DE3500974A1

DE3500974A1 - Spezialkessel fuer feste brennstoffe

Info

Publication number: DE3500974A1
Application number: DE19853500974
Authority: DE
Inventors: geb. Stiasny Anneliese 8261 Marktl Harlander
Original assignee: HARLANDER GEB STIASNY ANNELIES
Current assignee: HARLANDER, JOSEF, 84533 MARKTL, DE
Priority date: 1985-01-14
Filing date: 1985-01-14
Publication date: 1986-07-17
Anticipated expiration: 2005-01-15
Also published as: AT394775B; DE3500974C2; CH669448A5; ATA1186A

Description

Die Erfindung betrifft einen Spezialkessel für feste Brenn-
stoffe zur Erhitzung eines Wärmeträgers, bestehend aus einem mit einem Bodenrost und einem Entgasungsblech versehenen Brennstoffbehälter mit bodenseitigem Abbrand und seitlicher Brenngasabfuhrung, einem sich an den Brenngasabfuhrungsbereich anschließenden Feuerraum mit Sekundärluftzuführung und wenigstens einem in den Strömungsweg der zum Abgasrohr geleiteten Heißgase geschalteten Wärmetauscher.
Bekannte Spezialkessel dieser Art, bei denen als Wärmeträger in der Regel Wasser verwendet wird, können mit festen Brennstoffen nur bedingt wirtschaftlich betrieben werden und belasten außerdem aufgrund unzureichender Verbrennung die Umwelt in erheblichem Maße.
Ursache für die im allgemeinen schlechte Brennstoffausnutzung sind fehlende oder ungenügende Ausmauerung in Verbindung mit zu kleinen Feuerräumen. Obwohl bereits versucht wurde, durch Zuführung von Sekundärluft in den Feuerraum die Verbrennung zu verbessern, gelangen immer noch erhebliche Mengen an brennbaren Gasen unverbrannt in den Abzug und damit in die Atmosphäre, da sie in dem Feuerraum nicht genugend aufgeschlossen und verbrannt werden können.
Aufwendige Ausmauerungen, die zu einer besseren Verbrennung führen könnten, sind aber teuer, erschweren Transport und Montage una schaffen überdies Probleme bei der Regelung derartiger Heizkessel. Die für die unterschiedlichen Brennstoffe zu fordernden jeweils optimalen Feuerraumbedingungen können bei den bekannten Spezialkesseln nicht gewährleistet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Spezialkessel der eingangs definierten Art so auszubilden, daß trotz geringem fertigungstechnischen Aufwand und bei Gewährleistung einer einfachen Montage am Aufstellungsort der Heizwert von festen Brennstoffen, wie z.B. Kohle, Holz, Torf, brennbarer Abfall, mit einem zumindest annähernd gleich guten Wirkungsgrad genutzt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem Abbrandbereich des Brennstoffbehälters und dem Haup-tfeuerraum ein aus feuerfesten Formteilen bestehender Brenneinsatz vorgesehen ist.
Die Verwendung eines aus Formteilen zusammengesetzten, einfach in den Kessel einsetzbaren Brenneinsatzes dieser Art bewirkt, daß die aus dem Glutbett kommenden Verbrennungsgase mit unterschiedlicher Temperatur mit Sekundär-Verbrennungsluft innig vermischt werden. Die zur Verbrennung notwendige Sekundärluft wird den Brenngasen über besondere Einlaßdüsen im Boden des Brenngassammelkanals und des Ausbrandkanals zugeführt, wodurch eine, unter großer Hitzeentwicklung vollkommene Verbrennung, der in den Brenneinsatz einströmenden Brenngase eingeleitet werden kann. Die zur Verbrennung notwendige Sekundärluft wird über einen vorzugsweise im Rauchgassammelkasten des Heizkessels angeordneten Bimetall-Thermostat geregelt. Damit wird auch verhindert, daß während der ersten Anheizphase zum Zug im Glutbett durch die Sekundärluftzuführung ein Nebenzug entsteht oder bei kleiner abgenommener Leistung durch einen solchen Nebenzug der Kesselbrand erlischt. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei, daß die Regulierung der Sekundärluft stets völlig unabhängig und getrennt von der Kesselzugregulierung erfolgt.
Die Regelung des Spezialkessels erfolgt mittels zwei getrennt voneinander angeordneten Bimetall-Thermostaten und der damit verbundenen Zug- und Sekundärluftregulierklappen an der Vorder-bzw. Rückseite des Kessels.
Wesentlich ist, daß der Betrieb des Spezialkessels ohne Hilfseinrichtungen, wie Gebläse oder Pumpen, möglich ist, wodurch ein von Hilfsenergien unabhängiger Betrieb jederzeit sicher gestellt ist.
Für Montage- und Reparaturzwecke ist es von Bedeutung, daß der Brenneinsatz ohne Zuhilfenahme besonderer Werkzeuge und Bindemittel, wie Mörtel, in den Kesselkörper eingebaut und gegebenenfalls auch ausgewechselt werden kann.
Aufgrund der guten Entgasung des Brennstoffbehalters durch das eingebaute Entgasungsblech kann ohne Rauchgasbelästigung jederzeit Brennstoff nachgefüllt werden.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt: Figur 1 eine Schnittzeichnung einer Ausführungsform eines Spezialkessels nach der Erfindung.
Figur 2 einen Querschnitt durch den Hauptfeuerraum und Brenneinsatz.
Der Spezialkessel umfaßt einen Brennstoffbehalter (1L mit einer vorzugsweise ganzflãchigen, oberen Abdeckung (21), einer Einfüllöffnung (22) und einer Anheiztür (10) und einem Entgasungsblech (20). Bodenseitig ist ein Aschekasten (23) mit Zugregulierklappe (14) vorgesehen, die in bekannter Weise durch ein Bimetall-Thermostat (24) betätigt wird.
Neben diesem Aschekasten und getrennt von ihm ist ein Sekundärluft-Vorwãrmraum (6) mit einer Tür («) und einer Sekundãr-Regulierklappe (31) vorgesehen. Daneben und getrennt von ihm ist der Ausbrandkanal (5) mit einer zweiten Sekundarluft-Regulierklappe angeordnet. Die Regulierklappen (312 und (32) werden durch einen Bimetall Ehermostaten (181 betätigt.
Oberhalb des Sekundärluft-Vorwärmkasten (6) und unmittelbar angrenzend an den Festbrennstoffbehälter (1) ist ein Brenneinsatz (3) mit einem Brenngassammelkanal (4) und einem Ausbrandkanal (5) vorgesehen, in denen die Brenngase horizontal geführt werden.
Zum Hauptfeuerraum (2) gehören die oberhalb des Brenneinsatzes gelegene Strahlungszone und die Wärmetauscher-Taschen (13). In der Vorderwand des Kessels ist im Bereich des Hauptfeuerraumes eine Montageöffnung (26) vorgesehen.
Die vom Glutbett über den Rost (28) des Brennstoffbehälters (12 in den Brenneinsatz (3) einströmenden Brenngase werden mit der Sekundarluft aus den Düsen (9) im Boden des Brenngassammelkanals (4) und den Düsen (18) am Boden des Ausbrandkanals (5) innig vermischt und fAr eine vollkommene Verbrennung aufbereitet Die Strahlungwarme der über dem Brenneinsatz brennenden Flammen wird in der Strahlungs- und Konvektionszone des Feuerraumes ausgenutzt. Danach verlassen die Abgase mit einer über dem Taupunkt liegenden Temperatur den Heizkessel über das Abgasrohr (34).
Der erfindungsgemäße Spezialkessel erbringt somit im Vergleich zu bekannten Kesseln dieser Art eine wesentlich bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Brennstoffe unter gleichzeitiger Verringerung der Umweltbelastung und ist außerdem einfach und wirtschaftlich zu fertigen,

Claims

SPEZIALKESSEL FÜR FESTE BRENNSTOFFE -PATENTANSPRUCHE-l.4Spezialkessel für feste Brennstoffe zur Erhitzung eines Warmeträgers, bestehend aus einem mit einem Bodenrost und einem Entgasungsblech versehenen Brennstoffbehälter mit bodenseitigem Abbrand und seitlicher Brenngasabfthrung, einem sich an den Brenngasabfthrungsbereich anschließenden Brenneinsatz mit zweifach regelbarer Sekundär-Verbrennungsluftzuführung und wenigstens einem in den Strömungsweg der zum Abgasrohr geleiteten Heißgase geschalteten Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem bodenseitigen Abbrandbereich des Brennstoffbehälters (1) und dem Hauptfeuerraum (2) ein aus mehreren feuerfesten Formteilen bestehender Brenneinsatz (3) mit einem Brenngassammelkanal (4) und einem Ausbrandkanal (5) vorgesehen ist, in denen die Brenngase horizontal gefuhrt werden.
2. Spezialkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenneinsatz (3) aus feuerfesten Formteilen besteht, die über den Brennstoffbehälter (1) einsetzbar sind und im Einbauzustand einen Brenneinsatz (3) mit einem Brenngassammelkanal (4) und einem Ausbrandkanal (5) mit jeweils einer bodenseitigen, dusenformig ausgebildeten Sekundär-Verbrennungsluftzuführung (9) und (18) bilden.
3. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Abbrandkanal (5) als Wirbelkammer und Flugascheabscheider ausgebildet ist.
4. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngase im Brenngassammelkanal (4) des Brenneinsatzes (3) horizontal und parallel zum Abbrandbereich des Brennstoffbehälters (1) geleitet und danach um die Mittelwand (11) des Brenneinsatzes (3) herum im Ausbrandkanal (5) des Brenneinsatzes (3) in umgekehrter Richtung bis zu der nach oben offenen Auslaßöffnung (12) des Brenneinsatzes (3) geführt werden.
5. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die von der Primär-Verbrennungsluftregelung (14/24) des Heizkessels unabgängig regelbare Sekunda"r-Verbrennungsluftzuführung (31) unter dem Brenngassammelkanal (4) und die Sekundär-Verbrennungalufzuführung (32) unter dem Ausbrandkanal (5) über einen vorzugsweise im Rauchgassammelkasten angeordneten Regler (18) geregelt wird.
6. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßklappe (32) der Sekundãr=Verbrennungsluftzufuhrung beim Öffnungsvorgang der Einlaßklappen mit einer einstellbaren Verzögerung zu der Sekundär-Verbrennungslufteinlaßklappe (31) anspricht.
7. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abstand.uber dem Bodenrost (28) des Brennstoffbehälters (1) ein Entgasungsblech (20) an den Wänden des Brennstoffbehälters (1) befestigt ist.
8. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine einseitig mit Rippen versehene Wärmetauschertasche (15) die Trennwand zwischen dem Brennstoffbehälter (1) und dem Hauptfeuerraum (2) bildet und senkrecht angeordnet*mit Rippen versehene Wãrmetauscher-Taschen (13) mit unterer Einlaß- und oberer Auslaßöffnung in den Feuerraum (2) hineinreichen.
9. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Zugregler (24) der Primärluft-Zuführung (14) vorzugsweise an der oberen Auslaßöffnung einer Wärmetauscher-Tasche so angeordnet ist, daß der Fühler unmittelbar vor oder in die Auslaßöffnung hineinreicht.
10. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei größeren Kesseln oder Großfeuerungen der Brenngassammelkanal (4) des Brenneinsatzes (3) und der als Wirbelkammer ausgebildete Ausbrandkanal (5) mit zusätzlichen öl- oder Gasbrennern zur Temperaturerhöhung ausgerustet werden kann.
11. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung des Brenneinsatzes (3) in einem Spezialkessel für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, oder in einem Wechselbrandkessel, der zu einem Teil nach oben abgedeckte Ausbrandkanal (5) als Brennraum für die Ol- oder Gasbrenner dient.
12. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (8) der Wärmetauscher-Taschen (15) und (13) der Versteifung dieser Bauteile und der Wärmenutzung dienen.
13. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß einige Rippen (8) der Wärmetauscher-Taschen (15) und (13) so ausgebildet sind, daß sie sowohl der Wärmenutzung als auch der zwangsweisen Brenngasführung im Hauptfeuerraum (2) dienen.
14. Spezialkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelklappe (7) im Bereich des Hauptfeuerraumes (2) so angeordnet ist, daß sie sowohl der Brenngasfhrung als auch als Reinigungsöffnung fur den hinteren Teil des Hauptfeuerraumes (2) dient.