DE3616783A1 - Heizkessel fuer feste, fluessige oder gasfoermige brennstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel für feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe.

Bei Heizkesseln, welche mit Feststoffen und Öl oder Gas befeuert werden, ist der Brenner starken thermischen Be­ lastungen ausgesetzt. Außerdem treten starke Verschmutzungen der Brennerdüse bei Feststoffbrand auf. Um diesen Nachteilen entgegenzutreten, sieht ein aus G 84 05 726 bekannter Heiz­ kessel der eingangs genannten Art einen Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe vor, welcher auf einer mit einer Öffnung für die Brennerdüse versehenen Trägerplatte sitzt, wobei ein Rohrstutzen des Brenners die im Öffnungsbereich der Trägerplatte befindliche Brennerdüse umgibt und an seinem freien Ende einen radial nach außen ragenden Ring­ flansch trägt. An der Außenwand des Heizkessels außerhalb des Bereichs der Brenneröffnung sind nach außen ragende Führungsschienen vorgesehen, längs denen die Trägerplatte so weit verschiebbar ist, bis die Brennerdüse vollständig aus dem Brennraum des Kessels entfernt ist und der Ring­ flansch des Rohrstutzens an der Innenseite der Außenwand des Heizkessels anliegt. Ein derartiger Heizkessel bietet die Möglichkeit, die Brennerdüse aus dem Brennraum des Heizkessels zurückzuziehen, wenn dieser mit Festbrenn­ stoffen beheizt wird und der Zündvorgang bereits beendet ist. Es läßt sich somit vermeiden, daß Rußabscheidungen die Brennerdüse verschmutzen. Von Nachteil ist die doch etwas aufwendig getroffene Gesamtkonzeption.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Heizkessels der eingangs genannten Art, der mit Hilfe einfacher Mittel den vorgenannten bekannten Heizkessel weiterbildet und ins­ besondere bei einfachem Aufbau und zuverlässigem Betrieb eines Kessels den Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe wirkungsvoll schützt, insbesondere bei dessen Nichtbetrieb.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ange­ gebenen Mittel.

Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die beigefügten Unteransprüche.

Die Erfindung zeichnet sich mithin durch eine innere Brenn­ kammer eines Heizkessels aus, die bis zu einer Kesselaußen­ wand reicht, wobei in der Kesselwand eine Brenneröffnung ausgebildet ist, welche durch einen Schieber geöffnet oder geschlossen werden kann. In Axialverlängerung der Brenner­ öffnung außerhalb des eigentlichen Heizkessels befindet sich der Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, der mit seinem die Brennerdüse umschließenden Flammrohr sich bis unmittelbar zum Schieber oder sich bis unmittelbar zur Kesselaußenwand erstreckt. Der Schieber, der auch bei bekannten Heizkesseln mit Verbrennungs-Luftklappe nachträg­ lich angebaut werden kann, ermöglicht in seiner geschlosse­ nen Stellung einen Festbrennstoffbetrieb des Kessels, unab­ hängig davon, ob ein Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe vorgesehen ist oder nicht. Ist ein derartiger Brenner vorgesehen, kann letzterer bei geöffnetem Schieber den Heizkessel mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen beheizen, und zwar durch einfachen Umschaltbetrieb. Solange der Feststoffbetrieb in Gang ist, ist der Schieber geschlos­ sen. Die Brennerdüse erhält durch den vorgeschobenen schützen­ den Schieber keine Wärmeabstrahlung, welche im Laufe von Monaten zu Störungen und Defekten an der Düse führen würde. Neben dem Schutz vor Strahlungswärme werden Düse und/oder Zündkabel auch vor Staub geschützt. Dadurch ist ein störungs­ freier Betrieb gewährleistet.

Bei einer besonders einfachen und vorteilhaften Ausführungs­ form der Erfindung weist der Mantel des Brennerflammrohrs zwei vorzugsweise seitliche Schieberschlitze auf, durch die der Schieber praktisch abdichtend geführt ist. Gesonderte Gleitführungen können mithin entfallen.

Der Schieber weist vorteilhafterweise Rechteckform auf und ist plattig mit einer Durchgangsöffnung ausgebildet, die unwesentlich kleiner ist als der innere Durchmesser des Flammrohres selbst. Die Schmalseite des rechteckigen Schie­ bers entspricht vorzugsweise gleich dem inneren Flammrohr­ durchmesser.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante kennzeichnet sich dadurch, daß der Schieber gleichzeitig mit der Verbren­ nungsluftklappe betätigbar ist, wobei bei geöffnetem Schie­ ber die Luftklappe geschlossen ist und umgekehrt.

Insbesondere ist der Schieber durch einen Stellmotor zumin­ dest in seine geöffnete Endstellung betätigbar.

Der Stellmotor weist eine Ausgangswelle auf, an deren freiem Ende ein Schwenkhebel befestigt ist, an welchem seinerseits eine mit dem Schieber gelenkig verbundene Verbindungsstange angelenkt ist. Der Schwenkhebel besitzt einen festen Querarm, dessen freies Ende über einen Seil- oder Kettenzug mit dem Feuerungsregler verbunden ist, der einen geöffneten Schie­ ber in seine geschlossene Stellung betätigen kann. Vorzugs­ weise weist der Seil- oder Kettenzug einen weiteren Seil­ oder Kettenabschnitt auf, welcher mit der Verbrennungsluft­ klappe, die aufgrund ihres Eigengewichts und ihrer obersei­ tigen Gehäuseanlenkung in die geschlossene Stellung vorge­ spannt ist, derart verbunden ist, daß bei Zugspannung des Seil- oder Kettenzug-Abschnitts die Luftklappe geöffnet wird.

Die Steuerung des Schiebers wird in Gang gesetzt, wenn der Brenner eingeschaltet wird, wobei die Brennerdüse erst nach Schaltung des Schiebers in seine geöffnete Stellung gezün­ det wird, und umgekehrt.

Auch kann alternativ oder in Ergänzung der Schieber bei Feststoffbetrieb des Kessels durch entsprechende Steuerung in seiner geschlossenen Stellung gehalten sein.

Der gesamte Antrieb mit Stellmotor und Schaltgestänge ist hinter einer Verkleidung montiert. Dadurch kann auch durch Fremdeinwirkung keine Störung hervorgerufen werden. Sollte der Ölbrenner abgebaut werden, so wird dieser über einen Endschalter stromlos gemacht, und trotzdem ist der Betrieb mit Festbrennstoffen gewährleistet, da der Schieber der Brenneröffnung verschlossen ist. Die im Brenner eingebaute bzw. mit dem Brenner verbundene Luftabschlußklappe verhin­ dert eine Durchströmung der Luft durch das Brennergehäuse. Dadurch wird ein frühzeitiger Defekt der Düse und des Zünd­ kabels vermieden. Da der Stellantrieb für den Schieber der Brenneröffnung zugleich auch die Verbrennungs-Luftklappe betätigt, entfällt ein gesonderter Stellantrieb für die Luftklappe. Der Ölbrenner brennt vorzugsweise quer über das Kesselinnere in einer heißen Brennkammer ab. Bei her­ kömmlichen Heizkesseln ist der Ölbrenner an der Stirnseite angebracht. Gerade bei Ölkesseln mit heißer Brennkammer ist die erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung besonders vorteil­ haft. Nach einem Brennerstillstand wird der Schieber geschlos­ sen. Damit kann die bis zu 800°C betragende Strahlungswärme und bei Ölvorwärmung die Funktion des Heizkessels bzw. des Brenners nicht gefährden. Bei bekannten Systemen verkoken und verschließen sich Düsen und frühzeitig auch die Ölvor­ wärmung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Heizkessels mit der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den Kessel gemäß Fig. 1, und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des erfindungsge­ mäßen Schiebers der Fig. 1.

Ein Heizkessel 1 für feste, flüssige oder gasförmige Brenn­ stoffe weist auf seiner einen seitlichen Kesselaußenwand 2 einen fest anmontierten Brenner 5 auf, dessen Brennerdüse 6 mit umschließendem Flammrohr 7 direkt an die Kesselaußen­ wand 2 gemäß Fig. 3 angeschweißt ist, und zwar in einer Axialfluchtung zu einer heizkesselinneren Brennkammer 20 quer durch das Kesselinnere, wie dies der Fig. 2 zu ent­ nehmen ist. Das Flammrohr 7 ist koaxial zu einer Brenner­ öffnung 3 in der Kesselaußenwand 2 gelegen, wobei die Bren­ neröffnung 3 nur unwesentlich kleiner ist als der Innen­ durchmesser des Flammrohres 7.

Im Mantel des Flammrohrs 7 sind zwei seitliche Schieber­ schlitze 19 gemäß Fig. 3 ausgebildet, durch die ein recht­ eckiger plattiger Schieber 4 geführt ist. Der Schieber ge­ mäß Ausführungsbeispiel weist auf seiner einen Hälfte eine Durchgangsöffnung 8 auf, die etwas kleiner ist als der innere Durchmesser des Flammrohrs 7. Die Breite des recht­ eckigen Schiebers 4 entspricht in etwa dem inneren Durch­ messer des Flammrohrs 7, wie dies der Fig. 3 zu entnehmen ist. Dadurch werden im Flammrohr 7 ein unterer und ein obe­ rer Führungssteg der Dicke des Flammrohrmantels ausgebildet. Der Schieber 4 kann in Horizontalrichtung zwischen einer in ausgezogener Linie dargestellten geschlossenen Stellung und einer in strichpunktierter Linie dargestellten offenen Stel­ lung verschoben werden.

Insbesondere ist an einer vertikalen Flachseite des Heiz­ kessels 1 an seitlicher Stelle ein Stellmotor 10 vorge­ sehen, der eine kesselgelagerte drehbare Ausgangswelle 11 besitzt. Am freien, dem Stellmotor 10 abgewandten Ende ist an der Ausgangswelle 11 ein Schwenkhebel 12 angebracht, an welchen seinerseits eine im wesentlichen horizontal ver­ laufende Verbindungsstange 13 angelenkt ist, deren ande­ res Ende an der Anlenkung 21 des Schiebers angebracht ist. Der schräg nach unten weisende Schwenkhebel 12 besitzt einen festen Querarm 14, dessen freies Ende über einen Seil- oder Kettenzug 15 mit dem Feuerungsregler 16 ver­ bunden ist. Ein weiterer Seil- oder Kettenzug-Abschnitt 17 des erstgenannten Seil- oder Kettenzugs 15 steht mit einer Verbrennungs-Luftklappe 9 des Heizkessels in Ver­ bindung. Die Luftklappe 9 ist oberseitig an einer hori­ zontalen Gehäuseanlenkung 18 angelenkt und wird aufgrund ihres Eigengewichts in die geschlossene Stellung vorge­ spannt.

Bei einem Betrieb des Brenners 5 für flüssige oder gas­ förmige Brennstoffe, vorzugsweise Öl, wird über den Stell­ motor 10, Ausgangswelle 11, Schwenkhebel 12 die Verbindungs­ stange 13 betätigt und mithin der Schieber 4 gemäß Pfeil­ richtung aus seiner in ausgezogener Linie gezeigten ge­ schlossenen Stellung in seine strichpunktiert dargestellte geöffnete Stellung geschoben, in welcher die Durchgangs­ öffnung 8 des Schiebers mit dem Flammrohr 7 bzw. der Bren­ neröffnung 3 fluchtet. In dieser Schieberstellung ist gleichzeitig die Verbrennungs-Luftklappe 9 geschlossen. Der Ölbrenner 5 beginnt erst dann seinen Brennbetrieb, wenn der Schieber in seine geöffnete Endstellung gefahren ist. In dieser Stellung brennt der Ölbrenner quer über das Kesselinnere in einer heißen Brennkammer ab, wie dies ins­ besondere der Fig. 2 zu entnehmen ist.

Nach einem Brenner-Stillstand wird der Schieber 4 durch Aus­ übung einer Zugspannung am Seil- oder Kettenzug 15 des Feuerungsreglers 16 entgegen der Pfeilrichtung geschlossen und gleichzeitig durch den Seil- oder Kettenzug-Abschnitt 17 die Verbrennungs-Luftklappe 9 geöffnet. Dadurch kann die Strahlungswärme des Heizkessels 1 den Brenner und insbeson­ dere dessen Düse 6 sowie das (nicht veranschaulichte) Zünd­ kabel gefährden. Die Düsen und frühzeitig auch die Ölvor­ wärmung können mithin nicht verkoken bzw. sich verschließen. Bei Stillstand des Brenners 5 ist Festbrennstoffbetrieb des Heizkessels 1 möglich. Auch nach einem Ausbrand des Festbrennstoffes wird die Kaminanlage wieder belüftet, damit eine Kaminversottung durch Regeneinwirkung nicht eintreten kann.

Alle in der Beschreibung erwähnten und/oder in der Zeich­ nung dargestellten neuen Merkmale für sich oder in sinn­ voller Kombination sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Claims (14)

1. Heizkessel für feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß sich die innere Brennkammer (20) bis zu einer Kesselaußenwand (2) erstreckt und in der Kesselaußenwand (2) eine Brenneröffnung (3) aus­ gebildet ist, welche durch einen Schieber (4) geöffnet oder geschlossen werden kann.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in Axialverlängerung der Brenneröffnung (3) außerhalb des eigentlichen Heizkessels (1) der Brenner (5) für flüssige oder gasförmige Brennstoffe angeordnet ist, der mit seinem die Brennerdüse (6) umschließenden Flamm­ rohr (7) sich bis unmittelbar zum Schieber (4) oder bis zur Kesselaußenwand (2) erstreckt.

3. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Mantel des Flammrohrs (7) zwei Schieberschlitze (19) ausgebildet sind.

4. Heizkessel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schieber (4) als Rechteckplatte mit Durchgangsöffnung (8) ausgebildet ist.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmalseite des Schiebers (4) gleich dem inneren Flammrohrdurch­ messer ist (Fig. 3).

6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (4) gleichzeitig mit der Verbrennungs-Luftklappe (9) be­ tätigbar ist, wobei bei geöffnetem Schieber (4) die Luftklappe (9) geschlossen ist und umgekehrt.

7. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (4) durch einen Stellmotor (10) zumindest in seine ge­ öffnete Stellung betätigbar ist.

8. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (10) eine Ausgangswelle (11) aufweist, an deren freiem Ende ein Schwenkhebel (12) befestigt ist, an welchen seiner­ seits eine mit dem Schieber (4) gelenkig verbundene Ver­ bindungsstange (13) angelenkt ist.

9. Heizkessel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schwenkhebel (12) einen festen Querarm (14) aufweist, dessen freies Ende über einen Seil- oder Kettenzug (15) mit dem Feuerungsregler (16) verbunden ist, der einen geöffneten Schieber (4) in seine ge­ schlossene Stellung betätigt.

10. Heizkessel nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Seil- oder Kettenzug (15) über einen weiteren Seil- oder Kettenzug-Abschnitt (17) mit der Verbindungs-Luftklappe (9), die aufgrund ihres Eigengewichts und ihrer oberseitigen Gehäuseanlenkung (18) in die geschlossene Stellung vorgespannt ist, der­ art verbunden ist, daß bei Zugbeanspruchung des Seil­ oder Kettenzugs (15) die Klappe (9) geöffnet wird.

11. Heizkessel nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Schiebers (4) in Gang gesetzt wird, wenn der Brenner (5) eingeschaltet wird, wobei die Brennerdüse (6) erst nach Schaltung des Schiebers (4) in seine geöffnete Stellung gezündet wird.

12. Heizkessel nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (4) bei Festbrennstoffbetrieb des Kessels (1) in seiner ge­ schlossenen Stellung gehalten ist.

13. Heizkessel nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Stellmotor (10), Stellgestänge (12, 13, 14) und Seil- oder Kettenzug (15) in einer Verkleidung aufgenommen sind.

14. Heizkessel nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (5) an einer Seitenwand des Kessels (1) angeordnet ist.