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Die
Erfindung betrifft einen Ringkammerofen zum Brennen von Brenngut,
wobei der Ringkammerofen Brennkammern und Kassettenwände
umfasst, wobei die Kassettenwände zur Unterteilung der Brennkammern
angeordnet sind, sodass in jeder Brennkammer mehrere Brenngutaufnahmen
für das Brenngut ausgebildet sind, wobei die Kassettenwände
Rauchgasführungen aufweisen, in denen Rauchgase innerhalb
der Brennkammern geführt und/oder führbar sind
und die gegenüber den Brenngutaufnahmen abgeschlossen sind,
und wobei die Brennkammern durch Rauchgasübergänge
untereinander strömungstechnisch ringförmig und/oder
in einer Ringstruktur verbunden und/oder verbindbar sind.
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Das
Prinzip der Ringöfen oder Ringkammeröfen ist wohl
bereits seit 1856 bekannt und wurde damals erstmalig für
eine Einrichtung zum effektiven und kontinuierlichen Brennen von
Ziegeln vorgeschlagen. Der ursprüngliche Ringofen bestand
aus einem großen Kreis oder Oval mit etwa 14 bis 20 Kammern,
in denen unabhängig voneinander ein Feuer unterhalten werden
konnte, das die ebenfalls in der Kammer befindlichen, getrockneten
Ziegelrohlinge brannte. Nach dem erfolgten Brennvorgang wurde in
einer Kammer das Feuer gelöscht und die nächste
Kammer mit Brennstoff beschickt, so dass das Feuer ringförmig
um das Oval geführt wurde. Durch ausgeklügelte
Be- und Entlüftung der Kammern wurde die erwärmte
Abluft für eine Anwärmung der Rohlinge in der
nachfolgenden Brennkammer und die Zuluft zur Abkühlung
der soeben gebrannten Ziegel einer vorhergehenden Brennkammer genutzt. Das
Funktionsprinzip der Ringofen basiert somit auf ein Wandern der
Befeuerung um die in einem Ring angeordneten Brennkammern.
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Die
Druckschrift
DE 41
19 320 C1 der Anmelderin offenbart dagegen einen modernen
Ringkammerofen, der in geschlossener Bauart ausgebildet ist. Die
Brennkammern des Ringkammerofens sind zweireihig angeordnet und
hinsichtlich der Rauchgase strömungstechnisch in einer
Ringstruktur verbunden. Innerhalb jeder Brennkammer sind Heizwände mit
Heizschächten sowie Zwischenwände mit Rauchgasschächten
angeordnet, welche die Rauchgase führen. Im Betrieb sind
zumindest die jeweils zu beheizenden Brennkammern mit einem Deckel
bedeckt, sodass die heißen Rauchgase durch die Heizungsschächte
in einen freien Zwischenraum unter den Deckel strömen,
von dort aus in die Rauchgasschächte geleitet werden und
mittels im Unterboden angeordneter Rauchgasübergänge
in die nächste Brennkammer geführt werden.
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Bei
Ringkammeröfen offener Bauart kann dagegen auf die Deckel
verzichtet werden, da die Rauchgase innerhalb der Brennkammern in
einem geschlossenen Rauchgassystem geführt werden, wobei
die Brennkammern durch deckenseitige Rauchgasübergänge
miteinander verbunden sind. Auf einen derartigen Ringkammerofen
offener Bauart wird beispielsweise in der Druckschrift
DE 34 360 41 C2 Bezug genommen,
die damit wohl den nächst kommenden Stand der Technik bildet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ringkammerofen sowie
ein Verfahren zu dessen Errichtung vorzuschlagen, welcher bzw. welche
sich durch eine hohe Flexibilität und günstige
Gesamtkosten auszeichnen.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Ringkammerofen mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie mit einem Verfahren zu dessen Errichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der
nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß wird
ein Ringkammerofen vorgeschlagen, der zum Brennen von Brenngut,
insbesondere zum Brennen von Elektroden und im Speziellen zum Brennen
von Kathoden und/oder Anoden für die Aluminiumschmelzflusselektrolyse
z. B. nach Hall-Heroult geeignet und/oder ausgebildet ist. Der Ringkammerofen
ist bevorzugt bei einer Temperatur, insbesondere einer Prozesstemperatur,
im Bereich von 900°C–1.350°C, insbesondere
von 1200°C–1350°C betreibbar.
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Der
Ringkammerofen weist eine Mehrzahl von Brennkammern sowie eine Mehrzahl
von Kassettenwänden auf, wobei die Kassettenwände
zur Unterteilung der Brennkammern in den Brennkammern angeordnet
sind. Zwischen den Kassettenwänden sind Brenngutaufnahmen
für das Brenngut ausgebildet. In diese Brenngutaufnahmen
werden beispielsweise die Grünlinge der Anoden in ein Füllpulverbett
aus Hüttenkoks eingelegt, das unter anderem einen Oxidationsschutz
der Grünlinge ermöglicht. Bevorzugt weisen die
Brennkammern eine Breite und/oder eine Länge von mindestens
2 m, insbesondere von mindestens 3 m auf.
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In
den Kassettenwänden sind Rauchgasführungen ausgebildet,
in denen im Betrieb die Rauchgase innerhalb der Brennkammern geführt
und/oder führbar sind. Die Rauchgasführungen sind
gegenüber den Brenngutaufnahmen strömungstechnisch abgeschlossen,
sodass der vorgeschlagene Ringkammerofen gattungsgemäß als
offener Ofen zu bezeichnen ist. Insbesondere wird die Wärmeisolation an
der Deckenseite der Brenngutaufnahmen durch eine auf dem Brenngut
aufliegende und mehrere Zentimeter starke Füllpulverschicht
gebildet.
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Die
Brennkammern sind mittels Rauchgasübergängen untereinander
strömungstechnisch ringförmig und/oder in einer
Ringstruktur verbunden und/oder verbindbar. Im Betrieb wird diese
Ringstruktur dazu genutzt, eine Brennzone auszubilden, wobei ausgehend
von einer aktuell befeuerten Brennkammer die Zuluft von einer in
der Ringstruktur in Strömungsrichtung vorher angeordneten
Brennkammer zugeführt wird, in der vorzugsweise zuvor gebranntes
Brenngut zum Abkühlen angeordnet ist, sodass die zugeführte
Luft bereits vorgewärmt ist. Die Abluft wird dagegen in
eine in Strömungsrichtung in der Ringstruktur nachfolgende
Brennkammer geführt, in der dadurch ein noch zu brennendes
Brenngut vorgeheizt wird. Diese Brennzone wird Brennkammer um Brennkammer
in Strömungsrichtung verschoben, sodass die Brennzone in
Strömungsrichtung in der Ringstruktur endlos herumgeführt
wird. Bevorzugt ist der Ringkammerofen konstruktiv derart realisiert, dass
die Strömungsrichtung umgekehrt werden kann (fire reversal),
eine Maßnahme, die als förderlich für die
Gesamtlebensdauer des Ringkammerofens angesehen wird.
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Erfindungsgemäß wird
vorgeschlagen, dass mindestens einer, vorzugsweise einige, insbesondere
alle der Rauchgasübergänge als bodenseitiger Bodenrauchgasübergang
ausgebildet ist bzw. sind. Als bodenseitig wird vorzugsweise der
Bereich definiert, welcher hinsichtlich der Höhe unterhalb
von 50%, insbesondere unterhalb von 30% der Kassettenwandhöhe
angeordnet ist.
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Dieser
neuartige Ringkammerofentyp, welcher hinsichtlich der Rauchgasführung
eine Mischung zwischen einem geschlossenen und einem offenen Ringkammerofen
darstellt, vereinigt die Vorteile der in der Einleitung diskutierten
Bauarten von Ringkammeröfen: Von dem offenen Ringkammerofen
wurden die Vorteile der günstigen Herstellung sowie der
Verzicht auf die kostenintensiven Deckel übernommen. Von
dem geschlossenen Ringkammerofen wurde der Vorteil übernommen,
dass der geschlossene Ringkammerofen – auch nach Fertigstellung – in
einfacher Weise höhenskalierbar ist. Der Vorteil der Höhenskalierbarkeit
kommt dann zum Tragen, wenn sich während der Lebensdauer
eines Ringkammerofens das Brenngut hinsichtlich der Höhe ändert,
sodass auch die Brenngutaufnahmen in der Höhe angepasst,
insbesondere vergrößert werden müssen.
Bei dem bislang bekannten offenen Ringkammerofen ist eine Erhöhung
der Kassettenwände jedoch nur mit sehr großem
Umbauaufwand möglich, da die Rauchgasübergänge
deckenseitig angeordnet sind, sodass eine Erhöhung der
Kassettenwände auch mit einer Änderung der Zwischenwände,
Endwände und weiterer Rauchgasübergänge,
insbesondere zu dem sogenannten Cross-Over, einhergeht. Demgegenüber
sind bei dem erfindungsgemäßen Ringkammerofen
die Rauchgasübergänge bodenseitig als Bodenrauchgasübergänge
ausgebildet, so dass die Umbaumaßnahmen wesentlich vereinfacht
sind.
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Bei
einer vorteilhaften konstruktiven Realisierung sind die Brennkammern
deckelfrei betreibbar beziehungsweise werden deckelfrei betrieben.
Diese Konkretisierung unterstreicht nochmals die Ausgestaltung der
Erfindung, dass die Rauchgase innerhalb der Brennkammern gegenüber
den Brenngutaufnahmen abgeschlossen geführt sind.
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Bei
einer möglichen Ausbildung der Erfindung ist der mindestens
eine Bodenrauchgasübergang zwischen einer ersten Kassettenwand
einer ersten Brennkammer zu einer benachbarten und/oder zu einer
in der Ringstruktur nachfolgenden, zweiten Kassettenwand einer zweiten
Brennkammer ausgebildet. Bei dieser möglichen Ausbildung
sind die Brennkammern vorzugsweise in mindestens einer Reihe angeordnet,
wobei die Brennkammern der Reihe durch Kopfwände voneinander
getrennt sind und wobei der Bodenrauchgasübergang als Durchgangsöffnung
im Bodenbereich der Kopfwände ausgebildet ist. Alternativ
hierzu können der, die oder einige Bodenrauchgasübergänge
unterhalb eines Bodens des Ringkammerofens, z. B. als Kassettenboden
eingebracht sein.
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Berücksichtigt
man zusätzlich, dass die Kassettenwände vorzugsweise
parallel zu der Strömungsrichtung ausgerichtet sind, wird
bevorzugt in jeder Reihe der Kassettenwände eine Durchgangsöffnung
pro Kopf- bzw. Endwand im Bodenbereich der Wände zugeordnet.
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Bei
einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist jede der Kassettenwände
einen Rauchgaseingang und einen Rauchgasausgang auf, wobei Rauchgaseingang
und Rauchgasausgang jeweils bodenseitig und insbesondere seitlich
oder ausschließlich seitlich geöffnet angeordnet
sind. Diese Spezifizierung konzentriert den erfinderischen Gedanken
auf das Element der Kassettenwände, welche entsprechende
Rauchgaseinbeziehungsweise -ausgänge bereitstellen und
damit auch als eigenständige Erfindung offenbart werden.
Vorzugsweise umfassen die Kassettenwände am Rauchgaseingang
und am Rauchgasausgang jeweils ein Gewölbe bzw. einen Gewölbeabschnitt,
welches neben der Funktion der Rauchgasdurchführung auch
die Funktion der Abstützung der Kassettenwände
im Übergangsbereich übernimmt.
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Es
ist bevorzugt vorgesehen, dass die Rauchgasführung innerhalb
der Kassettenwand in einer vertikalen Ebene schlangenlinien- und/oder
mäander- und/oder labyrinthförmig ausgebildet
ist und/oder dass die Rauchgasführung eine Mehrzahl von
Umlenkvorrichtungen aufweist, um die Länge des Strömungswegs
der Rauchgase innerhalb der Kassettenwand künstlich zu
verlängern. Vorzugsweise ist der Strömungsweg
bzw. die Rauchgasführung mit bodenseitigen und/oder deckenseitigen
Umkehrbereichen gestaltet.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung sind die Brennkammern bevorzugt
zweireihig angeordnet, wobei die stirnseitigen Brennkammern – auch
Endkammern genannt – jeweils über eine Übergangsvorrichtung
(Cross-over) strömungstechnisch verbunden sind, die als
Bodenrauchgasübergang ausgebildet ist. Bei dieser Weiterbildung
sind auch die als Endwände ausgebildeten Kopfwände
des Ringkammerofens gegebenenfalls in der Höhe veränderbar. Die
bodenseitig angeordnete oder angeschlossene Übergangsvorrichtung
weist gegenüber einer deckenseitig angeordneten Übergangsvorrichtung
den Vorteil verminderter Dichtigkeitsprobleme auf.
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Bei
einer bevorzugten Realisierung – insbesondere einer neu
gebauten oder Green-Field-Anlage – ist die Übergangsvorrichtung
als ein Gewölbe ausgebildet, in das die Rauchgasausgänge
beziehungsweise Rauchgaseingänge der Kassettenwände
der Endkammern münden.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform – insbesondere
wenn der Ringkammerofen nach einem Verfahren, wie es nachfolgend beschrieben
wird, errichtet ist – ist die Übergangsvorrichtung
als ein Kreuzgewölbe ausgebildet, wobei die Rauchgasausgänge
beziehungsweise -eingänge über erste Gewölbegänge,
die in Längserstreckung der Reihen orientiert sind, mit
einem parallel zur Stirnseite orientierten zweiten Gewölbegang
strömungstechnisch verbunden sind.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Errichtung
eines oder des Ringkammerofens, wobei das Verfahren dadurch ausgezeichnet
ist, dass ein geschlossener Ringkammerofen unter Beibehaltung von
dessen Übergangsvorrichtungen, also den Cross-over, zu
einem vorzugsweise erfindungsgemäßen Ringkammerofen umgebaut
wird. Die Übergangsvorrichtungen sind insbesondere als
Gewölbeübergänge an den beiden Stirnseiten
des geschlossenen Ringkammerofens ausgebildet. Für Details
einer möglichen Ausgestaltung derartiger Übergangsvorrichtungen
wird auf die eingangs gewürdigte Druckschrift
DE 41 19 320 C1 der Anmelderin
verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich des Aufbaus eines
geschlossenen Ringkammerofens und/oder der Übergangsvorrichtungen
auf dem Weg der Referenzierung in die vorliegende Offenbarung übernommen
wird. Optional wird bei dem Umbau zudem die Betonwanne des geschlossenen
Ringkammerofens erhalten, welche einen Betonboden, auf dem die Brennkammern
angeordnet sind, und Seitenwände, insbesondere nur die in
Reihenrichtung erstreckende Seitenwände umfasst.
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Dieses
Verfahren wird besonders vorteilhaft eingesetzt, wenn bei einem
Kunden der Wunsch besteht, von einem Ringkammerofen geschlossener Bauart
zu einem Ringkammerofen offener Bauart zu wechseln. Bislang war
es Stand der Technik, dass der geschlossene Ringkammerofen vollständig
abgerissen und der offene Ringkammerofen neu aufgebaut wird. Durch
das erfindungsgemäße Verfahren und das neuartige
Design des erfindungsgemäßen Ringkammerofens ist
es nun möglich, wertvolle Bestandteile des geschlossenen
Ringkammerofens als Bestandteile des offenen Ringkammerofens weiterzuverwenden.
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Bei
der Umsetzung des Verfahrens wird im Wesentlichen bis auf die genannten
Bestandteile der restliche, alte, feuerfeste Aufbau abgebrochen,
insbesondere werden sämtliche alten Brennkammern mit den
Gurtwänden, den Kassettenwänden und dem Kassettenboden
entfernt.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass
zwischen der Übergangsvorrichtung und der Endwand des offenen Ringkammerofens
ein Adapterbereich eingebracht wird, welcher die Übergangsvorrichtung
mit den Kassettenwänden der Endkammern strömungstechnisch verbindet.
Beispielsweise wird eine als Gewölbe ausgebildete Übergangsvorrichtung
durch den Adapterbereich zu einem Kreuzgewölbe oder zu
einem Verbindungsmodul mit einem Strömungsverlauf, der analog
zu dem eines Kreuzgewölbes ausgebildet ist, ergänzt.
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Weitere,
Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung und den beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf einen Ringkammerofen als ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
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2 eine
schematische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A in 1;
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3 eine
erste schematische Detaildarstellung der 2 bei einer
ersten möglichen Ausführungsform;
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4 eine
zweite schematische Detaildarstellung der 2 bei einer
zweiten möglichen Ausführungsform.
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Die 1 zeigt
in einer stark schematischen Darstellung in Draufsicht von oben
einen Ringkammerofen 1 als ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Der Ringkammerofen 1 weist eine Mehrzahl von
Brennkammern 2 auf, welche in zwei zueinander parallel
angeordneten Reihen positioniert sind. Der Ringkammerofen 1 dient
zum Brennen von Kohlenstoffanoden, welche zur Gewinnung von Primäraluminium
in Elektrolyseschmelzöfen verwendet beziehungsweise verbraucht
werden.
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Jede
Brennkammer 2 ist mittels Kassettenwänden 3 in
mehrere Brenngutaufnahmen 4 – auch Kassetten genannt – aufgeteilt,
welche zur Aufnahme des Brennguts, also den sogenannten Grünlingen der
Kohlenstoffanoden, ausgebildet sind. Die Kassettenwände 3 einer
Brennkammer 2 sind zueinander parallel ausgerichtet und
bevorzugt äquidistant angeordnet. Dabei sind die Kassettenwände 3 so
platziert, dass diese in Längsrichtung des Ringkammerofens 1,
welche durch die Längserstreckung der zwei Reihen definiert
ist, orientiert sind. Der verbleibende Restraum zwischen den Kassettenwänden 3 und
dem nicht dargestellten Brenngut wird mit Füllpulver, insbesondere
Hüttenkoks gefüllt, um das Oxidieren des Brennguts
zu verhindern und die Anoden während des Brennprozesses
zu stabilisieren. Im Betrieb werden die Brenngutaufnahmen 4 indirekt
mit heißen Rauchgasen erhitzt, welche durch in den Kassettenwänden 3 integrierte
Rauchgasführungen oder Hohlräume strömen.
Im Fachjargon werden diese Kassettenwände 3 deshalb
auch als „Fluewalls” bezeichnet.
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Die
Brennkammern 2 sind im Hinblick auf die Rauchgase strömungstechnisch
betrachtet in einer Ringstruktur geschaltet, wobei jeweils die Brennkammern 2 einer
Reihe in Reihe geschaltet sind und stirnseitig mittels Übergangsvorrichtungen 5 – auch Cross-over
genannt – verbunden sind, um den Ring zu schließen.
Auf diese Weise bildet sich im Betrieb des Ringkammerofens 1 eine
Strömungsrichtung 6 für die Rauchgase
aus.
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Der
Ringkammerofen 1 wird so betrieben, dass nur eine begrenzte
Anzahl der Brennkammern 2 aktiv beheizt wird, wobei eine
sich über mehrere Brennkammern 2 erstreckende
Brennzone entsteht. Aufgrund der ringförmigen Führung
der Rauchgase wird die in Strömungsrichtung 6 vorhergehende Brennkammer 2 durch
die abgezogene Zuluft für die aktuell beheizte Brennkammer 2 gekühlt,
wobei zum einen das zuvor gebrannte Brenngut abgekühlt
und zugleich in energetisch günstiger Weise die Zuluft
geheizt wird. Die der aktuellen Brennkammer 2 in Strömungsrichtung 6 nachfolgende
Brennkammer 2 wird durch die immer noch heißen
Rauchgase vorgewärmt.
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Die
Brenngutaufnahmen 4 werden in dem Ringkammerofen 1 nur
indirekt mit den heißen Rauchgasen erhitzt, da diese gegenüber
den Brenngutaufnahmen 4 abgeschlossen in Hohlräumen
der Kassettenwände 3 geführt werden.
Rauchgase und Brenngut sind somit strömungstechnisch durch
die Kassettenwände 3 voneinander isoliert. Gegebenenfalls
können trotz der strömungstechnischen Isolierung
Lüftungsschlitze zwischen Brenngutaufnahmen 4 und
den Hohlräumen der Kassettenwände 3 vorgesehen
sein, die z. B. einer Entgasung der Brenngutaufnahmen 4 von
Teerdämpfen o. ä., nicht jedoch der ringförmigen
Führung der Rauchgase dienen. Die deckenseitige Wärmeisolierung
der Brenngutaufnahmen 4 wird durch eine Deckenlage Füllpulver
erreicht. Insbesondere werden die Brennkammern 2 oder die
Brenngutaufnahmen 3 nicht mit einem Deckel abgedeckt, es
handelt sich somit um einen sogenannten offenen Ringkammerofen.
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Zur
besseren Illustration der Rauchgasführung ist in der 2 eine
schematische Schnittansicht des Ringkammerofens 1 entlang
der Schnittlinie A-A gezeigt. In dieser Schnittdarstellung sind
nochmals aneinandergereiht die einzelnen Brennkammern 2 zu
erkennen, welche stirnseitig in die Übergangsvorrichtungen 5 münden.
Durch eine Linie ist der Strömungsverlauf 7 der
Rauchgase in Strömungsrichtung 6 schematisch dargestellt.
Ausgehend von der auf der rechten Seite dargestellten Übergangsvorrichtung 5 erstreckt
sich der Strömungsverlauf 7 zunächst über
einen bodenseitig angeordneten Rauchgasübergang 8 zwischen
der Übergangsvorrichtung 5 und einer ersten Kassettenwand 3 und
verläuft dann mäander-, labyrinth- und/oder schlangenlinienförmig
innerhalb der ersten Kassettenwand 3, wobei der Verlauf
mindestens zwei deckenseitige Umlenkbereiche 9 und mindestens
einen bodenseitigen Umlenkbereich 10 aufweist. Bei anderen
Ausführungsbeispielen können auch mehr Umlenkbereiche 9, 10 verwendet
werden. Am Rauchgasausgang 11 ist der Rauchgaseingang 12 der
nachfolgenden Kassettenwand 3 angeordnet, sodass ein weiterer
bodenseitiger Rauchgasübergang 8 gebildet ist,
wobei dieses Mal der bodenseitige Rauchgasübergang 8 zwei
Kassettenwände 3 strömungstechnisch miteinander
verbindet. Die nachfolgenden Kassettenwände 3 sind
in analoger Weise angeschlossen.
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Die
letzte Kassettenwand 3 in dieser Reihe ist über
ihren Rauchgasausgang 11 mit der Übergangsvorrichtung 5 verbunden,
sodass hier ein letzter bodenseitiger Rauchgasübergang 8 gebildet
ist.
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Die
Rauchgasübergänge 8 sind dabei bevorzugt
als Einzelübergänge ausgebildet, welche jeweils eine
Kassettenwand 3 einer Brennkammer 2 mit einer
weiteren Kassettenwand 3 einer weiteren Brennkammer 2 verbinden.
Pro Brennkammerübergang ist eine der Anzahl der Kassettenwände 3 entsprechende
Anzahl von Einzelübergängen bzw. Rauchgasübergängen 8 vorgesehen,
welche beabstandet voneinander angeordnet sind. Die Übergänge
zwischen den Kassettenwänden 3 sind vorzugsweise
mittels gemauerter Gewölbe realisiert, um die Last der
aus Steinen gebildeten Kassettenwand 3 bzw. der Kopfwand 13 abtragen
zu können. Insbesondere umfassen die Rauchgasübergänge 8 jeweils
eine Durchgangsöffnung in den die Brennkammern 2 voneinander
trennenden Kopfwänden 13 beziehungsweise in den
zwischen einer stirnseitig angeordneten Brennkammer 2 und
der Überführungsvorrichtung 5 angeordneten
Endwänden 14.
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Wie
sich ebenfalls aus der schematischen Darstellung in der 2 entnehmen
lässt, werden bei der vorgeschlagenen Bauart des Ringkammerofens
auch keine Kassettenböden benötigt, da – wie beschrieben – die
Rauchgasüberführung über Durchgangsöffnungen
in den Kopfwänden 13 beziehungsweise Endwänden 14 erfolgt.
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Ein
Vorteil der vorgestellten Rauchgasführung über
den Strömungsverlauf 7 liegt darin, dass auch
nachträglich die Höhe der Kassettenwände 3 im Sinne
einer Ofenerhöhung verändert werden kann, indem
der deckenseitige Abschluss der Kassettenwände 3 entfernt
wird, eine weitere Zwischenschicht von Steinen eingefügt
wird und dann die Kassettenwände deckenseitig wieder abgeschlossen
werden. Auf diese Weise kann der Ringkammerofen 1 mit einem
vergleichsweise geringen Umbauaufwand an beispielsweise neue Höhenanforderungen
des Brennguts angepasst werden.
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Die 3 zeigt
einen Detailausschnitt in der 2 im Bereich
der Übergangsvorrichtung 5, wobei eine Kassettenwand 3 in
einer schematischen Querschnittdarstellung zusammen mit dem Rauchgasübergang 8 in
die schematisch dargestellte Überführungsvorrichtung 5 gezeigt
ist.
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Die
Kassettenwand 3 ist als eine Doppelwand ausgebildet, in
dessen Innenraum der Strömungsverlauf 7 der heißen
Rauchgase erfolgt. Die Umlenkung der Rauchgase erfolgt durch Zwischenwände 15 – auch
Baffles genannt -, welche alternierend an der Bodenseite beziehungsweise
an der Deckenseite festgelegt sind. Zur Stabilisierung der Kassettenwand 3 sind
den Strömungsverlauf 7 kreuzende Befestigungssteine 16 – auch
Tie-Bricks genannt – angeordnet, welche die beiden Außenwände
der Kassettenwand 3 überbrückend verbinden.
Ferner sind Ablenkeinrichtungen 17 vorgesehen, welche bei der
Umlenkung der heißen Rauchgase Unterstützung geben.
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Die
Kassettenwand 3 ist in der gezeigten Position zwischen
einer Kopfwand 13 und einer Endwand 14 angeordnet.
Umschlossen ist die Anordnung durch eine Betonwanne 18,
welche sich bodenseitig unter dem gesamten Ringkammerofen 1 erstreckt
und randseitig die Endwand 14 abstützt. Zwischen
Betonwanne 18 und Kassettenwand 3 sind als Teil
der Endwand 14 weitere Schichten aus feuerfesten beziehungsweise
feuerleichtfesten Steinen angeordnet. Zur dynamischen Abstützung
der Wand der Bodenwanne 18 ist ein sogenanntes Propping-System 19 eingerichtet, welches
als ein Metallprofil ausgebildet ist, das den thermischen Dehnungen
des Kammerofens 1 dynamisch beziehungsweise elastisch entgegenwirkt.
Zur Abführung der Rauchgase weist der Ringkammerofen einen
außen verlaufenden Rauchgasring 20 auf, über
den in bekannter Weise die Rauchgase hinter der Brennzone abgezogen werden.
Die Übergangsvorrichtung 5 ist vorzugsweise als
ein Gewölbe 21 mit Gewölbedecke ausgebildet,
welches sich parallel zu der Stirnseite des Ringkammerofens 1 im
bodenseitigen Bereich erstreckt. Alternativ hierzu kann die Übergangsvorrichtung 5 auch
als ein Rohrsystem aus Keramik oder anderen Werkstoffen oder als
ein beliebiger keramischer Feuerfestaufbau ausgebildet sein.
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An
der Deckenseite der Kassettenwand 3 sind vier nutzbare
Brennerlöcher zum Befeuern des Ringkammerofens 1 eingebracht,
welche mittels vorgefertigter Topblocks 22 realisiert sind.
Durch die Verwendung von vier, insbesondere äquidistant
angeordneten Topblocks 22 ist es möglich, dass
im Betrieb des Ringkammerofens 1 die Feuerrichtung ohne weitere
bauliche Maßnahmen umgekehrt werden kann.
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Die 4 zeigt
eine Abwandlung des Details in der 3, wobei
dieser Ausschnitt zu einem Ringkammerofen 1 gehört,
welcher durch eine Umbaumaßnahme aus einem geschlossenen
Ringkammerofen errichtet worden ist. Gleiche Teile beziehungsweise
Größen haben in den 3 und 4 jeweils die
gleichen Bezugszeichen erhalten. Im Gegensatz zu dem Aufbau in der 3 weist
der Aufbau in 4 zwischen dem Gewölbe 21 und
der Kassettenwand 3 ein weiteres Element auf, welches als
ein Verbindungsmodul „Kassettenwand-Endwand” 23 ausgebildet
ist und welches beim Umbau des Ofens neu eingebracht wird. Das Verbindungsmodul 23 zeigt
pro Rauchgasausgang 11 beziehungsweise -eingang 12 ein
Zufuhrgewölbe 24, welches mit dem Gewölbe 21 mit
einer Breite im gezeigten Schnitt von ca. 2,5 m verbunden ist. Durch
das Verbindungsmodul 23 wird es ermöglicht, die
bereits im vorher bestehenden geschlossenen Ringkammerofen vorhandene Übergangsvorrichtung 5 in
dem neu zu errichtenden offenen Ringkammerofen 1 weiter
zu verwenden. Bei anderen Ausführungsformen kann das Verbindungsmodul
ebenfalls als ein Rohrsystem aus Keramik oder anderen Werkstoffen
oder als ein beliebiger keramischer Feuerfestaufbau ausgebildet
sein.
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- 1
- Ringkammerofen
- 2
- Brennkammer
- 3
- Kassettenwand
- 4
- Brenngutaufnahme
- 5
- Übergangsvorrichtung
- 6
- Strömungsrichtung
- 7
- Strömungsverlauf
- 8
- Rauchgasübergang
- 9
- deckenseitige
Umlenkbereiche
- 10
- bodenseitige
Umlenkbereiche
- 11
- Rauchgasausgang
- 12
- Rauchgaseingang
- 13
- Kopfwand
- 14
- Endwand
- 15
- Zwischenwand
- 16
- Befestigungssteine
- 17
- Ablenkeinrichtung
- 18
- Betonwanne/Bodenwanne
- 19
- Propping-System
- 20
- leer
- 21
- Gewölbe
- 22
- Topblocks
- 23
- Verbindungsmodul
- 24
- Zufuhrgewölbe
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4119320
C1 [0003, 0021]
- - DE 3436041 C2 [0004]