AT512337B1 - Heizkessel - Google Patents

Abstract

Zur Optimierung der Verbrennungsqualität betrifft die Erfindung einen Heizkessel zur Verbrennung von festen Brennstoffen, mit einem ein Heizmedium führenden Kesselkörper (1), einem Füllraum (2) für Brennstoff mit einer oberen oder seitlichen Befüllöffnung (3), einem Brennrost (4) mit einem darunter angeordneten Aschekasten (5), einer Primärluftzuführung im Bereich des Füllraumes, einer Verbrennungsgasaustrittsöffnung in eine nachgeschaltete Wirbelkammer (7) sowie mit einem sich anschließenden Wärmetauscher für das Heizgas, wobei in die Wirbelkammer (7) in der Nähe einer Stirnseite von außen her Verbrennungsgase und/oder Sekundärluft eintreten und die Wirbelkammer (7) einen ersten hohlzylindrischen Bereich (7a) und einen damit über einen Querschnittssprung (8) gekoppelten zweiten Bereich (7b) in der Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers mit einer stirnseitigen Ausmündung (9) für die Verbrennungsgase umfasst, wobei der zweite Bereich (7b) in der Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers seinen geringsten Durchmesser im Bereich des Querschnittssprunges (8) aufweist und wobei dessen Begrenzungswand sich vom Querschnittssprung (8) aus zur Ausmündung (9) für die Verbrennungsgase hin aufweitet.

Description

österreichisches Patentamt AT512 337 B1 2014-08-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Heizkessel zur Verbrennung von festen Brennstoffen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Bei einer Verbrennung von Brennstoff in einer Verbrennungseinrichtung werden unter anderem gasförmige und/oder staubförmige, organische oder anorganische Komponenten (mineralische Aerosole) aus dem Brennstoff freigesetzt, die gemeinsam mit Verbrennungsabgas einen Verbrennungsgasstrom bilden. Die Verbrennung von Biomasse ist diesbezüglich besonders kritisch.

[0003] Biomasseverbrennungseinrichtungen weisen deshalb meist eine Primärbrennkammer und eine Sekundärbrennkammer auf. Die Primärbrennkammer wird bei der Scheitholzverbrennung auch Füllraum genannt. In die Primärbrennkammer wird Biomasse, z. B. Pellets, Scheitholz oder andere Feststoffe, sowie Primärluft eingebracht und wenigstens beim Verbrennungsstart erfolgt eine Zündung. Schließlich erfolgt eine thermochemische Umsetzung der Biomasse in die wesentlichen Verbrennungsprodukte C02 und H20 in drei Verbrennungsphasen mit zunehmendem Oxidationsgrad. Zunächst wird die Biomasse aufgeheizt und getrocknet. In Phase zwei erfolgt die pyrolytische Zersetzung und anschließend kommt es zur Vergasung. Vor allem bei einem Verbrennungsstart und einem Stopp der Verbrennung (Brennerstart, Brennerstopp) werden bei der Biomasseverbrennung sehr viele anorganische Partikel freigesetzt, so zum Beispiel K20, CaO, K2S04, K2C03. Diese schaden der Umwelt. Aber auch während einer länger andauernden Verbrennung ist der Anteil anorganischer Partikel in einem aus der Primärbrennkammer austretenden Verbrennungsgasstrom höher als bei einer Gas- oder Ölverbrennung.

[0004] Zur Reinigung des Verbrennungsgasstroms kommen deshalb unter anderem Sekun-därbrennkammern zum Einsatz, um eine vierte Verbrennungsphase durchzuführen. Diese umfasst eine abschließende homogene Gasphasenoxidation. Der aus der Primärbrennkammer austretende heiße Verbrennungsgasstrom wird hierfür in die Sekundärbrennkammer eingeleitet. Zusätzlich wird der Sekundärbrennkammer Sekundärluft zugeführt, um den Verbrennungsgasstrom nachzuverbrennen und so die Partikelanzahl im Verbrennungsgasstrom zu verringern. Eine Zündung ist üblicherweise nicht notwendig, da der Verbrennungsgasstrom so heiß ist, dass sich dieser bei einer Zuführung von Sauerstoff selbst entzündet. Um eine gute Nachverbrennung zu erreichen, ist es notwendig, die Luft und somit den Sauerstoff gut mit dem Verbrennungsgasstrom zu durchmischen, denn nur so können die Partikel oxidieren.

[0005] Gattungsgemäße Heizkessel bestehen im Wesentlichen aus einem Heizmedium führenden Kesselkörper aus gusseisernen Kesselgliedern oder aus verschweißten Stahlblechen. Dieser beinhaltet einen Füllraum für Brennstoff mit einer oberen oder seitlichen Befüllöffnung sowie einen Brennrost mit einem darunter angeordneten Aschekasten. Dabei erfolgt eine pyrolytische Verbrennung oberhalb des Brennrostes und somit an der Unterseite der Brennstoffmenge im Füllraum. Brennstoff rutscht somit laufend durch das Eigengewicht von oben her nach. Im Füllraum erfolgt auch die Primärluftzufuhr.

[0006] Über eine Heizgasaustrittsöffnung gelangen die Pyrolysegase in eine nachgeschaltete Brennkammer. Die hier entstehenden Verbrennungstemperaturen werden in einem sich anschließenden Wärmetauscher abgebaut, indem die Wärme an das umgebende Heizmedium abgegeben wird. Danach strömen die Heizgase zu einem Abgasstutzen. Weiterhin übernimmt eine Regeleinrichtung die Steuerung des Verbrennungsablaufs und diverse Sicherheitsfunktionen.

[0007] Zur Verbrennung von festen Brennstoffen sind so genannte Feststoffkessel für Scheitholz oder Pelletkessel bekannt. Im ersten Fall dient die Tür lediglich als vorderer oder oberer Abschluss und Zugangsmöglichkeit, und im zweiten Fall nimmt sie einen entsprechenden Pelletbrenner auf. Verbreitet sind spezielle Feststoffkessel mit Feuerungsrosten und jeweils mindestens einem darunter angeordneten Aschekasten. Wesentlichen Einfluss auf die Verbrennung haben die üblicherweise eingesetzten Abgas- und/oder Verbrennungsluftgebläse zur Versorgung der Verbrennung mit Primärluft im Bereich der Pyrolysezone im Füllraum und Se- 1 /10 österreichisches Patentamt AT 512 337 B1 2014-08-15 kundärluft im Bereich einer Nachverbrennungszone.

[0008] Beispielsweise ist aus der DE 195 10 263 A1 ein Zentralheizungskessel für großvolumi-ges Stückholz bekannt, bei dem vor einer Wirbelkammer Sekundärluft von unten her zugeführt wird. Die Verbrennungsgase strömen dabei durch einen Überleitungskanal aus dem Füllraum tangential in die Wirbelkammer, wobei die Sekundärluft aus einem Seitenkanal in den Überleitungskanal eintritt. Generell wird dabei eine Wirbelkammer bisher sehr großvolumig dimensioniert, weil diese als Sekundärbrennkammer dient, um das Verbrennungsgas vollständig zu oxidieren. Dazu ist eine ausreichende Wegstrecke innerhalb der Wirbelkammer erforderlich. An deren Ende sollte eine möglichst gute Temperaturvergleichmäßigung und Durchmischung erreicht sein.

[0009] In einem stationären Betriebszustand erreichen gut ausgelegte Wirbelbrennkammern mit diesem Prinzip auch akzeptable Emissionswerte. Möglicherweise liegen dagegen diese in instationären Phasen, wie zum Beispiel beim Anfahren oder beim modulierenden Betrieb mit einer Teilleistung, aber deutlich über den zulässigen Grenzwerten. Ursache dafür sind insbesondere die sich deutlich ändernden Strömungsverhältnisse bei geringeren Volumenströmen der gasförmigen Medien, zum Beispiel durch nachlassende Wirbelbildung.

[0010] Auch die DE 296 05 801 U1 zeigt einen Heizkessel mit zwei Wirbelkammern in Form von von unten nach oben durchströmten, vertikalen, zylindrischen Verbrennungsschächten. Im Bodenbereich jeder Wirbelkammer sind mehrere Öffnungen für den Eintritt von Sekundärluft angeordnet, und über dem Bodenbereich strömen tangential die flüchtigen Verbrennungsprodukte aus dem benachbarten Füllschacht in die Wirbelkammer ein.

[0011] Außerdem ist die Einleitung von Sekundärluft in die Flammenzone bei nach unten brennenden Pyrolysekesseln bekannt, welche dafür eine Art Düsenplatte mit seitlichen, etwa im rechten Winkel zur Verbrennungsgasströmung angeordneten Sekundärluftöffnungen im Einmündungsbereich des in die Wirbelkammer führenden Überleitungskanals aufweist.

[0012] Die GB 852 667 A zeigt einen Heizkessel zur Verbrennung von festen Brennstoffen mit einem Heizmedium führenden Kesselkörper, einem Füllraum für Brennstoff mit einer seitlichen Befüllöffnung, einem Brennrost, einer Primärluftzufuhr im Bereich des Füllraums, einer Verbrennungsgasaustrittsöffnung in eine nachgeschaltete Wirbelkammer sowie mit einem sich anschließenden Wärmetauscher für das Heizgas, wobei in die Wirbelkammer in der Nähe einer Stirnseite von außen her Verbrennungsgase und Sekundärluft eintreten, wobei die Wirbelkammer einen ersten hohlzylindrischen Bereich und einen damit über einen Querschnittssprung gekoppelten zweiten Bereich in der Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers mit einer stirnseitigen Ausmündung für die Verbrennungsgase umfasst.

[0013] Der EP 2 085 693 A2 entnimmt man eine Verbrennungsanlage für Biomasse mit vertikal angeordneter, zweiteiliger Wirbelkammer. Die Zuführung der Sekundärluft erfolgt über tangential angeordnete Düsen im unteren Abschnitt der Zyklonkammer.

[0014] In der JP H 11-132 423 A ist eine Anlage zur Abgasverbrennung dargestellt, die aus mehreren Abschnitten besteht, die jeweils durch eine Querschnittseinschnürung voneinander getrennt sind.

[0015] Die US 4,204,831 A zeigt eine Anlage zur Abgasverbrennung mit zwei konischen Abschnitten, zwischen denen eine Querschnittseinschnürung angeordnet ist. Sekundärluft wird über tangential einmündende Kanäle eingebracht, die für eine rotierende Strömung innerhalb der konischen Nachverbrennungskammern sorgen.

[0016] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Verbrennungsqualität von Heizkesseln und Öfen zur Verbrennung von festen Brennstoffen, insbesondere Biomasse, zu optimieren.

[0017] Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0018] Gekennzeichnet ist ein erfindungsgemäßer Heizkessel dadurch, dass der zweite Bereich 2/10 österreichisches Patentamt AT512 337B1 2014-08-15 in der Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers seinen geringsten Durchmesser im Bereich des Querschnittssprunges aufweist und dass dessen Begrenzungswand sich vom Querschnittssprung aus zur Ausmündung für die Verbrennungsgase hin aufweitet.

[0019] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass Verbrennungsgase und/oder Sekundärluft aus einem Kanal, von der Funktion her ähnlich den aus dem Stand der Technik bekannten Überleitungskanal, in den ersten hohlzylindrischen Bereich der Wirbelkammer tangential eintreten. Dabei befindet sich die Ausmündung des Kanals im Wesentlichen über die gesamte Länge des ersten zylindrischen Bereiches der Wirbelkammer erstreckt.

[0020] Vorzugsweise besitzt der Kanal einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt, dessen Längsseite etwa der Länge des ersten hohlzylindrischen Bereiches der Wirbelkammer entspricht und dessen Breite geringer als ein Drittel des Durchmessers dieses Wirbelkammer-Bereiches ist.

[0021] Der Querschnittssprung zwischen den beiden Bereichen der Wirbelkammer besteht in einer ersten vorteilhaften Ausführungsform im Wesentlichen aus einer Durchtrittsöffnung, welche symmetrisch zur Achse der Wirbelkammer angeordnet ist und einen Durchmesser besitzt, der vorzugsweise nur das 0,3- bis 0,7-fache des Innendurchmessers des ersten hohlzylindrischen Bereiches der Wirbelkammer aufweist.

[0022] Bevorzugt steht der Innendurchmesser des ersten hohlzylindrischen Bereiches der Wirbelkammer im Verhältnis 0,8 bis 0,9 zum größten Innendurchmesser des zweiten Bereiches.

[0023] Der zweite Bereich weist vorzugsweise eine Innengeometrie aus der Gruppe Kugelschicht, Doppelkegelstumpf oder Kegel auf, wobei jeweils die größere Aufweitung die Ausmündung für die Verbrennungsgase bildet. Der Innendurchmesser des zweiten Bereiches weitet sich dabei kontinuierlich, von der Durchtrittsöffnung im Bereich des Querschnittssprunges aus, zur Ausmündung für die Verbrennungsgase hin auf. Alternativ oder in Kombination mit dieser Kontur kann der zweite Bereich auch in der Zone vor der Ausmündung, auf weniger als der Hälfte der Länge des zweiten Bereiches, einen abnehmenden Innendurchmesser besitzen, so dass die Strömung im Ausmündungsbereich etwas eingeschnürt wird.

[0024] Vorzugsweise steht die Länge des Kanals für Verbrennungsgase und/oder Sekundärluft, gemessen von der Zone für die Eindüsung der Sekundärluft bis zum Eintritt in die Wirbelkammer, im Verhältnis 0,4 bis 0,7 zur Gesamthöhe von Kanal und dem ersten hohlzylindrischen Bereich der Wirbelkammer. Außerdem besitzt der Kanal vorteilhafterweise einen Querschnitt mit einer langen Seite und einer kurzen Seite, wobei die kurze Seite nur die Länge von 0,15 bis 0,25 der langen Seite aufweist. Dabei münden wenigstens zwei, vorzugsweise vier beidseitig verteilte Sekundärluftdüsen zur Eindüsung der Sekundärluft in den Kanal, welche innerhalb eines Eindüsungsabschnitts des Kanals angeordnet sind und nicht parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtete Eindüsungsrichtungen aufweisen.

[0025] Beschrieben sind vorstehend im Wesentlichen Merkmale für die Innenkontur der gesamten Wirbelkammer. Geformt wird diese aus feuerfestem Material wie beispielsweise Keramik oder Feuerfestbeton.

[0026] Denkbar ist es auch, dass die beiden Bereiche der Wirbelkammer als separate, koppelbare Teile gefertigt werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass die Wirbelkammer leistungsabhängig und/oder brennstoffabhängig angepasst werden kann. An einen Wirbelkammer-Grundkörper, also dem ersten hohlzylindrischen Bereich, können dann verschiedene Ausmündungsbereiche angebaut werden. Ein Körper aus feuerfestem Material wäre somit vorzugsweise im Bereich des Querschnittssprunges geteilt.

[0027] Mit der Erfindung wird die Verbrennungsqualität von Heizkesseln und Öfen zur Verbrennung von festen Brennstoffen optimiert, denn es werden niedrigere Emissionswerte, insbesondere hinsichtlich unverbrannter Kohlenwasserstoffe und CO bei der Scheitholzverbrennung gewährleistet. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass die Verbrennungsgase tangential in die Wirbelkammer eintreten und dadurch in Rotation kommen. Diese wird mit dem erfindungsgemäßen Prinzip des sogenannten fluiddynamischen Rührens innerhalb der Wirbelkam- 3/10 österreichisches Patentamt AT512 337B1 2014-08-15 mer verstärkt. Besonders förderlich für diesen Effekt ist die erfindungsgemäße Strömungseinschnürung als Querschnittssprung im mittleren Bereich, welche die Rotation der Verbrennungsgase verstärkt. Es ergibt sich dadurch bessere, gleichmäßigere Durchmischung der Verbrennungsgase. Somit ist die Oxidation effektiver und die Verbrennung emissionsärmer.

[0028] Erfindungsgemäß wird im Vergleich zu Wirbelkammer-Konzepten aus dem Stand der Technik mit etwa der Hälfte des zur Verfügung stehenden Bauraumes derselbe Vermischungseffekt erreicht. Für die funktionswichtige homogene Durchmischung der gasförmigen Medien reicht somit erfindungsgemäß zum Beispiel nur die Hälfte der Strömungs-Wegstrecke innerhalb der Wirbelkammer aus. Und dies bei gleicher oder längerer Verweilzeit der Verbrennungsgase in der Wirbelkammer.

[0029] Ferner ist die Erfindung im Hinblick auf die Kombination von Wirbelkammer und Sekun-därlufteindüsung von Vorteil, weil mit zunehmendem Abstand von den Sekundärluftdüsen die Rotationsgeschwindigkeit der Strömungswirbel abnimmt, bis kaum noch eine Durchmischung des Verbrennungsgases mit Sekundärluft erzielt wird. Durch eine Einleitung in eine Wirbelkammer kann eine Änderung der Strömungsrichtung herbeigeführt werden und die Durchmischung des Verbrennungsgasstroms mit der verbliebenen Sekundärluft, sowie die Sekundärverbrennung werden weiter fortgesetzt. Sehr vorteilhaft ist dabei, dass die verbliebene Sekundärluft schon gut innerhalb des Verbrennungsgasstroms verteilt ist, bevor letzteres überhaupt in die Brennkammer mündet. Dementsprechend kann die Wirbelkammer relativ klein ausgebildet sein, da die Nachverbrennung schneller abläuft.

[0030] Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt schematisch einen mit festen Brennstoffen befeuerten Heizkessel: [0031] Fig. 1: in einem vertikalen Schnitt, [0032] Fig. 2: eine Wirbelkammer in einer perspektivischen Ansicht, [0033] Fig. 3: eine Wirbelkammer in einem Querschnitt und [0034] Fig. 4: eine Wirbelkammer in einem Längsschnitt.

[0035] Der Heizkessel besteht im Wesentlichen aus einem Heizmedium führenden Kesselkörper 1, einem Füllraum 2 für Brennstoff mit einer oberen Befüllöffnung 3, einem Brennrost 4 mit einem darunter angeordneten Aschekasten 5, einem Kanal 6 für Verbrennungsgase und/oder Sekundärluft in eine nachgeschaltete Wirbelkammer 7 sowie einem sich anschließenden, nicht dargestellten Wärmetauscher für das Verbrennungsgas.

[0036] Die Wirbelkammer 7 besteht aus einem ersten hohlzylindrischen Bereich 7a und einem damit über einen Querschnittssprung 8 gekoppelten zweiten Bereich 7b in der Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers mit einer stirnseitigen Ausmündung 9 für die Verbrennungsgase.

[0037] Verbrennungsgase und/oder Sekundärluft gelangen aus dem Kanal 6 tangential in den ersten hohlzylindrischen Bereich 7a der Wirbelkammer 7. Dabei befindet sich die Ausmündung des Kanals 6 in Wandnähe des Bereiches 7a und erstreckt sich über dessen Länge. Der Kanal 6 weist einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf, dessen Längsseite n etwa der Länge des ersten hohlzylindrischen Bereiches 7a der Wirbelkammer 7 entspricht und dessen Breite m geringer als ein Drittel des Durchmessers D dieses Wirbelkammer-Bereiches 7a ist.

[0038] Der Querschnittssprung 8 zwischen den beiden Bereichen der Wirbelkammer besteht im Wesentlichen aus einer Durchtrittsöffnung 10, welche symmetrisch zur Achse der Wirbelkammer 7 angeordnet ist und einen Durchmesser d aufweist, der im Verhältnis 0,3 bis 0,7 zum Innendurchmesser D des ersten hohlzylindrischen Bereiches 7a steht.

[0039] Der zweite Bereich 7b hat die Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers und weist seinen geringsten Durchmesser im Bereich des Querschnittssprunges 8 auf. Die Außenkontur bzw. dessen Begrenzungswand weitet sich von der Durchtrittsöffnung 10 aus zur Ausmündung 9 für die Verbrennungsgase hin auf. 4/10 österreichisches Patentamt AT512 337B1 2014-08-15 [0040] Der Innendurchmesser D des ersten hohlzylindrischen Bereiches 7a steht im Verhältnis 0,8 bis 0,9 zum größten Innendurchmesser B des zweiten Bereiches 7b.

[0041] Gezeigt ist ein sich kontinuierlich von der Durchtrittsöffnung 10 im Bereich des Querschnittssprunges 8 aus zur Ausmündung 9 für die Verbrennungsgase hin aufweitender Innendurchmesser des zweiten Bereiches 7b, welcher vor der Ausmündung 9 auf weniger als die Hälfte der Länge des zweiten Bereiches 7b wieder einen abnehmenden Innendurchmesser aufweist.

[0042] Die Länge h des Kanals 6 für Verbrennungsgase und/oder Sekundärluft, gemessen von der Zone für die Eindüsung der Sekundärluft bis zum Eintritt in die Wirbelkammer 7, steht im Verhältnis 0,4 bis 0,7 zur Gesamthöhe H von Kanal 6 und dem ersten hohlzylindrischen Bereich 7a der Wirbelkammer 7.

[0043] Weiterhin münden in den Kanal 6 für Verbrennungsgase und/oder Sekundärluft vier Sekundärluftdüsen 11, welche innerhalb eines Eindüsungsabschnitts des Kanals 6 angeordnet sind und nicht parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtete Eindüsungsrichtungen aufweisen. 5/10

Claims (9)

1. österreichisches Patentamt AT512 337 B1 2014-08-15 Patentansprüche 1. Heizkessel zur Verbrennung von festen Brennstoffen, mit einem Heizmedium führenden Kesselkörper (1), einem Füllraum (2) für Brennstoff mit einer oberen oder seitlichen Befüll-öffnung (3), einem Brennrost (4) mit einem darunter angeordneten Aschekasten (5), einer Primärluftzuführung im Bereich des Füllraumes, einer Verbrennungsgasaustrittsöffnung in eine nachgeschaltete Wirbelkammer (7) sowie mit einem sich anschließenden Wärmetauscher für das Heizgas, wobei in die Wirbelkammer (7) in der Nähe einer Stirnseite von außen her Verbrennungsgase und/oder Sekundärluft eintreten und die Wirbelkammer (7) einen ersten hohlzylindrischen Bereich (7a) und einen damit über einen Querschnittssprung (8) gekoppelten zweiten Bereich (7b) in der Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers mit einer stirnseitigen Ausmündung (9) für die Verbrennungsgase umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (7b) in der Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers seinen geringsten Durchmesser im Bereich des Querschnittssprunges (8) aufweist und dass dessen Begrenzungswand sich vom Querschnittssprung (8) aus zur Ausmündung (9) für die Verbrennungsgase hin aufweitet.
2. 2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verbrennungsgase und/ oder Sekundärluft aus einem Kanal (6) in den ersten hohlzylindrischen Bereich (7a) der Wirbelkammer (7) tangential eintreten, wobei sich die Ausmündung des Kanals (6) im Wesentlichen über die gesamte Länge des ersten zylindrischen Bereiches (7a) der Wirbelkammer (7) erstreckt.
3. 3. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (6) einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, dessen Längsseite (n) etwa der Länge des ersten hohlzylindrischen Bereiches (7a) der Wirbelkammer (7) entspricht und dessen Breite geringer als ein Drittel des Innendurchmessers (D) dieses Wirbelkammer-Bereiches (7a) ist.
4. 4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnittssprung (8) zwischen den beiden Bereichen (7a, 7b) der Wirbelkammer (7) im Wesentlichen aus einer Durchtrittsöffnung (10) besteht, welche symmetrisch zur Achse der Wirbelkammer (7) angeordnet ist und einen Durchmesser (d) aufweist, der im Verhältnis 0,3 bis 0,7 zum Innendurchmesser (D) des ersten hohlzylindrischen Bereiches (7a) der Wirbelkammer (7) steht,
5. 5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (D) des ersten hohlzylindrischen Bereiches (7a) der Wirbelkammer (7) im Verhältnis 0,8 bis 0,9 zum größten Innendurchmesser (B) des zweiten Bereiches (7b) steht.
6. 6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (7b) eine Innengeometrie aus der Gruppe Kugelschicht, Doppelkegelstumpf oder Kegel aufweist, wobei jeweils die größere Aufweitung die Ausmündung (9) für die Verbrennungsgase bildet.
7. 7. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Innendurchmesser des zweiten Bereiches (7b) kontinuierlich von der Durchtrittsöffnung (10) im Bereich des Querschnittssprunges (8) aus zur Ausmündung (9) für die Verbrennungsgase hin aufweitet und/oder dass der zweite Bereich (7b) vor der Ausmündung (9) auf weniger als der Hälfte der Länge des zweiten Bereiches (7b) einen abnehmenden Innendurchmesser aufweist.
8. 8. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Kanals (6) für Verbrennungsgase und/oder Sekundärluft, gemessen von der Zone für die Eindüsung der Sekundärluft bis zum Eintritt in die Wirbelkammer (7), im Verhältnis 0,4 bis 0,7 zur Gesamthöhe (H) von Kanal (6) und dem ersten hohlzylindrischen Bereich (7a) der Wirbelkammer (7) steht. 6/10 österreichisches Patentamt AT512 337 B1 2014-08-15
9. 9. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (6) für Verbrennungsgase und/oder Sekundärluft einen Querschnitt mit einer langen Seite und einer kurzen Seite hat, wobei wenigstens zwei Sekundärluftdüsen (11) zur Eindüsung der Sekundärluft in den Kanal (6) münden, welche innerhalb eines Eindüsungsabschnitts des Kanals (6) angeordnet sind und nicht parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtete Eindüsungsrichtungen aufweisen. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 7/10