CH680608A5

CH680608A5 -

Info

Publication number: CH680608A5
Application number: CH170789A
Authority: CH
Inventors: Karl Ackermann
Original assignee: Karl Ackermann
Priority date: 1988-09-10
Filing date: 1989-05-05
Publication date: 1992-09-30
Also published as: DE3830884A1; DE3830884C2

Description

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CH 680 608 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Mehrstoff-Verbren-nungsofen mit einem Öl- oder Gasbrenner mit einer dem Brenner zugeordneten Brennkammer.

Bekannte Öi- und Gasbrenner vergleichsweise einfachen Aufbaus besitzen eine Brennerdüse und eine Brennkammer, die leicht verrussen oder zumindest keine optimale schadstoffarme Verbrennung bei gutem Wirkungsgrad durchführen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Mehrstoff-Verbrennungsofens der eingangs genannten Art, der einen einfachen Aufbau und gleichwohl einen guten Heizwirkungsgrad mit einer schadstoffarmen Rauchgasverbrennung besitzt und zudem vielseitig eingesetzt werden kann.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mittel.

Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche 2 bis 13.

Wesen der Erfindung ist mithin die Schaffung einer langgestreckten zylindrischen Brennkammer bei einem Mehrstoff-Verbrennungsofen mit einem Öl- oder Gasbrenner, an dessen einer Stirnseite die Brennerdüse gelegen und dessen andere Stirnseite geschlossen ist, wobei die Brennkammer einen seitlichen Durchgang in Form eines Anschlussstutzens aufweist, der mit einer Nachbrennkammer verbunden ist, die vorzugsweise die Rauchgas-Nachbrennkammer eines Festbrennstoffofens hinter der eigentlichen Festbrennstoffkammer sein kann.

Zweckmässigerweise ist eine gemeinsame Frontplatte für den Feststoff-Verbrennungsteil des Ofens und den Öl- oder Gasbrenner an der Plattenvorderseite vorgesehen, wobei sich der Brennkammerzylinder hinter der Frontplatte parallel zum Fest-stoff-Verbrennungstei! des Ofens nach hinten erstreckt bis hin zu einem seitlichen Eintritt in die Rauchgas-Nachbrennkammer.

Für einen kombinierten Heiz- bzw. Brennerbetrieb ist eine elektronische Steuerung mit einer Schalttafel vorgesehen, die oberhalb der Brennerhöhe an der Frontplatte befestigt ist. Die elektronische Steuerung ist so ausgelegt, dass durch den Mehrstoff-Verbrennungsofen sich einerseits Festbrennstoffe in der Feststoff-Brennkammer anzünden lassen, wobei sich die Anlage nach einem Anzündvorgang automatisch abschaltet, und andererseits nach einem Ausbrand der Festbrennstoffe ein gleitender Übergang auf einen Öl- bzw. Gasbrennbetrieb möglich ist.

Die Brennkammer besteht vorzugsweise aus einem feuerfesten Keramikfaser-Dämmplatten-Material (»Kapyrok») mit sehr hohen Isolierwerten, wobei ein äusserer Stahlblechmantel vorgesehen ist. Vorgenanntes Material schafft bei einem Brennbetrieb eine glühende Oberfläche bis hin zum seitlichen Austritt in Form eines isolierten Anschlussstutzens für eine nachgeordnete Nachbrennkammer, die auf diese Weise im Betrieb sehr heiss wird und eine zuverlässig schadstoffarme Verbrennung realisiert (sog. «heisse Brennkammer»).

Ist die Nachbrennkammer die Rauchgas-Nach-brennkammer eines Heizkessels oder Kachelofens, so kann durch einen Ölbrenner über die sehr heisse Nachbrennkammer der Festbrennstoff im Ofen oder Kessel durch Rückzüngeln der Flamme angezündet werden. Durch die Erfindung kann mithin auf einfache Weise der Festbrennstoff eines benachbarten Heizkessels oder Kachelofens angezündet werden.

Die Rauchgas-Nachbrennkammer des Festbrennstoff-Ofenteils enthält vorzugsweise eine erste im wesentlichen plane Kammerwand, an der die Rauchgase der verbrannten Festbrennstoffe tangential eingeleitet werden, und ferner eine entgegengesetzte im wesentlichen vertikal angeordnete zweite Kammerwand, welche eine wellenförmige Innenoberfläche mit zumindest zwei Vorsprüngen aufweist, die eine horizontale Einbuchtung ausbilden, wobei der seitliche Durchgang des Brennkammerzylinders in Höhe der Einbuchtung der Nachbrennkammer gelegen ist.

Zweckmässigerweise ist der Abstand zwischen dem Boden der Einbuchtung und der ersten Kammerwand kleiner als die obere Kammerbreite der Rauchgas-Nachbrennkammer.

Die Rauchgas-Nachbrennkammer umfasst vorteilhafterweise eine Deckplatte mit einer Längsaussparung, die die obere Abzugsöffnung der Rauch-gas-Nachbrennkammer zu den nachgeordneten Rauchgaszügen des Verbrennungsofens bestimmt. Hierbei kann die Deckplatte wechselseitig in der Nachbrennkammer in einer Weise eingesetzt werden, dass in der einen Stellung die obere Abzugsöffnung unmittelbar angrenzend an der zweiten Kammerwand und in der anderen Position unmittelbar angrenzend an der ersten Kammerwand positioniert ist. Die Rauchgas-Nachbrennkammer besteht vorzugsweise aus Feuerbeton oder aus Schamotte.

Die Brennkammer des Öl- oder Gasbrenners kann nachträglich auch an einen Verbrennungsofen für Festbrennstoffe angebaut werden. In diesem Fall ist die Frontplatte in einem Vertikalschnitt geteilt, wobei die eine Hälfte dem Festbrennstoff-Ofenteil und die andere Hälfte dem Öl- oder Gasbrenner zugeordnet ist und beide Frontplattenhälften fluchtend sowie fest miteinander verbunden sind.

Die Brennkammer eines Öl- oder Gasbrenners ist nicht wassergekühlt, sondern gibt neben Wärme an den Verbrennungsofen auch noch Wärme an die Raumheizung ab.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen Verbrennungsofen mit einem seitlichen Ölbrenner,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Verbrennungsofen einschliesslich Ölbrenner längs der Linie A-A,

Fig. 3 eine perspektivische Vorderansicht der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine perspektivische Vorderansicht einer

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anderen Ausführungsform mit geteilter Frontplatte ähnlich der Fig. 3,

Fig. 5 die Rauchgas-Nachbrennkammer des Verbrennungsofens in einer perspektivischen Schnittansicht, und

Fig. 6 die Rauchgas-Nachbrennkammer der Fig. 5 in einer anderen Perspektive.

In der Zeichnung ist ein Mehrstoff-Verbren-nungsofen mit einem Öl- oder Gasbrenner 15 gezeigt, dessen Brennerdüse 33 zentrisch in die eine Stirnseite einer langgestreckten zylindrischen Brennkammer 20 hineinreicht, dessen andere Stirnseite 34 geschlossen ist. Im Bereich der Stirnseite 34 befindet sich auf dem Mantelumfang der Brennkammer 20 ein Durchgang 35 in Form eines Anschlussstutzens, wie dies insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist. Anschlussstutzen und das Innere der Brennkammer sind im wesentlichen ausgekleidet mit einem feuerfesten Keramikfaser-Dämmplatten-Material, wobei die Aussenhaut der Brennkammer durch einen Stahlblechmantel 36 gebildet ist, der in einem praktischen Ausführungsbeispiel eine Dicke von 5 mm besitzt. Die Zylinderaussenlänge beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 450 mm und der äussere Zylinderdurchmesser 240 mm. Die Dicke des keramischen Isoliermaterials beträgt im Zylinderin-nern 25 mm und im Bereich des Anschlussstutzens des Durchgangs 35 ca. 10 mm. Der Öl- oder Gasbrenner 15 ist im Bereich einer Frontplatte 22 und im Bereich seines Anschlussstutzens im praktischen Ausführungsbeispiel der Zeichnung an einen Fest-brennstoff-Ofenteil angeflanscht.

Ölbrenner 15 und Festbrennstoff-Ofenteil liegen hierbei parallel zueinander und weisen eine gemeinsame Frontplatte 22 gemäss Fig. 3 oder eine geteilte Frontplatte 23 gemäss Fig. 4 auf, an der die Brennerplatte 24 angeflanscht und oberhalb der Bren-nerpiatte 24 die Schalttafel 37 für die gesamte elektrische Steuerung der Heizanlage befestigt ist. Die einteilige Frontplatte 22 oder geteilte Frontplatte 23 nimmt verbrennungsofenseitig eine obere Füllschachtklappe 25, eine mittlere Umstellklappe 26 und eine untere Aschenklappe 27 auf, so dass insgesamt zusammen mit dem Ölbrenner 15 ein gutes optisches Erscheinungsbild gegeben ist. Der Ölbrenner 15 liegt in etwa in mittlerer Höhe bezüglich des Festbrennstoff-Ofenteils und verläuft von vorne nach hinten. Durch eine geteilte Frontplatte 23 kann er nachträglich an einen bereits installierten Fest-brennstoff-Ofenteil angeflanscht werden.

Durch die Kombination eines Festbrennstoff-Ofenteils mit einem Öl- oder Gasbrenner 15 lassen sich Festbrennstoffe in der Festbrennstoffkammer 2 des Verbrennungsofens 1 im Bereich des Füll-v schachtes anzünden, wobei sich die Anlage nach ei nem Anzündvorgang automatisch abschaltet. Nach einem Ausbrand der Festbrennstoffe im Verbrennungsofen 1 ist ein gleitender Übergang im Brennbetrieb auf Öl (oder Gas) möglich. Hierbei gibt die Öl-brennkammer, die nicht wassergekühlt ist, Wärme an den Verbrennungsofen im Bereich der Rauchgas-Nachbrennkammer 4 sowie an eine mögliche Raumheizung ab. Die Rauchgas-Nachbrennkammer 4 ist eine sog. heisse Brennkammer, die eine optimale rauchfreie bzw. sehr schadstoffarme Nachverbrennung der Brennstoffe ermöglicht (Festbrennstoffe bei Feststoffbrennbetrieb, Öl bzw. Gas bei Öl- oder Gasbetrieb).

Der Verbrennungsofen 1 umfasst äussere seitliche Wassertaschen 17 sowie innere Wassertaschen 19 im Bereich der hinteren Rauchgaszüge 6 sowie einen Sammler 18 auf der Rückseite des Gerätes. Gegebenenfalls können auch Luftrippen für einen Warmluftbetrieb vorgesehen sein. Mithin eignet sich der Verbrennungsofen 1 sowohl für einen Warmluft- als auch für einen Warmwasser-Heizbe-trieb, wodurch eine Bodenheizung oder ein Warmwasserheizkörper oder auch ein Brauchwasser-Boiler beheizt werden können. Die seitlichen äusseren Wassertaschen 17 sind zweckmässigerweise fest mit dem Ofen verschweisst. Ein zusätzliches Wasseraufsatzgerät zur Beheizung von Wasser wie nach dem Stand der Technik kann entfallen.

Der Verbrennungsofen 1 umfasst im einzelnen einen vorderen Füllschacht für die Aufnahme von Festbrennstoffen durch die Füllschachtklappe 25, wobei der vordere Füllschacht gleichzeitig als vertikale Festbrennstoffkammer 2 ausgebildet ist mit einem unteren Stehrost und einer vorgelagerten Primärluftzuführung 28 im Bereich der Frontplatte 22. Hierbei kann die Primärluftzuführung 28 durch die Umstellklappe 26 dem Füllschacht oberseitig gemäss Fig. 1 zugeführt werden oder nach Umstellung der Umstellklappe 26 unterseitig. Vor der eigentlichen Umstellklappe 26 ist gemäss Fig. 1 eine Verschlussklappe 29 vorgesehen, um die Primärluft vollständig zu unterbinden, beispielsweise bei einem Ölbrennbetrieb eines Ölbrenners.

Der Festbrennstoffkammer 2 nachgeordnet ist die bereits angesprochene Rauchgas-Nachbrenn-kammer 4, welche einen unterseitigen Einzugskanal 3 und eine oberseitige Abzugsöffnung 5 in Richtung der sich anschliessenden hinteren Rauchgaszüge 6 aufweist. Gemäss Zeichnung sind zwei hintere Rauchgaszüge 6 vorgesehen mit einer oberen An-heizklappe 38 die für einen Anheizbetrieb in die strichpunktierte Stellung gemäss Fig. 1 geschwenkt ist. Es können auch mehrere Rauchgaszüge mit entsprechend grösserer Anzahl an inneren Wassertaschen 19 vorgesehen sein.

Die Rauchgas-Nachbrennkammer 4 umfasst insbesondere eine hintere im wesentlichen vertikale plane erste Kammerwand 7 mit einer unteren tangentialen Schräge im Bereich des Einzugskanals 3, eine zweite der ersten Kammerwand 7 entgegengesetzte vertikale Kammerwand 8, zwischen Feststoffbrennkammer 2 und Nachbrennkammer 4, sowie eine obere Deckplatte 12, welche an einer Seitenlänge eine Aussparung besitzt, die die obere Abzugsöffnung 5 bestimmt. Sämtliche vorgenannten Bauteile der Nachbrennkammer 4 sind aus Feuerbeton oder aus Schamotte. Sie sind separate Teile und lösbar im Ofen angeordnet. Hierbei kann die plane Deckplatte 12 in zwei unterschiedlichen Stellungen positioniert werden, in der in Fig. 1, 5 und 6 gezeigten Stellung befindet sich die obere Abzugsöffnung 5 im Bereich der zweiten Kammerwand 8. Wird die Deckplatte 12 mit ihrer anderen Flachseite im Ofen eingelegt, liegt die obere Abzugsöffnung 5 im Be5

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reich der ersten Kammerwand 7 und schafft einen direkten Durchzug in der Rauchgas-Nachbrennkammer 4. In der erstgenannten gezeigten Stellung der Deckplatte 12 tritt bei einem Feststoffbrennbetrieb des Verbrennungsofens 1 Verwirbelung in der Nachbrennkammer 4 ein, die für eine optimale schadstoffarme Nachverbrennung der Rauchgase sorgt. Die Verwirbelung wird insbesondere durch das wellenförmige Innenprofil der zweiten Kammerwand 8 erreicht, wobei ein erster runder Vorsprung 9 und ein zweiter runder Vorsprung 10 vorgesehen sind, die stetig miteinander verbunden sind und eine horizontale Einbuchtung 11 ausbilden. Der Abstand a zwischen dem Boden der Einbuchtung 11 und der gegenüberliegenden ersten Kammerwand 7 ist hierbei kleiner als die obere Kammerbreite b nach dem zweiten Vorsprung 10, wie dies insbesondere der Fig. 5 zu entnehmen ist. Es hat sich gezeigt, dass bei einer derartigen Konfiguration mit Hilfe einfacher Mittel sich eine optimale Nachverbrennung erzielen lässt, welche bei jedem Brennbetrieb eine rauchfreie bzw. sehr schadstoffarme Verbrennung ermöglicht. Durch die heisse Nachbrennkammer ist es möglich, ohne Rauchgas-Entstaubung zu heizen. Folgende Betriebsarten sind möglich:

1. Separater Feststoffbrennbetrieb des Verbrennungsofens 1 (der Abstand ist ein reiner unterer Abbrand, wobei alle entstehenden Schwelgase nachverbrannt werden).

2. Separater Öl- oder Gasbetrieb des Öl- oder Gasbrenners 15.

3. Separater Öl- oder Gasbrennbetrieb des ÖI-brenners in Kombination mit einem angeschlossenen Festbrennstoff-Ofenteil unter Ausnutzung der Rauchgas-Nachbrennkammer 4.

4. Anheizbrennbetrieb der Festbrennstoffe im Festbrennstoff-Ofenteil durch einen angeschlossenen Öl- oder Gasbrenner 15.

5. Öl- oder Gasbrennbetrieb nach einem .Ausbrand der Festbrennstoffe bei gleitendem Übergang des Brennbetriebs.

Die Rauchgas-Nachbrennkammer 4 umfasst vorzugsweise im Bereich des unteren schrägen Einzugskanals 3 einen Gasmischkopf 16, beispielsweise gemäss DE-OS 3 406 763, wobei im unteren Bereich der Festbrennstoffkammer 2 ein Sekundärluftstrom 30 durch eine Mehrzahl von Bohrungen 31 dem Glutbett im Füllschacht zuführbar ist. Ferner ist eine Klappe 32 vorgesehen, mit der der Durchtritt des Sekundärluftstromes durch die Bohrungen steuerbar ist.

Die Primarluftregelung erfolgt beispielsweise gemäss DE-PS 3 344 669.

Claims

Patentansprüche

1. Mehrstoff-Verbrennungsofen mit einem ÖI-oder Gasbrenner (15) mit einer dem Brenner zugeordneten Brennkammer (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (20) als langgestreckter Zylinder aus feuerfestem Material ausgebildet ist, an dessen einer Stirnseite die Brennerdüse (33) zentrisch angeordnet und dessen andere Stirnseite

(34) geschlossen ist, wobei die Brennkammer (20) einen seitlichen Durchgang (35) aufweist, der mit einer Nachbrennkammer eines Feststoff-Verbrennungsteils des Ofens verbunden ist.

2. Verbrennungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbrennkammer die Rauchgas-Nachbrennkammer (4) des Festbrennstoff-Ofenteils ist.

3. Verbrennungsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Frontplatte (22, 23) für den Feststoff-Verbrennungsteil des Ofens und den Öl- bzw. Gasbrenner (15) vorgesehen ist, wobei sich der Brennkammerzylinder im wesentlichen horizontal nach hinten parallel zum Feststoff-Verbrennungsteil des Ofens erstreckt bis hin zu einem seitlichen Eintritt (14) in die Rauchgas-Nachbrennkammer (4).

4. Verbrennungsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (20) aus einem feuerfesten Keramikfaser-Dämmplatten-Material ausgebildet ist.

5. Verbrennungsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennkammerzylinder einen Stahlblechmantel (36) besitzt.

6. Verbrennungsofen nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlänge ca. 450 mm und der äussere Zylinderdurchmesser 240 mm beträgt, und dass das Zylinderinnere mit Ausnahme des Brennerdüsenbereichs sowie das Innere des als Anschlussstutzen ausgebildeten Durchgangs (35) mit feuerfestem Keramikplattenmaterial in einer Dicke zwischen 10 und 25 mm ausgekleidet ist.

7. Verbrennungsofen nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorderseite der Frontplatte (22 bzw. 23) die Brennerdüse (33) und oberhalb hiervon eine Schalttafel (37) einer elektronischen Steuerung für einen automatischen Feststoffbrennbetrieb und/oder einen Öl-bzw. Gasbrennbetrieb angeordnet ist.

8. Verbrennungsofen nach einem der Ansprüche

2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsofen (1) ein Heizkessel oder ein Kachelofen ist.

9. Verbrennungsofen nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauch-gas-Nachbrennkammer (4) eine erste im wesentlichen plane Kammerwand (7) aufweist, an der die Rauchgase der verbrannten Festbrennstoffe tangential eingeleitet werden, und ferner eine entgegengesetzte im wesentlichen vertikal angeordnete zweite Kammerwand (8) vorgesehen ist, welche eine wellenförmige Innenoberfläche mit zumindest zwei Vorsprüngen (9, 10) aufweist, die eine horizontale Einbuchtung (11) ausbilden, wobei der seitliche Durchgang (35) des Brennkammerzylinders in Höhe der Einbuchtung (11) der Nachbrennkammer (4) gelegen ist.

10. Verbrennungsofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zwischen dem Boden der Einbuchtung (11) und der ersten Kammerwand (9) kleiner als die obere Kammerbreite (b) der Rauchgas-Nachbrennkammer (4) ist.

11. Verbrennungsofen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgas-Nach-

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brennkammer (4) eine Deckplatte (12) mit einer Längsaussparung im Bereich der zweiten Kammerwand (8) aufweist, die die obere Abzugsöffnung (5) der Rauchgas-Nachbrennkammer (4) zu den nachgeordneten Rauchgaszügen (6) bestimmt.

12. Verbrennungsofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (12) der Rauchgas-Nachbrennkammer (4) wechselseitig einsetzbar ist, d.h. mit der Längsaussparung im Bereich der ersten Kammerwand (7) angeordnet werden kann.

13. Verbrennungsofen nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Kammerwand (7 bzw. 8), ein in die Nachbrennkammer (4) führender Einzugskanal (3) sowie die Deckplatte (12) aus Feuerbeton oder aus Schamotte ausgebildet sind.

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