DE1533861C - Cowper-Winderhitzer - Google Patents
Cowper-WinderhitzerInfo
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Description
Anordnung verhindert ein seitliches oder einseitiges Durchströmen der aus dem Brennschacht 2 in den
Gitterwerksraum überströmenden Verbrennungsgase, und gleichzeitig erfolgt eine Korrektur im Sinne der
Herbeiführung eines ausgeglichenen Strömungsverhaltens
des Gases. Weiterhin ist in der unteren Vorkammer 5, in der Tragstreben 16 für die Besatzsteine
des Gitterwerksraumes angeordnet sind, eine konkav gewölbte Führungsfläche 12 für die zugeführte Luft
vorgesehen, wodurch weiterhin ein seitliches oder einseitiges Durchströmen der in den Gitterwerksraum
eintretenden Kaltluft verhindert wird.
Mit der dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann eine gleichmäßige Strömungsverteilung
des Gases und der Kaltluft erzielt werden, wie dies auch in F i g. 2 gezeigt wird, wobei eine gleichmäßige
Wärmespeicherung und ein einwandfreier Wärmeaustausch in dem Gitterwerksraum gewährleistet wird.
Weiterhin dient die durch die in der Seitenwandung
der Kuppel 3 vorgesehene durchgehende öffnung 11 eintretende Luft nicht nur zur Erleichterung der
Änderung der Strömungsrichtung der Verbrennungsgase,
sondern sie verhindert auch ein Ausglühen der Innenfläche der Kuppel.
Die in der unteren Vorkammer S vorgesehene
. Kaltluftführungsfläche 12 verhindert in wirksamer Weise jedes etwa durch Undichtigkeiten hervor-
gerufene Überströmen von Gas oder Luft aus dem Brennschacht 2 unmittelbar in die untere VorkammerS,
und umgekehrt. In der nachstehenden Tabelle sind die Ergebnisse von Berechnungen niedergelegt, die
auf Versuchen mit Wasserströmungsmodellen beruhen, wobei der bekannte Cowper-Winderhitzer und
die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung einander gegenübergestellt
wurden.
Bekannter Winderhitzer
Erfindungsgemäßer
Winderhitzer
Winderhitzer
Anzahl der Einheiten
Zuschaltzeit je Einheit
Brenngasdurchsatz
in Nm3/Std./Einh. ......: ·
Durchsatz an Verbrennungsluft
in Nm3/Std./Einh
Heißluftabgabe in Nm3/Min.
Heißlufttemperatur
Kuppeltemperatur
Thermischer Wirkungsgrad
Aus der obigen Tabelle geht hervor, daß im Rahmen der Erfindung eine Erhöhung der Heißlufttemperatur
um 50 bis 6O0C möglich ist und der thermische
Wirkungsgrad bei gleicher Kuppeltemperatur um 8 bis 10% verbessert werden kann.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird durch die Erfindung ein neuartiger Winderhitzer für
Hochöfen geschaffen, bei dem die Strömungsrichtung der Verbrennungsgase und der Kaltluft nahe der
Kuppel am oberen Teil des Winderhitzers sowie in der am Boden des Gitterwerksraumes angeordneten
unteren Vorkammer, in der die das Gitterwerk tragenden Streben vorgesehen sind, geändert wird,
wobei der thermische Wirkungsgrad des Gitterwerksraumes, der im konstruktiven Aufbau des Winderhitzers einen wesentlichen Raumteil einnimmt,
erheblich heraufgesetzt wird. Demzufolge ist es möglich, die Temperatur der abgegebenen Heißluft
zu erhöhen, Brennstoff einzusparen und ein vorinsgesamt 3, davon jeweils
für Brennbetrieb, 1 für
Heißluftabgabe
für Brennbetrieb, 1 für
Heißluftabgabe
insgesamt 3, davon jeweils 2 für Brennbetrieb, 1 für
Heißluftabgabe
45 Minuten | 45 Minuten |
16 800 | 16 500 |
8 270 | 8 100 |
1380 | 1380 |
990° C | 1050° C |
1 2500C | 1250°C |
75% | 85% |
zeitiges Ausglühen der Kuppel sowie ein durch Undichtigkeiten bewirktes überströmen von Gas
zwischen dem Brennschacht und dem Gitterwerksraum zu verhindern. Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße
Winderhitzer in seinem Aufbau einfach und nicht aufwendig. Vorhandene Winderhitzer können
zur Erhöhung ihrer Leistung leicht entsprechend den Lehren der Erfindung umgebaut werden.
In Fig. 3A und 3B sind zwei mögliche Ausführungen
für die Anordnung der tragenden Streben für das Gitterwerk dargestellt. Normalerweise werden
tragende Streben 16 mit rundem Querschnitt verwendet, um den Luftstrom in horizontaler Richtung
in der Vorkammer auf im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit zu halten. Wenn das mit den runden
Streben 16 allein nicht zu erreichen ist, dann können .gemäß Fig. 3A und 3B die Streben 16 mit dreieckigen
Streben 17 oder mit runden Streben 18 mit Rippen gemischt verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Cowper-Winderhitzer mit einem Brenn- gelöst, daß die Strömungsbeeinflussenden Mittel aus
schacht, einem Gitterwerksraum, einer Trennwand 5 einem Haufen kugelförmiger Körper aus feuerfestem
zwischen Brennschacht und Gitterwerksraum, einer Material, dessen Höhe von der Trennwand zur
den Brennschacht mit dem Gitterwerksraum ver- Kuppelwandung allmählich zunimmt,, mindestens
bindenden Kuppel, einer am Boden des Gitter- einer öffnung in der Kuppel zum Einblasen von
Werksraumes angeordneten Vorkammer und strö- Kaltluft, mehreren das Gitterwerk an dessen unterem
rmmgsbeeinfiussenden Mitteln für Gas und Luft io Ende tragenden Streben von kreisförmigem Queram
oberen Ende des Gitterwerksraumes in der schnitt und einer konkaven Führungsfläche am Boden
Kuppel, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t,, daß des Gitterwerksraumes bestehen.
die Strömungsbeeinflussenden Mittel aus einem Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachHaufen
kugelförmiger Körper (10) aus feuer- folgend in Verbindung mit der Zeichnung erläutert,
festem Material, dessen Höhe von der Trennwand 15 Darin zeigt
zur Kuppelwandung allmählich zunimmt, min- F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs-
destens einer öffnung (11) in der Kuppel (3) gemäßen Winderhitzer, '
zum Einblasen von Kaltluft, mehreren das Gitter- F i g. 2 eine Darstellung des Gasstromes in der
werk an dessen unterem Ende tragenden Streben Besatzzone des Winderhitzers und
(16) von kreisförmigem Querschnitt und einer ao Fig. 3A und 3B Querschnittsansichten zweier
konkaven Führungsfläche (12) am Boden des Ausführungsformen von tragenden Streben für das
Gitterwerksraumes (4) bestehen. Gitterwerk.
2. Winderhitzer nach Anspruch 1, dadurch In F i g. 1 der Zeichnung ist ein Winderhitzer
gekennzeichnet, daß die Öffnung (11) in der Wand gemäß der Erfindung dargestellt, der einen Brenngasder
Kuppel (3) an der dem Gitterwerksraum (4) 35 absperrschieber 1, einen Brennschacht 2, eine Kupentgegengesetzten
Seite zur Ausbildung einer pel 3," einen Gitterwerkraum 4, eine untere Vor-Kaltluftschicht
zur Verstärkung der Ablenkung kammer 5, einen einen Abgasabsperrschieber 6 aufdes
Gasstroms in der Kuppel (3) vorgesehen ist. weisenden Abgaskanal 7, einen Kaltluftabsperrschie-
3. Winderhitzer nach Anspruch 1 oder 2, da- ber8 und einen Heißluftabsperrschieber 9 aufweist,
durch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (12) 30 Zur Einleitung des Brenn- und Wärmespeichein
der Vorkammer (5) angeordnet ist. rungsbetriebes wird der am unteren Teil des Brenn-
4. Winderhitzer nach einem der Ansprüche 1 Schachtes 2 vorgesehene Brenngasabsperrschieber 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden geöffnet, so daß ein Gemisch aus Brenngas und der
Streben (16, 17, 18) in der Vorkammer (5) ange- erforderlichen Verbrennungsluft in den Brennschacht 2
ordnet sind. 35 einströmen kann, wo das Gemisch verbrennt. Die
5. Winderhitzer nach einem der Ansprüche 1 Verbrennungsgase strömen an der Kuppel 3 entlang
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu in den Gitterwerksraum 4, wobei die Wärme der
den Streben (16) mit kreisförmigem Querschnitt Verbrennungsgase an die in dem Gitterwerksraum 4
auch Streben (17) mit dreieckigem Querschnitt enthaltenen (nicht dargestellten) Besatzsteine ab-
und/oder mit Rippen versehene Streben (18) mit 40 gegeben und von diesen gespeichert wird. Nach der
kreisförmigem Querschnitt vorgesehen sind. Wärmeabgabe strömt das Gas durch die untere
Vorkammer 5, in der eine Vielzahl von das Gitterwerk,
tragenden Streben vorgesehen ist, in den Abgas- ______ kanal 7 aus, wobei sowohl der Kaltluftabsperr-
45 schieber 8 als auch der Heißluftabsperrschieber 9 zu
diesem Zeitpunkt natürlich geschlossen sind. Zum Umstellen des Winderhitzerbetriebs auf die Heißluft-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Cowper- abgabe wird der Brenngasabsperrschieber 1 geschlos-Winderhitzer
mit einem Brennschacht, einem Gitter- sen, um das Zuströmen von Brenngas und Verbrenwerksraum,
einer Trennwand zwischen Brennschacht 50 nungsluft zu beenden, wohingegen der Kaltluft-
und Gitterwerksraum, einer den Brennschacht mit absperrschieber 8 geöffnet wird, um die Kaltluft
dem Gitterwerksraum verbindenden Kuppel, einer durch die untere Vorkammer 5 in den unteren Teil
am Boden des Gitterwerksraumes angeordneten Vor- -des Gitterwerksraumes 4 einströmen zu lassen. Die
kammer und Strömungsbeeinflussenden Mitteln für Luft wird dann durch die in dem Gitterwerk ge-Gas
und Luft am oberen Ende des Gitterwerks- 55 speicherte Wärme aufgeheizt, und die heiße Luft
raumes in der Kuppel. wird durch die Kuppel 3, den Brennschacht 2 und
Bei einem bekannten Winderhitzer dieser Art den geöffneten Heißluftabsperrschieber 9 einem Heißbestehen
die Strömungsbeeinflussenden Mittel lediglich lufthauptrohr zugeführt.
aus lagenweise kreuz und quer übereinander ange- Gemäß der Erfindung ist eine Vielzahl von kugelordneten
Gitterstäben am oberen Ende des Gitter- 60 förmigen oder polyedrischen, aus einem feuerfesten
Werksraumes, deren Querschnitt, Länge und Abstand Material bestehenden Körpern 10, die eine hohe
voneinander zweckentsprechend gewählt werden sol- Wärmekapazität aufweisen, im oberen Teil des Gitterlen,
um die Besatzzone strömungsgünstig zu ge- werksraumes4 angeordnet, um die Änderung der
stalten. Strömungsrichtung des Gases in der Kuppel 3 zu
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den 65 erleichtern und das Strömungsverhalten des Gases
eingangs erwähnten Cowper-Winderhitzer so auszu- zu korrigieren. Außerdem ist in der Kuppelwandung
gestalten, daß der Luftstrom im Brennschacht und mindestens eine durchgehende öffnung 11 vorgeauch
im Gitterwerksraum bis zu dessen unterem sehen, um eine Kaltluftschicht auszubilden. Diese
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