AT501344A1

AT501344A1 - Pelletkessel

Info

Publication number: AT501344A1
Application number: AT732005A
Authority: AT
Original assignee: Haslmayr Johann Dipl Ing
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2006-08-15
Also published as: AT501344B1

Description

Pelletkessel
Die Erfindung betrifft einen Kessel mit einem Brenner in dem Holzpellets, Hackgut oder rieselfähige Biomasse, kurz Holzpellets als Brennstoff verbrannt werden. Bekanntlich besteht jeder Pelletkessel aus einem Brenner, einer Brennkammer und einem nachgeschalteten Wärmetauscher.
Z.B sind beim Kessel der Firma sht in Salzburg zur Reduktion der ungenutzten Wärmeabstrahlung nach aussen die Komponenten mit sehr hoher Temperatur, wie Brenner und Brennkammer von einem rechteckigen Wassermantel umgeben. Wegen der Montage und Servicemöglichkeit ist meist eine Öffnung im Kesselmantel als rechteckige Kesseltür vorgesehen. Da jeder Kessel ein Druckgefäss darstellt, werden diese rechteckigen Kessel wegen der notwendigen grossen Blechstärke sehr schwer, voluminös und daher auch teuer.
Bei einem anderen Kesseltyp z.B. Biostar der Fa.

Guntamatic ist der wasserführende Wärmetauscher nur oberhalb der Brennkammer angeordnet. Der Pelletzulauf ist nicht gekühlt und erreicht dadurch eine hohe Oberflächentemperatur. Bei Pelletqualitäten mit niedrigem Ascheschmelzpunkt sintern und backen Pelletfeinteile innen an der Oberfläche an. Dies führt zur allmählichen Verstopfung des Pellettzulaufs. Der Wassermantel um die Brennkammer und den Brenner fehlt und wird durch eine gute Wärmedämmung ersetzt. Trotzdem ergibt sich hier wegen der grossen Temperaturdifferenz nach aussen ein Wärmeverlust, der nicht zu vernachlässigen ist. Die Rauchgase im Kessel haben nur eine Strömungsrichtung nach oben ohne der Möglichkeit der Flugascheausscheidung durch Fliehkraftabscheidung infolge Umlenkung, wie beim Dreizugkessel.

Um den Kontakt des noch nicht vollständig oxidierten Rauchgases mit der kalten Kesselwand und damit CO-Bildung zu vermeiden, muss die Brennkammer eine entsprechende Höhe aufweisen. Die einzelnen Komponenten liegen alle übereinander. Damit wird die Gesamthöhe und auch die gesamte Abstrahlfläche des Kessels sehr gross. Der Kessel wird schwer und teuer und der Gesamtwirkungsgrad geringer. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pelletke»sel zu schaffen, der oben genannte Nachteile vermeidet, leicht und kompakt ist, sichere Betriebsweise ohne Gefahr des Verstopfens des Pelletzulaufs und trotzdem besten Wirkungsgrad aufweist. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Brenner zumindest im Füllrohrbereich oder mit dem Brennermund (14) exzentrisch oder aussermittig im wasserumspülten Flammrohr (5) angeordnet ist.

Der Brenner mit seiner heissesten Zone ist radial vom Wassermantel oder zumindest von der indirekten Kühlung des gut wärmeleitenden Wassermantels umgeben. Dadurch ist ein Wärmeverlust nach aussen unterbunden. Die kürzeste Verbindung zwischen Pelleteinlauf und Brenner ist gewährleistet. Das Füllrohr (8) ist gut gekühlt. Das Anbacken oder Ansintem von Pelletfeinteilen an der Innenseite und somit die Verstopfungsgefahr ist unterbunden. Wenn die Rauchgase in dem zwischen Brennermund (14) und Flammrohr (5) gebildeten Spalt nach unten strömen, erhöht sich durch den engen Querschnitt im Spalt (18) die Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases. Für effektive Staubabscheidung ist vor der Umlenkung eine hohe Geschwindigkeit des Rauchgases notwendig, damit dann bei der Umlenkung die schwereren Staubteilchen durch Fliehkraft ausgeschieden werden können.

Auch für die Wärmeübertragung durch Konvektion zum Flammrohr ist eine hohe Rauchgasgeschwindigkeit vorteilhaft.
Da zwischen Brenner (4) und Flammrohr (5) eine temperaturbeständige Dichtung (7) angeordnet ist, wird ein Eindringen von Falschluft verhindert. Zusätzlich wird der Brenner durch diese Dichtung zum Wassermantel wärmegedämmt und eine bessere Verbrennungsluftvorwärmung ermöglicht.
Da eine Rezirkulationsöffnung (16) in der Brennkammer (15) im Bereich zwischen Brennermund (14) und Flammrohr (5) vorgesehen ist, kann durch diese Öffnung nicht nur Rezirkulation mit ihren bekannten Vorteilen stattfinden, sondern auch Ausscheidung von schwereren Flugascheteilchen nach unten stattfinden. Die Flugasche fällt über die Umlenkkammer (17) in den Aschebehälter und nicht mehr über den Brenner und die Rostkammer (10).

Dadurch wird der Rost entlastet und die Gefahr des Verstopfens der Rostöffnungen reduziert.
Wenn die Umlenkkammer (17) und die Rostkammer (10) nebeneinander liegen und durch eine Wand (21), die mit einer Wärmedämmung versehen ist, getrennt sind, ermöglicht diese Anordnung die Luftkühlung der Wand (21) auf der Rostkammerseite. Damit wird der Wärmeverlust zum Asche ehälter minimiert. Wenn die Umlenkkammer (17) und Rostkammer (10) nebeneinander im unteren Bereich des Kesselaussenmantels (3) angeordnet sind, ergibt sich die kleinste wärmeabstrahlende Fläche nach unten und ermöglicht die Einsparung einer Wärmedämmung des Aschebehälters.
Wenn der Kesselmantel (3) durch eine lösbare Verbindung (2) mit dem Aschebehälter (1) verbunden ist, kann der Kessel in zwei Teilen transportiert werden. Dies erleichtert das Einbringen in den Heizraum bedeutend.

Eine Dichtung zwischen Kesselmantelstirnseite und Aschebehälter reduziert den Wärmefluss zur Aschelade.
In der Zeichnung in Fig.1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Pelletkessel.
Der dargestellte Pelletkessel besteht an der Unterseite aus einem Aschebehälter (1), der nur von der angesaugten Verbrennungsluft gekühlt wird und nicht vom Kesselwasser umspült ist. Darüber ist mit einer lösbaren Verbindung (2) der äussere Kesselmantel (3) aufgesetzt. Eine nichtmetallische Dichtung reduziert den Wärmeübergang zwischen Kesselmantel und Aschebehälter. Im unteren Teil des Kesselmantels ergibt sich durch Wärmeleitung im Stahlblech zum Wassermantel (9) eine indirekte Kühlung. Der Brenner (4) wird exzentrisch im Flammrohr (5) am Kesselboden (6) montiert.

Eine temperaturbeständige Dichtung (7) verhindert einen möglichen Falschlufteintritt über das Füllrohr (8) und ist gleichzeitig eine Wärmdämmung des Brenners (4) zum Wassermantel (9). Aus der Rostkammer (10) wird im Betriebszustand sekundäre Verbrennungsluft (11) und über den Rost (12) primäre Verbrennungsluft (13) angesaugt. Die kalte Verbrennungsluft kühlt den Aschebehälter und Brenner und wird somit vorgewänrit. Die Rauchgase treten am Brennermund (14) mit hoher Geschwindigkeit nach oben aus und brennen in der Brennkammer (15) vollständig aus. In der Rezirkulationsöffnung (16) kann in eine Richtung schwerere Flugasche nach untern in die Umlenkkammer ausgeschieden werden und in die andere Richtung Rauchgas in die Brennkammer rezirkulieren.

Die Rauchgase werden dann über den Spalt (18) nach unten über die wärmegedämmte Umlenkkammer (17), die unmittelbar neben der Rostkammer (10), durch die wärmegedämmte Wand (21) getrennt liegt, über den Rohrwärmetauscher (19) nach oben und über das Abgasgebläse (20) in den Kamin geleitet.

Claims

Patentansprüche:

1. Kessel mit einem Brenner in dem Holzpellets, Hackgut oder rieselfähige Biomasse, kurz Holzpellets als Brennstoff verbrannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (4) im Füllrohrbereich exzentrisch oder aussermittig innerhalb des Wassermantels (9) und an der Innenseite des wasserumspülten Flammrohrs (5) angeordnet ist.

1. Kessel mit einem Brenner in dem Holzpellets, Hackgut oder rieserfähige Biomasse, kurz Holzpellets als Brennstoff verbrannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner zumindest im Füllrohrbereich oder mit dem Brennermund (14) exzentrisch oder aussermittig im wasserumspülten Flammrohr (5) angeordnet ist.

2. Pelletkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgase in dem zwischen Brennkammer (15) und Flammrohr (5) gebildeten Spalt auf dem Höhenniveau des Brennermunds (14) nach unten strömen.

2. Pelletkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgase in dem zwischen Brennermund (14) und Flammrohr (5) gebildeten Spalt nach unten strömen.

3. Pelletkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen füllrohrseitiger Aussenwand des Brenners (4) und dem wassergekühlten Flammrohr (5) eine temperaturbeständige Dichtung (7) angeordnet ist.

3. Pelletkessel nach Anspruch 1und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Brenner (4) und Flammrohr (5) eine temperaturbeständige Dichtung (7) angeordnet ist.

4. Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rezirkulationsöffnung (16) in der Brennkammer (15) im Bereich zwischen Brennermund (14) und Flammrohr (5) vorgesehen ist.

4. Kessel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rezirkulationsöffnung (16) in der Brennkammer (15) im Bereich zwischen Brennermund (14) und Flammrohr (5) vorgesehen ist.

5. Pelletkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umlenkkammer (17) und eine Rostkammer (10) nebeneinander liegen und durch eine Wand (21), die mit einer Wärmedämmung versehen ist, getrennt sind.

5. Pelletkessel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkammer (17) und die Rostkammer (10) nebeneinander liegen und durch eine Wand (21), die mit einer Wärmedämmung versehen ist, getrennt sind.

6. Pelletkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umlenkkammer (17) und eine Rostkammer (10) nebeneinander im unteren Bereich eines Kesselaussenmantels (3) angeordnet sind.

6. Pelletkessel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Umlenkkammer (17) und Rostkammer (10) nebeneinander im unteren Bereich des Kesselaussenmantels (3) angeordnet sind.

7. Kessel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kesselmantel (3) mit der lösbaren Verbindung (2) mit dem Aschebehälter (1) verbunden ist.

(Hiezu 1 Blatt Zeichnungen) a -

Patentansprüche:

7. Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kesselmantel (3) mit einer lösbaren Verbindung (2) mit einem Aschebehälter (1) verbunden ist.

(Hiezu 1 Blatt Zeichnungen)