CH677965A5

CH677965A5 -

Info

Publication number: CH677965A5
Application number: CH328388A
Authority: CH
Inventors: Otto Doemoek
Original assignee: Strebelwerk Ag
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1991-07-15
Also published as: GB8919949D0; GB2224346A; FR2636124A1; DE3904635A1; ATA193389A; GB2224346B; AT400980B

Description

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CH 677 965 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizkessel gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Bei Heizkesseln ist man allgemein angehalten, die Rauchgastemperatur an der Zuleitung zum Kamin in einem Bereich von 120° bis 220°C zu halten. Dazu sind beispielsweise sogenannte Dreizugkessel bekanntgeworden. Solche Dreizugkessel haben einen geschlossenen zentralen Feuerraum mit Vorder-und Hinterwand, einer ersten Umlenkung an der Hinterwand zu zweiten Zügen. Mit diesen zweiten Zügen werden die Rauchgase ausserhalb des Feuerraumes zur Vorderwand hin geleitet, wo sie in einer zweiten Umlenkung in dritte Züge geleitet werden, um von diesen hinter der Hinterwand des Feuerraumes in einem Abgassammeikasten aufgefangen und über ein Rauchrohr in den Kamin abgeleitet zu werden.

Die Rauchgase haben hinten im Feuerraum eine Temperatur von 800° bis 1050°C, in der zweiten Umlenkung von zweiten zu dritten Zügen eine solche von 300° bis 450°C und im Abgassammeikasten eine solche von 120a bis 220°G.

Durch die bekannte Umweltbelastung durch Stickoxide bedingt, wurden schon Wege gesucht, die Erzeugung von NOx-Gasen wenigstens zu vermindern. Dazu wurde schon vorgeschlagen, einen Teil der ausgebrannten Abgase der Flamme beizumischen und damit die Temperatur an der Wurzel der Flamme zu erhöhen.

Bisher sind zwei Verfahren bekanntgeworden:

1. Die Abgase am Kesselende nach dem Abgassammler mit einem Gebläse abzusaugen und

2. Die Abgase im Feuerraum intern mit Hilfe des Flammenimpulses abzusaugen.

Beiden Verfahren haftet je ein Nachteil an. Beim Verfahren 1 bei zu tiefen Abgastemperaturen (<180°C) ist mit dem Säuretaupunkt zu rechnen, wodurch die Rückführleitungen und der Ventilator in Ölbetrieb verschwefelt werden.

Beim Verfahren 2 sind die rezirkulierenden Abgase zu heiss und müssen in einer sehr grossen Menge der Flamme beigemischt werden, um als NOx-Re-duktion wirksam zu werden.

Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung, das Abgas mit einer besser geeigneten Temperatur auf dem kürzesten Wege der Flamme zuzuführen.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 bewirkt.

Die Druckdifferenz zwischen der Umlenkstelle kann je nach Bedarf durch die Injektorwirkung der Verbrennungsluft, der Flamme oder durch einen Abgasventilator erzeugt werden. Die abgezapften Heizgase können auch der Saugseite des Brenners zugeführt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen Dreizugkessel mit einer ersten Ausführungsart der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Schnittlinie 11-II durch die Vorderwandpartie in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnitfansrcht wie Fig. 1 mit einer zweiten Ausführungsart der Erfindung,

Fig. 4 eine Schnittansicht nach der Schnittlinie IV—IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittansicht wie Fig. 1 mit einer dritten Ausführungsart der Erfindung und

Fig. 5a eine Schnittansicht wie Fig. 5 mit einer vierten Ausführungsart der Erfindung und

Fig. 6-8 je eine Schnittansicht eines Heizkessels mit oben angeordneten, zweiten und dritten Zügen,

Der Dreizugkessel nach Fig. 1 umfasst einen Feuerraum 1 mit einer vorderen Abschlusswand 11, in die ein Brenner 10 eingebaut ist Die hintere Abschlusswand 12 ist mit dem Kühlmantel 14 zwischen zweitem und drittem Zug 3, 5 verbunden und bildet eine erste Umlenkung 2 hinter dem Mantel 13 des Feuerraumes 1. Neben der vorderen Abschlusswand 11 ist eine zweite Umlenkung 4 um den Kühlmantel 14 herum vorhanden, und aussen umhüllt ein dritter Mantel 15, der ebenfalls als Kühlmantel wirkt, den Heizkessel.

Erfindungsgemäss wird von der zweiten Umlenkung 4 Abgas der Verbrennungsluft zugeführt, das somit eine Temperatur über 300°C hat.

Die Stelle für die Entnahme des Abgases kann verschiedenartig ausgebildet sein, wichtig ist, dass wenigstens eine Anzapföffnung 8 in der zweiten Umlenkung 4 vorhanden ist.

Wie die Schnittansicht gemäss Fig. 2 zeigt, kann zwischen vorderer Abschlusswand 11 und Türe 16 ein Einsatz 17 vorgesehen sein, der zwei konzentrische Ringkanäle aufweist, von denen der äussere Ringkanal 8b unterhalb der Anzapföffnungen 8 liegt und der innere Ringkanal 9 unterhalb der Öffnungen 9a liegt. Die Verbindung zwischen den beiden Ringkanälen 8b, 9 kann durch mehrere radiale Kanäle 8a gebildet sein. Der äussere Ringkanal 8b könnte auch direkt als die Umlenkung 4 ausgebildet sein.

Damit kann die zur Rezirkulation notwendige Druckdifferenz je nach Kesselkonstruktion mit der Injektorwirkung der Verbrennungsluft erzeugt werden, Selbstverständlich könnte auch ein Gebläse vorgesehen sein, um einen grösseren Anteil der Abgase, oder mitteis einer zusätzlichen Regelung und Steuerung des Gebläses einen den momentanen Verhältnissen angepassten Anteil, zurückzuführen.

Wie Fig. 3 und 4 zeigen, kann der äussere Ringkanal 8b wie oben schon dargelegt direkt der Raum für die vordere Umlenkung 4 in Fig. 1 und 2 sein. Anstelle der direkten Zufuhr der Rauchgase zur Flammenwurzel ist hier vorgesehen, die Rauchgase aus der zweiten Umlenkung 4 mittels einer Leitung

18 dem Ansaugkasten 20 des Brenners 10 zuzuführen. In die Leitung 18 kann eine Drosseleinrichtung

19 eingebaut sein, mit der die Menge der abgesaugten Abgase leitungsunabhängig regulierbar ist. Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht durch die Vorderwand 11

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ohne die radialen Kanäle 8a in Fig. 2, dafür mit dem Brenner 10 spielfrei eingesetzt.

Fig. 5 zeigt eine Variante der Anordnung gemäss Fig. 3. An der Tür 16 ist bei der Anzapföffnung 8 ein Gebläse 21 angeordnet, mit dem Rauchgase aus der zweiten Umlenkung 4 über die Leitung 18 mit der Drossel 19 dem Ansaugkasten des Brenners 10 zugeführt werden. Fig. 5a zeigt eine weitere Variante, wonach Rauchgase aus der zweite Umlenkung 4 dem Brenner 10 zwischen Brenngebläse und Stauchscheibe zugeführt ist.

Während die Ausführungsbeispiele nach Fig. 1, 3 und 5 zylindrische und konzentrisch angeordnete Mäntel 13, 14, 15 aufweisen, zeigen Fig. 6-8 einen Heizkessel, bei dem die zweiten und dritten Züge 3 und 5 über dem Feuerraum 1 angeordnet sind, wie Fig. 7 deutlich zeigt. Aber auch bei einem solchen Heizkessel befinden sich erste Umlenkungen 2 hinten und zweite Umlenkungen 4 vorne bei der vorderen Abschlusswand. Die zweiten Züge 3 sind also vier parallele Kanäle wie in Fig. 7 und 8 dargestellt. Da einerseits die Rauchgase abkühlen und daher ein kleineres Volumen einnehmen und anderseits noch eine Menge Rauchgas abgeführt wird, genügen für die dritten Züge 5 zwei parallele Kanäle, allerdings mit etwas grösserer Breite.

Gemäss der Erfindung werden Rauchgase bei der Vorderwand 11 aus der zweiten Umlenkung 4 entnommen und, wie Fig. 6 zeigt, mit einer Leitung 18 dem Ansaugkasten 20 des Brenners 10 zugeführt. Auch hier kann eine Drosselvorrichtung 19 vorgesehen sein. Der Einsatz eines Ventilators analog den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 5 und 5a ist ebenfalls denkbar.

Die Entnahme der Abgase bei der zweiten Umlenkung hat zudem den Vorteil, dass eine Leitung zwischen dem Abgassammler und dem Brenner entfällt, aber die Temperatur des rezirkuiierenden Abgases wesentlich tiefer ist als bei Rückführung des Abgases aus dem ersten Zug also bei interner Rezirkulation. Bei einer Rückführrate von 10% der Abgase und bei 400°C Anzapftemperatur des Abgases beträgt die Temperatur des Abgas-Luftgemisches ca. 58°C im Brennergehäuse. Dieser Druck liegt sowohl bei Öl- wie bei Gasfeuerung über dem Wasserdampftaupunkt und aus diesem Grunde ist mit keiner intensiven Kondensatbildung zu rechnen.

Claims

Patentansprüche

1. Heizkessel mit einem horizontalen zylindrisch oder prismatisch ausgebildeten Feuerraum (1) mit in der vorderen Abschlusswand (11) befestigtem Brenner (10) für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, ferner mit an der hinteren Abschlusswand (12) befindlicher erster Umlenkung (2) zu zweiten, die Rauchgase aus dem Feuerraum (1) gegen die Vorderwand (11) zurückleitenden Zügen (3), einer zweiten Umlenkung (4) nahe bei oder in der Vorderwand (11), um die Rauchgase in dritten Zügen (5) über einen Rauchgassammeikasten (6) und ein Rauchrohr (7) in den Kamin abzuleiten, gekennzeichnet durch mindestens eine Anzapföffnung (8) in der zweiten Umlenkung (4) und einer Zuleitung (8a) zu mindestens einer Öffnung (9a) in der Vorderwand (11) nahe beim Brenner (10).

2. Heizkessel nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere kreisförmig angeordnete Anzapföffnungen (8) vorhanden sind, die in einen ersten Ringkanal (8b) hinter der vorderen Abschlusswand (11) münden und von dort mittels radialen Kanälen (8a) in einen zweiten Ringkanal (9) um den Brenner (10) herum münden, und dass mehrere Öffnungen (9a) den zweiten Ringkanal (9) mit dem Feuerraum (1) verbinden.

3. Heizkessel nach Patentanspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine mechanische Lüftungsvorrichtung, um Rauchgase von der Anzapföffnung (8) der Mischvorrichtung des Brenners zuzuführen.

4. Heizkessel nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderwand (11) mit den darin integrierten Anzapföffnungen (8), den radialen Kanälen (8a), dem Ringkanal (9) und den Öffnungen (9a) als schwenkbare Türe ausgebildet ist.

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