DD246355A1 - Luefterrad fuer einen saugzug - Google Patents

Abstract

Luefterrad fuer einen Saugzug zum Absaugen heisser durch die Verbrennung von Rohbraunfoerderkohle erzeugter Rauchgase aus Schornsteinen, wobei das Gehaeuse des Saugzuges auf dem Schornsteinkopf angeordnet ist. Durch die Erfindung soll eine schnelle und rueckstandslose Absaugung der Rauchgase bei erhoehter Lebensdauer aller bewegten Bauteile des Saugzuges und fuer die dem Rauchgas ausgesetzten rotierenden Teile eine Selbstreinigung gewaehrleistet werden, wobei die Querschnittsflaeche des Schornsteines durch das Luefterrad des Saugzuges nicht reduziert wird. Erfindungsgemaess wird das dadurch geloest, dass die an einer Nabe angeordneten Blaetter des Luefterrades im Verhaeltnis zu ihrer Breite langgestreckt ausgebildet sind, so dass ein freier Durchtritt der Rauchgase aus dem Lueftergehaeuse erreicht ist, wobei der Schraegungswinkel der Luefterblaetter 40-47 betraegt. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad für einen Saugzug zum Absaugen heißer, durch die Verbrennung von Rohbraunförderkohle erzeugter Rauchgase aus Schornsteinen, wobei das Gehäuse des Saugzuges auf dem Schornsteinkopf angeordnet ist und Einrichtungen für den Rauchgasaustritt aufweist und mit einer Platte verschlossen ist, auf der zentrisch kongruent mit der Längsmittelachse des Schornsteins ein Motor angeordnet ist, der über eine Lüfterwelle das Lüfterrad antreibt, welches im Lüftergehäuse unterhalb des Rauchgasaustritts vorgesehen ist, wobei in dem Raum zwischen Lüfter und Platte ein Hitzeschild angeordnet ist, an dessen Seite ein Kühlrohrvorgesehen ist, und der auf der Platte befestigte Motor von einem Motorschacht vollständig eingeschlossen ist und das Gehäuse des Lüfterrades trichterförmig so erweitert ist, daß die größere Öffnung das Lüfterrad aufnimmt, dessen Lüfterblätter als Summe eine Fläche betragen, die dem Kreisring dertrichterförmigen Vergrößerung der Gehäuseöffnung kongruent ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits vielfältige Verfahren und Anlagen bekannt, durch die eine Verbesserung des Schornsteinzuges erreicht wird.

Eines der bekanntesten Verfahren ist das Aufsetzen eines düsenartigen Aufsatzes auf den Schornsteinkopf, um hierdurch den Schornsteinzug zu verbessern, wobei die vorhandene Bausubstanz und die sich aus den Bedingungen der Umgebung ergebenen Luftströmungen berücksichtigt werden müssen.

Durch dieses Verfahren kann zwar eine Verbesserung des Schornsteinzuges erreicht werden, jedoch eignet es sich nicht zur Verbrennung von Rohbraunförderkohle, da die Wirkung erheblich von den Witterungs- und Umweltbedingungen beeinflußt wird. Der Einbau eines Saugzuges direkt in den Schornstein ist ebenfalls von der Bausubstanz abhängig, wobei zu berücksichtigen ist, daß die erreichte Verbesserung des Schornsteinzuges gleichzeitig einen Überdruck im Schornstein verursacht, der selbst bei dichtem Mauerwerk zum Austritt von Rauchgasen in die anliegenden Räume führt. Das kann zu einer Belästigung und evtl. Vergiftung von Personen führen, die sich in diesen Räumen aufhalten.

Bei diesem Verfahren ist der Einbau, die Wartung und Reparatur des Saugzuges auf Grund der räumlichen Bedingungen und der Bausubstanz mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden.

Bei den Verfahren, die mit einem Lüfterrad zur Erzeugung eines Saugstromes ausgerüstet sind, belegen die Schwebestoffe des Rauchgases die Teile des Saugzuges, die einmal thermischen Belastungen ausgesetzt sind und zum anderen durch ihre dynamische Arbeitsweise mit dem Rauchgas unmittelbar in Berührung kommen. Der Dauerbelag führt zur Zerstörung der Oberflächen und damit zum Entstehen von Lunkern und unebenen wirbelerzeugenden Vertiefungen. Bei den dynamischen, insbesondere rotierenden Bauteilen erzeugt der Dauerbelag neben der bereits dargestellten chemischen Zersetzung der Oberfläche eine Beeinträchtigung des dynamischen Verhaltens der Bauteile sowie eine Erhöhung der Energieaufnahme der für sie vorgesehenen Antriebsaggregate.

Bekannt ist weiterhin das Aufsetzen eines Saugzuges auf den Schornsteinkopf, der durch den Wind mittels Aufwindkanälen in Tätigkeit gesetzt wird.-Eine Erhöhung des Schornsteinzuges kann bei diesem Verfahren nur durch den Wind erfolgen, wobei eine Regelung und Beeinflussung der Saugleistung nicht erfolgen kann, da die Drehzahlen nur durch die unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten beeinflußt werden.

Ebenfalls ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Erhöhung des Schornsteinzuges durch die Erzeugung eines quer zur Schornsteinöffnung verlaufenden Luftstromes erfolgt. Dieser Luftstrom soll der hauptsächlichen Windrichtung und evtl.

auftretenden Starkwinden entgegengesetzt verlaufen. Dabei kann ein Rückstau im Schornstein eintreten.

Keines der bisher bekannten Verfahren ist geeignet, eine wesentliche Verbesserung des Schornsteinzuges ohne die aufgeführten Mängel zu erreichen und eine günstige Verbrennung und Ausnutzung von Rohbraunförderkohle zu erreichen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Lüfte'rrad für einen Saugzug zur Verfügung zu stellen, das eine vollständige, schnelle und rückstandslose Absaugung der vor allem bei der Verbrennung von Rohbraunförderkohle mit großem Volumen anfallenden Rauchgase bei erhöhter Lebensdauer aller bewegten Bauteile des Saugzuges gewährleistet.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lüfterrad für einen Saugzug zum Absaugen heißer, vor allem bei der Verbrennung von Rohbraunförderkohle mit großem Volumen anfallender Rauchgase aus Schornsteinen, wobei das Gehäuse des Saugzuges auf dem Schornsteinkopf angeordnet ist, zu schaffen, das eine Selbstreinigung der dem Rauchgas ausgesetzten rotierenden Bauteile ermöglicht, wobei die Querschnittsfläche des Schornsteines nicht reduziert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die an einer Nabe angeordneten Blätter des Lüfterrades im Verhältnis zu ihrer Breite langgestreckt ausgebildet sind, so daß ein freier Durchtritt der Rauchgase aus dem Lüftergehäuse erreicht ist, wobei der Schrägungswinkel der Lüfterblätter 40° bis 47° beträgt. Vorzugsweise beträgt der Schrägungswinkel der Lüfterblätter

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, daß ein schnelles und rückstandsloses Absaugen der vor allem bei der Verbrennung von Rohbraunförderkohle mit großem Volumen anfallenden Rauchgase und durch den Effekt der Selbstreinigung eine erhöhte Lebensdauer aller bewegten Bauteile des Saugzuges gewährleistet ist.

Bei Rohbraunförderkohle ist die auftretende Rauchgasmenge in der Anbrennphase extrem hoch. Eine schnelle Zündung des Brennmaterials muß, um auch die Umweltbelastung zu verringern, in einem sehr kurzen Zeitintervall erreicht werden. Dieser Umstand erfordert ein sehr schnelles und intensives Abführen der auftretenden Rauchgasmengen.

Die erfindungsgemäße Lösung weist den weiteren Vorteil auf, daß die Ausbildung einer gleichbleibenden Austrittsgeschwindigkeit der Rauchgase auch bei Stillstand des Lüfterrades gewährleistet ist, wobei auch die Möglichkeit der Anordnung auf niedrigen viereckigen Schornsteinen und dadurch die Gewährleistung der Forderung nach der Besetzung aller vorhandenen Schornsteinzüge mit Saugzügen gegeben ist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist ein hoher ökonomischer Nutzeffekt besonders auf dem Gebiet der Energieeinsparung erreichbar. Der Verbraucher ist dadurch in die Lage versetzt, Ronbraunförderkohle mit hohem energetischen Effekt zu verbrennen, der noch dadurch erhöht wird, daß die Verbrennungsrückstände durch die intensive Verbrennung sehr gering gehalten werden und damit gleichzeitig die Umweltbelastung gesenkt wird. ' Ein weiterer Vorteil ist die Verbesserung des Wirkungsgrades bei der Energieumwandlung in den Kesselanlagen, die Erreichung der projektierten Kesselleistung der Heizungsanlagen bei einer Kohlesubstitution bis zu 80% auf Rohbraunförderkohle im Jahresdurchschnitt sowie Verringerung der Wartungs- und Reinigungsarbeiten an den Kesseln, wobei eine Veränderung an den bestehenden Heizungsanlagen einschließlich Schornsteinen bei Einsatz der erfindungsgemäßen Lösung nicht erforderlich ist.

Durch die Verwendung des Lüfterrades für derartige Saugzüge ist es weiter möglich, daß bei nichtdrehendem Lüfterrad die Temperatur des Rauchgases gleich der bei einem drehenden Lüfterrad ist, jedoch ist die Verweilzeit am Hitzeschutzschild und damit der Wärmeübergang am Hitzeschuldschild größer als bei schneller bewegtem Rauchgas. Das wird jedoch durch die dem Saugzug zugehörigen Bauteile und deren Wirkung ausgeglichen.

Vorteilhaft ist auch, daß die über dem Lüfterrad sich seitlich öffnenden Austrittsöffnungen eine von der normalen Strömungsrichtung abweichende Richtung ohne die Austrittsgeschwindigkeit des Rauchgases zu verlangsamen, gewährleisten, so daß auch dadurch ein ungehinderter Austritt der Rauchgase erfolgen kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen Schnitt durch den Saugzug mit zugehörigem Lüfterrad;

Fig.2: den Schnitt l-l nach Fig. 1;

Fig. 3: das Lüfterrad für sich im Schnitt II—Il nach Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte Lüfterrad 14 ist in einen Saugzug eingebaut. Ein Winkeleisengeschränk 1 ist auf einer Schornsteinkrone befestigt. In das Winkeleisengeschränk 1 wird ein Lüftergehäuse 2,als Träger des gesamten Saugzuges eingesetzt. Im Lüftergehäuse 2 befindet sich im trichterförmigen Teil eine Reinigungsöffnung mit Sicherheitstaster 3 und im obereji Teil sind Öffnungen für den Rauchgasaustritt 4 und ein kegelförmiges Hitezschutzschild 5 vorgesehen. Eine Grundplatte 6 weist Öffnungen 22 auf, durch die die hinter dem Hitzeschutzschild 5 befindliche Kühlluft in den Motorschaft8, den Motor 10 kühlend umstreichend und durch diesen durch vorgesehene Luftaustrittsöffnungen 20 austretende Kühlluft mit einem darunter montierten Kupplungsgehäuse 7 wird auf dem Lüftergehäuse 2 befestigt.

Auf der Grundplatte 6 ist ein Motorschaft 8 mit einer Regenhaube 9 angeordnet. Ein E-Motor 10 mit einem vergrößerten Motorlüfter 11 ist auf der Grundplatte 6 montiert. Die Übertragung der Drehbewegung erfolgt vom E-Motor 10 über eine Kupplung 12 auf die Lüfterwelle 13 und das Lüfterrad 14 mit Lüfterblättern 23.

Zur Verhinderung des Eindringens von Rauchgasen in den Bereich oberhalb des Hitzeschutzschildes 5 ist auf der Lüfterwelle 13 eine Abdeckkappe 16 unmittelbar unter dem Hitzeschutzschild 5 vorgesehen. Das Ansaugen der erforderlichen Luft zum Kühlen des E-Motors 10 erfolgt über ein Kühlrohr 17, welches im Bereich des Rauchgasaustritts 4 durch ein Hitzeschutzblech 18 gegen die Wärmeeinwirkung des Rauchgases isoliert ist. Die Zuführung der E-Leitungfürden E-Motor 10 ist innerhalb des Kühlrohres 17 durch das Schutzrohr 19 vorgesehen. Beim Betrieb des Saugzuges werden die Rauchgase durch das vom E-Motor 10 angetriebene Lüfterrad 14 aus dem Schornstein gesaugt,gegen das kegelförmige Hitzeschutzschild 5 gedrückt und von diesem nach oben in den freien Raum abgeleitet.

Im Ausführungsbeispiel werden die austretenden Rauchgase über die über dem Lüfterrad 14 sich seitlich öffnenden Rauchgasaustrittsöffnungen 4 in eine von der normalen Strömungsrichtung gering abweichenden Richtung geleitet, ohne daß ein Stau der austretenden Rauchgase bzw. die Verlangsamung der Austrittsgeschwindigkeit auftritt und demzufolge ein ungehinderter Austritt der Rauchgase erfolgt.

Bei nichtdrehendem Lüfterrad 14 ist die Temperatur des Rauchgases gleich der bei einem drehenden Lüfterrad 14. Jedoch die Verweilzeit am Hitzeschutzschild 5 und damit derWärmeübergang am Hitzeschutzschild 5 ist größer als bei schneller bewegtem Rauchgas. Das ständige Vorhandensein der über den Kühllufteingang 21 und das Kühlrohr 17 hinter das Hitzeschutzschild 5 geleiteten gekühlten Luft hält dieses ständig im Bereich der notwendigen Temperaturen.

Das Lüftergehäuse 2 ist gegenüber der Fläche des Schornsteinzuges so erweitert, daß die Gesamtfläche im Bereich des Lüfterrades 14 reduziert um die Fläche der Lüfterblätter 23 der Fläche des Schornsteinzuges entspricht.

Zum Warmhaltebetrieb des Kessels wird der E-Motor 10 angeschaltet, wobei die Rauchgase durch den Abstand der Lüfterblätter23des Lüfterrades 14 den Schornstein ohne Widerstand verlassen und durch die Rauchgasaustrittsöffnungen 4 in den freien Raum gelangen.

Fig.2 zeigt in einer Draufsicht das Lüfterrad 14 in einer vierflügeligen Ausführung in dem Lüftergehäuse 2. Die Lüfterblätter 23 haben dabei, bezogen auf ihre Länge, eine sehr schlanke Ausbildung. Sie überstreichen damit die Öffnung des Saugzuges vollständig, ohne dabei die freie Öffnung des Saugzuges zu verringern. Es ist dabei festzustellen, daß die projezierte Gesamtfläche der Lüfterblätter 23 die Fläche des Kreisringes zwischen der oberen Öffnung des Lüftergehäuses 2 sowie der freien Öffnung des Saugzuges nicht übersteigt.

Zur Erzeugung eines wirksamen Saugstromes für die Rauchgase sind die Lüfterblätter 23 schräg angestellt. Die Einhaltung eines bestimmten Schrägungswinkels bzw. eines Schrägungswinkelbereiches, dieser ist abhängig von der Zusammensetzung der Rauchgase, aus chemischer und physikalischer Sicht, gewährleistet eine äußerst geringe Benetzung der Lüfterblätter 23 durch die Schwebestoffe bzw.durch die chemisch aktiven Stoffe des Rauchgases. Verbunden mit der geringen Oberfläche des Lüfterrades 14 gewährleistet eine Schrägstellung der Lüfterblätter 23 von 42° einen im Bereich der Selbstreinigung liegenden

Effekt. .

Es ist festgestellt worden, daß die außerordentlich schlanke Ausbildung der Lüfterblätter 23, verbunden mit einer Schrägstellung in einem Bereich von 40°-47° in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen des Saugzuges, einen solchen Effekt erkennen läßt.

Die Fig. 3 zeigt das Lüfterrad 14 aus dem Saugzug herausgehoben in einer separaten Ausbildung. Die Schnittdarstellung zeigt die Schrägstellung eines Lüfterblattes 23 des Lüfterrades 14.

Selbstverständlich ist die Ausführung des Lüfterrades 14 nicht auf eine vierflügelige Figuration beschränkt. Es können im Rahmen der erfindungsgemäßen Merkmale auch drei und weniger oder auch fünf und mehr Lüfterblätter angeordnet sein, wenn die baulichen und funktioneilen Voraussetzungen eine solche Anordnung erfordern. .

In der Praxis werden bevorzugt sechsflügelige Lüfterräder für derartige Saugzüge eingesetzt.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Lüfterrad für einen Saugzug zum Absaugen heißer, durch die Verbrennung von Rohbraunförderkohle erzeugter Rauchgase aus Schornsteinen, wobei das Gehäuse des Saugzuges auf dem Schornsteinkopf angeordnet ist und Einrichtungen für den Rauchgaswustritt aufweist und mit einer Platte verschlossen ist, auf der zentrisch kongruent mit der Längsmittelachse des Schornsteins ein Motor angeordnet ist, der über eine Lüfterwelle das Lüfterrad antreibt, welche im Lüftergehäuse unterhalb des Rauchgasaustritts, vorgesehen ist, wobei in dem Raum zwischen Lüfterrad und Platte ein Hitzeschild angeordnet ist, an dessen Seite ein Kühlrohrvorgesehen ist und derauf der Platte befestigte Motor von einem Motorschachtvollständig eingeschlossen ist und das Gehäuse des Lüfterrades trichterförmig so erweitert ist, daß die größer Öffnung das Lüfterrad aufnimmt, dessen Lüfterblätter als Summe eine Fläche betragen, die dem Kreisring der trichterförmigen Vergrößerung der Gehäuseöffnung kongruent ist, gekennzeichnet dadurch, daß die an einer Nabe (24) angeordneten Blätter (23) des Lüfterrades (14) im Verhältnis zu ihrer Breite langgestreckt ausgebildet sind, so daß ein freier Durchtritt der Rauchgase aus dem Lüftergehäuse (2) erreicht ist, wobei der Schrägungswinkel (=°) der Lüfterblätter (23) 40° bis 47° beträgt.
2. 2. Lüfterrad nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägungswinkel (=°) der Lüfterblätter (23) 42° beträgt.