DE1938432A1

DE1938432A1 - Regenerative boiler

Info

Publication number: DE1938432A1
Application number: DE19691938432
Authority: DE
Inventors: Jacobus Van Laar
Original assignee: KONINKLIJKE HOOGOVENS EN STAAL; Koninklijke Nederlandsche Hoogovens en Staalfabrieken NV
Current assignee: KONINKLIJKE HOOGOVENS EN STAAL; Koninklijke Nederlandsche Hoogovens en Staalfabrieken NV
Priority date: 1968-08-09
Filing date: 1969-07-29
Publication date: 1970-02-12
Also published as: NL162433B; AT297070B; NL162433C; SU374842A3; GB1212177A; SE340465B; JPS4922013B1; BE736494A; NL6811373A; FR2015356A1; US3550918A; CS188106B2; RO61384A; LU59253A1

Description

[¹ZEB -DlPL? ING.[ ¹ ZEB -DlPL? ING.

PATENTANWÄLTE DIPL. ING. C. STOEPEL · DIPL. ING. W. GOLLWITZE'b*''*'d1?'i? ING. HOLLPATENT LAWYERS DIPL. ING. C. STOEPEL · DIPL. ING. W. GOLLWITZE'b * '' * 'd1?' I? ING. HOLL

674 LANDAU/PFALZ · AH 8CHÜTZHNHOF674 LANDAU / PALATINATE AH 8CHÜTZHNHOF

roiTiciicii ·τ LDowieiiirii »τ ■·■ · ba>ki diotioii imi ·?«roiTiciicii · τ LDowieiiirii »τ ■ · ■ · ba> ki diotioii imi ·?«

23. Juli 1969July 23, 1969

Koninklijke Nederlandsche Hoogovens en Staalfabrieken N. V.Koninklijke Nederlandsche Hoogovens en Staalfabrieken N.V.

Ijmuiden (Niederlande)Ijmuiden (Netherlands)

" Regenerativ-Winderhitzer""Regenerative Winder Heater"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Regenerativ-Winderhitzer mit einem innerhalb des Mantels angeordneten Heizschacht und einem, durch eine Trennwand davon getrennten Wärmespeicher mit einem Gittermauerwerk, wobei in der Trennwand eine Isolierschicht angeordnet ist und das Mauerwerk lotrechte Dehnfugen aufweist.The invention relates to a regenerative heater with a heating shaft arranged within the jacket and a, Heat accumulator separated therefrom by a partition wall with a lattice masonry, an insulating layer being arranged in the partition wall and the masonry has vertical expansion joints.

W arme generator en sind in verschiedenen Gebieten des Maschinenbaues bekannt. Sie werden insbesondere zum Regenerieren von Hitze oder von verbrennbaren Komponenten verwendet, die bei irgendeinem Prozeß freigesetzt werden. Eines der am besten bekannten Anwendungsgebiete einer solchen Wärmeregeneration ist die Anwendung von Winderhitzern (sog. "Cowpers") zum Vorwärmen der in einem Hochofen einzublasenden Luft.Heat generators are used in various areas of mechanical engineering known. They are used in particular to regenerate heat or combustible components that are in any Process are released. One of the best known areas of application for such heat regeneration is the use of air heaters (so-called "Cowpers") for preheating the air to be blown into a blast furnace.

In solchen Winderhitzern wird die Energie, die beispielsweise im Gichtgas vorhanden ist, durch Verbrennen im Heizschacht des Winderhitzers in Wärme umgewandelt, wobei die entstehende Wärme in Gittermauerwerk aus feuerfesten Steinen, dem sog« Besatz,In such a stove, the energy, for example in the Blast furnace gas is present by burning in the heater's heating shaft converted into heat, with the resulting heat in Lattice masonry made of refractory stones, the so-called "trimmings,

gespeichert ("Heißblasen") in der darauf folgenden Arbeitsphase an die Luft abgegeben wird, die durch den erhitzten Wärmespeicher in entgegengesetzter Richtung hindurchgeleitet wird ("Kaltblasen¹¹).stored ("hot blowing") is released in the subsequent work phase to the air, which is passed through the heated heat accumulator in the opposite direction ("cold blowing ¹¹ ).

Je höher die Temperatur der den Winderhitzer verlassenden Verbrennungsluft ist, desto geringer ist der Verbrauch an Koks je Tonne erschmolzenen Roheisens, wodurch die Produktionskapazität des Hochofens zunimmt. Deswegen versucht man, die höchstmöglichen Temperaturen der vorerhitzten Luft zu erreichen. Die Erzielung einer höchstmöglichen Luftvorwärmtemperatur ist also eine zwingende Voraussetzung für einen wirtschaftlichen Betrieb des Hochofens und nicht nur ein Mittel, um die im Gichtgas verbleibende Energie vorteilhaft zu verwenden. In der Tat werden in der Praxis auch häufig andere Brennstoffe eingesetzt, um einen solchen Winderhitzer aufzu-The higher the temperature of the combustion air leaving the boiler, the lower the coke consumption Ton of molten pig iron, which increases the production capacity of the blast furnace. That is why one tries to achieve the highest possible To reach temperatures of the preheated air. Achieving the highest possible air preheating temperature is therefore an imperative A prerequisite for the economic operation of the blast furnace and not just a means of using the energy remaining in the furnace gas beneficial to use. In fact, other fuels are often used in practice to heat up such a heater.

Die
heizen, wie z. B* Erdgas oder Öl. /Aufheiztemperatur des WinderMtlers findet aber ihre Grenze darin, daß bei derartigen höheren Temperaturen die Gefahr des Auftretens von Beschädigungen des Gitterwannenwerks durch Risse od. dgl. besteht. Insbesondere bei Winderhitzern mit einem Heizschacht innerhalb des gleichen Außenmantels wie die aufeinandergestapelten Steine können die Wärmebeanspruchungen infolge von beträchtlichen Temperaturunterschieden über kurze, insbesondere querliegende Strecken, sehr hoch werden.the
heat, such as B * natural gas or oil. / The heating temperature of the WinderMtler is limited by the fact that at such higher temperatures there is a risk of damage to the lattice tray work due to cracks or the like. In particular in the case of wind heaters with a heating shaft within the same outer jacket as the stones stacked on top of one another, the thermal stresses can become very high as a result of considerable temperature differences over short, particularly transverse stretches.

Die Trennwand zwischen dem Heizschacht und dem Gitterwannenwerk wird insbesondere im unteren Teil des Winderhitzers auf Temperaturen erhitzt, die beträchtliche Unterschiede zwischen der dem Heizschacht zugekehrten Seite und der anderen Seite der Wand aufweisen. Dadurch hat die Wand die Neigung, sich konkav zum Heizschacht zn •wölben. Diese Erscheinung begünstigt die Bildung von Rissen im der Trennwand selbst, sowie auch in den Bereichen, in denen die Wand an das Mauerwerk auf der Innenseite der äußeren Umhüllung des Winderhitzers anschließt.The partition between the heating shaft and the mesh tray is particularly in the lower part of the heater on temperatures heated, which have considerable differences between the side facing the heating shaft and the other side of the wall. As a result, the wall has the tendency to be concave towards the heating shaft • arch. This phenomenon favors the formation of cracks in the Partition wall itself, as well as in the areas where the wall is attached to the masonry on the inside of the outer cladding of the Heater connects.

9QS887/117S9QS887 / 117S

Außerdem unterliegt der Außenmantel selbst mit seiner inneren Ausmauerung unterschiedlicher Temperaturdehnungen an der Seite des Heizschachtes und an den Teilen, welche das Mauerwerk des Wärme speichere umgeben, wodurch nicht nur Risse zwischen diesen Teilen des Außenmantels , sondern auch zwischen dem Mantel und dem Mauerwerk auf der einen Seite und der darauf ruhenden Kuppel auf der anderen Seite und zwischen dem Mantel und seiner Ausmauerung einerseits sowie der Trennwand andererseits verursacht werden können. Derartige Risse und Verformungen könnten nicht nur die Stapel der wärmeabsorbierenden Steine zerstören, sondern auch einen "Kurzschluß" von Gasen und Luft durch die Trennwand hervorrufen.In addition, the outer jacket itself with its inner lining is subject to different temperature expansions on the side of the Heating shaft and on the parts that surround the masonry of the heat store, which not only causes cracks between these parts of the outer jacket, but also between the jacket and the masonry on one side and the dome resting on it on the other Side and between the jacket and its brickwork on the one hand and the partition wall on the other hand can be caused. Such Cracks and deformations could not only destroy the stacks of heat absorbing stones, but also "short-circuit" them Generate gases and air through the partition.

Die obigen Überlegungen sind die Hauptgründe für die Tatsache, daß bei Regenerativ-Winderhitzern mit einem inneren Heizschacht keine Möglichkeit bestand, Windtemperaturen für die Vorerhitzung zu erreichen, die höher liegen als 1100 C bei größeren Anlagen und höher als 1200 C bei kleineren, weniger wirksamen Anlagen.The above considerations are the main reasons for the fact that regenerative steam heaters with an internal heating duct There was no possibility of reaching wind temperatures for the preheating that are higher than 1100 C for larger systems and higher than 1200 C for smaller, less efficient systems.

Heute werden jedoch Windtemperaturen von 1300 C bis 1500 C für ein wirksames Arbeiten eines Hochofens mit großen Luftvorerhitzern als notwendig angesehen. Das bedeutet, daß der Aufbau in der Kuppel des Winderhitzers Temperaturen bis zu ungefähr 1700 C aushalten muß.Today, however, wind temperatures of 1300 C to 1500 C are for efficient operation of a blast furnace with large air preheaters considered necessary. This means that the structure in the dome of the boiler has to withstand temperatures of up to approximately 1700 ° C.

Es ist noch zu erwähnen, daß es bei anderen Bauarten solcher Winderhitzer möglich ist, derart hohe Temperaturen zu erreichen. Dies ist möglich, wenn der Heizschacht außerhalb des Mantels angeordnet ist, der die Stapel der wärmeabsorbierenden Steine umgibt. Solch ein äußerer Heizschacht ist dann durch eine besondere Konstruktion der Kuppel mit dem Mantel verbunden, der die Stapel der Steine umgibt. So lösen derartige Winderhitzer mit einem äußeren Heizschacht zwar die technischen Probleme, aber sie verlangen wesentlich höhere Kapitalinvestionen als ein Winderhitzer mit einem inneren Heizschacht,It should also be mentioned that it is possible to achieve such high temperatures with other types of such heater. This is possible if the heating duct is arranged outside the jacket which surrounds the stack of heat-absorbing stones. Such an external heating shaft is then connected by a special construction of the dome with the jacket that holds the piles of stones surrounds. Indeed, such wind heaters with an external heating shaft solve the technical problems, but they require much higher levels Capital investments as a boiler with an internal heating duct,

909887/1176909887/1176

so daß sie im Gesamtbetrieb nicht günstiger sind als Regenerativ Winderhitzer mit innerem Brennschacht und niedrigeren Windtemperaturen. Außerdem erfordern Winderhitzer mit äußerem Heizschacht wesentlich mehr Platz als Winderhitzer mit innerem Heizschacht.so that they are not cheaper in overall operation than regenerative wind heaters with internal combustion shaft and lower wind temperatures. In addition, boiler heaters require an external heating duct much more space than a stove with an internal heating shaft.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Winderhitzer mit einem inneren Heizschacht zu schaffen, der in seinen technologischen Möglichkeiten genau so günstig und zuverlässig ist, wie die bekannten Winderhitzer mit äußerem Heizschacht, während gleichzeitig die wesentlich höheren Investionskosten des letzteren und die bekannten Nachteile * der Beschädigung des Bauwerks durch Wärmeausdehnung usw. vermiedenThe object of the invention is to create a blast heater with an inner heating duct which, in its technological possibilities is just as cheap and reliable as the well-known boiler with external heating shaft, while at the same time the essential higher investment costs of the latter and the known disadvantages * of damage to the structure due to thermal expansion, etc. avoided

werden.will.

Um eine Beschädigung der Ausmauerung von regenerativen Winderhitzern mit innerem Heizschacht für hohe Windtemperaturen zu vermeiden, wurde beispielsweise schon versucht, in der Trennwand eine Wärmeisolationsschicht vorzusehen. Ebenso wurden Versuche mit lotrechten Dehnungsfugen gemacht, wobei die Steine auf beiden Seiten sich in verschiedener Art und Weise bewegen konnten. Es wurde bei der Konstruktion derartiger Bauwerke angenommen, daß die Isolierschicht in der Trennwand verhüten könne, daß die Steinstapel in der Nähe der Trennwand auf eine so hohe Temperatur erhitzt werden ψ könnten. Außerdem wurde angenommen, daß die Dehnungsfugen dieIn order to avoid damaging the brick lining of regenerative wind heaters with an internal heating shaft for high wind temperatures, attempts have already been made, for example, to provide a thermal insulation layer in the partition wall. Experiments were also made with vertical expansion joints, whereby the stones could move in different ways on either side. It was assumed in constructing such buildings that the insulating layer can prevent the partition that the stone stacks are heated in the vicinity of the partition to such a high temperature could ψ. It was also assumed that the expansion joints the

Scherkräfte im Mauerwerk genügend ausgleichen könnten.Could sufficiently compensate for shear forces in the masonry.

Alle diese Versuche haben aber nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt, so daß bis heute die Winderhitzer mit innerem Heizschacht niemals für hohe Windtemperaturen bis hinauf zu 1500 C geeignet waren.However, all these attempts have not led to the desired success, so that to this day the wind heaters with an internal heating shaft were never suitable for high wind temperatures up to 1500 C.

Die Erfindung besteht darin, daß mindestens im Bereich der oberen Hälfte des Heizschachtes diejenigen Schichten des Mauerwerks des Mantels und der Trennwand, die dem Heizschacht am nächstenThe invention consists in that at least in the area of the upper half of the heating shaft those layers of the masonry of the jacket and the partition wall closest to the heating duct

909887/1176909887/1176

liegen und die in diesem Bereich beide aus mehr als einer Schicht von Steinen bestehen, zumindest im kalten Zustand durch lotrechte Dehnfugen vom übrigen Teil des Mauerwerkes getrennt sind und wobei die Isolierschicht an der dem Heizschacht abgewandten Seite der Dehnungsfuge angeordnet ist.and those in this area both consist of more than one layer of Stones exist, at least when cold, are separated from the rest of the masonry by vertical expansion joints and the The insulating layer is arranged on the side of the expansion joint facing away from the heating shaft.

Dadurch, daß die Dehnungsfuge sich ganz um den Heizschacht herum erstreckt, können sich die inneren Lagen der Schachtwand, die den höchsten Temperaturunterschied gegenüber dem übrigen Teil des Bauwerks haben, weitgehend unabhängig davon bewegen. Dies ist jedoch nur möglich, wenn an der äußeren Seite der Dehnungsfuge in der Trennwand eine Isolierschicht angeordnet ist. Diese Isolierschicht bewirkt, daß die Schichten der Trennwand auf beiden Seiten der Fuge in jedem Querschnitt etwa die gleiche Temperatur aufweisen. Dadurch treten weder in der Trennwand als Ganzes, noch in den verschiedenen Steinschichten Neigungen zum Werfen, Biegen oder Wölben auf. . .Because the expansion joint is completely around the heating shaft extends around, the inner layers of the shaft wall, which have the highest temperature difference compared to the rest of the Structures have to move largely independently of it. However, this is only possible if on the outer side of the expansion joint in the partition an insulating layer is arranged. This layer of insulation causes the layers of partition on either side of the joint in each Cross-section have approximately the same temperature. As a result, neither occur in the partition wall as a whole, nor in the various stone layers Tendencies to throw, bend or bulge. . .

Vorzugsweise erstreckt sich die Isolierschicht vollständig um den Heizschacht an der dem Schachtinneren abgekehrten Seite der Dehnungsfuge herum mindestens über die untere Hälfte der Höhe des Heizschachtes.The insulating layer preferably extends completely around the heating duct on the side facing away from the interior of the duct Expansion joint around at least over the lower half of the height of the heating shaft.

Dadurch wird erreicht, daß auch die äußeren Schichten des Mantels mit ihrer Auskleidung im Bereich des Heizschachtes im Durchschnitt nur sehr geringe Temperaturdifferenzen gegenüber dem übrigen Teil der Mantelausmauerung und von den Schichten der Trennwand an der Seite abweichen, die an den Raum angrenzt, der den Wärmespeicher enthält. Dadurch werden Hisse in der Mantelauskleidung und in der Trennwand im Bereich des Überganges zwischen dem Heizschacht und dem Wärmespeicher wirksam vermieden. Außerdem behält dadurch die Oberkante des Mantels sowohl im kalten, als auchThis ensures that the outer layers of the Jacket with its lining in the area of the heating shaft on average only very small temperature differences compared to the rest Part of the jacket lining and deviate from the layers of the partition wall on the side that adjoins the room containing the heat storage contains. This causes hoops in the jacket lining and in the partition in the area of the transition between the The heating shaft and the heat accumulator are effectively avoided. It also keeps the top edge of the jacket both in the cold and in the cold

909887/1176909887/1176

im heißen Zustand eine im wesentlichen waagerechte Lage bei, so daß keine Wärmebeanspruchungen zwischen dem Mantel und der Kuppel auftreten.in the hot state an essentially horizontal position, so that no thermal stresses occur between the jacket and the dome.

Ein weiterer Vorteil der gleichmäßigen Verformung von Trennwand und Mantel besteht darin, daß es danach möglich ist, die Form des Aufbaues in heißem Zustand genau zu berechnen, indem von der Form im kalten Zustand ausgegangen wird.Another advantage of the uniform deformation of the partition and shell is that it is then possible to change the shape of the Calculate the structure exactly when it is hot, starting from the shape when it is cold.

Gemäß der Erfindung könnte dies vorteilhaft insofern angewendet werden, als die Breite der Dehnungsfuge und die Dehnungscharakteristika infolge von Temperaturunterschieden der für die verschiedenen Schichten eingesetzten Materialien so gewählt werden können, daß die Fuge im heißen Zustand des Winderhitzers exakt geschlossen ist. Dadurch läßt sich auf sehr einfache Weise ein rißfreier und im Betrieb gasdichter Aufbau erzielen. According to the invention, this could be used advantageously to this extent than the width of the expansion joint and the expansion characteristics due to temperature differences of the for the various Layers of materials used can be chosen so that the joint is exactly closed when the hot air heater. As a result, a crack-free structure that is gas-tight during operation can be achieved in a very simple manner.

Gemäß der Erfindung ist es sogar möglich, dies noch dadurch zu verbessern, daß die Steinschichten außerhalb der Fuge in der Trennwand sich in einen Ausschnitt in den inneren Steinlagen des Mantelmauerwerks erstrecken, und davon durch eine zweite Dehnungsfuge getrennt sind. Die untere Hälfte der Trennwand im Heizschacht unterliegt bekanntlich den höchsten Belastungen durch die Flammen, während durch den hohen Temperaturunterschied quer durch die Trennwand in dieser Zone die Gefahr des Reißens und des Austretens von Gas in dieser Zone am größten ist. So wird nach der Erfindung vorgeschlagen, um die Trennwand auch noch nach einem langen Betrieb gasdicht zu halten, mindestens in der unteren Hälfte der Trennwand eine Metallplatte an der Seite der Isolierschicht vorzusehen, die dem Wärmespeicher zugerichtet ist. Dabei besteht diese Metallplatte vorzugsweise aus einem wärmewiderstandsfähigen Stahl, der Silizium, Chrom und Molybdän enthält.According to the invention it is even possible to do so to improve that the stone layers outside the joint in the partition wall into a cutout in the inner stone layers of the masonry extend, and are separated from it by a second expansion joint. The lower half of the partition in the heating shaft is known to be subject to the highest loads from the flames, while due to the high temperature difference across the Partition wall in this zone, the risk of cracking and gas leakage is greatest in this zone. So according to the invention proposed to keep the partition gas-tight even after a long period of operation, at least in the lower half of the partition to provide a metal plate on the side of the insulating layer that corresponds to the Heat storage is prepared. This metal plate is preferably made of a heat-resistant steel, silicon, Contains chromium and molybdenum.

909887/1176909887/1176

Unter anderem ist es im Hinblick darauf, daß im unteren Teil des Brennerschachtes die höchsten Wärmebelastungen in der Wand des Heizschachtes auftreten, zusammen mit größeren Temperaturunterschieden an verschiedenen Stellen der Wandstärke wünschenswert, zusätzliche Maßnahmen zu ergreifen, um die Temperaturdehnungen von verschiedenen Wandteilen in diesen Bereichen einander anzupassen.Among other things, it is with a view to the fact that the highest heat loads in the wall of the lower part of the burner shaft Heating shaft occur, together with larger temperature differences At various points in the wall thickness it is desirable to take additional measures to reduce the thermal expansion of different wall parts in these areas to adapt to each other.

In diesem Sinne wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die innerste der an der Innenseite der ersten Dehnungsfuge vorhandenen Schichten als durchgehende Schicht ohne jegliche Fuge um den Heizschacht herum über im wesentlichen die untere Hälfte des Heizschachtes auszubilden, wobei diese Schicht von den übrigen an der Innenseite der ersten Gleitschicht vorhandenen Schichten durch eine dritte kontinuierliche Dehnungsfuge rundherum getrennt ist. Zweckmäßig ist dieser Teil in zwei Mänteln durch Fugen getrennt, die in den Zonen angeordnet sind, wo die Trennwand in die Ausmauerung des Mantels übergeht.In this sense, the invention proposes the innermost of the layers present on the inside of the first expansion joint as a continuous layer without any joint around the heating shaft to form over essentially the lower half of the heating duct, this layer from the rest on the inside of the first Sliding layer is separated all around by a third continuous expansion joint. This part is useful separated into two shells by joints, which are arranged in the zones where the partition wall merges into the lining of the mantle.

Es wird oben beschrieben, in welcher Weise der innere Teil der Heizschachtwand aufwärts im Verhältnis zu den mehr nach außen liegenden Teilen dieser Wand langer werden könnte. So soll gemäß der Erfindung die Kuppel nur auf denjenigen Schichten des Mantelmauerwerkes ruhen, die außerhalb der Dehnfugen liegen.It is described above in which way the inner part of the heating duct wall upwards in relation to the more outwards lying parts of this wall could become longer. Thus, according to the invention, the dome should only be on those layers of the mantle masonry rest outside the expansion joints.

Dieser Aufbau birgst keine Gefahr von Rissen in sich im Gegensatz zu einem direkten Übergang des Kuppelmauerwerks in das Mantelmauerwerk, wie in den bekannten Winderhitzern, wo das Kuppelmauerwerk auf dem Mantelmauerwerk ruht. Es ist im Stande der Technik zwar schon vorgeschlagen worden, dieses Problem in einer anderen Art und Weise zu lösen, nämlich die Kuppel getrennt vom Mantel zu stützen, wobei Teile der Kuppel über den äußeren Mantel hinausragen und auf einem getrennten Trägeraufbau ruhen. Das ist aber statisch und konstruktiv nicht sehr günstig und bringt außerdem hohe Kosten für den äußeren Trägeraufbau mit sich.In contrast, this structure does not involve any risk of cracks to a direct transition of the dome masonry into the mantle masonry, as in the well-known coils, where the dome masonry rests on the mantle masonry. While it has been suggested in the prior art, this problem in another Way to solve, namely to support the dome separately from the mantle, with parts of the dome protruding beyond the outer mantle and rest on a separate support structure. However, statically and structurally, this is not very favorable and it also entails high costs for the outer support structure with it.

909887/1176909887/1176

Die besten Ergebnisse werden mit Regenerativ-Winderhitzern nach der Erfindung erzielt, wenn ein keramischer Brenner im unteren Teil des Heizschachtes verwendet wird. Derartige keramische Brenner sind zwar als solche bekannt. Wenn sie aber zusammen mit der Erfindung verwendet werden, sollte die erste Dehnfuge in dem Mantelmauerwerk sich abwärts zum Brenner und in der Trennwand abwärts über die Oberseite des Brenners erstrecken.The best results are achieved with regenerative hot air heaters according to the invention when a ceramic burner in the lower Part of the heating shaft is used. Such ceramic burners are known as such. But if they work together with the Invention used, the first expansion joint in the cladding brickwork should be down to the burner and down in the bulkhead extend over the top of the burner.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der beigefügten schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.Further features and advantages of the invention emerge from the following description of one in the attached schematic Embodiments shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt einen lotrechten Schnitt durch einen Winderhitzer nach der Erfindung,Fig. 1 shows a vertical section through a wind heater according to the invention,

Fig. 2 zeigt eine Hälfte eines Teilquerschnittes entlang der Linie II-II in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,Fig. 2 shows half of a partial cross section along the Line II-II in Fig. 1 on an enlarged scale,

Fig. 3 zeigt die Einzelheit III der Fig. .1 in vergrößertem Maßstab.Fig. 3 shows the detail III of Fig. 1 on an enlarged scale.

In Fig. 1 ist mit 1 der äußere Mantel des Winderhitzers bezeichnet, der zusammen mit dem Boden 2, auf dem er steht, einen einheitlichen Mauerwerksaufbau bildet. Das Mauerwerk des Mantels ist von einem ^ Stahlmantel 27 (Fig. 2) umgeben. Eine Anzahl von Stützen 3, die vomIn Fig. 1, 1 denotes the outer jacket of the heater, which together with the floor 2 on which it stands, forms a unitary masonry structure. The masonry of the jacket is surrounded by a steel jacket 27 (Fig. 2). A number of supports 3, which from

Boden 2 aufwärts ragen, tragen einen Rost 4, der dazu dient, den Stapel durchbrochener, nicht dargestellter Steine zur Wärmespeicherung zu tragen, zwischen denen abwechselnd heißer Wind abwärts und kalter Wind aufwärts fließen. Diese aufgestapelten Steine sind durch eine Trennwand 5 vom Heizschacht getrennt, die ihrerseits durch ein Segment des Mantels 1 begrenzt wird. Dßr Winderhitzer ist am oberen Ende durch eine Kuppel 6 aus feuerfesten Steinen und durch eine Stahlkuppel 7 abgeschlossen.Floor 2 protrude upwards, carry a grate 4, which is used to store the stack of broken stones, not shown, for heat storage between which hot winds flow downwards and cold winds upwards alternately. These stacked stones are through a Partition wall 5 separated from the heating shaft, which in turn by a segment of the jacket 1 is limited. The heater is at the top closed by a dome 6 made of refractory bricks and a steel dome 7.

909 887/117 6909 887/117 6

Gasförmiger Brennstoff, wie z.B. Gichtgas und Luft, die erforderlich sind, um die heißen Verbrennungsgase zu erzeugen, die notwendig sind, um die Speichersteine aufzuheizen, werden durch einen Kanal 8 und eine ringförmige Leitung 9 zum Brenner 10 geleitet. Dieser Brenner, ein sogenannter keramischer Brenner, ist nur schematisch in Fig. 1 gezeigt; derartige Brenner sind als solche bekannt und zum Verständnis der Erfindung nicht wesentlich.Gaseous fuel, such as furnace gas and air, are required are to generate the hot combustion gases that are necessary to heat the storage stones, are through a channel 8 and an annular conduit 9 directed to the burner 10. This burner, a so-called ceramic burner, is only shown schematically in FIG. 1 shown; such burners are known as such and are not essential to an understanding of the invention.

Oberhalb des Brenners 10 werden Brennstoff und Luft innig miteinander vermischt.und der Brennstoff wird im Heizschacht verbrannt. Der Heißwind wird über die Oberseite der Trennwand 5 in und durch den Raum innerhalb der Kuppel und dann abwärts durch die Stapel der wärmeabsorbierenden Steine geblasen; verläßt den Winderhitzer am Boden durch eine oder mehrere Öffnungen, die im Mantel 1 nicht gezeigt sind. Nachdem die Steine genügend aufgeheizt worden sind, werden die Zuleitungen 8 und 9 für Brennstoff und Heißwind geschlossen und kalter Wind durch eine öffnung 11 in entgegengesetzter Richtung durch die Vorrichtung geführt, wonach diese Luft den Regenerator durch eine öffnung 12 verläßt.Above the burner 10, fuel and air become intimate mixed together. and the fuel is burned in the heating shaft. The hot breeze is over the top of the partition 5 in and through the space within the dome and then down through the piles of the blown heat absorbing stones; leaves the heater at the bottom through one or more openings that are not in the jacket 1 are shown. After the stones have been heated sufficiently, the feed lines 8 and 9 for fuel and hot blast are closed and cold wind through an opening 11 in the opposite direction passed through the device, after which this air leaves the regenerator through an opening 12.

Im oberen Teil des Mantels 1 befindet sich eine nach innen herausragende Trägerkante 13 in dem Mauerwerk selbst, auf der die Kuppel 6 ruht.In the upper part of the jacket 1 there is an inwardly protruding one Support edge 13 in the masonry itself on which the dome 6 rests.

Wie in Fig. 1 und in vergrößertem Maßstab auch in Fig. 2 gezeigt, erstreckt sich eine Dehnungsfuge 14 vom oberen Teil des Mantels 1 entlang des durch die Trennwand 5 begrenzten Segmentes bis hinunter in die Nähe der Oberfläche des Brenners 10.As shown in FIG. 1 and on an enlarged scale also in FIG. 2, an expansion joint 14 extends from the upper part of the jacket 1 along the segment delimited by the partition 5 down to the vicinity of the surface of the burner 10.

Eine weitere Dehnungsfuge 15 erstreckt sich von der Oberkante der Trennwand 5 entlang deren gesamter Breite bis unterhalb des Brenners 10. Die Dehnungsfugen 14 und 15 bilden zusammen einen durchgehenden Schlitz, der sich um den ganzen Heizschacht herum Another expansion joint 15 extends from the upper edge of the partition 5 along its entire width to below the burner 10. The expansion joints 14 and 15 together form a continuous slot which extends around the entire heating shaft

909887/1176909887/1176

erstreckt. Wenn die innerhalb der Fugen 14 und 15 liegenden Teile 17 und 18 der Heizschachtwandung sich in der Länge durch die Hitze ausdehnen, können sie sich frei gegenüber der Kuppel 6 und gegenüber den übrigen Teilen 16 und 19 des Mantels 1 bzw. der Trennwand 5 bewegen.extends. When the parts 17 and 18 of the heating shaft wall expand in length due to the heat, they can freely move in relation to the dome 6 and in relation to the other parts 16 and 19 of the casing 1 or the partition wall 5 move.

Um die äußere Schicht 19 der Trennwand 5 stark genug und vor allem gasdicht zu machen, wird sie an der (konkaven) Innenseite ihrer Wölbung mit Stahlplatten 20 verkleidet. Diese Stahlplatten 20 bestehen aus einem hitzebeständigen Stahl, der Silizium, Chrom und Molybdän enthält.To the outer layer 19 of the partition wall 5 strong enough and in front To make everything gas-tight, it is clad with steel plates 20 on the (concave) inside of its curvature. These steel plates 20 are made made of a heat-resistant steel that contains silicon, chromium and molybdenum.

Um die Durchschnittstemperatur des Mantelteils 16 und der Trennwand 19 so nahe als möglich gleich der Durchschnittstemperatur des den Wärmespeicher umgebenden Teiles des Mantels 1 zu halten, sind der Teil 16 und der Trennwandteil 19 an den konvexen Seiten der Fugen 14 und 15 mit Schichten von Isoliermaterial 22 und 23 versehen. Dabei erstreckt sich die Schicht 22 vom Brenner bis hinauf in die.Nähe des oberen Randes des Mantels. Die Schicht 23 reicht von etwas unterhalb des oberen Randes des Brenners 10 bis auf ungefähr dreiviertel der Höhe der Trennwand 5. Eine Dehnfuge 25 verhütet das Auftreten von Beanspruchungen zwischen den Wandteilen 17 und 18, wenn diese Teile unterschiedlichen Temperaturausdehnungen unterliegen. Entsprechende Überlegungen haben dazu geführt, auch zwischen dem Trennwandteil 19 und dem Mantel 1 eine Dehnfuge 26 zu lassen.In order to keep the average temperature of the shell part 16 and the partition wall 19 as close as possible to the average temperature of the part of the shell 1 surrounding the heat accumulator, the part 16 and the partition wall part 19 are on the convex sides of the joints 14 and 15 with layers of insulating material 22 and 23 provided. The layer 22 extends from the burner up to the near of the upper edge of the jacket. The layer 23 extends from slightly below the upper edge of the burner 10 to about three quarters of the height of the partition wall 5. An expansion joint 25 prevents stresses occurring between the wall parts 17 and 18 if these parts are subject to different thermal expansion. Corresponding considerations have led to an expansion joint 26 also being left between the partition wall part 19 and the jacket 1.

Auf die untere Hälfte des Heizschachtee ist dessen Wand mit einer zusätzlichen Schutzwand 21 (Fig. 2 und 3) versehen. Diese ihrerseits ist durch eine durchgehende Dehnfuge 24, die vollständig um den Brennerschacht herum reicht, gegenüber der übrigen Schachtwand frei beweglich angeordnet. On the lower half of the heater shaft its wall is provided with an additional protective wall 21 (FIGS. 2 and 3). This in turn is arranged to be freely movable relative to the rest of the shaft wall by a continuous expansion joint 24 which extends completely around the burner shaft.

909887/1176909887/1176

Die Wand 21 schützt den Heizschacht zusätzlich in dem Bereich, wo der Einfluß der Flammen auf die Wand des Heizschachtes am höchstenThe wall 21 additionally protects the heating duct in the area where the influence of the flames on the wall of the heating duct is greatest

Mit dem erfindungsgemäßen Winderhitzer ist ee möglich, die Arbeitstemperaturen in der Kuppel bis zu 1700 C zu steigern. Verbiegungen der Trennwand, Risse im Mauerwerk oder das Auftreten von anderen bekannten ungünstigen Erscheinungen infolge der hohen Wärmebelastungen haben sich in der Praxis nicht gezeigt.With the heater according to the invention ee is possible that Increase working temperatures in the dome up to 1700 C. Bending of the partition, cracks in the masonry or the appearance other known unfavorable phenomena as a result of the high thermal loads have not been shown in practice.

Als Isoliermaterial können bekannte, feuerfeste Steine verwendet werden, die, wie dem Fachmann allgemein bekannt ist, wesentlich ,poröser sind als die normalen feuerfesten Steine, die in solchen Bauten verwendet werden und die nicht für Isolierzwecke gedacht sind.Known refractory bricks, which, as is well known to those skilled in the art, are essential, can be used as the insulating material , are more porous than the normal refractory bricks used in such structures and which are not intended for insulation purposes.

Im Rahmen der Erfindung wird als Heizschacht der schachtartige Teil des Winderhitzers zwischen Brenner 10 und Kuppel 6 bezeichnet. Trotzdem ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann auch zusammen mit bekannten Brennern angewendet werden, die außerhalb des Mantels 1 liegen und die mit einer Öffnung, wie 8 in Fig. 1, verbunden sind.In the context of the invention, the duct-like part of the heater between the burner 10 and the dome 6 is referred to as the heating duct. Nevertheless, the invention is not limited to this, but can also be used together with known burners which are located outside the shell 1 and which have an opening, such as 8 in Fig. 1, are connected.

909887/1176909887/1176

Claims

Patent claims:

1.) Regenerative hot air heater with one inside the jacket arranged heating shaft and a heat accumulator separated therefrom by a partition wall with a lattice masonry, wherein in the Partition wall an insulating layer is arranged and the masonry has vertical expansion joints, characterized in that at least in the area of the upper half of the Heizschachtee those layers of the masonry of the jacket (1) and the partition (2), the are closest to the heating shaft and which both consist of more than one layer of stones in this area, at least in the cold Condition due to vertical expansion joints (14,15) from the rest of the masonry are separated and wherein the insulating layer (23) is arranged on the side of the expansion joint (15) facing away from the heating shaft.

2.) Wind heater according to claim 1, characterized in that the insulating layer on the side facing away from the interior of the heating duct extends completely around the heating duct and at least extends over the lower half of the height of the heating shaft.

3.) Wind heater according to claims 1 or 2, characterized in that that the opening width of the expansion joint and the coefficient of thermal expansion the materials used for the different layers are chosen so that the joint is closed when the heater is hot.

4.) Wind heater according to one of claims 1-3, characterized characterized in that the wall parts lying outside the expansion joint (15) in the partition (5) extend into a recess in the inner lining of the jacket (1) and extend from it through a further expansion joint are separated. '

909887/1176909887/1176

5.) Wind heater according to one of claims 2, 3 or 4, characterized characterized in that at least in the lower half of the Partition wall (5) on the side of the insulating layer a metal plate (20) is arranged, which is trimmed to the heat storage and preferably made of a heat-resistant steel with additions of silicon, chromium and molybdenum.

6.) Wind heater according to one of claims 1-5, characterized characterized in that the innermost of the expansion joints (14,15) Laying layers without expansion joints around the entire heating shaft in the Area of its lower half reaches around, this layer of the other layers lying within the expansion joints (14,15) by a The expansion joint encompassing the entire circumference of the heating shaft is separated is, 'and that the remaining layers at the transition of the partition in the Outer jacket is divided into two jacket parts.

7.) Wind heater according to one of claims 1-6, characterized ' characterized in that the dome (6) exclusively on the outside of the Joints lying jacket parts is supported.

8.) Wind heater according to one of claims 1 -7, characterized characterized in that in the lower part of the heating shaft a per se known ceramic burner (10) is arranged and that the joint (14) in the jacket about up to the burner (10) and the joint (15) in the Partition wall (5) extends beyond the surface of the burner, (10) extends.

ι ^Λ f Le e rs e ι teι ^Λ f Le e rs e ι te