AT14471U1 - Feuerungsanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage (2) mit einer Brennkammer (4), einem Wärmetauscher (10), dessen Heißseite durch Bleche (32) von dessen Kaltseite getrennt ist, einem Rauchgaspfad von der Brennkammer (4) durch die Heißseite des Wärmetauschers (10), einem Kühlluftpfad durch die Kaltseite des Wärmetauschers (10) und einem Kühlluftgebläse (16) zum Antreiben eines Kühlluftstroms (12) durch den Kühlluftpfad. Eine hohe Betriebssicherheit kann erreicht werden, wenn die Bleche (310) des Wärmetauschers (32) verzinkt sind.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage mit einer Brennkammer, einem Wärmetauscher, dessen Heißseite durch Bleche von dessen Kaltseite getrennt ist, einem Rauchgaspfad von der Brennkammer durch die Heißseite des Wärmetauschers, einem Kühlluftpfad durch die Kaltseite des Wärmetauschers und einem Kühlluftgebläse zum Antreiben eines Kühlluftstroms durch den Kühlluftpfad.

[0002] Eine mobile Festbrennstofffeuerungsanlage kann zur Heutrocknung, zur Trocknung eines Gebäudes oder zur Beheizung eines Zelts oder eines Gebäudes verwendet werden. Hierfür wird die Festbrennstofffeuerungsanlage zum Einsatzort gefahren, dort abgestellt und in Betrieb genommen. Zum Betrieb wird Festbrennstoff in der Brennkammer verbrannt, wobei die freigesetzte Wärme im Rauchgas durch einen Wärmetauscher geleitet wird. Zum Kühlen des Wärmetauschers wird dieser von einem Kühlluftstrom durchströmt, der die Wärme aus dem Wärmetauscher abführt und in einem Luftstrom in das Gebäude, das Zelt, einen Heutrocknungsraum oder dergleichen geleitet wird.

[0003] Bei einer Feuerungsanlage entfaltet die Brennkammer eine große Hitze, so dass das Rauchgas mit I.OOO'C und darüber aus der Brennkammer austritt und zum Wärmetauscher geführt wird. Da der Wärmetauscher durch die Kühlluft, die beispielsweise mit Raumtemperatur in den Wärmetauscher eingeblasen wird, abgekühlt wird, kühlt das heiße Rauchgas im Wärmetauscher vielfach unter eine Kondensationstemperatur ab, so dass die im Rauchgas vorliegende Feuchtigkeit, insbesondere bei der Verteuerung von Hackschnitzeln, im Wärmetauscher kondensiert. Das Kondensat läuft an den Blechen des Wärmetauschers herunter und sammelt sich an einer dafür vorgesehenen Stelle. Dieses Kondensat ist chemisch sehr aggressiv, so dass die Bleche des Wärmetauschers vor Korrosion geschützt werden müssen.

[0004] Aufgrund der hohen Rauchgastemperaturen kommt als Korrosionsschutz im Wesentlichen nur rostfreier Edelstahl infrage, der die entsprechende Zusammensetzung zum Erreichen der Korrosionsbeständigkeit aufweisen muss.

[0005] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Feuerungsanlage anzugeben, die besonders sicher betrieben werden kann.

[0006] Diese Aufgabe wird durch eine Feuerungsanlage der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Bleche des Wärmetauschers verzinkt sind.

[0007] Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die Bleche des Wärmetauschers im Wärmetauscher verschweißt sind. Das Schweißen geschieht unter Schutzgas, um das Eindringen von Sauerstoff in das aufgeschmolzene Metall der Schweißnaht zu verhindern. Dringt Sauerstoff in die Schweißnaht ein, so wird die Korrosionsbeständigkeit erheblich herabgesetzt, so dass die Gefahr besteht, dass der Wärmetauscher an diesen Teilen korrodiert. Bei einer Korrosion besteht die erhebliche Gefahr, dass ein unerwünschter Übertritt von Rauchgas in den Kühlluftpfad erfolgt, mit der Konsequenz, dass das Rauchgas in die Warmluft eindringt. Insbesondere bei der Heutrocknung kann dies verheerende Konsequenzen nach sich ziehen, da es sein kann, dass Funken im Rauchgas vorliegen, die dann bei unerwünschtem Übertritt in die Kühlluft mit der erwärmten Kühlluft in das Heu geblasen werden. Der Korrosionsbeständigkeit der Schweißnähte ist daher eine hohe Priorität beizumessen.

[0008] Durch die Verzinkung werden auch korrosionsanfällige Bereiche der Schweißnaht vom Zink verdeckt beziehungsweise verschlossen, so dass die Gefahr der Entstehung einer Öffnung zwischen dem Kühlluftpfad und dem Rauchgaspfad gebannt ist. Entstehen also beim Schweißen aus irgendeinem Grund Stellen, die ohne eine Verzinkung bis in das Innere korrodieren würden, so werden diese durch das Zink verdeckt, so dass die Gefahr der Bildung von Löchern gebannt ist.

[0009] Besonders vorteilhaft ist eine Feuerverzinkung der Bleche des Wärmetauschers. Eine Feuerverzinkung ist preisgünstig und deckt alle oder alle gewünschten Bereiche der Bleche beziehungsweise des Wärmetauschers zuverlässig ab.

[0010] Die Feuerungsanlage ist zweckmäßigerweise eine Festbrennstofffeuerungsanlage, da hierdurch besonders kostengünstig große Wärmemengen erzeugt werden können. Die Brennkammer ist also zum Verbrennen von Festbrennstoff vorgesehen. Besonders günstig ist Holz als Festbrennstoff, wie Hackschnitzel oder Pellets.

[0011] Besonders geeignet ist die Erfindung anwendbar auf eine Feuerungsanlage mit einer Nennleistung von zumindest 40 kW, insbesondere von zumindest 100 kW. Bei solchen Leistungen wird eine große Hitze verbunden mit einem hohen Korrosionspotential entfaltet, das durch die Verzinkung gemeistert werden kann.

[0012] Weiter ist die Feuerungsanlage zweckmäßigerweise eine mobile Feuerungsanlage, die also dafür vorgesehen ist, mithilfe eines Fahrzeugs an ihren Einsatzort transportiert zu werden, dort betrieben zu werden und später an einen anderen Einsatzort transportiert und dort betrieben zu werden.

[0013] Der Rauchgaspfad reicht von unmittelbar oberhalb der Flammen in der Brennkammer durch den Wärmetauscher bis zu einem Rauchgasaustritt. Der Kühlluftpfad reicht von einem Einlass, der mit einem Kühlluftgebläse versehen sein kann, bis zu einer Auslassöffnung, an der die Kühlluft zur Entnahme mit der Nennleistung zur Verfügung steht. Die Auslassöffnung kann eine Öffnung der Feuerungsanlage sein.

[0014] Vorteilhafterweise sind die Bleche nichtrostende Edelstahlbleche. Durch die Kombination der Verzinkung mit den Edelstahlblechen des Wärmetauschers kann eine Korrosion auch bei sehr aggressivem Rauchgas verhindert werden und es kann eine sehr hohe Betriebssicherheit des Wärmetauschers erreicht werden. Je nach Ausführung kann es ausreichend sein, wenn die Bereiche der Schweißnähte verzinkt werden. Es muss also nicht das gesamte Blech verzinkt werden, so dass es ausreichend ist, wenn die Bleche des Wärmetauschers teilweise verzinkt sind. Eine Korrosion kann sehr wirksam vermieden und ein unerwünschter Übertritt von Rauchgas in die Kühlluft unterbunden werden.

[0015] Prinzipiell ist die Verzinkung nicht auf die Verwendung von Edelstahlblechen beschränkt, so dass auch andere temperaturbeständige Bleche Verwendung finden können. So sind die Bleche des Wärmetauschers alternativ aus Schwarzblech, die durch die Verzinkung einen Überzug aus Zink bekommen, vorzugsweise mit einer Dicke von zumindest 50 pm, insbesondere von zumindest 100 pm. Durch eine solche dicke Verzinkung kann auch bei Schwarzblech ein hoher Korrosionsschutz erreicht werden, der für besonders aggressive Rauchgase geeignet ist.

[0016] In Anbetracht der Tatsache, dass eine Feuerverzinkung bei rund 450^ durchgeführt wird und das aus der Brennkammer austretende Rauchgas bei Feuerungsanlagen mit einer so hohen Nennleistung eine Temperatur von rund 1.000°C hat, entsteht ein gewisser Widerspruch zwischen einer Feuerverzinkung und der Anwendung in einem Rauchgaswärmetauscher einer solchen großen Anlage. Bei einem Schmelzpunkt von rund 420°C und einem Siedepunkt von etwa 907 °C ist Zink im Prinzip kein geeignetes Material für die Verwendung in heißem Rauchgas. Durch eine Rauchgaskühlung, die das Rauchgas vor dem Eintritt in den Wärmetauscher kühlt, ist diese Problematik jedoch beherrschbar.

[0017] Hierbei geht die Erfindung von der weiteren Überlegung aus, dass die verzinkten Bleche des Wärmetauschers sehr gute Wärmeleiter sind, so dass sich ihre Temperatur auf etwa den Mittelwert zwischen der Rauchgastemperatur und der Umgebungsluft- beziehungsweise Kühllufttemperatur einstellt. Es ist also ausreichend und vorteilhaft, wenn der Rauchgaspfad im Rauchgasstrom vor dem Wärmetauscher eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Rauchgases unter die 1,5-fache Schmelztemperatur von Zink aufweist.

[0018] Unter der Voraussetzung, dass die Kühlluft in einem Bereich zwischen 30 °C und 80 °C temperiert ist, reicht es aus, das Rauchgas auf TR = 2TBieCh - TLuft = 2 x 350 °C - 80 °C = 620 °C abzukühlen. Bei diesen Parametern wird sich eine Blechtemperatur TBieCh von rund 350°C einstellen, wobei auch knapp 400^ noch akzeptabel wären. Das Rauchgas muss also nicht auf 350°C oder 400°C abgekühlt werden, sondern es reicht eine Abkühlung auf rund 600 C bis 700 °C.

[0019] Eine Rauchgaskühlung kann durch mehrere Maßnahmen erreicht werden. Besonders zweckmäßig ist im Rauchgaspfad zwischen Brennkammer und Wärmetauscher ein Rauchgasabzug angeordnet, der außenseitig im Kühlluftpfad liegt. Das Rauchgas tritt aus der Brennkammer und in den Rauchgasabzug ein, der von außen durch die vorbeistreichende Kühlluft gekühlt wird. Hierdurch wird auch das Rauchgas vor Eintritt in den Wärmetauscher gekühlt, so dass eine akzeptable Temperatur erreicht werden kann.

[0020] Alternativ oder zusätzlich kann das Rauchgas gekühlt werden durch eine im Abgaspfad angeordnete Rauchgasrückführung in die Brennkammer. Das im Wärmetauscher abgekühlte Rauchgas wird teilweise durch die Rauchgasrückführung in die Brennkammer zurückgeführt und kühlt dort das heiße Rauchgas. Durch die Beimischung von abgekühltem Rauchgas in das heiße Rauchgas kann die Gesamttemperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Rauchgases auf 700 °C oder darunter abgesenkt werden.

[0021] Ebenfalls einer Abkühlung dienlich ist es, wenn das rückgeführte Rauchgas der Frischluft zur Verbrennung beigemischt wird. Das rückgeführte und gekühlte Rauchgas wird auf diese Weise gut im Verbrennungsprozess mit dem entstehenden Rauchgas gemischt, so dass hohe Temperaturgradienten im ausgeführten Rauchgas vermieden werden.

[0022] Bei einem Betriebsausfall der Feuerungsanlage kann es Vorkommen, dass das Kühlluftgebläse ausfällt, das Feuer in der Brennkammer jedoch weiterbrennt und Rauchgas mit hoher Temperatur erzeugt, das in den Wärmetauscher eintritt und diesen beschädigt. Um dies zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass die Frischluft mit einem Rauchgasgebläse in die Brennkammer gezogen wird, das auch die Rauchgase durch den Rauchgaspfad zieht. Bei einem Stromausfall, der das Rauchgasgebläse stilllegt, wird sowohl der Rauchgasstrom durch den Wärmetauscher als auch die Sekundärluftzufuhr in die Brennkammer zusammenbrechen, da die Frischluft mit dem gleichen Gebläse in die Brennkammer befördert wird. Hierdurch sinkt das Feuer in der Brennkammer sehr schnell in sich zusammen, so dass die Hitzeentwicklung in einem vertretbaren Rahmen bleibt. Das Rauchgas zieht zudem nur noch sehr langsam durch den Wärmetauscher, da das Nachströmen von Frischluft unterbunden ist und der Abgasstrom auch bei einem möglichen Kamineffekt des heißen Abgases durch die Unterdruckbildung in der Brennkammer deutlich behindert ist. Das Überhitzen des Wärmetauschers und eine Zerstörung der Verzinkung werden hierdurch zuverlässig vermieden.

[0023] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Bleche senkrecht im Wärmetauscher angeordnet sind.

[0024] Für den Fall, dass wegen eines Betriebsfehlers doch einmal Temperaturen deutlich oberhalb von 400°C im Material des Wärmetauschers auftreten sollten, kann es Vorkommen, dass das Zink teilweise verflüssigt wird. Das Zink kann nun an den Blechen herabfließen und wird hierbei die unteren Schweißnähte umfließen und diese dicht halten.

[0025] Eine teilweise Verflüssigung der Zinkschicht führt nicht sofort zu einer Betriebsunfähigkeit des Wärmetauschers. Durch die hohen Betriebstemperaturen bildet das Zink mit dem Blechmaterial eine Legierung, die einen gewissen Korrosionsschutz entfaltet. Wenn also die Überhitzung nicht beim ersten Betrieb eintritt, sondern erst nach einer Anzahl von Betriebsstunden, so kann die Notschicht aufgebaut und der Wärmetauscher auch im Defektfall ausreichend geschützt werden. Eine solche Legierungsschicht kann eine Dicke von 100 pm und mehr bekommen, so dass sie die Korrosionsbildung weiterhin verhindert. Die Bleche sind nun zwar nicht mehr so umfassend geschützt, der Korrosionsschutz kann jedoch für einen Notbetrieb bis zu einer Reparatur ausreichend sein.

[0026] Zweckmäßigerweise ist unter den Blechen eine flüssigkeitsdichte Wanne angeordnet, in die auch eine außenseitig am Wärmetauscher herabfließende Zinkschicht hineinfließt. Bei einem Defekt und einem Überhitzen des Wärmetauschers kann ein herabfließender Teil der Zinkschicht gesammelt werden, so dass eine Zerstörung anderer Teile des Wärmetauschers vermieden wird.

[0027] Besonders vorteilhaft ist die Erfindung anwendbar bei einem Wärmetauscher, bei dem die Bleche an einem Fußende verschweißt sind. Gerade hier bilden sich große Mengen an extrem chemisch aggressivem Kondensat, das in Verbindung mit den Schweißungen für problematische Stellen sorgen kann. Gerade in dieser Anwendung ist eine Verzinkung der Bleche, insbesondere auch des Bleches, mit dem die Bleche am Fußende verschweißt sind, wie einem Fußblech, das die Wärmetauscherbleche zusammenhält, besonders vorteilhaft, da korrosionsgefährdete Schweißfehler eingeschlossen werden können.

[0028] Weiter ist die Erfindung besonders vorteilhaft anwendbar bei einem Wellblechwärmetauscher. Besonders große Flächen an Wellblech können effektiv und kostengünstig durch die Verzinkung geschützt werden.

[0029] Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindungen enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wird der Fachmann jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage kombinierbar.

[0030] Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Das Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung der Erfindung und beschränkt die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen. Außerdem können dazu geeignete Merkmale des Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.

[0031] Es zeigen: [0032] FIG 1 eine mobile Festbrennstofffeuerungsanlage mit einer Brennkammer und ei nem Wärmetauscher, [0033] FIG 2 die Feuerungsanlage aus FIG 1 in einer schematisierten Draufsicht und [0034] FIG 3 eine Ansicht auf den Wärmetauscher der Festbrennstofffeuerungsanlage aus den Figuren 1 und 2.

[0035] FIG 1 zeigt eine Feuerungsanlage 2 in Form einer mobilen Festbrennstofffeuerungsanlage, die für einen Transport zu mehreren verschiedenen Einsatzorten vorbereitet ist. Die Feuerungsanlage 2 umfasst eine Brennkammer 4, die in einem Rahmen 6 gelagert ist, der an seinem unteren Ende Einschuböffnungen 8 zum Einstecken der Gabel eines Gabelstaplers aufweist. Bei der in FIG 1 gezeigten schematischen und stark vereinfachten Darstellung sind nur die für die Erfindung wesentlichen Komponenten gezeigt, und auf andere betriebswesentliche Elemente wurde der Übersichtlichkeit halber verzichtet. Die Feuerungsanlage 2 hat in diesem Ausführungsbeispiel eine Nennleistung von 150 kW und ist mit Festbrennstoff, wie Hackschnitzel, Holzpellets und dergleichen, befeuerbar. Hierzu umfasst sie ein nicht dargestelltes Brennstofflager und eine Zuführung des Brennstoffs zur Brennkammer 4, in der der Brennstoff verbrannt wird.

[0036] Die aus der Verbrennung entstehenden heißen Abgase werden nach oben hin aus der Brennkammer 4 abgeführt und in einem Abgasstrom 14 einem Wärmetauscher 10 der Feuerungsanlage 2 von oben zugeführt. Das Abgas wird in einem ersten Zug von oben nach unten und dann in einem zweiten Zug von unten nach oben durch den Wärmetauscher 10 geführt und anschließend nach oben ausgeblasen. Zum Abtransport der Verbrennungswärme aus dem Abgasstrom ist ein Kühlluftstrom 12 in einem Kühlluftpfad in einer Gegenstromführung zum Abgasstrom 14 geführt. Die Kühlluft wird als Außenluft durch ein Kühlluftgebläse 16 unmittelbar von der Umgebung der Feuerungsanlage 2 eingesaugt und durch die beiden Züge des Wärmetauschers 10 im Gegenstrom zu dem Abgasstrom 14 geblasen. Der im Wärmetauscher 10 erwärmte Kühlluftstrom 12 trifft anschließend auf die Außenhülle der Brennkammer 4 und umströmt die Brennkammer 4. Auf der anderen Seite der Brennkammer 4 wird die Luft in diesem

Ausführungsbeispiel durch eine Auslassöffnung 18 aus der Feuerungsanlage 2 ausgeblasen und steht dort mit der Nennleistung von 150 kW zur Verfügung, z.B. für die Gebäudeheizung. Die Brennkammer 4 wird durch den Kühlluftstrom 12 gekühlt, so dass ihre Außentemperatur relativ kühl und für einen mobilen Einsatz geeignet bleibt.

[0037] Der Wärmetauscher 10 ist ein Wellblechwärmetauscher aus einer Vielzahl von Wellblechen, wie zu FIG 3 näher erläutert ist. Die einzelnen Bleche sind durch senkrechte Striche in FIG 1 angedeutet und sind jeweils feuerverzinkte Bleche. In einer ersten Ausführung sind die Bleche Schwarzbleche aus einfachem Stahl, der an der Luft rosten würde. Um eine Korrosion auch bei Kontakt mit aggressivem Kondensat aus dem Rauchgas zu verhindern, beträgt die Dicke der Zinkschicht zumindest 100 pm. Zur Verzinkung wurde der gesamte Blechkörper in ein Zinkbad getaucht.

[0038] In einer anderen Ausführungsform sind die Bleche Edelstahlbleche, die an der Luft, auch in Verbindung mit Wasser, nicht rosten. Um eine Korrosion der Verschweißungen der Bleche zu verhindern, ist der Blechkörper nur am Kopf und am Fuß verzinkt, z.B. durch Feuerverzinken.

[0039] Wie in FIG 1 dargestellt ist, umströmt der Kühlluftstrom 12 nicht nur die Brennkammer 4 an sich, sondern auch eine Abgasführung 20, durch die das von der Brennkammer 4 austretende heiße Abgas in den Wärmetauscher 10 geführt wird. Der über der Brennkammer 4 angeordnete Teil der Abgasführung 20 ist auf diese Weise ein zusätzlicher Wärmetauscher zum Transportieren der Verbrennungswärme in die Kühlluft bzw. Nutzluft für die Heizung. Durch diesen zusätzlichen Wärmetauscher wird das Abgas um zumindest 50 °C abgekühlt.

[0040] In der Abgasführung 20 ist ein Rauchgasgebläse 22 angeordnet, das das Rauchgas aus dem Wärmetauscher 10 heraussaugt. Hierdurch entsteht im Wärmetauscher 10, in der Abgasführung 20 zwischen Brennkammer 4 und Wärmetauscher 10 und in der Brennkammer 4 selbst ein Unterdrück von etwa 30 mbar. Durch diesen Unterdrück wird verhindert, dass Rauchgas aus der Feuerungsanlage 2 an einer ungewünschten Stelle austreten kann. Außerdem kann hierdurch bei Ausfall des Rauchgasgebläses 22 eine sofortige Unterbrechung der Sekundärluftzufuhr erreicht werden, wie im Zusammenhang mit FIG 2 im Folgenden erläutert wird.

[0041] FIG 2 zeigt die Feuerungsanlage 2 in einer schematisierten Draufsicht von oben in der Schnittebene ll-ll aus FIG 1. Zu sehen ist eine Rauchgasrückführung 24 zur Brennkammer 4. Die Rauchgasrückführung 24 zweigt im Abgasstrom hinter dem Rauchgasgebläse 22 von der Abgasführung 20 ab, entnimmt das Rauchgas also hinter dem Wärmetauscher 10. Das vom Rauchgasgebläse 22 unter Druck nach oben geblasene Rauchgas wird also teilweise in die Rauchgasrückführung 24 gedrückt, die das abgekühlte Rauchgas zurück in die Brennkammer 4 führt.

[0042] Außerdem ist eine Sekundärluftzufuhr 26 gezeigt, mit der Frischluft von außerhalb der Feuerungsanlage 2 der Brennkammer 4 zugeführt wird. Sowohl die Rauchgasrückführung 24 als auch die Sekundärluftzufuhr 26 sind in FIG 2 nur an einer Seite an die Brennkammer 4 herangeführt gezeigt. Sowohl Rauchgas als auch Frischluft werden jedoch rund um den oberen Teil der Brennkammer 4 in diese eingefügt.

[0043] Das abgekühlte Rauchgas wird also von dem Rauchgasgebläse 22 zu einer Weiche gedrückt, die den größten Teil des Rauchgases zum Schornstein 28 lenkt. Ein kleinerer Teil wird abgezweigt und zur Sekundärluftzuführung 26 der Brennkammer gelenkt. Die Sekundärluftzuführung 26 mündet in den oberen Teil der Brennkammer 4 und umfasst eine Anzahl von rund um die Brennkammer 4 angeordnete Öffnungen mit jeweils einem Rohr, durch das jeweils Frischluft von außen durch den Unterdrück in den oberen Teil der Brennkammer 4 eingesaugt wird. Außen um das Rohr herum wird das abgekühlte Rauchgas in den oberen Teil der Brennkammer geleitet. Hierfür ist um jedes Frischluftrohr ein Abgasrohr angeordnet, wie in FIG 2 an einer Stelle der Brennkammer 4 schematisch angedeutet ist. Die Frischluft wird also vom Rauchgas ummantelt in die Brennkammer 4 eingeführt. Hierdurch wird einerseits die Frischluft für eine bessere Verbrennung erwärmt und andererseits das Rauchgas weiter abgekühlt. Außerdem kann hierdurch eine gute Vermischung des Rauchgases mit der Frischluft im Verbren nungsprozess erreicht werden, so dass die Abkühlung des neu entstehenden Abgases in der Brennkammer 4 räumlich sehr gleichmäßig geschieht, da dort, wo die Verbrennung erfolgt, zugleich gekühlt wird.

[0044] Das Rauchgas-Luft-Gemisch wird so reichlich in den oberen Teil der Brennkammer geführt, dass das in den Wellblechwärmetauscher eintretende Rauchgas auf 620 °C, maximal 700°C, abgekühlt wird. Hierfür kann in der Abgasführung 20 kurz vor dem Wärmetauscher 10 ein Temperatursensor sein, der die Temperatur des Rauchgases vor Eintritt in den Wärmetauscher 10 prüft. Über eine Rauchgasregelung kann die Menge des in die Brennkammer 4 rückgeführten Rauchgases in Abhängigkeit von der Temperatur des Rauchgases vor dem Wärmetauscher 10 geregelt werden.

[0045] Durch die Kühlung des Wellblechwärmetauschers mit Umgebungsluft durch den Kühlluftstrom 12 pendelt sich die Metalltemperatur der Bleche des Wärmetauschers 10 auf etwa die Mitte zwischen der Kühllufttemperatur von maximal 60°C am Austritt des Wärmetauschers 10 und der Rauchgastemperatur, die maximal 700 °C beträgt, auf maximal 380 °C ein. Bei dieser Temperatur wird das Zink des Wärmetauschers 10 zwar braun, fließt jedoch nicht an den Blechen herab. Außerdem ist eine Verdampfung von Zink bei dieser Temperatur ausgeschlossen.

[0046] Bei einem Betriebsausfall der Elektrik der Feuerungsanlage 2 endet auch der Betrieb des Rauchgasgebläses 22. Der Unterdrück in der Brennkammer 4 bricht zusammen und die Sauerstoffzufuhr der Sekundärluftzufuhr wird gestoppt. Die Flammen in der Brennkammer 4 nehmen rapide ab und es bleibt ein Gluthaufen zurück, dessen Hitzeabstrahlung gering ist. Da die Abnahme der Heizleistung des Feuers sehr schnell erfolgt, ist die Überhitzung des Rauchgases gering. Das Rauchgas steigt nur noch sehr langsam aus der Brennkammer 4 auf und erreicht nur sehr langsam den Wärmetauscher 10, so dass dieser abkühlen kann und nicht überhitzt. Zur weiteren Sicherheit ist das Rauchgasgebläse 22 außerdem an das Kühlluftgebläse 16 gekoppelt, so dass ein Ausfall des Kühlluftgebläses, z.B. bei einem Motordefekt, auch das Rauchgasgebläse stoppt, so dass eine Überhitzung des Wärmetauschers 10 auch in diesem Fall verhindert wird.

[0047] Eine weitere Kühlung des Rauchgases ist in FIG 1 angedeutet. Der Kühlluftstrom 12 trennt sich nach dem Austritt aus dem Wärmetauscher 10 in einen unteren Strom, der die Brennkammer 4 umspült und in einen oberen Strom, der die Abgasführung zwischen Brennkammer 4 und Wärmetauscher 10 umspült. Insbesondere bei einer sehr flachen Ausgestaltung des oberen Teils der Abgasführung 20, beispielsweise durch einen flachen aber sehr breiten Kanal, kann eine signifikante Kühlwirkung durch das mit rascher Geschwindigkeit und hohem Volumen durch den Wärmetauscher 10 gepresste Kühlgas erreicht werden. Auch hierdurch wird das Rauchgas vor Eintritt in den Wärmetauscher 10 gekühlt, so dass dieser nicht überhitzt.

[0048] Der Wärmetauscher 10, der zusätzliche Wärmetauscher an der Abgasführung 20 und die Rauchgasrückführung bilden zusammen eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Rauchgases unter die 1,5-fache Schmelztemperatur von Zink. Diese Kühlvorrichtung verhindert ein Schmelzen des Zinks des Wärmetauschers 10 und somit einen hierdurch hervorgerufenen Defekt des Wärmetauschers 10.

[0049] FIG 3 zeigt eine Ansicht auf den Wärmetauscher 10, der als Wellblechwärmetauscher ausgeführt ist. Zu sehen sind die beiden senkrechten Züge, durch die der Abgasstrom 14 zuerst von oben nach unten und dann von unten nach oben geführt ist. In seinem unteren Bereich hat der Wärmetauscher 10 einen Kasten 30, der die beiden Züge verbindet.

[0050] Beide Züge sind aus Wellblechen 32 gebildet, die jeweils paarweise ein Wellblechpaar 34 bilden. Jedes Wellblechpaar 34 formt zwischen seinen beiden Wellblechen 32 wellblechförmig senkrechte Rohre, die die Heißgasseite beziehungsweise Rauchgasseite des Wärmetauschers 10 bilden. Jeweils ein Wellblechpaar 34 bildet eine Anzahl von Rauchgasrohren, die beidseitig von einer mäanderförmigen Kühlluftführung umspült werden, die quer zu der Ausrichtung der Rauchgasrohre geführt ist. Am Kopf sind die Bleche 32 mit einem Kopfblech 36 und am Fuß mit einem Fußblech 38 verschweißt, die die Wellbleche 32 jeweils Zusammenhalten und die Rauchgasseite von der Kühlluftseite trennen.

[0051] Das Fußblech 38 ist der Boden einer Wanne, deren vier Seitenwände der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Sollte Zink von den verzinkten Wellblechen 32 herabfließen, so sammelt sich das außen an den Wellblechpaaren 34 herablaufende Zink in dieser Wanne und gelangt nicht nach außen. Das innen an der Wellblechpaaren 34 herablaufende Zink sammelt sich im Kasten 30, der eine Wanne bildet, und kann von dort ebenfalls nicht herauslaufen. BEZUGSZEICHENLISTE 2 Feuerungsanlage 4 Brennkammer 6 Rahmen 8 Einschuböffnung 10 Wärmetauscher 12 Kühlluftstrom 14 Abgasstrom 16 Kühlluftgebläse 18 Auslassöffnung 20 Abgasführung 22 Rauchgasgebläse 24 Rauchgasrückführung 26 Sekundärluftzufuhr 28 Schornstein 30 Kasten 32 Wellblech 34 Wellblechpaar 36 Kopfblech 38 Fußblech

Claims (13)

1. Ansprüche 1. Feuerungsanlage (2) mit einer Brennkammer (4), einem Wärmetauscher (10), dessen Heißseite durch Bleche (32) von dessen Kaltseite getrennt ist, einem Rauchgaspfad von der Brennkammer (4) durch die Heißseite des Wärmetauschers (10), einem Kühlluftpfad durch die Kaltseite des Wärmetauschers (10) und einem Kühlluftgebläse (16) zum Antreiben eines Kühlluftstroms (12) durch den Kühlluftpfad, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (32) des Wärmetauschers (10) verzinkt sind.
2. 2. Feuerungsanlage (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (32) nichtrostende Edelstahlbleche sind.
3. 3. Feuerungsanlage (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (32) Schwarzbleche sind.
4. 4. Feuerungsanlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauchgaspfad eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Rauchgases unter die 1,5-fache Schmelztemperatur von Zink aufweist.
5. 5. Feuerungsanlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rauchgaspfad zwischen Brennkammer (4) und Wärmetauscher (10) ein Rauchgasabzug (20) angeordnet ist, der mit seiner Außenseite im Kühlluftpfad liegt.
6. 6. Feuerungsanlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauchgaspfad eine Rauchgasrückführung (24) in die Brennkammer (4) aufweist.
7. 7. Feuerungsanlage (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgasrückführung (24) im Rauchgaspfad nach dem Wärmetauscher (10) abzweigt.
8. 8. Feuerungsanlage (2) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgasrückführung (24) dergestalt ausgebildet ist, dass im Betrieb das rückgeführte Rauchgas der Frischluft zur Verbrennung beigemischt wird.
9. 9. Feuerungsanlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Rauchgasgebläse (22), das dazu vorbereitet ist, im Betrieb die Rauchgase durch den Rauchgaspfad und Frischluft in die Brennkammer (4) zu saugen.
10. 10. Feuerungsanlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (32) senkrecht im Wärmetauscher (10) angeordnet sind.
11. 11. Feuerungsanlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter den Blechen (32) eine flüssigkeitsdichte Wanne angeordnet ist, in die auch eine außenseitig am Wärmetauscher (10) herabfließende Zinkschicht hineinfließt.
12. 12. Feuerungsanlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (32) an einem Fußende verschweißt sind.
13. 13. Feuerungsanlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (10) ein Wellblechwärmetauscher ist. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen