AT527453A1 - Heizkessel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel (1) umfassend einen Brennraum (2), einen im Strömungsrichtung (4) der Rauchgase nach dem Brennraum (2) angeordneten ersten Wärmetauscher (6) und einen im Strömungsrichtung (4) der Rauchgase nach dem ersten Wärmetauscher (6) angeordneten zweiten Wärmetauscher (7), wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher (6, 7) zur Veränderung der Strömung der Rauchgase eine Strömungsleitvorrichtung (13) angeordnet ist.

Description

tauscher.

Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verbrennung eines Festbrennstoffes in einem Heizkessel, wobei der Festbrennstoff einer Brennkammer zugeführt und darin verbrannt wird, wobei weiter im Zuge der Verbrennung entstehende Rauchgase durch einen ersten Wärmetauscher und einen in Strömungsrichtung der Rauchgase hinter dem ersten Wärmetauscher angeordneten zweiten Wärmetau-

scher geleitet werden.

Die EP 3 495 045 A1 beschreibt einen Brennwertkessel für Festbrennstoffe mit einem Brennraum, mit einer mindestens einen Rauchgasweg aufweisenden Rauchgasführung, die mit dem Brennraum verbundenen ist, und mit einem Kondensationswärmetauscher, der im Rauchgasweg abwärts gerichtet ist und mehrere parallele erste Rauchgaszüge ausbildet, wobei sich der Taupunkt des Rauchgases im Rauchgasweg im ersten Rauchgaszug des Kondensationswärmetauschers befindet. Um die Partikelemission zu reduzieren, ohne dabei die Betriebssicherheit des Brennwertkessels einzuschränken, wird vorgeschlagen, dass der Brennwertkessel einen elektrostatischen Abscheider aufweist, der mindestens eine Sprühelektrode im Rauchgasweg vor dem Kondensationswärmetauscher und wenigstens eine Kollektorelektrode im ersten Rauchgaszug des Kondensationswärmetauschers

aufweist.

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Festpartikeln in einem Rauchgas eines Heizkessels zu verbessern.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei dem eingangs genannten Heizkessel dadurch gelöst, dass .zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher zur Verände-

rung der Strömung der Rauchgase eine Strömungsleitvorrichtung angeordnet ist.

Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, wonach vorgesehen ist, dass die Rauchgase zwischen dem ersten und dem

zweiten Wärmetauscher mit einer Strömungsleitvorrichtung umgelenkt werden.

Von Vorteil ist dabei, dass durch die mit der Strömungsleitvorrichtung gerichtete Strömung der Rauchgase diese nicht mehr wie im eingangs genannten Stand der Technik beschrieben auf eine Prallwand gelenkt werden, sondern dass durch den mit der Strömungsleitvorrichtung erreichten Strömungsverlauf der Rauchgase die mit dem Rauchgase mitgerissenen Festpartikel, wie z.B. Aschepartikel, über einen größeren Raum verteilt abgeschieden werden können. Im Vergleich dazu wird der Prallwand erreicht, dass die hier auftreffenden Festpartikel sich in Form einer Anhäufung am Fuß der Prallwand ansammeln. Durch die Verteilung der aus dem Rauchgase abgeschiedenen Festpartikel auf eine größere Fläche können die Intervalle zwischen der Partikelaustragung aus dem Heizkessel (Entaschung) verlängert werden. Als Nebeneffekt der Anordnung der Strömungsleitvorrichtung können die Rauchgase dem zweiten Wärmetauscher auch gleichmäßiger zugeführt

werden, womit der Wärmeaustausch verbessert werden kann.

Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Verbesserung der genannten Effekte die Strömungsleitvorrichtung mehrere Strö-

mungsleitelemente aufweist.

Ebenfalls zur Verbesserung der Strömung der Rauchgase zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher kann nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die mehreren Strömungsleitelemente in Strö-

mungsrichtung übereinander und/oder hintereinander angeordnet sind.

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hend genannten Effekte einfacher möglich ist.

Eine verbesserte Rauchgasleitung kann mit der Ausführungsvariante der Erfindung erreicht werden, wonach die Strömungsleitelemente zumindest eine Krümmung aufweisen und/oder mit mehreren winkelig zueinander angeordneten Ab-

schnitten ausgebildet sind.

Wie im Stand der Technik beschrieben, kann auch bei dem Heizkessel nach der Erfindung vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher eine Sprühelektrode eines Elektrofilters angeordnet ist. Dabei ist gemäß einer Ausführungsvariante vorgesehen, dass die Strömungsleitvorrichtung in Strömungsrichtung der Rauchgase vor der Sprühelektrode angeordnet ist. Entsprechend einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann dabei vorgesehen sein, dass die Rauchgase mit der Strömungsleitvorrichtung in Richtung auf eine Sprühelektrode eines Elektrofilters umgelenkt werden. Obwohl mit den voranstehenden Ausführungsvariante des Heizkessels bereits ein gewisser Grad an Abscheidung von Festpartikel aus dem Rauchgas allein aufgrund der Umlenkung der Rauchgase und der Trägheit der Partikel erreicht werden kann, kann mit dem Elektrofilter die Entstaubung deutlich verbessert werden. Dabei ist von Vorteil, wenn die Strömungsleitvorrichtung in Strömungsrichtung der Rauchgase vor der Sprühelektrode

angeordnet ist, da damit die Umströmung der Sprühelektrode mit den Rauchgasen

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den kann.

Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher ein Sammelraum für im Rauchgas enthaltene Feststoffpartikel angeordnet ist, wobei die Strömungsleitvorrichtung in diesem Sammelraum angeordnet ist. Es ist damit die Verbesserung des Austragens von Festpartikel aus dem Rauchgas auch bei einem geringen

Platzangebot im Heizkessel erreichbar.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Strömungsleitelemente drehbeweglich angeordnet sind. Es kann damit auf unterschiedliche Heizleistungen des Heizkessels Rücksicht genommen werden, in dem je nach Volumen an anfallendem Rauchgas die Neigung der Strömungsleitelemente gegen die Horizontale verändert werden kann. Gegebenenfalls kann diese Verstellung der Strömungsleitelemente automatisch erfolgen, wenn dem Heizkessel eine entsprechende Steuer und/oder Regeleinrichtung zugeord-

net oder diese im Heizkessel angeordnet ist.

Für einen verbesserten Betrieb des Heizkessels, insbesondere in Hinblick auf Änderungen im Strömungsverhalten der Rauchgase, kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass an und/oder in Strömungsrichtung der Rauchgase vor der Strömungsleitvorrichtung eine Abreinigungsvorrichtung zur Entfernung von Ablagerungen auf der Strömungsleitvorrichtung angeordnet ist. Es können damit ungewollte Verengungen des Strömungsquerschnittes im Bereich

der Strömungsleitelemente beseitigt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen werden, dass ein Abstand zwischen den Strömungsleitelementen in Strömungsrichtung der Rauchgase kleiner wird. Es kann damit eine Art Düseneffekt erreicht werden, sodass alleine aufgrund der Beschleunigung des Rauchgases eine Verbes-

serung der Festpartikelabscheidung aus dem Rauchgas erreicht werden kann.

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und im nachfolgenden zweiten Wärmetauscher erhöht werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden

Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Heizkessel;

Fig. 2 ein Detail des Heizkessels nach Fig. 1;

Fig. 3 verschiedene Ausführungsvarianten von Strömungsleitelementen;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsvariante der Anordnung von Strömungsleitelementen;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsvariante der Anordnung von Strömungsleitelementen;

Fig. 6 ein drehbar gelagertes Strömungsleitelement.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lage-

angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen Heizkessel 1 dargestellt. Der Heizkessel 1

kann ein Heizwertkessel oder insbesondere eine Brennwertkessel sein.

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wie beispielsweise Stroh, etc.

Vorzugsweise wird der Festbrennstoff in einem Bunker, der gegebenenfalls auch im Heizkessel 1 angeordnet sein kann, vorrätig gehalten und, insbesondere auto-

matisch, einem Brennraum 2 des Heizkessels 1 zugeführt.

Der Brennraum 2 kann nach unten von einem Rost 3 begrenzt sein. In Richtung einer Strömungsrichtung 4 der bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase kann an den Brennraum 2 ein Flammraum 5 anschließen. In weiterer Folge sind in der Strömungsrichtung 4 nach dem Brennraum 2 (und insbesondere nach dem Flammraum 5) ein erster Wärmtauscher 6 und nach dem ersten Wärmetauscher 6 ein zweiter Wärmetauscher 7 angeordnet. Der zweite Wärmetauscher 7 kann ein Kondensationswärmetauscher für die Ausbildung des Heizkessels 1 als Brenn-

wertkessel sein.

Ein Kondensationswärmetauscher ist ein Wärmetauscher, in dem ein Teil des Rauchgases, insbesondere der enthaltende Wasserdampf, kondensiert und in der

Folge als Flüssigphase vorliegt.

Weiter können der erste Wärmetauscher 6 mit Bezug auf die Strömungsrichtung 4 der Rauchgase aufwärts und der zweite Wärmetauscher 7 abwärts gerichtet sein. Ein Rauchgasabzug in einen Kamin kann beispielsweise rückwärtig im unteren Bereich an einem Gehäuse 8 des Heizkessels 1 angeordnet sein (nicht dargestellt). Weiter kann der Heizkessel 1 in der Strömungsrichtung 4 der Rauchgase nach dem zweiten Wärmetauscher 7, insbesondere unterhalb des zweiten Wärmetauschers 7, einen Ascheaustrag 9 für aus dem Rauchgas abgesonderte Festpartikel, wie z.B. Aschepartikel, die mit dem Rauchgas mitgerissen werden, und gegebenenfalls einen Kondensatablauf 10, insbesondere wenn der zweite Wärmetauscher 7 ein Kondensationswärmetauscher ist, aufweisen. Zudem kann unter-

halb des Rostes 3 ein Ascheaustrag 11 vorhanden sein.

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gigen Stand der Technik dazu verwiesen.

Der Brennraum 2, der erste und der zweite Wärmetauscher 6, 7 sind vorzugs-

weise innerhalb des Gehäuses 8 angeordnet, also in einem einzigen Gerät.

Die Leistung des Heizkessels 1 kann unterschiedlich gestaltet werden, sodass der Heizkessel 1 für den Einfamilienhausbereich aber auch mit höherer Leistung für

den Mehrfamilienhausbereich einsetzbar ist.

Der erste und der zweite Wärmetauscher 6, 7 sind fluiddurchströmte Wärmetauscher, insbesondere Wärmetauscher 6, 7, in denen ein Teil der thermischen Energie des Rauchgases auf eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, übertragen wird. Das Wasser kann beispielsweise für Heizzwecke, z.B. für die Warmwasserbereitung, verwendet werden. Vorzugsweise weisen der erste und/oder der zweite Wärmetauscher 6, 7 (jeweils) mehrere Wärmetauscherrohre auf, die parallel zueinander verlaufend angeordnet sind und vom Rauchgas gleichzeitig (bezogen auf den jeweiligen Wärmetauscher 6, 7) durchströmt werden können, sodass die Fläche, die für den Wärmeaustausch zur Verfügung steht, vergrößert werden kann. Der erste und/oder der zweite Wärmetauscher 6, 7 können z.B. Kreuzstrom- oder Gleichstrom- oder Gegenstromwärmetauscher sein. Bevorzugt erfolgt die Fluidführung so, dass das Fluid auf den Bereich des Flammraums und/oder des ersten Wärmetauschers vorgewärmt trifft, also kein kaltes Fluid auf diese Bereiche trifft. Es kann damit eine Rauchgaskondensation und das Erlöschen der Flamme in diesen Bereichen vermieden werden. Diese Ausgestaltung kann beispielswese mit ei-

nem Trennblech in der Fluidführung erreicht werden.

In der dargestellten Ausführungsvariante des Heizkessels 1 ist zwischen dem aufwärts von den Rauchgasen durchströmten ersten Wärmetauscher 6 und dem von den Rauchgasen abwärts durchströmten zweiten Wärmetauscher 7 ein Umlenk-

raum 12 angeordnet. In dem Umlenkraum 12 wird das aus dem ersten Wärmetau-

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aus der horizontalen die vertikale Richtung, etc.

Wie besser aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist im Umlenkraum 12 zumindest eine Strö-

mungsleitvorrichtung 13 angeordnet. Die zumindest eine Strömungsleitvorrichtung 13 ist in der Strömungsrichtung 4 des Rauchgases durch den Heizkessel 1, insbesondere durch den ersten und zweiten Wärmetauscher 6, 7, zwischen dem ersten

und dem zweiten Wärmetauscher 6, 7 angeordnet.

Die Strömungsleitvorrichtung 13 kann sich über die gesamte Tiefe des Umlenkraums 12 (in Richtung senkrecht auf die Papierebene) zwischen einer vorderen und einer hinteren Wand eines Umlenkraumgehäuses 14 oder nur über einen Teilbereich davon erstrecken. Falls sich die Strömungsleitvorrichtung 13 nur über einen Teilbereich der Tiefe erstreckt, beträgt dieser zumindest 50 %, insbesondere zumindest 80 %, vorzugsweise zumindest 90 %, der gesamten Tiefe des Umlenk-

raums 12.

Die Strömungsleitvorrichtung 13 kann beispielsweise durch ein oder mehrere rohrförmige Strömungsleitelemente gebildet sein, die von dem Rauchgas durchströmt werden. In der dargestellten und bevorzugten Ausführungsvariante sind die mehreren Strömungsleitelemente 15 jedoch plattenförmig ausgebildet sein. Die Anzahl der Strömungsleitelemente 15 kann sich nach der Größe des Umlenkraums 12 richten. Beispielsweise können zwischen zwei und zehn Strömungsleitelemente

15 im Heizkessel 1, d.h. insbesondere im Umlenkraum 12, angeordnet sein.

Die Strömungsleitelemente 15 können beispielsweise im Bereich der halben Weg-

länge zwischen dem Austritt des Rauchgases aus den Wärmetauscherrohren des

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mittels einer Strömungssimulation ermittelt werden.

Mit der Strömungsleitvorrichtung 13 und insbesondere den Strömungsleitelemen-

ten 15 wird eine Verbesserung der Strömung des Rauchgases zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher 6, 7 erreicht, insbesondere das Rauchgas in Richtung auf die Öffnungen des zweiten Wärmetauschers 7 umgelenkt, wie dies in

Fig. 2 mit den Strömungslinien 35 angedeutet wird.

Die mehreren Strömungsleitelemente 15 können äquidistant zueinander angeordnet werden. Beispielsweise kann ein Abstand 16 zwischen jeweils zwei benach-

barten Strömungsleitelementen 15 zwischen 0,5 cm und 6 cm betragen.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, können die mehreren Strömungsleitelemente 15 in der Strömungsrichtung 4 übereinander und/oder hintereinander angeordnet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, insbesondere wenn die Wegstrecke, die das Rauchgas zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher 6, 7 zurücklegen muss, relativ lang ist, z.B. eine Länge aufweist, die zwischen dreimal und fünfmal der größten Abmessung des Querschnitts entspricht, dass in der Strömungsrichtung 4 des Rauchgases eine erster Teil 17 der Strömungsleitelemente 15 im Bereich bzw. im Abschnitt des Umlenkraums 12 oberhalb von Austrittsöffnungen 18 des ersten Wärmetauschers 6, aus denen das Rauchgas in den Umlenkraum 12 eintritt, angeordnet ist, und eine weiterer Teil 19 der Strömungsleitelemente 15 im Bereich bzw. im Abschnitt des Umlenkraums 12 oberhalb von Eintrittsöffnungen 20 des zweiten Wärmetauschers 7, in die das Rauchgas den

Umlenkraum 12 verlässt, angeordnet sind. Die Anzahl an Strömungsleitelementen

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15 und/oder deren Größe und/oder deren Abstand 16 zueinander kann dabei im

ersten Teil 17 unterschiedlich zum zweiten Teil 19 sein.

Wie weiter aus Fig. 3 zu ersehen ist, können die Strömungsleitelemente 15 verschiedene Formen aufweisen, wobei auch Mischungen mehrerer Formen in einem Heizkessel 1 möglich sind. Beispielsweis können die Strömungsleitelemente 15 ebenflächig ausgebildet sein, wie dies die Fig. 2 zeigt. Die Strömungsleitelemente 15 können aber auch eine oder mehrere Krümmung(en) 21 aufweisen und/oder mit mehreren winkelig zueinander angeordneten Abschnitten 22 ausgebildet sein. Gegebenenfalls können die Abschnitte 22 der Strömungsleitelemente 15 auch beabstandet zueinander angeordnet sein. Die Krümmung 21 kann mit einem gleichbleibenden Radius oder mit einem Verlauf von unterschiedlichen Radien ausgebil-

det sein.

Die Abschnitte 22 können eine Breite 23 zwischen 0,5 cm und 10 cm aufweisen. Die Strömungsleitelemente 15 können eine Breite (in der Richtung der Breite 23 der Abschnitte 22) zwischen 1 cm und 25 cm aufweisen, wobei der Einfluss der Krümmung bzw. der Abschnittsverlauf nicht berücksichtigt wird, wie dies aus Fig. 3

zu ersehen ist.

Wie aus den Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, kann nach Ausführungsvarianten des Heizkessels 1 auch vorgesehen sein, dass der Abstand 16 zwischen den Strömungsleitelementen 15 in der Strömungsrichtung 4 des Rauchgases kleiner wird (Fig. 4) oder größer wird (Fig. 5). Die Abnahme des Abstandes 16 kann dabei zwischen 1 % und 20 % des größten Abstandes 16 zwischen jeweils zwei benachbarten Strömungsleitelementen 15 bzw. kann die Zunahme des Abstandes 16 zwischen 1 % und 20 % des kleinsten Abstandes 16 zwischen jeweils zwei benachbarten Strömungsleitelementen 15 betragen. Es sind auch hier Varianten möglich, bei denen die Abnahme bzw. Zunahme der Abstände 16 zwischen den Strömungsleitelemente 15 unterschiedlich ausgebildet sind. Insbesondere kann zwischen weiter von den Eintrittsöffnungen 20 entfernt angeordnete Strömungsleitelementen 15 die Abnahme des Abstandes 16 größer bzw. die Zunahme des Abstandes 16 kleiner sein als bei im Vergleich dazu näher zu den Eintrittsöffnungen 20

angeordnete Strömungsleitelementen 15.

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Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Heizkessels 1 kann vorgesehen sein, dass die Strömungsleitelemente 15 unterschiedlich lang sind, wobei die vom ersten Wärmetauscher 7 weiter entfernt angeordneten Strömungsleitelemente 15 länger sind, als die näher zum ersten Wärmetauscher 6 angeordneten Strömungsleitelemente 15. Zum Unterschied zur voranstehend genannten Breite 24 werden bei der Bemessung der Länge der Strömungsleitelemente 15 die durch die Krümmung bzw. die winkelig zueinander angeordneten Abschnitte 22 größeren Abmessungen (verglichen mit der Breite 22) berücksichtigt. Beispielsweise entspricht die Länge eines gekrümmten Strömungsleitelementes 15 der Bogenlänge des Strömungsleitelementes 15 an der äußeren, von den Wärmetauschern 6, 7 abgewand-

ten Oberfläche des Strömungsleitelementes 15.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind die Strömungsleitelemente 15 in der bevorzugten Ausführungsvariante des Heizkessels gegen die Horizontale geneigt angeord-

net. Ein Neigungswinkel 25 kann zwischen 5 ° und 85 ° betragen.

Gemäß einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass die Strömungsleitelemente 15 eine unterschiedliche Neigung gegen die Horizontale aufweisen, wobei insbesondere die vom ersten Wärmetauscher 6 weiter entfernt angeordneten Strömungsleitelemente 15 einen größeren Neigungswinkel 25 aufweisen als die näher zum ersten Wärmetauscher 6 angeordneten Strömungsleitelemente 15. Die Neigungswinkel 25 können dabei aus dem voranstehend genann-

ten Bereich ausgewählt sein.

Aus den Fig. 1 und 2 ist weiter zu ersehen, dass bevorzugt zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher 6, 7 zumindest eine Sprühelektrode 26 eines Elektrofilters angeordnet ist, wobei die Strömungsleitvorrichtung 13, insbesondere die Strömungsleitelemente 15, in Strömungsrichtung 4 des Rauchgases vor der Sprühelektrode 26angeordnet ist/sind. Die Wirkung bzw. die Arbeitsweise eines Elektrofilters zur Reduktion der Partikelfracht eines Gases ist bekannt, sodass sich weitere Ausführungen dazu erübrigen. Die Gegenelektrode(n) (Kollektorelektroden) können im Verlauf bzw. innerhalb oder durch den zweiten Wärmetauscher 7

gebildet sein, wie dies ebenfalls im Stand der Technik bereits beschrieben wurde.

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Der Elektrofilter kann ein Trocken- oder ein Nasstfilter sein.

Die Sprühelektrode 26 ist vorzugsweise oberhalb der Eintrittsöffnungen 20 für das Rauchgas des zweiten Wärmetauschers 7 im Umlenkraum 12 angeordnet, sodass eine gleichmäßigere Umströmung der Sprühelektrode 26 mit dem Rauchgas durch die Strömungsleitvorrichtung 13, insbesondere die Strömungsleitelemente 15 er-

reicht werden kann.

Durch die Umlenkung des Rauchgases und insbesondere auch durch den Elektrofilter fällt im Heizkessel 1, insbesondere auch im Umlenkraum 12, ein Feststoff, wie z.B. Asche an, der die Strömung und den Wärmeaustauch beeinflusst, insbesondere verschlechtert. Aus diesem Grund kann es von Vorteil sein, wenn zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher 6, 7 ein Sammelraum 27 für im Rauchgas enthaltene Feststoffpartikel angeordnet ist. Die Strömungsleitvorrichtung 13 kann teilweise im Sammelraum 27 angeordnet sein. Der Sammelraum 27 ist vorzugsweise eine Teil des Umlenkraums 12 und ist insbesondere unterhalb der Austrittsöffnungen 18 des ersten Wärmetauschers 6 (und neben diesem) an-

geordnet, wie dies aus den Fig. 1 und 2 zu sehen ist.

Aus diesen Figuren ist auch ersichtlich, dass generell Reinigungsvorrichtungen, wie beispielsweise ein sogenannter Abreinigungskorb 28 mit daran angeordneten Spiralelementen 29, die in die Wärmetauscherrohre des ersten und/oder des zweiten Wärmetauschers 6, 7 ragen, vorgesehen sein kann. Derartige Vorrichtungen sind bekannt und beispielsweise auf der Homepage der Anmelderin zu finden. Derartige Abreinigungskörbe 28 dienen der bedarfsweisen, wiederkehrenden und insbesondere automatischen Reinigung der Wärmetauscherflächen von Ablagerungen, die dann nach unten aus den Wärmetauschern 6, 7 ausgebracht werden können. Gegebenenfalls kann auch eine Sprühdüse 30 im Umlenkraum 12 vorgesehen sein, mit der eine Reinigungsflüssigkeit, z.B. Wasser, eingebracht werden kann, sodass die Ablagerungen aus dem zweiten Wärmetauscher 7 ausgewaschen werden können. Nach einer Ausführungsvariante des Heizkessels 1 kann dabei vorgesehen sein, dass auch die Strömungsleitvorrichtung 13, insbesondere

die Strömungsleitelemente 15 mit der Abreinigungsvorrichtung, insbesondere dem

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Abreinigungskorb 28, wirkungsverbunden sind, sodass Ablagerungen darauf beispielsweise abgeklopft werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Strömungsleitvorrichtung 13, insbesondere die Strömungsleitelemente 15, mit dem Waschfluid aus der Sprühdüse 30 gereinigt werden können. Nach einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Strömungsleitvorrichtung 13 Teil des Abreinigungskorbs 28 ist bzw. diesen bildet. Damit kann

ebenfalls ein Sprungantrieb die Strömungsleitvorrichtung 13 abreinigen.

Die Strömungsleitelemente 15 können fix montiert im Heizkessel 1, insbesondere im Umlenkraum 12, angeordnet sein. Nach einer anderen, in Fig. 6 dargestellten Ausführungsvariante kann aber vorgesehen sein, dass die Strömungsleitelemente 15 (in Fig. 6 ist nur eines dargestellt) drehbeweglich über ein Drehgelenk 31 oder verschwenkbar über ein Schwenkgelenk im Heizkessel 1, insbesondere im Umlenkraum 12 angeordnet sind. Es ist damit möglich, den Neigungswinkel 25, den die Strömungsleitelemente 15 gegen die Horizontale einnehmen, zu verändern. Die Veränderung kann manuell erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Verstellung aber automatisch über eine Verstellvorrichtung ‚, z.B. einen Verstellmotor. Die Verstellung erfolgt insbesondere in Abhängigkeit vom anfallenden Rauchgasvolumen/Zeiteinheit. Das Rauchgasvolumen kann direkt mit einer entsprechenden Messvorrichtung im Rauchgasstrom gemessen werden. Einfacher und Materialschonender kann aber indirekt auf das pro Zeiteinheit anfallende Rauchgasvolumen aus dem Verbrauch an Brennstoff 33 geschlossen werden. Beispielsweise kann die pro Zeiteinheit dem Heizkessel 1 zugeführte Menge an Brennstoff 33 gemessen, z.B. gewogen, werden. Die Auswertung und/oder Verstellung der Strömungsleitvorrichtung 13, insbesondere der Strömungsleitelemente 15 kann mittels einer Regel- und/oder Steuervorrichtung 34 erfolgen, wobei weitere für das Rauchgasvolumen relevante Faktoren, wie z.B. der Feuchtegehalt des Brennstoffes, die Art des Brennstoffes, etc., berücksichtigt werden können. Im Falle des Anfalls von einem größeren Rauchgasvolumen kann beispielsweise der Neigungs-

winkel 25 der Strömungsleitelemente 15 verringert werden.

Nach einer anderen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass für die Fest-

stellung wieviel Gas durch die Wärmetauscher 6,7 strömt, die Zuluftmenge und

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der Lambdawert herangezogen werden. Aus dem Verbrennungsprozess erhält

man dann die Rauchgasmenge. Mit diesem Wert kann ein Saugzuggebläse geregelt werden.

Mit dem Heizkessel 1 kann ein Verfahren zur Verbrennung eines Festbrennstoffes durchgeführt werden, wobei der Festbrennstoff dem Brennraum 2 zugeführt und darin verbrannt wird, wobei weiter im Zuge der Verbrennung entstehende Rauchgase durch den ersten Wärmetauscher 6 und den in Strömungsrichtung 4 der Rauchgase hinter dem ersten Wärmetauscher 6 angeordneten zweiten Wärmetauscher 7 geleitet werden, und wobei die Rauchgase zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher 6, 7 mit einer Strömungsleitvorrichtung 13 umgelenkt werden. Bevorzugt werden die Rauchgase mit der Strömungsleitvorrichtung

13 in Richtung auf die Sprühelektrode 26 eines Elektrofilters umgelenkt.

Die Ausführungsbeispiele zeigen bzw. beschreiben mögliche Ausführungsvarianten des Heizkessel 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch Kombinatio-

nen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Heizkessels 1 dieser bzw. dessen Bestandteile nicht

notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind.

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Heizkessel Brennraum

Rost Strömungsrichtung Flammraum Wärmetauscher Wärmetauscher Gehäuse Ascheaustrag Kondensatablauf Ascheaustrag

Umlenkraum

15

Bezugszeichenliste

31 Drehgelenk

32 Verstellvorrichtung 33 Brennstoff

34 Steuervorrichtung

35 Strömungslinien

Strömungsleitvorrichtung

Umlenkraumgehäuse

Strömungsleitelement

Abstand

Teil Austrittsöffnung Teil Eintrittsöffnung Krümmung Abschnitt

Breite

Breite Neigungswinkel Sprühelektrode Sammelraum Abreinigungskorb Spiralelement

Sprühdüse

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Claims (14)

Patentansprüche

1. Heizkessel (1), insbesondere Brennwertkessel, umfassend einen Brennraum (2), einen im Strömungsrichtung (4) der Rauchgase nach dem Brennraum (2) angeordneten ersten Wärmetauscher (6) und einen im Strömungsrichtung (4) der Rauchgase nach dem ersten Wärmetauscher (6) angeordneten zweiten Wärmetauscher (7), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher (6, 7) zur Veränderung der Strömung der Rauch-

gase eine Strömungsleitvorrichtung (13) angeordnet ist.

2. Heizkessel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die

Strömungsleitvorrichtung (13) mehrere Strömungsleitelemente (15) aufweist.

3. Heizkessel (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Strömungsleitelemente (15) in Strömungsrichtung (4) übereinander

und/oder hintereinander angeordnet sind.

4. Heizkessel (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitelemente (15) unterschiedlich lang sind, wobei die vom ersten

Wärmetauscher (6) weiter entfernt angeordneten Strömungsleitelemente (15) länger sind, als die näher zum ersten Wärmetauscher (6) angeordneten Strömungs-

leitelemente (15).

5. Heizkessel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitelemente (15) eine unterschiedliche Neigung gegen die Horizontale aufweisen, wobei die vom ersten Wärmetauscher (6) weiter entfernt angeordneten Strömungsleitelemente (15) einen größeren Neigungswinkei (25) aufweisen als die näher zum ersten Wärmetauscher (6) angeordneten

Strömungsleitelemente (15).

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6. Heizkessel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitelemente (15) zumindest eine Krümmung (21) aufweisen und/oder mit mehreren winkelig zueinander angeordneten Abschnitten (22) ausgebildet sind.

7. Heizkessel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher (6, 7) eine Sprühelektrode (26) eines Elektrofilters angeordnet ist, wobei die Strömungsleitvorrichtung (13) in Strömungsrichtung (4) der Rauchgase vor der Sprühelektrode

(26) angeordnet ist.

8. Heizkessel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher (6, 7) ein Sammelraum (27) für im Rauchgas enthaltene Feststoffpartikel angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Strömungsleitvorrichtung (13) zumindest teilweise im

Sammelraum (27) angeordnet ist.

9. Heizkessel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekenn-

zeichnet, dass die Strömungsleitelemente (15) drehbeweglich angeordnet sind.

10. Heizkessel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an und/oder in Strömungsrichtung (4) der Rauchgase vor der Strömungsleitvorrichtung (13) eine Abreinigungsvorrichtung zur Entfernung von Abla-

gerungen auf der Strömungsleitvorrichtung (13) angeordnet ist.

11. Heizkessel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (16) zwischen den Strömungsleitelementen (15) in

Strömungsrichtung (4) der Rauchgase kleiner wird.

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12. Heizkessel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (16) zwischen den Strömungsleitelementen (15) in

Strömungsrichtung (4) der Rauchgase größer wird.

13. Verfahren zur Verbrennung eines Festbrennstoffes in einem Heizkessel (1), wobei der Festbrennstoff einem Brennraum (2) zugeführt und darin verbrannt wird, wobei weiter im Zuge der Verbrennung entstehende Rauchgase durch einen ersten Wärmetauscher (6) und einen in Strömungsrichtung (4) der Rauchgase hinter dem ersten Wärmetauscher (6) angeordneten zweiten Wärmetauscher (7) ge-

leitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgase zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher (6, 7) mit einer Strömungsleitvorrichtung (13)

umgelenkt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgase mit der Strömungsleitvorrichtung (13) in Richtung auf eine Sprühelekt-

rode (26) eines Elektrofilters umgelenkt werden.

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