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Gás- oder ölbeheizter Schachtofen
Die Erfindung bezieht sich auf einen gas-oder ölbeheizten Schachtofen mit einem oben verengten
Schachtteil, der mit dem unteren Schachtteil über eine Gewölbezone verbunden ist, in der die Brennkammern in Form von im wesentlichen radialen Kanälen vorgesehen sind, die ausser Einrichtungen zur
Aufnahme der Brenner Öffnungen zur Zuführung von zurückgeführten Abgasen aufweisen.
Bei gas- oder ölbeheizten Schachtöfen mit aussen an der Ofenwand angesetzten Brennkammern besteht die Schwierigkeit, mittels der in der Aussenwandung angeordneten Wärmequellen eine gleichmässige Erwärmung der gesamten Gutsäule im Bereich der Brennzone zu erzielen, die erforderlich ist, um ein gleichmässig gebranntes Gut zu erhalten. Zur Lösung der sich daraus ergebenden Aufgabe ist es erforderlich, von allen über den Umfang des Ofens verteilten Wärmequellen aus eine gleichmässige Wärmezuführung sicherzustellen. Weiterhin ist es notwendig, den Ofen nach unten hin so abzuschliessen, dass keine Kühlluft in die Brennzone gebracht wird. Schliesslich müssen Vorkehrungen getroffen werden, um auch das Eindringen der Wärme in die Mitte der Gutsäule zu ermöglichen.
Zur Lösung der einzelnen vorstehenden Aufgaben sind bereits verschiedene Verfahren und Ausbildungs- formen von Brennöfen bekanntgeworden, jedoch ist es bisher noch nicht gelungen, eine Ausbildungsform zu finden, die alle Aufgaben ohne grossen baulichen und technischen Aufwand löst.
Bei den bekannten Öfen mit von aussen an der Ofenwand angesetzten Brennkammern besteht die Gefahr, dass Teile des Brenngutes, beispielsweise Kalksteinstücke, in den Vorderteil der Brennkammern gelangen und dort liegen bleiben, ausbrennen oder sintern und dadurch den Eintritt der Heizgase in den Ofenschacht stören. Auf diese Weise wird eine gleichmässige Zuführung der Wärme zu der Gutsäule nachteilig beeinträchtigt. Zur Abhilfe dieses Nachteiles hat man die im Inneren des Ofens liegende Brennkammermündung mit einer keilförmig nach unten auslaufenden Aussparung ausgerüstet, ohne dass hiedurch die vorgenannten Nachteile völlig beseitigt werden konnten.
Die auf die keilförmigen Schrägflächen gelangenden Brenngutstücke wandern bei Öfen mit gleichbleibendem Querschnitt nicht in Richtung des Aus- trages zusammen mit der Gutsäule weiter, sondern bleiben auf den Schrägen der Brennkammer liegen und sintern dort, so dass im Laufe der Zeit trotz der Schrägflächen ein Zuwachsen der Brennkammern nur dadurch vermieden werden kann, dass von Zeit zu Zeit nach Abklappen der Brenner die Rückstände entfernt werden, wobei aber Störungen im Ofenbetrieb auftreten und oftmals Beschädigungen im Mauerwerk entstehen.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es an sich bekanntgeworden, die Ausmündungen der Brenn-
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des in der Gewölbezone befindlichen Gutes anzuordnen, indem man die Brennkammern weit in den oberen Teil der Gewölbezone hinein verlegte. Durch diese Massnahme wird ein Zuwachsen der Brennkammer- öffnungen zwar verhindert, jedoch reicht diese Ausgestaltung des Schachtofens nicht aus, um das Eindringen der Wärme bis in die Mitte der Gutsäule zur Erzielung einer gleichmässigen Temperatur über den gesamten Brenngutquerschnitt zu verwirklichen. Bekanntlich wandern die Heizgase bevorzugt entlang der Ofeninnenwandfläche. da die zwischen der Ofeninnenwand und dem stückigen Gut verbleibenden Hohlräume im allgemeinen grösser sind als die Hohlräume zwischen den Einzelstücken ausserhalb der Ofenrandzonen. Um hier.
Abhilfe zu schaffen, ist es bekanntgeworden, neben den Brennern in den Brennkammern Einrichtungen zum Einblasen unbrennbarer Gase oberhalb der Brenner und Einrichtungen zum seitlichen Abzug von Kühlluft unterhalb der Brenner vorzusehen und dabei den Einblasedruck der unbrenn-
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baren Gase sowie den Sog an den seitlichen Abzugsstellen der Kühlluft so zu bemessen, dass durch das Zu- sammenwirken der dadurch erzielten Druckverhältnisse die Flammen von der Aussenwand in Richtung zur
Ofenachse gelenkt werden. Es ist offensichtlich, dass derartige Einrichtungen bzw. Verfahren einer be- sonderen Regulierung und Einstellung bzw. Nachstellung bedürfen, so dass der erforderliche technische
Aufwand sehr erheblich ist.
Man hat weiterhin bei andern bekannten Öfen den Brenner in der Mitte des Ofens vorgesehen und die
Absaugung der von unten eintretenden Kühlluft oberhalb der Gutsäule vorgenommen. Diese Ausgestaltung des Ofens führt zu einer verhältnismässig ungleichmässigen Verteilung der Wärme über den Gutquerschnitt und behindert eine intensive Kühlung desjenigen Gutes, welches in der Nähe des Brenners der besonders starken Erhitzung ausgesetzt worden ist.
DerKühlluftstrom muss bei diesen bekannten Ausbildungen um die
Brennzone herumgeführt werden und wird somit verstärkt in die Randzone des Ofens geleitet, wo er eine
Erwärmung durch die zentral angeordneten Brenner in starkem Masse behindert, insbesondere, wenn man berücksichtigt, dass bei stückigem Gut sich eine bevorzugte Strömung im Bereich der Wandungen einstellt, so dass gerade die Randzonen, die der Wärmequelle besonders-entfernt liegen, nicht von den Heizgasen und damit nicht von der Wärme erreicht werden. Da auch im unteren Bereich des bekannten Ofens die
Strömung der Kühlluft entlang der Wandung bevorzugt auftritt, wird die Mittelzone des Ofens wesentlich weniger der Kühlluft ausgesetzt als die Randzone.
Sie erfährt daher keine intensive Kühlung, obgleich sie gerade in der Mittelzone besonders erforderlich wäre, da diese Zone durch den Brenner in stärkstem Masse erwärmt worden ist.
Bei einer weiteren Ausführung des Ofens mit zentraler Brennzone hat man zwischen der Brennzone und der unten liegenden Austragöffnung auf dem Umfang verteilt angeordnete Absaugöffnungen vorgesehen.
Durch den in den Absaugöffnungen anstehenden Unterdruck wird zwar eine Strömung der Heizgase aus der . in derOfenmitte liegendenBrennkammer nach aussen erzielt, die zu einer Vergleichmässigung derWärme- verteilung über den Gutquerschnitt führt, jedoch erhöht diese Ausbildung die Nachteile bei der Kühlung des Gutes, welches die Mittellängszone des Ofens durchwandert. Da sich die Kühlluftströmung in den Randzonen des Ofens bevorzugt ausgebildet, wird nunmehr infolge der umfänglichen Absaugung die Mittel- zone des Ofens, in der sich die höchst erhitzten Gutteile befinden, von der unten im Ofen eintretenden Kühlluft praktisch nicht berührt.
Ausserdem haben die bekannten Öfen mit in Ofenmitte liegenden Brennkammern den Nachteil, dass die Brennkammern nicht zugänglich sind, ohne dass der Ofen ausser Betrieb genommen wird. Eine Überwachung des Brennvorganges von aussen ist praktisch nicht möglich.
Durch die Erfindung soll nun eine Ausbildung des Brennofens ohne besonderen baulichen Aufwand geschaffen werden, bei dem sowohl eine weitgehend gleichmässige Erwärmung des Gutes über den gesamten Ofenquerschnitt erzielt als auch eine ausreichende Kühlung sämtlichen Gutes vor dem Austragen sichergestellt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem einleitend beschriebenen Ofen aus und kennzeichnet sich dadurch, dass die Ausmündungen der Brennkammern in an sich bekannter Weise in dem gewölbeartigen Teil des Schachtes mit ihren unteren Innenkanten ausserhalb der Böschung des in der Gewölbezone befindlichen Gutes liegen und dass im erweiterten Schachtteil oberhalb der Austragzone für das gebrannte Gut wenigstens ein in der Ofenmitte liegendes Absaugorgan für die Kühlluft vorgesehen ist.
Durch die Ausbildung der Brennkammern in bezug auf die Wölbung und die Böschung des Brenngutes wird erreicht, dass die Heizflammen im Bereich der Auflockerung des Gutes mit diesem in Verbindung kommen und dass ein Eindringen von Gutteilen in dieKammerausmündung mit Sicherheit verhindert wird.
Durch die in Verbindung mit der Brennkammerausbildung vorgesehene Anordnung eines in der Ofenmitte liegenden Absaugorganes im erweiterten Schachtteil oberhalb der Austragzone erreicht man, dass die durch den Austrag eintretende und angesaugte Kühlluft nach Kühlung des dem Austrag zufliessenden Brenngutes von dem Absaugorgan aufgenommen wird. Die Kühlluft bildet somit einen austragseitigen Abschluss und vermeidet, dass die Verbrennung in der Brennzone durch aufsteigende Zusatzluft ungünstig beeinfluss wird. Zugleich dient das in der Ofenmitte liegende Absaugorgan dazu, die durch die Brennkammer von aussen eintretenden Heizgase zur Mitte des Ofenschachtes hin abzulenken, so dass eine gleichmässige Wärmezufuhr über den gesamten Schachtquerschnitt erreicht wird.
Durch die neuartige Ausbildung des Ofens wird weiter erreicht, dass die Wärmezufuhr nicht nur gleichmässig über den gesamten Querschnitt der Gutsäule erfolgt, sondern dass auch die Zusammensetzung der Heizgase aus Verbrennungsgas, Luftüberschuss und zurückgeführtem Abgas nur in den Brennkammern vor Eintritt in die Brennzone des Ofens geregelt werden kann, da ihr Weg von den Brennern zum Ofeninneren nicht gestört und innerhalb des Ofens nicht durch aufsteigende Zusatzluft ungünstig beeinflusst
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wird. Es treten somit bei den erfindungsgemäss ausgebildeten Öfen Abgase einer gleichmässigen Zusammen- setzung mit einem für die Verwertung geforderten, sehr hohen CO-Gehalt auf.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführung- beispiel.
In der Zeichnung ist mit 1 der obere Teil eines Schachtofens bezeichnet, der den verengten Schacht- teil bildet. An diesen verengten Schachtteil 1 schliesst sich die Gewölbezone 2 an, die in den unteren erweiterten Teil 3 des Ofens überführt. Im Bereich der Gewölbezone sind Brennkammern 5 gleichmässig auf. dem Umfang des Ofens verteilt angeordnet, die mitBrennereintrittsöffnungen6sowle mit Eintrittsöffnungen
8 für rückgeführte Ofenabgase ausgerüstet sind. Die Tiefe der vom Schachtofen radial abstehenden Brennkammern 5 ist dabei so gewählt, dass die am aussen liegenden Ende dieser Kammern beginnenden Brennerflammen als Heizmedium im wesentlichen in ihrer ganzen Ausdehnung im Inneren der Kammern 5 Platz finden. Dabei werden zweckmässig Brenner verwendet, die kurzstrahlige Flammen erzeugen.
Im Bereich der Brennerflamme werden dabei über die Öffnungen 8 rückgeführte Ofenabgase zugeführt, um die Temperatur der Heizflammen auf zulässige Werte herabzusetzen.
Das Gewölbe 11 und die Ausmündungen der Brennkammern in dem Gewölbe 11 sind dabei so ange- ordnet, dass die untereninnenkanten der Ausmündungen ausserhalb der mit 9 bezeichneten Böschung des in der Gewölbezone befindlichen Gutes liegen. Zusätzliche Bodenschwellen 7 sind im Bereich der Ausmündung der Brennkammern vorgesehen. um mit Sicherheit zu verhindern, dass einzelne Teile des Brenngutes in die Brennkammern gelangen können.
Nach unten hinistderOfendurcheinenOfenunterteil 3 abgeschlossen, welcher in eine Austragöffnung 4 übergeht. Oberhalb des Ofenunterteiles befindet sich im erweiterten Teil 2 des Ofens ein Hohlpilz 10, der in Verbindung steht mit einem Hohlbalken 12 und der dazu dient, die von unten durch die Austrag- öffnung eintretende Kühlluft abzusaugen, so dass diese nicht in die Brennzone gelangen kann. Durch den Absaugvorgang mittels des Hohlpilzes 10 und des Hohlbalkens 12 erreicht man, dass in der Ofenmitte ein Unterdruck entsteht, der die von den Brennkammern 5 in das Gut eintretenden Heizgase veranlasst, in der Brennzone bis zur Mitte des Ofens vorzudringen, so dass eine gleichmässige Erwärmung des Gutes über seinen gesamten Querschnitt im Bereich der Brennzone sichergestellt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gas-oder ölbeheizter Schachtofen mit einem oben verengten Schachtteil, der mit dem unteren erweiterten Schachtteil über eine Gewölbezone verbunden ist, in der die Brennkammern in Form von im wesentlichen radialen Kanälen vorgesehen sind, die ausser Einrichtungen zur Aufnahme der Brenner Öffnungen zur Zuführung von zurückgeführten Abgasen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausmündungen der Brennkammern (5) in an sich bekannter Weise in dem gewölbeartigen Teil (11) des Schachtes mit ihren unteren Innenkanten ausserhalb der Böschung (9) des in der Gewölbezone befindlichen Gutes liegen und dass im erweiterten Schachtteil (2) oberhalb der Austragzone (4) für das gebrannte Gut wenigstens ein in der Ofenmitte liegendes Absaugorgan (10 ; 12) für die Kühlluft vorgesehen ist.