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Winderhitzer Die Erfindung bezieht sich auf Winderhitzer, bestehend
aus einem mit einem Blechmantel umgebenen und aus feuerfesten Steinen gebildeten
Schacht, einer mit einem Blechmantel versehenen und aus feuerfesten Steinen aufgebauten
Kuppel mit Endteilen und einem halbkugelförmigen Mittelteil sowie einem an der Kuppel
angeordneten Verbindungsrohr, bei dem der Schacht und die Kuppel gasdicht miteinander
verbunden sind.
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Die Erfindung läßt sich bei allen bekannten Regenerativ-Winderhitzern
anwenden, bei denen dei Brennschacht neben dem Winderhitzer in dem gleichen zylindrischen
Turm angeordnet ist, bei denen sich der Brennschacht außen neben dem Winderhitzer
in gesonderten, an ihrem einen Ende miteinander verbundenen Türmen befindet und
bei denen ein Raum in der Kuppel des Winderhitzers als eine Brennkammer dient.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei einem Winderhitzer mit nebenstehendem
Brennschacht und die Mündung beider Schächte aufnehmenden Kuppel die Endteile der
Kuppel vollsymmetrisch spiegelbildlich gleich auszubilden und das die Kuppelendteile
gewölbeförmig verbindende Mittelteil als einen Teilzylinder zu gestalten (deutsche
Auslegeschrift 1181251).
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Eine solche tonnenförmige Kuppel ist schwierig in ihrem Aufbau und
nicht dauerhaft im Betrieb.
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Es ist ferner bereits beschrieben, bei einem einräumigen, turmförmigen
Winderhitzer ohne Brennschacht mit einer in dem Kuppelraum angeordneten Brennkammer
die Endteile der Kuppel zylinderförmig und deren Mittelteil halbkugelförmig auszubilden,
wobei der Durchmesser der Kuppel größer als der desWinderhitzerschachts ist (deutschePatentschrift
961284).
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Wegen ihrer unvorteilhaften Gestaltung mußten bei der Herstellung
der Kuppel, insbesondere an der öffnung im Kuppelgewölbe zum Abzug der Gase unterschiedliche
Steinformen angewandt werden, und das Mauerwerk war nicht widerstandsfähig im Betrieb.
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Der Erflndung liegt die Aufgabe zugrunde, Winderhitzer vorzuschlagen,
deren Kuppel einfach im Aufbau, daher leicht herzustellen und dauerhaft im Betrieb
sind.
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Dies wird dadurch erreicht, daß die gesamte Kuppel einschließlich
der Endteile kugelförmig ausgebildet ist und in an sich bekannter Weise einen größeren
Durchmesser als den des Schachts aufweist.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung können alle feuerfesten Steine
an der Verbindungsstelle der Kuppel mit dem Verbindungsrohr die gleiche Form und
Größe haben. In den Zeichnungen ist B i 1 d 1 ein Längsschnitt durch den
oberen Teil eines Winderhitzers bekannter Bauart; B i 1 d 2 ist ein Längsschnitt
des gleichen Teils nach der Erfindung; B i 1 d 3 zeigt eine andere Ausführungsform
der Verbindung zwischen der Kuppel und dem Schacht des Winderhitzers des B i
1 d e s 2; B i 1 d 4, A zeigt eine Deformation bei einem Winderhitzer
üblicher Bauart und B eine Deformation bei einem Winderhitzer nach der Erfindung;
B i 1 d 5 ist ein Längsschnitt durch das Mauerwerk an der Einmündung
des Verbindungsrohres bei einem Winderhitzer bekannter Bauart; B i 1 d 6
stellt eine Seitenansicht des B il de s 5 dar; B i 1 d 7 ist ein Längsschnitt
durch ein Mauerwerk an der Einmündung des Verbindungsrohres bei dem Winderhitzer
nach der Erfindung, und B i 1 d 8 stellt eine Seitenansicht des B i
1 d e s 7 dar. Im folgenden wird zunächst der Aufbau eines Winderhitzers
bekannter Bauart beschrieben.
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Wie aus B i 1 d 1 ersichtlich, wird die Kuppel eines Winderhitzers
bekannter Bauart aus einem halbkugelförmigen Mittelteil 1 und einem zylindrischen
Endteil 2 aus feuerfesten Steinen gebildet, der sich an
den Mittelteil
1 der Kuppel anschließt. Das Mauerwerk des Endteils 2 und des Schachts
3 des Winderhitzers sind wegen der Ausdehnung am äußeren Umfang des oberen
Teils des Schachts 3 und am inneren Umfang des Endteils 2 ausgekerbt und
so miteinander verbunden, daß sich das Mauerwerk des Schachts 3 in senkrechter
Richtung luftdicht ausdehnen und zusammenziehen kann. Das obere Mauerwerk stützt
sich auf einen ringförmigen Aufsatz 4, der auf der einen Seite mit einem zylindrischen,
das Mauerwerk 3 des Winderhitzers umgebenden Blechmantel 6 und auf
der anderen Seite mit einem zylindrischen Blechmantel 8 verbunden ist, der
das Mauerwerk 2 des Endteils der Kuppel umgibt. Der Mantel 8 bildet mit dem
Mantel 9 des Mittelteils der Kuppel eine Einheit. Die Zwischenräume zwischen
den Mänteln und dem Mauerwerk sind jeweils mit einer Stampfmasse 5 und
7 ausgefüllt.
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Bei dieser Form des Winderhitzers deformiert sich der ringförmige
Aufsatz 4 trotz der Last des oberen Mauerwerks 1 und 2 bei dem Winddruck
in der Vorheizperiode, wie dies aus der strichlierten Linie in B i 1 d 4,
A ersichtlich ist. (Bei einem Winderhitzer ,gibt es eine 'Reiz- und -eine
Vorheizperiode, wobei bei dem Vorheizen meist ein Winddruck von 1 bis
3 kg/CM2 angewandt wird.) Dabei dehnt sich sein äußerer Umfang nach oben,
und das Mauerwerk des Endteils 2 der Kuppel verschiebt sich um einen Winkel
6, der zwar, wie in 4' des B i 1 d e s 1 dargestellt, sehr
klein ist, aber ein großes Gewicht bei dem Mauerwerk,erforderlich macht.
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Diese Deformationen infolge des Winddrucks bei der Heiz- und Vorheizperiode
wiederholen sich abwechselnd. Daher wird die Verbindunasstelle an dem oberen Mauerwerk
1 und 2 lose und bricht. Zur Vermeidung solcher Deformationen müssen der
äußere Endteil des zylindrischen Mauerwerks und der Mantel des Winderhitzers durch
Anschweißen eines Verstärkungsteils 10 verstärkt werden. Dies erfordert nicht
nur beträchtliche Eisenmaterialien und ist daher unwirtschaftlich, sondern hat auch
die Nachteile, daß bei einem Winderhitzer mit einer iin Kuppelraum angeordneten
Brennkammer die Stellen zur Anordnung der Brenner beschränkt sind. Ein größerer
Nachteil besteht aber darin, daß an der Verbindungsstelle des Mauerwerks
17 eines Verbindungsrohres, eines Heißluftrohres oder eines Verbrennungsrohres
mit der Kuppel des Winderhitzers, bestehend aus dem halbkugelfönnigen Mauerwerk
1
und dem zylindrischen Maucrwerk 2, bei einem Zusammenfallen der Mitte
19 des halbkugelförmigen Mauerwerks der Kuppel mit der Achse 18 des
Maue,rwerks 17 des Verbindungsrohres die Kreuzung a-b des Inneren der Verbindungsrohrausmauerung
17 und das Innere der halbkugelförmigen Ausmauerung 1 in derselben
Ebene liegt und daher die einzelnen feuerfesten Steine 20 in dem die Kreuzung a-b
bildenden Teil von der gleichen Größe sind. Dagegen liegt die Kreuzung a-c nicht
in der gleichen Ebene, und daher sind alle einzelnen feuerfesten Steine 21 in dem
die Kreuzung a-c bildenden Teil von verschiedener Größe. Merbei sind meistens 20
bis 30 verschieden große feuerfeste Steine nötig, und es ist kompliziert
und schwierig, die Größe dieser Steine 21 zu bestimnien und das Mauerwerk zu formen
und zu errichten.
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Die B i 1 d e r 5 und 6 erläutern diese Umstände.
B i 1 d 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein Mauerwerk. Die feuerfesten Steine
20 und 29 über dem Schnitt X-X des B i 1 d e s 6 können jeweils
die gleiche Form haben, aber die Steine 21 und 30 unterhalb des Schnitts
müssen die auf Grund der Kurve a-c bestimmte Größe und alle verschiedene Formen
haben. Eine solche Ausmauerung ist nicht nur schwierig zu erstellen, sondern auch
nicht beständig.
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Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf B i
1 d 2 erläutert. In gleicher Weise wie bei dem bekannten Winderhitzer
1 besteht dieser aus einem zylindrischen Mantel 13, der einen Schacht
11
und eine Schicht eines Stampfmaterials 12 umgibt. Die Kuppel des Winderhitzers
besteht dagegen aus einem kugelförmigen Mauerwerk 14, das von dem Mauerwerk
11. des Winderhitzers aesondert erstellt ist, um die Wirkungen der thermischen
Expansion des Winderhitzerschachts 11 zu vermeiden. Die Kuppel des Windexhitzers
ist durch eine Schicht eines Stampfmaterials 15 umgeben und ist mit einem
kugelförmigen Blechmantel 16 luftdicht abgeschlossen. Der Durchmesser
D, des kugelförmigen Mauerwerks wird stets viel größer als der Durchmesser
D 2 des Winderhitzerschachts vorgesehen. Ferner ist es zweckmäßig daß die
Verbindungsstelle der kugelförmigen Kuppel mit dem Winderhitzerschacht so beschaffen
ist, daß die diese Verbindungsstelle mit dem Mittelpunkt der Kuppel verbindende
Linie die horizontale Mittellinie 19 in einem Winkel von mehr als 20' schneidet.
Weiterhin kann die Verbindungsstelle des Mantels 16 der Kuppel mit dem Mantel
13
des Winderhitzerschachts durch Schweißen oder durch ein beliebiges anderes
Verfahren miteinander verbunden werden, so daß sich der ausgekerbte Teil
26 des Winderhitzerschachts und der ausoekerbte Teil 27 des unteren
Teils der Kuppel gegenüberliegen.
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Da die Kuppel vollkommen kugelförmig ist und der Mantel
16 der Kuppel und der Blechmantel 13
des Winderhitzerschachts miteinander
verbunden sind, deformiert sich die Kuppel beim Betrieb des Winderhitzers nur insoweit,
wie dies durch die unterbrochene Linie auf der rechten Seite des B i 1 d
e s 4 in B gezeigt ist. Der Betrag der Deformation ist somit sehr gering. Deswegen
werden die Steine des Mauerwerks in dem oberen Teil des Winderbitzers den Zug- und
Druckbelastungen nur wenig ausgesetzt und werden fast nicht locker.
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Der Betrag der Deformation des Winderhitzers nach der Erändung ist,
wie oben beschrieben, so gering, 01 daß selbst bei einer etwaigen Verwendung eines
Verstärkungsteils 22 zur Vermeidung der Deformation dieser viel kleiner als ein
sonst üblicher Verstärkungsteil gehalten werden kann. Dieser wird durch den inneren
Druck und das Gewicht des Maue,rwerks nicht deformiert und trägt das Mauerwerk 14
der Kuppel beständig und sicher.
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Der größte Vorteil der Erfindung besteht jedoch bei dem Anschließen
eines Verbindungsrohres z. B. eines Heißluft- oder eines Verbrennungsrohres an die
Kuppel des Winderhitzers.
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Da, wie in B i 1 d 2 dargestellt, an der Verbindungsstelle
des Mauerwerks 17 des Anschlußrohres mit der Kuppel 14 die Achse
18 des Anschlußrohres mit der Achse 19 der kugelförmigen Kuppel zusammenfällt,
liegt die Kreuzung e-d-f des Mauerwerks 17 des Anschlußrohres mit der kugelförmigen
Kuppel 14 in der gleichen Ebene über den gesamten Umfan'-. Daher kann dieser die
Verbindung bildende Teil, wie
dies in den B i 1 d e r n
7 und 8 dargestellt ist, aus einzelnen feuerfesten Steinen 20 gleicher
Form erstellt werden. Es ist daher leicht, die Größe der Steine zu bestimmen und
das Mauerwerk zu errichten. Dadurch werden die Baukosten gering, und ein beständiger
Verband wird erzielt. Selbst bei einem Winderhitzer, bei dem die Achse
18 des Anschlußrohrs in einer exzentrischen Richtung zu der kugelförmigen
Kuppel ist, liegt die Kreuzung e-d-f in der gleichen Ebene, so daß die oben angeführten
Vorteile erzielt werden.
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B i 1 d 3 zeigt eine andere Ausbildung des oben beschriebenen
Verstärkungsteils bei der Erfindung. Hierbei sind die Mäntel 23 und
25 vorgesehen, die an der Verbindungsstelle der kugelförmigen Kuppel mit
dem Winderhitzerschacht durch einen gebogenen Blechring 24 miteinander verbunden
sind. Der durch den gebogenen Blechring 24 gebildete Raum wird mit einem wärmeundurchlässigen,
feuerfesten und zusammendrückbaren Material 28, z. B. Schlackenwolle, Steinwolle
oder Blauasbest gefüllt, so daß der in B i 1 d 2 gezeigte Verstärkungsteil
22 durch den gebogenen Blechring 24 ersetzt wird.
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Durch die insbesondere kugelförmige Ausgestaltung der Kuppel nach
der Erfindung wird die Deformation des oberen Teils des Winderhitzers durch den
Gebläsedruck nur sehr gering, und es ist leicht, ein Verbindungsrohr an die Kuppel
des Winderhitzers anzuschließen.
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Da hierbei feuerfeste Steine gleicher Form und Größe verwendet werden
können, wird ein guter Verband des Mauerwerks erreicht, wodurch die Lebensdauer
des Winderhitzers verlängert wird.
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Fener kann der Verstärkungsteil an der Verbindungsstelle der Kuppel
mit dem Winderhitzerschacht klein gehalten werden oder kann gänzlich entfallen.
Die Brenner können bei einem Winderhitzer mit einer Brennkammer in der Kuppel beliebig
angeordnet werden, und die Ausmauerung ist einfach und kann daher in kurzer Zeit
ausgeführt werden.