DE9218918U1 - Incinerator with a water jacket - Google Patents
Incinerator with a water jacketInfo
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Description
Verbrennungsofen mit einem WassermantelCombustion furnace with a water jacket
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsofen mit einem Wassermantel und einer die Rauchgase umlenkenden Kühlkammer zur optimaler Ausnutzung der Rauchgas-Wärmeenergie für eine Warmwasserheizung und zur verbesserten Ausnutzung des Brennwertes des verwendeten fossilen Brennstoffes.The invention relates to a combustion furnace with a water jacket and a cooling chamber that diverts the flue gases for the optimal use of the flue gas thermal energy for hot water heating and for the improved use of the calorific value of the fossil fuel used.
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.Combustion furnaces that are equipped with a water jacket and/or an integrated water tank in the combustion chamber or in a cooling chamber in order to utilize the thermal energy of the flue gases can already be found in various disclosure documents. They all have the common goal of cooling the flue gases and at the same time using their thermal energy.
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.For example, DE-OS 35 29 330 describes a combustion furnace that has a water tank in the combustion chamber to utilize the thermal energy of the flue gas. To regulate the heat transfer to the water tank, a heat-shielding, movable cover is arranged between the water tank and the combustion chamber. Depending on the position of the cover, the heat is directed to the water tank or past it directly into the chimney, which is equivalent to a loss of energy.
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 soDE-OS 32 21 275 describes a water jacket stove in which a radiation heat exchanger is installed in the convection part of the stove to improve the heat transfer from the hot flue gases to the water jacket.
angeordnet ist, daß dessen Stahlungsflächen in Richtung der Wassermantelflächen gerichtet sind.is arranged so that its radiation surfaces are directed towards the water jacket surfaces.
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.Several more examples could be given in which the thermal energy of the flue gases is exploited by arranging water-carrying pipes or containers.
All of these known solutions have the disadvantage that the output control of the furnace cannot be coordinated with the control of the heat requirement for hot water preparation without having to accept energy losses.
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.The invention is therefore based on the object of creating a combustion furnace of the type mentioned at the outset, in which the transfer of thermal energy from the hot flue gas to the water-carrying parts of the combustion furnace and the optimal utilization of the calorific value of the fuel used can be regulated.
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 angeordnetenAccording to the invention, the object is essentially achieved by the features mentioned in claim 1. In a combustion furnace, a cooling chamber is arranged under the combustion chamber and the ash chamber in such a way that a spatial connection in the form of a shaft remains between the combustion chamber and the cooling chamber. This cooling chamber is characterized by the fact that water-carrying flue gas deflection plates are arranged in it, which in turn are connected to the water jacket of the combustion furnace. It also has a flue gas outlet opening in the lower area, which is connected via a channel to a
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 Saugebläse 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.Suction fan is connected to the inlet side. This suction fan , which is connected to the chimney on the outlet side, sucks the flue gases from the upper part of the combustion chamber down through the shaft and through the cooling chamber. The cooled flue gases are then sucked into the chimney via the suction fan. The ash door has an adjustable air inlet flap so that the necessary combustion air can reach the inside of the furnace. This fan makes it possible to regulate the flow of flue gases through the combustion furnace consistently and independently of the irregular chimney suction.
Taking into account the fuel used and its combustion properties, the flue gas extraction controlled by the suction fan and the combustion air supply that can be influenced by it can create optimal conditions for good combustion and thus for good utilization of the calorific value of the fuel used.
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.Another advantage of this solution is that the hot flue gas is removed against its natural tendency to rise upwards. The residence time on the water-carrying flue gas deflection plates and thus also the heat transfer to the cooling water, which can be used to feed into a hot water heating system, can be regulated.
Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung soll nachstehend an einem
Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Dabei zeigtThe further advantageous embodiment of the solution according to the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
This shows
Figur 1 die schematische Darstellung einesFigure 1 shows a schematic representation of a
Längsschnittes durch einen Verbrennungsofen mit angeordnetem Gebläse.Longitudinal section through an incinerator with arranged fan.
-A--A-
Wi e aus Figur 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 Verbrennungsofenrückwand 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 Figur 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 Rauchgasabzugsöffnung 13 auf, die über einen Kanal 14 mit einem außerhalb des Verbrennungsofens angeordnetem Sauggebläse 15 eingangsseitig verbunden ist. Ausgangsseitig hat das Sauggebläse 15 Anschluß mit dem Schornstein (ist in der Zeichnung nicht mehr dargestellt).As can be seen from Figure 1, the inventive combustion furnace for solid fuels has a water-conducting steel double jacket 1 (water jacket), the parts of which are connected to one another and form a unit. The combustion door 6 is arranged in the upper area on the front side, the ash chamber door 7 with air supply flap 8 is arranged below it and the cleaning door 9 is arranged in the lower area. Inside the combustion furnace, the combustion chamber 3 with grate 4 and ash chamber 5 arranged below it is separated from the rest of the furnace interior by a heating frame 2 made of water-conducting plates and arranged in the upper area of the combustion furnace in such a way that a shaft 10 is formed between the vertical heating frame plate and the rear wall of the combustion furnace. There is no connection between the upper edge of the vertical heating frame plate and the water-conducting furnace cover plate, but rather a spatial distance that serves to allow the flue gas to pass through. In the upper part of the combustion chamber 3, three water-carrying cooling pipes 16 are arranged in such a way that they must be exposed to hot flue gas before they are drawn through the shaft 10 over the upper edge of the vertical heating element plate. The shaft 10 leads, as can also be seen from Figure 1, downwards into the cooling chamber 11 arranged under the heating element 2. This cooling chamber is characterized in that horizontal water-carrying flue gas deflection plates 12 are arranged one below the other on the side surfaces formed by the water jacket 1 of the combustion furnace, alternately flush with the water jacket 1 on the left or right, and protrude into the cooling chamber space with the other end. In the lower area, the cooling chamber 11 has a flue gas outlet opening 13, which is connected via a channel 14 to a suction fan 15 arranged outside the combustion furnace on the inlet side. On the output side, the suction fan 15 is connected to the chimney (no longer shown in the drawing).
• ··
• <• <
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.Due to the suction effect of the fan 15, fresh air is brought to the fireplace via the air supply flap 8 through the grate 4. Depending on the fuel used and the energy required, the combustion process can already be influenced here by the adjustable suction fan operation. The hot flue gases that are produced are sucked out, as shown by arrows in Fig. 1, past the cooling pipes 16, over the upper edge of the heating element 2, into the shaft 10 and through the cooling chamber past the flue gas deflection plates 12 through the flue gas extraction opening 13 to the suction fan 15.
Infolge der mehrfachen Umlenkung der 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 angeschlossen sind.As a result of the multiple deflection of the flue gas past water-bearing parts of the furnace, the flue gases are cooled due to the heat exchange. By installing the flue gas deflection plates 12 in the cooling chamber 11, the heat exchange surface is enlarged and thus an improved energy yield is achieved.
It should be noted that all water-carrying parts of the incinerator are interconnected and connected to a water circulation system of a hot water heating system.
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.In order to be able to regularly and easily clean the components of the cooling chamber 11 from the fly ash residues, the cleaning door located on the front of the combustion furnace can be opened.
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 Wärmeaustausch zu erreichen.Since the flue gases are sucked downwards contrary to their natural behavior, the residence time of the flue gases in the cooling chamber 11 can also be controlled with the power of the suction fan 15 in order to achieve optimal heat exchange.
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 Verbrennungsofen.By achieving a high degree of fuel combustion, fuel consumption could be reduced significantly. The improved efficiency of heat transfer and the reduction in fuel consumption justify the energy consumption for operating a suction fan. The energy yield is significantly higher than with conventional combustion furnaces.
Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of reference symbols used
1 - Wassermantel1 - Water jacket
2 - Heizungsstuhl2 - Heating chair
3 - Feuerraum3 - Firebox
4 - Rost4 - Rust
5 - Ascheraum5 - Ash room
6 - Feuerungstür6 - Fire door
7 - Ascheraumtür7 - Ash chamber door
8 - Luftzufuhrklappe8 - Air supply flap
9 - Reinigungstür9 - Cleaning door
- Schacht - Kühlkammer - Rauchgas-Umlenkplatten - Rauchgas-Abzugsöffnung - Kanal- Shaft - Cooling chamber - Flue gas deflection plates - Flue gas exhaust opening - Channel
- Sauggebläse - wasserführende Kühlrohre- suction fan - water-carrying cooling pipes
Claims (1)
eingangsseitig verbunden ist, wobei die Ascheraumtür eine verstellbare Luftzufuhrklappe aufweist, d adurch gekennzeichnet , daß das Verbrennungsluftzufuhrungs- und Rauchgasfördersystem als offenens System aus Luftzufuhrklappe (8), Ascheraum (5), Rost (4), Feuerraum (3), Schacht (10), Kühlkammer (11), Rauchgasabzugsöffnung (13), Kanal (14) und Sauggebläse (15) ausgebildet und das Sauggebläse (15) über eine die Verbrennungsbedingungen und den Wärmeübergang von den Rauchgasen auf die wasserführenden Ofenelemente (1, 2, 12, 16) steuerbare Regelung verfügt.1. Combustion furnace with a water jacket, a cooling chamber which diverts the flue gases and is arranged under the fire and ash chamber with water-carrying flue gas deflection plates arranged one below the other and flush to the left and right, a flue gas extraction opening arranged in the lower area of the combustion furnace, which is connected via a channel to a suction fan located outside the combustion furnace
is connected on the inlet side, the ash chamber door having an adjustable air supply flap, characterized in that the combustion air supply and flue gas conveying system is designed as an open system comprising air supply flap (8), ash chamber (5), grate (4), firebox (3), shaft (10), cooling chamber (11), flue gas extraction opening (13), duct (14) and suction fan (15) and the suction fan (15) has a control system which can control the combustion conditions and the heat transfer from the flue gases to the water-carrying furnace elements (1, 2, 12, 16).
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