DE69500864T2 - Anordnung eines Luftzufuhrrohres und/oder eines Rauchgas-Abfuhrrohres für die Verbindung zu einem Ofen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Rauchgasabfuhranordnung bzw. eine Rauchgas-Abzugsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, die für Verbrennungsöfen geeignet ist, z. B. für eine Warmwasseranlage oder Heizungsanlage zur Verwendung im Hausbereich. Insbesondere betrifft die Erfindung die Kondensation und die damit zusammenhängenden Probleme, besonders als Ergebnis von Eisbildung, z. B. bei niedrigen Außentemperaturen. Anwendbar ist die Erfindung sowohl auf einzelne Zufuhr- und Abzugsrohre als auch auf eine Anordnung aus Zufuhrund Abzugsrohr, z. B. der Art mit einem Zufuhr- und Abzugsrohr, die einander konzentrisch in einem im wesentlichen geschlossenen Ofen, z. B. der in der EP-A-0109620, speziell in Fig. 2, beschriebenen Art, umgeben.
• Eine Rauchgas-Abzugsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in der NL-86.01344 offenbart. Diese NL- 86.01344 offenbart ein Rauchgasrohr mit einer in Inneren des Rohrs positionierten Auffang- bzw. Sammeleinrichtung. Diese Sammeleinrichtung besteht einerseits aus einer Platte und andererseits aus einem Ringspalt, mit dem ein Ablaß zum Rohräußeren verbunden ist.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin zu verhindern, daß sich Kondensation bzw. Kondensat oder andere Flüssigkeit in Bereichen ansammeln kann, die niedrigen Temperaturen ausgesetzt sein können, wodurch Eisbildung möglich ist. Dazu zielt die Erfindung darauf ab, Kondensat und andere Flüssigkeit in relativ warmen Bereichen zu sammeln und sie dort zu halten oder sie zu anderen relativ warmen Bereichen zu überführen, in denen die Möglichkeit zur Eisbildung minimal ist.
• Erfindungsgemäß wird dies durch eine Rauchgasabfuhranordnung bzw. Rauchgas-Abzugsanordnung gemäß Anspruch 1 erreicht.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 2 ist eine Fluidverbindung vorgesehen, um zu gewährleisten, daß sich außerhalb der Rohre bildendes Kondensat gesammelt und wieder in das Innere der Rohre geführt wird, insbesondere in das Innere des Rohrs, das zum Abführen der relativ warmen Rauchgase verwendet wird.
• Zur Rückführung des Kondensats und anderer Flüssigkeit in das Rohrinnere ist es vorteilhaft, einen Spalt zu nutzen, dessen Wände ausreichend lang sind, um einen Luftdurchfluß innerhalb des Spalts aus dem Rohrinneren nach außen zu verhindern. Kondensat und andere Flüssigkeit kann immer noch den Spalt passieren, z. B. unter dem Einfluß von Schwerkraft.
• Deutlicher wird die Erfindung aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
• Fig. 1 schematisch eine allgemeine Ansicht eines Verbrennungskessels der geschlossenen Art, der mit einer Anordnung aus Luftzufuhrrohr und/oder Rauchgas-Abzugsrohr gemäß der Erfindung versehen ist;
• Fig. 2 eine teilweise Schnittansicht des Oberteils der in Fig. 1 gezeigten Anordnung; und
• Fig. 3 eine Schnittansicht an der Linie III-III von Fig.
• Fig. 1 zeigt einen Ofen 1, z. B, für einen (nicht gezeigten) Warmwasserbereiter. Mit dem Kessel 1 ist eine Anordnung 2 verbunden, wobei die Anordnung ein Luftzufuhrrohr 3 und ein Rauchgas-Abzugsrohr 4 hat, die senkrecht verlaufen. An einem bestimmten Teil der Höhe entlang verläuft das Luftzufuhrrohr 3 so, daß es das Rauchgas-Abzugsrohr 4 konzentrisch umgibt. In diesem Teil der Anordnung 2, in dem die Rohre einander konzentrisch umgeben, ragt die Anordnung durch das Dach 5 vor, so daß sich die beiden Rohre 3, 4 in die Atmosphäre öffnen.
• Fig. 2 und 3 zeigen den Öffnungsaufbau der Rohre 3, 4 näher. Wie aus diesen Ansichten hervorgeht, befindet sich die öffnung 6 des Luftzufuhrrohrs 3 in erheblichem Abstand unter der Öffnung 7 des Rauchgas-Abzugsrohrs 4. Eine Abdeckkappe 8 ist konzentrisch um das Rauchgas-Abzugsrohr 4 plaziert und deckt darstellungsgemäß die Öffnung des Luftzufuhrrohrs 3 ab. Wie durch den Pfeil A gezeigt ist, fließt Frischluft durch den Spalt zwischen der Abdeckkappe 8 und dem Luftzufuhrrohr 3 in die Öffnung 6. Die Frischluft wird z. B. durch einen (nicht gezeigten) im Ofen 1 angeordneten Lüfter angesaugt.
• Eine Abdeckplatte 9, die in der Draufsicht die Oberfläche der Öffnung 7 abdeckt und sich lose um sie aufpaßt, ist in einem Axialabstand über der Öffnung 7 vorgesehen. Die Abdeckplatte 9 verhindert, daß z. B. Regen eintritt. Rauchgase verlassen den Ofen 1 in Pfeilrichtung B und strömen durch den Spalt zwischen der Öffnung 7 und der Abdeckplatte 9 in die Atmosphäre. In diesem Fall treffen die relativ warmen Rauchgase auf die relativ kühle Abdeckplatte 9. Folglich kondensiert Feuchtigkeit in den Rauchgasen an der Abdeckplatte 9, was zu Tröpfchenbildung führt. Diese Flüssigkeitströpfchen 10 können gefrieren, wodurch sich Eiszapfen bilden können. Eine solche Eisbildung kann zu schlechterer Funktion der Anlage führen, z. B. durch Verengen der verschiedenen Luftspalte. Zusätzliche Gefahr kann durch herabfallendes Eis entstehen, wenn das Eis schmilzt. Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, das sich bildende Kondensat an Stellen zu sammeln, an denen die geringste Eisbildungsgefahr besteht oder das Kondensat z. B. in das Abwassersystem abzuleiten.
• Zunächst ist dazu die Abdeckplatte 9 an der zur Öffnung 7 weisenden Oberfläche speziell aufgebaut. Auf dieser Seite ist die Abdeckplatte 9 mit einer Oberfläche 11 aufgebaut, die von der Umfangskante der Abdeckplatte 9 in ihre Mittenrichtung zur Öffnung 7 geneigt ist. Unter Schwerkrafteinfluß (Pfeil G) bewegen sich Flüssigkeitströpfchen 10, die sich auf der Oberfläche 11 bilden, zur Mitte der Abdeckplatte 9 und sammeln sich an, um größere Flüssigkeitströpfchen zu bilden, die im axial unter ihnen befindlichen Rauchgas-Abzugsrohr 4 gesammelt werden können. Innerhalb des Rauchgas-Abzugsrohrs 4 können sie z. B. am Boden des Rohrs 4 gesammelt und von dort z. B. zum Abwassersystem weitergeleitet werden. Beispielsweise ist bei herkömmlichen Hochleistungs-Warmwasserbereitern für Zentralheizungsanlagen eine mit dem Abwassersystem verbundene Sammeleinheit im Boden des Rauchgas-Abzugssystems eingebaut, um Kondensat abzuführen, das sich im Oberteil des Rauchgas-Abzugsrohrs, d. h. vor Erreichen der Öffnung 7, bildet und sich an den Innenwänden des Rauchgas-Abzugsrohrs niederschlägt. Ein solches bekanntes, mit dem Abwassersystem verbundenes System läßt sich vorteilhaft im Fall der Erfindung nutzen.
• Zweitens ist die Anordnung auch mit einer Sammelschüssel bzw. einem Auffangschalenelement 12 versehen, die (das) konzentrisch um das Rauchgasrohr 4 mit einem Axialraum dazwischen aufgepaßt ist, wobei ein Ring 13 ebenfalls gleichachsig mit dem Rauchgas-Abzugsrohr 4 aufgepaßt ist. In diesem Fall ist der maximale Außendurchmesser des Rings 13 kleiner als der maximale Innendurchmesser der Schüssel 12 gestaltet. Darstellungsgemäß werden Flüssigkeitströpfchen 10, die außerhalb der Öffnung 7 von der Abdeckplatte 9 herabfallen, am Ring 13 gesammelt. An der Außenwand des Rings 13 entlang fließend erreichen die Flüssigkeitströpfchen 10 schließlich das Innere der Sammelschüssel 12. Ist das Fassungsvermögen der Sammelschüssel 12 groß genug, könnten die Flüssigkeitströpfchen 10 darin gesammelt bleiben und gleichmäßig verdampfen, z. B. bei wärmerem Wetter. In diesem Fall sollte das Volumen der Sammelschüssel 12 so sein, daß die Sammelschüssel nur unter äußerst extremen Umständen überlaufen kann (z. B. in einer anhaltenden Frostperiode).
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung steht jedoch der Innenraum der Sammelschüssel 12 in Fluidverbindung mit dem Rauchgas-Abzugsrohr 4. Gemäß Fig. 2 ist die Wand der Sammelschüssel 12 Teil des Rauchgas-Abzugsrohrs 4. Dies gilt auch für den Ring 13, dessen Oberkante die Öffnung 7 bildet.
• Ein Rohrabzweig 14 ist innerhalb des Rauchgas-Abzugsrohrs 4 angeordnet. Der Rohrabzweig 14 verläuft von einer Stelle in einem gewissen Abstand axial unter der Unterkante der Schüssel 12 an der Oberkante der Sammelschüssel 12 vorbei, so daß er den Axialspalt zwischen der Sammelschüssel 12 und dem Ring 13 überbrückt, und ragt über eine gewisse Entfernung in den Ring 13 vor. Der Abzweig 14 hat ein relativ breites Abzweigteil 14' und ein schmaleres Abzweigteil 14" mit einem konischen Übergangsteil zwischen ihnen. Die Außenwand des breiteren Abzweigteils 14' bildet einen relativ schmalen Spalt mit der Innenwand des Rauchgas-Abzugsrohrs 4. Dieser Spalt 15 verläuft über eine erhebliche Entfernung in Axialrichtung und verbreitert sich schrittweise in Richtung des Ofens 1 (Fig. 1). Über diesen Spalt 15 steht der zwischen der Sammelschüssel 12 und dem schmaleren Abzweigteil 14" eingegrenzte Ringraum in Fluidverbindung mit dem Inneren des Rauchgas-Abzugsrohrs 4 unter dem Abzweig 14. Durch diesen Spalt 15 können Tröpfchen 10 aus der Sammelschüssel 12 und weiter nach unten in das Rauchgas-Abzugsrohr 4 fließen, wonach sie z. B. gemäß der vorstehenden Erläuterung in das Abwasser abgegeben werden. Allerdings ist der Luftwiderstand im Spalt 15 bedeutend größer als der Luftwiderstand im Abzweig 14. Daher entweichen Brenngase nicht durch den Spalt 15 in die Umgebung. Zur Verstärkung dieses Effekts ist der Abzweig 14 über dem Spalt 15 verengt, was eine Beschleunigung der Rauchgase im Bereich 13 bewirkt. Dadurch ist auch gewährleistet, daß durch den Axialspalt zwischen der Sammelschüssel 12 und dem Ring 13 entweichende Rauchgase eher dem durch den Pfeil B bezeichneten Weg folgen. Außenluft wird eher veranlaßt, durch den Axialspalt zwischen der Sammeischüssel 12 und dem Ring 13 in Richtung des Pfeils C eingezogen zu werden. Das Einziehen der Außenluft bedeutet, daß ein zuverlässiges Sammeln von Flüssigkeitströpfchen 10 in der Sammelschüssel 12 weiter gefördert wird, da die Flüssigkeitströpfchen 10 eine radial einwärts gerichtete Kraft erfahren, sobald sie sich vom Ring 13 lösen.
• Der Spalt 15 ist vollständig umlaufend. Unterbrochen ist er lediglich an der Position von Stützstreifen 16, die von der Unterseite der Sammelschüssel 12 zur Abdeckplatte 9 verlaufen. Über die Stützstreifen 16 ist der Abzweig 14 mit dem Rauchgas-Abzugsrohr 4 verbunden, wobei sich ein Befestigungsflansch der Kappe 8 zwischen ihnen befindet. Der Ring 13 und die Abdeckplatte 9 sind auch von den Stützstreifen 16 abgehängt. Die Sammelschüssel 12 ist eng über die Stützstreifen 16 geschoben und mit ihnen reibschlüssig verbunden. Zweifellos kann die Sammelschüssel 12 auch durch eine mechanische Befestigungseinrichtung oder durch Schweißen mit den Stützstreifen 16 oder einem anderen geeigneten Stützelement verbunden sein, z. B. dem Flansch der Kappe 8 oder dem Rauchgas- Abzugsrohr 4.
• Deutlich ist auch, daß sich von den hier gezeigten unterscheidende Varianten von Ausführungsformen im Schutzumfang der Erfindung liegen. Beispielsweise kann die Sammelschüssel 12 in ihrem Boden mit einem ringförmigen Lochmuster versehen sein, durch das die Fluidverbindung mit dem Inneren des Rauchgas-Abzugsrohrs 4 gewährleistet ist. In diesem Fall kann das Lochmuster so angeordnet sein, daß Rauchgase nicht aus dem Rauchgas-Abzugsrohr 4 durch das Lochmuster in die Umgebung entweichen. In einem solchen Fall kann z. B. der Spalt 15 breiter sein. Außerdem ist es hierbei z. B. möglich, die Entfernung zu verkürzen, über die sich der Spalt 15 erstreckt, indem der Abzweig 14 verkürzt ist. Die Unterseite des Abzweigs 14 kann z. B. direkt mit dem Boden der Sammelschüssel 12 verbunden sein und ragt dann nicht weiter nach unten. Ferner ist die Verengung im Abzweig 14 nicht unbedingt notwendig. Auch auf andere Weise ließe sich eine Gasdurchflußbeschleunigung durch den Abzweig 14 erreichen. Zudem kann die Sammelschüssel 12 auch anders geformt sein, z. B. mit konvexen Wänden anstelle der hier gezeigten flachen Wände. Sie könnte auch völlig senkrechte Seitenwände haben. Bei Bedarf kann der Ring 13 entfallen, oder er kann bei Bedarf anders geformt sein, z. B. mit konvexen Seitenwänden. Seine hier gezeigte umgekehrte Trichterform ist nicht unbedingt entscheidend. Auch der Axialspalt zwischen der Sammelschüssel 12 und dem Ring 13 kann entfallen, wobei z. B. in diesem Fall der Ring 13 in die Sammelschüssel 12 ragt. Wichtig ist, daß die von jeder höherliegenden Oberfläche senkrecht herabfallenden Flüssigkeitströpfchen 10 in der Sammelschüssel 12 aufgefangen werden können. Ferner ist es in diesem Fall vorteilhaft, daß die in der Sammelschüssel 12 gesammelte Flüssigkeit in ein mit dem Ofen verbundenes Rohr 3, 4 zurückgeführt wird. Möglich ist auch eine umgekehrte Variante gegenüber der gezeigten, wobei hierbei das Rauchgas-Abzugsrohr 4 konzentrisch um das Luftzufuhrrohr 3 aufgepaßt ist und das Luftzufuhrrohr 3 über das Rauchgas-Abzugsrohr 4 hinausragt und sich in die Atmosphäre öffnet.

Claims (14)

1. Rauchgasabfuhranordnung (2), die zur Verbindung mit der Rauchgasabfuhröf fnung eines Verbrennungsofens, beispielsweise eines Heizkessels oder Warmwasserbereiters, geeignet ist und folgendes umfaßt: ein Rauchgasabfuhrrohr (4, 14), das mit Auffangmitteln (12) zum Auffangen von Kondensation versehen ist, wobei ein den Querschnitt des Rauchgasrohrs (4, 14) bedeckendes Abdeckelement (9) in einem axialen Abstand von der von dem Ofen weg weisenden Öffnung des Rohrs angeordnet ist, so daß Fluidströmung zwischen dem Abdeckelement (9) und der Auslaßöffnung des Abfuhrrohrs gestattet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangmittel ein Auffangschalenelement (12) umfassen, wobei der Umfang der Schale an das Abdeckelement (9) angepaßt und koaxial damit ist, wobei das Auffangsahalenelement außerhalb des Rauchgasabfuhrrohrs (4, 14) angeordnet und mit dem Rohr verbunden ist, so daß außerhalb der Abfuhranordnung über der Schale (12) gebildete Kondensation in der Schale (12) aufgefangen wird.

2. Rauchgasabfuhranordnung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangmittel (12) in Strömungsverbindung mit dem Inneren des Rauchgasabfuhrrohrs (4) stehen, so daß in dem Auffangschalenelement (12) aufgefangene Flüssigkeit in das Rauchgasabfuhrrohr fließen kann.

3. Rauchgasabfuhranordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Auffangschalenelement (12) um das Abfuhrrohr (4, 14) herum erstreckt und vorzugsweise damit koaxial ist.

4. Rauchgasabfuhranordnung (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Auffangschalenelement (12) ein ringförmiges Element (13) angeordnet ist, das einen Tropfrand definiert, der innerhalb des nach oben weisenden Rands des Auffangschalenelements (12) liegt.

5. Rauchgasabfuhranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Element (13) Wände aufweist, die bezüglich der Längsrichtung des Rauchgasabfuhrrohrs (4, 14) geneigt sind.

6. Rauchgasabfuhranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Element (13) in das Auffangschalenelement (12) hineinragt.

7. Rauchgasabfuhranordnung nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Auffangschalenelement (12) und dem ringförmigen Element (13) ein axialer Abstand aufrechterhalten ist.

8. Rauchgasabfuhranordnung (2) nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (9) über dem ringförmigen Element (13) angeordnet ist.

9. Rauchgasabfuhranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (9) einen Wandteil (11) aufweist, der sich in Richtung der Öffnung des Rohrs (4) vom Umfang zur Mittellinie der Rohre (4, 13, 14) neigt.

10. Rauchgasabfuhranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffangschalenelement (12) über einen ringförmigen Spalt mit dem Inneren des Rohrs in Strömungsverbindung steht, während die Wände des ringförmigen Spalts so ausgeführt sind, daß im Vergleich zu dem Luftwiderstand im Rohr (4) ein beträchtlicher Luftwiderstand gegen die Gasströmung durch den Spalt hervorgerufen wird.

11. Rauchgasabfuhranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffangschalenelement (12) einen aus dem Abfuhrrohr (4) ragenden Rohrstutzen (14) umgibt und daß das Auffangbehälterelement (12) die Fortführung der Öffnung des Rohrs (4) definiert.

12. Rauchgasabfuhranordnung nach Anspruch 11 in Kombination mit mindestens Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (14) in das ringförmige Element (13) mündet.

13. Rauchgasabfuhranordnung (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich innerhalb des Auffangschalenelements (12) Elemente zum Bewirken einer Beschleunigung des von dem Abfuhrrohr (4) kommenden oder dadurch strömenden Luftstroms angeordnet sind.

14. Rauchgasabfuhranordnung (2) nach einem oder mehreren der vörhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchgasabfuhrrohr (4) über mindestens einen Teil seiner Länge innerhalb eines Luftzufuhrrohrs (6) verläuft oder daß ein Luftzufuhrrohr über mindestens einen Teil seiner Länge innerhalb des Rauchgasabfuhrrohrs verläuft, und wobei die Rohre (4, 6) auf der von dem Ofen weg weisenden Seite bezüglich der Längsrichtung der Rohre in einem Abstand voneinander enden.