DE2152759C3 - Kühlanlage für einen Ofen, insbesondere für einen Schachtofen oder einen Tunnelofen - Google Patents

Description

Die Erfindung netriffi eine Kühlanlage für einen Ofen, insbesondere für einen Schachtofen oder einen Tunnelolen, bei der auf der Außenseite der zu kühleniLn Ofenwandbereiche ein flüssiges Kühlmittel enthaltender Kühlungsraum vorgesehen ist, welchei mit einer Anlage zum drucklosen Umwälzen des Kühlmittels \erbunden ist und über seinem oberen t i-.de einen Behälter aufweist, ir welchem verdampfte Anteile des Kühlmittels von dessen flüssiger Phase abtrennbar sind, wobei der Behälter mit dein oberen und unteren Bereich des das Kühlmittel enthaltenden Kühlungsruums verbunden ist.

Beim Kühlen der Wände von öfen, in erster Linie auch son Hochölen zur Herstellung von Roheisen, wird häufig die sogenannte Verdampfungskühlung angewandt. Insbesondere dann, wenn das feuerfeste lütter des Ofens derart ausgeführt ist, add eine gleichmäßige Wärmeübertragung über diese Wand zur Außenseite erwartet werden kann, besitzt diese Kühlungsart bestimmte Vorteile gegenüber der Kühlung des Ofens mittels im Mauerwerk verlaufender Kühlplatten.

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

Ein Vorteil dieser Kühlungsart besteht darin, daß durch die Verdampfung der Flüssigkeit im wesentlichen eine sehr große Wärmemenge gleichmäßig über eine große Fläche hinweg abgeführt werden kann. Fin 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. umzusvälzen.

Bei den bekannten Ausführungsformen von Verdampfungskühlsystemen für öfen befindet sich der Vorratsbehälter ein gewisses Stück über dem Kühlungsraum, wobei zwischen dessen oberem Ende 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 Kühlunesraums. Über diese Leitungen kann das Kühlmittel vom Behälter zum Kühlungsraum abwärts fließen. Im Kühlungsraum bildet sich ein aus Flüssigkeit und Dampf bestehendes Gemisch, das durch die Leitungen für da«; hochsteigende Kühlmittel zum Behälter geführt wiru. 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 lühri zum Umwälzen des Kühlmittels.

Uni 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 Gesamlhöhe von Kühlungsraum nebst den Steigleitungen nzw. die Gesamthöhe der Falleiiiingen derart vergrößert wird, ίο daß auch der Unterschied im statischen Druck 'wischen den Falleitungen und den übrigen Bereichen des Umwälzsystems erhöht wird.

Ein diesen bekannten Sv steinen anhaftender Nachteil besteht jedoch darin, daß innerhalb des Küh- »5 lungsraums häufig eine Tendenz zu einer merklich unregelmäßigen Verdampfung besteht. Hierbei zeigt es sich, daß für die Ofenwand das Risiko einer beträchtlichen lokalen und vorübergehenden i.bcrhitzing besteht, die nicht nur zu einer Beschädigung ■«ο des feuerfesten Futters ur\! der Metall-Wandserkleidung 'ührt: 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 Teii der Ofenwand hinweg ein mit dem Ofen in Berührung stehender Dampffilm bildet, wobei die genannten Risiken und Gefahren insbesondere in Zusammenhang mit tier Bildung dieses Films auftreten und auch über längere Zeitspannen bestehen bleiben. Dieser Dampffilm wird überhitzt und ist speziell in diesem Zustand ein sehr guter Wärmcisolator zwischen der Ofenwand und der Kühlflüssigkeit.

Außerdem macht die Erfindung von 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 de^r 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 Dampffilms längs der Wand einleiten kann. Ein anderer Nachteil der bekannten Verdampfungskühlsysteme für ofen besteht darin, daß die Durchmesser der Steigleitungen und die Falleitungen sosvic die zusätzlichen Teile dieser Leitungen, wie K/ümmcr. Ventile u.dgl.. sehr groß sein müssen, damit der Strömungs-55 widerstand 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- uni.¹ Falleitungen zur Antriebskiaft zum L'mw ilzcn de» 60 Kühlgemisches beitragende Kraft. Line große Anzah von um den Ofen herum vorgesehenen Steig- um Falleitun«en könnte hier Abhilfe schaffen, doch wirf dies wiederum beträchtliche Probleme auf. da de Ofen dann schlecht zugänglich wird, speziell wem 65 diese Leitungen alle ziemlich weit sein müssen. Häufij ist auch nicht einmal genügend Raum um den Ofei herum vorhanden, um derartige Leitungen unter/u bringen.

Aufgabe der Erfindung ist es. mit einfachen Mit- durch Austritt verlorengehenden Dampfes sind vertcln einen kompakten und leicht zugänglichen Auf- schicdcnc Systeme anwendbar. Beipiclsweise ist es bau und eine verbesserte Kühlung zu erreichen. Die möglich, dem unteren Ende des Umwäl/systems eine Erfindung besteht demgemäß bei einer eingangs defi- Flüssigkeitsmenge zuzumessen, die je Zeiteinheit nicrten Kühlanlage darin, daß der Behälter in direk- 5 konstant gehallen wird. Ks erweist sich jedoch als erter freier Verbindung mit dem oberen Ende'dcs Küh- forderlich, die eingespeiste Flüssigkeitsmenge von lungsraums steht und unmittelbar auf dessen Ober- der entweichenden Dampfmenge abhängig zu masciie vorgesehen ist und daß der Kühlungsraum chcn, da anderenfalls die Gefahr besteht, daß der durch eine etwa parallel zur Außenseite des Ofens Flüssigkeitsspiegel im Umwälzsystem in unzulässiangeordncte Zwischcn-Lcitwand in zwei Teilräumc io gern Ausmaß zu hoch oder zu niedrig wird. Eine unterteilt ist, die am oberen und unteren Ende offen Steuervorrichtung, bei welcher die Flüssigkeitscinmiteinandcr kommunizieren. Hierdurch wird es mög- speisung in Abhängigkeit von der gemessenen Auslieh, daß die Trennung von Dampf und Kühlflüssig- irittsdampfmengc geregelt wird, scheint unnötig komkeit dicht am oberen Ende des Kühlungsraums statt- plizicrt 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 Umbefürchlen ist. Wie sich herausgestellt hat, wird das wälzsystcms Schwierigkeiten auftreten können. 1ns-Auftrctcn von Druckschocks bzw. -stoßen in der besondere wird hierdurch die Dampfbildung im Un-Umwälzanlage erfindungsgemäß vermieden, so daß ao tcrteil des Innenraums der ofenseitigcn Doppelwand sich auch kein zusammenhängender Dampffilm in verzögert, wodurch der Wirkungsgrad der Kiihlan-Bcrührung mit der ofenseitigcn 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- as der Nähe des oberen Endes des Kühlungsraums an strom eingeschlossen. Über die Gesamthöhe des dessen Außenseite eine Zufuhranlagc für das Kühl-Kühlungsraums hinweg bildet sich in dessen Innerem mittel angeschlossen ist. die einen Vorrats-Bchältcr ein gleichförmig verteiltes Gemisch aus den beiden mit einem überlauf aufweist und über einen engen Phasen, das regelmäßig und gleichmäßig zum Bchäl- Verbindungskanal mit dem Kühllingsraum verbuntcr 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 Fchien zusätzlicher Steig- und Fallcitun- bindungskanals zwischen dem Behälter mit überlauf gen wird die Steig- und Fallhöhe des umgewälzten und dem Außenraum innerhalb des doppclwandigcn Kühlgcmischcs vermindert, so daß man eine unzurei- 40 Kühlungsraums wird vermieden, daß im Kühlungschendc 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 Anordschencn Zweck völlig ausreicht; dies kann wahr- nung des Überlaufs in einer Höhe, welche dem scheinlich der Tatsache zugeschrieben werden, daß 45 durchschnittlich gewünschten Flüssigkeitsspiegel i-.n der in den bekannten Steig- und Falleitungen vor- Außenraum des Kühlungsraums entspricht, wird eine handenc 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 erfindungsgemäß ausgebildeten Umwälzsystem die gleichmä- 50 gemäß eine zusätzliche Vorkehrung getroffen wird ßigc 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 ofenseitiger dungsgemäßc Kühlmittel-Vorratsbehälter merklich Begrenzung des Kühlungsraums schräg aufwärt! verkleinerte Abmessungen besitzen kann. Anderer- nach außen über den dem Ofen nächstgelegener seits ist es vorteilhaft, diesem Behälter eine Form zu 55 Teilraum und über diesen hinaus erstreckt, dann all verleihen, indem sich der Behälter vom oberen Ende mählich abwärts gebogen ist und frei im Behälter en des Kühlungsraums aufwärts in Auswärtsrichtung ge- det.

gcnüber 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 um Stelle dieses Behälters mindestens eine Dampf-Aus- 60 Flüssigkeit wird dabei durch die Spritzplatte bzw laßleitung mit dem Behälter verbunden ist. Dies gc- das Leitblech abgelenkt, wobei die Flüssigkeitströpf währleistct einerseits, daß die oberhalb des Küh- chen in den äußeren Teilraum zurückgeworfen wer lungsraums befindliche Ofenwand beispielsweise für den. Es hat sich herausgestellt, daß auf diese Weisi die Anordnung anderer Kühlanlagen gut zugänglich nur sehr wenig Flüssigkeit in. die Auslaßleitung fü ist, während andererseits hierdurch vermieden wird, 65 den Dampf eintritt und der Flüssigkeitsspiegel im au daß flüssigkeit in die Dampf-Auslaßleitung eintritt ßeren Teilraum wesentlich ruhiger bleibt. Hierdurcl und dabei den gleichmäßigen Dampfaustritt stört. ist es auch möglich, das Nachfüllen der Kühlflüssig

Für die Zufuhr von Flüssigkeit zum Ausgleich des keil günstiger zu gestalten, wenn in die obere Wan

^b 8

Jes Behälters

Jes Behalters oberhalb der aufwärts gerichteten besonders vorteilhaft erwiesen, wenn sie auf einen ipritzplatte mindestens eine Speiseleitung für das Hochofen angewandt wird, dessen Rast von dem ein-Kühltniltel einmündet. Das Kühlmittel füllt dabei gangs genannten, innerhalb zweier Wände eingeilen Raum zwischen der Ofenwand und der geneigten schlossenen und erfindungsgemäß ausgebildeten Spritzplatte aus und fließt von dort über die Spritz- 5 Kühlungsraum umgeben ist. wobei der Ofeumanlel p·; Ue in den Außenbereich des Kühlungsraums. die ofenseitige Begrenzung des Kühlungsraums bil-

Diese Zwischenspeicherung der Kühlflüssigkeil den kann. Die auf diese Weise erfolgende Kühlung bietet verschiedene Vorteile. Beispielsweise werden der Rast bietet insofern spezielle Vorteile a'is. da die der Oberteil der Olenwand innerhalb des Behälters Form dieser Rast konisch, d.h. oben weiter als unten und die Spritzplatte zusätzlich gekühlt. Außerdem 10 ist. ein guter Kontakt des Mauerwerks dieses Ofenfindet eine Vorwärmung der eingespeisten Kühlflüs- teils mit der Kühlungsraumkonstruktion infolge des sigkeit statt, bevor sie in den äußeren Teilraum ein- Eigengewichts dieses Mauerwerks keine Sehwiciigtritt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn in der keit aufwirft.

Nähe des oberen Endes des Kühlungsraums ein Zu- Zur Gewährleistung einer guten Arbeitsweise kön-

mcßbehälter zur Bestimmung des Füllstands des 15 neu spezielle Abmessungen entscheidend sein. Die Kühlmittels vorgesehen ist. der über einen engen Auswahl dieser Abmessungen muß dem Grunderfor-Vcrbindungskanal mit dem Kühlungsraum verbun- dernis Rechnung tragen, daß im Oberteil ties inneren den ist. und daß eine Regel- oder Steuervorrichtung Tcilra.ims des Kühlungsraums das Gemisch aus vorgesehen ist, durch welche die Zufuhr an einge- Flüssigkeit und Dampf zu höchstens etwa 50 Volumspeistem Kühlmittel in Abhängigkeit von einem 20 prozcnt aus Dampf besteht.

durch die Füllstandsbcstimmung abgegebenem Signal Dieser Fall ist mit einer Umwälzung des Kiihlge-

geregelt wird. mischcs auf der Basis einer speziellen Dimensionic-

FaIIs die Ofenwand unter starker thermischer Bc- rung des Umwälzsystems realisierbar. Es hat sich gelastung steht, kann es vorteilhaft sein, erfindungsgc- zeigt, daß gute Ergebnisse erziclbar sind, wenn die maß Einrichtungen zur Erwärmung der Nachfüll- »5 Tiefen der Tcilräunic des Kühlungsraums, d.h. des Kühlflüssigkeit bis dicht an den Siedepunkt vorzuse- inneren und des äußeren Teilraums, senkrecht zur hen. und zwar stromauf der öffnung des Nachfüllsy- Ofenwand gesehen, zueinander ein Verhältnis von stems für diese Nachfüllflüssigkcit in das Umwälzsy- 1.5 : 1 bis 2.5 : I und vorzugsweise etwa 2 : 1 besitzen stern. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Kühl- sollten und insbesondere die Summe dieser Tiefcnabflüssigkeit unmittelbar im Unterteil des inneren Teil- 30 messungen am oberen Ende des Kühlungsraums etwa raums des Kühlungsraums zu sieden beginnt und daß das Doppelte dieser Summe an ihrem unteren Ende hierbei eine Kühlung durch Verdampfung über eine betrag;. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, größtmögliche Länge längs der Höhe der Kühlanlage wenn der innere Tcilraum. senkrecht zur Ofenwand stattfindet. gesehen, eine Tiefe besitzt, die etwa 10 cm am unte-

Es wäre zwar möglich, die Flüssigkeitseinspeisung 35 ^rcn Ende beträgt und sich auf etwa 20 cm am oberen proportional zu einer kontinuierlich gemessenen Ende erweitert.

Schwankung des Flüssigkeitsspiegel im Zumeßbe- Obgleich die Erfindung in Verbindung mit einem

hälter zu regeln. Doch hat sich herausgestellt, daß es Hochofen erläutert ist, ist sie glcichci maßen auf für die zufriedenstellende Arbeitsweise ausreicht, Kühlsystcmc für andere ofen anwendbar. Ein spcwenn im Zumeßbehälter ein Schalter für maximalen 40 ziellcr Nutzen der Erfindung hat sich bei Anwendung und minimalen Füllstand vorgesehen ist, mit dessen auf einen Tunnelofen herausgestellt. In diesem Fall Hilfe die Zufuhr an zusätzlichem Kühlmittel zwi- sind zwei voneinander getrennte Umwälzsssieme für sehen zwei cinccstellten Werten je Zeiteinheit um- die Kühlflüssigkeit der erwähnten Art insbesondere schaltbar ist. Ein mit einer solchen Regelung erzielter längs mindestens eines Teils der Kühlzonc dieses Vorteil besteht darin, daß keine Flüssigkeit unnö- 45 Tunnelofens angeordnet. Diese Kühlsystcmc können überweise über den Überlauf verlorengeht, lnsbcson- aus einer Reihe von mehreren voneinander gctrcrinderc bei Verwendung von entmincralisicrtem bzw. ten Kühlclemcnten bestehen, doch kann auch jedes destilliertem Wasser als Kühlflüssigkeit ergeben sich Kühlsystem aus einem einzigen durchgehenden Kühl hieraus beträchtliche Kosteneinsparungen. element der vorstehend beschriebenen Art bestehen.

Außerdem hat es sich gezeigt, daß sich der Flüs- 50 Insbesondere hat es sich bei Anwendung der Erfinsigkeitsstrom im LJmwälzsystcm noch verbessern dung auf einen Tunnelofen als vorteilhaft erwiesen, läßt, wenn erfindungsgemäß der innere und auch der daß die Innenwand des doppelwandigen Kühlungsäußcre Tcilraum des Kühlungsraums ebenfalls durch raums. weiche die Außenwand des Ofenteils bildet, lotrechte Lcitblechc in parallele Durchgänge unter- und längs der Ofen-Seitenwand mit einem Gasraum teilt sind, wobei sich diese lotrechten Leitbleche 55 '" Verbindung steht, welcher von dem Raum, durch praktisch senkrecht zu der zu kühlenden Ofenwand weichen die Produkte den Ofen durchlaufen, durch erstrecken. Hierdurch wird das Zusammenwirken eine Wand getrennt ist, die an Ober- und Unterseite verschiedener Bereiche des Ofens bei der Kühlung zur Gasumwälzung in den und aus dem Gasraun verringert und außerdem vermieden, daß im Küh- eine offene Verbindung zwischen den Räumen auf lungsraum durch Querströmungen bevorzugte Strö- 60 weist.

mungspfade auftreten. In dieser Beziehung ist es je- Im folgenden sind zwei Ausführungsbeispicle de

doch notwendig, daß sich die etwa parallel zur Erfindung an Hand von Zeichnungen näher er Außenseite des Ofens angeordnete Zwischen-Leit- läutert, wand in Aufwärtsrichtung über die Oberkanten der Es zeigt

zusätzlichen Leitbleche hinaus erstreckt und alle 65 F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Hoch diese zuletzt genannten Leitbleche ständig unterhalb ofens mit einer erfindungsgemäßen Kühlanlage, desFlüssigkcitsspiegcls liegen. T\g.2 eine in vergrößertem Maßstab gehalten

Die erfindungsgemäße Konstruktion hat sich als Darstellung des Details II gemäß Fi g. 1.

l· i μ. 3 cine abgewandelte Auslührungslorm des Oetails Il gemäß I- i g. I. und

F i g. 4 eine scheinatische I eildarstellung eines Tunnelofens mit Liner crfindiingsgcmäßcu Kühlanlage.

I i μ. I /ι ^;gt teilweise im lotrechten Schnitt und teilweise in Seitenansicht eine seliematische darstellung eines I locholens I.

I-m clic Rast 2 lies HojlMl'ens herum isl cmc Kühlanlage angeordnet, die in \ i g. I nur teilweise und schcmalisch angedeutet ist. Diese Kühlanlage besteht im wesentlichen aus einer Doppelwand, die in Hochofen -I inlangsiichtung aus mehreren Abschnitten aufgebaut Ni. von denen zwei bei 3 und 4 angedeutet sind. An das obere linde des von der Doppelwand eingeschlossenen Kühlungsraums 3 sind Dampf-Auslaßlcitungcn. beispielsweise 5 und 6. angeschlossen An den Stellen 7 und 8 kann /um Nachfüllen zusätzliche kühlflüssigkeit in die kühlanlage eingespeist werden. In tier lolgenden Beschreibung wiril Wasser als kühllliissiiikeil vorausgesetzt, da dies die üblicherweise am häufigsten verwendete Kühlflüssigkeit ist.

In l·" i g. I sind die verschiedenen Bauteile der Deutlichkeit halber nicht in ihren richtigen gegenseitigen Proportionen dargestellt, da die Radialabmes-Mingen der Kühlbeieiche selbstverständlich wesentlich kleiner sind als dargestellt.

l·i g. 2 veranschaulicht das Detail Il aus Fig. I in vergrößertem Maßstab. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß im kühlungsraum 3 eine /.wischen-Leitwand 9 angeordnet ist. die iimfangsmäßig verläuft. Diese Leitwand 9 erstreckt sich bis in die Nähe des oberen und lies unteren lindes des Kühlungsraunis und unterteilt diesen Raum in zwei Teilräume 10 und II. Am oberen linde ist der Kühlungsraum 3 durch einen Behälter 28 verschlossen, welcher sich aufwärts und radial ausvväris erstreckt. Am höchsten Punkt des Behälter ist eine Dampf-Auslaßleitung 5 angeschlossen.

An mehreren Stellen um den Ofen herum sind nahe des oberen F.ndes des Raums 11 Vorrats-Behäller 13 angeordnet, die jeweils ein i berlaulwehr aufweisen und. wie durch den Pfeil 7 in F i g. 2 angedeutet, ständig von oben her mit Wasser nachgefüllt werden. Die Behälter 13 sind jeweils über ein enges Verbindunysiohr 12 mit dem Teilraum 11 verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt die Doppelwandkonstruktion eine Höhe von 275 cm und eine lichte Weite von 10 cm. Durch die Zwischcn-Leitwand9 wird der Kühlungsraum zwischen den Doppelwänden in zwei Teilräume 10 und 11 unterteilt, die eine Breite von etwa 6cm bzw. etwa 4cm besitzen.

LIs hat sich herausgestellt, daß im Betrieb des Ofens im Kühlungsraum genügend Zirkulation vorhanden ist. um den umschlossenen Teil des Ofens v\irksam zu kühlen. Cs wird eine regelmäßige und üleichmäßige Dampfbildung im Teilraum 10 ohne lokale t !-«erhitzung der Wand erreicht. Der erzeugte Dampf wird im Behälter 28 vom Kühlgemisch abgetrennt, und das praktisch dampffreie Wasser strömt über den Teilraum 11 abwärts. Infolge des L'nterschieds im spezifischen Gewicht zwischen dem im leilraiim 10 enthaltenen Gemisch aus Wasser und Dampf sowie dem im Teilraum 11 befindlichen dampf freien Wasser wird eine ausreichende natürliche I mwälzung bzw. Siphonwirkung erzielt.

Obgleich es möglich ist. ilen über die Auslaßleitung 5 entweichenden Wasserdampf mittels eines Kühlers zu kühlen und als Wasser in die Anlage zurückzuführen, wiril es ;ms baulichen Gründen bevor- :> ζιιμί. den D.impf entweichen zu hissen und durch frisches Wasser aus dem Vorrals-Behalter 13 zu ersetzen.

Das enge Verbindungsrohr 12 zwischen diesem Behälter 13 und dem leilraiim Il gewährleistet in einen ruhigen und gleichbleibenden Wasserfluß aus dem Behalter in die I mwälzanlage. ohne zuviel Störung, z. B. Turbulenz, hervorzurufen.

In I i g. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform des gleichen Details wie in F i g. 2 dargestellt, wobei eine Sprit/platte 14 vorgesehen ist. welche i'as vom Dainpl milgeiisscne Wasser in das im Leilraiim 11 bclindliche Wasser zurückfallen läßt. Oberhalb der Spritzpliitte 14 befindet sich Nachfüllwasser 15. das über eine Leitung 16 zugeführt wird. Für einen rein präsentativen Betriebsfall hat sich eine Wasserzufuhr in einer Menge von lediglich (1.1 "» der Umwäl/wassermengc als nötig erwiesen. In einem Zumeß-Behälter 17, der über eine Leitung 18 mit dem Leilraiim 11 in Verbindung steht, wird der Wasserspiegel und damit indirekt der kommunizierende Wasserspiegel im Behälter 28 gemessen. Sobald der Wasserspiegel die Pegel 19 oder 20 erreicht, wird die Wasserzufuhr über die Leitung 16 vermindert bzw. erhöht. Die hierfür erforderliche Regelanlage ist nicht näher dargestellt, da sie einfach und für den Fachmann offensichtlich ist.

Für iinvorhersehbare Fälle ist ein tiberlauf 21 vorgesehen. Der Teilraum 10 erweitert sich von unten nach oben von einer Breite von etwa 10 auf 20 cm, und der Teilraum 11 erweitert sich in Aufwärtsrichtung von etwa 5 auf 10 cm. gemessen an der Abknikkung 22 in der Außenwand, wo diese Wand in den Teil 23 übergeht, welcher die War J des Behälters 28 bildet.

4η In F i g. 4 ist die Erfindung in Anwendung auf einen ebenfalls schemalisch veranschaulichten Tunnelofen dargestellt, wobei nur eine symmetrische Hälfte eines Querschnitts dieses Tunnelofens gezeichnet ist. der einen Boden 31 und ein Dach 32 aufweist. In einer Seitenwand 33 sind am oberen und am unteren finde öffnungen 34 bzw. 35 vorgesehen, die mit einem Gasraum 36 außerhalb der Seitenwand 33 kommunizieren, über welchen das im Ofen befindliche Gas durch natürliche Zirkulation bzw. Siphonwirkung umgewälzt wird. Der Gasraum 36 ist an der Außenseite durch eine Reihe von Kühlelemcnten begrenzt, die zusammen eine erfindunasgemäße Kühlanlage bilden und von denen jedes eine Innenwand 37. eine Zwischcn-Leitvvand 38 und eine Außenwand 39 aufweist. Das Kühlelement erweiteri sich in Aufwärtsrichtung über etwa seine oben Hälfte hinweg. Am oberen Ende des Kührelementi ist eine Spritzplatte 40 zum Ablenken und Rückfüh ren des hochsteigenden Gemisches aus Dampf um Flüssigkeit angeordnet. In jeder anderen Beziehuni ist diese "Kühlanlage im wesentlichen genauso ausge bildet wie die Kühlanlage gemäß F i g. 2 und 3. Da verdampfte Wasser kann als Dampf über eine öff mine 41 entweichen, während die Anlage über eim öffnung 42 mit Wasser zum Ausgleich "für den ent weichenden Dampf befüllt wird. Bei dieser abgewan delten Ausführungsform ist vS im Gegensatz zu dei vorher beschriebenen Ausführunesformen vorteil

haft, den über die öffnung bzw. Leitung 41 entweichen· !cn D.impf zu kühlen, um ihn zu kondensieren und auf an sich bekannte Weise in die Anlage zurück/ulcitcn.

Die beschriebenen Kühlelcmente sind nur über der Kühl/one 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 <r

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Kühlanlage üir einen Ofen, insbesondere für einen Schachtofen oder einen Tunnelofen, bei der aiii der Außenseite der /11 kühlenden Olenwandbereiche ein flüssiges Kühlmittel enthaltender Kühliingsriiuni vorgesehen ist, welcher mit einer Anlage /um drucklosen Umwälzen des Kühlmitlels \eibunden ist und über seinem oberen linde einen liehälter aufweist, in welchem \erdampite Anteile des Kühlmittels von dessen flüssiger Phase abtrennbar sind, wobei der Behälter mit dem oberen und linieren Hereich des das Kühl- ,₅ mittel enthaltenden Kühlungsraums verbunden ist. d a d 11 1 c h g e k e η η ζ e i c Ii η e ι. daß der Mehälier (-8) in direkter freier Verbindung mit dem oberen Ende des Kühlungsraums (3) steht und uniiiinelK:r auf dessen Oberseite vorgesehen ist und' daß der Kühlungsraum (3) durch eine etwa parallel zur Außenseite des Ofens (I) angeordnete Zwischen-Leiiwand (9) in zwei Teilräiime (10. II) unterteilt ist. die am oberen und linieren linde offen miteinander kommunizieren.

   2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn/eichnet, daß sich der Behälter (28) vom oberen I'nde des Kühlimgsraums (3) aufwärts in Auswärisiichmng gegenüber der Ofenwand erweitert und du3 im Bereich der höchsten und am weitesten auswärts gelegenen Stelle dieses Behälters mindestens eine Dampfauslaßleitung (5 bzw.

   6) mit dem Behälter verbunden si.

   3. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß in tier Nähe des oberen Endes des Kühlungsraums (3) an dessen Außenseite eine Zufuhranlage für das Kühlmittel angeschlossen ist. die einen Vorrats-Behältcr (13) mit einem

   i. berlaul aufweist und über einen engen Verbindungskanal (12) mit dem Kühlungsraum verbunden ist.

   4. Kühlanlage nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (28) eine Spritzplatte (14) vorgesehen ist. die sich, vom Ofen aus gesehen, von der ofenseitigen Beerenzung des Kühlungsraums (3) schräg aufwärts nach außen über den dem Ofen nächstgelegenen Teilraum und über diese'n 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 des Behälters (28) oberhalb der aufwärts gerichteten Spritzplatte (14) mindestens eine Speiseleitung

   (16) für das Kühlmittel einmündet.

   (1. Kühlanlage nach Anspruch.' oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß stromauf der fiiiimündimg der Zufuhranlage in die l'niv.älzanlage Hinrichtungen zur Erwärmung des eingespeisten Kühlmittels bis nahe auf ihren Siedepunkt vorge- »ehen sind.

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

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

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

   10. Kühlanlage nach Anspruch¹), dadurch gekennzeichnet, daß sich die etwa parallel zur Außenseite des Ofens (1) angeordnete Zvvischen-Leitwand (9) in Aufwärtsrichtung über die Oberkanten der zusätzlichen Leitbleche hinaus erstreckt.

   11. Kühlanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des zum Ofen hin liegenden Teil-Raums (10) und des äußeren Teil-Raums (M) 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 hegenden Teil-Raums (10) am unteren Ende etwa 10cm beträgt und sich allmählich auf etwa 20 cm am oberen Ende erweitert.

   13. Kühlanlage nach einesn 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! bis 12 bei Verwendung mit einem Tunnelofen insbesondere mindestens längs eines Teiles der Kühlzone, 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 Kiihlelemente längs der Seitenwände des Tunnelofens in Form jeweils einer Reihe \on mehreren unmittelbar aneinanderstoßenden Kühlelementen \orgesehen sind.

   17. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis Id. dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente der einzelnen Seitenwände des Tunnelofens an voneinander getrennte, drucklos arbeitende Kühlmittel-L'mwälzanlagen angeschlossen sind.

   IS". Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 17. dadurch gekennzeich-

   net, du 1.1 die Innenbegrenzung (37) des die Außenwand eines Teils des Ofens bildenden Kuhlungsiaunis lungs der Oien-Seitenwund mit einem Gasraum (36) in Verbindung steht, welcher \mi dem Raum, durch welchen die Produkte ticη Oku durchlaufen, durch eine Wand (33) getrenni ist. die an Ober- Uiid Unterseite zur Gasumwälzung in den und ims dem Ciasraum eine iil'l'eiie Verbindung (34, 35) /wischen den Räumen aufweist.