DE8502074U1 - Heizkessel fuer druckgas bzw. druckoel mit einer in einem innenrippenrohr vorgesehenen topffoermigen brennkammer - Google Patents

Description

Il If·

Ing. Kurt Heim
Weiherbergstr. 85, 7520 Bruchsal

Heizkessel für Druckgas bzw. Drucköl mit einer in einem Innenri-fpenrohr vorgesehenen topfförmigen Brennkammer.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel für Druckgas bzw. Drucköl mit einer, in einem horizontalen Innenrippenrohr angeordneten topfförmigen Brennkammer. Eine Brennkammer dieser Art wird im allgemeinen als "heiß" bezeichnet, weil die Flamme des Brenners mit keinen wasserführenden Flächen umhüllt ist. Die von der Flamme entwickelten heißen Rauchgase werden vor dem bzw. am Boden der topfförmigen Brennkammer um 180 Grad umge.'enkt und in einem zweiten Zug zurück durch die heiße Zone der Flamme geführt. Dadurch werden die heißen Rauchgase weitgehend ausgebrannt und verlassen dann die Brennkammer mit einem wesentlich höherem CO -Gehalt, als wenn die Rauchgase ohne Umlenkung unmittelbar in den Rauchgasabzug gelangen. Beim Verlassen der Brennkammer werden die sation einmal umgelenkten Rauchgase nochmals um 180 Grad in einen dritten Zug umgelenkt, der von den längslaufenden T.nnenrippen des Innenrippenrohres gebildet wird. Durch den dritten Zug hindurch gelangen dann die abgekühlten Rauchgase durch den Rauchgasabzug hindurch in den Schornstein.

Bei den Heizkesseln dieser Art hat sich ergeben, daß die heißen Rauchgase ihren größten Wärmeinhalt auf ihrem Strönungsweg zum dritten, von den Innenrippen des Innenrippenrohres gebildeten Zug und zwar etwa bis zum Bereich von dessen Quermitte abgegeben haben. In diesem Bereich erreicht Hie Abgastemperatur der Rauchgase einen niedrigsten Wert, der bisher gegenüber dem im Rauchgasabzi'g gemessenen Wert um 30 bis 40 Grad niedriger liegt. Hieraus ergibt sich, ^aβ auf dem Strömungsweg der Rauchgase vom Quermittenbereich des dritten Zuges bis an das Kesselende bzw. bis zum Einströmen der Rauchgase in den Rauchgasabzug eine Wiederaufheizunf der Rauchgase erfolgt, ohne daß jedoch hierbei ihr CO_-Gehalt vermindert oder vergrößert wird.

Mithin sind solche Heizkessel mit einem Innenrippfjnrohr und mit einer in diesem vorgesehenen topfförmigen Brennkammer bis zu einem gewissen Grad noch zu unwirtschaftlich.

Es besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, den bekannten Heizkessel

t ff · t

mit einer in einem Innenrippenrohr vorgesehenen Brennkammer so weiterzubilden, daß die Rauchgastemperatur im Rauchgasabzug wesentlich erniedrigt und der CO -Gehalt erhöht und damit die Wirtschaftlichkeit des Heizkessels erhöht wird.

Erfindungsgemap wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die topfförmige Brennkammer vom Brennkammerboden bis etwa zum Quermittenbereich der Brennkammerlange mit Kcramikfasor od. dj»1.. topfförmif» miRRokioidct ist.

Im einzelnen wird die Ausbildung so durchgeführt, daß der Boden der topfförmlgen Auskleidung gegenüber der Zylinderwand verdickt ausgebildet und mittels einer großen Hohlkehle in die Zylinderwand Überführt ist. Außerdem ist der Innenrand der von der Zylinderwand gebildeten öffnung der topfförmigen Auskleidung trichterförmig gestaltet.

Durch diese Maßnahmen werden die von den Rippen des Innenrippenrohres gebildeten Rauchgaskanäle von deren Quermittenbereich bis zum Boden der Brennkammer wirkungsvoll isoliert, so daß durch die Auskleidung ein Wiederaufheizen der Rauchgase bis zum Einströmen in den Rauchgasabzug wirkungsvoll verhindert wird und eine niedere Rauchgastemperatur mit Sicherheit gewährleistet ist. Die der Flamme des Brenners zugekehrte Oberfläche der topfförmigen Auskleidung aus Keramikfaser kommt beim Einschalten des Brenners schnell zum Glühen. Das ist für die Anfahrphase des Kessels von besonderer Bedeutung, weil durch das schnelle Glühen der Rußausstoß wesentlich vermindert wird und kaum noch wahrnehmbar ist. Dadurch wird bei jeder Belastung des Kessels die Umweltverschmutzung bedeutend verringert, ganz abgesehen davon, daß auch beim weiteren Betrieb durch die glühende Oberfläche der Auskleidung die von der Flamme entwickelten Rauchgase noch erheblich mehr ausgebrannt werden. Damit wird der CO -Gehalt der Rauchgase noch erhöht und durch die vorstehenden Maßnahmen insgesamt der Wirkungsgrad des Heizkessel bedeutend verbessert.

Insbesondere wird die Flamme durch den hohlkehlartigen Übergang der Zylinderwand in den Boden der Auskleidung scharf gebündelt, wodurch pulsierende Gerauschbildung der Flamme vermieden werden und dadurch ein geräuscharmer Heizkessel erzielbar ist.

-/3

ti··

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Längsschnitt durch einen Heizkessel für Druckgas bzw. Drucköl mit einer in einem Innenrippenrohr vorgesehenen topfförmigen Brennkammer dargestellt.

Ein Heizkessel 1 dieser Art besteht vorzugsweise aus einem auf Fußstützen bzw. auf einem Traggestell 2 ruhenden metallischen Zylinder, der mit einer Isolierung ummantelt sein kann. Der metallische Zylinder ist an seinen beiden Stirnseiten flüssigkeitsdicht verschlossen. In der Vorderwand 3 ist eine vorzugsweise kreisrunde öffnung vorgesehen, die durch eine innen isolierte Tür U, durch einen Deckel od. dgl. dicht abschließbar ist. In dieser Tür bzw. in diesem Deckel ist. in zentraler Anordnung ein axial nach innen ragender Brenner 5 zum Zerstäuben des Brennstoffes, z. B. Drucköl, Druckgas od. dgl. vorgesehen. Durch diese öffnung für die Tür, Deckel od. dgl. der Vorderwand 3 wird bis zur Rückseite des Heizkessels 1 ein entsprechend angepaßtes Innenrippenrohr 6 eingeschweißt, dessen zylindrischer Außenmantel gleichzeitig den inneren Wassermantel für den Wasserraum begrenzt. Am vorderen Ende ist das Innenrippenrohr 6 bündig mit dem zylindrischen Außenmantel durch einen sich bis an die Vorderwand 3 erstreckenden B.lechzylinder 7 verlängert, der zugleich einen Brennraum bzw. Umkehrraum einschließt und den Umkehrbereich der vom zweiten Zug in den dritten Zug strömenden heißen Rauchgase aufnimmt. Die nach innen offenen Rippenkanäle des Innenrippenrohres sind durch eine aus feuerbeständigem Stahl bestehenden topfförmigen Brennkammer abgedeckt, wobei jedoch jeweils das hintere Ende der Rippenkanäle freibleibt, an denen der Rauchgasabzug 9 angeschlossen ist.

Die topfförmige Brennkammer 8 ist mit ihrer offenen Seite dem Brenner zugekehrt und auf der entgegengesetzten Seite durch einen Boden verschlossen. Wenn die Brennkammer 8 aus konstruktiven Gründen länger sein muß, als dies für einen guten Ausbrand der Flamme erforderlich ist, z. B. weil serienmäßig gefertigte Warmwasser-Boiler mit einer größeren Längenabmessung als der üblichen Rippenrohrlänge entspricht, eingebaut werden sollen, so kann der Boden auch weiter zur offenen Seite hin angeordnet werden.

In der Brennkammer 8 ist eine topfförmige Auskleidung 10 aus Keramikfaser vorgesehen, deren Länge etwa der halben Länge bis zu zwei Drittel der Brennkammerlänge entspricht und die vorzugsweise mit der Außenseite ihres Bodens

I I ·

am Boden der Brennkammer 8 befestigt ist. Der Boden 11 der Auskleidung ist verdickt und wird auf der Innenseite mittels einer großen Hohlkehle in die etwas schwächere Zylinderwand der Auskleidung übergeleitet, um eine gute Rauchgasumkehrung vom ersten Zug in den zweiten Zug zu gewahrleisten. Der freie, von der Zylinderwand der Auskleidung 10 gebildete Innenrand wird für eine vorteilhaftere Rauchgasführung nach innen trichterförmig verlaufend ausgebildet.

Im übrigen kann die topfförmige Auskleidung aus Keramikfaser in jede heiße Brennkammer der bisher hergestellten Heizkessel auch noch nachträglich ohne Schwierigkeiten eingebaut werden, so daß alle die älteren Heizkessel mit verhältnismäßig wenig Kosten an den neuesten Stand der Technik angepaßt werden können, um die Umweltbelastung auf ein Minimum zu verringern.

Claims (3)

1. - 5 -Schutzansprüche

   /l.\Heizkessel für Druckgas oder Drucköl mit einer in einem horizontalen \OJi«r vertikalen Innenrippenrohr vorgesehenen topfförmigen Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die topfförmlge Brennkammer (8) vom Brennkammerboden bis etwa zum Quermittenbereich der Brennkammerlange topfförmig mit Keramikfaser od. dgl. ausgekleidet ist.
2. 2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (11) der topfförmigen Auskleidung (10) aus Keramikfaser gegenüber der Zylinderwand verdickt ausgebildet und mittels einer großen Hohlkehle in die Zylinderwand übergeleitet ist.
3. 3. Heizkessel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Brennkammer (8) in Richtung zu deren offenen Seite hin versetzbar ausgebildet und mit der Auskleidung (10) verbunden ist.