DE1558554A1 - Verfahren zum Umwaelzen von Gasen,insbesondere in Industrieoefen und -trocknern - Google Patents

Description

Verfahren zum Umwälzen von Gasen, insbesondere in Industrieefexi «ad -trocknem.

Bei verschiedenen Industi.-.:: .-TTooki^e;^.,. -Of «a odäI -»Prozeeeen und gauss besonders in Zieg®l@i<m i@% ®t' ©rfi?i^erllch» Sie At-Bsos^Kro ussusiKlses« ta- glei@!s3@issig9 Eeit^lt;^© bein ΤτοοΊββλλ, Erhitzen Qfkw Bsmmm m*. <es&B.l%<mt> Me ' >:mHlw:^m &®v hetwam Gase briBgfc sahlr@iÄ© Setei^^I^si^offi oat sieh* fir Teep»*a- ° £ Stahl uad

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Zogfeetigk^k« weehalb e© seimieris oder uaBUglieh ist« die erforderlichen Taageatialgesehwindigkeiten des Laufrades zu verwirklichen* Meist feasdelt ©s sieh vm kostspielige» usrfangreloh© tmd sperrige A&lagea mit grosseia Kraft bedarf _s die trots Isolierung starke Ulrsceverlust© mit sieh bringen und auaserdea sehr reparaturanfällig, also

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Ein anderes MIttel zur Vergleieheässigung der Of enteaperatur besteht In den Einblasen von helssen Verbrennungegasen unter grosser Geschwindigkeit. Auen dieses führt nicht zu roll ig befriedigenden Ergebnissen· Der Orund hierfür liegt darin» dass durch die Turbulenzbildung der grösste Teil der kinetischen Energie in thermische umgewandelt wird, wodurch der Wirkungsgrad ausserordentlich f&llt. Das Probelm, eilt geringen Kosten und geringen Energieaufwand eine gute Durchmischung der Ofen- und Vorofen-AtmosphKre zu verwirkliehen, blieb also bisher ungelöst.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren der AtBK>sphIrenaawKlzung In Ofen oder Trocknern durch Einsatz eines Strahlsaugers, der «it heissen Oasen betrieben wird« Als Strahlsauger wird die COANDA-DUse angewandt, welche in der Tttiaiijr bekannt ist und auf Patenten aus den Jahren 19>ü - 1938teaiert, also Gemeingut 1st. - Neu sind jedoch:

1} der hler dargestellte Anwendungsbereich

2) der Betrieb alt helssen, unter Druck stehenden Gasen an-* stelle der Druckluft

3) der Anschluss an Ofen, besonders Tunnelöfen

4) die Art der umführung und Wiedereinführung der Gase auf der Tunnelsohle, welche eine Durchmischung der Ofenatraosphäre bewirkt

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5) das Aufheizen der umgewälzten Oase und die Technik des kontinuierlichen ElndUsens ran Brennstoff

6) daa rückstrJtaige Gnw&lzen der Oase

7) die Verwendung von hltzehestSndigen Materialien sowie einige andere Einzelheiten* welche entscheidend für die praktische Durchführung des Verfahrens sind.

Bisher wurden noch niemls für Strahlsauger heisse Triebgaee angewandt»sondern nur Druckluft oder Wasserdampf. Der Gesteh, ungaprels fur Druckluft liegt sehr hoch (3-5 Pfg./er), so dass der Preis für die Qesaetluftförderung dos 10- bis 50-fache des Preises für gewffimiiGhe Oebläeeluftförderung beträgt·

Vasserdaspf kann wähl mit geringen Mitteln unter Druok erzeugt werden, 1st ober bei den laelsten üiawälzverf ahren wegen der wasserzufuhr unzulässig«

Nach dem hier dargestellten. Verfahren wird Verbrennungsluft verdichtet,und In einer Brexmkanaer unter Einspritzen von Brennstoff verbrannt, so dass durch die Wärmedehnung des Qa* see, die etwa das 8fache des ursprunglichen Volumens beträgt, ohne nennenswerten Aufwand eine entsprechende Steigerung des Bevegungsqusiituros erhalten ^r.<ird„ Bekanntlich beträgt der Prei3 der chemischen Energie nur 1/10 des Preises der elektrischen Energie. Man kenn die heissen Triebisase auch dadurch erzeugen., dass man kalte Luft nach Irgend eines der bekannten

Verfahren verdichtet und in einen Wärmeaustauscher auf höhere 009816/06 56 *

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Temperaturen bringt· Letzteres Verfahren wird in den Fällen angewandt, in denen reine» warne oder heisse Luft gebraucht wird.

Das Verfahren kann auch dazu dienen ohne Anwendung des Ventilators in irgendwelche Raune warme Luft einzublasen, indes nan sehr heisse Luft unter Druck als Treibgas verwendet. Es ist z· B. möglich, Treibgas von 400° C zu verwenden und durch den Strahlsauger, der auf ein Induktionsverhältnis von 1:5 bis 1:20 geregelt ist, die Tenpwatur der austretenden Mischgase auf 1/5 oder 1/20 der Ursprungsteaperatur zu senken* also auf 80 bis 20° C.

In diesen Fällen kann die Luft - je naoh der Regelung an der Ansaugseite - entweder rezirkuliert oder teilweise durch Frischluft ersetzt werden.

Das erfindungsgemäsee Verfahren ist dadurch gekennzeichnet« dass der Treibetro« des Strahlsaugers aus heissen, verdichteten, d. h. unter Überdruck stehenden Oasen besteht.

In den Zeichnungen ist ein AusfUhrungsbeisplel einer nach dem erfΐnrtungwgemäeaan Verfahren arbeitenden Anordnung dargestellt. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Schema einer COAUM-St?ahlsauger w&lzaalage, die mit Sättel&rucl&ieissg&s betrieben

Fig. 2 ein® Darstellimg einer derartigen Anlage In Kombination mit einem !Tunnelofen,

Pig. 3 eine vergleichende Darstellung einer CQAHDA-DUse und einer Venturi -DUse*

In Fig« 1 gelangt Luft vom Verdichter A in de» Heissgaserzeuger C und über die B&uptl^ä^mg D «ad Nebenleltungen E in die - Strahleauiger G, -fisrcis anniese ffil^? F miS ä@r«a Außlass mit H besseiolmet ist» B stellt Si© B^eimetoff^^ff&rimg for den

In Pig» 2 ist eine
Strahlsauger K sind

tungen L und EÜGkst^^ileltimgen M a*a@g®statt©^, 0 *" ieiohnet die OlzufUhrung.

Fig« ^ tiacbt die Unt@?sohi@Se iwig^hen einer KernstrSsamg der Tr©ibf lUssigkeit geraäss der StrSsrung einer Venturi-DÖse

und der Ment eist römsng der ^sibflHaaigkeit gemSss einer deutlich»

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Bei einem Oesaotdurchsatz τοπ 556 nr/h beträgt der Energiebedarf bei der Venturi-Düse 18,5 KMh und bei der COANDA-DUe β 0,47 KWh.

Nach der vorliegenden Erfindung wird der erwähnte COANDA-Strahlsauger mit 2 KrUrnmern versehen, die an der Decke oder Wandung des Trockners oder Ofens angeschlossen werden. Das unter Truck stehende erzeugte heisse Treibgas wird in den ßtrahleauger eingeführt. Durch Regelung des Druckes kann der Durchsatz in bestimmten Grenzen beeinflusst werden. Im Krümmer der Austritteseite iat eine Öffnung vorgesehen, durch velohe ein mit einer Düse versehenes BrennatoffzufUIirungsrGhr eingeführt wird. Der Durohmesser des Hauptauetrittsrohres beträgt 250 na. An der geradlinigen Stelle im I_nneni des K aaa&ers wird ein Zylinder von l6o no 0 aufgehEastc ?...Λβ Rohr ts*ägt an der Gieeintrlttsselte LeItsehaufeln, welche der eintretenden Luft einen Drall verleihen» Diase LeItschaufeln besitzen in der Mitte eine Aussparung von 70 mn. In welche das Brennstoffrohr mit Düsenhalter und Düse eingesetzt wird. Der Düsenhalter ist von der Sustroma^ite mit einem abgerundeten Teller von 70 mn versehen, auf welchem ein Rohrstutzen von 40 no befestigt ist, so dass der 3prUhkegei des verdüsten Heizöles In dem Zerstäubungsschatt en der Verbrennungsluft liegt, was die Ausbreitung des SprUhkegels ohne T*opfenbailunEsgefahr gestattet.

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Das Olsufühnmgerohr 1st von zwei «eiteren Rotiren koaxial umgeben, welche bis «um Düsenhalter gehen und eo miteinander verbunden sind« dase die ins ttusaere Rohr einctröeende KUhI-flüssi^kelt zwischen dem limsarohr und den OlsufUbrungarohr zurüeJcfiiesBt, so dass die Irhiiswng der Ölleitung durch die AussenwHrae verhindert wird. Bas Heizöl wird bei einer Temperatur von etwa 150° C ver&üstj, di© Temperatures* der Ofenit mos pliRre können aber zwischen 900 und 1,300° C liegen» so dass das Ö.1 ins Rohr verdampfen oder verkracken würde. Durch die ständig© Kühlung Kirdl das HeisUl also auf der gt^tinaohten Temperatur gehalten· Die DoppelEsaatelrohre, durch welche die Kühlflüssigkeit strömte sitod ausserdem noch wKraeiaoliert·

Venn es eiefe sja M£r&®m ^apissra^^m-sa handelt, wie r. B. bei Tunnelofen in ZiegQlQiaac, ücimz xai^r£ü äi© gesas^e wSrBdlsoliert · Der StraMsaii®©^ ®ai ei© feHe^r elnd ebenfalls mit einer Xeo!iersa«8»

Um die old öse leicht sagti&glieh zu machen, wird in der Isoliermasse eine konische oder trapesfüretge Öffnung vorgesehen und ein entsprechender Stopfen, der alt eines Handgriff oder Haken versehen 1st, eingesetzt„ Derselbe kam «leo leicht aungehobon und wielereingesetxt werden und dichtet durch die sich zur Rohreit te hin verjüngenden Abmessungen von selbst

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leicht ab. 5*

m allen Fällen» In denen das Gerät bei Temperaturen über 300° C arbeitet« sind die exponierten Teile entweder aus hitζebestfindigen Metallen oder Legierungen angefertigt oder aus Graphit, hitzebeständigem Beton oder keramischen Massen.

Das hier erwähnte Verfahren bietet besonders groese Vorteile in der keramischen Industrie, da in der Brennzone eine gleich-Bässige Temperatur Über den gesamten Ofenquerschnitt Verlangt wird« uns gentlgend« schnell und fehlerfrei zu brennen· Die Wärmezufuhr, besonders bei Tunnelöfen, bringt zahlreiche Schwierigkeiten mit sich·· Ia allgemeinen wird Heizöl periodisch eingespritzt· Periodisches Einspritzen τοη Brennstoff ist oft mit Verrußsunßsgefahr rerbunden:

Beim Einspritzen in einen Qucrstrom kann keine so einwandfreie Gemischbildung *Se beim Einspritzen in einen Paxallelstrom erfolgen: einig« Tropfen können auf des Bremigut treffen, wo Verltrackungsbedingungen (hohe Temperatur und Säuerst off csar gel) herrschen*

Oft funktioniert der Schnellschluss auf die Dauer nicht einwandfrei, so dass Ol nachtropft und unter Luftmangel verbrennt·

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Schwankungen von Öldruck und Temperatur wirken eich nachteilig auf den Abbrand aus·

Kontinuierliches Einspritzen ist aber bei den bisherigen Geräten ausgeschlossen* da wegen der groesen Anzahl von Brennpunkten die Heizleistung zu gross wHre, und eine entsprechende Verringerung der Brennpunkte würde zu einer unglelohaässlgen und hoehintenslven Aufw&FBtung, also zu Bruch führen.

Durch die hier aufgezeigte rückläufige OfemKlzung beträchtlicher Oasvolumen in der Brennzone ist die Sachlage völlig verändert * Die hochintensive iltBosphSrenuamSlzung in der Brennzone und das Aufheizen der Oase for Eintritt in den Ofen gestatten ein koalnuierllchee BladÜse» des Brennstoff·* und eine Herabsetzung dvt Zahl des· Br«p fipy»ikte«,

Wenn Ul genügend vorgewtrÄ. VBA gefiltert wird, 1st es nit handelsüblichen Düsen ohne weiteres möglich, 3-5 kg/h kontinuierlich zu yerdüsen, also z. B. rait 12 Brennpunkten 26-60 kg/h zu verbrennen.

Eincferartiger Ofenbetrieb hat zahlreiche Vorteile: genaues te Teinper&tur, völlige QlelehaSeelgkelt, völlig· Russfreiheit, keinerlei Brennschäden» weniger Bruoh, betriebssicherer Dauerbetrieb usw# und dadurch: grSssere Leistung, geringere Kosten.

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Das Verfahren, welches In der Anwendung von he lasen, ▼erdichteten Oasen zum Betrieb eines Strahl ε aueers besteht, kann auch zur Aufhellung eines beliebigen Lokals oder Banes dienen, in welche auf diese Welse Warmluft eingeblasen wird. Dabei kann unter Anwendung bekannter Regelklappen ein Teil der Raumluft rezirkuliert und ein Teil Frischluft eingesaugt werden·

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Claims (8)

720 /J 18. Dezember 1967 Pat «ntaneprttche

1. Verfahren κι» Einblasen* Durobaiecben oder · . ^**". Uaw&lzen Ton öeaea, insbesondere in Industrie-Öfen* Trocknern, oder Raueheizanlagen, durch einen alt einoei Treibst!*» arbeitenden Strahlsauger* Insbesondere eine COANDA-DOse* dadurch gekennzeichnet* dass der Trelbetron des Strahleaugere aus he la een, verdichteten, d. h. unter Überdruck stehende» Oasen besteht·

2· Verfahren nach Anapruoh 1* dadurch gekennzeichnet, da*· heleae Trelbgase erzeugt «erden* indem aan OagsbungBluft alt elnea beliebigen Verdichter unter Druck setzt und durch einen Varaeaustauseher erhitzt»

3· Verfahren nach Anspruch 1* dadurch gekennzeichnet, dass die belesen Trelbgase dadurch erzeugt «erden* dass kalte Verfrr^flfWMy ^ T^**- Terdichtet u«d in eine Breunkaaaer eingeblasen und alt zügeflhrtem Brennetoff Terbranat wird, ao dass deren Temperatur sich erhtSht·

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der durch den Strahlsauger geforderten Oase

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durch Einfahren and Abbrennen elnee festen oder fltteeigen Brennstoffes In der AuaetrOeseite des StrehlBaugers erhöht wird.

5. Verfahren nach Anspruoh 4, dadaroh gekennzeichnet, das· das EinfUhrrohr fUr den Brennstoff wSraeisoliert und/oder gekühlt 1st« üb eine Überhitzung desselben durch die rezirkulierten, helssen Oase zu reinseiden·

6. Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass die KUhlung des ElnfOhrrohrs dadurch erzielt wird, dass das Brennst of fzuf Uhrrohr τοη elnea oder Mehreren anderen Rohren uageben 1st (Doppela&stel), in welchen daa KUhla»- , welches flüssig oder gasftarig let, etrtJet.

7* Verfahren nach Anspruoh 5, dadurch gekennzeletmet, dass sis Einsetzen des Brennstoffelnftlhrrohres la Auslass des Strahlsaugers. Insbesondere Im Ausstr^akrQBMers desselben, eine Öffnung vorgesehen 1st, welche genau In die Wandung dea Rohres passt und τοη Isollereasee bedeckt 1st, welche ko~ nisoh oder trapezfOralg geforat 1st, so dass sie alt der unbeweglichen Isoliermaeee abdichtet.

8. Verfahren nach Anspruch 5« dadurch gekennzeichnet, dass Brennstoff einf Öhrrohr geringen Purohoeseers koaxial Im

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Auslass des Stra&lsaugers befestigt ist, wobei der Durch-■tesser des Brennst offeinfOhrrohreB so gewählt ist, dass des Brennstoff nur ein festgelegter, geringerer Anteil der durehstrukttendon eesasitiuftBenge als Verbrennungsluft sur ▼wfügung steht·

9· Verfahren nach Anspruch 8, daduroh gekennzeichnet, dass vor oder in den Auetrittsrohr des Strahlsaugers jedoch vor Austritt des Brennstoffes Leitschaufel*! eingesetzt sind, welche der Verbrennungsluft einen Drall erteilen·

10· Verfahren nach Anspruch 4, daduroh gekennzeichnet, dass der Drall der Verbrennungeluft durch eine der bei Olbrennera Obliehen Vorrichtungen, au B. sog· Stauscheiben, erzielt wird«

11· Verfahren nach Anspruch *, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anwendung von flüssige« Brennstoff die Düse hinten von eine» Teller, einen kleinen, gewölbtem Boden oder eine» anderen Hindernis so abgedeckt let, dass der Sprühkegel der DUse im Luftstrovungasohatten liegt, also der " verdQste Brennstoff ohne Tropfenballungsgefabr verdaapfen kann·

12· Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet ,das· der Strahlsauger, der an sich ein geradliniges QerKt dar»

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et eilt» alt eines Krttaer an der Ansaugaeite und/oder eine« an der Austrittsaeite versehen wird, welcher an die angeschlossen wird« deren Atmosphäre durchgefclseht, uagewJUxt oder erhitzt werden soll·

13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahleauger und Bein« Zubehörteile «as hitsebeetlndlgen Metallen, Legierungen« Graphit, hltsebeatSodlgeai Beton oder keramischen Hamen hergestellt werden.

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