DE3602285A1 - WARM FURNACE FOR SOLID FUELS - Google Patents
WARM FURNACE FOR SOLID FUELSInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Warmluftofen für feste Brennstoffe der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.The invention relates to a warm air oven for solid fuels the in the generic term of Claim 1 specified Art.
Solche Warmluftöfen sind durch offenkundige Vorbe nutzungen auf dem Markt bekannt. Sie besitzen im Bereich der Feuertür eine verstellbare Öffnung zum Einlaß von primärer Verbrennungsluft, die mit den Rauchgasen durch die Brennkammer hindurch unter Umlenkung durch eine die Umlenkvorrichtung bildende Platte nach vorne hin über die Oberseite der Umlenk platte nach hinten weg zum Rauchgasabzug zieht. Zwar steht somit innerhalb der Brennkammer eine ausreichend lange Rauchgasführung zur Verfügung, dennoch hat sich gezeigt, daß durch Einspeisung von sekundärer Ver brennungsluft der Verbrennungsvorgang verbessert, der Wirkungsgrad des Ofens somit gesteigert und die Abgase von Rußanteilen entlastet werden können.Such warm air ovens are obvious by example known uses on the market. You own in Area of the fire door an adjustable opening to the Intake of primary combustion air with the Smoke gases through the combustion chamber below Deflection by a deflecting device Plate forward over the top of the deflector plate pulls backwards to the flue gas outlet. Though is therefore sufficient within the combustion chamber long flue gas routing is available, however shown that by feeding secondary Ver combustion air improves the combustion process, the Efficiency of the furnace thus increased and the exhaust gases can be relieved of soot.
Es ist zwar an sich bekannt, bei Öfen für feste Brenn stoffe durch Sekundärlufteinleitung den Verbrennungs vorgang zu optimieren. Warmluftöfen der gattungs gemäßen Art sind jedoch als Konvektionsöfen besonderen Gesetzen unterworfen, bei denen die Rauchgasführung auf den Wärmeentzug durch die durch die Rohrbögen des Brennkammer mantels hindurchströmende Kovenktionsluft abgestimmt sein muß.While it is known per se, for stoves for solid firing substances through combustion of secondary air to optimize the process. Warm air ovens of the genus however, are of a special kind as convection ovens Subject to laws in which the flue gas routing on the Heat extraction through through the pipe bends of the combustion chamber Coating air flowing through the jacket got to.
Es liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Warmluftofen der gattungsgemäßen Art dadurch zu ver bessern, daß sekundäre Verbrennungsluft an einer geeigneten Stelle in die Rauchgasführung eingeleitet wird, um eine optimale Verbrennung mit hoher Energieausbeute sicher zustellen.It is therefore the object of the invention, one Warm air oven of the generic type thereby ver improve that secondary combustion air at an appropriate Is introduced into the flue gas duct to a optimal combustion with high energy yield deliver.
Der besondere Vorteil eines erfindungsgemäßen Warmluft ofens für feste Brennstoffe liegt darin, daß die die Sekundärluft einleitenden Düsen dort in der Rauchgas führung angeordnet sind, wo einerseits der Verbrennungs vorgang bereits an Sauerstoffmangel leidet und anderer seits noch innerhalb des Bestreichungsbereichs der den Brennkammermantel bildenden Rohrbögen vor dem Rauchabzug der Verbrennungsvorgang soweit abgeschlossen ist, daß die zusätzliche Wärmeausbeute von den Rohrbögen über die darin strömende Konvektionsluft abgenommen werden kann.The particular advantage of a warm air according to the invention Solid fuel furnace is that the Secondary air inlet nozzles there in the flue gas are arranged where on the one hand the combustion process already suffers from a lack of oxygen and others on the other hand within the area covered by the Pipe bends forming the combustion chamber jacket before the smoke exhaust the combustion process is completed so far that the additional heat yield from the pipe bends over the convection air flowing therein can be removed.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Sekundärluft entweder der Außenluft entnommen werden, dazu finden sich dann entsprechende Einlaßöffnungen beispielsweise in der vorderen Stirnwand der Brennkammer, mit denen die Düsen verbunden sind. In anderer Aus gestaltung der Erfindung kann die Sekundärluft auch durch eine in einem die Umlenkvorrichtung bildenden Rauchgasrohr verlegte Zuleitung zuvor dem Einlaßende dieses Rauchgasrohres angeordneten Düsen hin eingeleitet werden. Auch kann die Sekundärluft als vorgewärmte Luft aus dem Innern der Rohrbögen entnommen werden, wobei sich dann allerdings Vorrichtungen zur Steuerung der zugeführten Sekundärluftmenge schwieriger gestalten. In an advantageous embodiment of the invention, the Secondary air is either taken from the outside air, then there are corresponding inlet openings for example in the front end wall of the combustion chamber, with which the nozzles are connected. In another out design of the invention, the secondary air can also by one in a forming the deflection device Flue gas pipe laid the supply line before the inlet end this flue gas pipe arranged nozzles introduced will. The secondary air can also be used as preheated air can be removed from the inside of the pipe bends, whereby then, however, devices for controlling the feed Make secondary air volume more difficult.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous design features of the invention result from the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is based on the drawing Embodiments explained in more detail. Show:
Fig. 1 eine perspektivische, aufgeschnittene Darstellung eines Warmluftofens mit einer ersten Ausführungsform von Sekundärluft einspeisenden Düsen, Fig. 1 is a perspective, cutaway view of a hot air furnace with a first embodiment of the secondary air-feeding nozzle,
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch den Ofen nach Fig. 1, Fig. 2 shows a schematic cross section through the furnace according to Fig. 1,
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch einen ähnlich der Fig. 1 aufgebauten Ofen, jedoch mit einem geänderten Düsenstock für die Sekundärluftdüsen, und Fig. 3 is a schematic cross section through an oven constructed similar to FIG. 1, but with a modified nozzle assembly for the secondary air nozzles, and
Fig. 4 eine perspektivische, aufgeschnittene Darstellung eines Warmluftofens in einer weiteren Ausführungsform. Fig. 4 is a perspective, cut-away view of a warm air oven in a further embodiment.
In der Gesamtdarstellung eines Warmluftofens nach Fig. 1 erkennt man eine zentrale Brennkammer 1, die im wesent lichen von einem Hohlzylinder umgeben wird, dessen Achse horizontal liegt. Der Mantel der Brennkammer 1 wird teilweise durch Rohrbögen 2 gebildet, die in Axialrichtung des Ofens deckungsgleich hintereinander liegen und die Brennkammer 1 abwechselnd von der rechten und von der linken Seite her jeweils über den halben Umfang von unten nach oben bzw. umgekehrt umschlingen. Der Abstand zwischen den Rohrbögen 2 auf der jeweils einem Rohrbogen 2 gegenüberliegenden Seite wird durch zwischengesetzte Wandabschnitte 7 geschlossen, die in gleicher Weise wie die Rohrbögen 2 gekrümmt sind. Schräg nach unten mit einem geringen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen schließen an die Rohrbögen 2 zu beiden Seiten tangential fortgeführte Verlängerungen 4 mit Lufteinlaßöffnungen 5 an, und entsprechend dazu finden sich an den Oberenden der Rohrbögen 2 seitlich nach oben schräg vorstehende Verlängerungen 3 mit je einer endseitigen Luftaustritt öffnung 6. Beim Betrieb des Ofens strömt aufgrund von Konvektion innerhalb der Rohrbögen 2 Luft, die an den unteren Eintrittsöffnungen 5 kalt eintritt und an den oberen Austrittsöffnungen 6 erwärmt austritt.In the overall view of a hot air furnace of Fig. 1 can be seen a central combustion chamber 1 which is surrounded Wesent union of a hollow cylinder whose axis is horizontal. The jacket of the combustion chamber 1 is partially formed by pipe bends 2 , which lie congruently one behind the other in the axial direction of the furnace and loop around the combustion chamber 1 alternately from the right and from the left over half the circumference from bottom to top or vice versa. The distance between the pipe bends 2 on the side opposite a pipe bend 2 is closed by interposed wall sections 7 , which are curved in the same way as the pipe bends 2 . Obliquely downward with a slight angle of inclination with respect to the horizontal, the pipe bends 2 have tangentially extended extensions 4 with air inlet openings 5 on both sides, and accordingly there are extensions 3, which project laterally upwards at the upper ends of the pipe bends 2, each with an end-side air outlet opening 6 . When the furnace is in operation, air flows due to convection within the tube bends 2 , which enters cold at the lower inlet openings 5 and exits heated at the upper outlet openings 6 .
Die vordere Begrenzung der Brennkammer 1 bildet eine Stirnwand 8 mit einer Feuertür 9, in die ein verstellbarer Einlaß 10 für primäre Verbrennungsluft eingesetzt ist.The front boundary of the combustion chamber 1 forms an end wall 8 with a fire door 9 , into which an adjustable inlet 10 for primary combustion air is inserted.
Der rückwärtige Abschluß der Brennkammer 1 wird durch eine der vorderen Stirnwand 8 gegenüberliegende hintere Stirnwand 11 gebildet, die an ihrer Oberseite einen Rauchgasabzug 12 hat. Darunter ist an die Innenseite der hinteren Stirnwand 11 eine Umlenkvorrichtung 13 in Gestalt einer Platte angesetzt, die beidseits an die Rohrbögen 2 und die Zwischenwandungen 7 dicht anschließt. Sie reicht nach vorne nicht ganz bis an die vordere Stirnwand 8 heran, um mit ihrer freiliegenden Vorder kante 15 eine Überleitungsöffnung 16 für die Rauch- und Verbrennungsgase zu bilden, die somit unterhalb der Umlenkplatte 13 aus dem rückwärtigen Bereich der Brennkammer 1 wieder nach vorne hin umgelenkt und dann über die Oberseite der Umlenkplatte 13 hinweg zum Rauchgasabzug 12 hingeleitet werden. Um eine gute Verwirbelung der Rauch- und Verbrennungsgase zu erreichen, sitzt an der Vorderkante 15 der Umlenkplatte 13 ein Abweisersteg 14, der nach oben vorsteht und an seiner zur vorderen Stirnwand 8 der Brennkammer 1 hin gelegenen Seite konkav gewölbt ist. Er läuft einerseits an der Vorderkante 15 der Umlenkplatte 13 tangential in die Horizontalrichtung und mit seiner freiliegenden Oberkante etwa tangential in die Vertikalrichtung aus. The rear end of the combustion chamber 1 is formed by a rear end wall 11 opposite the front end wall 8 , which has a flue gas outlet 12 on its upper side. Below this, a deflection device 13 in the form of a plate is attached to the inside of the rear end wall 11, which connects tightly on both sides to the pipe bends 2 and the intermediate walls 7 . It does not reach all the way up to the front end wall 8 in order to form with its exposed front edge 15 a transfer opening 16 for the flue and combustion gases, which thus below the baffle plate 13 from the rear area of the combustion chamber 1 back to the front deflected and then directed over the top of the baffle plate 13 to the flue gas outlet 12 . In order to achieve a good swirling of the smoke and combustion gases, a deflector web 14 sits on the front edge 15 of the deflection plate 13 , which protrudes upwards and is concavely curved on its side facing the front end wall 8 of the combustion chamber 1 . On the one hand, it runs tangentially in the horizontal direction at the front edge 15 of the deflection plate 13 and with its exposed upper edge approximately tangentially in the vertical direction.
Wie die Fig. 1 und 2 weiter zeigen, erstrecken sich von Einlaßöffnungen 19 in der vorderen Brennkammerstirnwand 8 bis in den Bereich oberhalb der Umlenkplatte 13 Rohr stücke 17, die am Ende je eine Auslaßdüse 18 haben. Durch diese Rohrstücke 17 wird sekundäre Verbrennungsluft in denjenigen Bereich oberhalb der Umlenkplatte 13 eingeleitet, in dem sich aufgrund des Abweiserstegs 14 an der Vorderkante 15 der Umlenkplatte 13 ein Wirbel der Verbrennungs- und Rauchgase bildet. Die Zufuhr der Sekundärluft ist durch Drehschieber 20 an den Einlaß öffnungen 19 in der Brennkammerstirnwand 8 steuerbar.As shown in FIGS. 1 and 2 also show, extend from the inlet openings 19 in the combustion chamber front end wall 8 into the region above the baffle plate 13 pipe sections 17 which have at the end a respective outlet nozzle 18th Through these pipe sections 17 , secondary combustion air is introduced into that area above the deflection plate 13 in which a swirl of the combustion and flue gases forms on the front edge 15 of the deflection plate 13 due to the deflector web 14 . The supply of secondary air can be controlled by rotary valve 20 at the inlet openings 19 in the combustion chamber end wall 8 .
Eine etwas andere Ausführung für die Sekundärlufteinleitung zeigt Fig. 3. Hier sind die Düsen 18 für die Einleitung der Sekundärluft unmittelbar vor der Vorderkante 15 der Umlenkplatte 13 angeordnet, die natürlich ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 nach rückwärts zum Rauchgasabzug 12 hin gerichtet sind. Allerdings sitzen die Düsen hier an Rohrabschnitten 21, die in die seitlichen Rohrbögen 2 eingeführt sind, um von dort erwärmte Konvektionsluft als Sekundärluft zu entnehmen. Innerhalb der Rohrbögen 2 besitzen die Rohrabschnitte 21 nach unten abgewinkelte Einlaßenden 22, die eine nach unten gerichtete Einlaßöffnung 23 jeweils haben. Mit den vorkragenden Innenabschnitten bilden die Rohrabschnitte 21 jeweils einen Düsenstock 24, der mehrere Düsen 18 oder Düsenöffnungen haben kann. In gleicher Weise können auch die Rohrstücke 17 des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 und 2 als Düsenstöcke ausgebildet sein, die dann ebenso wie aus Fig. 3 ersichtlich etwa parallel vor oder oberhalb der Vorderkante 15 der Umlenkplatte 13 liegen.3 shows a somewhat different embodiment for the introduction of secondary air . Here, the nozzles 18 for introducing the secondary air are arranged directly in front of the front edge 15 of the deflection plate 13 , which of course, as in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, backwards to the flue gas outlet 12 are directed towards. However, the nozzles are located here on pipe sections 21 , which are inserted into the lateral pipe bends 2 , in order to extract convection air heated from there as secondary air. Within the pipe bends 2 , the pipe sections 21 have angled inlet ends 22 which each have a downwardly directed inlet opening 23 . With the projecting inner sections, the pipe sections 21 each form a nozzle assembly 24 , which can have a plurality of nozzles 18 or nozzle openings. In the same way, the pipe sections 17 of the exemplary embodiment according to FIGS . 1 and 2 can also be designed as nozzle assemblies, which then, as can be seen from FIG. 3, lie approximately parallel in front of or above the front edge 15 of the deflection plate 13 .
Fig. 4 veranschaulicht nun einen Warmluftofen, der eine anders gestaltete Umlenkvorrichtung 13 in der Brennkammer 1 hat, und zwar besteht hier die Umlenkvorrichtung 13 aus einem Rauchgasrohr 25, welches als Verlängerung des Rauchgasabzuges 12 im Bereich der rückwärtigen Stirnwand 11 nach vorn hin in die Brennkammer 1 vorsteht. Im wesentlichen steht das Rauchgasrohr 25 senkrecht zu der von der rückwärtigen Stirnwand 11 der Brennkammer 1 aufgespannten Ebene, es kann auch leicht ansteigend oder abfallend angeordnet sein, wenn dies für die Rauchgasführung von Vorteil ist. Gegenüber der Umlenk vorrichtung in Gestalt einer Platte hat das Rauchgasrohr 25 den Vorzug, den Mantel der Brennkammer 1 nicht mit Dehnungs- oder Kontraktionsspannungen aufgrund der Wärmeeinwirkung zu belasten. Auch kann man über die Länge und die Dimensionierung des Rauchgasrohres 25 einen Einfluß auf die Abgastemperatur nehmen, um hierfür vorgeschriebene Grenzwerte einhalten zu können. Fig. 4 now illustrates a warm air oven, which has a differently designed deflection device 13 in the combustion chamber 1 , namely here the deflection device 13 consists of a flue gas pipe 25 , which as an extension of the flue gas outlet 12 in the area of the rear end wall 11 towards the front into the combustion chamber 1 stands out . Essentially, the flue gas pipe 25 is perpendicular to the plane spanned by the rear end wall 11 of the combustion chamber 1 ; it can also be arranged to rise or fall slightly if this is advantageous for the flue gas flow. Compared to the deflection device in the form of a plate, the flue gas pipe 25 has the advantage not to burden the jacket of the combustion chamber 1 with expansion or contraction stresses due to the action of heat. One can also influence the exhaust gas temperature via the length and dimensioning of the flue gas pipe 25 in order to be able to comply with the prescribed limit values.
Die Sekundärlufteinspeisung erfolgt bei der Ausführung nach Fig. 4 über einen Düsenstock 24, der in geeignetem Abstand vor der Vorderöffnung des Rauchgasrohres 25 angeordnet ist. In nicht dargestellter Ausführung können auch bei Verwendung des Rauchgasrohres 25 andere Düsen formen verwendet werden, wie sie beispielsweise anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert worden sind. Bei der hier beschriebenen Ausführung ist der Düsenstock 24 mit einer Zuleitung 26 verbunden, die durch das Rauchgasrohr 25 hindurchgeführt ist. Die Zuleitung 26 stützt sich derart in dem Rauchgasrohr 25 ab, daß daran der Düsenstock 24 aufgehängt werden kann, ohne daß eine weitere Abstützung an der Brennkammerwandung erforderlich ist. Die Zuleitung 26 des Düsenstocks 24 ist nach rückwärts bis durch den Rauchgasabzug 12 in der Stirnwand 11 hindurch geführt und tritt dort erst im wesentlichen radial aus dem Rauchgasrohr 25 heraus, das entsprechend bis über die Außenseite der rückwärtigen Stirnwand 11 der Brennkammer 1 hinaus verlängert ist. Das rückwärtige Ende 27 der Zuleitung 26 ist an der Außenseite der rückwärtigen Brennkammerstirnwand 11 so verlegt, daß es im wesentlichen parallel zum benachbarten Unterende des nächstliegenden Rohrbogens 2 seitlich herausgezogen ist. Anders als in Fig. 4 dargestellt, kann das rückwärtige Ende 27 der Zuleitung 26 in gleicher Weise wie der benachbarte Rohrbogen 2 dimensioniert sein, so daß optisch die Sekundärlufteinleitung nicht störend in Erscheinung tritt.In the embodiment according to FIG. 4, the secondary air feed takes place via a nozzle assembly 24 which is arranged at a suitable distance from the front opening of the flue gas pipe 25 . In an embodiment not shown, other nozzles can also be used when using the flue gas pipe 25 , as have been explained, for example, with reference to FIGS. 1 to 3. In the embodiment described here, the nozzle assembly 24 is connected to a feed line 26 which is passed through the flue gas pipe 25 . The feed line 26 is supported in the flue gas pipe 25 in such a way that the nozzle assembly 24 can be suspended thereon without further support being required on the combustion chamber wall. The feed line 26 of the nozzle assembly 24 is guided backwards through the flue gas outlet 12 in the end wall 11 and only then emerges essentially radially out of the flue gas pipe 25 , which is correspondingly extended beyond the outside of the rear end wall 11 of the combustion chamber 1 . The rear end 27 of the feed line 26 is laid on the outside of the rear combustion chamber end wall 11 in such a way that it is pulled out laterally essentially parallel to the adjacent lower end of the nearest pipe bend 2 . Unlike shown in Fig. 4, the rear end 27 of the feed line 26 can be dimensioned in the same way as the adjacent pipe bend 2 , so that the secondary air inlet does not appear to be a nuisance.
Die vorbeschriebene Zuführung der Sekundärluft von der Rückseite des Ofens her kann grundsätzlich auch bei Verwendung einer Platte als Umlenkvorrichtung, wie anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert, vorgesehen werden. Die Zuleitung 26 wird dann ober- oder unterhalb der Umlenk platte 13 bis zu den Düsen 18 oder dem Düsenstock 24 in der beschriebenen Anordnung hingeführt.The above-described supply of secondary air from the rear of the furnace can in principle also be provided when using a plate as a deflection device, as explained with reference to FIGS . 1 to 3. The feed line 26 is then led above or below the deflection plate 13 to the nozzles 18 or the nozzle assembly 24 in the arrangement described.
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