft in die Nachverbrennungsräume kann durch den Schornsteinzug alleine, aber auch durch ein z. B. elek­ trisch betriebenes Gebläse erfolgen.

Claims (7)

1. Feuerungsanlage mit einer im Abzugsystem der Feuerungsanlage angeordneten Nachverbrennungseinrichtung, welche eine oder mehrere mit Durchtrittsöffnungen versehene Trennwände auf­ weist, wobei die Trennwand bzw. die Trennwände der Nachver­ brennungseinrichtung mindestens teilweise quer zur Abzugs­ richtung des Abzugsystems liegen, daß die Trennwand bzw. die Trennwände einen oder mehrere Nachverbrennungsräume ein­ schließen, in die zumindest ein Teil der Rauch- und Schwel­ gase durch die Durchtrittsöffnungen der Trennwand bzw. der Trennwände einströmen, und daß in diese Nachverbrennungs­ räume jeweils mindestens eine Frischluftzufuhr mündet, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest eine mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen (7a) versehene, innere Trennwand (4b) einen inneren Nachverbrennungsraum (5b) einschließt und daß mit Abstand um diese innere(n) Trennwand bzw. Trennwände (4b) herum wenigstens eine mit einer Vielzahl von Durch­ trittsöffnungen (7b) versehene, äußere Trennwand (4a) ange­ ordnet ist, wobei zwischen innerer (4b) und äußerer (4a) Trennwand ein den inneren Nachverbrennungsraum (5b) umgeben­ der äußerer Nachverbrennungsraum (5a) liegt und wobei die Rauch- und Schwelgase turbulent durch die Vielzahl der Durchtrittsöffnungen (7a, 7b) in die Nachverbrennungsräume (5a, 5b) einströmen.

2. Feuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Trennwand (4a oder 4b) der Nachverbrennungs­ einrichtung ein quer zur Abzugsrichtung des Abzugsystems (2) angeordneter und mit Durchtrittsöffnungen versehener Zylin­ der ist.

3. Feuerungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere (4b) und die äußere (4a) Trennwand der Nachver­ brennungseinrichtung durch zwei konzentrische, quer zur Ab­ zugsrichtung des Abzugsystems (2) angeordnete und jeweils mit Durchtrittsöffnungen (7a, 7b) versehene Zylinder gebil­ det sind.

4. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den inneren Nachverbrennungsraum (5b) und in den äußeren Nachverbrennungsraum (5a) jeweils minde­ stens eine gesonderte Frischluftzufuhr mündet, wobei die Frischluftzufuhr in den inneren und äußeren Nachverbrennungs­ raum jeweils mit einer Reguliervorrichtung getrennt regelbar ist.

5. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und/oder die Form der Durch­ trittsöffnungen einer oder mehrerer Trennwände verschieden ist.

6. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Durchtrittsöffnungen pro Flächeneinheit einer oder mehrerer Trennwände verschieden ist.

7. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens einer quer zur Ab­ zugsrichtung des Abzugsystems (2) liegenden Trennwand (4a) der Nachverbrennungseinrichtung und den Wänden des Abzugsy­ stems (2) mindestens ein Spalt angeordnet ist.