DE2720688A1

DE2720688A1 - Verschlussorgan fuer rauchgasabzuege

Info

Publication number: DE2720688A1
Application number: DE19772720688
Authority: DE
Inventors: Alois Steimer; Franz Steimer
Original assignee: Individual
Current assignee: Steimer Franz Josef 8900 Augsburg De
Priority date: 1977-05-07
Filing date: 1977-05-07
Publication date: 1978-11-09

Description

Verschlußorgan für Rauchgasabzüge
Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbsttätig schaltbares Verschlußorgan für den Rauchgasabzug, z.B. Fuchs, Abgasleitung o.dgl., von Feuerungen, insbesondere von Heizungsanlagen, bestehend aus einer schwenkbar gelagerten Klappe, die vor oder bei Inbetriebsetzung der Feuerung in eine Öffnungsstellung und nach Außerbetriebsetzung in die Schließstellung gebracht wird.
Vor allem bei Feuerungen für kleine und mittlere Kessel von Heizungsanlagen erfolgt die Regelung der Wärmeerzeugung in der Weise, daß beim Erreichen einer bestimmten Höchsttemperatur im Vorlauf die Brennstoffzufuhr, z.B. durch den Ölbrenner, automatisch abgeschaltet und beim Unterschreiten einer festgelegten Mindesttemperatur automatisch wieder eingeschaltet wird. Nach Abschaltung des Brenners strömt aber infolge des Kaminzuges weiterhin kalte Luft durch das Flammrohr und durch die Rauchgaszüge und entzieht den Heizflächen des Kessels Wärme, die durch den Kamin ungenutzt ins Freie abgeführt wird. Beim Wiedereinschalten des Brenners muß diese verlorene Wärme, die in ungünstigen Fällen bis zu 20 % der Brennstoffkosten ausmachen kann, wieder erzeugt werden. Aber auch bei großen Kesselanlagen mit kontinuierlicher Temperaturregelung entstehen nach Abschaltung des oder der Brenner durch die nachströmende Kaltluft beträchtliche Wärmeverluste. Selbst bei Brennern mit automatisch beim Ein- und Ausschalten sich öffnenden bzw. schließenden Klappen am Lufteinlaß wurden nach längerer Außerbetriebsetzung, z.B.
während der Stillegung einer Heizungsanlage in warmen Jahreszeiten, Kondensationsniederschläge in den Flamm- und Rauchrohren festgestellt, die Korrosion bewirken. Diese Erscheinung ist offensichtlich darauf zurückzuführen, daß warme Außenluft mit höherem Feuchtigkeitsgehalt in den Kamin eindringt und infolge Abkühlung vertikal nach unten bis in den Feuerungsraum strömt, wo die Feuchtigkeit an den kühleren Wänden kondensiert.
Um diese und die Wärmeverluste zu vermeiden, werden im Fuchs oder im Abgasrohr Verschlußorgane in Form von Schiebern oder drehbar gelagerten Klappen angeordnet, die nach Abschalten des Brenners von Hand oder auch automatisch in Verschlußstellung gebracht werden.
Die automatisch gesteuerten VerschluRorgane sind durch mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch arbeitende Stellglieder mit der Brennerschaltung gekoppelt. Sobald der Brenner eingeschaltet ist, wird ein mit der Verschlußklappe gekuppelter Stellmotor in Bewegung gesetzt, der die Klappe in die Öffnungsstellung bringt.
Bei mit Heizöl oder mit Gas befeuerten Kesseln beginnt das Öffnen bereits mit der Einschaltung des Gebläses zum Zwecke der Belüftung des Feuerungsraumes und der Rauchgaskanäle, um ein etwa vorhandenes, zündfähiges Brennstoff/Luftgemisch, das beim Zünden des Brenners explosionsartig reagieren könnte, hinauszublasen. Nach Abschaltung des Brenners geht bei den bekannten selbsttätig gesteuerten Einrichtungen die Verschlußklappe sofort in die Schließstellung. Dies kann vornehmlich nach einer längeren mit Vollast gefahrenen Betriebsphase zu einem gefährlichen Wärmestau führen, der die Bauteile des Kessels unnötig thermisch hoch belastet. Man müßte also bei den bekannten Steuereinrichtungen für derartige Betriebsphasen zusätzlich ein Verzögerungsorgan vorsehen, das den Schließvorgang retardiert. Die an sich schon komplizierte automatisch wirkende Steuereinrichtung würde dadurch noch komplizierter und damit teurer und störungsanfälliger.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbsttätig schaltendes Verschlußorgan ohne irgendwelche zusätzlichen mit dem Brenner in Verbindung stehenden Stellgliedern unter Ausnützung der Strömungsverhältnisse im Abgaskanal zu schaffen, das zugleich die Gefahr der thermischen Belastung der Kesselbauteile durch Strahlungshitze nach Abschaltung des Brenners behebt.
Diese Aufgabe wird gemäß vorliegender Erfindung dadurch gelöst, daß die Drehachse der Welle, an der die aus einem leichten Material (z.B. Blech) bestehende Verschlußklappe befestigt ist, in einer zur Kanalmittelebene parallelen Ebene derart angeordnet ist, daß die Klappe in jeder Öffnungsstellung sich im labilen Gleichgewicnt befindet. Wegen ihres geringen Gewichtes ist diese Klappe praktisch trägheitslos. Infolge ihrer exzentrischen Lagerung wird sie durch den beim Auftreten einer Strömung im Abgaskanal entstehenden Staudruck einseitig stärker belastet und in eine Öffnungsstellung gebracht. Die Exzentrizität der Lagerachse wird dabei von der Größe des Staudruckes bestimmt, bei dem die Klappe geöffnet werden soll. Bei Feuerungen, die vor dem eigentlichen Zündvorgang belüftet werden müssen, ist dies der von der Belüftungsströmung erzeugte Staudruck, der die Klappe teilweise öffnet. Nach vollzogener Zündung wird sie durch die stärkere Abgasströmung in die volle Öffnungsstellung gebracht. Nach dem Abschalten des Brenners geht die Klappe regulär infolge ihrer instabilen Gleichgewichtalage sofort in die Schließstellung. Lediglich beim Auftreten eines Hitzestaues bewirkt der Auftrieb eine geringe Strömung, vermöge deren die Klappe einen kleinen Öffnungsquerschnitt freigibt. Erst wenn die Gefahr einer zu starken thermischen Belastung beseitigt ist, geht die Verschlußklappe in die volle Schließstellung.
Im folgenden wird die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine in einem Abgasrohr drehbar gelagerte Verschlußklappe, Fig. 2 einen Schnitt längs Linie II + II der Fig. 1 und Fig. 3 das Detail A der Fig. 1 im größeren Maßstab.
Es bezeichnet 1 ein um 45 ° zur Horizontalen geneigt angeordnetes Abgasrohr in dem die Verschlußklappe 2 mit der Welle 3 in den Lagern 4 und 5 frei drehbar gelagert ist. Mit den Laschen 6, 7 ist die Verschlußklappe 2 an der Welle 3 starr befestigt.
Die Achse der Welle 3 liegt dabei in einer zur Rohrmittelebene x + x parallelen Ebene d Z d und zwar im Abstand e, so daß die Klappe 2 in jeder Öffnungsstellung sich im labilen Gleichgewicht befindet. Mit gestrichelten Linien ist die Klappe 2 in ihrer vollen Öffnungsstellung dargestellt, in die sie durch die einseitig stärkere Beaufschlagung mit dem Staudruck der Abgasströmung gebracht wird.
Die Klappe 2 besteht aus einem dünnen Blech, so daß sie ein geringes Massenträgheitsmoment aufweist. Zu ihrer Versteifung sind die Sicken 2a eingearbeitet und am Umfang sind die Ränder 2b, 2c, angebördelt, in denen zusätzlich in einer Rille 8 die Dichtung 9 aus einem warmfesten Material, z.B. Asbestschnur, angebracht ist. Statt der Dichtung 9 können auch berührungsfreie Dichtungen, z.B. eine Labyrinthdichtung, angeordnet werden.
Grundsätzlich könnte die Drehachse der Klappe 2 auch in deren Ebene liegen, und diese wiederum könnte in jeder Querschnittsebene des Rohres 1, also auch in der Normalebene zur Rohrlängsachse angeordnet sein. Dies hätte jedoch den Nachteil, daß die stets wenigstens annähernd ellipsenförmige Klappe in der Schließstellung nicht vollständig abdichten kann. Zur völligen Abdichtung müßte in diesem Falle im Rohr über dessen ganzen Innenumfang ein Ring angeordnet werden, der den freien Durchflußquerschnitt abdeckt. Ein solcher Ring würde aber den Strömungswiderstand erhöhen. Vorteilhafterweise ist daher erfindungsgemäß die Drehachse der Welle 3 im Abstand e von der Klappe 2 angeordnet, der so groß bemessen ist, daß die Klappe in der vollen Öffnungsstellung (gestrichelte Darstellung) etwa in der Mittelebene x + x des Abgasrohres 1 liegt. Am günstigsten wird die Klappe 2 so angeordnet, daß sie in der Schließstellung etwa im Winkel von 45 ° schräg zur Kanal- bzw. Rohrmittelebene x + x liegt. Dabei ergeben sich sehr kurze Öffnungs- und Schließzeiten.
Um die Funktion der Verschlußklappe 2 schnell an unterschiedliche Betriebsbedingungen (Kaminzug, Förderdruck des Brennergebläses usw.) anpassen zu können, ist außerhalb des Abgasrohres 1 an der Welle 3 der Hebel 10 mit einem verstellbaren Gegengewicht 11 angebracht, das entgegengesetzt zur Drehrichtung der Klappe 2 wirksam ist, so daß deren Ubergewicht damit veränderbar ist.
Auf der Anströmseite der Klappe 2 kann schließlich der angebördelte Rand 2c aerodynamisch zu einem Tragflächenprofil ergänzt werden, um eventuell auftretende Flattererscheinungen zu eliminieren.
Es dürfte ohne weiteres einleuchten, daß die erfindungsgemäß erforderliche labile Gleichgewichtslage der Klappe 2 auch bei waagerechter oder senkrechter Anordnung des Abgasrohres realisierbar ist.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: 1. Seibstätig schaltbares Verschlußorgan für den Rauchgasabzug, z.B. Fuchs, Abgasleitung o.dgl., von Feuerungen, insbesondere von Heizungsanlagen, bestehend aus einer schwenkbar gelagerten Klappe, die vor oder bei Inbetriebsetzung der Feuerung in eine Öffnungsstellung und nach Außerbetriebsetzung in die Schließstellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Welle (3), an der die aus einem leichten Material, (z.B.Blech) bestehende Klappe (2) befestigt ist, in einer zur Kanalmittelebene (x + x) parallelen Ebene (d + d) derart angeordnet ist, daß die Klappe (2) in wieder Öffnungsstellung sich im labilen Gleichgewicht befindet.
2. Verschlußorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Welle (3) im Abstand (e) von der Klappe (2) angeordnet t, der so groß bemessen ist, daß die Klappe (2) bei voller Öffnung etwa in der Mittelebene (x + x ) des Abgasrohres liegt.
3. Verschlußorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (2) in der Schließstellung etwa im Winkel von 45 ° schräg zur Kanal- bzw. Rohrmittelebene ( x + x) liegt.
4. Verschlußorgan, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dünnem Blech bestehende Klappe (2) Versteifungen in Form von Stegen oder Sicken (2a) aufweist.
5. Verschlußorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (2) am Umfang Ränder ( 2b, 2c) aufweist, an dem Dichtungen (z.B. Labyrinth- oder AsS bestdichtungen) angebracht sind.
6. Verschlußorgan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (2c) auf der Anströmseite der Klappe (2) zu einem Tragflächenprofil ergänzt ist.
7. Verschlußorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Abgasrohres (1) an der Welle (3) ein Hebel (10) mit einem verstellbaren Gegengegewicht (11) angebracht ist, mit dem das tibergewicht der Klappe (2) veränderbar ist.