DE4008818A1

DE4008818A1 - Vorrichtung am abgasstrom eines heizkessels

Info

Publication number: DE4008818A1
Application number: DE19904008818
Authority: DE
Inventors: Hugo Paril
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1991-09-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung am Abgasstrom eines Heizkessels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beim Verbrennungsvorgang von Gas und Öl entstehen bekanntlich eine Reihe von Schadstoffen, die die Umwelt erheblich bela sten, wie z. B. Stickoxide (NO_x), Kohlenmonoxyd (CO), Ruß, usw. Menschen, Tiere und Pflanzen sind ebenso gefährdet wie Bauwerke. In diesem Zusammenhang wird auf das bekannte Baum sterben und den frühzeitigen Verfall antiker Gebäude hinge wiesen.

Neben dem Schadstoffausstoß durch Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen und durch Industrieanlagen werden ein Groß teil der schädlichen Abgasschadstoffe von den privaten Heiz kesseln erzeugt und über die Kamine ins Freie geblasen. Auf diese Art sind Millionen von Heizungen direkt an der Umwelt belastung beteiligt. Es sind daher bereits gesetzliche Ver ordnungen zur Reduzierung dieser Schadstoffwerte in Kraft und schärfere Verordnungen sind notwendig und zu erwarten.

Während bei großen Industrieanlagen und in Serie hergestell ten Verbrennungsmotoren schon erhebliche Verbesserungen durch geführt wurden, ist der Schadstoffausstoß aus der Vielzahl privater kleiner Brennstellen und Heizkessel, die sehr unter schiedlich und teilweise mit alten Einrichtungen aufgebaut sind, nur schwierig in den Griff zu bekommen.

Eine bekannte Vorrichtung zur Reduzierung des Schadstoffaus stoßes an kleineren Heizkesseln im privaten Bereich (DE-OS 37 05 942) enthält ein zwischen dem Heizkessel und einem Kamin angeordnetes Abgasrohr und umfaßt weiter eine Abgaswaschan lage als Berieselungs- oder Vernebelungsanlage, die eine Düse, einen Flüssigkeitsbehälter für eine Reinigungsflüssig keit und eine Pumpe enthält. Die Waschanlage ist als separate Einrichtung in der Form eines relativ großen Kessels ausge führt, der zwischen dem Heizkessel und dem Kamin eingebaut werden muß. Dieser Zwischen-Waschkessel ist relativ teuer und erfordert durch sein großes Bauvolumen einen oftmals nicht zur Verfügung stehenden Einbauraum. Insbesondere treten Schwierigkeiten auf, wenn eine solche Waschanlage an bestehen den Heizungsanlagen nachgerüstet werden soll, da die Kessel installation geändert werden muß und oft der erforderliche Platz für den Zwischen-Waschkessel nicht vorhanden ist. Zudem ist eine Nachrüstung, die in der Regel nur von einem Fachmann ausgeführt werden kann, hinsichtlich der Montage aufwendig und teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung am Abgasstrom eines Heizkessels zur Reduzierung der Schad stoffwerte zu schaffen, die klein baut und bei guter Funk tionsfähigkeit und einfachem sowie preisgünstigen Aufbau ein fach nachrüstbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An spruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist es erforderlich, daß der Kamin ein dich tes Innenrohr aus Edelstahl oder Glas enthält. Solche an sich bekannten Innenrohre werden zur Sanierung nicht isolierter Kamine nachträglich eingebaut und sind daher gerade in älte ren Häusern oft vorhanden. Das vom Heizkessel kommende Abgas rohr ist dann an ein solches Innenrohr durch die Kaminwand hindurch angeschlossen.

Weiter ist eine Düse vorgesehen, die mit ihrer Düsenöffnung durch die Kaminwand in das Innenrohr oberhalb des Eintritts des Abgasrohrs eingesetzt ist. Über diese Düse bzw. Düsenöff nung wird in diesem Bereich ein Berieselungsvorhang und/oder eine Vernebelung einer Reinigungsflüssigkeit durchgeführt.

Diese Reinigungsflüssigkeit enthält bevorzugt Chemikalien, die die im Abgas enthaltenen Schadstoffe binden. Solche Reini gungsflüssigkeiten sind bekannt. Zudem sind Reinigungsflüssig keiten bekannt, die durch eine Behandlung mit einem Regenera tor, insbesondere in Form eines Regenerationsfilters, wieder regenerierbar und aktivierbar sind. Es ist somit erforder lich, entweder die Reinigungsflüssigkeit selbst oder nur den Regenerationsfilter an entsprechenden Sammelstellen zu ent sorgen.

Der Kaminboden bzw. der Boden des Innenrohrs ist als dichter Sammelbehälter ausgebildet, wo sich die kondensierende und/oder nach unten abfließende Reinigungsflüssigkeit, die be reits die Schadstoffe aufgenommen hat, sammelt.

Von diesem Sammelbehälter führt eine Rücklaufleitung zu einem Vorratsbehälter für die Reinigungsflüssigkeit, der zweckmäßig unmittelbar neben dem Kamin aufgestellt ist.

Von diesem Vorratsbehälter führt eine Zulaufleitung zu einer Umwälzpumpe, die außerhalb des Kamins angeordnet ist und die zur Herstellung eines Kreislaufs für die Reinigungsflüssig keit mit der Düse verbunden ist.

Bei der vorgeschlagenen Anordnung ist kein Zwischenkessel er forderlich, daß die Düse unmittelbar im Kamininnenrohr ange ordnet ist und dort der Gaswaschvorgang durchgeführt wird. Da durch kann die Vorrichtung ohne Veränderung einer schon vor handenen Kesselinstallation zusätzlich auf einfachste Art eingebaut werden. Es sind lediglich zwei Bohrungen durch den Kamin und das Innenrohr für die Düse und die Ablaufleitung durchzuführen und die Umwälzpumpe zu befestigen. Diese wird bevorzugt nach Anspruch 2 direkt an der Kaminaußenseite ange bracht und unmittelbar mit der Düse verbunden.

Die Vorrichtung ist somit sehr preisgünstig, auf einfache Art anzubringen und bei guter Funktionsfähigkeit insbesondere zur Nachrüstung an schon vorhandenen Heizungsanlagen geeignet. Damit kann eine wesentliche Reduzierung der Umweltbelastung auf einfache Weise gerade bei der Vielzahl der schon vorhan denen Heizungsanlagen ohne große Eingriffe erzielt werden.

Vorteilhaft wird nach Anspruch 3 die Umwälzpumpe mit der Bren nersteuerung in der Weise verbunden, daß die Umwälzpumpe nur eingeschaltet wird, wenn auch der Brenner läuft. Dadurch wird der Waschvorgang nur durchgeführt, wenn tatsächlich ein Abgas ausstoß vorliegt. Damit wird der trotz der Umwälzung vorhande ne Verbrauch der Reinigungsflüssigkeit reduziert.

Mit Anspruch 4 wird die Verwendung einer an sich bekannten Umwälzpumpe vorgeschlagen, die über eine Rückführleitung mit dem Vorratsbehälter zur Rückführung von nicht durch die Düse gepreßter Reinigungsflüssigkeit verbunden ist. Eine solche Pumpe ist weitgehend vor Überlastung geschützt.

Ein transportabler Kanister nach Anspruch 5 kann einfach für eine Regeneration der Reinigungsflüssigkeit zu einer entspre chenden Regenerationseinrichtung gebracht werden.

Da sich die Reinigungsflüssigkeit teilweise verbraucht, kann auch ein automatisches Nachfüllsystem vorgesehen sein, bei dem der Vorratsbehälter z. B. über einen weiteren Vorratsbehäl ter und eine an sich bekannte Schwimmerschaltung auf einem be stimmten Flüssigkeitsstand gehalten wird.

Vorteilhaft kann bereits gemäß Anspruch 6 in die Rücklauflei tung ein Regenerationsfilter für die Reinigungsflüssigkeit eingebaut werden, so daß die Regeneration und Filterung konti nuierlich durch den Flüssigkeitsumlauf erfolgt. Es ist dann lediglich erforderlich, in gewissen Zeitintervallen den Rege nerationsfilter auszutauschen.

Die Düsenöffnung ragt bei der vorbeschriebenen Anordnung etwas in das Innenrohr des Kamins hinein. Es ist möglich, daß dagegen regional Einwände bestehen oder Verordnungen entgegen stehen. Für diesen Fall wird mit Anspruch 7 vorgeschlagen, die Düse in einem dem Kamin vorgeschalteten Durchströmbehäl ter für das Abgas anzuordnen. Dabei wird der Berieselungsvor hang und/oder die Vernebelung in diesem Durchströmbehälter ausgeführt. Ein Teil der kondensierten und nach unten fließen den Reinigungsflüssigkeit wird am Boden des Durchströmbehäl ters gesammelt und von dort in den Vorratsbehälter geleitet. Der Boden des Durchströmbehälters kann aber selbst als Vor ratsbehälter ausgeführt sein, so daß von dort die Leitung zur Umwälzpumpe führt. Ein Teil der Flüssigkeitspartikel wird aber auch in das Innenrohr des Kamins mitgenommen, wo eben falls eine Kondensation erfolgt und/oder die Reinigungsflüs sigkeit nach unten zum Boden des Innenrohrs bzw. dem Sammelbe hälter läuft. Von dort führt die bereits beschriebene Rück laufleitung zum Vorratsbehälter oder zum Durchströmbehälter.

Anhand einer Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Anordnung einer Heizungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reduzierung der Abgasschadstoffe,

Fig. 2 eine schematische Teilansicht einer entsprechenden Vor richtung einer zweiten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist ein Heizkessel 1 über ein Abgasrohr 2 an einen Kamin 3 angeschlossen, wobei der Kamin 3 ein Innenrohr 4 aus Edelstahl oder Glas enthält. Das Innenrohr 4 ist am Boden dicht verschlossen und bildet dort einen Sammelbehälter 5.

In einem Vorratsbehälter 6, der als transportierbarer Kanister ausgebildet ist, ist eine Reinigungsflüssigkeit 7 enthalten, die eine chemische Eigenschaft dergestalt auf weist, daß sie Schadstoffe im Abgas des Heizkessels binden kann.

Vom Vorratsbehälter 6 bzw. aus der Reinigungsflüssigkeit 7 führt eine Zulaufleitung 8 zu einer Umwälzpumpe 9. Die Umwälz pumpe 9 ist als Flügelradpumpe ausgeführt mit einer Rückführ leitung 10 zum Vorratsbehälter 6.

Am Pumpenausgang ist eine Düse 11 angeschlossen, die mit ihrer Düsenöffnung 12 durch die Wand des Kamins 3 in das Innenrohr 4 ragt.

Vom Sammelbehälter 5 führt eine Rücklaufleitung 13 zurück zum Vorratsbehälter 6.

Am Heizkessel 1 ist ein Brenner 14 für Öl oder Gas ange bracht, der über eine elektrische Steuerleitung 15 mit der Umwälzpumpe 9 verbunden ist, in der Weise, daß die Umwälz pumpe 9 nur beim Lauf des Brenners 14 angesteuert und in Betrieb gesetzt ist.

Die vorbeschriebene Anordnung hat folgende Funktion: Die Umwälzpumpe 9 saugt aus dem Vorratsbehälter 6 Reinigungs flüssigkeit 7 und preßt diese durch die Düse 11 zur Düsen öffnung 12, so daß sich ein Berieselungsvorhang 16 und/oder eine Vernebelung der Reinigungsflüssigkeit 7 oberhalb des Eintritts des Abgasrohrs 2 in den Kamin 3 bzw. dem Innenrohr 4 bildet. Die vom Heizkessel 1 kommenden Abgase (Pfeile 17) werden somit durch den Berieselungsvorhang bzw. die Vernebe lung 16 geleitet, wobei die darin enthaltenen Schadstoffe von der Reinigungsflüssigkeit aufgenommen werden.

Die Reinigungsflüssigkeit, die die Schadstoffe aufgenommen hat, kondensiert und fließt nach unten zum Boden des Innen rohrs 4 bzw. zum Sammelbehälter 5 und von dort über die Rück laufleitung 13 zurück in den Vorratsbehälter 6. Damit ist der Kreislauf der Reinigungsflüssigkeit 7 geschlossen, die wieder für die Ansaugung durch die Pumpe 9 zur Verfügung steht.

Die Reinigungsflüssigkeit 7 hat eine bestimmte Kapazität zur Aufnahme von Schadstoffen. Wenn diese Kapazität erschöpft ist, muß die Reinigungsflüssigkeit wieder regeneriert werden. Dazu wird der Vorratsbehälter 6 entweder völlig ausgetauscht, wobei die Reinigungsflüssigkeit an einer entsprechenden Stelle, beispielsweise einer Verwaltungsbehörde, entsorgt wird oder die Reinigungsflüssigkeit kann durch ein an sich be kanntes Regenerationsfilter geschüttet und so wieder akti viert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann in der Rücklauflei tung 13 bereits ein Regenerationsfilter 18 (strichliert einge zeichnet) angeordnet sein, der eine kontinuierliche Regenera tion im Kreislauf der Reinigungsflüssigkeit 7 durchführt. Wenn der Regenerationsfilter erschöpft ist, muß dieser dann ausgetauscht werden. Der Regenerationsfilter kann zweckmäßig als Austauschpatrone ausgebildet sein, wobei diese dann an einer geeigneten Stelle entsorgt werden muß.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt, bei der das vom Heizkessel 1 kommende Abgasrohr 2 an einen Durch strömbehälter 19 angeschlossen ist, der zwischen dem Heizkes sel 1 und dem Kamin 3 bzw. dem Innenrohr 4 angeordnet ist. Der untere Teil des Durchströmbehälters 19 ist als Vorrats behälter 6 ausgeführt, in dem die Reinigungsflüssigkeit 7 ent halten ist. Von dort führt die Zulaufleitung 8 zur Umwälz pumpe 9 und zu einer Zerstäuberdüse 20, die im Abgasstrom (Pfeil 17) im mittleren Bereich des Durchströmbehälters 19 angeordnet ist.

Der Boden des Innenrohrs 4 ist auch hier als Sammelbehälter 5 ausgeführt mit einer Rücklaufleitung 13 zum Vorratsbehälter 6 bzw. zum Durchströmbehälter 19. Der Durchströmbehälter 19 hat über ein weiteres Abgasrohr 21 Verbindung mit dem Kamin bzw. dem Innenrohr 4.

Die Anordnung nach der zweiten Ausführungsform hat folgende Funktion: Aus dem Vorratsbehälter 6 bzw. dem unteren Teil des Durch strömbehälters 19 saugt auch hier die Umwälzpumpe 9 Reini gungsflüssigkeit 7 und preßt diese durch die Zerstäuberdüse 20, wodurch ein Berieselungsvorhang und/oder Vernebelung 16 im Abgasstrom (Pfeil 17) erzeugt wird. Wenn das Abgas hier durchtritt, werden die Schadstoffe in der zerstäubten Reini gungsflüssigkeit aufgenommen und gebunden. Über das Abgasrohr 21 wird ein Teil der Reinigungsflüssigkeitspartikel auch in das Innenrohr 4 mitgenommen. Nachdem dort die Reinigungsflüs sigkeit 7 kondensiert ist, sammelt sie sich im Sammelbehälter 5 und fließt über die Rücklaufleitung 13 wieder zurück zum Durchströmbehälter 19, wodurch der Kreislauf für die Reini gungsflüssigkeit 7 auch hier geschlossen ist. Entsprechend der ersten Ausführungsform ist auch hier die Reinigungsflüs sigkeit nach einer bestimmten Einsatzzeit zu regenerieren. In dieser Ausführungsform ist dazu ein absperrbarer Ablauf 22 eingezeichnet, über den die Reinigungsflüssigkeit 7 für den Regenerationsvorgang abgelassen werden kann.

Zusammenfassend wird festgestellt, daß mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt wird, mit der die Schad stoffe in den Abgasen eines Heizkessels wirksam reduziert wer den können und die bei einfachem Aufbau ohne Eingriffe in die vorhandene Heizkesselinstallation nachgerüstet werden kann.

Claims

1. Vorrichtung am Abgasstrom eines Heizkessels,
mit einem Heizkessel und einem Kamin und einem dazwischen angeordneten Abgasrohr,
mit einer Abgas-Waschanlage als Berieselungs- oder Vernebe lungsanlage, die eine Düse, einen Vorratsbehälter für eine Reinigungsflüssigkeit und eine Umwälzpumpe enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kamin (3) ein in diesen eingezogenes, an das Abgas rohr (2) angeschlossenes und dichtes Innenrohr (4) aus Edelstahl oder Glas enthält,
daß die Düse (11) mit ihrer Düsenöffnung (12) durch die Kaminwand in das Innenrohr (4) oberhalb des Eintritts des Abgasrohrs (2) eingesetzt ist und dort ein Berieselungsvor hang und/oder eine Vernebelung (16) der Reinigungsflüssig keit (7) erzeugt wird,
daß der Kaminboden bzw. der Boden des Innenrohrs (4) als dichter Sammelbehälter (5) für die im Innenrohr (4) konden sierende und/oder nach unten abließende Reinigungsflüssig keit (7) ausgebildet ist,
daß von diesem Sammelbehälter (5) eine Rücklaufleitung (13) zu dem neben dem Kamin (3) aufgestellten Vorratsbehäl ter (6) führt,
daß vom Vorratsbehälter (6) eine Zulaufleitung (8) zur Um wälzpumpe (9) führt, die außerhalb des Kamins (3) angeord net ist und die zur Herstellung eines Kreislaufs der Reini gungsflüssigkeit (7) mit der Düse (11) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (9) in der Höhe der Düsenlage an der Außen seite des Kamins (3) befestigt ist und unmittelbar Verbin dung mit der Düse (11) hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Umwälzpumpe (9) mit der Brennersteuerung bzw. dem Brenner (14) in der Weise verbunden ist (Leitung 15), daß sie nur beim Brennerlauf eingeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (9) über eine Rückführ leitung (10) mit dem Vorratsbehälter (6) zur Rückführung von nicht durch die Düse (11) gepreßter Reinigungsflüssig keit (7) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (6) als transportier barer Kanister ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (13) ein Regenera tionsfilter (18) für die Reinigungsflüssigkeit (7) ange bracht ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Düse (20) in einem dem Kamin vorge schalteten Durchströmbehälter (19) für das Abgas (Pfeil 17) angeordnet ist.