DE3737661C2 - - Google Patents
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- F24H2230/00—Solid fuel fired boiler
Description
Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel, mit einem oberen Brennstoff-Füllraum, dem zwangsweise primäre Ver brennungsluft zugeführt wird, und einem nachgeordneten Brennerraum, in dem die Rauchgase an Wärmetauscherflächen vorbeigeführt werden.The invention relates to a boiler, with a upper fuel filling space, the forcibly primary Ver combustion air is supplied, and a downstream Burner chamber in which the flue gases on the heat exchanger surfaces to be led past.
Ein bekannter vorgenannter Heizungskessel besitzt einen Brennstoff-Füllraum, der praktisch vollständig von Wärme tauscherflächen (auch auf der Bodenseite) umgeben ist. Die zwangsweise zugeführte Verbrennungsluft wird füllraum unterseitig eingeleitet und verteilt sich praktisch über den gesamten Füllraum, so daß das im Füllraum befind liche Brennmaterial in einem Brennzustand versetzt wird. Die Ableitung der Rauchgase erfolgt an der Füllraumober seite. Von Nachteil ist die unkontrollierte, ineffektive, schadstoffreiche Verbrennung im Füllraum und insbesondere die Verschmutzung der Füllraumwände sowie des Füllraum bodens. Insbesondere setzt sich der bei der Verbrennung entstehende Teer an den Wänden ab, und es tropft Teer nach unten. Bei einem Inter vallbetrieb ist eine zufriedenstellende Wiederzündung nicht gegeben.A known boiler mentioned above has one Fuel filling chamber that is practically completely free from heat exchanger surfaces (also on the bottom side) is surrounded. The forced combustion air is filled initiated on the underside and practically distributed over the entire filling space, so that it is in the filling space Liche fuel is placed in a burning state. The smoke gases are discharged at the top of the filling chamber page. The disadvantage is the uncontrolled, ineffective, pollutant-rich combustion in the filling chamber and in particular the pollution of the filling room walls as well as the filling room floor. In particular, that sets in with combustion emerging tar on the walls, and tar drips below. With an inter vallbetrieb is not a satisfactory re-ignition given.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Heizungskes sels, der bei einfachem Aufbau einen effektiven schadstoff armen Brennbetrieb ermöglicht und auch bei Intervallbetrieb eine einwandfreie Wiederzündung gewährleistet.The object of the invention is to provide a heater sels, an effective pollutant with a simple structure enables poor burning operation and also with interval operation perfect re-ignition guaranteed.
Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Heizkessel mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. The object on which the invention is based is achieved by a boiler with the features specified in claim 1.
Wesen der Erfindung ist die gesteuerte Zu- und Abführung der Verbrennungsluft im Brennstoff-Füllraum auf der Füll raum-Bodenseite insbesondere im unteren Füllraumviertel zwecks Erzeugung eines Schwelzustandes beim eingefüllten Brennstoffmaterial. Da (im Gegensatz zum eingangs genann ten Stand der Technik) nicht der gesamte Füllraum in einen Brennzustand versetzt wird, läuft nach der Erfindung kein Teer od. dergl. mehr im Füllraum nach unten. Der Füllraum bleibt sauber und ist als "Wärmespeicher" aufgebaut, ins besondere durch eine Schamottauskleidung an den Seitenwän den und an der Decke (zusammen mit der ohnehin vorhandenen Bodenplatte aus Schamott). Die Bodenplatte ist als vorzugs weise heizförmige heiße Brennkammer ausgebildet, durch die das zugeführte Gas/Luftgemisch zur Zündung gebracht wird. In der heißen Brennkammer befindet sich zentral ein Zuführrohr für die Zuführung von sekundärer Verbrennungs luft von der Kesselaußenseite her, so daß das gezündete Gas/Luftgemisch unter der Beimischung der Sekundärluft praktisch vollständig einer Nachverbrennung zugeführt wird. In der Brennkammer und im Brennkammeraustritt werden Flam mentemperaturen zwischen 850 und 1000°C erreicht. Durch die optimale Nachverbrennung sind die Emissionsprobleme gelöst. Eine praktische Ausführung eines derartigen Heizungs kessels erreicht reduzierte CO-Werte. Die Schadstoffkon zentration liegt bei 300 bis 400 ppm (während nach dem Stand der Technik 10 bis 20 000 ppm zu verzeichnen sind). Aufgrund der dicken Bodenplatte aus Schamott ergibt sich im Betrieb ein Wärmespeicher, der ohne weiteres einen Inter vallbetrieb des Heizungskessels bei einwandfreier Wieder zündung gewährleistet.The essence of the invention is the controlled feed and discharge the combustion air in the fuel filling chamber on the filling Room-floor side, especially in the lower area of the filling room for the purpose of creating a smoldering state when the filling is in Fuel material. There (in contrast to the aforementioned state of the art) not the entire filling space in one Burning state is set, does not run according to the invention Tar or the like more down in the filling space. The filling room remains clean and is built as a "heat store", ins especially with a fireclay lining on the side walls the and on the ceiling (together with the already existing Fireclay base plate). The bottom plate is preferred wise heat-shaped hot combustion chamber formed by which brought the supplied gas / air mixture to ignition becomes. There is a central one in the hot combustion chamber Feed pipe for the supply of secondary combustion air from the outside of the boiler, so that the ignited Gas / air mixture with the admixture of secondary air is practically completely supplied to an afterburning. Flam. In the combustion chamber and in the combustion chamber outlet ment temperatures between 850 and 1000 ° C reached. By the optimal afterburning are the emission problems solved. A practical implementation of such a heater kessels achieves reduced CO values. The pollutant con concentration is 300 to 400 ppm (while after the State of the art 10 to 20,000 ppm are recorded). Due to the thick bottom plate made of fireclay, it follows in operation, a heat accumulator that easily has an inter vall operation of the boiler if it is working properly again ignition guaranteed.
Demgegenüber ist ein aus der FR 25 58 241 bekannter Verbrennungs ofen nicht mit einer "heißen Brennkammer" ausgebildet, die eine einwandfreie Wiederentzündung ermöglicht. Vielmehr ist der dortige zentrale Durchgang nicht ausgebuchtet und besitzt nur schlanke Seitenwände, die keine nennenswerte Wärme im Betrieb speichern. Im übrigen besitzt der bekann te Ofen einen Füllraum mit einem unteren Boden, an welchem die Sekundärluft nicht tangential zugeführt wird, wie dies bei der Erfindung der Fall ist.In contrast is a combustion known from FR 25 58 241 oven is not designed with a "hot combustion chamber" which flawless reignition. Much more the central passage there is not bulged and has only slim side walls, which are not worth mentioning Store heat during operation. For the rest, the acquaintance oven has a filling space with a lower floor on which the secondary air is not fed tangentially like this is the case with the invention.
Auch ein aus der FR 25 92 944 bekannter Verbrennungsofen sieht keine heiße Brennkammer mit einer oberseitig planen Boden platte vor. Der dortige Durchgang ist ebenfalls vergleichs weise schmalwandig und nicht wärmespeichernd ausgebildet. Die Gesamtkonstruktion ist so getroffen, daß die primäre Verbrennungsluft nicht von der Kesselaußenseite her dicht oberhalb der Bodenplatte seitlich zugeführt wird, wie dies bei der Erfindung der Fall ist. A combustion furnace known from FR 25 92 944 also sees no hot combustion chamber with a flat top on the top plate in front. The passage there is also comparative wise narrow-walled and not heat-storing. The overall construction is made so that the primary Combustion air is not tight from the outside of the boiler is fed laterally above the base plate, like this is the case with the invention.
Vorteilhaft ist am Heizkessel ein Gebläsekasten mit einer Verbrennungs- Luftzuführung primär-sekundär über ein Gebläse angeordnet. An der Vorderwand des Kesselkörpers befindet sich links und rechts unten je ein Durchbruch, durch welchen je ein Rohr eingeführt ist, wobei beide Rohre mit Löchern versehen sind, um Primär luft auf das Brenngut blasen zu können. Die Löcher sind von vorne nach hinten immer kleiner gebohrt, um einen gleich mäßigen Luftaustritt zu gewährleisten, insbesondere einen konstanten Luftaustritt in den Füllraum.It is advantageous to have a fan box on the boiler with a combustion Air supply arranged primary-secondary via a blower. On the front wall of the boiler body is located on the left and bottom right a breakthrough through which a pipe is inserted, both tubes are perforated to primary to be able to blow air onto the firing material. The holes are from bored smaller and smaller in the front to the back to make it the same to ensure moderate air outlet, especially one constant air discharge into the filling chamber.
Zwischen beiden vorgenannten Primärluft-Zuführrohren, welche unmittelbar an der Bodenplatte aufliegen und bis nach hinten geführt sind, kann sich in der Mitte etwas weiter unten nochmals ein Rohr mit seitlichen Aus trittslöchern auf beiden Seiten nach Art der vorgenannten beiden Zuführrohre befinden, wobei durch das letztgenannte Rohr ebenfalls (Sekundär-)Luft austritt, welche zur Nachver brennung benötigt wird.Between the two above-mentioned primary air supply pipes, which lie directly on the base plate and are led backwards, can be in the middle a little further down a tube with side out step holes on both sides according to the type of the aforementioned two feed pipes are located, with the latter pipe (Secondary) air also escapes, which is used for post-processing burning is needed.
An allen drei Zuführrohren können sich im seitlichen Eingangsbereich Luftmengen-Reguliereinrichtungen in Form von Tellern oder Scheiben befinden, die durch Gewindebolzen geführt sind und daher eine stufenlose Einstellung der zugeführten Luftmenge ermöglichen. Die Einstellung erfolgt durch den Gebläsekasten mittels Schrauben von außen. Der sowohl die Primär- als auch die Sekundärluft zuführende Gebläsekasten mit Gebläse kann außerhalb wie auch innenliegend im Füll raum des Heizkessels angeordnet sein. Letztgenannte Variante sorgt für einen sehr kompakten, sicheren beschädigungs unempfindlichen Aufbau. Bei einem Füllen des Füllraums mit Brennstoffmaterial durch die obere Füllraumöffnung an der Vorderwand des Heizungskessels kann kein Brenn gut mehr auf ein (außenliegendes) Gebläse fallen. All three feed pipes can be located in the side Entrance area air volume regulating devices in the form of plates or washers, which are guided by threaded bolts are and therefore a continuous adjustment of the supplied Allow air volume. The setting is made by the Blower box by means of screws from the outside. The both the Blower box supplying primary and secondary air with blower can fill inside as well as inside space of the boiler. The latter variant ensures very compact, safe damage insensitive structure. When the filling space is filled with fuel material through the upper filling chamber opening there is no burning on the front wall of the boiler fall more on an (external) fan.
Die erfindungsgemäße Konstruktion eignet sich sowohl für einen mit Überdruck mittels Gebläse betriebenen Heizungs kessel als auch für einen Heizungskessel, der auf der Rauchgasabführungsseite mit einem saugseitigen Ventila tor angeschlossen ist, wobei in letztgenannter Variante auch Hackschnitzel und feines Material sowie Kohle ver heizt werden können. Mit Überdruck betriebene Heizkessel sind vorwiegend für Stückholz oder Scheitholz geeignet. Die Reinigung des unteren Brennraums erfolgt durch eine separate untere Tür an der Heizungskessel-Vorder seite. Im Brennraum werden die Rauchgase an die Wärme tauscherfläche abgegeben ("unterer Abbrand").The construction according to the invention is suitable for a heater operated with positive pressure by means of a fan boiler as well as for a heating boiler that is on the Flue gas discharge side with a Ventila on the suction side gate is connected, in the latter variant also wood chips and fine material as well as coal ver can be heated. Boilers operated with overpressure are mainly suitable for logs or logs. The lower combustion chamber is cleaned by a separate lower door on the front of the boiler page. In the combustion chamber, the flue gases get to the heat Exchange surface given ("lower burn").
Nachfolgend wird ein Ausführungs beispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert; es zeigt:Below is an execution example of the invention with reference to the accompanying drawings explained in more detail; it shows:
Fig. 1 einen Heizungskessel in einem schematischen Seiten schnitt, Fig. 1 cut a heating boiler, in a schematic side,
Fig. 2 einen Schnitt längs AB durch den Heizungskessel nach Fig. 1, Fig. 2 shows a section AB, by the heating boiler according to Fig. 1
Fig. 3 die Einzelheit Z nach Fig. 1, und Fig. 3 shows the detail Z of FIG. 1, and
Fig. 4 die Erfindung ähnlich Fig. 2 in größerer Einzelheit. Fig. 4 shows the invention similar to Fig. 2 in greater detail.
Der in der Zeichnung dargestellte Heizungskessel 1 mit zwangsweiser Zufuhr der Verbrennungsluft entweder durch ein vorgeordnetes Gebläse (Überdruckbetrieb) oder einen nachgeordneten saugseitigen Ventilator (Saugbetrieb) um faßt einen oberen Brennstoff-Füllraum 3 und einen unte ren Brennraum 4 ("unterer Abbrand"), wobei vorgenannte Räume durch eine zwischengeordnete Bodenplatte 6 aus Schamott, die oberseitig eine im wesentlichen plane strö mungsgünstige horizontale Oberfläche aufweist und zweigeteilt aufgebaut ist, voneinander getrennt sind.The boiler 1 shown in the drawing with a forced supply of the combustion air either by an upstream fan (overpressure mode) or a downstream suction-side fan (suction mode) summarizes an upper fuel-filling chamber 3 and a lower combustion chamber 4 ("lower combustion"), whereby aforementioned spaces by an intermediate floor plate 6 made of fireclay, the top side has a substantially flat flow-favorable horizontal surface and is constructed in two parts, separated from each other.
Die Bodenplatte 6, die im Querschnitt (vergl. Fig. 2 und 4) nach unten im wesentlichen keilförmig ausgebildet ist, umfaßt einen zentralen Durchgang 9, der als sog. "heiße Brennkammer" ausgebildet ist, welcher zentral sekun däre Verbrennungsluft 8 zugeleitet wird, wie nachfol gend noch im einzelnen ausgeführt wird.The bottom plate 6 , which is substantially wedge-shaped in cross-section (see FIGS. 2 and 4), comprises a central passage 9 , which is designed as a so-called "hot combustion chamber", which is fed centrally to combustion air 8 , as will be explained in detail below.
Der untere Brennraum 4 nimmt eine zentrale Auffangschale 17 auf, die auf Beinen 18 abgestützt ist. Der Brenn raum 4 ist durch eine untere Öffnung 13 bzw. Tür zu gänglich. Umfangsmäßig ist er mit einer Wärmetauscher fläche 5 umgeben, wobei innere Wärmetauscherrippen 19 vorgesehen sind. Im Wärmetauscher befindet sich Wasser, das durch die Wärmetauscherflächen 5 erhitzt und einer Verwendung zugeführt wird.The lower combustion chamber 4 receives a central drip tray 17 which is supported on legs 18 . The combustion chamber 4 is accessible through a lower opening 13 or door. He is circumferentially surrounded by a heat exchanger surface 5 , wherein inner heat exchanger fins 19 are provided. The heat exchanger contains water which is heated by the heat exchanger surfaces 5 and is used.
In der Vorderwand 11 des Heizungskessels 1 befindet sich im oberen Bereich eine Einfüllöffnung 12 bzw. Tür zum Befüllen des Füllraums 3 mit Festbrennstoff.In the front area 11 of the heating boiler 1 there is a filling opening 12 or door for filling the filling space 3 with solid fuel in the upper region.
Unterhalb der oberen Einfüllöffnung 12 ist ein Gebläse kasten 27 mit vorgeordnetem Gebläse 28 vorgesehen, welches über Durchgänge in der Vorderwand 11 primäre Verbrennungsluft 2 unmittelbar dicht oberhalb der Boden platte 6 seitlich zuleitet, und zwar über zwei Primär luft-Zuführrohre 22, 23, welche Mantelbohrungen 24 aufweisen, um Primärluft auf das Brenngut im Füllraum 3 blasen zu können. Die Primärluft-Zuführrohre besitzen Mantelbohrungen 24, die auf einer Mantelgeraden liegen und von der Heizungskessel-Vorderwand 11 in Rich tung Rückwand des Heizkessels einen sich verjüngenden Durchmesser dergestalt aufweisen, daß die Austritts geschwindigkeit der Luft aus den Mantelbohrungen im wesentlichen konstant sind und damit ein gleichmäßiger Luftaustritt gewährleistet ist. Die Primärluft-Zuführrohre 22, 23 er strecken sich über die gesamte Tiefe des Füllraums 3, der zusätzlich mit einer Schamottauskleidung 10 prak tisch vollständig ausgekleidet ist und zusammen mit der Bodenplatte 6 aus Schamott als Wärmespeicher fungiert.Below the upper filling opening 12, a fan 27 is provided with a superordinate blower 28 box, which plate through passages in the front wall 11 primary combustion air 2 immediately just above the base 6 laterally feeds, via two primary air supply pipes 22, 23, which sheath holes 24 have in order to be able to blow primary air onto the firing material in the filling chamber 3 . The primary air supply pipes have jacket holes 24 which lie on a jacket line and have a tapering diameter from the boiler front wall 11 in the direction of the rear wall of the boiler in such a way that the outlet speed of the air from the jacket holes are substantially constant and thus a more uniform Air leakage is guaranteed. The primary air supply pipes 22 , 23 he extend over the entire depth of the filling space 3 , which is additionally practically fully lined with a fireclay lining 10 and functions together with the base plate 6 made of fireclay as a heat store.
Selbstverständlich ist der gesamte Heizungskessel 1 in einer Isolierverkleidung 16 aufgenommen, und es be sitzt der Heizungskessel 11 im Bereich seiner Rück wand einen Abgaskanal 15, der den unteren Brennraum 4 mit einem Rauchgasaustritt 14 verbindet, der zusätz lich eine Rauchgasklappe 21 umfaßt, welche bei ent sprechender Horizontalschwenkung den Abgaskanal 15 absperrt und einen direkten Rauchgasaustritt aus dem oberen Füllraum 3 ermöglicht.Of course, the entire boiler 1 is included in an insulating panel 16 , and it sits the boiler 11 in the area of its back wall an exhaust duct 15 , which connects the lower combustion chamber 4 with a flue gas outlet 14 , which additionally comprises a flue gas flap 21 , which ent speaking horizontal pivoting shuts off the exhaust duct 15 and enables a direct smoke gas outlet from the upper filling chamber 3 .
Die "heiße Brennkammer" der Bodenplatte 6 ist insbe sondere aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich. Im Querschnitt ist sie im wesentlichen herzförmig in strömungsgünstiger Weise aufgebaut, wobei ein Sekundärluft-Zuführrohr 29 zentral aufgenommen ist, welches seinerseits aufgebaut ist wie die vorgenannten Primärluft-Zuführrohre 22, 23, allerdings mit Luftaustrittsöffnungen 30 rechts und links, d.h. auf zwei Mantelgeraden, versehen ist, wie dies der Fig. 4 zu entnehmen ist.The "hot combustion chamber" of the base plate 6 can be seen in particular from FIGS . 2 and 4. In cross section, it is essentially heart-shaped in a streamlined manner, a secondary air supply pipe 29 being accommodated centrally, which in turn is constructed like the aforementioned primary air supply pipes 22 , 23 , but with air outlet openings 30 on the right and left, ie on two jacket lines is, as can be seen from FIG. 4.
Sämtliche Zuführrohre 22, 23, 29 weisen eingangsseitig im Gebläsekasten 27 eine Luftmengen-Reguliereinrichtung 26 auf, die eine stufenlos verstellbare Scheibe 33 bzw. einen stufenlos verstellbaren Teller umfaßt, deren bzw. dessen axialmittiger Gewindebolzen 34 in einer Halterung 35 in einem Schraubeingriff steht, wobei die die Gewindebohrung aufweisende Halterung 35 seitlich im Zuführrohr 22, 23 bzw. 29 auf der Eingangs seite befestigt ist. Die Scheibe 33 weist einen größeren Durchmesser auf als das Zuführrohr 22, 23 bzw. 29 selbst, wie dies insbesondere der Fig. 3 zu entnehmen ist. Durch Axialverstellung der Scheibe 33 kann der freie Querschnitt des Eingangskanals jedes Zuführrohrs verändert und mithin die zugeführte Luftmenge reguliert werden. Jede Scheibe 33 weist zentral eine Aussparung 36 (Schlitz od. dergl.) auf, so daß die Scheibe 33 durch den Gebläsekasten 27 hin durch durch einen Stellstift, Schraubenzieher od. dergl. verdreht bzw. verstellt werden kann.All feed pipes 22 , 23 , 29 have an air quantity regulating device 26 on the inlet side in the blower box 27 , which comprises an infinitely adjustable disc 33 or an infinitely adjustable plate, the axially central threaded bolt 34 of which is in a screw engagement in a holder 35 , whereby the holder 35 having the threaded bore is fixed laterally in the feed tube 22 , 23 and 29 on the input side. The disk 33 has a larger diameter than the feed pipe 22 , 23 or 29 itself, as can be seen in particular from FIG. 3. By axially adjusting the disc 33 , the free cross section of the inlet channel of each feed tube can be changed and the amount of air supplied can thus be regulated. Each disc 33 has a central recess 36 (slot or the like), so that the disc 33 can be rotated or adjusted by the blower box 27 by means of an adjusting pin, screwdriver or the like.
Die heiße Brennkammer in der Bodenplatte 6 besitzt einen oberseitigen zentralen Lufteinlaß 31 mit einem Querschnitt, der größer ist als der unterseitige Luftauslaß 32 in Rich tung Brennerraum 4, wie dies insbesondere der Fig. 4 zu entnehmen ist.The hot combustion chamber in the base plate 6 has an upper-side central air inlet 31 with a cross section that is larger than the lower-side air outlet 32 in the direction of the burner chamber 4 , as can be seen in particular in FIG. 4.
Ersichtlich wird im Betrieb des Heizungskessels 1 die pri märe Verbrennungsluft 2 zwangsweise von der Kesselaußen seite her dicht oberhalb der Bodenplatte seitlich zugeführt und durch den zentralen Durchgang 9 in der Bodenplatte 6 strömungsgünstig zum unteren Brennraum weitergelei tet. Im Füllraum 3 wird mithin nur in etwa das untere Drittel oder Viertel primärer Verbrennungsluft ausgesetzt, so daß dort Schwelgase entstehen. Die eigentliche Zündung erfolgt in der nachgeordneten heißen Brennkammer unter Zu führung der sekundären Verbrennungsluft 8, die für eine optimale Nachverbrennung sorgt. Schließlich gelangen die heißen Rauchgase 7 im unteren Brennraum 4 an die seit lichen Wärmetauscherflächen 5 und von dort in den Abgas kanal 15.Obviously, during operation of the heating boiler 1, the primary combustion air 2 is forcibly supplied laterally from the outside of the boiler just above the base plate and streamlined through the central passage 9 in the base plate 6 to the lower combustion chamber. In the filling chamber 3 , therefore, only the lower third or quarter of primary combustion air is exposed, so that smoldering gases are generated there. The actual ignition takes place in the downstream hot combustion chamber under management of the secondary combustion air 8 , which ensures optimal afterburning. Finally, the hot flue gases 7 arrive in the lower combustion chamber 4 at the heat exchanger surfaces 5 and from there into the exhaust gas duct 15 .
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |