DE4229957A1

DE4229957A1 - Verbrennungsofen mit einem Wassermantel

Info

Publication number: DE4229957A1
Application number: DE19924229957
Authority: DE
Inventors: Johann Iffland
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1994-03-10
Also published as: DE9218918U1

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsofen mit einem Wassermantel und einer die Rauchgase umlenkenden Kühlkammer zur optimalen Ausnutzung der Rauchgas- Wärmeenergie für eine Warmwasserheizung und zur verbesserten Ausnutzung des Brennwertes des verwendeten fossilen Brennstoffes.

Verbrennungsöfen, die mit einem Wassermantel und/ oder mit einem integrierten Wasserbehälter im Feuerraum bzw. in einer Kühlkammer ausgestattet sind, um die Wärmeenergie der Rauchgase auszunutzen, sind bereits aus verschiedenen Offenlegungsschriften zu entnehmen. Ihnen gemeinsam ist das Ziel, die Rauchgase abzukühlen und gleichzeitig deren Wärmeenergie zu nutzen.

So ist bereits in der DE-OS 35 29 330 ein Verbrennungsofen beschrieben, der zur Ausnutzung der Wärmeenergie des Rauchgases einen Wasserbehälter im Feuerraum angeordnet hat. Zur Regelung der Wärmeübertragung auf den Wasserbehälter ist zwischen diesem und dem Feuerraum eine wärmeabschirmende bewegliche Abdeckung angeordnet. Je nach Stellung der Abdeckung wird die Wärme an den Wasserbehälter herangeführt oder an diesem vorbei direkt in den Schornstein, was einem Energieverlust gleichzustellen ist.

In der DE-OS 32 21 275 wird ein Wassermantelherd beschrieben, bei dem zur Verbesserung der Wärmeübertragung von den heißen Rauchgasen auf den Wassermantel im Konvektionsteil des Herdes ein Stahlungswärmetauscher so angeordnet ist, daß dessen Stahlungsflächen in Richtung der Wassermantelflächen gerichtet sind.

So könnten noch mehrere Beispiele aufgeführt werden, bei denen durch das Anordnen von wasserführenden Rohren oder Behältern die Wärmeenergie der Rauchgase ausgenutzt wird. All diesen bekannten Lösungen haftet der Mangel an, daß eine Leistungsregelung des Ofens mit der Regelung des Wärmebedarfs für die Warmwasseraufbereitung nicht abgestimmt werden kann, ohne dabei Energieverluste hinnehmen zu müssen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsofen der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Übertragung der Wärmeenergie vom heißen Rauchgas auf die wasserführenden Teile des Verbrennungsofens sowie die optimale Ausnutzung des Brennwertes des verwendeten Brennstoffes geregelt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe im wesentlichen durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. In einem Verbrennungsofen ist unter dem Feuerraum sowie dem Ascheraum eine Kühlkammer so angeordnet , daß zwischen dem Feuerraum und der Kühlkammer eine räumliche Verbindung in Form eines Schachtes bestehen bleibt. Diese Kühlkammer zeichnet sich dadurch aus, daß in ihr wasserführende Rauchgas-Umlenkplatten angeordnet sind, die wiederum mit dem Wassermantel des Verbrennungsofens in Verbindung stehen. Sie weist weiterhin im unteren Bereich eine Rauchgas-Abzugsöffnung auf, welche über einen Kanal mit einem außerhalb des Verbrennungsofens angeordneten Sauggebläse eingangsseitig verbunden ist. Über dieses Sauggebläse, welches ausgangsseitig mit dem Schornstein in Verbindung steht, werden die Rauchgase aus dem oberen Bereich des Feuerraumes über den Schacht durch die Kühlkammer nach unten abgesaugt. Die so abgekühlten Rauchgase gelangen über das Sauggebläse in den Schornstein. Damit die notwendige Verbrennungsluft in das Ofeninnere gelangen kann, weist die Aschetür bekanntermaßen eine verstellbare Lufteinlaßklappe auf. Es ist also mit diesem Gebläse möglich, den Rauchgasdurchtritt durch den Verbrennungsofen gleichbleibend und unabhängig vom unregelmäßigem Schornsteinsog zu regeln.

Unter Berücksichtigung des verwendeten Brennstoffes und dessen Brenneigenschaften können mit dem über das Sauggebläse geregelten Rauchgasabzug und der dadurch beeinflußbaren Verbrennungsluftzufuhr optimale Bedingungen für einen guten Durchbrand und damit für eine gute Ausnutzung des Brennwertes des verwendeten Brennstoffes eingestellt werden.

Ein weiterer Vorteil dieser Lösung ergibt sich aus dem Abzug des heißen Rauchgases entgegen seinem natürlichen Bestreben, nach oben aufzusteigen. Die Verweilzeit an den wasserführenden Rauchgas-Umlenkplatten und dadurch auch die Wärmeübertragung auf das Kühlwasser, welches zum Einspeisen in eine Warmwasserheizung benutzt werden kann, sind regulierbar.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Dabei zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Längsschnittes durch einen Verbrennungs ofen mit angeordnetem Gebläse.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der erfindungsgemäße Verbrennungsofen für feste Brennstoffe einen wasserführenden Stahldoppelmantel 1 (Wassermantel) auf, dessen Teile miteinander verbunden sind und eine Einheit bilden. An seiner Frontseite sind im oberen Bereich die Feuerungstür 6, darunter die Ascheraumtür 7 mit Luftzufuhrklappe 8 und im unteren Bereich die Reinigungstür 9 angeordnet. Im Inneren des Verbrennungsofens wird der Feuerraum 3 mit Rost 4 und darunter angeordnetem Ascheraum 5 durch einen aus wasserführenden Platten gebildeten und im oberen Bereich des Verbrennungsofens angeordneten Heizstuhl 2 so vom übrigen Ofen-Innenraum abgetrennt, daß zwischen der vertikalen Heizstuhlplatte und der Verbrennungsofen rückwand ein Schacht 10 entsteht. Zwischen Oberkante der vertikalen Heizstuhlplatte und der wasserführenden Ofenabdeckplatte besteht keine Verbindung, sondern ein zum Durchtritt des Rauchgases dienender räumlicher Abstand. Im oberen Teil des Feuerraumes 3 sind drei wasserführende Kühlrohre 16 so angeordnet, daß sie vom heißen Rauchgas angeströmt werden müssen, bevor sie über die Oberkante der vertikalen Heizstuhlplatte durch den Schacht 10 gezogen werden. Der Schacht 10 führt, wie aus Fig. 1 weiterhin ersichtlich ist, nach unten in die unter dem Heizstuhl 2 angeordnete Kühlkammer 11. Diese Kühlkammer ist dadurch gekennzeichnet, daß an den durch den Wassermantel 1 des Verbrennungsofens gebildeten Seitenflächen horizontalen wasserführende Rauchgas-Umlenkplatten 12 untereinander und abwechselnd links- oder rechtsbündig mit dem Wassermantel 1 in Verbindung stehend angeordnet sind und mit dem anderen Ende in den Kühlkammerraum hineinragen. Im unteren Bereich weist die Kühlkammer 11 eine Rauchgasabzugs öffnung 13 auf, die über einen Kanal 14 mit einem außer halb des Verbrennungsofens angeordnetem Sauggebläse 15 eingangsseitig verbunden ist. Ausgangsseitig hat das Saug gebläse 15 Anschluß mit dem Schornstein (ist in der Zeichnung nicht mehr dargestellt).

Aufgrund der Sogwirkung des Gebläses 15 wird Frischluft über die Luftzufuhrklappe 8 durch den Rost 4 an die Feuerstelle gebracht. Entsprechend des verwendeten Brennstoffes und des benötigten Energiebedarfs kann bereits hier auf den Verbrennungsprozeß durch den regelbaren Sauggebläsebetrieb Einfluß genommen werden. Die entstehenden heißen Rauchgase werden, wie auch durch Pfeile in Fig. 1 dargestellt, an den Kühlrohren 16 vorbei, über die Oberkante des Heizstuhles 2, in den Schacht 10 sowie durch die Kühlkammer an den Rauchgas- Umlenkplatten 12 vorbei durch die Rauchgas-Abzugsöffnung 13 zum Sauggebläse 15 abgesaugt.

Infolge der mehrfachen Umlenkung des Rauchgases vorbei an wasserführenden Teilen des Ofens werden die Rauchgase aufgrund des Wärmeaustausches abgekühlt. Mit dem Einbau der Rauchgas-Umlenkplatten 12 in der Kühlkammer 11 wird eine Vergrößerung der Wärmeaustausch-Oberfläche und damit eine verbesserte Energieausbeute erreicht.

Es ist zu erwähnen, daß alle wasserführenden Teile des Verbrennungsofens miteinander verbunden sind und an ein Wasserkreislaufsystem einer Warmwasserheizung angeschlos sen sind.

Um die Einbauten der Kühlkammer 11 von den Rückständen der Flugasche regelmäßig und unkompliziert reinigen zu können, kann die an der Frontseite des Verbrennungsofens angeordnete Reinigungstür geöffnet werden.

Da die Rauchgase entgegen ihrem natürlichen Verhalten nach unten abgesaugt werden, kann mit der Leistung des Soggebläses 15 auch die Verweilzeit des Rauchgases in der Kühlkammer 11 gesteuert werden, um einem optimalen Wärme austausch zu erreichen.

Durch das Erreichen eines hohen Verbrennungsgrades des Brennstoffes konnte der Brennstoffverbrauch stark reduziert werden. Der verbesserte Wirkungsgrad bei der Wärmeübertragung sowie die Brennstoffverbrauchsreduzierung rechtfertigen den Energieverbrauch für das Betreiben eines Sauggebläses. Die Energieausbeute ist wesentlich größer als bei herkömmlichen Verbrennungsöfen.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Wassermantel
2 Heizungsstuhl
3 Feuerraum
4 Rost
5 Ascheraum
6 Feuerungstür
7 Ascheraumtür
8 Luftzufuhrklappe
9 Reinigungstür
10 Schacht
11 Kühlkammer
12 Rauchgas-Umlenkplatten
13 Rauchgas-Abzugsöffnung
14 Kanal
15 Sauggebläse
16 wasserführende Kühlrohre.

Claims

1. Verbrennungsofen mit einem Wassermantel und einer die Rauchgase umlenkenden Kühlkammer sowie im Feuerraum integriertem Wasserbehälter, wobei die Ascheraumtür eine verstellbare Lufteinlaßklappe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer (11) unter dem Feuer- sowie Ascheraum (3, 5 ) so angeordnet ist, daß sie mit dem oberen Bereich des Feuerraumes (3) durch einen seitlichen Schacht (10) verbunden ist und im unteren Bereich eine Rauchgas-Abzugsöffnung (13) aufweist, welche über einen Kanal (14) mit einem außerhalb des Verbrennungsofens liegendem Sauggebläse (15) eingangs seitig verbunden ist und der Sauggebläseausgang in Verbindung mit dem Schornstein gebracht ist, wobei in der Kühlkammer (11) untereinander und abwechselnd nur links oder rechtsbündig angeordnete, wasserführende Rauchgas- Umlenkplatten (12) horizontal und mit dem Wassermantel (1) des Verbrennungsofens in Verbindung stehend angeordnet sind.

2. Verbrennungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Feuerraum integrierten wasserführenden Kühlrohre (16), die wasserführenden Platten des Heizstuhls (2) sowie die Rauchgas-Umlenkplatten (12) mit dem Wassermantel (1) des Verbrennungsofens und dessen Wasserführungssystem verbunden sind.