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Stehender Heizkessel zum Verfeuern fester und flüssiger Brennstoffe
Die vorliegende Erfindung betrifft einen stehenden Heizkessel mit einem Feuerraum
zum Verfeuern von flüssigen und festen Brennstoffen einzeln oder gleichzeitig. mit
einem den Feuerraum umgebenden Wassermantel, einer Austrittöffnung für die Heizgase
seitlich in dem oberen Teil des Wassermantels, einem senkrecht über dem Feuerraum
angeordnetenSturzbrenner und einem Gebläse.
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Stehende Heizkessel dieser Art, bei denen die Verbrennungsluft mit
dem feinverteilten Öl in den Feuerraum eingeblasen wird, sind bekannt. Hierbei läßt
die Luftverteilung vielfach zu wünschen übrig, wenn beide Brennstoffe gemeinsam
verbrannt werden sollen, da eine genaue Bemessung der zwei Luftströme erforderlich
ist, die in den Kessel als Erst- und Zweitluft eingeführt werden.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung, die Luftverteilung und -führung
bei einem Heizkessel der eingangs erwähnten Gattung derart zu gestalten, daß eine
optimale Verbrennung gewährleistet ist. Hierfür ist nach der Erfindung das Gebläse
durch Luftleitungen sowohl mit Räumen unterhalb des Rostes für feste Brennstoffe
als auch mit dem Sturzbrenner verbunden und an der Abzweigstelle der Luftleitungen
eine Klappe für die Verteilung der Luftmenge auf die Luftleitungen vorgesehen.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß bei gleichbleibender Luftmenge,
die dem Kessel zugeführt wird, das Verhältnis der Luftmenge, die von oben in den
Feuerraum eingeführt wird, zu der Luftmenge, die unter dem Rost zugeführt wird,
frei gewählt werden kann.
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Gemäß einer vorzugsweisenAusführungsform weist der den Feuerraum umgebende
Wassermantel Glokkenform auf und ist von einem stehenden Kesselwassermantel mit
solchem Abstand umgeben, daß der dadurch gebildete, ringzylindrische Raum von den
aus dem Feuerraum kommenden Heizgasen beaufschlagt wird, die von hier über einen
Abgasstutzen in den Schornstein entweichen.
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In dem ringzylindrischen Reizgaszug kann hierbei in an sich bekannter
Weise mindestens eine Umlenkwand für die Heizgase vorgesehen sein.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. In der Zeichnung ist ein stehender Heizkessel der eingangs erwähnten
Art im senkrechten Mittelschnitt dargestellt.
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Der Kessel besteht aus einer äußeren Umhüllung 1, in der sich oben
ein Warmwasserbereiter 2 und unten der Feuerraum 3 befindet. Der Feuerraum 3 ist
von einem Wassermantel 4 (Feuerraumwassermantel) mit der Innenwand 5 und der Außenwand
6 umgeben. Konzentrisch um den Wassermäntel ist der Kesselwassermantel 7 mit seinen
Wänden 8 (innen) und 9 (außen) vorgesehen. Dieser Wassermantel ist an den Heizwasserkreislauf
angeschlossen. Zwischen der Außenwand 9 des Kesselwassermantels und der äußeren
Umhüllung 1 kann eine wärmedämmende Zwischenschicht 10 vorgesehen sein. Zwischen
derAußenwand 6 des Wassermantels 4 und der Innenwand 8
des Kesselwassermantels
bleibt ein ringzylindrischer Raum 11 frei, durch welchen die Rauchgase abziehen.
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An den Feuerraum 3 schließt sich oben ein Rohr 12 an, durch welches
die Verbrennungsluft von oben in den Raum 3 gelangt. In dem Rohr 12 befindet sich
die Ölzuführleitung 13, an deren unteren Ende ein Sturzbrenner
14 vorgesehen ist.
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Konzentrisch um das Rohr 12 befindet sich - zunächst ein ringzylindrischer
Wasserraum 15, der an den Heizwasserkreislauf angeschlossen und von dem Warmwasserbereiter
2 umgeben ist. DerWarmwasserbereiter weist einen Zuflußstutzen 16- und einen Entnahmestutzen
17 auf. Durch den Warmwasserbereiter verlaufen noch einige senkrechte Wärmetauschrohre
18, die oben an den ringzylindrischen Raum 15 und unten ebenfalls an den Heizwasserkreislauf
angeschlossen sind.
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Der Heizwasserkreislauf umfaßt somit den Feuerraumwassermantel4, den
Kesselwassermante17, die Rohre 18, den ringzylindrischen Raum 15 sowie den
unterhalb
des Warmwasserbereiters gelegenen Hohlraum 19. Dieser Hohlraum wird unten durch
den Boden 20 begrenzt, der seinerseits den sich bis über den Feuerraumwassermantel
4 erstreckenden Heizgasraum 11 abschließt. Das Heizwasser gelangt durch den Rücklaufstutzen
22 unten in den Heizkessel und verläßt ihn durch den Vorlaufstutzen 23 etwa in der
Mitte der Kesselhöhe. Bei 21 ist der Anschluß an ein Ausdehnungsgefäß dargestellt.
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Der Feuerraumwassermantel weist an einer Stelle einen segmentförmigen
Ausschnitt 24 auf, der vorzugsweise an der Stelle des Feuerraumwassermantels 4 vorgesehen
ist, die den Feuerraumtüren 25 und 26 benachbart ist. An der unteren Hälfte dieses
segmentartigen Ausschnittes befinden sich radial nach außen gerichtete Zwischenwände
27, die an den betreffenden Stellen mit dem Feuerraumwassermantel und dem Kesselwassermantel
verbunden sind.
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Zwischen dem Feuerraumwassermantel und dem Kesselwassermantel befinden
sich ferner zwei Umlenkwände 28, die oben den Heizgaszug 11 absperren, unten jedoch
eine Durchtrittöffnung 29 freilassen. Die Umlenkwände 28 und der segmentartige Ausschnitt
24 sind vorzugsweise so angeordnet, daß der Kessel zu der Schnittebene der Zeichnung
symmetrisch ist. An der den Türen 25 und 26 und dem Segmentausschnitt
24 gegenüberliegenden Seite des Heizkessels befindet sich der Abgasstutzen
30.
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Am unteren Ende des Feuerraumes 3 befindet sich ein konisch ausgebildeter
Rost 32 zur Auflage fester Brennstoffe. Der Rost weist zurückspringende Abschnitte
33 mit derartigen Bohrlöchern 34 auf, daß sie durch von oben nachrutschendem Brennstoff,
Aschenfall usw. nicht verstopft werden können. Der ringförmige Außenraum 40 des
Rostes ist durch die Wände 37 unten und 38 seitlich begrenzt. Der ringförmige Außenraum
40 des Rostes besitzt ferner einen Zuführstutzen 39 für Gebläseluft.
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Der Rost 32 weist an den der Aschentüre 26 benachbarten Stellen vorzugsweise
einen segmentförmigen Ausschnitt auf, so daß die Oberseite des Rostes 32 sowie der
Rosteinsatz 54 in der Mitte zur Entschlackung, Reinigung usw. jederzeit zugänglich
ist.
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Außerhalb des Kessels ist ein bei 45 schematisch gezeichnetes Gebläse
angeordnet, das über eine Luftleitung 46 mit dem Rohr 12 verbunden ist. Die Leitung
46 besitzt eine Abzweigung 47, in der eine Klappe 48 vorgesehen ist. Mit
der Abzweigung ist weiterhin eine Luftleitung 49 verbunden. Mittels der Klappe 48
kann die von dem Gebläse 45 kommende Luft wahlweise in die Leitung 46 zum Sturzbrenner
oder in die Leitung 49 zum Feuerrost unten geleitet und in einem beliebig einstellbaren
Verhältnis auf beide Leitungen verteilt werden.
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Die Leitung 49 stellt eine Verbindung zwischen dem Gebläse 45 und
dem Außenraum 40 des konischen Rostes 32 über das Rohr 39 und ein weiteres Abzweigstück
50 dar. Eine weitere Leitung 51, in der ein Absperrventil 52 vorgesehen ist, verbindet
das Abzweigstück 50 mit dem unterhalb des Rostes vorgesehenen Aschenraum 53. Mit
Hilfe des Absperrventils 52 ist es möglich, einen Teil der durch die Leitung 49
ankommenden Gebläseluft in den Aschenraum 53 und somit durch den mittleren Rostteil
54 des Rostes 32 in den Feuerraum zu fördern.
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Wird der Kessel nur mit flüssigem Brennstoff betrieben, geht die Flamme
von der Düse 14 der Ölzuführleitung 13 aus- und erhält die zur Verbrennung notwendige
Erstluft von dem Gebläse 45 durch die Leitungen 46 und 12. Bei Betrieb mit Öl steht
die Klappe 48 in der Luftleitung, so daß ein Teil der Gebläseluft in die Leitung
49 gelangt, von wo sie durch den Außenraum 40 des Rostes 32 und in den Raum 53 unter
den Rost gelangt, diesen Rost durchströmt und als Zweitluft auf die Flamme einwirkt.
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Bei Kesselbetrieb mit festem Brennstoff befindet sich dieser auf dem
Rost 32. Dabei steht die Klappe 48 in der Luftleitung derart, daß ein Hauptteil
der Luft durch die Leitung 49 strömt, in den Außenraum 40 des Rostes gelangt, durch
die Bohrlöcher 34 dieses Rostes strömt und somit als Erstluft auf den Brennstoff
einwirkt. Auch hier gelangt ein Teil der Gebläseluft durch die Leitung 51 in den
Raum 53 unter den Rost, strömt durch den Einsatz 54 in der Mitte und wirkt
ebenfalls auf den Brennstoff ein. Die Stellung des Absperrventils 52 in der Luftleitung
51 hängt von der Art des verwendeten Brennstoffes ab; vorzugsweise wird das Ventil
jedoch beim Anheizen geöffnet. Neben der Zufuhr der Erstluft durch die Leitung 49
gelangt durch die Leitung 46 ein Teil der Luft in den Feuerraum und bewirkt hier
als Zweitluft eine bessere Verbrennung des Brennstoffes. Weiterhin bewirkt die durch
die senkrechte Leitung 12 einströmende Luft, daß die Flammen beim Verfeuern von
festem Brennstoff die Düse des Sturzbrenners 14 nicht zu stark erhitzen und somit
nicht beschädigen. Welche Stellung der Klappe 48 in der Luftleitung oben im einzelnen
gewählt wird, hängt von der Art des Brennstoffes und von der gewünschten Feuerführung
ab.
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Neben der Verfeuerung von festem Brennstoff und Öl können- beide Arten
auch gleichzeitig verfeuert werden. Die Stellung der Drosselklappe 48 in
der Luftleitung hängt hierbei von den Betriebsbedingungen ab. Es ist jedoch in jedem
Fall darauf zu achten, daß die Luft sowohl in die Leitung 46 zum Sturzbrenner
als auch in die Leitung 49 zum Rost gelangt, um etwaige Schwelvorgänge im festen
Brennstoff und daraus entstehende Verpuffungen zu vermeiden.
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Während des Brennvorganges wird - unabhängig ob es sich um festen
oder flüssigen Brennstoff handelt das Wasser in dem Feuerraumwassermantel 4 und
dem Kesselwassermantel erwärmt und steigt nach oben. Das Wasser in dem Feuerraumwassermantel
erwärmt sich etwas stärker, da die Heizgase diesen von beiden Seiten beaufschlagen.
Hierdurch steigt das Wasser auf Grund der Erwärmung in dem Feuerraumwassermantel
4 nach oben und gelangt unmittelbar in den ringzylindrischen Wasserraum 15, der
das senkrechte Luftzufuhrrohr 12 umgibt-. Hierdurch wird das Brauchwasser im Warmwasserbereiter
2 erhitzt. Das durch das Rohr 15 aufsteigende Heizwasser gibt einen Teil seiner
Wärme an das Brauchwasser im Warmwasserbereiter ab und fließt durch die Wärmetauschrohre
18 in den Hohlraum 19 unterhalb des Warmwasserbereiters. Hier vermischt es sich
mit dem aus dem Kesselwassermantel7 aufsteigenden Heizwasser und gelangt in den
Vorlaufstutzen 23, an den die Sammelheizungsanlage angeschlossen ist. Das Heizwasser
kehrt durch den RüAlaufstutzen 22 in den Kessel zurück. Durch diese Anordnung wird
erreicht; daß einerseits das Brauchwasser im Warmwasserbereiter 2 auf der erforderlichen
Temperatur gehalten werden kann und andererseits das den Kessel durch den Stutzen
23 verlassende Wasser mit etwa
gleichbleibender Temperatur in die
Sammelheizungsanlage gelangt.
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Die Heizgase verlassen den Feuerraum 3 durch den segmentartigen Ausschnitt
24 und gelangen in den Ringraum 11 zwischen dem Feuerraumwassermante14 und dem Kesselwassermantel7.
In dem Raum 11 strömen die Heizgase zunächst abwärts - wie dies durch den gestrichelten
Pfeil angedeutet ist -, da die Umlenkwände 28 das Abströmen unmittelbar zum Abgasstutzen
30 verhindern. Die Rauchgase strömen anschließend durch die Durchtrittöffnungen
29 unten und durch den in Strömungsrichtung hinter den Umlenkwänden liegenden Teil
des Ringraumes 11 in den Abgasstutzen 30, der beispielsweise mit einem Kamin verbunden
ist.
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über den Wortlaut der Ansprüche hinausgehende Teile der Beschreibung
und des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels dienen nur zur Erläuterung
und sind nicht Gegenstand der Erfindung.