DE3502661C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel für Druckgas oder Druck­ öl gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruches.

Eine Brennkammer dieser Art wird im allgemeinen als "heiß" be­ zeichnet, weil die Flamme des Brenners nicht mit wasserführen­ den Flächen umhüllt ist. Die von der Flamme entwickelten heißen Rauchgase werden vor dem bzw. am Boden der topfförmigen Brenn­ kammer um 180 Grad umgelenkt und in einem zweiten Zug zurück durch die heiße Zone der Flamme geführt. Dadurch werden die heißen Rauchgase weitgehend ausgebrannt und verlassen dann die Brennkammer mit einem wesentlich höheren CO₂-Gehalt, als wenn die Rauchgase ohne Umlenkung unmittelbar in den Rauchgasabzug gelangen. Beim Verlassen der Brennkammer werden die schon ein­ mal umgelenkten Rauchgase nochmals um 180 Grad in einen dritten Zug umgelenkt, der von den längslaufenden Innenrippen des Innen­ rippenrohres gebildet wird. Durch den dritten Zug hindurch ge­ langen dann die abgekühlten Rauchgase durch den Rauchgasabzug hindurch in den Schornstein.

Durch Bild 1 der DE-Z: HLH, Seite 192, ist eine stehende bzw. lotrechte Brennkammer mit einer topfförmigen Auskleidung aus Keramikfasern bekanntgeworden, die auch mit dem Boden der Brennkammer fest verbunden ist. Die Zylinderwand der Ausklei­ dung ist jedoch praktisch bis in Höhe der Brennkammerausmündung bzw. bis zu ihrem offenen Ende hochgezogen und lediglich im Brennkammerbereich durch Heißgasaustrittsöffnungen unterbrochen. Außerdem werden die Heißgase nur zweimal umgelenkt. Ein dritter Zug wie beim Anmeldungsgegenstand ist nicht vorgesehen, so daß schon aus diesem Grunde der bekannte Heizkessel nicht die Wirt­ schaftlichkeit des erfindungsgemäß ausgebildeten Heizkessels aufweisen bzw. erreichen kann. Außerdem handelt es sich mithin beim Bekannten nicht um eine heiße Brennkammer, bei der die Wände der Brennkammer nicht von Wasser umspült sind.

Schließlich ist noch das deutsche GM 84 11 631 bekanntgewor­ den, das die Gestaltung einer Vorrichtung zur Verbrennungs­ unterstützung zum Gegenstand hat, um eine annähernd 100%ige Energieumwandlung zu erhalten und dadurch einen erheblichen wirt­ schaftlicheren Betrieb zu gewährleisten. Außerdem sollen die Verbrennungsrückstände ganz oder wesentlich reduziert werden.

Die Lösung dieses Problems soll beim Bekannten grundsätzlich darin gesehen werden, daß wenigstens eine Stauschiene bis auf die Durchtrittsöffnungen den Brennkammerquerschnitt ganz oder im wesentlichen ausfüllt.

Dieses erscheint jedoch insofern nicht ganz klar, als eine 100%ige Energieumwandlung erreicht werden soll. Andererseits sollen aber die Verbrennungsrückstände auch wesentlich redu­ ziert werden. Sofern jedoch tatsächlich eine 100%ige Energie­ umwandlung erfolgt, blieben überhaupt keine Verbrennungs­ rückstände übrig.

Abgesehen davon bestehen Zweifel, ob die bekannte Vorrichtung eine hohe Lebensdauer aufweist, denn die Stauscheibe wird un­ mittelbar dauernd von der dabei verkürzten Flamme beaufschlagt und kann demgemäß ohne weiteres alsbald verzundern. Auch ist ihre Auswechslung umständlich. Außerdem müssen die Stauschei­ ben zum Reinigen des Heizkessels in zeitraubender Weise aus der Brennkammer herausgenommen und dabei verstellt werden. Auch die Einstellung der Stauscheiben, z. B. zum Verändern der Größe der Brennkammer bzw. des Durchgangsweges für die Heiß­ gase, erfordert das Öffnen der Brennkammer, um die Stauschei­ ben entsprechend verdrehen bzw. versetzen zu können. Abge­ sehen davon bedingen die Einbauten bei gleicher Leistung, z. B. wie bei dem Anmeldungsgegenstand, eine entsprechend größere Brennkammer.

Es besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, den bekannten Heizkessel so weiterzubilden, daß die Rauchgastemperatur im Rauchgasabzug wesentlich erniedrigt und der CO₂-Gehalt erhöht und damit die Wirtschaftlichkeit des Heizkessels erhöht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Im einzelnen wird die Brennkammer so ausgeführt, daß die topf­ förmige Auskleidung am Boden der Brennkammer mittels einer gro­ ßen Hohlkehle in die Innenwandauskleidung übergeht. Außerdem ist der Innenrand der von der Innenwandauskleidung gebildeten Öffnung trichterförmig gestaltet.

Durch diese Maßnahmen werden die von den Rippen des Innenrippen­ rohres gebildeten Rauchgaskanäle von deren Quermittenbereich bis zum Boden der Brennkammer wirkungsvoll isoliert, so daß durch die Auskleidung ein Wiederaufheizen der Rauchgase bis zum Ein­ strömen in den Rauchgasabzug wirkungsvoll verhindert wird und eine niedrige Rauchgastemperatur mit Sicherheit gewährleistet ist. Die der Flamme des Brenners zugekehrte Oberfläche der topf­ förmigen Auskleidung aus Keramikfasern kommt beim Einschalten des Brenners schnell zum Glühen. Das ist für die Anfahrphase des Kessels von besonderer Bedeutung, weil durch das schnelle Glühen der Rußausstoß wesentlich vermindert wird und kaum noch wahrnehmbar ist. Dadurch wird bei jeder Belastung des Kessels die Umweltverschmutzung bedeutend verringert, ganz abgesehen davon, daß auch beim weiteren Betrieb durch die glühende Ober­ fläche der Auskleidung die von der Flamme entwickelten Rauch­ gase noch erheblich mehr ausgebrannt werden. Damit wird der CO₂-Gehalt der Rauchgase noch erhöht und durch die vorstehen­ den Maßnahmen insgesamt der Wirkungsgrad des Heizkessels bedeu­ tend verbessert.

Insbesondere wird die Flamme durch den hohlkehlartigen Über­ gang der Zylinderwand in den Boden der Auskleidung scharf ge­ bündelt, wodurch pulsierende Geräuschbildungen der Flamme ver­ mieden werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Längs­ schnitt durch einen Heizkessel für Druckgas bzw. Drucköl mit einer in einem Innenrippenrohr vorgesehenen topfförmigen Brennkammer dargestellt.

Ein Heizkessel 1 dieser Art besteht vorzugsweise aus einem auf Fußstützen bzw. auf einem Traggestell 2 ruhenden metallischen Zylinder, der mit einer Isolierung ummantelt sein kann. Der metallische Zylinder ist an seinen beiden Stirnseiten flüssigkeitsdicht verschlossen. In der Vorderwand 3 ist eine vorzugsweise kreisrunde Öffnung vorgesehen, die durch eine innen isolierte Tür 4, durch einen Deckel od. dgl. dicht abschließbar ist. In dieser Tür bzw. in diesem Deckel ist in zentraler Anordnung ein axial nach innen ragen­ der Brenner 5 zum Zerstäuben des Brennstoffes, z. B. Drucköl, Druckgas od. dgl. vorgesehen. Durch diese Öffnung für die Tür, Deckel od. dgl. der Vorder­ wand 3 wird bis zur Rückseite des Heizkessels 1 ein entsprechend angepaßtes Innenrippenrohr 6 eingeschweißt, dessen zylindrischer Außenmantel gleichzei­ tig den inneren Wassermantel für den Wasserraum begrenzt. Am vorderen Ende ist das Innenrippenrohr 6 bündig mit dem zylindrischen Außenmantel durch einen sich bis an die Vorderwand 3 erstreckenden Blechzylinder 7 verlängert, der zugleich einen Brennraum bzw. Umkehrraum einschließt und den Umkehrbe­ reich der vom zweiten Zug in den dritten Zug strömenden heißen Rauchgase aufnimmt. Die nach innen offenen Rippenkanäle des Innenrippenrohres sind durch eine aus feuerbeständigem Stahl bestehende topfförmige Brennkammer 8 abgedeckt, wobei jedoch jeweils das hintere Ende der Rippenkanäle freibleibt, an denen der Rauchgasabzug 9 angeschlossen ist.

Die topfförmige Brennkammer 8 ist mit ihrer offenen Seite dem Brenner zuge­ kehrt und auf der entgegengesetzten Seite durch einen Boden verschlossen. Wenn die Brennkammer 8 aus konstruktiven Gründen länger sein muß, als dies für einen guten Ausbrand der Flamme erforderlich ist, z. B. weil serienmäßig gefertigte Warmwasser-Boiler mit einer größeren Längenabmessung als der üblichen Rippenrohrlänge eingebaut werden sollen, so kann der Boden auch weiter zur offenen Seite hin angeordnet werden.

In der Brennkammer 8 ist eine topfförmige Auskleidung 10 aus Keramikfasern vorgesehen, deren Länge etwa der halben Länge bis zu zwei Drittel der Brenn­ kammerlänge entspricht und die mit der Außenplatte ihres Bodens am Boden der Brennkammer 8 befestigt ist. Der Boden 11 der Auskleidung 10 ist verdickt und wird auf der Innenseite mittels einer großen Hohlkehle in die etwas schwächere Zylinderwand der Auskleidung übergeleitet, um eine gute Rauchgasumkehrung vom ersten Zug in den zweiten Zug zu gewährleisten. Der freie, von der Zylinderwand der Auskleidung 10 gebildete Innenrand wird für eine vorteilhaftere Rauchgasführung nach innen trichterförmig verlaufend ausgebildet.

Im übrigen kann die topfförmige Auskleidung aus Keramikfasern in jede heiße Brennkammer der bisher hergestellten Heizkessel auch noch nachträglich ohne Schwierigkeiten eingebaut werden, so daß alle die älteren Heizkessel mit verhältnismäßig wenig Kosten an den neuesten Stand der Technik angepaßt werden können, um die Umweltbelastung auf ein Minimum zu verringern.

Claims (1)

1. Heizkessel für Druckgas oder Drucköl mit einer in einem horizontalen oder vertikalen Innenrippenrohr vorgesehe­ nen topfförmigen Brennkammer, die an der Innenwand und am Boden eine aus Keramikfasern bestehende Auskleidung besitzt, welche mit dem Boden fest verbunden und an diesem dicker als an der Innenwand ausgebildet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß sich die Auskleidung (10) an der Innenwand der Brennkammer vom Boden bis etwa zur Mitte der Brennkammer erstreckt und daß der Boden der Brennkammer (8) in Richtung zu deren offener Abgasseite hin versetzbar ausgebildet ist.