Vorrichtung im Abgaskanal von öl- oder gasbefeuerten Heizkesseln

Abstract

 Bei Heizkesseln (1), die mit Öl oder Gas befeuert werden, soll den Abgasen zur Vermeidung von Kondensatausscheidung im Schornstein (3) Luft beigemischt werden. Zu diesem Zweck ist dem Abgaskanal (6) ein Luftkanal (7) zugeordnet. Ferner sind Mittel zum Einspeisen der Luft in den Abgasstrom vorgesehen, nämlich eine Verengung (5) des Abgaskanales (6) vor dem Lufteintritt oder ein Luftbeimischgebläse (11) im Luftkanal (7). Insbesondere das Luftbeimischgebläse (11) ist durch einen Temperaturfühler (9) im Abgasstrom so zu steuern, dass unterhalb einer festgelegten Abgastemperatur Luft beigemischt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Abgase von Heizkesseln sollten beim Eintritt in den Schornstein eine bestimmte Mindesttemperatur, etwa 180 °C, nicht unterschreiten. Im anderen Falle würde sich infolge einer noch weiteren Abkühlung im Schornstein Kondensat ausscheiden. Um eine Zerstörung von gemauerten Schornsteinen zu vermeiden, muß dieses verhindert werden.

[0003] Bei Heizkesseln mit modulierend in Abhängigkeit von der jeweils benötigten Kesselleistung geregelter Brennstoffmenge ist bei Vollast die vorgeschriebene Mindesttemperatur der Abgase einzuhalten. Eine bewußt höher eingestellte Temperatur würde eine Energieverschwendung darstellen. Bei Teillast in Übergangszeiten ergeben sich dann automatisch niedrigere Abgastemperaturen. Bei einer Teillast von 20% liegen die Abgastemperaturen nur noch bei etwa 60 °C. Somit tritt die gefürchtete Kondensatausscheidung auf. Diese kann auch bei Vollast und sehr hohem Temperaturabbau im Heizkessel auftreten.

[0004] Das Ausscheiden von Kondensat im Schornstein infolge einer zu niedrigen Abgastemperatur soll verhindert werden.

[0005] Gemäß der Erfindung erfolgt dieses durch eine im Abgaskanal angeordnete Vorrichtung mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen.

[0006] Eine Luftbeimischung zu den Abgasen von Heizkesseln ist altbekannt. Eine Vorrichtung dieser Art, die unter der Bezeichnung Zugbegrenzer bekannt ist, ist beispielsweise der DE-AS 12 41 028 zu entnehmen. Diese Zugbegrenzer können die hier gestellte Aufgabe trotz eines ähnlichen Aufbaues aber nicht lösen. Sie öffnen nämlich gerade bei hohem Zug, d.h. bei Kesselvollast mit hohen Abgastemperaturen. Bei Teillast mit geringem Zug und geringen Abgastemperaturen schließen sie hingegen.

[0007] Im Gegensatz zu den Zugbegrenzern sorgen die erfindungsgemäß vorgesehenen Mittel gerade bei zu niedrigem Zug und zu niedriger Abgastemperatur für ein Einspeisen von Luft in die Abgase. Das war bisher weder geplant noch möglich.

[0008] Die Menge der beigemischten Luft muß so groß sein, daß bis zur Schornsteinmündung kein Kondensat ausgeschieden wird. Diese ist je nach Schornsteinausbildung unterschiedlich groß und kann durch ein im Luftkanal angeordnetes Luftbeimischgebläse zugeführt werden. Im gleichen Sinne wirkt auch eine variable Verengung des Strömungsquerschnittes des Abgaskanales vor der Einmündung des Luftkanales. Durch Injektion wird die Luft angesaugt, wobei allerdings eine höhere Brennergebläsepressung in Kauf zu nehmen ist.

[0009] Durch ein Meßorgan, vorzugsweise ein Temperaturfühler, im Abgasstrom können die Mittel zur Beimischung der Luft gesteuert werden. Die Temperatur, die für eine trockene Ableitung der Abgase notwendig ist, ist einem Fachmann bekannt bzw. durch Versuche zu ermitteln. Bei einer Festlegung auf etwa 180 C vor dem Schornstein kann sie durch einen Temperaturfühler im Abgaskanal vor oder hinter der Einmündung des Luftkanales ermittelt werden. Es ist auch möglich, eine Mindesttemperatur an der Schornsteinmündung festzulegen und den Temperaturfühler dort anzuordnen. Der Temperaturfühler kann dann unter Zwischenschaltung eines Elektromotores regulierend auf das Luftbeimischgebläse und ggfs. auf eine Klappe im Luftkanal einwirken. Durch eine Veränderung der Gebläsedrehzahl, der Klappenstellung oder auch des Injektionsquerschnittes im Abgaskanal kann die benötigte Luftmenge eingestellt werden. Der Temperaturfühler könnte auch in Form eines Bimetalles unmittelbar auf die einzelnen Elemente einwirken.

[0010] Die beigefügte Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt:

Fig. 1 : Einen Heizkessel in der Seitenansicht mit einer nachgeschalteten Vorrichtung im Längsschnitt und

Fig. 2 und Fig. 3 : Je einen Längsschnitt durch speziell gestaltete Vorrichtungen zur Luftbeimischung.

[0011] Einem Heizkessel 1 mit einem Gebläsebrenner 2 ist die zum Schornstein 3 führende Vorrichtung im Abgasrohr 4 zugeordnet. Die Vorrichtung besteht aus einem zu einem Injektorquerschnitt 5 verengten Abgaskanal 6 mit einer von außen zu bedienenden Verstellscheibe und einem hinter dem Injektorquerschnitt 5 einmündenden Luftkanal 7 . Im Luftkanal 7 sitzt eine Klappe 8 , die bei Kesselvollast geschlossen ist und einen Austritt von Abgasen in den Aufstellungsraum verhindert. Die Klappe 8 wird von einem Temperaturfühler 9 über einen Elektromotor 10 , ggfs. auch über eine andere geeignete Einrichtung, so gesteuert, daß der Luftkanal 7 bei Abgastemperaturen unter dem geforderten Mindestwert geöffnet wird. Die Wirksamkeit des Injektorquerschnittes 5 wird durch ein Luftbeimischgebläse 11 im Luftkanal 7 unterstützt. Es ist auch möglich, nur das Luftbeimischgebläse 11 zu betätigen, wodurch eine pendelnde Klappe automatisch geöffnet wird. Grundsätzlich kann die Luftzufuhr nur durch die Sogwirkung des Injektorquerschnittes 5 oder nur durch den Druck des Luftbeimischgebläses 11 erzielt werden.

[0012] Außer der beschriebenen und dargestellten Luftbeimischung zur Verhinderung der Kondensatausscheidung aus den Abgasen ist bei modulierendem Brennerbetrieb noch eine zusätzliche Sicherheitsschaltung während der Anfahrphase des Brenners möglich. In Zeiten, in denen der Brenner infolge einer geringen Außentemperatur an sich mit Teillast fährt, wird er durch ein Zeitglied gesteuert zunächst so lange mit Vollast gefahren, bis der ausgekühlte Schornstein aufgeheizt ist. Anschließend erfolgt die Umschaltung auf Teillast mit der erfindungsgemäßen Luftbeimischung zu den Abgasen.

Ansprüche

1. Vorrichtung im Abgaskanal von öl- oder gasbefeuerten Heizkesseln zum Verhindern von Kondensatausscheidungen aus den Abgasen,
gekennzeichnet durch einen in den Abgaskanal (6) mündenden Luftkanal (7)
und durch Mittel zum Einspeisen von Luft in den Abgasstrom bei Unterschreiten der für die trockene Ableitung der Abgase notwendigen Temperatur.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verengung (5) des Abgaskanales (6) vor der Einmündung des Luftkanales (7) zur Erzeugung eines Injektionsstromes als Mittel zum Einspeisen der Luft in den Abgasstrom.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Luftbeimischgebläse (11) im Luftkanal (7) als Mittel zum Einspeisen der Luft in den Abgasstrom.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßorgan im Abgasstrom unter Zwischenschalten eines Elektromotores (10) regulierend auf das zusätzliche Luftbeimischgebläse (11) und/oder eine Klappe (8) im Luftkanal (7) einwirkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßorgan in Form eines Temperaturfühlers (9) im Abgaskanal (6) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (9) in Form eines Bimetalls direkt auf das Luftbeimischgebläse (11) und/oder eine Klappe (8) im Luftkanal (7) einwirkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßorgan an der Mündung des Schornsteins (3) angeordnet ist.

Zeichnung