DE2252915A1 - DEVICE AND METHOD FOR CREATING A PROTECTIVE ATMOSPHERE FOR A FURNACE - Google Patents
DEVICE AND METHOD FOR CREATING A PROTECTIVE ATMOSPHERE FOR A FURNACEInfo
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- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
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Description
27. Oktober 1972October 27, 1972
AGTRIC LIMITEDAGTRIC LIMITED
Bull Lane Works, Brandon Way, West Bromwich, Staffordshire, EnglandBull Lane Works, Brandon Way, West Bromwich, Staffordshire, England
Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer SchutaatmoSphäre für einen Ofen.Device and method for creating a Schuta atmosphere for an oven.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (im folgenden als Vorrichtung der eingangs genannten Art bezeichnet) und ein Verfahren zur Herstellung einer Schutzatmosphäre, beispielsweise einer Atmosphäre für die Verwendung in einem Ofen während der Wärmebehandlung von Werkstücken in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre. - y The invention relates to a device (hereinafter referred to as a device of the type mentioned) and a method for producing a protective atmosphere, for example an atmosphere for use in a furnace during the heat treatment of workpieces in a non-oxidizing atmosphere. - y
Der Ausdruck "Wärmebehandlung" umfaßt das Vergüten, Normalisieren, Sintern, Löten, Härten, Anlassen, Aufkohlen und !Carbonitrieren. Werden derartige Behandlungen ausgeführt, so i3t es im allgemeinen notwendig, einen Kontakt zwischen dem Werkstück und Sauerstoff zu vermeiden, und in vielen Fällen muß die Anwesenheit von anderen Gasen in der das WerkstückThe term "heat treatment" includes quenching and tempering, normalizing, sintering, soldering, hardening, tempering, carburizing and ! Carbonitriding. When such treatments are carried out, it is generally necessary to establish contact between the Workpiece and oxygen must be avoided, and in many cases the presence of other gases in the workpiece
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umgebenden Atmosphäre, ζ. B. Wasserdampf, Kohlendioxyd und Wasserstoff, vermieden v/erden, oder die Konzentrationen derartiger Gase müssen sorgfältig überwacht werden.surrounding atmosphere, ζ. B. water vapor, carbon dioxide and hydrogen, avoided v / ground, or the concentrations of such Gases must be carefully monitored.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch verwendet werden, um eine Schutzatmosphäre für andere Zwecke zu erzeugen, beispielsweise für das Hinausspülen von Luft aus Speicherbehältern, in welche entzündbares Material eingebracht werden soll, für das Ersetzen von aus einem Speicherbehälter entferntem entzündbarem Material, und als inerte Atmosphäre in Anlagen zur Durchführung chemischer Verfahren. So könnte die erfindungsgemäße Vorrichtung Anwendung finden, um eine Schutzatmosphäre für das Füllen der Tanks eines Öltankers zu schaffen, wenn die Ladung daraus entfernt ist.The device according to the invention can also be used to create a protective atmosphere for other purposes generate, for example, for purging air from storage containers in which inflammable material is introduced intended for the replacement of flammable material removed from a storage container, and as inert Atmosphere in plants for carrying out chemical processes. The device according to the invention could thus be used to create a protective atmosphere for filling the tanks of an oil tanker when the cargo is removed from them.
Die Schutzatmosphäre für herkömmliche Wärmebehandlungsofen wird in einem von dem Ofen getrennten Generator entweder durch Verbrennen eines Kohlenwasserstoffbrennstoffes in einer annähernd stöchiometrischen Luftmenge (in exothermer Reaktion), Abkühlen der Verbrennungsprodukte zur Verringerung von deren Wassergehalt und Zuführung dieses Gases zu der Kammer des Ofens als Schutzatmosphäre (im allgemeinen als exotherme Atmosphäre bezeichnet), oder alternativ durch Herbeiführen einer Reaktion von Brennstoff mit einer kleineren Luftmenge und Wärmezufuhr zu den Reaktionsteilnehmern, und nachfolgendes Aufgeben des sich ergebenden Gases auf die Kammer des Ofens als Schutzatmosphäre (im allgemeinen als endotherme Atmosphäre bezeichnet) erzeugt. Eine auf diese Weise erzeugte exotherme Atmosphäre enthält einen kleinen Anteil, etwa 1 bis 3 %, freien Sauerstoff und beträchtlich größere Anteile Wasserdampf und Kohlendioxyd. Die Anteile dieser drei Gase in der endothermen Atmosphäre sind kleiner als in der exothermen Atmosphäre oder 30gar vernach-Hissigbar klein. Der zu einem bestimmten Ofen gehörende Generator ist dafür eingerichtet, entweder eine endotherme Atmosphäre oder eine exotherme Atmosphäre zu erzeugen, je nach der beabsichtigten Verwendung des 0fen3.The protective atmosphere for conventional heat treatment furnaces is created in a generator separate from the furnace either by burning a hydrocarbon fuel in an approximately stoichiometric amount of air (in an exothermic reaction), cooling the combustion products to reduce their water content and supplying this gas to the chamber of the furnace as a protective atmosphere (im generally referred to as an exothermic atmosphere), or alternatively by causing a reaction of fuel with a smaller amount of air and supplying heat to the reactants, and then applying the resulting gas to the chamber of the furnace as a protective atmosphere (generally referred to as an endothermic atmosphere). An exothermic atmosphere created in this way contains a small amount, about 1 to 3 %, of free oxygen and considerably larger amounts of water vapor and carbon dioxide. The proportions of these three gases in the endothermic atmosphere are smaller than in the exothermic atmosphere or even negligibly small. The generator associated with a particular furnace is designed to produce either an endothermic atmosphere or an exothermic atmosphere, depending on the intended use of the furnace3.
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Ein Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß im Fall eines zur Erzeugung einer exothermen Atmosphäre eingerichteten Generators .die bei der exothermen-Reaktion des Brennstoffes mit Luft frei werdende Wärme vergeudet wird. Ferner müssen insbesondere zur Abführung dieser Wärme Kühleinrichtungen vorgesehen sein, wobei die Wärme normalerweise schließlich der umgebenden Atmosphäre oder V/asser zugeführt wird, welches abgelassen wird.A disadvantage of this known arrangement is that in the case of one to generate an exothermic atmosphere The generator set up during the exothermic reaction The heat released by the fuel with air is wasted. Furthermore, in particular, to discharge this Heat cooling devices may be provided, the heat normally ending up in the surrounding atmosphere or V / water is supplied, which is drained.
Im Fall eines herkömmlichen Generators, der für die Erzeugung einer endothermen Atmosphäre eingerichtet ist, wird eine zusätzliche Brennstoffmenge verbrämt, um die Reaktionstemperatur des Brennstoff/Luft-Gemisches zu erhöhen.In the case of a conventional generator designed for the generation of an endothermic atmosphere is set up, an additional amount of fuel is burnt to the To increase the reaction temperature of the fuel / air mixture.
Eine früher vorgeschlagene Form eines Generators zur Erzeugung einer Schutzatmosphäre für einen Wärmebehandlungsofen ist so ausgebildet, daß eine endotherme Atmosphäre von dem Brennstoff in zwei Stufen erzeugt wird, nämlich einer exothermen Stufe und einer endothermen Stufe, und daß etwas von der in der exothermen Stufe freigesetzten Wärme den Reaktionsteilnehmern der endothermen Stufe zugeführt wird. Bei diesem älteren Vorschlag kann jedoch nur ein geringer Anteil der Verbrennungswärme des Brennstoffes auf die Kammer des Ofens übertragen v/erden, und ein beträchtlicher Anteil der durch die exotherme Reaktion freigesetzten Wärme wird weiterhin vergeudet. . . ·A previously proposed form of a generator for generating a protective atmosphere for a heat treatment furnace is designed so that an endothermic atmosphere is created by the fuel in two stages, namely one exothermic stage and an endothermic stage, and that some of the heat released in the exothermic stage the Reactants is fed to the endothermic stage. With this older proposal, however, only a small proportion can the heat of combustion of the fuel transferred to the chamber of the furnace, and a considerable proportion the heat released by the exothermic reaction continue to be wasted. . . ·
Bei einem früheren Versuch, die ^apitalkosten des Ofens und Generators zu senken und eine kompaktere Anordnung Ku erreichen, ist vorgeschlagen worden, Brennstoffgas gemischt mit einer relativ geringen Luftmenge einem in dem Ofen angeordneten gefüllten Rohr zuzuführen. Der Brennstoff wird in dem Rohr teilweise oxydiert und die daraus entlüfteten Gase v/erden direkt in die Ofenkammer als Schutzatmosphäre entlassen.In an earlier attempt to find the capital cost of the To lower the furnace and generator and achieve a more compact Ku arrangement, it has been proposed to mix fuel gas with a relatively small amount of air to a filled pipe arranged in the furnace. The fuel will partially oxidized in the tube and the gases vented therefrom are v / ground directly into the furnace chamber as a protective atmosphere dismiss.
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Der Hauptnachteil dieses letzteren Vorschlags besteht darin, daß zur Vermeidung einer unannehmbar hohen Wasserdampfkonzentration in der Schutzatmosphäre der Luftanteil in dem dem Rohr,zugeführten Brennstoff/Luft-Gemisch klein sein muß. Demzufolge ist der Zusammensetzungsbereich der erzeugbaü'en Atmosphären sehr schmal. Auch ist die verwendete zeitliche Brennstoffmenge, die notwendig ist, um eine bestimmte zeitliche Menge an Schutzatmosphäre zu erzeugen, relativ groß. Die Verbrennung der die Schutzatmosphäre bildenden Gase erfolgt nur dann vollständig, wenn diese Gase den Ofen verlassen und in Umgebungsluft verbrennen, so daß die in dieser Stufe freigesetzte Wärme nicht zur Beheizung der Ofenkammer verwendet werden kann. Dieser Vorschlag nutzt daher den Brennstoff nicht wirksam aus.The main disadvantage of this latter proposal is that it has to avoid an unacceptably high concentration of water vapor In the protective atmosphere, the proportion of air in the fuel / air mixture fed to the pipe is small have to be. Accordingly, the compositional range is the most producible Atmospheres very narrow. Also is the amount of fuel used in time, which is necessary to achieve a certain Time to generate the amount of protective atmosphere is relatively large. The combustion of the protective atmosphere Gases only takes place completely when these gases leave the furnace and burn in the ambient air, so that the heat released in this stage cannot be used to heat the furnace chamber. This suggestion works therefore the fuel does not run effectively.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art in Verbindung mit einem Wärmebehandlungsofen zu schaffen, die in Herstellung und Betrieb billiger als der bisher im allgemeinen verwendete getrennte Generator und Ofen, sowie von kompakterer Form ist.The present invention is based on the object of a device of the type mentioned in connection with a heat treatment furnace that is cheaper to manufacture and operate than previously generally used a separate generator and furnace, as well as being of a more compact form.
Die Erfindung schafft gemäß einer Ausführungsform in Verbindung mit oder.zur Kombination mit einem Wärmebehandlungsofen eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Schutzatmosphäre, die gekennzeichnet ist durch wenigstens ein Heizrohr, in welchem bei Betrieb des Ofens Brennstoff in Luft verbrannt wird, und welches v/enigstens teilweise in der Ofenkammer angeordnet ist, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, so daß Wärme von dem Rohr auf in der Kammer befindliche Werkstücke und/oder die inneren Oberflächen der Kammer abgestrahlt werden kann, einen außerhalb der Kammer angeordneten Wärmeübertrager, eine Auslaßleitung zur Förderung aus dem Heizrohr abgelassener Gase in den Wärmeübertrager, wobei letzterer für die Kühlung solcher Abgase, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, eingerichtet ist, eine Einrichtung zur Entfernung von aus demAccording to one embodiment, the invention creates in connection with or in combination with a heat treatment furnace a device for generating a protective atmosphere, which is characterized by at least one heating tube in which When the furnace is in operation, fuel is burned in air, and which is at least partially arranged in the furnace chamber is when the device is in operation, so that heat from the tube on workpieces located in the chamber and / or the inner surfaces of the chamber can be radiated, a heat exchanger arranged outside the chamber, a Outlet line for conveying gases discharged from the heating tube into the heat exchanger, the latter for cooling such exhaust gases, when the device is in operation, is arranged to have means for removing from the
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Abgasstrom kondensierendem Wasser aus dem .\bgasstrom, sowie eine Zuführungsleitung zur Föderung der entwässerten Abgase aus dem Wärmeübertrager in das Innere der Kammer als Schutzatmosphäre. 'Exhaust gas stream condensing water from the. \ Bgasstrom, as well as a feed line for conveying the dehydrated exhaust gases from the heat exchanger into the interior of the chamber as a protective atmosphere. '
Der Ausdruck "Inneres der Kammer" bedeutet hier und in den beigefügten Patentansprüchen den Raum in der Kammer aber außerhalb des Heizrohres.As used herein, the term "interior of the chamber" means and in the attached claims the space in the chamber but outside of the heating pipe.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht vor, daß Wärme, die durch die Reaktion des Brennstoffes mit Luft zur Erzeugung der Schutzatmosphäre freigesetzt wird, von dem Heizrohr in die Kammer gestrahlt wird, und demzufolge sind die Betriebskosten des Ofens geringer als'die des herkömmlichen Ofens und getrennten Generators. Ferner sind die Baukosten des Ofens geringer als die Baukosten eines herkömmlichen Ofens und Generators gleicher Kapazität. Ein Ofen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auch gedrängter gebaut werden als der herkömmliche Ofen und Generator zusammen betrachtet. . · ■The inventive device provides that heat generated by the reaction of the fuel with air Creation of the protective atmosphere is released, is radiated from the heating tube into the chamber, and consequently the Operating costs of the furnace are lower than those of the conventional furnace and separate generator. Furthermore, the construction costs of the furnace is lower than the construction costs of a conventional furnace and generator of the same capacity. An oven with a The device according to the invention can also be built more compactly than the conventional furnace and generator put together considered. . · ■
Der Ofen kann zusätzliche Heizelemente entweder in Form von mit Brennstoff beschickten Strahlungsrohren oder in Form von elektrischen Heizelementen aufweisen.The furnace can have additional heating elements either in the form of fuel-loaded radiant tubes or in the form of electrical heating elements.
Es kann eine Einrichtung vorgesehen sein, um die dem Heizrohr zugeführten relativen Mengen an Brennstoff und Luft zu variieren, um die Zusammensetzung der erzeugten Schutzatmosphäre zu verändern.Means may be provided to measure the relative amounts of fuel and fuel supplied to the heating tube To vary the air in order to change the composition of the protective atmosphere generated.
Vorzugsweise ist der Wärmeübertrager wassergekühlt. Die Temperatur, auf welche die Abgase gekühlt werden, hängt von dem erforderlichen Grenzwert der Wasserdampfkonzentration in den entwässerten Abgasen ab.The heat exchanger is preferably water-cooled. The temperature to which the exhaust gases are cooled depends on the required limit value of the water vapor concentration in the dewatered exhaust gases.
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Bevorzugt ist ein Durchgang vorgesehen, der wenigstens einen Teil des Heizrohres enthält und, wenn das Heizrohr in einem Ofen eingebaut ist, durch einen Einlaß mit der Zuführungsleitung und durch einen Auslaß mit dem Inneren der Ofenkammer in Verbindung steht.A passage is preferably provided which contains at least a part of the heating pipe and, if the heating pipe is installed in a furnace, through an inlet to the supply line and through an outlet to the interior of the Furnace chamber is in communication.
Bei dieoer Anordnung streicht in das Innere der Kammer strömendes entwässertes Gas über das Heizrohr und wird hierdurch erhitzt, bevor es durch den Auslaß austritt.With this arrangement, dehydrated gas flowing into the interior of the chamber sweeps over the heating tube and becomes thereby heated before it exits through the outlet.
Vorzugsweise sind auch Einrichtungen zur Einführung zusätzlichen Brennstoffes in die Zuführungsleitung oder in den Durchgang vorgesehen.Devices for introducing additional fuel into the feed line or into the passage provided.
Derartige Einrichtungen gestatten eine Vermischung des entwässerten Gases mit zusätzlichem Brennstoff und dann eine Erhitzung in dem Durchgang, so daß dieser zusätzliche Brennstoff mit freiem Sauerstoff reagiert, wobei Wasserdampf oder Kohlendioxyd anwesend sind, um eine endotherme Atmosphäre zu bilden.Such devices allow the dehydrated gas to be mixed with additional fuel and then heating in the passage so that this additional fuel reacts with free oxygen, producing water vapor or carbon dioxide are present to form an endothermic atmosphere.
Vorzugsweise wird der Durchgang von einem weiteren Rohr (Überwurfrohr) gebildet, das einen Teil des Heizrohres umgibt.The passage is preferably formed by a further pipe (union pipe) which is part of the heating pipe surrounds.
Diese Anordnung ist vorteilhaft, da der kreisringförmige Durchgang eine größere Oberfläche hat als dies bei einem kreisförmigen Durchgang von gleicher Querschnittsfläche der Fall wäre. Der Kontakt zwischen dem gasförmigen Gemisch und den Oberflächen des Heizrohres und des Überwurfrohres beschleunigt chemische Reaktionen zwischen den Bestandteilen des gasförmigen Gemisches. Das Heizrohr und/oder das Überwurfrohr können bestehen aus oder ausgekleidet sein mit einem Werkstoff, der einen Katalysator für eine oder mehrere der erforderlichen Reaktionen einschließt. Beispielsweise können das Heizrohr und das Überwurfrohr aus einer LegierungThis arrangement is advantageous because the annular passage has a larger surface area than at a circular passage of the same cross-sectional area would be the case. The contact between the gaseous Mixture and the surfaces of the heating pipe and the cap pipe accelerates chemical reactions between the components of the gaseous mixture. The heating pipe and / or the cap pipe can consist of or be lined with a material that is a catalyst for one or more the required responses. For example, the heating tube and the union tube can be made of an alloy
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gebildet sein, die Nickel einschließt} dieses Element ist bei Reaktionen katalytisch aktiv, die in dem Durchgang stattfinden sollen. In Abwesenheit eines Katalysators beschleunigt allein der Kontakt zwischen einer von dem Überwurfsrohr und dem Heizrohr dargebotenen etwas rauhen Oberfläche die Reaktion zwischen den Bestandteilen des gasförmigen Gemisches.which includes nickel} this element is catalytically active in reactions that take place in the passage should. In the absence of a catalyst, contact between one of the cap tube and alone accelerates the slightly rough surface presented to the heating tube, the reaction between the components of the gaseous mixture.
Das Überwurfrohr kann auch in der Ofenkammer angeordnet sein; in diesem Fall &ann Wärme von dem Heizrohr und der Ofenkammer oder anderen darin befindlichen Heizelementen auf die Reaktionsteilnehmer der endothermen Reaktion übertragen werden. - . .The union tube can also be arranged in the furnace chamber be; in this case & ann heat from the heating pipe and the furnace chamber or other heating elements located therein transferred to the reactants of the endothermic reaction will. -. .
Da das Abgas entwässert*wird, bevor die endotherme Reaktion stattgefunden hat, ist die in der Schutzatmosphäre in der Kammer vorhandene Wasserstoffkonzentration beträchtlich erniedrigt. Dies ist für gewisse Behandlungsarten wichtig, beispielsweise für die Behandlung von Werkstücken aus Kupfer, bei welcher die Anv;esenheit von überschüssigem Wasserstoff unerwünscht ist. Ferner wird bei der endothermen Reaktion weniger Wärme verbraucht als dies der Fall sein würde, wenn das Wasser nicht zuerst entfernt worden wäre, und es wird daher mehr Wärme für die Erhitzung von Werkstücken in der Kammer verfügbar gemacht.Since the exhaust gas is dehydrated * before the endothermic reaction has taken place, it is in the protective atmosphere The hydrogen concentration present in the chamber is considerably reduced. This is important for certain types of treatment, for example for the treatment of workpieces made of copper, in which the presence of excess hydrogen is undesirable. Furthermore, less heat is consumed in the endothermic reaction than would be the case if the water would not have been removed first and there will therefore be more heat for heating workpieces in the Chamber made available.
Durch Verändern der zeitlichen Menge an auf die Zuführungsleitung oder den Durchgang aufgegebenem zusätzlichem Brennstoff kann ein breiter Bereich von Zusammensetzungen der Atmosphäre erzeugt werden.By changing the amount of additional material placed on the supply line or the passage over time Fuel can have a wide range of compositions of the Atmosphere.
Die Erfindung kann auf eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Erzeugung einer Schutzatmosphäre Anwendung finden, die zu anderen Zwecken als in einem Warmebehandlungaofen verwendet wird.The invention can be applied to a device of the type mentioned at the beginning for generating a protective atmosphere find that for purposes other than a heat treatment oven is used.
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Gemäß einer anderen Ausführungeform der Erfindung ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur übertragung von Wärme auf einen einer Wärmebehandlung zu unterwerfenden Körper vorgesehen,die gekennzeichnet ist durch eine Heizkammer zur Aufnahme des Körpers, ein in oder in nächster Nähe der Heizkammer angeordnetes Heizelement zur Übertragung von Wärme auf deren Inhalt, durch einen ersten und einen zweiten Durchgang, die durch eine Trennwand voneinander getrennt sind, eine Einrichtung, um dem ersten Durchgang Brennstoff und Luft zuzuführen und darin zu verbrennen, einen außerhalb der Heizkammer angeordneten und von dem Heizelement abgeschirmten Wärmeübertrager, edne Aualaflld-tang mir Förderung aus dem ersten Durchgang entlüfteter Gase in den Wärmeübertrager, wobei letzterer se ausgebildet ist, daß er diese Abgase kühlt, wenn die Vorrichtung in Betrieb iot, eine Einrichtung zur Entfernung von aus dem Abgasstrom kondensiertem V/asser aus dem Abgasstrom, eine Zuführungsleitung zur Förderung der entwässerten Abgase aus dem Wärmeübertrager in den zweiten Durchgang, sowie eine Einrichtung zur Zuführung zusätzlichen gasförmigen Brennstoffes in den zweiten Durchgang zusammen mit den entwässerten Abgasen, wodurch das Gemisch aus zusätzlichem Brennstoff und entwässerten Abgasen in dem zweiten Durchgang Warme aus dem ersten Durchgang erhält und unter Erzeugung der Schutzatmoaphäre reagiert.According to another embodiment of the invention is a device of the type mentioned for the transfer of heat to a subject to a heat treatment Body provided, which is characterized by a heating chamber for receiving the body, a heating element arranged in or in close proximity to the heating chamber for transmission of heat on their contents, through a first and a second passage separated by a partition are, means to supply fuel and air to the first passage and burn therein, a arranged outside the heating chamber and by the heating element shielded heat exchanger, edne Aualaflld-tang me promotion from the first passage of vented gases into the heat exchanger, the latter being designed to cool these exhaust gases, if the device is in operation, means for removing water condensed from the exhaust gas stream the exhaust gas flow, a feed line for conveying the dehydrated exhaust gases from the heat exchanger into the second Passage, as well as a device for feeding additional gaseous fuel into the second passage together with the dewatered exhaust gases, whereby the mixture of additional fuel and dewatered exhaust gases in the second Pass heat received from the first pass and under generation the protective atmosphere reacts.
Durch diese Anordnung kann durch die Verbrennung des zur Erzeugung der Schutzatmosphäre verwendeten Brennstoffes freigesetzte Wärme wirksamer ausgenützt werden als bisher.This arrangement enables the fuel used to generate the protective atmosphere to be burned released heat can be used more effectively than before.
Der zu erhitzende Körper kann fest,· z. B. ein Werkstück sein, oder sich in fluidem Zustand befinden. Die Heizkammer kann daher einen Korper aus Flüssigkeit oder Gas enthalten, und das Heizelement kann sich durch die Heizkammer erstrecken, um Wärme durch direkten Kontakt auf den flüssigen oder gasförmigen Körper zu übertragen. Alternativ kann dasThe body to be heated can be solid, e.g. B. a workpiece be, or be in a fluid state. The heating chamber can therefore contain a body of liquid or gas, and the heating element can pass through the heating chamber extend to transfer heat through direct contact to the liquid or gaseous body. Alternatively, it can
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Heizelement auch so angeordnet sein, daß es Wärme durch Strahlung auf die Wand der Heizkammer überträgt, wobei die Wärme dann durch diese Wand zu dem flüssigen oder gasförmigen Körpeir geleitet wird. Der Wärmeübertrager kann so ausgebildet sein, daß er Wärme von den aus dem ersten Durchgang entlüfteten Gaser auf eine Flüssigkeit oder ein Gas überträgt, die nachfolgend in lie Heiskammer eingelassen werden, um darin weiter erhitzt zu werden.Heating element can also be arranged so that it transfers heat by radiation to the wall of the heating chamber, the heat then through this wall to the liquid or gaseous body is directed. The heat exchanger can be designed to vent heat from the first passage Gaser transfers to a liquid or gas, the subsequent be let into the hot chamber in order to be further heated in it.
Ein Gebläse kann vorgesehen sein, um"aus dem Heizrohr oder dem ersten Durchgang entlüftete Gase durch den Wärmeübertrager und zurück zu dem Inneren der Ofenkammer oder durch den zweiten Durchgang zu drücken.A fan may be provided to "get out of the heating tube." or the first pass vented gases through the heat exchanger and back to or through the interior of the furnace chamber to press the second pass.
Der Wärmeübertrager kann so ausgebildet sein, daß er entweder direkten oder indirekten Kontakt zwischen einem flüssigen Kühlmittel, beispielsweise Wasser und den Abgasen herstellt. Zu dem Wärmeübertrager oder einem weiteren Wärmeübertrager gehörig können weitere Einrichtungen zum Komprimieren der Abgase vor ihrem Durchtritt durch den Wärmeübertrager, sovie Drosselstellen vorgesehen sein, durch v/elche die Gase n.ich dem Durchtritt durch den Wärmeübertrager expandieren, wodurch die Abgase aufgrund adiabatischer Expansion weiter gekühlt werden. Auf diese Weise können die Gase leicht unter 0 G gekühlt v/erden, um die Wasserdampf konzentration auf einen sehr niedrigen Wert zu verringern.The heat exchanger can be designed so that it has either direct or indirect contact between a liquid coolant, such as water and the exhaust gases manufactures. To the heat exchanger or another heat exchanger Additional devices for compressing the exhaust gases before they pass through the heat exchanger, as the throttle points are provided by v / elche the gases do not expand when they pass through the heat exchanger, whereby the exhaust gases are further cooled due to adiabatic expansion. This way the gases can easily V / ground cooled below 0 G in order to reduce the water vapor concentration to a very low value.
Gemäß ei^er anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Schutzatmosphäre für eine Kammer eines Wärmebehandlungsofens vorgesehen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Brennstoff in Luft in einem Heizrohr, von dem wenigstens'ein Teil in der OXenkammer angeordnet ist, verbrennt, einen Teil oder die Gesamtmenge der Abgase aus dem Heizrohr zu einer Stelle außerhalb ΰβϊ* Kammer fördert, den Wasserdampf gehalt der Abgase verringert, während sie sich außerhalb der Kammer befinden, undAccording to another embodiment of the invention, a method for generating a protective atmosphere for a chamber of a heat treatment furnace is provided, which is characterized in that a fuel is burned in air in a heating tube, at least a part of which is arranged in the OX chamber , conveys part or all of the exhaust gases from the heating tube to a point outside the ΰβϊ * chamber, reduces the water vapor content of the exhaust gases while they are outside the chamber, and
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die entwässerten Abgase zu dem Inneren der Kammer ala Schutzatmo3phare leitet.the dehydrated exhaust gases to the interior of the chamber as a protective atmosphere directs.
Vorzugsweise werden die entwässerten Abgase erhitzt, indem man sie über die Oberfläche des Heizrohres leitet, bevor sie in das Innere der Kammer entlassen werden.Preferably, the dewatered exhaust gases are heated by passing them over the surface of the heating tube before they are released into the interior of the chamber.
Εε wird auch bevorzugt,- zusätzlichen gasförmigen Brennstoff in das entwässerte Abgas, bevor man letzteres über die Oberfläche des Heizrohres leitet, einzubringen.Εε is also preferred - additional gaseous To introduce fuel into the dehydrated exhaust gas before the latter is passed over the surface of the heating pipe.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Schutzatmosphäre und gleichzeitigen Erwärmung eines zu erhitzenden Körpers vorgesehen, bei welchem ein Brennstoff in Luft in einem ersten Durchgang verbrannt wird, der Wassergehalt von aus dem ersten Durchgang entlüfteten Gasen verringert wird, die entv/üsserten Gase mit zusatzlichem Brennstoff gemischt und durch einen zweiten Durchgang geschickt werden, und Wärme von den brennenden Gasen in dem ersten Durchgang auf den zu erhitzender. Körper und auf das gasförmige Gemisch in dem zweiten Durchgang übertragen wird, um letzteres zu erhitzen und eine v/eitere Umsetzung zur Bildung der Schutzatmosphäre herbeizufuhren. According to a further embodiment of the invention, a method for generating a protective atmosphere and simultaneous heating of a body to be heated is provided, in which a fuel is burned in air in a first passage, the water content of gases vented from the first passage is reduced, which is The aired gases are mixed with additional fuel and sent through a second pass, and heat from the burning gases in the first pass to the one to be heated. Body and is transferred to the gaseous mixture in the second passage in order to heat the latter and bring about a further reaction to form the protective atmosphere.
Die Erfindung wird nun an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben; diese zeigt urne schematische Teilschnittdraufsicht einer Kammer eines Vörmebehandlungsofens in Kombination mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art.The invention will now be described using exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings; this shows a schematic partial sectional top view of a chamber of a pre-treatment furnace in combination with a device of the type mentioned at the beginning.
Der Ofen umfaßt eine Heizkammer 1ü, durch welche V.lerkctii<:ke gefördert werden und in welcher Wärme auf die Werk stücke übertrager, werden soll. Die Konstruktion der Kammer ur.fi der Einrichtung zum Fordern der Werkstückein der KammerThe furnace includes a heating chamber 1ü, through which V. l Erkctii <: ke are promoted and in which heat is to be transferred to the work pieces . The construction of the chamber ur.fi of the device for conveying the workpieces in the chamber
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/im wesentlichen
ir/ I/essentially
ir / I
Kann herkömmlicher Art sein. So kann ein Schwingförderherd, ein Schwengelförderer, ein Rollenherd, ein Gitterförderer, ein Gußkettenförderer, ein Drehherd oder ein ähnlicher Förderer für die Werkstücke vorgesehen sein. Der Förderer kann so eingerichtet sein, daß er Werkstücke durch eine Öffnung in dem Boden des Ofens in einen Abschreckbehälter entleert. Alternativ kann der Ofen für eine diskontinuierliche Werkstückbehandlung eingerichtet eein. Die in der beigefügten Zeichnung dargestellte Konstruktion des Ofens ist näher in der von der Anmelderin am gleichen Anmeldetag wie die vorliegende Anmeldung unter dem Titel: "Ofen zur Wärmebehandlung und Wärmebehandlungsverfahren" und dem internen Aktenzeichen CaQe B eingereichten Anmeldung beschrieben und beansprucht.Can be conventional. So a vibratory conveyor hearth, a handle conveyor, a roller hearth, a grid conveyor, a cast chain conveyor, a rotary hearth or a similar conveyor can be provided for the workpieces. The sponsor can do so be arranged to empty workpieces into a quenching vessel through an opening in the bottom of the furnace. Alternatively, the furnace can be set up for discontinuous workpiece treatment. The in the attached The construction of the furnace shown in the drawing is closer to that of the applicant on the same filing date as the present one Registration under the title: "Furnace for heat treatment and heat treatment processes" and the internal file number CaQe B filed application described and claimed.
In Kombination mit dem Ofen ist eine Vorrichtung zur Erzeugung und Aufgabe einer Schutzatmosphäre auf die Kammer 10 vorgesehen. Diese Vorrichtung weist ein zweckmäßiec horizontal in der Kammer 10 montiertes Heizrohr 11 auf, wobei ein Endabschnitt des Rohres durch eine Abschlußwand 1? der Kammer zu einem Brenner 13 vorsteht. Ein gasförmiger Kohlenwasserstoff-Brennstoff und Luft werden in das Heizrohr 11 durch den brenner so eingeführt, daß der Brennstoff in dem Rohr vertaannt, und letzteres wird erhitzt und strahlt Wurme auf aas Innere der Kammer 10 und die darin befindlichen Werkstücke ab. Getrennt steuerbare Ventile sind vorgesehen, um die Zufuhr von Brennstoff und Luft zu dem Brenner 13 derart zu steuern, daß die zeitliche Zufuhnnenge ,leder dieser beiden Komponenten unabhängig voneinander verändert werden kann. Diese Ventile sind so eingestellt, daß dao Brerinstoff/Luft-Verhältnis genügend groß ist, um sicher-ZU1^pte!3 er.", daß der gesamte freie Sauerstoff der Luft verbraucht wird.In combination with the furnace, a device for generating and applying a protective atmosphere to the chamber 10 is provided. This device has a heating tube 11 which is expediently mounted horizontally in the chamber 10, an end section of the tube being covered by an end wall 1? the chamber protrudes to a burner 13. A gaseous hydrocarbon fuel and air are introduced into the heating tube 11 through the burner so that the fuel is confined in the tube, and the latter is heated and radiates worms onto the interior of the chamber 10 and the workpieces therein. Separately controllable valves are provided in order to control the supply of fuel and air to the burner 13 in such a way that the temporal supply amount of these two components can be changed independently of one another. These valves are adjusted so that dao Brerinstoff / air ratio is sufficiently large to make-TO pte 1 ^! 3 He. "That all the free oxygen in the air is consumed.
Eine Ausiaßleitung 14 steht mit dem Inneren des Heisrohres 11 an dessen von dem Brenner 13 entferntem Ende in Verbindung. Die Auslaßleitung' kann gegenüber dem HeizrohrAn outlet line 14 is connected to the interior of the hot pipe 11 at its end remote from the burner 13 in connection. The outlet line 'can opposite the heating pipe
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abgedichtet sein, so daß sämtliche darin gebildeten Verbrennungsprodukte durch die Auslaßleitung hindurchgehen. Alternativ kann die Auslaßleitung, wie dargestellt, so ausgebildet sein, daß sie nur einen Teil der aus dem Heizrohr 11 entlüfteten Gase aufnimmt, wobei der Rest dieser Abgase zu einem v/eiteren Teil des Ofens durch (nicht dargestellte) öffnungen in dem Rohr weitergeleitet wird.be sealed so that any combustion products formed therein pass through the outlet pipe. Alternatively, the outlet conduit can be designed as shown be that it only absorbs a portion of the gases vented from the heating tube 11, with the remainder of these exhaust gases increasing is passed on to a further part of the furnace through openings (not shown) in the pipe.
Die Auslaßleitung 14 ist so ausgebildet, daß sie aus dem Heizrohr 11 entlüftete Gase zu einem Wärmeübertrager 15 fördert, der außerhalb der Kammer 10 angeordnet ist. Der Wärmeübertrager kann wassergekühlt sein. Da der auf den Brenner 1 "5 aufgegebene Brennstoff ein Kohlenwasserstoff-Brennstoff ist, enthalten aus dem Heizrohr 11 entlüftete Gase einen beträchtlichen Anteil an Wasserdampf. Wenn diese Gase durch den Wärmeübertrager geleitet und gekühlt werden, dann kondensiert der größere Teil dieses Wasserdampfes in den flüssigen Zustand. Es ist eine Einrichtung zum Abtrennen dieses flüssiger. Wassers aus dem Gasstrom vorgesehen; diese Einrichtung umfaßt ein Rohr 16, in welches das Wasser ablaufen kann. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, kann ein Hahn vorgesehen sein, um Wasser periodisch au3 dem Rohr zu entfernen. Alternativ kann das Rohr mit einem Überlauf bekannter Ausbildung versehen sein, der das Innere des Rohres gegen den Zutritt von Umgebungo]uft abdichtet.The outlet line 14 is designed in such a way that it transfers gases vented from the heating tube 11 to a heat exchanger 15 promotes, which is arranged outside of the chamber 10. Of the The heat exchanger can be water-cooled. Since the fuel fed to the burner 1 "5 is a hydrocarbon fuel is, gases vented from the heating tube 11 contain a considerable amount of water vapor. When these gases are passed through the heat exchanger and cooled, then the greater part of this water vapor condenses in the liquid state. There is a device for separating this liquid. Water provided from the gas stream; this facility comprises a pipe 16 into which the water drain can. As shown in the drawing, a tap can be provided to periodically remove water from the pipe. Alternatively, the pipe can be provided with an overflow of known design which opposes the interior of the pipe seals off the entry of ambient air.
Ein Gebläse 17 ist vorgesehen, um die entwässerten Abgase aus dem Wärmeübertrager abzuziehen und in eine Zuführungsleitung 18 zu drücken. Die Zuführungsleitung ist mit einer Brennstoff'einlaövorrichtung 19 versehen, durch die zusätzlicher Brennstoff in den Abgasstrom eingeführt werden kann, Lin weiteres Ventil int vorgesehen, um die zeitliche Zugabe- :;:enge an Brennstoff entsprechend der gewünschten Zusammen-.: et zur./j : er Of enf.trmuphüre zu steuern.A fan 17 is provided in order to draw off the drained exhaust gases from the heat exchanger and into a supply line 18 to press. The feed line is provided with a fuel inlet device 19 through which additional Fuel can be introduced into the exhaust gas flow, Lin another valve int is provided to the timing of the addition :;: close to fuel according to the desired composition .: et zur./j: he Of enf.trmuphüre to control.
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Ein weiteres Rohr 20 mit größeren Querschnittsabmesßungen ala da3 Heizrohr 11 ist dieses konzentrisch umgebend derart montiert, daß ein ringförmiger Durchgang 21 zwischen den Wänden beider Rohre gebildet wird. Das Überwurfrohr 20 erstreckt sich nur über einen Teil der Länge den Heizrohres 11, so daß der Durchgang 21 sich von einer Stelle neben den Brenner 13, an welchem Ende der Durchgang geschlossen ist, zu einer Stalle in der Kammer 10 erstreckt, wobei dieses Ende des Durchganges zu der Kammer hin offen ist und einer. Auslaß 22 des Durchganges bildet. Die Zuführungsleitung 18 steht mit dem Durchgang 21 über einen Einlaß 23 in' Verbindung, der sich neben dem geschlossenen Ende des Durchganges befindet.Another tube 20 with larger cross-sectional dimensions ala da3 heating tube 11 surrounds this concentrically mounted so that an annular passage 21 is formed between the walls of both tubes. The union tube 20 extends only over part of the length of the heating tube 11, so that the passage 21 extends from a Place next to the burner 13, at which end the passage is closed, extends to a stable in the chamber 10, this end of the passage being open to the chamber and one. Forms outlet 22 of the passage. The feed line 18 is with the passage 21 via an inlet 23 'in connection, which is adjacent to the closed At the end of the passage.
Der Ofen schließt normalerweise weitere Heizelemente (von denen eines dargestellt ist) ein, die in herkömmlicher Weise ausgebildet sein können, z. B. elektrisch betreibbare Heizelemente oder abstrahlende Rohre, in denen Brennstoff verbrannt wird. Diese Heizelemente können in herkömmlicher Weise in der Kammer 10 angeordnet sein.The oven normally includes additional heating elements (one of which is shown) that are conventionally used in May be designed such. B. electrically operated heating elements or radiating pipes in which fuel is burned. These heating elements can be arranged in the chamber 10 in a conventional manner.
Beim Betrieb des Ofens werden Luft und Brennstoff in vorbestimmten zeitlichen Durchflußmengen auf den Brenner 13 aufgegeben und reagieren in dem Heizrohr 11 miteinander. Diese Reaktion ist eine exotherme Reaktion, so daß das Rohr 11 erhitzt wird und Wärme durch Strahlung nach außen abgibt. Etwas von dieser Wärme wird direkt in die Ofenkammer 10 abgestrahlt, um deren Wände und die darin befindlichen Werkstücke zu erhitzen. Ein weiterer Anteil dieser Wärme wird auf das Überwurfrohr 20 abgestrahlt, so daß dieses ebenfalls erhitzt wird. ' ·When the furnace is in operation, air and fuel are flowed onto the burner at predetermined times 13 abandoned and react in the heating tube 11 with each other. This reaction is an exothermic reaction, so the tube 11 is heated and emits heat to the outside through radiation. Some of this heat is radiated directly into the furnace chamber 10, to heat their walls and the workpieces inside. Another portion of this heat is due to the Union tube 20 radiated, so that this is also heated will. '·
Ein Teil Üer Produkte dieser exothermen Reaktion wird aus dem Heizrohr 11 durch die Auslaßleitung 14 in den ViV.nneübertrager 15 entlüftet. Die Hauptbestandteile der AbgaseA part of the products of this exothermic reaction is discharged from the heating tube 11 through the outlet line 14 into the internal transformer 15 vented. The main components of the exhaust gases
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sind normalerweise Stickstoff, Wasserdampf und Kohlendioxyd. Werden diese Gase gekühlt, so findet eine Kondensation von Wasserdampf zu flüssigem Wasser statt und das flüssige Wasser sammelt sich in dem Rohr 16. Die in den entwässerten Abgasen verbleibende anteilige Wasserdampfmenge hängt von der Tempe ratur ab, auf die die Gase gekühlt worden sind. Diese Temperatur wird entsprechend der gewünschten Zusammensetzung der ü.fenatmo Sphäre ausgewählt.are usually nitrogen, water vapor and carbon dioxide. If these gases are cooled, a condensation of water vapor to liquid water takes place and the liquid water collects in the pipe 16. The proportion of water vapor remaining in the dewatered exhaust gases depends on the temperature to which the gases have been cooled. This temperature is selected according to the desired composition of the u.fenatmo sphere.
Die entwässerten Abgase können der Ofenkammer 10 durch den ringförmigen Durchgang 20 ohne Zusatz von weiterem Brennstoff als eine exotherme Atmosphäre zugeführt werden.The dehydrated exhaust gases can enter the furnace chamber 10 through the annular passage 20 without the addition of any fuel other than an exothermic atmosphere.
Wird in der Ofenkammer 10 eine endotherme Atmosphäre benötigt, so wird eine kleine Menge an zusätzlichem Brennstoff durch den Brennstoffeinla3 19 eingeführt. Das Gemisch von zusätzlichem Brennstoff und entwässerten Abgasen strömt dann über die heißen Flächen des Heizrohre.') 11 und des Überwurfrohrea 20, die die Begrenzungen de3 Durchganges 21 bilden. Kine endotherme Reaktion zwischen dem zusätzlichen Brennstoff und Kohlendioxyd und möglicherweise auch zwischen dem zusätzlichen Brennstoff und Wasserdampf erfolgt in dem Durchgang 21, so daß eine endotherme Atmosphäre mit niedriger. Konzentrationen an Kohlendioxyd und Wasserdampf in die Ofenkammer eintritt. Eines oder beide der Rohre 11 und 20 können aus einer Legierung bestehen, die Nickel enthält ur.d daher in Bezug auf die endotherme Reaktion katalytisch aktiv ist.If an endothermic atmosphere is required in the furnace chamber 10, a small amount of additional fuel is introduced through the fuel inlet 19. The mixture of additional fuel and dewatered exhaust gases then flows over the hot surfaces of the heating pipe. No endothermic reaction between the additional fuel and carbon dioxide and possibly also between the additional fuel and water vapor takes place in the passage 21, so that an endothermic atmosphere with lower. Concentrations of carbon dioxide and water vapor enter the furnace chamber. One or both of the tubes 11 and 20 can be made of an alloy which contains nickel and is therefore catalytically active with regard to the endothermic reaction.
Wenn die Vorrichtung der Ofenkammer eine exotherme Atmosphäre zuführt, so wird ein beträchtlicher Anteil der durch die Reaktion zwisehen dem Brennstoff und Luft freigesetzten Wärme in dem Heizrohr von diesem auf die Kammer und alle darin befindlichen Werkstücke übertragen. Da die durch die Auslaßieitung 1Ί abgezogenen Gase eine etv/as höhere Tempe ratur haben als die im Inneren der Kammer 10 herrschendeWhen the apparatus supplies an exothermic atmosphere to the furnace chamber, a significant portion of the heat released by the reaction between the fuel and air in the heating tube is transferred therefrom to the chamber and any workpieces therein. Since the gases withdrawn through the outlet line 1Ί have a temperature a bit higher than the temperature inside the chamber 10
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Temperatur, wird unvermeidbar eine bedeutende Wärmemenge durch die Abgase aus der Kammer in den Wärmeübertrager transportiert. Die vorliegende Anordnung erlaubt es jedoch, den Ofen mit einer niedrigeren Wärmeabgabe aus solchen weiteren Heizelementen, wie sie vorgesehen sind, zu betreiben, als dies der Pail wäre, wenn keinerlei Wärme dieser exothermen Reaktion auf die Ofenkammer übertragen würde. Die Anzahl der weiteren Heizelemente kann daher im allgemeinen verkleinert werden, was zu einer Verringerung der Herstellungskosten und der Betriebskosten des Ofens beiträgt.Temperature, a significant amount of heat is inevitably caused by the exhaust gases are transported from the chamber into the heat exchanger. The present arrangement, however, allows the furnace to be equipped with a lower heat emission from such additional heating elements, as they are intended to operate as this would be the pail if there were no heat from this exothermic reaction on the furnace chamber would be transferred. The number of further heating elements can therefore generally be reduced, resulting in one Reduction of the manufacturing costs and the operating costs of the furnace contributes.
Erzeugt die Vorrichtung eine endotherme Atmosphäre, so wird etwas von der durch die exotherme Reaktion in dem Heizrohr 11 freigesetzten Wärme durch die in dem Durchlaß 21 stattfindende endotherme Reaktion absorbiert. Im allgemeinen absorbiert diese endotherme Reaktion nur einen geringen Anteil der durch die exotherme Reaktion freigesetzten Wärmemenge. Wird eixie Schutzatmosphäre mit einer Zusammensetzung benötigt, derart, daß die endotherme Reaktion so viel Wärmemenge aufnimmt, daß die von dein in dem Durchgang 21 angeordneten Teil des Heizrohres 11 .abgegebene Wärme nicht ausreicht, um die Temperatur der Reaktionsteilnehmer auf einem lusreichend hohen Wert zu halten, so kann in dem Durchgang 21 befindlichen Reaktionsteilnehmern weitere Wärme durch die Wände des Uberwurfrohres 20 von derartigen weiteren Heizelementen, wie sie in der Kammer vorhanden sind, zugeführt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Entfernung von Wasserdampf aus den Gasen, bevor die endotherme Reaktion stattfindet, die zur vollständigen Durchführung der endothermen Reaktion erforderliche Wärmemenge verringert, verglichen mit der Wärmemenge, die notwendig wäre, wenn kein Wasserdampf entfernt würde*'ein weiterer Vorteil der Wasserdampfentfernung aus den Gasen besteht darin, daß ein gewünschter Kohlenstoffgehalt d£r Schutzatmosphüre mit einer relativ niedrigen zeitlichen Menge an durch den Brennstoffeinlaß V-J zugegebenem Brennstoff eingestellt \-ierne:) kann.If the device creates an endothermic atmosphere, some of the heat released by the exothermic reaction in the heating tube 11 is absorbed by the endothermic reaction taking place in the passage 21. In general, this endothermic reaction absorbs only a small proportion of the amount of heat released by the exothermic reaction. If a protective atmosphere is required with a composition such that the endothermic reaction absorbs so much heat that the heat given off by the part of the heating tube 11 located in the passage 21 is insufficient to keep the temperature of the reactants at a sufficiently high value , then further heat can be supplied to reactants located in the passage 21 through the walls of the cap tube 20 from such further heating elements as are present in the chamber. It should be noted that the removal of water vapor from the gases before the endothermic reaction takes place reduces the amount of heat required to complete the endothermic reaction compared to the amount of heat that would be required if no water vapor were removed the removal of water vapor from the gases consists in that a desired carbon content of the protective atmosphere can be set with a relatively low temporal amount of fuel added through the fuel inlet VJ.
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Der in der beigefügten Zeichnung dargestellte Ofen mit der Vorrichtung zur Erzeugung der Schutzatmosphäre ist von beträcht]ich gedrängterer Bauweise al? die Kombination eines herkömmlichen Ofens mit einem Generator. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beträchtlich billiger hergestellt werden, als dies bei einem getrennten Generator, der eine Schutzatmosphäre in ähnlicher Menge erzeugen kann, der Fall ist.The furnace shown in the accompanying drawing with the device for generating the protective atmosphere is of considerable] I more compact construction al? the combination a conventional furnace with a generator. Furthermore can the device according to the invention can be manufactured considerably cheaper than with a separate generator, the can generate a protective atmosphere in a similar amount, is the case.
Die hier beschriebe Vorrichtung zur Erzeugung einer Schutzatmosphäre kann auch auf anderen Anwendungsgebieten der Heizungstechnik verwendet werden als in einem Wännebehandlungsofen. Beispielsweise kann die Vorrichtung in einem Kessel oder Boiler verwendet werden.The device described here for generating a protective atmosphere can also be used in other areas of application Heating technology can be used as in a heat treatment furnace. For example, the device can be used in a boiler or boiler.
Der Kessel weist eine Heizkammer zur Aufnahme von zu erhitzendem Wasser auf. Er umfaßt ferner eines oder mehrere Heizelemente, die entweder in der Ileizkammer angeordnet sind und direkten Kontakt mit dem V/asser haben oder außerhalb der Heizkanuner, in welchem Falle Wärme von den Heizelementen auf eine Wand der Heizkammer durch Strahlung und möglicherweise Konvektion, und darm durch Wärmeleitung durch die Wa:.α der Heizkammer auf das Wasser übertragen wird.The boiler has a heating chamber for receiving water to be heated. It also includes one or more Heating elements that are either arranged in the heating chamber and have direct contact with the water or outside of the Heizkanuner, in which case heat from the heating elements a wall of the heating chamber by radiation and possibly Convection, and in the intestine by conduction through the Wa: .α the Heating chamber is transferred to the water.
Dac Heizelement weist erste und zweite Durchgange auf, die von konzentrischen Rohren gebildet sein könne*, iin Brenner ist vorgesehen, um "Brennstoff und Luft einem eroter dieser Durchgänge zuzuführen und darin zu verbrennen, und eine Auclaßleitung führt von diesem erster. Durchgang zu einem Wärmeübertrager, der von dem Heizelement abgeschirmt und außerhalb der Ileizkammer angeordnet ist. Eine Zuführung! eitung ist vorgesehen, um Gase aus dem Wanneübertrager zu dem zweiten Durchgang zu leiten, und es ist eine Einrichtung zurEinfUhrung von zn3':' x.7.j i ehern Brennstoff in diese Zuführungsleitung oder direkt ir den zweiten Durchgang vorgesehen.The heating element has first and second passages, which can be formed by concentric tubes, a burner is provided in order to "supply fuel and air to one of these passages and burn them therein, and an outlet line leads from this first passage to a heat exchanger , which is shielded by the heating element and located outside the heating chamber. A supply line is provided to lead gases from the sump exchanger to the second passage, and it is a device for the introduction of Zn3 ':' x.7 provided in this feed line or directly in the second passage.
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Beim Betrieb des Kessels wird durch Verbrennung des Brennstoffes in dem ersten Durchgang freigesetzte Wärme auf den zweiten Durchgang und auch auf das Wasser in der Heizkammer übertragen. Aus dem ersten Durchgang entlüftete Gase werden in dem Wärmeübertrager gekühlt, um wenigstens etwas von dem darin enthaltenen Wasser zu kondensieren, und die entwässerten Gase werden mit zusätzlichem Brennstoff in dem beheizten zweiten Durchgang zur Reaktion gebracht, um die Schutzatmosphäre zu bilden. Diese Atmosphäre wird von einer ■ weiteren Leitung von dem zweiten Durchgang weggeführt und eier Verwendungsstelle zugeführt.When the boiler is in operation, the heat released by the combustion of the fuel in the first passage is transferred to the second passage and also to the water in the heating chamber. Gases vented from the first passage are cooled in the heat exchanger to condense at least some of the water contained therein, and the dewatered gases are reacted with additional fuel in the heated second passage to form the protective atmosphere. This atmosphere is carried away from the second passage by a further line and fed to a point of use.
Der Wärmeübertrager kann so ausgebildet sein, daß er Wärme von den aus dem ersten Durchgang abgeführten Gasen auf Wasser überträgt, das nachfolgend in die Ileizkammer geleitet wird, um dort weiter erhitzt zu v/erden. Weitere Brenner oder Heizelemente können vorgesehen sein, deren entlüftete oder Abgase nicht als Gchutzatmosphäre gewonnen werden.The heat exchanger can be designed in such a way that it removes heat from the gases removed from the first passage transfers to water, which is then fed into the ileizing chamber in order to be further heated there. More burners or heating elements can be provided whose vented or exhaust gases are not obtained as protective atmosphere.
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Claims (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| DE2252915A Pending DE2252915A1 (en) | 1971-10-27 | 1972-10-27 | DEVICE AND METHOD FOR CREATING A PROTECTIVE ATMOSPHERE FOR A FURNACE |
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Also Published As
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |