DE2152759B2

DE2152759B2 - Kuehlanlage fuer einen ofen, insbesondere fuer einen schachtofen oder einen tunnelofen

Info

Publication number: DE2152759B2
Application number: DE19712152759
Authority: DE
Inventors: Rudolph Edwin Beverwijk Vhet Cornells van der Akersloot Ouwerkerk Johannes Hendrik Willem Ijmuiden Cramer, (Niedertande)
Original assignee: Koninkhjke Nederlandsche Hoogovens en Staalfabneken N V , Ijmuiden (Nieder lande)
Priority date: 1970-10-23
Filing date: 1971-10-22
Publication date: 1973-05-30
Also published as: US3750629A; CA963330A; IT942740B; GB1367328A; DE2152759C3; FI52250B; FI52250C; ES396269A1; DE2152759A1; FR2110048A5; SE376472B; BE774243A

Description

Πυ Erfindung betrifft eine Kühlanlage für einen O;l;i. insbesondere für einen Schachtofen oder einen 1 i ,iicUiten, bei der auf der Außenseite der zu küh- !..■■•'i.kn Olenwandbereiehe ein flüssiges Kühlmittel £;v.;t ·.!lender Kühlungsraum vorgesehen ist, welcher ι :mer Anlage zum drucklosen l.'mv älzeii des 1- '!ilmitiels verbunden ist und über seinem oberen 1 .\ic einen Behälter aufweist, in welchem verui.iiiplie Anteile des Kühlmittels von dessen flüssiger 1 ; : c abtrennbar sind, wobei der Behälter mit dem <--ViYIi und unteren Bereich des das Kühlmittel ent- !Kiiunden Kühlungsraums verbunden ist.

Beim Kühlen der Wände von öfen, in cister Linie auch von Hochöfen /ur Herstellung von Roheisen, \s-iii häufig die sogenannte Verdampfungskühluno angewandt. Insbesondere dann, wenn das feuerfeste Γ alter des Ofens derart ausgeführt ist. daß eine gleichmäßige Wärmeübertragung über diese Wand /ur Außenseite erwartet werden kann, besitzt diese Kühlungsart bestimmte Vorteile gegenüber der Kühlung des Ofens mittels im Mauerwerk verlaufender Kühlplatten.

Bei einem solchen Verdampfungskühlungssystem wird eine Kühlmittelumwälzung aufrechterhalten, so daß im Kühlungsraum ein Teil der Kühlflüssigkeit, üblicherweise Wasser, verdampft wird, wobei der so erzeugende Dampf aus dem offenen System entweichen kam. Zum Ausgleich für diesen Dampfverlust wird eine gleich große Kühlflüssigkeitsmenge in den Behälter eingefüllt.

Ein Vorteil dieser Kühlungsart besieht darin, daß durch die Verdampfung der Flüssigkeit im wesentlichen eine sehr große Wärmemenge gleichmäßig über eine große Fläche hinweg abgeführt werden kann. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß sich dieses System sehr gut dafür eignet, die Kühlflüssigkeit durch das System mit einfachen Mitteln im Kreislauf zu halten bzw. umzuwälzen.

Bei den bekannten Ausführungsformen von Verdampf ungskühlsystemcn für öfen befindet sich der Vorratsbehälter ein gewisses Stück über dem Kühlungsraum, wnbei zwischen dessen oberem F.nde und dem Oberteil des Behälters ein Leitungssystem vorgesehen ist. über welches das zumindest teilweise dampfförmige Kühlmittel hochsteigen kann. Weiterhin erstreckt sich ein Leitungssystem vom Behälter abwärts und mündet in den unteren Teil des Kühlungsraums. Über d^:^SC Leitungen kann das Kühlmittel vom Behälter zum Kühlungsraum abwärts fließen.

Im Kühlungsraum bildet sich ein aus Flüssigkeit und Dampf bestehe:.)es Gemisch, das durch die Leitungen für das hochsteigende Kühlmittel zum Behälter geführt wird. Dieses Gemisch besitzt ein spezifisches Gewicht, das um einen beträchtlichen Prozentsatz niedriger ist als dasjenige der Kühlflüssigkeit ohne Dampfanteil, welche über die Falleitungen abwärts strömt. Dieser Unterschied im spezifischen Gewicht führt zum Umwälzen des Kühlmittels.

Um für diese Umwälzung eine Kraft ausreichender Größe zu gewährleisten, ist es im allgemeinen üblich, den Behälter in einigem Abstand über dem Kühlungsraum anzuordnen, wodurch die Gesamthöhe von Kühlungsraum nebst den Steigleitungen bzw. die Gesamthöhe der Falleitungen derart vergrößert wird,

ίο daß auch der Unterschied im statischen Druck zwischen den Falleitungen und den übrigen Bereichen des Umwälzsystems erhöht wird.

Ein diesen bekannten Systemen anhaftender Nachteil besteht jedoch darin, daß innerhalb des Kühlungsraums häufig eine Tendenz zu einer merklich unregelmäßigen Verdampfung besteht. Hierbei zeigt es sich, daß für die Ofenwand das Risiko einer beträchtlichen lokalen und vorüh rgehenden Uberhit zung besteht, die nicht nur zu einer Beschädigung des feuerfesten Futters und der Metall-Wandverkleidung führt: vielmehr ist es dabei sogar möglich, daß hierdurch ein Durchbruch durch die Ofenwand auftritt.

Im Hinblick auf die vorgenannten Nachteile beruht nun die Erfindung auf dem Grundgedanken, daß sich möglicherweise über einen Teil der Ofenwand hinweg ein mit dem Ofen in Berührung stehender Dampffilm bildet, wobei die genannten Risiken und Gefahren insbesondere in Zusammenhang mit der Bildung dieses Films auftreten und auch über längere Zeitspannen bestehen bleiben. Dieser Dampffilm wird überhitzt und ist speziell in diesem Zustand ein sehr guter Wärmeisolator zwischen der Ofenwand und der Kühlflüssigkeit.

Außerdem macht die Erfindung -on dem Grundgedanken Gebrauch, daß die Entstehung eines kohärenten Dampffilms auch durch entsprechende Formgebung und Ausführung des Umwälzsystems vermieden werden kann. Insbesondere hat es sich gezeigt, daß bei der üblichen Ausführung einer Anlage zur Verdampfungskühlung das aus Dampf und Flüssigkeit bestehende Gemisch ziemlich unregelmäßig und ungleichmäßig durch die Steigleitungen strömt.

Infolgedessen treten beträchtliche Druckschocks auf. und es wurde sogar beobachtet, daß der Durchsatz des Gemisches vorübergehend vollständig blokkiert werden kann, was die Bildung eines geschlossenen, mit dem Ofen in Berührung stehenden Dampfflr.is längs der Wand einleiten kann. Ein anderer Nachteil der bekannten Verdampfungskühlsysteme für öfen bezieht darin, daß die Durch.r.esser der Steigleitungen und die Falleitungen sowie die zusätzlichen Teile dieser Leitungen, wie Krümmer. Ventile u. dgl., sehr ".roß sein müssen, damit der Strömungswiderstand in den Leitungen nicht unannehmbar hoch wird. Anderenfalls könnte es nämlich vorkommen, daß dieser Strömungswiderstand größer wird als die durch die zusätzliche Höhe der Steig- und Fallcilungen zur Antriebskraft zum Umwälzen des Kühlgemisch-K beitragende Kraft. Eine große Anzahl von um den Ofen herum vorgesehenen Steig- und Falleilungen könnte hier Abhilfe schaffen, doch wirft dies wiederum beträchtliche Probleme auf. da der Ofen dann schlecht zugänglich wird, speziell wenn

diese Leitungen alle ziemlich weit sein müssen. Häufig ist auch nicht einmal genügend Raum um den Ofen herum vorhanden, um derartige Leitungen unterzubrinsien

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mit- durch Austritt verlorengehenden Dampfes sind verteln einen kompakten und leicht zugänglichen Auf- schiedene Systeme anwendbar. Beipielsweise ist es bau und eine verbesserte Kühlung zu erreichen. Die möglich, dem unteren Ende des Umwälzsystems eine Erfindung besteht demgemäß bei einer eingangs defi- Flüssigkeitsmenge zuzumessen, die je Zeiteinheit nierten Kühlanlage darin, daß der Behälter in dirck- 5 konstant gehalten wird. Es erweist sich jedoch als erter freier Verbindung mit dem oberen Ende des Küh- forderlich, die eingespeiste Flüssigkeitsmenge von lungsraums steht und unmittelbar auf dessen Ober- der entweichenden Dampfmenge abhängig zu mascite vorgesehen ist und daß der Kühlungsraum chen, da anderenfalls die Gefahr besteht, daß der durch eine etwa parallel zur Außenseite des Ofens Flüssigkeitsspiegel im Umwälzsystem in unzulässiangeordnete Zwischen-Leitwand in zwei Teilräume io gern Ausmaß zu hoch oder zu niedrig wird. Eine unterteilt ist, die am oberen und unteren Ende offen Steuervorrichtung, bei welcher die Flüssigkeitseinmiteinander kommunizieren. Hierdurch wird es mög- speisung in Abhängigkeit von der gemessenen Auslich, daß die Trennung von Dampf und Kühlflüssig- trittsdampfmenge geregelt wird, scheint unnötig komkeit dicht am oberen Ende des Kühlungsraums statt- pliziert zu sein und garantiert außerdem keine einfindet, so daß keine unregelmäßige Strömung des 15 wandfreie Arbeitsweise des Systems.
Gemisches der beiden Phasen Flüssigkeit und Dampf Zudem hat es sich herausgestellt, daß beim Ein-

nach dem Verlassen des Kühlrungsraums mehr zu führen kalter Flüssigkeit in das untere Ende des Umbefürchten ist. Wie sich herausgestellt hat, wird das wälzsystems Schwierigkeiten auftreten können. Ins-Auftreten von Druckschocks bzw. -stoßen in der besondere wird hierdurch die Dampfbildung im Un-Umwälzanlage erfindungsgemäß vermieden, so daß αο terteil des Innenraums der ofenseitigen Doppelwand sich auch kein zusammenhängender Dampffilm in verzögert, wodurch der Wirkungsgrad der Kühlan-Berührung mit der ofenseitigen Wand bilden kann. lage herabgesetzt wird.

Im Gegenteil werden die Dampfblasen gleichmäßig Diese Nachteile können vermieden werden, wenn

über den Kühlungsraum hinweg verteilt und rasch der Ofen erfindungsgemäß so ausgelegt ist, daß in von der Wand weggerissen und vom Flüssigkeits- «5 der Nähe des oberen Endes des Kühlungsraums an strom eingeschlossen. Über die Gesamthöhe des dessen Außenseite eine Zufuhranlage für das Kühl-Kühlungsraums hinweg bildet sich in dessen Innerem mittel angeschlossen ist, die einen Vorrats-Behälter ein gleichförmig verteiltes Gemisch aus den beiden mit einem Überlauf aufweist und über einen engen Phasen, das regelmäßig und gleichmäßig mm Behäl- Verbindungskanal mit dem Kühlungsraum verbunter strömt. 30 den ist.

Da erfindungsgemäß zudem überhaupt keine ge- Da das Speisesystem dicht am oberen Ende des

trennten Steig- und Falleitungen erforderlich sind, Kühlungsraums angeordnet ist, kann die zugeführte wird eine wesentlich einfachere und billigere Kon- Flüssigkeit während ihrer Strömung zum unteren struktion erreicht, die außerdem den Ofen wesentlich Ende des Kühlungsraums vorgewärmt werden, und besser zugänglich macht. 35 zwar sogar bis dicht auf ihren Siedepunkt, so daß die

Es ist zu bemerken, daß der äußere Teil-Raum des Dampfbildung praktisch am unteren Ende des Küh-Kühlungsraums tatsächlich als Falleitung wirkt. lungsraums beginnen kann. Infolge des engen Ver-Durch das Fehlen zusätzlicher Steig- und Falleitun- bindungskanals zwischen dem Behälter mit Überlauf gen wird die Steig- und Fallhöhe des umgewälzten und dem Außenraum innerhalb des doppelwandigen Kühlgemisches vermindert, so daß man eine unzurei- 40 Kühlungsraums wird vermieden, daß im Kühlungschende Umwälzung bzw. Zirkulation befürchten raum infolge der Siedeerscheinung auftretende könnte. Es hat sich aber überraschenderweise ge- Druckschwankungen ihren Einfluß wesentlich in den zeigt, daß die auftretende Umwälzung für den vorge- Überlauf-Behälter ausdehnen können. Durch Anordsehenen Zweck völlig ausreicht; dies kann wahr- nung des Überlaufs in einer Höhe, welche dem scheinlich der Tatsache zugeschrieben werden, daß 45 durchschnittlich gewünschten Flüssigkeitsspiegel im der in den bekannten Steig- und Falleitungen vor- Außenraum des Kühlungsraums entspricht,' ird eine handene zusätzliche Strömungswiderstand für die zuverlässige selbstregelnde Flüssigkeitszufuhr erzielt. Flüssigkeit nicht mehr vorhanden ist. Außerdem wird Die Trennung von Dampf und Flüssigkeit läßt sich

durch die gleichmäßigere Umwälzung im erfindungs- wesentlich verbessern, wenn im Behälter erfindungsgemiiß ausgebildeten Umwälzsystem die gleichmä- 50 gemäß eine zusätzliche Vorkehrung getroffen wird, ßige Kühlung beträchtlich begünstigt. indem im Behälter eine Spritzplatte vorgesehen ist,

Es hat sich herausgestellt, daß auch der erfin- die sich, vom Ofen aus gesehen, von der ofenseitigen dungsgemäße Kühlmittel-Vorratsbehälter merklich Begrenzung des Kühlungsraums schräg aufwärts verkleinerte Abmessungen besitzen kann. Anderer- nach außen über den dem Ofen nächstgelegenen seits ist es vorteilhaft, diesem Behälter eine Form zu 55 Teilraum und über diesen hinaus erstreckt, dann allverleihen. indem sich der Behälter vom oberen Ende mählich abwärts gebogen ist und frei im Behälter endes Kühlungsraums aufwärts in Auswärtsrichtung ge- det.

genübe' der Ofenwand erweitert, wobei im Bereich Das mit hoher Geschwindigkeit im inneren Teil-

der höchsten und am weitesten auswärts gelegenen raum aufwärts strömende Gemisch aus Dampf und Stelle dieses Behälters mindestens eine Dampf-Aus- 60 Flüssigkeit wird dabei durch die Spritzplatte bzw. laßleitung mit dem Behälter verbunden ist. Dies ge- das Leitblech abgelenkt, wobei die Flüssigkeitströpfwährleistet einerseits, daß die oberhalb des Küh- chen in den äußeren Teilraum zurückgeworfen werlungsraums befindliche Ofenwand beispielsweise für den. Es hat sich herausgestellt, daß auf diese Weise die Anordnung anderer Kühlanlagen gut zugänglich nur sehr wenig Flüssigkeit in die Auslaßleitung für ist, während andererseits hierdurch vermieden wird, 65 den Dampf eintritt und der Flüssigkeitsspiegel im äudaß Flüssigkeit in die Dampf-Auslaßleitung eintritt ßeren Teilraum wesentlich ruhiger bleibt Hierdurch und dabei den gleichmäßigen Dampfaustritt stört ist es auch möglich, das Nachfüllen der Kühlflüssig-

Für die Zufuhr von Flüssigkeit zum Ausgleich des keit günstiger zu gestalten, wenn in die obere Wand

des Behälters oberhalb der aufwärts gerichteten Spritzplatte mindestens eine Speiseleitung für das Kühlmittel einmündet. Das Kühlmittel füllt dabei den R".um zwischen der Ofenwand und der geneigten Spritzplatte aus und fließt von dort über die Spritzplatte in den Außenbercich des Kühlungsraums.

Diese Zwischenspeicherung der Kühlflüssigkeit bietet verschiedene Vorteile. Beispielsweise werden der Oberteil der Ofenwand innerhalb des Behälters besonders vorteilhaft erwie on. wenn sie auf einen Hochofen angewandt wird, dessen Rast von dem eingangs genannten, innerhalb zweier Wände eingeschlossenen und erfindungsgemäß ausgebildeten Kühlungsraum umgeben ist, wobei der Ofenmantel die ofenseitige Begrenzung des Kühlungsraums bilden kann. Die auf diese Weise erfolgende Kühlung der Rast bietet insofern spezielle Vorteile als, da die Form dieser Rast konisch, d. h. oben weiter als unten

und die Spritzplatte zusätzlich gekühlt. Außerdem io ist, ein guter Kontakt des Mauerwerks dieses Ofenfindet eine Vorwärmung der eingespeisten Kühlflüs- teils mit der Kühlungsraumkonstruktion infolge des

"- " -^:- Eigengewichts dieses Mauerwerks keine Schwierigkeit aufwirft.

Zur Gewährleistung einer guten Arbeitsweise köndes 15 nen spezielle Abmessungen entscheidend sein. Die Auswahl dieser Abmessungen muß dem Grunderfor-

sigkeit statt, bevor sie in den äußeren Teilra^m eintritt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn in der Nähe des oberen Endes des Kühlungsraums ein Zumeßbehälter zur Bestimmung des Füllstands des Kühlmittels vorgesehen ist, der über einen engen Verbindungskanal mit dem Kühlungsraum verbunden ist, und daß eine Regel- oder Steuervorrichtung

vorgesehen ist, durch welche die Zufuhr an einge- Flüssigkeit und Dampf zu höchstens etwa 50 Volumspeistem Kühlmittel in Abhängigkeit von einem 20 prozent aus Dampf besteht, durch die Füllstandsbestimmung abgegebenem Signal ~ -- -

geregelt wird.

Falls die Ofenwand unter starker thermischer Bedernis Rechnung trafen, daß im Oberteil des inneren Teilraums des Kühlungsraums das Gemisch aus

Dieser Fall ist mit einer Umwälzung des Kühlgemisches auf der Basis einer speziellen Dimensionierung des Umwälzsystems realisierbar. Es hat sich gezeigt, daß gute Ergebnisse erzielbar sind, wenn die

inneren und des äußeren Teilraums, senkrecht zur Ofenwand gesehen, zueinander ein Verhältnis von 1.5 : ! bis 2.5 : ! und vorzugsweise etwa 2 : 1 besitzen sollten und insbesondere die Summe dieser Tiefenab

iactnnn ctpht Vann es vorteilhaft sein, erfindungsge-

mUί Einrichtungen zur Erwärmung der Nachfüll- *₅ Tiefen der Teilräume des Kühlungsraums, d.h. des Kühlflüssigkeit bis dicht an den Siedepunkt vorzusehen, und zwar stromauf der öffnung des Nachfullsy_cl._m. γ:·.,. Hip«* Nachtüüflüssiekeit in das Umwaizsy-

tem H eSurchwTrd sichergestellt, daß die Kühl- sollten und insbesondere die Summe dieser Tiefenab-

Seke t unmittelbar im Unterteil des inneren Teil- 30 messungen am oberen Ende des Kuhlungsraums etwa

raum! de Ξ ungsraums zu sieden beginnt und daß das Doppelte dieser Summe an ihrem unteren Ende

hierbei eine Kühlung durch Verdampfung über eine betragt Besonders gute Ergebnisse werden erzielt

ο ößtmögHche Länge längs der Höhe der Kühlanlage wenn der innere Teriraum. senkrecht zur Ofenwand

grouimoguciic Laufet g gesehen, eine Tiefe besitzt, die etwa 10 cm am unte-

B[wäre zwar möglich, die Flüssigkeitseinspeisung 35 ren Ende beträgt und sich auf etwa 20 cm am oheren

proportional zu ^j^^SE ^bgSfle Erfindung in Verbindung mit einem Schwankung f™™™}^^^*™^ _daß es Hochofen erläutert ist, ist sie gleichermaßen auf halter zu ^^/^"S «* Kühlsvsteme für andere öfen anwendbar. Ein spe^r m ZumfßSäl r e η ScSa "für maximalen 40 zieller'Nutzen der Erfindung hat sich bei Anwendung wenn im Zunießbehalte^ein j*-na^ ^ ^ ^^ ^ _{einen Tunnelofen} herausgestellt. In diesem Fall

sind zwei voneinander getrennte Umwälzsysteme für die Kühlflüssigkeit der erwähnten Art insbesondere längs mindestens eines Teils der Kühlzone dieses

+5 Tunnelofens angeordnet. Diese Kühlsvsteme können aus einer Reihe von mehreren voneinander getrennten Kühlelementen bestehen, doch kann auch jedes Kühlsystem aus einem einzigen durchgehenden Kühlelement der vorstehend beschriebenen Art bestehen.

Insbesondere hat es sich bei Anwendung der Erfindung auf einen Tunnelofen als vorteilhaft erwiesen, daß die Innenwand des doppelwandigen Kühlungsraums, welche die Außenwand des Ofenteils bildet und längs der Ofen-Seitenwand mit einem Gasraurr in Verbindung steht, welcher von dem Raum, durch welchen die Produkte den Ofen durchlaufen, durch eine Wand getrennt ist, die an Ober- und Unterseite zur Gasumwälzung in den und aus dem Gasraun Verbindung zwischen den Räumen auf

und minimalen Füllstand vorgesehen ist mit dessen Hilfe die Zufuhr an zusätzlichem Kuhlmittel zwischen zwei eingestellten Werten je Zeiteinheit um-

unno-

iiacrweise'übe'r d7n Obenauf verlorengeht. Insbesondere bei Verwendung von entmmeralisiertem bzw destilliertem Wasser als Kühlflüssigkeit ergeben sich

der Flüs-

_sl2keitsstrom im Umwälzsystem noch verbessern läßt, wenn erfindungsgemäß der innere und auch der

■iußere TcMraum des Kühlungsraums ebenfalls durch äußere Torraum ^ ^ ^^

wobei sich diese lotrechten LeUbleche senkrecht zu der zu kühlenden Ofenwand erstrecken" Hierdurch wird Jas ^ammenwirken

sind.

lungsraum durch ^
mungspfade auftreten.
doch notwendig, daß

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des Ofens angeor^

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erstreckt und alle ers

SIS JS=TlAc* ständig unterhalb ^^S^ßÄ-ktion hat sich als Tm folgenden sind zwei Ausführungsbeispiele dei Erfindung an Hand von Zeichnungen näher er läutert.

Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Hoch ofens mit einer erfindungsgemäßen Kühlanlage,

Fig.2 eine in vergrößertem Maßstab gehalten! Darstellung des Details II gemäß F i g. 1.

9 10

F i g. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des Obgleich es möglich ist. den über die Auslaßlei-

Dctails Il gemäß F i g. 1. und tune 5 entweichenden Wasserdampf mittels eines

F i g. 4 eine schematische Teildarstellung eines Kühlers zu kühlen und als Wasser in die Anlage zuTunnelofens mit einer erfindungsgemäßen Kühlan- rückzuführen, wird es aus baulichen Gründen bevorlage. 5 zugt. den Dampf entweichen zu lassen und durch HiFi g. 1 zeigt teilweise im lotrechten Schnitt und sehes Wasser aus dem Vorrats-Behälter 13 zu ersetteilweisc in Seitenansicht eine schematische Darstel- zen.
lung eines Hochofens 1. Das enge Verbindungsrohr 12 zwischen diesem

Um die Rast 2 des Hochofens herum ist eine Kühl- Behälter 13 und dem Teilraum 11 gewährleistet

anlage angeordnet, die in F i g. 1 nur teilweise und io einen ruhigen und gleichbleibenden Wasserfluß aus

schematisch angedeutet ist. Diese Kühlanlage besteht dem Behälter in die Umwälzanlage, ohne zuviel Stö-

im wesentlichen aus einer Doppelwand, die in Hoch- rung, z. B. Turbulenz, hervorzurufen.

ofen-Urnfangsrichtung aus mehreren Abschnitten In F i g. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform

aufgebaut ist, von denen zwei bei 3 und 4 angedeutet des gleichen Details wie in F i g. 2 dargestellt, wobei

sind. An das obere Ende des von der Doppelwand 15 eine Spritzplatte 14 vorgesehen ist, welche das vom

eingeschlossenen Kühlungsraums 3 sind Dampf-Aus- Dampf mitgerissene Wasser in das im Teilraum 11

laßleitungen, beispielsweise 5 und 6, angeschlossen. befindliche Wasser zurückfallen läßt. Oberhalb der

An den Stellen 7 und 8 kann zum Nachfüllen zusatz- Spritzplatte 14 befindet sich Nachfüllwasser 15, das

liehe Kühlflüssigkeit in die Kühlanlage eingespeist über eine Leitung 16 zugeführt wird. Für einen re-

werden. In der folgenden Beschreibung wird Wasser 20 präsentativen Betriebsfall hat sich eine Wasserzufuhr

als Kühlflüssigkeit vorausgesetzt, da dies die in einer Menge von lediglich 0,1 °o der Umwälzwas-

üblicherweise am häufigsten verwendete Kühlflüssig- sermenge als nötig erwiesen. In einem Zumeß-Behäl-

keit ist. ter 17, der über eine Leitung 18 mit dem Teilraum

In Fig. 1 sind die verschiedenen Bauteile der Π in Verbindung steht, wird der Wasserspiegel und

Deutlichkeit halber nicht in ihren richtigen gegensei- 25 damit indirekt der kommunizierende Wasserspiegel

tigen Proportionen dargestellt, da die Radialabmes- im Behälter 28 gemessen. Sobald der Wasserspiegel

sungen der Kühlbereiche selbstverständlich wesent- die Pegel 19 oder 20 ei reicht, wird die Wasserzufuhr

Hch kleiner sind als dargestellt. _ über die Leitung 16 vermindert bzw. erhöht. Die

F i g. 2 veranschaulicht das Detail Il aus r i g. i in hierfür erforderliche Regelanlage ist nicht näher darvergrößertem Maßstab. Aus dieser Darstellung geht 30 gestellt, da sie einfach und für den Fachmann offenhervor, daß im Kühlungsraum 3 eine Zwischen-Leit- sichtlich ist.

wand 9 angeordnet ist, die umfangsmäßig verläuft. Für unvorhersehbare Fälle ist ein Überlauf 21 vor-

Diese Leitwand 9 erstreckt sich bis in die Nähe des gesehen. Der Teilraum 10 erweitert sich von unten

oberen und des unteren Endes des Kühlungsraums nach oben von einer Breite von etwa 10 auf 20 cm,

und unterteilt diesen Raum in zwei Teilräume 10 und 35 und der Teilraum 11 erweitert sich in Aufwärtsrich-

11. Am oberen Ende ist der Kühlungsraum 3 durch tung von etwa 5 auf 10 cm. gemessen an der Abknik-

einen Behälter 28 verschlossen, welcher sich auf- kung 22 in der Außenwand" wo diese Wand in den

wärts und radial auswärts erstreckt. Am höchsten Teil 23 übergeht, welcher die Wand des Behälters 28

Punkt des Behälters ist eine Dampf-Auslaßleitung 5 bildet,

angeschlossen. 40 In Fig.4 ist die Erfindung in Anwendung auf

An mehreren Stellen um den Ofen herum sind einen ebenfalls schematisch veranschaulichten Tu"-nahe des oberen Endes des Raums 11 Vorrats-Behäl- nelofen dargestellt, wobei nur eine symmetrische ter 13 angeordnet, die jeweils ein Überlaufwehr auf- Hälfte eines Querschnitts dieses Tunnelofens scwcisen und, wie durch den Pfeil 7 in F i g. 2 angedeu- zeichnet ist, der einen Boden 31 und ein Dach 32 tet, ständig von oben her mit Wasser nachgefüllt wer- 45 aufweist. In einer Seitenwand 33 sind am oberen und den. Die Behälter 13 sind jeweils über ein enges Ver- am unteren Ende öffnungen 34 bzw. 35 vorgesehen, bindungsrohr 12 mit dem Teilraum 11 verbunden. die mit einem Gasraum 36 außerhalb der Seifenwand Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt d:e 33 kommunizieren, über welchen das im Ofen be-Doppelwandkonstruktion eine Höhe von 275 cm und findliche Gas durch natürliche Zirkulation bzw. Sieine lichte Weite von 10 cm. Durch die Zwischen- 50 phonwirkung umgewälzt wird. Der Gasraum 36 ist Leitwand 9 wird der Kühlungsraum zwischen den an der Außenseite durch eine Reihe von Kühlele-Doppelwänden in zwei Teilräume 10 und 11 unter- menten begrenzt, die zusammen eine erfindi ngsseleilt, die eine Breite von etwa 6 cm bzw. etwa 4 cm mäße Kühlanlage bilden und von denen jedes cvic besitzen. Innenwand 37. eine Zwischen-Leitwand 38 und cmc

Es hat sich herausgestellt, daß im Betneb des 55 Außenwand 39 aufweist. Das Kühlelement erweiteii

Ofens im Kühlungsraum genügend Zirkulation vor- sich in Aufwärtsrichtung über etwa seine oben

handen ist, um den umschlossenen Teil des Ofens Hälfte hinweg Am oberen Ende des Kühlelement:

wirksam zu kühlen. Es wird eine regelmäßige und ist eine Spritzplatte 40 zum Ablenken und Rückfüh

gleichmäßige Dampfbildung im Teilraum 10 ohne lo- ren des hochsteigenden Gemisches aus Dampf um

kale überhitzung der Wand erreicht. Der erzeugte 60 Flüssigkeit angeordnet. In jeder anderen Beziehun;

Dampf wird im Behälter 28 vom Kühlgemisch abg»- ist diese Kühlanlage im wesentlichen genauso ausge trennt, und das praktisch dampffreie Wasser strömt bildet wie die Kühlanlage gemäß F i g 2 und 3 Da: über den Teilraum 11 abwärts. Infolge des Unter- verdampfte Wasser kann als Dampf über eine öff schieds im spezifischen Gewicht zwischen dem im nung 41 entweichen, während die Anlage über ein«

Teilraum 10 enthaltenen Gemisch aus Wasser und 65 öffnung 42 mit Wasser zum A usgleich für den ent

Dampf sowie dem im Teilraum 11 befindlichen weichenden Dampf beiüllt wird Bei dieser abgewan dampffreicrt Wasser wird eine ausreichende natür- delten Aissführungsforrn ist es im Gegetteaiz zu dei

liehe Umwälzung bzw. Siphonwirkung erzielt. vorher beschriebenen Ausführunssformen vorteil

haft, den über die öffnung bzw. Leitung 41 entweichenden Dampf zu kühlen, um ihn zu kondensieren und auf an sich bekannte Weise in die Anlage zurückzuleiten.

Die beschriebenen Kühlelemenle sind nur über der Kühlzone oder über einem Teil der Kühlzone des Tunnelofens angeordnet. Es hat sich erwiesen, daß damit eine sehr gut reproduzierbare und effektive Kühlung erreicht werden kann, die zudem höchst

zuverlässig ist. Dies ist von besonderer Wichtigkeit, wenn im Tunnelofen Keramikprodukte gebrannt weiden sollen, deren Kühlung schnell und auf sehr genau gesteuerte Weise vor sich gehen muß. Ein weitcrer Vorteil der beschriebenen Kühlungsweise besteht darin, daß die Kühlelemente einfach und schnell ausgewechselt werden können, ohne eine längere Unterbrechung des Ofenbetriebs zu verursachen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kühlanlage für einen Ofen, insbesondere für einen Schachtofen oder einen Tunnelofen, bei der auf der Außenseite der zu kühlenden Ofenwandbereiche ein flüssiges Kühlmittel enthaltender Kühlungsraum vorgesehen ist, welcher mit einer Anlage zum drucklosen Umwälzen des Kühlmittels verbunden ist und über seinem oberen Ende einen Behälter aufweist, in welchem verdampfte Anteile des Kühlmittels von dessen flüssiger Phase abtrennbar sind, wobei der Behälter mit dem oberen und unteren Bereich des das Kühlmittel enthaltenden Kühlungsraums verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (28) in direkter freier Verbindung mit tlein oberen Ende des Kühlungsraums (3) steht und unmittelbar auf dessen Oberseite vorgesehen ist und daß der Kühlungsraum (3) durch eine etwa parallel zur Außenseite des Ofens (1) angeordnete Zwischen-Leitwand (9) in zwei Teilräume (10. 11) unterteilt ist, die am oberen und unteren Ende offen miteinander kommunizieren.

2. Kühlanlage nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß Mch der Behälter (28) vom oberen Fnde des Kühlungsraums (3) aufwärts in Auswärtsrichtung gegenüber der Ofenwand erweitert und daß im Bereich der höchsten und am weitesten auswärts gelegener Stelle dieses Behälters mindestens eine Dampfauslaß! itung (5 bzw.

6) mit dem Behälter verbunden ist.

3. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des oberen Endes des Kühlungsraums (3) an dessen Außenseite eine Zufuhranlage für das Kühlmittel angeschlossen ist, die einen Vorrats-Behälter (13) mit einem Überlauf aufweist und über einen engen Verbindungskanal (12) mit dem Kühlungsraum verbunden ist.

4. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (28) eine Spritzplatte (14) vorgesehen ist, die sich, vom Ofen aus gesehen, von der ofenseitigen Begrenzung des Kühlungsraums (3) schräg aufwärts nach außen über den dem Ofen nächstgelegenen Teilraum und über diesen hinaus erstreckt, dann allmählich abwärts gebogen ist und frei im Behälter (28) endet. "

5. Kühlanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die obere Wand d~s Behälters (28) oberhalb der aufwärts gerichteten Spritzplatte (14) mindestens eine Speiseleitung (16) für das Kühlmittel einmündet.

6. Kühlanlage nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß stromauf der Einmündung der Zufuhranlage in die Umwälzanlage Einrichtungen zur Erwärmung des eingespeisten Kühlmittels bis nahe auf ihren Siedepunkt vorgesehen sind.

7. Kühlanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des oberen Endes des Kühlungsraums (3) ein Zumeßbehälter (17) zur Bestimmung des Füllstands des Kühlmittels vorgesehen ist, der über einen engen Vcrbindungskiinal (18) mit dem Raum (3) verbunden ist, und daß eine Regel- oder Steuervorrichtung vorgesehen ist, durch welche die Zufuhr an eingespeistem Kühlmittel in Abhängigkeit von einem durch die Füllstandsbestimmung gelieferten Signal geregelt wird.

8. Kühlanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Zumeßbehälter ein Schalter (19, 20) fur maximalen und minimalen Füllstand vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die Zufuhr an zusätzlichem Kühlmittel zwischen zwei eingestellten Werten je Zeiteinheit umschaltbar ist.

9. Kühlanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlungsraum (3) zusätzlich durch praktisch lotrechte Leitbleche unterteilt ist, die sich von der Ofenseite ausgehend von innen nach außen erstrecken.

10. Kühlanlage nach Anspruch 9, daduich gekennzeichnet, daß sich die etwa parallel zur Außenseite des Ofens (1) angeordnete Zwischen-Leitwand (9) in Autwärtsrichtung über die Oberkanten der zusätzlichen Leitbleche hinaus erstreckt.

11. Kühlanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des zum Oien hin liegenden Teil-Raums (10) und des äußeren Teil-Raums (11) im Kühlungsraum (3) in einem Verhältnis von 1,5 : 1 bis 2,5: 1 und vorzugsweise 2: 1 steht und daß die Summe dieser Tiefenabmessungen am oberen Ende des Kühlungsraums (3) etwa das Doppelte der entsprechenden Abmessung am unteren Ende des Kühlrungsraums (3) beträgt.

12. Kühlanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des zum Ofen hin liegenden Teil-Raums (10) am unteren Ende etwa 10 cm beträgt und sieh allmählich auf etwa 20 cm am oberen Ende erweitert.

13. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei Verwendung mit einem Schachtofen oder Hochofen, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form einer einzigen Reihe von aneinander anstoßenden Kühlelementen angeordnet ist. welche sich um einen Teil der Schachtofenwand herum erstrecken.

14. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12 bei Verwendung mit einem Tunnelofen insbesondere mindestens längs eines Teiles der Kühlzonc. dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente längs der Seitenwände des Tunnelofens angeordnet sind.

15. Kühlanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente längs der Seitenwände des Tunnelofens in Form jeweils eines einzigen durchgehenden Kühlelements vorgesehen sind.

16. Kühlanlage nach Anspruch 14. dadurch gekennzeichnet, daß Kühlelemcnte längs der Seitenwände des Tunnelofens in Form jeweils einer Reihe von mehreren unmittelbar aneinanderstoßenden Kühlelementen vorgesehen sind.

17. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemcnte der einzelnen Seitenwändc des Tunnelofens an voneinander getrennte, drucklos arbeitende Kühlmittcl-Umwälzanlagen angeschlossen sind.

18. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzcich-

net, daß die Innenbegrenzung (37) des die Außenwand eines Teils des Ofens bildenden Kühlungsraums längs der Ofen-Seitenwand mit einem Gasraum (36) in Verbindung steht, welcher von dem Raum, durch welchen die Produkte den Ofen durchlaufen, durch eine Wand (33) gcirennt ist, dij an Ober- und Unterseite zur Gasumwälzung in den und aus dem Gasraum eine iil'fene Verbindung (34, 35) zwischen den Räumen aufweist.