DE4305962A1 - Heizkessel zur Verbrennung von Brennstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel zur Ver­ brennung von Brennstoffen fester, flüssiger oder gasförmiger Konsistenz in einer wenigstens einen Brenner aufweisenden Brennkammer mit im wesentlichen horizontaler Flammenführung, wobei die Brennkammer zumindest teilweise von einem ein Wärmeträgermedium wie Wasser führenden Gehäuse umgeben und zwischen Brennkammer und Gehäuse wenigstens ein Strömungskanal zur Rauchgasführung vorgesehen ist.

Bei Heizkesseln dieser Art, die bereits bekannt sind, werden die bei der Verbrennung anfallenden Rauchgase in Strömungskanälen geführt, welche sich zwischen der Brennkammer und einem wasserführendem Gehäuse er­ strecken. Beim Durchströmen dieser Kanäle geben die Rauchgase ihre Wärme weitgehend an die als Wärmeträ­ germedium dienende Wasserfüllung des Gehäuses ab.

Im Einströmbereich dieser Strömungskanäle können sich feste Verbrennungsrückstände ansammeln, was bis zur vollständigen Verstopfung der im unteren Teil der horizontal verlaufenden Brennkammer liegenden Strö­ mungskanäle führen kann. Die Folge davon ist ein Ansteigen der Abgastemperatur und damit eine Ver­ schlechterung des Wirkungsgrades. Durch Kondensat­ bildung in den verstopften Strömungskanälen besteht ferner Korrosionsgefahr, was durch Untersuchungen an undicht gewordenen Heizkesseln bestätigt wurde. Insge­ samt sind somit bei solchen Heizkesseln kurze War­ tungsintervalle erforderlich.

Es besteht daher die Aufgabe, einen Heizkessel der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß wirkungs­ gradmindernde Verstopfungen der Strömungskanäle durch Ablagerung fester Verbrennungsrückstände oder Ansamm­ lungen ebensolcher Schwebe- bzw. Aschepartikel in den Strömungskanälen vermieden werden.

Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, daß bei dem Heiz­ kessel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vor der Eintrittsöffnung des Strömungskanals ein Aschesam­ melraum für die Aufnahme fester Verbrennungsrückstände angeordnet ist, der sich unterseitig von dieser Ein­ trittsöffnung in Richtung eines Bodens des Gehäuses forterstreckt.

Indem der Aschesammelraum peripher vor und unter dem Einströmbereich der Strömungskanäle angeordnet ist, werden Ansammlungen von Aschepartikeln, die die Strö­ mung im Einströmbereich in den Strömungskanälen beein­ trächtigen und zumindest einzelne Strömungskanäle zu­ setzen bzw. verstopfen könnten, unmittelbar vor den Ein­ trittsöffnungen der Strömungskanäle praktisch vermieden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Aschesammelraum bis in den Wassermantel des Gehäuses hineinreichen und nach einer anderen Weiterbildung sich über einen wesentlichen Teil der Breite der Brennkammer erstrecken. Dabei ist es zweckmäßig, wenn eine Offenseite des Aschesammelraums dem Verlauf dieses Einströmbereiches des Strömungskanals für die Rauch­ gasführung angepaßt ist. Dadurch ist die Formgebung der Offenseite an die Querschnittsgeometrie des Ein­ strömbereichs angepaßt und kann insbesondere an den Verlauf des Innenmantels des wasserführenden Gehäuses angeglichen werden.

Eine zweckmäßige, technisch einfach herstellbare Aus­ gestaltung kann darin bestehen, daß den Aschesammel­ raum eine geschlossen umlaufende Sicke bildet, die vor dem Einströmbereich des Strömungskanals in das Gehäuse eingeprägt ist, deren unterer Bereich als Aschesammel­ raum dient.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß der Ascheraum eine nach außen verlaufende Durchführung aufweist, die an einer brennerseitigen Stirnseite des Heizkessels austritt und die außenseitig absperrbar ist. Dadurch kann auf besonders einfache Weise der Aschesammelraum von Verbrennungsrückständen gereinigt werden, indem diese über die Durchführung außenseitig abgesaugt werden können.

Anhand der Zeichnung sollen nachstehend zwei Ausfüh­ rungsformen der Erfindung näher beschrieben werden. In schematischen Ansichten zeigt

Fig. 1 einen Heizkessel mit sich horizontal er­ streckender Brennkammer und einem vor dem unteren Bereich der Brennkammer befindlichen Aschesammelraum in einer Längsschnittansicht,

Fig. 2 einen ausschnittsweisen Querschnitt gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Heizkessel in einer Ansicht wie in Fig. 1, bei dem eine umlaufende Sicke den Aschesammelraum bildet.

Ein in Fig. 1 im Ganzen mit 1 bezeichneter Heizkessel weist eine sich horizontal erstreckende Brennkammer 2 auf, welche im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und von einem wasserführenden Gehäuse 3 umgeben ist. Dieses Gehäuse 3 ist seinerseits von einer Ummante­ lung 4 aus Isolierstoff umgeben. An der brennerseiti­ gen Stirnseite 5 des Heizkessels 1 befindet sich eine Brennertür 6. Ausgehend von der brennerseitigen Stirnseite 5 erstreckt sich die Flammenführung etwa horizontal in einen Brennraum 7, welcher im Innern der Brennkammer 2 liegt. Die Flamme bzw. die bei der Ver­ brennung entstehenden Gase werden im Brennraum 7 an einem topfartigen Isolierstein 8 umgelenkt, strömen an der Innenwand der Brennkammer 2 in Richtung der bren­ nerseitigen Stirnseite 5, werden am brennerseitigen Ende der Brennkammer 2 erneut umgelenkt und treten dann in die Eintrittsöffnungen der Strömungskanäle 9 ein, die im Mantelbereich der Brennkammer 2 angeordnet sind. Nach dem Durchströmen der Strömungskanäle 9 werden die Rauchgase durch einen Rauchgasstutzen 10 abgeführt, der sich an der austrittsseitigen Stirn­ seite 11 des Heizkessels 1 befindet.

Zur Bildung der Strömungskanäle 9 sind, wie Fig. 2 zeigt, zwischen dem zylindrischen Mantel der Brenn­ kammer 2 und dem wasserführenden Gehäuse 3 Rippen 12 angeordnet, die in Umfangsrichtung beabstandet sind und sich radial sowie in Längsrichtung der Brennkammer erstrecken. Die Strömungskanäle zwischen benachbarten Rippen 12 verlaufen somit jeweils parallel zueinander. Die Verbrennungsgase geben beim Durchströmen der Strö­ mungskanäle 9 ihre Wärmeenergie über die Rippen 12 weitgehend an das als Wärmeträgermedium im Gehäuse 3 aufgenommene Wasser 13 ab.

Zwischen dem brennerseitigen Ende der Brennkammer 2 und der benachbarten Stirnseite 14 der Brennertür befindet sich ein von dem Gehäuse 3 umgebener Vor­ raum 15, der in seinem unteren Abschnitt einen Asche­ sammelraum 16 zur Aufnahme fester Verbrennungsrück­ stände wie Aschepartikel aufweist, die im Einströmbe­ reich der Strömungskanäle 9 absinken. Ohne diesen Aschesammelraum 16 könnten sich die Partikel im un­ teren Abschnitt des Vorraumes 15 auf dem Innenman­ tel 17 des wasserführenden Gehäuses 3 ansammeln, wobei die Gefahr von Verstopfungen der dort angeordneten Strömungskanälen 9 besteht.

Die Offenseite des Aschesammelraums 16 reicht bis an den Einströmbereich der Strömungskanäle 9 bzw. an den Innenmantel 17 des wasserführenden Gehäuses 3 heran. Der Aschesammelraum erstreckt sich durch das wasser­ führende Gehäuse 3 hindurch und reicht annähernd bis zu einem untenliegenden Boden 18. Zwischen dem Bo­ den 18 und dem Innenmantel 17 des Gehäuses 3 weist der Aschesammelraum 16 eine Durchführung 19 auf, welche sich durch die brennerseitige Stirnseite 5 hindurch nach außen erstreckt und dort absperrbar ist. Diese Durchführung ermöglicht es, im Aschesammelraum 16 angesammelte Partikel mittels einer anschließbaren Absaugeinrichtung abzusaugen.

Zur Aufnahme einer beträchtlichen Menge von Partikeln ist es zweckmäßig, die Breite B des Aschesammel­ raums 16 so groß zu wählen, daß sich dieser über einen wesentlichen Teil der Breite D der Brennkammer 2 erstreckt. Dabei folgt die Offenseite des Aschesammel­ raums 16 dem Krümmungsverlauf des Innenumfangs des wasserführenden Gehäuses 3 und ist somit an den ring­ förmigen Verlauf des Einströmbereiches der Strömungs­ kanäle 9 angepaßt.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform bildet eine ringförmig verlaufende Sicke 20 den Aschesammel­ raum 16′. Diese Sicke ist im Einströmbereich der Strömungskanäle 9 geschlossen umlaufend radial nach außen aus dem Innenmantel 17 des wasserführenden Gehäuses 3 herausgeprägt. Der Durchmesser d der Sicke 20 weist deshalb Übermaß gegenüber dem Innen­ mantel 17 des Gehäuses 3 und somit auch gegenüber dem ringförmigen Einströmbereich der Strömungskanäle 9 auf.

Claims (8)

1. Heizkessel zur Verbrennung von Brennstoffen fester, flüssiger oder gasförmiger Konsistenz in einer wenigstens einen Brenner aufweisenden Brennkammer mit im wesentlichen horizontaler Flammenführung, wobei die Brennkammer zumindest teilweise von einem ein Wärme­ trägermedium wie Wasser führenden Gehäuse umgeben sowie zwischen Brennkammer und Gehäuse wenigstens ein Strömungskanal zur Rauchgasführung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Eintrittsöffnung des Strömungskanals (9) ein Aschesammelraum (16) für die Aufnahme fester Verbrennungsrückstände angeordnet ist, der sich unter­ seitig von dieser Eintrittsöffnung in Richtung eines Bodens (18) des Gehäuses (3) forterstreckt.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aschesammelraum (16) bis in das wasserführende Gehäuse (3) hineinreicht.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Aschesammelraum (16) über einen wesentlichen Teil der Breite (D) der Brennkammer (2) erstreckt.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Offenseite des Asche­ sammelraums (16) dem Verlauf des Einströmbereiches des Strömungskanals (9) für die Rauchgasführung angepaßt ist.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Aschesammelraum (16′) eine geschlossen umlaufende Sicke (20) bildet, die vor dem Einströmbereich des Strömungskanals (9) in das Gehäuse (3) eingeprägt ist.

6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aschesammelraum (16) eine nach außen verlaufende Durchführung (19) auf­ weist.

7. Heizkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung (19) an einer brennerseitigen Stirnseite (5) des Heizkessels (1) austritt.

8. Heizkessel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchführung (19) außenseitig ab­ sperrbar ist.