DE2829270A1

DE2829270A1 - Gaskesselregelung

Info

Publication number: DE2829270A1
Application number: DE19782829270
Authority: DE
Inventors: Louis Hubertus Widdershoven
Original assignee: RAYPAK PRODUKTEN
Current assignee: Rendamax BV
Priority date: 1977-07-11
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1979-02-08
Also published as: DK148427B; GB2000858B; FR2397598B1; AU522791B2; DE2829270C2; DE7820042U1; DK312578A; BE868896A; IT7809532A0; NL7707693A; AU3782178A; IT1103629B; US4223641A; FR2397598A1; YU166378A; NL184749B; NL184749C; YU42930B; CA1098780A; DK148427C

Description

Anmelder: Stuttgart, den 3. Juli 1978

Raypak Produkten B.V. P 3576 fi/Bl

Hamstraat 76 ■>
Kerkrade-West,
Niederlande

Vertreter:

Kohler-Schwindling-Späth
Patentanwälte
Hohentwielstraße 41
7000 Stuttgart 1

Gaskesselregelung

Die Erfindung bezieht sieh auf eine gasbeheizte Kesselanlage mit Regelung der Zufuhr von Verbrennungskomponenten, versehen mit einem Verbrennungsraum, der an der Oberseite mit einem Rauchgaskanal verbunden ist und an der Unterseite begrenzt wird von einem Brennerbett mit atmosphärischen Brennern mit vorgeschalteten Venturirohren, die beim Hindurchströmen des über einen Abschliesser regelbar zugefülirten Gases Primärluft ansaugen und wobei zwischen den Elementen des Brennerbettes hindurch von dessen Unterseite her Sekundärluft zu dem Verbrennungsraum angesaugt werden kann, wie schon eher von der Anmelderin angewendet wurde.

Bei dieser Anwendung ist eine modulierende Regelung der zugeführten Gasmenge vorgesehen worden, so dass die Anlage bei optimaler oder minimaler Kapazität und bei allen zwischenliegenden Kapazitäten arbeiten kann.

Der Zweck der Erfindung ist die Erhöhung der Leistung einer solchen Anlage.

Die umschriebene Anlage ist nach der erfindungsgemässen Ausführung mit einer Regelklappe oder einem Regelschieber versehen, die bzw. der zum Regeln der Zufuhr der Sekundärluft im Zusammenhang mit der Regelung der Zufuhr des

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Gases eingerichtet ist. Dadurch wird vermieden, dass Luftüberschuss bei Belastungen kleiner als die bei maximaler Kapazität der Anlage die Leistung herabsetzt, vas zumal der Fall war bei hoher Belastung und während der Stoppzeit der Anlage durch die dann nutzlos durch den Brandherd und den Rauchgaskanal hochsteigende, Abkühlung verursachende Sekundärluft.

Die Erfindung gibt auch zweckmässige Ausführungsformen der Regelung.

Die Erfindung wird durch die Beschreibung, unter Hinweis auf die Zeichnung, von den wesentlichsten Teilen eirs· Kesselanlage, die gemäss der Erfindung eingerichtet ist, erläutert, wobei nähere Einzelheiten hervorgehen werden.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt im wesentlichen des untersten Teiles einer Kesselanlage, in der die Erfindung angewendet worden ist;

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung gesondert schematisch die Regelvorrichtung zur Regelung des Einlasses der Verbrennungskomponenten; und

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 2 in einem anderen Regelstand.

In der in Fig. 1 teilweise wiedergegebenen und im allgemeinen mit 1 bezeichneten Kesselanlage befindet sich ein Zugunterbrecher 2, unter dem der Verbrennungsraum oder Brandherd 3 liegt, der in bezug auf den Rauchgaskanal durch ein Bett aus Wärmeaustauschrippenrohren k abgegrenzt ist und an der Unterseite durch ein Brennerbett aus einer Anzahl Brennerstäben 5 begrenzt ist, welche Stäbe je mit einer Reihe Brenneroffnungen 5¹ versehen sind.

Der Verbrennungsraum 3 ist von Vertikalwänden aus feuerfestem Material umgeben, von denen die beiden im Schnitt gezeichneten und mit 6 bzw. 7 angegebenen Wände an zwei parallel zu der Fläche der Zeichnung liegende Wände 8 anschliessen.

Die Seitenwand 7 und die beiden Seitenwände 8 ruhen mit ihrem unteren Ende in einem rechteckigen von L-Profilstäben 9 gebildeten Rahmen, wobei die

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unteren Flansche der Stäbe sich zueinander hin und ein venig an der Innenseite dieser Seitenwände vorbei erstrecken. Die Seitenwand 6 endet mit ihrem unteren Ende gerade in einem Niveau höher als das des Brennerbettes 5,5' und wird durch einen L-Profilstab 10 unterstützt, der an seinem Ende durch in Fig. 1 nicht ersichtliche Vertikalstäbe mit dem von den Stäben 9 gebildeten Rahmen verbunden ist. Dadurch ist zwischen dem Stab 10 und dem darunter liegenden Stab 9 eine Oeffnung 11 gebildet, durch die hindurch das Brennerbett mit'zugehörigen Teilen montierbar ist.

Der von den Stäben 9 gebildete Rahmen wxkI getragen von unter den Seitenwänden 6 und 7 senkrecht zu der Fläche der Zeichnung liegenden Profilstäben 12, die mit ihren Enden auf zwei parallel zu der Fläche der Zeichnung liegenden Bodenstäben 13 ruhen, welche auswärts in Abstand der Seitenwände 8 auf einem. Montageboden liegen.

Auf den unteren Flanschen der Stäbe 9 ruht ein Luftzufuhrrost 1H, der aus Chevron-Lamellen 1U¹ zusammengesetzt ist.

Die Seitenwände 6,7 und 8 sind in Abstand durch eine im ganzen mit 15 angegebene Ummantelung aus Eisenblech umgeben, welche Ummantelung gegenüber der Oeffnung 11 eine Oeffnung 16 freilässt. Die Ummantelung 15 die nicht detailliert beschrieben wird, ruht mittels Träger 17 gleichfalls auf den Bodenstäben 13.

Zwischen der Ummantelung 15 und den Seitenwänden 6,7 und 8 ist noch eine Schicht 18 aus Isolationsmaterial angeordnet, getragen und seitlich unterstützt durch eine nicht näher beschriebene als Ganzes mit 19 angegebene Platten- und Profilkonstruktion.

Die Stäbe 5 des Brennerbettes werden von Profilstäben 20 und 21 getragen, die an die obere Fläche des von Chevron-Lamellen 1^' gebildeten Rostes 1^ grenzen. Der Stab 21 schliesst an seiner Unterseite an einen Profilstab 22 an, welcher an einen der Stäbe 9 anschliesst. An den Enden des Stabes 22 sind solche Blechteile 23 geschweisst, dass das Gefüge 22,23 die Unterseite und die Vertikalseiten der Oeffnung 11 begrenzt. An den Vertikalflansch des Stabes 21 schliesst wieder ein Profilstab 2U an, der gegen die Unter-

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(ο

seite des Stabes 10 passt. Das Gefüge 21,2k schliesst die Oeffnung 11 ab, so dass in dem Brennerraum 3 nur Luft als Sekundärluft über den Lamellenrost \k angesaugt werden kann und als Primärluft durch die Brennerstäbe 5 und Brenneröffnungen 5' hindurch, wenn in dem Vorderende der Stäbe 5 das Verbrennungsgas gespritzt wird.

Zwischen den Blechteilen 23 erstreckt sich eine Gaszufuhr 25 mit einer Regelsperrplatte 25', aus der das Gas durch Gasspritzteile 26 in die Stäbe 5 gespritzt werden kann. Die Gasbuchse 25 erhält das Gas über die Leitung 2J, in die ein Regelabschliesser 28 aufgenommen ist.

Unter dem Luftrost \k ist eine als Ganzes mit 29 angegebene Regelklappe angeordnet, von welcher ein horizontaler Blechteil 30 sdch so weit unter und an den Seitenwänden 8 vorbei erstreckt, dass die aufwärtsgebogenen Seitenplatten 31 des Blechteils 30 sich in dem Raum zwischen dem gegenüber den Seitenwänden 8 liegenden Blechwerk der Ummantelung 15 und dem entsprechend liegenden Teil der Isolationsschicht 18 erstrecken. Die Klappe 29 ist an don oberen Eckpunkten der Seitenplatten 31, siehe die Figuren 2 und 3, mittels einer Kette 32 aufgehängt, welche selbst in dem Mittelteil an einer Kette 33 aufgehängt ist, die an einem bei 3^ schwenkbar gelagerten Hebel 35 über einen um das Schwenklager 3^ gekrümmten Ab- und Aufwickelstreifen 36 befestigt ist. Auf den Hebeln 35 ist ein Gegengewicht 37 angeordnet, so dass die Ketten 32, 33 immer unter Zugkraft stehen und dadurch der Klappe 29 Parallelführung erteilen. Der Blechteil 30 der Klappe 29 ist noch mit einer Isolationsschicht 38 versehen, die auf einem Hilfsblech 39 zwischen den Profilen 1*0 angeordnet ist, welche Profile an zwei gegenübereinander liegenden Seiten des Hilfsbleches 39 gebildet sind.

In Fig. 1 ist die Klappe 29 in ihrem untersten Stand gezeichnet, wobei die Sekundärluft gemäss den Pfeilen U1 und k2 vollkommen freien Zugang zu dem Luftrost 1U hat, welche Luft sich nach dem Brennerbett 5,5' mit der aus den Brenneröffnungen 5' tretenden Mischung des Gases und der Primärluft, die in Richtung des Pfeiles ^3 durch die Venturiwirkung in den Stäben 5 angesaugt wird, vermischen kann. In dem höchsten Stand der Klappe 29 schliesst sich diese mit den Profilen ko praktisch an die Unterflansche der Stäbe 9 an, so dass nur noch das erforderliche Minimum an Sekundärluft zu dem Rost "\k zugelassen wird.

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Zur Regelung des höchsten Standes der Klappe 29 ist diese mittels Gelenkbblzen kk mit zwei Hebeln k$ verbunden, die nicht drehbar auf der Welle k6 befestigt sind. Die Welle k6 ist in Lagerblöcken k"J gelagert, die gegen Konstruktionsplatten kQ angeordnet sind, die wieder an den Bodenstäben 13 befestigt sind. Die Welle k6 kann mittels des Hebels k9 gedreht werden, welcher Hebel auch auf der Welle k6 angeordnet ist und mittels des Stabes 50 in einer bestimmten Winkelstellung in bezug auf einen von den Hebeln ^5 fest damit verbunden ist. Weil der Hebel k9 einen Schlitz k9* für den Befestigungsbolzen 51 aufweist, kann diese Stellung justiert werden. In den schematischen Figuren 2 und 3 wird diese Justierbarkeit nicht wiedergegeben .

Auf einer mit den Konstruktionsplatten W und einer Platte der Ummantelung 15 durch z.B. Schweissen verbundenen Hilfskontruktion 52,53 ist ein Motorgehäuse 5^ angeordnet, das einen Regelmotor enthält, dessen Erregung von einer Regelänrichtung gesteuert wird, welche in dem durch die Kesselanlage 1 zu erwärmenden Raum aufgestellt ist oder anderswo auf die Temperatur des zu erhitzenden Wassers reagiert. Der Motor in dem Motorgehäuse 5k kann über ein Verzögerungsgetriebe die nach aussen ragende Welle 55 in zwei Drehrichtungen antreiben. Auf der Welle 55 ist ein Hebel 56 befestigt, der zwischen den durch die Strich-Punktlinien 57 und 58 angegebenen Endstellungen durch die. Welle 55 geschwenkt werden kann, welche Endstellungen durch Endkontakte in dem Motorgehäuse 5^ bestimmt sind.

Der Hebel k9 ist mittels einer Stange 59 und Achszapfen 60 mit dem Hebel verbunden, so dass die Schwenkung des Hebels 56 zwischen den Endstellungen 57 und 58 die Klappe 29 zwischen dem völlig offenen Regelstand und dem geschlossenen Regelstand auf- und niederbewegen kann.

Mit der Welle 55 ist auch der Hebel 61 fest angeordnet, welcher Hebel einen Schlitz 62 aufweist, in den ein Gelenkbolzen 63 eines Hebels 6k verschiebbar eingreift und dadurch die Hebel 61 und 6k kuppelt. Der Hebel 6k ist fest, jedoch einstellbar auf einer Welle 65 angeordnet, die bei 66 in einem Lagerblock auf der Hilfskonstruktion 52,53 an einem Ende gelagert ist und mit ihrem anderen Ende in dem Regelabschliesser 28, in dem die Welle mit der Klappe 67 gekuppelt ist. Durch die Kupplung der Hebel 61 und 6k ist die Welle 65 drehbar zwischen Winkelendstellungen, die in Fig. 2 mit

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Strich-Punktlinien 68 bzw. 69 angegeben sind. Die Klappe 67 steht in der dem Wellenstand 68 entsprechenden Winkelstellung in dem offenen Regelstand und in der dem Wellenstand 69 entsprechenden Winkelstellung in der Schliessstellung, in der noch eine bestimmte minimale Gasmenge, z.B. 20$ der maximalen Menge, durchgelassen wird.

In Fig. 2 sind die Regelorgane in dem den völlig offenen Stellungen entsprechenden Stand oder aber in den Endstellung 57 und 68 und in Fig. 3 in den anderen Endstellungen wiedergegeben.

Durch die beschriebene Kupplung sind die maximalen Winkeldrehungen der Wellen 55 und hG ungleich, auch ist das Uebertragungsverhältnis variierend. So ist leicht aus Fig. 3 ersichtlich, dass die Drehung'des Hebels 56 in

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die nahe dem in Fig. 3 gezeichneten Endstand liegenden Stellung/die Winkelstellung der Welle h6 nur wenig ändert. Auch das Uebertragungsverhältnis zwischen den Wellen 55 und 65 ist variabel durch die angewendete Kupplung mittels der Hebel 61 und 6k.

Die beschriebenen Kupplungsmittel sind derart gewählt worden, um den Gasdurchlass bei jeder durch die unter Steuerung der genannten modulierenden Regelvorrichtung eingestellten Erwärmungskapazität und den Einlass von Sekundärluft derart aufeinander abzustimmen, dass mit dem verbrauchten Gas eine maximale Leistung erreicht wird.

Es sind andere Ausführungsformen zur Regelung des Einlasses von Sekundärluft möglich. Die beschriebene Ausführung hat jedoch den Vorteil, dass sie unter der Kesselanlage mit nur einer geringen Zunahme der Bauhöhe verwirklicht werden kann, und zwar in Kombination mit einer einwandfreien Regelung.

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L e e r s e i f e

Claims

ARSPRUE CHE-

Gasbeheizte Kesselanlage mit Regelung der Zufuhr von Verbrennungskomponenten, versehen mit einem Verbrennungsraum, der an der Oberseite mit einem Rauchgaskanal verbunden ist und an der Unterseite begrenzt wird von einem Brennerbett mit atmosphärischen Brennern mit vorgeschalteten Venturirohren, die beim Hindurchströmen des über einen Abschliesser regelbar zugeführten Gases Primärluft ansaugen und wobei zwischen den Elementen des Brennerbettes hindurch von dessen Unterseite her Sekundärluft zu dem Verbrennungsraum angesaugt werden kann, gekennzeichnet durch eine Regelklappe oder einen Regelschieber, die bzw. der zum Regeln der Zufuhr der Sekundärluft im Zusammenhang mit der Zufuhr des Gases eingerichtet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugangsdurchlass für die Primärluft in den Brennerstäben und der Zugangsdurchlass für die sekundäre an der Aussenseite der Brennerstäbe streichende Luft völlig getrennte Durchlässe sind.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Regelklappe, die die Unterseite des Raumes, in dem das Gasbrennerbett angeordnet ist, abschliessen und freigeben kann.

h. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelklappe eine im wesentlichen horizontale auf- und niederbewegbare Klappe ist·,

5» Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinstellung des Abschliessers, durch den das Gas hindurchgeführt wird, und die Regelungseinstellung der Regelklappe für Sekundärluft von ein und derselben Antriebseinheit abhängig sind.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Regelklappe und der Gasklappe von dem Stand zweier mit der Antriebseinheit gekuppelter Wellen, von denen die eine die Gasklappe und die andere die Regelklappe für die Sekundärluft betätigt, abhängig ist.

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ORIGINAL INSPECTED

"Jt Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhält nis zwischen dem Ue"bertragungsverhältnis der Antriebseinheit zu der Gasklappe in bezug auf das Uebertragungsverhältnis der Antriebseinheit zu der Regelklappe für die Sekundärluft variabel ist.

8. Anlage nach Anspruch 5» 6 oder T₅ dadurch gekennzeichnet, dass das Uebertragungsverhältnis der Antriebseinheit zu der Gasklappe und/oder Regelklappe für die Sekundärluft variabel ist oder sind.

9· Anlage nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Hebel- und Stangensysteme zum Antreiben der Regelklappen.

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