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Gas- oder ölbeheizter Schachtofen zum Brennen von Schüttgut Die Erfindung
betrifft einen gas- und ölbeheizten Schachtofen zum Brennen von Schüttgut, dessen
Schachtraum sich im Bereich der Brennzone derart erweitert, daß das Schüttgut beim
Übergang von dem engeren in den erweiterten Schachheil einen frei sich entfaltenden
Schüttkegel bildet.
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Bei den eingangs genannten 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.
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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, welche im allgemeinen von unten her in
den Ofen eingebracht wird, in die Brennzone gelangt. Schließlich müssen Vorkehrungen
ge,roffen werden, um auch das Eindringen der Wärme in die Mitte der Gutsäule zu
ermöglichen.
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Zur Lösung der einzelnen vorstehenden Aufgaben sind bereits verschiedene
Verfahren und Ausbildungsformen von Brennöfen bekanntgeworden, jedoch ist es bisher
noch nicht gelungen, eine Ausbildungsform zu finden, die alle Aufgaben ohne großen
baulichen und technischen Aufwand löst.
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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 liegenbleiben, 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 d-ses Nachteiles hat man d:.2 im lnacra des Ofens liegende Brennkammermündung
mit einer keilförmig nach unten auslaufenden Aussparung ausgerüstet, ohne daß hierdurch
die vorgenannten Nachteile völlig beseitigt werden konnten. Die auf die keilförmigen
Schrägflächen gelangenden Brenngutstücke wandern bei Öfen mit gleichbleibendem Querschnitt
nicht in Richtung des Austrags 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.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es an sich bekanntgeworden, die
Awsmündungen der Brennkammern in dem gewölbeartigen Teil des Schachte mit ihren
unteren Innenkanten außerhalb. der Böschung 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 Brennkammeröffnungen
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
d:e 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.
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Bei den bekannten Öfen, die eine seitliche bzw. umfängliche Absaugung
der von unten zur Kühlung des Gutes eintretenden Frischluft aufweisen und die die
Frischluft nicht durch die Trennzone hindurchführen, wird diese nachteilige Wirkung
noch erhöht. Bei anderen Öfen mit oberhalb der Brennzone befindlichen Absaugeinrichtungen
wird dagegen die gesamte Kühlluft durch die Brennzone hindurchgesaugt, so daß eine
nachteilige Beeinflussung des Brennvorganges auftritt. Man hat daher bereits vorgeschlagen,
im Bereich der Brennkammern zentrale Einbauten vorzusehen, welche sowohl zur Führung
der Luft
durch die Brennzone hindurch dienen sollen und die zu einer
Verminderung der erforderlichen Eindringtiefe der Heizgase führen sollen. Diese
Anordnung von zentralen Einbauten ist nicht nur baulich aufwendig, sondern bedingt
auch eine Verminderung des wirksamen Schachtquerschnittes.
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Bei anderen Brennöfen ohne zentrale Einbauteile ist es weiterhin 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 vorzusch@n und dabei den Einblasedruck der unbrennbaren Gase sowie den
Sog an den seitlichen Abzugsstellen der KülLluft so zu bemessen, daß durch das Zusammenwirken
der dadurch erzielten Druckverhältnisse die Flammen von der Außenwand in Richtung
zur Ofenachse gelenkt werden. Es ist offensichtlich, daß derartige Einrichtungen
bzw. Verfahren einer besonderen Regulierung und Einstellung bzw. Nachstellung bedürfen,
so daß der erforderliche technische Aufwand sehr erheblich ist.
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Durch die Erfindung soll nun eine Ausbildung des einleitend beschriebenen
Brennofens ohne besonderen baulichen Aufwand geschaffen werden, bei dem sowohl eine
weiterhin gleichmäßige Erwärmung des Gutes über den gesamten Ofenquerschnitt erzielt,
als auch eine ausreichende Kühlung sämtlichen Gutes vor dem Austreten sichergestellt
wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich der Brennofen der einleitend
beschriebenen Ausführungsform erfindungsgemäß dadurch, d.aß zum Ausbrand der Heizgase
am Umfang des Schachtofens Brennkammem angeordnet sind, die in den freien Raum zwischen
.dem Ofenmauerwerk und dem Schüttkegel ausmünden, und unterhalb der Brennzone ein
zentrales Absaugeorgan vorgesehen ist zum Abzug der Kühlluft nach unten aus dem
Schacht und die Anordnung so getroffen ist, daß die eingeführten Heizgase in den
Sogbereich des Abzugorgans gelangen und dadurch zur Ofenachse zu gelenkt werden.
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Durch die Ausbildung der Brennkammern in bezug auf die Wölbung und
den Schüttkegel des Brenngutes wird erreicht, daß die Heizflammen im Bereich der
Auflockerung des Gutes mit diesem in Verbindung kommen und daß ein Eindringen von
Gutteilchen in die Kammerausmündung mit Sicherheit verhindert wird. Dabei führt
das unterhalb der Brennzone vorgesehene zentrale Absaugorgan zum Abzug der Kühlluft
nach unten aus dem Schacht dazu, daß die austragseitig eintretende und eingesaugte
Kühlluft abgeführt wird, ohne daß sie durch die Brennzone hindurchgeleitet werden
muß. Es wird weiterhin erreicht, daß die eingeführten Heizgase zur Mitte des Ofenschachtes
hin abgelenkt werden, so daß eine gleichmäßige Wärmezufuhr über den gesamten Schachtquerschnitt
eintritt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Brennofen mit Einrichtungen
zur Absaugung von Abgasen und zur Einführung der Abgase in die Brennkammern ausgerüstet.
Durch diese Maßnahme erreicht man im Verbindung mit der oben beschriebenen Ausbildung,
daß die Zusammensetzung der Heizgase aus Verbrennungsgas, Luftüberschuß und zurückgeführtem
Abgas ausschließlich in den Brennkammern vor Eintritt in die Brennzone des Ofens
geregelt werden kann, da ihr Weg von den Brennern zum Ofeninnern nicht gestört iuid
innerhalb des Ofens nicht durch aufsteigende Zusatzluft ungünstig beeinflußt wird.
Es treten somit bei den neuartig ausgebildeten öfenAbgase einer gleichmäßigen Zusammensetzung
mit einem für die Verwertung geforderten sehr hohen CO"-Gehalt auf.
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Bei Schächtöfen, deren Brennkammern nicht vollständig außerhalb des
Schüttkegels des eindringenden Brenngutes liegen, können erfindungsgemäß Schwellen
an den Mündungen der Brennkammern in den Schacht vorgesehen sein, deren Höhe so
zu bemessen ist, daß die Verbindungslinie von der Schwellenoberkante zum oberen
Rand der Brennkammerausmündung außerhalb des Schüttkegels des Brenngutes liegt.
Dabei können die Schwellen mit einer dem Ofeninneren zugekehrten geneigten Begrenzungsfläche
versehen werden.
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Zweckmäßig ist es weiterhin, den Übergang vom engeren in den erweiterten
Schachtteil gewölbeartig auszubilden. Hierdurch wird eine besonders stabile Form
des Ofens erreicht, so daß die in der Gewölbezone befindlichen Brennkammern ohne
Beeinflussung der mechanischen Widerstandsfähigkeit des Ofens eingebracht werden
können.
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Das zentrale Absaugorgan für die Kühlluft ist erfindungsgemäß pilzartig
ausgebildet, so daß es keine nennenswerte Behinderung für das durch den Ofen hindurchwandernde
Gut bildet und nach unten hin freibleibende Öffnungen für den Eintritt der angesaugten
Kühlluft erhalten kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des neuartig ausgebildeten
Schachtofens dargestellt.
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In der Zeichnung ist mit 1 der obere Teil eines Schachtofens bezeichnet,
der den verengten Schachtteil bildet. An diesen verengten Schachtteil l 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 mit Brennereintrittöffnungen 6 sowie mit Eintrittöffnungen
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 verwandt, die kurzstrahlige Flammen erzeugen. Im Bereich der Brennerflammen
werden dabei über die Öffnungen 8 rückgeführte Ofenabgase zugeführt, um die Temperatur
der Heizflammen auf zulässige Werte herabzusetzen.
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Das Gewölbe 11 und dieAusmündungen derBrennkammern in dem Gewölbe
11 sind dabei so getroffen, daß die unteren Innenkanten 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.
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Nach unten hin ist der Ofen durch ein Ofenunterteil 3 abgeschlossen,
welches 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 Austragöffnung
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.