CH669448A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel für feste Brennstoffe zur Erhitzung eines Wärmeträgers, bestehend aus einem Brennstoffschacht mit einem Bodenrost und seitlicher Brenngasabführung, einem sich an den Brenngasabführungsbereich anschliessenden Brenneinsatz mit regelbarer Sekundärluftzuführung und wenigstens einem in den Strömungsweg der zum Abgasrohr geleiteten Heissgase geschalteten Wärmeaustauscher.

Bekannte Heizkessel dieser Art, bei denen als Wärmeträger in der Regel Wasser verwendet wird, können mit festen Brennstoffen nur bedingt wirtschaftlich betrieben werden und belasten ausserdem aufgrund unzureichender Verbrennung die Umwelt in erheblichem Masse.

Ursache für die im allgemeinen schlechte Brennstoffausnutzung sind fehlende oder ungenügende Ausmauerung in Verbindung mit zu kleinen Feuerräumen. Obwohl bereits versucht wurde, durch Zuführung von Sekundärluft in den Feuerraum und den Einbau von Brenneinsätzen, durch die die Brenngase geführt werden, die Verbrennung zu verbessern, gelagen immer noch erhebliche Mengen an brennbaren Gasen unverbrannt in den Abzug und damit in die Atmosphäre, da sie in den Feuerräumen nicht genügend aufgeschlossen und verbrannt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Heizkessel der eingangs definierten Art so auszubilden, dass trotz geringem fertigungstechnischen Aufwand und bei Gewährleistung einer einfachen Montage der Heizwert von verschiedenen festen Brennstoffen, wie z.B. Kohle, Holz, Torf und verheizbarem Abfall, mit einem zumindest annähernd gleich guten Wirkungsgrad jeweils optimal genutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der vorgeschlagene Heizkessel die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 umschriebenen Merkmale aufweist.

Aus einer Öffnung am Boden der Wirbelkammer kann den Brenngasen zusätzlich Sekundärluft zugeführt werden, und zwar vorzugsweise getrennt von der Sekundärluftzuführung im Brenngassammelkanal.

Die Sekundärluft kann über einen vorzugsweise im Abgasabzugsweg des Heizkessels angeordneten Bimetall-Thermostat geregelt werden. Damit wird auch verhindert, dass während der ersten Anheizphase zum Zug im Glutbett durch die Sekundärluftzuführung ein Nebenzug entsteht oder bei kleiner abgenommener Leistung durch einen solchen Nebenzug der Kesselbrand erlischt. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei, dass die Regulierung der Sekundärluft stets völlig unabhängig und getrennt von der Kesselzugregulierung erfolgt.

Die Regelung des Heizkessels erfolgt zweckmässig mittels zweier getrennt voneinander angeordneter Bimetall-Thermosta-ten und der damit verbundenen Primär- und Sekundärluftregu-lierklappen.

Wesentlich ist, dass der Betrieb des Heizkessels ohne Hilfseinrichtungen, wie Gebläse oder Pumpen, möglich ist, wodurch ein von Hilfsenergien unabhängiger Betrieb jederzeit sichergestellt ist.

Für Montage- und Reparaturzwecke ist es von Bedeutung, dass der Brenneinsatz ohne Zuhilfenahme besonderer Werkzeuge und Bindemittel, wie Mörtel, in den Kesselkörper eingebaut und gegebenenfalls auch ausgewechselt werden kann.

Vorteilhaft ist auch das mit einem kleinen Abstand vom Bodenrost am Brennstoffbehälter befestigte Entgasungsblech, das der besseren Entgasung des Glutbettes dient und verhindert, dass Kondensat an den wassergekühlten Behälterwänden in den Aschenraum fliessen kann.

Zur Kompensation zu grosser Anheizleistungen bei kalter Heizungsanlage kann der Primär-Zuluftregler an der Austrittsöffnung einer Wärmetauschertasche montiert sein, so dass die beim Anheizvorgang über dem Temperaturniveau des Heizkessels liegende Austrittstemperatur des Wärmeträgers an dieser Wärmeaustauscher-Tasche für die Kesselregelung massgebend

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ist. Zur Vorwärmung der Primärzuluft wird diese bevorzugt durch einen Zwischenraum im bodenseitigen Teil des Heizkessels und durch die Rosttüre geführt. Damit wird eine Erhöhung des feuerungstechnischen Wirkungsgrades erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Schnittzeichnung einer Ausführungsform eines Heizkessels nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Hauptfeuerraum und Brenneinsatz.

Der Heizkessel umfasst einen Brennstoffschacht 1 mit einer Einfüllöffnung 2 und einer Rosttür 3 und mit einem Entgasungsblech 4. Bodenseitig ist ein Aschekasten 5 mit Zugregulierklappe 6 vorgesehen, die in bekannter Weise durch einen Bimetall-Thermostat 7 betätigt wird.

Neben diesem Aschekasten und getrennt von ihm sind durch eine Trennwand 8 geteilte Sekundärluft-Vorwärmekästen 9 und 10 mit einer gemeinsamen Reinigungstür 11 und den Sekundärluft-Einlassklappen 31 und 32 vorgesehen. Die Einlassklappen 31 und 32 werden durch einen Bimetall-Thermostat 18 betätigt.

Oberhalb der Sekundärluft-Vor wärmkästen 9 und 10 und unmittelbar angrenzend an den Festbrennstoffschacht 1 ist ein Brenneinsatz 12 mit einem Brenngassammelkanal 14 und einer Wirbelkammer 15 vorgesehen, in der die Brenngase in Form eines Zyklons geführt werden. Diese Zyklonbewegung wird durch die düsenförmig verengte Einlassöffnung 16 und die Form der Wirbelkammer 15 gewährleistet.

Zum Hauptfeuerraum 17 gehören die oberhalb des Brenneinsatzes 12 gelegene Strahlungszone und die Wärmetauscher-5 Taschen 26 und 27. In der Vorderwand des Kessels ist im Bereich des Brenneinsatzes 12 eine Montageöffnung 19 vorgesehen.

Die vom Glutbett über den Rost 20 des Brennstoffschachtes 1 in den Brenneinsatz 12 einströmenden Brenngase werden zu-lo nächst mit der Sekundärluft aus den Düsen 21 und anschliessend aus den Düsen 22 am Boden der Wirbelkammer 15 innig vermischt und für eine vollkommende Verbrennung aufbereitet.

Die Strahlungswärme der aus dem Brenneinsatz 12 brennen-15 den Flammen wird in der Strahlungs- und Konvektionszone 17 des Feuerraumes ausgenutzt. Dabei werden die Brenngase durch die Klappe der Reinigungsöffnung 25 und die an einer Wärmetauscher-Tasche befestigten Rippen 23 umgeleitet. Danach verlassen die Abgase mit einer über dem Taupunkt liegen-20 den Temperatur den Heizkessel über das Abgasrohr 24.

Der erfindungsgemässe Heizkessel erbringt im Vergleich zu bekannten Kesseln dieser Art eine wesentlich bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Brennstoffe unter gleichzeitiger Verringerung der Umweltbelastung und ist ausserdem ein-25 fach und wirtschaftlich zu fertigen.

1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

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1. Heizkessel für feste Brennstoffe zur Erhitzung eines Wärmeträgers, bestehend aus einem Brennstoffschacht mit einem Bodenrost mit bodenseitigem Abstand und seitlicher Brenngasabführung, einem sich an den Brenngasabführungsbereich anschliessenden Brenneinsatz mit regelbarer Sekundär-Verbrennungsluftzuführung und wenigstens einem in den Strömungsweg der zum Abgasrohr gleitenden Heissgase geschalteten Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem bogenseitigen Abbrandbereich des Brennstoffschachtes (1) und dem Hauptfeuerraum (17) ein aus zumindest einem feuerfesten Formteil bestehenden Brenneinsatz (12) mit einem liegend angeordneten Brenngassammeikanal (14) sowie eine in eine nach oben zumindest im wesentlichen geschlossen ausgebildete Wirbelkammer (15) mündende Einlassdüse (16) vorgesehen ist, und dass die Brenngase in der Wirbelkammer (15) in einer Zyklonbewegung geführt und über zumindest eine Düsenanordnung mit Sekundärluft gespeist sind.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Primär-Verbrennungsluftregelung (6, 7) des Heizkessels unabhängig regelbare Sekundärluftzuführung in den Brenngassammelkanal (14) und/oder in die Wirbelkammer (15) mündet und in Abhängigkeit von einem vorzugsweise im Rauchgasabzugsweg angeordneten Bimetall-Thermostat (18) geregelt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nach oben geschlossene, durch eine Platte abgedeckte Wirbelkammer (15) als Brennraum für einen Gebläsebrenner dient.

4. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abstand über dem Bodenrost (20) des Brennstoffschachtes (1) ein Entgasungsblech (4) an den Wänden des Brennstoffschachtes (1) befestigt ist.

5. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand zwischen dem Brennstoffschacht (1) und dem Hauptfeuerraum (17) als Wärmetauscher-Tasche (26) ausgebildet ist und senkrecht angeordnete, mit Rippen (23) versehene Wärmetauscher-Taschen (27) mit unterer Einlass- und oberer Auslassöffnung in den Feuerraum (17) hineinreichen.

6. Heizkessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (23) der Wärmetauscher-Taschen (26, 27) so ausgebildet sind, dass sie sowohl der Wärmenutzung als auch der zwangsweisen Brenngasführung im Hauptfeuerraum (17) dienen.

7. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugregler (7) für die Primärluft-Zuführung (6) im Bereich der oberen Auslassöffnung einer der Wärmetauscher-Taschen (27) angeordnet ist und der Fühler unmittelbar vor der Auslassöffnung gelegen ist oder in diese hineinreicht.

8. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärzuluft zur Yorwärmung durch einen bodenseiti-gen, als Kanal ausgebildeten Zwischenraum (28) und die Rost-" türe (3) in das Glutbett des Heizkessels geleitet ist.

9. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Wirbelkammer (15) getrennte Sekundärluft-Vorwärmkästen (9, 10) vorgesehen sind, die einerseits thermostatgesteuerte Einlassklappen (31, 32) aufweisen und andererseits über Düsen (21) mit dem Brenngassammelkanal (14) und über Düsen (22) bodenseitig mit der Wirbelkammer (15) in Verbindung stehen.

10. Heizkessel nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Hauptteil der Wirbelkammer (15) tiefer als der Rost (20) gelegen ist und dass sich das Entgasungsblech (4) etwa in Höhe des Brenngassammeikanals (14) befindet.