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Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Aufbereitung von exothermen kontrollierbaren Atmosphären, die in Vergütungsöfen Verwendung finden.
Bekannt ist eine Einrichtung zur Aufbereitung von exothermer kontrollierbarer Atmosphäre, die eine Kammer mit einem Brenner zur Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches in der Hochtemperaturzone und einem Thermoelement zur Temperaturmessung und-registrierung von Verbrennungsprodukten beim Katalysator in der Tieftemperaturzone aufweist (s. B. M. Estrin"Erzeugung und Einsatz von kontrollierbaren Atmosphären", UdSSR, Hüttenverlag, 1963, S. 156).
Während der Aufbereitung einer exothermen kontrollierbaren Atmosphäre kann sich die Temperatur der Verbrennungsprodukte vor dem Katalysator erheblich ändern. Hohe Temperatur der Verbrennungsprodukte beim Katalysator bringt vorzeitigen Verlust an Aktivität des Katalysators und somit Qualitätsverschlechterung der erzeugten Atmosphäre mit sich.
Um eine Überhitzung des Katalysators zu vermindern, wird die Verbrennungskammer meist mit einer relativ langen Kühlzone ausgeführt, in der die Verbrennungsprodukte bis auf erforderliche Temperatur abgekühlt werden.
Mit einer Änderung des Verbrauchskoeffizienten von Luft und Ausgangsgemischzusammensetzung ändert sich auch die Temperatur der Verbrennungsprodukte. In diesem Fall wird die Temperatur durch die Menge des zu verbrennenden Brennstoff-Luft-Gemisches geregelt und die Leistung der Verbrennungskammer wird unbeständig.
Zu den Nachteilen der bestehenden Verbrennungskammern ist die Unmöglichkeit zu rechnen, die Wärme auszunutzen, welche die Verbrennungsprodukte in der Tieftemperaturzone durch die Wände ans Kühlwasser abgeben.
Mit der Erfindung wird bezweckt, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Aufbereitung von exothermer kontrollierbarer Atmosphäre anzugeben, die durch Schaffung besserer Bedingungen für die Arbeit des Katalysators die Herstellung von exothermer kontrollierbarer Atmosphäre besserer Qualität, u. zw. mit Mindestgehalt an Sauerstoff, Stickoxyden und sonstigen unerwünschten Bestandteilen ermöglicht, dabei beständige Leistung hat, geringen Platzbedarf erfordert und Ausnutzung der Wärme von Verbrennungsprodukten bei deren Abkühlung in der Tieftemperaturzone gewährleistet.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch Schaffung einer Einrichtung zur Aufbereitung von exothermer kontrollierbarer Atmosphäre, die eine Kammer mit einem Brenner zur Verbrennung von Brennstoff-Luft-Gemisch sowie in der Tieftemperaturzone dieser Kammer untergebrachtes Thermoelement und ebendort befindlichen Katalysator enthält, bei der erfindungsgemäss die Tieftemperaturzone der Kammer von deren restlichem Teil durch eine Trennwand mit Düse getrennt ist, durch welche die Verbrennungsprodukte in die mit der Düse in einer Achse liegende Tieftemperaturzone eintreten, wo ein diese überdeckender, mit dem Thermoelement operativ verbundener Schieber beweglich angeordnet ist sowie dadurch gelöst, dass mindestens ein Kanal zur Erzeugung der Zirkulation der Verbrennungsprodukte in der Tieftemperaturzone vorhanden ist.
Durch solche konstruktive Gestaltung der Einrichtung wird eine Überhitzung des Katalysators vermieden.
Infolgedessen arbeitet die Einrichtung mit konstanter Leistung länger und liefert eine kontrollierbare Atmosphäre erforderlicher chemischer Zusammensetzung.
Es ist zweckmässig, gleichachsig mit der Düse ein Rohr mit einem Spalt gegenüber der wassergekühlten Innenfläche der Tieftemperaturzone der Kammer anzuordnen, der einen Kanal zur Erzeugung der Zirkulation der Verbrennungsprodukte bildet, und einen Schieber im genannten Rohr anzubringen.
Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Länge der Tieftemperaturzone der Kammer zu verringern und die Einrichtung gedrängter auszuführen.
Es ist wünschenswert, den Kanal zur Erzeugung der Zirkulation der Verbrennungsprodukte in der Kammerwand kommunizierend mit der Tieftemperaturzone der Kammer auszubilden und einen gekühlten Wärmeaustauschapparat im Kanal unterzubringen.
Dies gestattet, die Wärme der Verbrennungsprodukte bei deren Abkühlung in der Tieftemperaturzone auszunutzen.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele der Einrichtung unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Einrichtung mit einem Rohr in der Tieftemperaturzone, das gleichachsig mit der Düse und mit einem Spiel gegenüber der Innenfläche der Kammerwände angeordnet ist, Senkrechtschnitt durch die Längsachse ; Fig. 2 eine Einrichtung mit einem mit der Tieftemperaturzone kommunizierenden Kanal in der Kammerwand und einem im Kanal untergebrachten gekühlten Wärmeaustauschapparat.
Beispiel l : Die Einrichtung zur Aufbereitung von exothermer kontrollierbarer Atmosphäre weist ein wassergekühltes Gehäuse-l-- (Fig. l) auf, dessen Innenraum durch eine Trennwand--2--in einen
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- Verbrennungskammer --3-- undDüse--6--ist in der Tieftemperaturzone--4--ein Rohr--7--mit einem Spalt gegenüber der wassergekühlten Innenfläche der Zone--4--angeordnet. Dieser Spalt stellt einen Kanal--8--zur Erzeugung der Zirkulation der Verbrennungsprodukte dar.
Am Ende der Tieftemperaturzone--4--der Kammer--3--befindet sich ein Katalysator--9--zur Reinigung exothermer kontrollierbarer Atmosphäre von Sauerstoff, Stickoxyden und sonstigen unerwünschten Bestandteilen.
Zur Temperaturmessung der Verbrennungsprodukte ist in Richtung ihrer Bewegung ein Thermoelement
10-vor dem Katalysator --9-- angeordnet. Im Rohr-7-ist ein den Querschnitt dieses Rohres abdeckender, mit einem Registrier-und Regelgerät-12-operativ verbundener Schieber --11-- beweglich befestigt. Das Gehäuse--l--enthält eine Öffnung--13--zur Abfuhr der aufbereiteten Atmosphäre.
Die Einrichtung arbeitet wie folgt :
Das Brennstoff-Luft-Gemisch mit vorgegebenem Brennstoff-Luftverhältnis wird über den Brenner-5- der Hochtemperaturzone der Verbrennungskammer --3-- zugeführt. In dieser Kammer--3--wird der Brennstoff bei einer hohen Temperatur verbrannt. Die entstehenden Verbrennungsprodukte gelangen über die Düse --6-- in das Rohr--7--und bewirken die Zirkulation der Verbrennungsprodukte in der Tieftemperaturzone-4-der Kammer-3-.
Durch Drehen des Schiebers--11--ändert man den lichten Querschnitt des Rohres--7--. Dabei ist die Geschwindigkeit der das Rohr--7--verlassenden Verbrennungsprodukte bzw. deren Zirkulationsgeschwindigkeit an den wassergekühlten Flächen der Tieftemperaturzone--4--von dem Drehwinkel des
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DieBeispiel 2 : Die Einrichtung zur Aufbereitung von exothermer kontrollierbarer Atmosphäre weist in der Wand-14- (Fig. 2) einen mit der Tieftemperaturzone-4-der Kammer-3-kommunizierenden Kanal--15-- auf. Im Kanal--15--ist ein Wärmeaustauschapparat --16-- untergebracht.
In diesem Fall arbeitet die Einrichtung im wesentlichen so wie im vorangehenden Beispiel beschrieben ist.
Der Unterschied besteht darin, dass die in der Tieftemperaturzone-4-zirkulierenden Verbrennungsprodukte den Kanal --15-- passieren und die Wärme an den Wärmeaustauschapparat--16-- abgeben, durch den die Wärme an die Luft übertragen werden kann, die in ein Trocknungsaggregat zur Regeneration von Silikagel einströmt.
Durch eine Öffnung --13-- wird die in der Einrichtung aufbereitete exotherme kontrollierbare Atmosphäre abgeführt.
Versuche zeigten, dass die Einrichtung arbeitsfähig, leicht in Bedienung und Betrieb ist und es gestattet, eine exotherme kontrollierbare Atmosphäre von beständiger Zusammensetzung und hoher Qualität zu gewinnen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Aufbereitung von exothermer kontrollierbarer Atmosphäre, die eine Kammer mit einem Brenner zur Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches und in der Tieftemperaturzone dieser Kammer
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Tieftemperaturzone (4) der Kammer (3) von deren restlichem Teil durch eine Trennwand (2) mit einer Düse (6) getrennt ist, durch welche die Verbrennungsprodukte in die in einer Achse mit der Düse (6) liegende Tieftemperaturzone (4) gelangen, in der ein den Querschnitt abdeckender, mit einem Thermoelement (10) operativ verbundener Schieber (11) beweglich befestigt ist, und dass es mindestens einen Kanal (8) zur Erzeugung der Zirkulation der Verbrennungsprodukte in der Tieftemperaturzone (4) gibt.
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