DE8717721U1

DE8717721U1 - Heizkesselanlage mit externer Abgasrückführung

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Publication number: DE8717721U1
Application number: DE8717721U
Authority: DE
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Priority date: 1986-12-11
Filing date: 1987-12-11
Publication date: 1990-03-15
Anticipated expiration: 1997-12-12
Also published as: DE3742143A1

Description

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Waiter Dreizler, 7000 Stuttgart 1 Heizkesselanlaqe mit externer Abgasrückführung

Die Erfindung geht aus von einer mit einem Gebläsebrenner ausgerüsteten gas- oder ölbefeuerten Heizkesselanlage, bei der zur Reduzierung von Stickoxyden (NO_x) im Abgas eine Abgasrückführung (ARF) verwendet wird nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist bekannt, daß durch eine ARF oder auch Abgasrezirkulation bei Heizke3selanlagen der NO_x-Anteil im Abgas reduzierbar ist. Da die NO_x-Bildung von der Flammentemperatur abhängt, wird durch die ARF u. a. eine Abkühlung der Flammentemperatur angestrebt, um dadurch von bei Norma!verbrennung über 100 ppm NO_x im Abgas diesen Anteil auf unter 50 ppm zu reduzieren.

Bei einer bekannten Heizkesselanlage mit ARF (FR-PS 10587944) der gattungsgemäßen Art ist in der ARF-

Leitung ein Gebläse angeordnet, um dadurch Teilmengen des Abgases aus dem Abgasrohr zurück zum Brenner zu fordern. Derartige mit einem ARF-Gebläse arbeitende Heizkesselanlagen sind seit mehr als 15 Jahren bekannt und werden vor allem bei Großanlagen von Kraftwerken und dgl. eingesetzt. Mit diesen bekannten Heizkesselanlagen ist eine Reduzierung des NO_x im Abgoo bis auf 50 ppm möglich, wobei bis zu 25% des Abgases aus dem Rauchrohr wieder zum Brenner zurückgeführt wird. Obwohl sich diese Art der ARF in der Praxis weitgehend durchgesetzt hat, weist sie doch erhebliche Nachteile auf. Ein Nachteil besteht darin, daß für das ARF-Gebläse ein zusätzlicher Anschaffungs- und Überwachungsaufwand erforderlich ist, da ein solches ARF-Gebläse abgasfest sein muß und auch die Stromleitung zum Gebläsemotor besonderen Belastungen unterliegt.

Ein weiterer Nachteil sind die laufenden Betriebskosten, beispielsweise für den elektrischen Antrieb und die Wartung der Einrichtung. Besonders bei der

\ Anwendung für kleinere Heizkesselanlagen, beispiels-

weise im Haushaltssektor können die durch das Abgasgebläse entstehenden Betriebsgeräusche störend sein. : Hinzu kommen die bei solchen ARF-Gebläsen erfor-

I' derlichen sicherheitstechnisclien Einrichtungen, die

, für sich laufend kontrolliert werden müssen und natürlich auch eine zusätzliche Störquelle darstellen. Ein weiteres Problem besteht dari»- daß ausgehend von den im Abgasrohr vorhandenen, an sich relativ

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niederen Temperaturen von ca. 180° C die rückgeführten Abgase bis zur Einleitung am Brenner der Heizkesselanlage aufgrund der meist langen ARF-Leitung eine weitere Abkühlung erfahren, was zu Kondenswasserbildung in der ARF-Leitung besonders im Gebläse führen kann.

Bei einer anderen bekannten Heizkesselanlage mit ARF (DE-OS 2365186) wird das sehr heiße Abgas im Feuerraum im Bereich des Brennerkopfes des Gebläsebrenners angesaugt und über ein den Brenner koaxial umgebendes Mantelrohr zum Brennergebläse geleitet, um dort mit Frischluft gemischt zum Brennrohr rückgeführt zu werden. Der Saugunterdruck des Brennergebläses dient dabei für den Antrieb der ARF. Bei dieser Art von Abgasrezirkulation wird ebenfalls eine gewisse Verminderung des NO_x-Anteils im Abgas um 10 - 15% erreicht - nicht jedoch die angestrebten ^. 50 ppm, insbesondere deshalb weil die Abgastemperaturen zu hoch sind. Bei dieser recuperativen Abgasrückführung wird Abgas mit Temperaturen um 850° C der Frischluft zugesetzt, so daß eine wesentliche Steigerung der Gemischtemperatur vor der Verbrennung entsteht, so daß die zur Reduzierung des NO_x im Abgas erforderliche, angestrebte Abkühlung der Flammentemperatur nicht erreichbar ist. Das Ziel dieser bekannten ARF-heißer Gase liegt vor allem darin, eine Verbrennung mit blauer Flamme und entsprechend hohem Wirkungsgrad zu erzielen und nicht eine in bezug auf NO_x-arme Emission. Dabei wird in Kauf genommen, daß das Gebläse des Öl- oder Gasbrenners außerordentlich heiß wird

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mit der Folge erforderlicher Wärmeschutzmaßnahmen für verschiedene Brennersteuerorgane. Bei dieser Hochtemparatur-ARF wirkt sich vor allem die der Temperatur entsprechende geringe Dichte der heißen Abgase aus, so daß diese bei der Mischung mit Frischluft einen großen Volumenanteil ausmachen mit den dadurch gegebenen schlechten Aufbereitungsvoraussetzungen der mit Gas oder Öl zu vermischenden Verbrennungsluft. Auch diese Verfahren zur Erzielung einer blau brennenden Flamme sind älter als 15 Jahre.

Die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ohne zusätzliches ARF-Gebläse Abgaswerte der Heizkesselanlage erzielbar sind, die unter 50 ppm NO_x aufweisen und damit den gewünschten Hygieneanforderungen entsprechen mit wenig CO, wenig Ruß und geringem Luftüberschuß. Dadurch, daß die verhältnismäßig kühlen Abgase mit Temperaturen zwischen 150 und 180° C im Gebläse des Brenners unmittelbar mit der Frischluft vermischt werden, werden irgendwelche noch im dampfförmigen Zustand befindlichen Kondensate mitgerissen, und beim nachfolgenden Verbrennungsvorgang wieder zersetzt. Die dabei aufzunehmende Wärmemenge bewirkt ein relatives Abkühlen der Flammentemperatur mit den oben erwähnten Vorteilen einer außerordentlich starken Reduzierung der NO_x-Anteile im Abgas, ohne eine in bezug auf den Brennstoffverbrauch erkennbare Verschlechterung des Wirkungsgrades. Der Ort, an dem die Abgase aus der Kesselanlage entnommen werden,

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kann im Abgasrohr oder aber in einem dem Feuerraum nachgeschalteten Kesselzug gelegen sein - maßgebend ist nur , daß die Rauchgastemperaturen ^. 200° C betragen. Vorteilhafterweise kann somit die Entnahmezelle nahe dem Brennergebläse in einem solchen nachgeschalteten Kesselzug liegen, so daß nur eine kurze ARF-Leitung erforderlich ist. Hierdurch kann besonders bei Gasfeuerungen mit extrem niederen ARF-Temperaturen gefahren werden (Brennwertkessel).

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung arbeitet das Verbrennungsluftgebläse mit einem Gebläserad (Tangentialgebläse), wobei die Abgasruckführleitung durch die Aussenwand eines Luftansaugkastens bzw. Luftansaugrohrs in Richtung Motorachse mindestens bis zur Stirnseitenöffnung des Gebläserades geführt ist. Dadurch wird ein weitgehend gleichmässiger, bei jeder Stellung der Luftregelklappe und/oder der Luftdrosselscheibe optimaler Unterdruck zur Förderung der in der ARF-Leitung herangeführten Abga-steilmenge und eine gleichmässige Verteilung und Vermischung der Abgasteilmenge mit der Verbrennungsluft im Bereich des Gebläserades gewährleistet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Luftdrosselscheibe auf dem im Ansaugkasten angeordneten Abschnitt der Abgasrückführleitung relativ zu einer Luftansaugöffnung verschiebbar gelagert und deren Lage über eine von außerhalb des Ansaug-

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kastens zugängliche Vorrichtung, insbesondere eine Gewindespindel, änderbar. Eine solche fest einstellbare Lufdrosselscheibe ist zwar an sich bekannt (DE-OS 2365186), jedoch nicht in Verbindung mit einer modulierenden Feuerung. Die Luftdrosselscheibe dient d«5r Voreinstellung der Luftansaugöffnung, während die eigentliche Anpassung der momentanen Brennereinstellung bei über eine elektronische Brennerregelung geregelter Betriebsweise des modulierenden Gebläsebrenners durch die Luftregelklappe vorgenommen wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Gebläsebrenner zur Erzeugung eines modulierenden Brennerbetriebes eine Brennstoffluftverbundregelung auf, mit einem Brennstoffsteuerorgan {Gasregelklappe) einer Luftregelklappe und einem Verbundgestänge sowie einem Stellmotor für eines dieser Steuerorgane. Durch das Verbundgestänge ist die Luftregelklappe mit dem Brennstoffsteuerorgan verbunden, so daß bei verringerter Brennstoffzufuhr auch die Zufuhr von Verbrennungsluft gedrosselt wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Luftdrosselscheibe und/oder die Luftregelklappe stromauf des Gebläserades mit quer zur Luftströmungsrichtung verlaufender Schwenkachse angeordnet, wobei das Endstück der Abgasruckfuhrleitung senkrecht zur Schwenkachse und neben mindestens einer dieser Steuerorgane verläuft und zwar in dem von dessen Sch*^r'"-bereich nicht erfaßten Quadranten. Durch diese Aus-

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gestaltung wird eine platzsparende Anordnung erzielt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in der Abgasrückführleitung, vorzugsweise außerhalb des Luftansaugkastens bzw. des Luftansaugrohres, eine Abgasregelklappe angeordnet, die über einen Stellmotor in Abhängigkeit von Verbrennungsgrößen verstellbar ist. Die Abgasregelklappe ermöglicht eine Anpassung der angesaugten Abgasteilmenge beispielsweise an den Verbrennungsluftdurchsatz oder auch die zugemessene Brennstoffmenge.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Merkmals ist die Abgasregelklappe über ein Verbundgestänge mit der Luftregelklappe und/oder dem Brennstoffsteuerorgan verbunden. Dadurch wird die Abgasteilmenge dem der modulierenden Brennereinstellung zugeordneten Luftdurchsatz angepaßt. Bei größerer Brenner- und damit Lufteinstellung wird die Abgasregelklappe sinngemäß ebenfalls weiter geöffnet, um mit dieser Betriebsstellung eine größere Abgasteilmenge einströmen zu lassen und einen ausreichenden Abgasanteil in der Verbrennungsluft zur angestrebten NO_x-Absenkung zu gewährleisten. Andererseits bewirkt die Abgasregelklappe über ihr Verbundgestänge bei kleiner Leistung und geringerem Luftbedarf eine Drosselung der Abgasteilmenge, um dem höheren Fördersog entgegenzuwirken, der sich bei mehr geschlossener Luftregelklappe am offenen Ende der ARP-Leitung im Bereich des Gebläserades einstellt. Zusätzlich kann stromaufwärts der

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Abgasregelklappe in der ARF-Leitung eine manuell verstellbare Abgasdrosselklappe vorgesehen sein, die eine Vordrosselung der Abgasteilmenge unabhängig von der Stellung der Abgasregelklappe ermöglicht.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Abgasrückführleitung im inneren Kesselbereich durch einen wasserführenden Kesselmantel hindurchgeführt, so daß der Eingang der Abgasruckfuhrleitang noch innerhalb des Kessels, aber außerhalb des Feuerraums, angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung werden noch stärker abgekühlte Temperaturen der Abgasteilmenge erreicht und eine geringere thermische Belastung der von ihr beaufschlagten Brennerteile.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Eingang der Abgasrückführleitung dem Abgasstrom entgegengerichtet. Dadurch wird vorteilhafterweise der Förderdruck in der Abgasrückführleitung erhöht.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Abgasrückführleitung zumindest abschnittsweise flexibel ausgebildet und vorzugsweise aus biegsamem Edelstahlwellrohr gefertigt.

Wach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Abgasrückführleitung nach außen wärmeisoliert. Dadurch werden vorteilhafterweisa die Wärmeverluste der rückgeführten Abgase nach außen gering gehalten, wodurch die Bildung von Kondensaten in der Abgasrück-

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führleitung verringert wird.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dagestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Heizkesselanlage im teilweisen Schmitt von oben gesehen, entsprechend der Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Beispiels;

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 eine Variante mit feststehender Drosselscheibe im Teilschnitt und von oben gesehen und

Fig. 5 eine weitere Variante in derselben Darstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den in Fig. 1-5 gezeigten Ausführungsbeispielen ist der erfindungsgemäße Aufbau von Heizkesselanlagen und Gebläsebrennern mit externer Abgasrückführung

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- nachfolgend auch abgekürzt ARF genajint - zum Zwecke der NO_x-Reduzierung auf Werte kleiner 50 ppm dargestellt. Die Fig. 1 und 3 zeigen einen Ein-Zug-Kessel 1 mit "heißer" Brennkammer 2, Abgasumlenkung 3, Abgasstutzen 4 und Abgasrohr 5.

Jeder handelsübliche Kessel anderer Bauart, beispielsweise mit zwei oder drei Kesselzügen, kann mit dem erfindungsgemäßen Gebläsebrenner ebenfalls zur wirksamen NO_x-Reduzierung betrieben werden.

In einem Feuerraum 6 brennt eine Brennerf lamnte 7 eines Gebläsebrenners 9, der von einem Ventilationsgehäuse 10 mit Motor 11 und Verbrennungsluft-Gebläserad 12, einem Brennergehäuse 13 mit Brennerkopf 14 und Brennstoffzufuhr 15 sowie mit Magnetventil 16, Gasregelklappe 17 und anderen Gassicherheitsarmaturen, Lerner einem Brennerflammrohr 18 in seinen Hauptbestandteilen gebildet wird. Ein Luftansaugkasten 19 oder alternativ ein Luftansaugstutzen 20 (Fig. 3) ist am Eingano einer Ansaugöffnung 21 des VentilgehäuseslO dicht befestigt. Der Luftansaugkasten 19

- oder alternativ der Luftansaugstutzen 20 - weist stromaufwärts einen gegenüber der Atmosphäre offenen Verbrennungsluftquerschnitt 22a bzw. 22b auf.

Die Fig. 1 und 3 zeigen einen erfindungsgemäßen liebläsebrenner mit stufenlos modulierend arbeitender Betriebsweise in einer Ansicht von oben, wobei der Kessel in Brenner- und Abgasstutzenebene im Schnitt

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I-I gemäß Fig. 2 gezeichnet ist. Der Gebläsebrenner ist dabei in einem Teilschnitt durch die Ebene der Luftansaugöffnung 21 des Ventilatorgehäuses 10 dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht dieses erfindungsgemäßen Gasgebläsebrenners von außen mit Teilansicht vom Kessel 1. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Luftansaugkasten 19 vor der Ansaugöffnung 21 am Ventilationsgehäuse 10 fest und dicht angebaut; er weist in einem rechten Winkel rechts seitlich zur Ansaugöffnung 21 ein zur Atmosphäre hin offenes Ende (Verbrennungsluf tquerschnitt) 22a auf, das je nach modulierender Brennereinstellung in seinem Luftdurchlaßquerschnitt in bekannter Weise durch eine Luftregelklappe 23a verändert werden kann. Durch eine zwischen Luftregelklappe 23a und Gebläserad 12 vor der Luftansaugöffnung 21 verstellbar angeordnete Luftdrosselscheibe 24a wird erfindungsgemäß ein Endstück 32a einer Abgasrückfuhrleitung (ARF-Leitung)35 von außen her durch die Wand 25 des Luftansaugkastens 19 und weiter durch die Luftdrosselscheibe 24a so weit nach innen geführt, daß das offene Ende in die Ebene des Gebläserades 12 hineinragt. An dieser Stelle besteht ein weitgehend gleichmäßiger, bei jeder Stellung der Luftregelklappe 23a und/oder der Luftdrosselscheibe 24a optimaler Unterdruck zur Förderung der extern in noch zu beschreibender Weise herangeführten Abgasteilmenge in der ARFLeitung 35, wobei es im Bereich des Gebläserades 12 zu einer gleichmäßigen

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Verteilung und Vermischung mit der Verbrennungsluft kommt. Auf diese Weise kann auf eine mechanische Förderung mittels besonderer Abgasgebläse verzichtet werden, das ausschlaggebende Merkmal vorliegender Erfindung. Strichliert ist in Fig. 1 eine andere Anordnung des Endstücks 32c der ARF-Leitung 35 gezeigt, in der ebenfalls ein geeigneter Unterdruck gewährleistet ist.

Aus Fig. 1 geht die weitere Ausbildung der Luftdrosselscheibe 24a hervor, die über einen mit ihr verbundenen Bügel 3 9 zweifach auf dem Endstück 32a der ARF-Leitung 35 gelagert und über eine Gewindespindel 26 und einen Verstellknopf 27 verschiebbar angeordnet ist, um die Luftansaugöffnung 21 voreinstellen zu können. Die Luftregelklappe 23a dient zur eigentlichen Anpassung der momentanen Brennereinstellung bei über eine elektronische Brennerregelung geregelter Betriebsweise des modulierenden Gebläsebrenners. Auf die gleichzeitige Regelung der Brennstoffzufuhr 15 über ein Verbundgestänge braucht hier nicht eingegangen zu werden. Mit der Luftregelklappe 23a verbunden über ein weiteres Verbundgestänge 28a ist eine ebenfalls erfindungsgemäß in die ARF-Leitung 35 stromaufwärts außerhalb des Ansaugkasten 19 eingebaute Abgasregelklappe 29, die bewirkt, daß die Abgasteilmenge.gemäß dem der modulierenden Brennereinstellung zugeordneten Luftdurchsatz angepaßt wird. Bei größerer Brenner- und damit Lufteinstellung wird die Abgasregelklappe 29 sinngemäß ebenfalls weiter geöffnet, um in dieser Betriebsstellung eine größere Abgasteilmenge einströmen zu lassen und einen ausreichenden Abgasanteil in der Verbrennungsluft zur angestrebten NO_x-Absenkung zu gewähr-

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leisten.

Andererseits bewirkt die Abgasregelklappe 29 über ihr Verbundgestänge 28a bei kleiner Leistung und geringerem Luftbedarf eine Drosselung der Abgasteilraeiiye, UHi dein höheren Förder sog entgegenzuwirken; der sich bei mehr geschlossener Luftregelklappe 23a am offenen Ende der ARF-Leitung 32a im Bereich des Gebläserades 12 einstellt.

Die ARF-Leitung 35 ist mit einem Flansch 33 an der Wand 25 des Luftansaugkastens 19 befestigt.

Eine von Hand zu verstellende Abgasdrosselklappe 30 ist stromaufwärts zur Abgasregelklappe 29 in die externe (äußere) ARF-Leitung 35 eingebaut. Sie ermöglicht eine Vordrosselung der Abgasteilmenge unabhängig zur Stellung der Abgasregelklappe 29.

Die ARF-Leitung 35 ist außerhalb des Kessels 1 herumgeführt und mündet in das Abgasrohr 5 hinter dem Abgasstutzen 4 des Kessels 1 ein, wobei sie am Abgasrohr 5 mit einem Flansch 38 befestigt ist und winkel- oder alternativ dazu bogenförmig (Fig. 3) mit stromaufwärts gerichtetem offenen Ende 37 einmündet. Damit soll ein zusätzlicher Abgasstau den Förderdruck erhöhen. Die ARF-Leitung 35 ist bevorzugt teilweise in flexibler Rohrausführung ausgeführt.

Alternativ dazu kann die ARF-Leitung mit ihrem offenen

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Ende 37 durch den wasserführenden Teil des Kessels 1 hindurch in einen nachgeschalteten Kesselzug verlegt sein (in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt), wozu eine herstellerseitige Abstimmung des Kessels zu erfolgen hat. Diese Variante führt zu noch stärker abcjekühltsn Temperaturen der Abcjasteilmenge und erit>öglicht eine geringere thermische Belastung der von ihr beaufschlagten Brennerteile. Je nach Kesselbauart und der Anzahl der nachgeschalteten Kesselzüge erfolgt hierbei die Einführung der ARF-Leitung im vorderen, seitlichen oder hinteren Kesselbereich.

Fig. 3 zeigt in einer Ansicht von oben mit einem Schnitt in Höhe Abgasstutzenmitte durch den Kessel 1 und einem Teilschnitt durch den Gebläsebrenner 9 in der Ebene der Luftansaugöffnung 21 ein anderes Ausführungsbeispiel mit einem zylindrischen Luftansaugrohr 20, das vor der Ansaugöffnung 21 dicht am Ventilationsgehäuse 10 anliegt und dessen Zylinderachse etwa mittig zur Motor- und Gebläseradachse angeordnet ist und an seinem offenen Ende 22b eine fest einstellbare Luftdrosselscheibe 24b aufweist. In Richtung Luftansaugöffnung 21 - stromabwärts - ist die für den modulierenden Gebläsebrenner erforderliche, vom Stellmotor 36 (Fig. 2) angetriebene Luftregelklappe 23b angebracht, die ihrerseits die in der ARF-Leitung 35 montierte Abgasregelklappe 29 über das Verbundgestänge 28b - wie bereits beschrieben - in gleicher Weise verstellt. Die am offenen Ende 22b angeordnet-» Luftdrosselscheibe 24b dient zur Voreinstellung e

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G 1590			Stellung
				Luftregelklappe
auch	bei	geöffneter

23b noch für die Förderung der Abgasteilmenge ausreichenden Fordersogs an dem seitlich in Nähe des Ventilatorgehäuses 10 in das Luftansaugrohr 20 eingeführten und rechtwinklig zum Gebläserad hin abgebogenen Endstück 32b der ARF-Leitung 35. Der Ort der Einführung der ARF-Leitung 35 wird im Bereich des von der etwa um 90"schwenkenden Luftregelklappe 23b nicht erfaßten Quadranten 34 gewählt. Die Luftregelklappe 23b und die Luftdrosselscheibe 24b können mit ihr «in Achsabständen ebenfalls näher aneinander gerückt sein, wenn die für den Verstellbereich vom Schwenkwinkel nicht erfaßten Quadranten 34 zur "Überlappung" gewählt werden.

In weiterer Ergänzung der externen ARF-Leitung 35 nach Fig. 3 ist die Abgasdrosselklappe 30 stromaufwärts zur Abgasregelklappe 29 eingebaut.

Die Einführung des Endstücks 32b der ARF-Leitung 35 in das Luftansaugrohr 20 kann von verschiedenen Richtungen her (horizontal von vorne oder hinten, vertikal von oben oder unten) erfolgen, wenn gleichzeitig die ftchsrichtungen der Luftregelklappe 23b und der Luftdrosselscheibe 24a mitgeschwenkt verlegt werden. Eine besonders raumsparende Anordnung der Bauteile innerhalb des Luftansaugrohres 20 ergibt sich also wie bereits beschrieben dadurch, daß sich die Luftdrosselscheibe und die Luftregelklappe im nicht bestrichenen Quadranten des Schwenkbereichs

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überlappen und die ARF-Leitung ebenfalls in einem solchen Quadranten 34 eingeführt wird.

Fig. 4 stellt eine Variante des Endstücks 32b der ARF-Leitung 35 bei modulierendem Gebläsebrenner für die Anordnung im Luftansaugrohr 20b dar. Anstelle der Luftdrosselscheibe 24b wird eine fest montierte Festdrosselscheibe 31 eingesetzt.

Fig. 5 zeigt eine weitere Variante mit einstufiger Gebläsebrennerausführung. Hier entfallen die Bauteile "Luftregelklappe" und "Verbundgestänge" für eine stufenlose Regelung der Verbrennungsluft. Stattdessen wird in einem verkürzten Luftansaugrohr 20c die Verbrennungsluft mittels der Luftdrosselscheibe 24b voreingestellt. In Ergänzung dazu weist die ARF-Leitung nur noch die Abgasdrosselklappe 30 auf.

Wie in Fig. 1 und 3 strichpunktiert dargestellt ist, kann die Luftregelklappe 23c auch stromab des Gebläserades 12 angeordnet sein. Das Verbundgestänge 28c ist dann entsprechend geändert.

Bei einer externen Abgasrückführung kann sich immer dann, wenn die Abgasrückführleitung 35 abgekühlt ist, beispielsweise in den Feuerungspausen, in dieser Abgasrückführleitung 35 ein Kondensat bilden, das in einer am tiefsten Punkt der Abgasrückführleitung 35 angeordneten Kondensattasse 40 gesammelt werden kann. Sobald dann die Abgasrückführleitung 35 warm

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ist, wird dieses Kondensat wieder verdampft und als Dampf der Verbrennungsluft beigegeben.

Om den Kondensatanteil möglichst gering zu halten und auch sonstige Wärmeverluste der rückgeführten Abgase so gering wie möglich zu halten, ist die Abgasrückführleitung 35 nach außen über einen Mantel 50 wärmeisoliert, Im übrigen kann das Abgasrückführrohr 35 besonders an den gekrümmten Stellen 51 aus einsm biegsamen Wellrohr aus Edelstahl bestehen.

Bei Anwendung der Erfindung für Brennwertkessel, d.h. Kessel,- bei denen der Wirkungsgrad erhöht wird, indem außer anderen Mitteln die Kesselwassertemperatur möglichst niedrig gehalten wird und zwar nahe der zu den Heizkörpern geförderten Wassertemperatur, sind die Abgastemperaturen ^. 50⁰C, so daß konstant ein Kondensat entsteht, welches ebenfalls kontinuierlich abgeführt werden muß. Hierfür kann, wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, ein Siphonrohr 52 dienen, das ebenfalls an der tiefsten Stelle der Abgasrückführleitung 35 angeordnet sein muß.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

17.07.1989 Su/Wi	Kessel
G 1590	Brennkammer
Bezugszahlenliste	Abgasumlenkung
1	Abgasstutzen
2	Abgasrohr
3	Feuerraum
4	Brennerflamme
5	Gebläsebrenner
6	Ventilationsgehause
7 &ogr;	Motor
&ogr; 9	Gebläserad
10	Brennergehäuse
11	Brennerkopf
12 .	Brennstoffzufuhr
13	Magnetventi1
14	Gasregelklappe
15	Brennerflammrohr
16	Luftansaugkasten
17	Luftansaugrohr
18	Luftansaugrohr
19	Luftansaugrohr
20	Luftansaugöffnung
20b	Verbrennungsluftquerschnitt
20c	Verbrennungsluftquerschnitt
21	Luftregelklappe
22a	Luf tregeIkläppe
22b	Luftregelklappe
23a	Luftdrosselscheibe
23b	Luftdrosselscheibe
23c	Wand von 19
24a	Gewindespindel (Kesselzug)
24b	Verstellknopf
25	Verbundgestänge
26	Verbundgestknge
27	Verbundgestänge
28a	Abgasregelklappe
28b	Abgapdrosselklappe
28c	fest mont. Drosselscheibe
29	Endstück der ARF-Leitung
30	Endstück der ARF-Leitung
31	Endstück der ARF-Leitung
32s
32b	Quadrant
32c	ARF-Leitung
33	Stellmotor
34	Flansch
35	Bügelverbindung
36	Kondensattasse
38	Mantel
39	Krümmungsstel
40	Siphonrohr
50
51
52

Claims

17.07.1989 Su/Wi G 1590 Walter Dreizier, 7000 Stuttgart 75 Heizkesselanlage mit externer Abgasrückführung Schutzansprüche

1. Heizkesselanlage

- mit einem gas- oder ölbefeuerten Heizkessel

- mit einem Gebläsebrenner für Gas oder Öl, der einen Antriebsmotor, ein Verbrennungsluftgebläse, ein Ventilationsgehäuse, einen Brennerkopf, ein Flammrohr und eine die maximale Luftmenge steuernde, insbesondere eine willkürlich einstellbare T.uftdrosselscheibe aufweist,

- mit einem Abgasrohr

- und mit einer externen (außerhalb des Heizkessels verlaufenden) Abgasruckfuhrleitung,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Abgasruckfuhrleitung (32a,b,c, 35) im Abgasrohr (5) oder in einem dem Feuerraum (6) nachgeschalteten Kesselzug (4) ihren Eingang

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G 1590

(37) aufweist und in den Unterdruckbereich des Verbrennungsluftgebläses (12) mündet

2. Heizkesselanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrennungsluf tgebläse mit einem Gebläserad (12) (Tangentialgebläse) arbeitet und daß die Abgasrückführleitung (32a,b,c, 35) durch die Außenwand (25) eines Luftansaugkastens (19) bzw. Luftansaugrohrs (20) in Richtung Motorachse mindestens bis zur Stirnseitenöffnung des Gebläserades (12) geführt ist.

3. Heizkesselanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläsebrenner (9) eine Brennstoff-Luft-Verbundregelung aufweist, mit einem Brennstoffsteuerorgan (Gasregelklappe) (17), einer Luftregelklappe (23a,b,c) und einem Verbundgestänge (28a,b,c) sowie einem Stellmotor (36) für eines dieser Steuerorgane (17, 23a,b,c).

4. Heizkesselanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem im Ansaugkasten (19)angeordneten Abschnitt (32a) der Abgasrückführleitung (35) die Luftdrosselscheibe (24a) relativ zu einer Luftansaugöffnung (21) verschiebbar gelagert ist und daß deren Lage über eine von außerhalb des Ansaugkastens (19) zugängliche Vorrichtung (27), insbesondere Gewindespindel (26), änderbar ist.

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5. Heizkesselanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdrosselscheibe (24a,b) und/oder die Luftregelklappe (23a,b) stromauf des Gebläserades (12) mit quer zur Luftströmungsrichtung verlaufender Schwenkachse angeordnet sind und daß das Endstück (32a,b) der Abgasrückführleitung (35) senkrecht zur Schwenkachse und neben mindestens einem dieser Steuerorgane (23a,b, 24a,b) verläuft und zwar in dem von dessen Schwenkbereich nicht erfassten Quadranten (34).

6. Heizkesselanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasrückführleitung (35) vorzugsweise außerhalb des Luftansaugkastens (19) bzw. des Luftansaugrohrs (20) eine Abgasregelklappe (29) angeordnet ist, die über einen Stellmotor (36) in Abhängigkeit von Verbrennungskenngroßen verstellbar ist.

7. Heizkesselanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasregelklappe (29) über ein Verbundgestange (28a,b,c) mit der Luftregelklappe (23a,b,c) und/oder dem Brennstoffsteuerorgan (17) verbunden ist.

8. Heizkesselanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich-

17.07.1989 Su/Wi
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&eegr; e t, daß die Abgasruckführleitung (35) von einem nachgeschalteten Kesselzug abzweigt und durch einen wässerführenden Mantel hindurchgeführt ist, wobei der Eingang (37) der Abg&srückführleitung (35) noch innerhalb des Kessels (1), aber außerhalb des Feuerraumes (6), angeordnet ist.

9. Heizkesselanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (37) der Abgasrückführleitung (35) dem Abgasstrom entgegengerichtet ist.

10. Heizkesselanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrückführleitung (35) zumindest abschnittsweise flexibel ausgebildet ist und vorzugsweise aus biegsamem Edelstahlwellrohr besteht.

11. Heizkesselanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasruckf uhr leitung (35) nach außen wärmeisoliert ist.