DE3830884C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Öl- oder Gasbrenner mit Brenn­ kammer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekannte Öl- und Gasbrenner vergleichsweise einfachen Auf­ baus weisen eine Brennerdüse und eine Brennkammer auf, die leicht verrußen oder zumindest keine optimale schadstoff­ arme Verbrennung bei gutem Wirkungsgrad durchführen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Öl- oder Gas­ brenners, der einen einfachen Aufbau und gleichwohl einen guten Heizwirkungsgrad mit einer schadstoffarmen Rauchgas­ verbrennung besitzt und zudem vielseitig eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 13.

Wesen der Erfindung ist mithin die Schaffung einer langge­ streckten zylindrischen Brennkammer bei einem Öl- oder Gas­ brenner, 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-Nachverbrennungskammer eines Festbrennstoffofens hinter der eigentlichen Festbrennstoffkammer sein kann.

Zwar ist aus DE 29 43 000 A1 ein Öl- oder Gasbrenner mit einer Brennkammer der eingangs genannten Art bekannt. Die Brennkammer des bekannten Öl- oder Gasbrenners weist jedoch einen vergleichsweise aufwendigen eigenen Kesselwasser-Mantelraum auf und besitzt keine Rauchgas-Nachverbrennungskammer, die mit der Festbrennstoffkammer verbunden ist. Festbrennstoffkammer und Öl- oder Gas-Brennkammer sind räumlich voneinander getrennt und nur in einem gemeinsamen isolierten Gehäuse aufgenommen.

Zweckmäßigerweise ist eine gemeinsame Frontplatte für die Aufnahme der Brennerdüse an der Plattenvorderseite vorge­ sehen, wobei sich der eigentliche Brennkammerzylinder hinter der Frontplatte parallel zum Festbrennstoffofen nach hinten erstreckt bis zum seitlichen Eintritt in die Rauchgas-Nach­ verbrennungskammer des Festbrennstoffofens.

Für einen kombinierten Heiz- bzw. Brennerbetrieb ist eine elektronische Steuerung mit einer Schalttafel vorgesehen, die oberhalb der Brennerdüse an der Frontplatte befestigt ist. Die elektronische Steuerung ist so ausgelegt, daß durch die Kombination beider Geräte aus Öl- bzw. Gasbrenner und 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 nachge­ ordnete Nachbrennkammer, die auf diese Weise im Betrieb sehr heiß wird und eine zuverlässige schadstoffarme Verbren­ nung realisiert (sog. "heiße Brennkammer").

Ist die Nachbrennkammer die Rauchgas-Nachverbrennungskammer eines parallel angeordneten Verbrennungsofens in Form eines Heizkessels oder Kachelofens, so kann durch den Ölbrenner über die sehr heiße Nachbrennkammer der Festbrennstoff im parallelgeschalteten Ofen oder Kessel durch Rückzüngeln der Flamme angezündet werden. Durch die Erfindung kann mit­ hin auf einfache Weise der Festbrennstoff eines parallel­ geschalteten Geräts angezündet werden.

Die Rauchgas-Nachverbrennungskammer des Festbrennstoffofens enthält vorzugsweise eine erste im wesentlichen plane Kammer­ wand, an der die Rauchgase der verbrannten Festbrennstoffe tangential eingeleitet werden, und ferner eine entgegenge­ setzte im wesentlichen vertikal angeordnete zweite Kammer­ wand, welche eine wellenförmige Innenober­ fläche mit zumindest zwei Vorsprüngen aufweist, die eine horizontale Einbuchtung ausbilden, wobei der seitliche Durch­ gang des Brennkammerzylinders in Höhe der Einbuchtung der Nachverbrennungskammer gelegen ist.

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

Die Rauchgas-Nachverbrennungskammer umfaßt vorteilhafterweise eine Deckplatte mit einer Längsaussparung, die die obere Abzugsöffnung der Rauchgas-Nachverbrennungskammer zu den nachgeordneten Rauchgaszügen des Verbrennungsofens bestimmt. Hierbei kann die Deckplatte wechselseitig in der Nachver­ brennungskammer in einer Weise eingesetzt werden, daß in der einen Stellung die obere Abzugsöffnung unmittelbar an­ grenzend an der zweiten Kammerwand und in der anderen Posi­ tion unmittelbar angrenzend an der ersten Kammerwand posi­ tioniert ist. Die Rauchgas-Nachverbrennungskammer 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 beider Geräte in einem Vertikalschnitt geteilt, wobei beide Frontplatten­ hälften fluchtend und fest zueinander angeordnet sind.

Die Brennkammer des Öl- oder Gasbrenners ist nicht wasser­ gekühlt, sondern gibt neben Wärme an den Verbrennungsofen auch noch Wärme an die Raumheizung od. dgl. ab.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen 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 Ausführungs­ form nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine perspektivische Vorderansicht einer anderen Ausführungsform mit geteilter Frontplatte ähnlich der Fig. 3,

Fig. 5 die Rauchgas-Nachverbrennungskammer des Verbrennungs­ ofens in einer perspektivischen Schnittansicht, und

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

In der Zeichnung ist ein Öl- oder Gasbrenner 15 veranschau­ licht, dessen Brennerdüse 33 zentrisch in die eine Stirn­ seite einer langgestreckten zylindrischen Brennkammer 20 hineinreicht, dessen andere Stirnseite 34 geschlossen ist. Im Bereich der Stirnseite 34 befindet sich auf dem Mantel­ umfang der Brennkammer 20 ein Durchgang 35 in Form eines Anschlußstutzens, wie dies insbesondere der Fig. 2 zu ent­ nehmen ist. Anschlußstutzen und das Innere der Brennerkam­ mer 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 die­ sem Ausführungsbeispiel 450 mm und der äußere Zylinderdurch­ messer 240 mm. Die Dicke des keramischen Isoliermaterials beträgt im Zylinderinnern 25 mm und im Bereich des Anschluß­ stutzens des Durchgangs 35 ca. 10 mm. Der Öl- oder Gasbren­ ner 15 ist im Bereich einer Frontplatte 22 und im Bereich seines Anschlußstutzens im praktischen Ausführungsbeispiel der Zeichnung an einen Verbrennungsofen 1 angeflanscht.

Ölbrenner 15 und Verbrennungsofen 1 liegen hierbei in einer parallelen Tandemanordnung und weisen eine gemeinsame Front­ platte 22 gemäß Fig. 3 oder eine geteilte Frontplatte 23 gemäß Fig. 4 auf, an der die Brennerplatte 24 angeflanscht und oberhalb der Brennerplatte 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 Aschen­ klappe 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 Verbrennungsofens 1 und verläuft von vorne nach hinten. Durch eine geteilte Frontplatte 23 kann er nachträglich an einen bereits installierten Verbrennungsofen 1 angeflanscht werden.

Durch die Kombination eines Verbrennungsofens 1 mit einem Ölbrenner 15 (oder Gasbrenner) lassen sich Festbrennstoffe in der Festbrennstoffkammer 2 des Verbrennungsofens 1 im Bereich des Füllschachtes anzünden, wobei sich die Anlage nach einem Anzündvorgang automatisch abschaltet. Nach einem Ausbrand der Festbrennstoffe im Verbrennungsofen 1 ist ein gleitender Übergang im Brennbetrieb auf Öl (oder Gas) mög­ lich. Hierbei gibt die Ölbrennkammer, die nicht wassergekühlt ist, Wärme an den Verbrennungsofen im Bereich der Rauchgas- Nachverbrennungskammer 4 sowie an eine mögliche Raumheizung ab. Die Rauchgas-Nachverbrennungskammer 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-Heizbetrieb, wodurch eine Bodenheizung oder Warmwasserheizkörper oder auch ein Brauchwasser-Boiler beheizt werden können. Die seitlichen äußeren Wassertaschen 17 sind zweckmäßigerweise fest mit dem Gerät verschweißt. Ein zusätzliches Wasseraufsatzgerät zur Beheizung von Was­ ser 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 ausgebil­ det ist mit einem unteren Stehrost und einer vorgelager­ ten Primärluftzuführung 28 im Bereich der Frontplatte 22. Hierbei kann die Primärluftzuführung 28 durch die Umstell­ klappe 26 dem Füllschacht oberseitig gemäß Fig. 1 zugeführt werden oder nach Umstellung der Umstellklappe 26 untersei­ tig. Vor der eigentlichen Umstellklappe 26 ist gemäß Fig. 1 eine Verschlußklappe 29 vorgesehen, um die Primärluft voll­ ständig zu unterbinden, beispielsweise bei einem Ölbrenn­ betrieb.

Der Festbrennstoffkammer 2 nachgeordnet ist die bereits angesprochene Rauchgas-Nachverbrennungskammer 4, welche einen unterseitigen Einzugskanal 3 und eine oberseitige Abzugsöffnung 5 in Richtung der sich anschließenden hinte­ ren Rauchgaszüge 6 aufweist. Gemäß Zeichnung sind zwei hin­ tere Rauchgaszüge 6 vorgesehen mit einer oberen Anheizklappe 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-Nachverbrennungskammer 4 umfaßt insbesondere eine hintere im wesentlichen vertikale plane erste Kammer­ wand 7 mit einer unteren tangentialen Schräge im Bereich des Einzugskanals 3, eine zweite der ersten Kammerwand 7 entgegengesetzte vertikale Kammerwand 8 zwischen Feststoff­ brennkammer 2 und Nachverbrennungskammer 4 sowie eine obere Deckplatte 12, welche an einer Seitenlänge eine Aussparung besitzt, die die obere Abzugsöffnung 5 bestimmt. Sämtliche vorgenannten Bauteile der Nachverbrennungskammer 4 sind aus Feuerbeton oder aus Schamotte. Sie sind separate Teile und lösbar im Ofen angeordnet. Hierbei kann die plane Deck­ platte 12 in zwei unterschiedlichen Stellungen positioniert werden. In der in Fig. 1, 5 und 6 gezeigten Stellung befin­ det 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 Bereich der ersten Kammerwand 7 und schafft einen direk­ ten Durchzug in der Rauchgas-Nachverbrennungskammer 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 gegenüber­ liegenden 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 erzie­ len läßt, welche bei jedem Brennbetrieb eine rauchfreie bzw. sehr schadstoffarme Verbrennung ermöglicht. Durch die heiße Nachverbrennungskammer ist es möglich, ohne Rauchgas- Entstaubung zu heizen. Die Vorschriften der 1. Bundesimmis­ sionsschutzverordnung (Förderung einer schadstoffarmen Ver­ brennung von 150 mg/m³ Abgas) werden erfüllt. Folgende Betriebsarten sind möglich:

• 1. Separater Feststoffbrennbetrieb des Verbrennungsofens 1 (der Abbrand 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 Ölbrenners in Kombination mit dem angeschlossenen Verbrennungsofen 1 unter Ausnutzung der Rauchgas-Nachverbrennungskammer 4.
• 4. Anheizbrennbetrieb der Festbrennstoffe im Verbrennungs­ ofen 1 durch einen angeschlossenen Öl- oder Gasbrenner 15.
• 5. Öl- oder Gasbrennbetrieb nach einem Ausbrand der Fest­ brennstoffe bei gleitendem Übergang des Brennbetriebs.

Die Rauchgas-Nachverbrennungskammer 4 umfaßt vorzugsweise im Bereich des unteren schrägen Einzugskanals 3 einen Gas­ mischkopf 16, wobei im unteren Bereich der Festbrennstoffkammer 2 ein Sekundär­ luftstrom 30 durch eine Mehrzahl von Bohrungen 31 dem Glut­ bett im Füllschacht zuführbar ist. Ferner ist eine Klappe 32 vorgesehen, mit der der Durchtritt des Sekundärluftstro­ mes durch die Bohrungen steuerbar ist.

Claims (13)

1. Öl- oder Gasbrenner mit Brennkammer, 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 verbunden ist.

2. Öl- oder Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbrennkammer die Rauchgas-Nachverbrennungskam­ mer (4) eines Verbrennungsofens (1) für Festbrennstoffe ist.

3. Öl- oder Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Frontplatte (22, 23) für den Verbren­ nungsofen (1) und den eigentlichen Öl- bzw. Gasbrenner (15) vorgesehen ist, wobei sich der Brennkammerzylinder im wesentlichen horizontal nach hinten parallel zum eigent­ lichen Verbrennungsofen (1) erstreckt bis hin zu einem seitlichen Eintritt (14) in die Brennkammer (4) des Ver­ brennungsofens (1).

4. Öl- oder Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (20) aus einem feuerfesten Keramik­ faser-Dämmplatten-Material ausgebildet ist.

5. Öl- oder Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkammerzylinder einen Stahlblechmantel (36) besitzt.

6. Öl- oder Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlänge ca. 450 mm und der äußere Zylin­ derdurchmesser 240 mm beträgt, und daß das Zylinder­ innere mit Ausnahme des Brennerdüsenbereichs sowie das Innere des als Anschlußstutzen ausgebildeten Durchgangs (35) mit feuerfestem Keramikplattenmaterial in einer Dicke zwischen 10 und ca. 25 mm ausgekleidet ist.

7. Öl- oder Gasbrenner nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorderseite der Frontplatte (22 bzw. 23) die Brennerdüse (33) und oberhalb hiervon die Schalttafel (37) der elektronischen Steuerung für einen automatischen Feststoffbrennbetrieb und/oder einen Öl- bzw. Gasbrenn­ betrieb angeordnet ist.

8. Öl- oder Gasbrenner nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsofen (1) ein Heizkessel oder ein Kachelofen ist.

9. Öl- oder Gasbrenner nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgas-Nachverbrennungskammer (4) des Verbren­ nungsofens (1) eine erste im wesentlichen plane Kammer­ wand (7) aufweist, an der die Rauchgase der verbrannten Festbrennstoffe tangential eingeleitet werden, und fer­ ner eine entgegengesetzte im wesentlichen vertikal ange­ ordnete zweite Kammerwand (8) vorgesehen ist, welche eine wellenförmige Innenoberfläche mit zumindest zwei Vorsprüngen (9, 10) aufweist, die eine horizontale Ein­ buchtung (11) ausbilden, wobei der seitliche Durchgang (35) des Brennkammerzylinders in Höhe der Einbuchtung (11) der Nachverbrennungskammer (4) gelegen ist.

10. Öl- oder Gasbrenner 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-Nachverbrennungskammer (4) ist.

11. Öl- oder Gasbrenner nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgas-Nachverbrennungskammer (4) eine Deck­ platte (12) mit einer Längsaussparung aufweist, die die obere Abzugsöffnung (5) der Rauchgas-Nachverbrennungs­ kammer (4) zu den nachgeordneten Rauchgaszügen (6) be­ stimmt.

12. Öl- oder Gasbrenner nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (12) der Rauchgas-Nachverbrennungs­ kammer (4) wechselweise einsetzbar ausgebildet ist.

13. Öl- oder Gasbrenner nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kammerwand (7 bzw. 8), der Einzugskanal (3) sowie die Deckplatte (12) aus Feuer­ beton oder aus Schamotte ausgebildet sind.