DE2710058A1 - Schnellwirkender zaggelofen - Google Patents
Schnellwirkender zaggelofenInfo
- Publication number
- DE2710058A1 DE2710058A1 DE19772710058 DE2710058A DE2710058A1 DE 2710058 A1 DE2710058 A1 DE 2710058A1 DE 19772710058 DE19772710058 DE 19772710058 DE 2710058 A DE2710058 A DE 2710058A DE 2710058 A1 DE2710058 A1 DE 2710058A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- zaggel
- temperature
- furnace
- hot
- furnace chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B9/36—Arrangements of heating devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
Priorität: 22. März 1976 - USA - Serial No. 669,239
Ein Zaggel wird mit herkömmlichen Mitteln durch einen verbesserten
Ofen transportiert und dabei im Ofen durch eine externe Brennereinheit erhitzt, in der Brennstoff und Luft zusammen verbrannt
und dann mit. hoher Geschwindigkeit tangential zum Zaggel in eine halbzylindrische Kammer des Ofens eingeblasen werden, so
daß ein heißer Gaswirbel erzeugt wird, der um den Zaggel auf der Länge des Ofens zirkuliert. Die Temperatur des heißen Gas-
709840/0698
wirbeis innerhalb des Ofens wird mittels eines Thermoelementes
ermittelt, welches nahe der Zaggeloberfläche, ,jedoch ohne diese zu berühren, angeordnet ist, so daß die Temperatur des Zaggels
als Funktion der Temperatur des zirkulierenden Gases ermittelt wird. Die Temperatur des eingebrachten Gases v/ird dabei so überwacht,
daß der Zaggel auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt und dann auf dieser Temperatur gehalten wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zaggelofen und insbesondere auf einen Ofen zum Vorheizen eines Metallzaggels
für eine Strang- bzw. Spritzpresse für Metalle.
Beim Strangpressen bzw. Spritzen von Aluminiumzaggeln ist es erwünscht, das Metall vorzuheizen und somit bis zu einem gewissen
Grade weich zu machen. Bekannte Vorrichtungen für diesen Verfahrensschritt haben einen relativ geringen thermischen
Wirkungsgrad. Dieser ist von der Ausbildung der Form des Innenraums
der Kammer und von der Art der Wärmeübertragung abhängig, die durch eine kurze Kontaktteil., in der der Zaggel mit den
heißen Verbrennungsgasen Kontakt hat, und durch die geringe Geschwindigkeit der heißen Gase begrenzt ist. In derartigen bekannten
Öfen sind die Brenner innerhalb der Ofenkammer auf beiden Seiten des Zaggels angeordnet, wobei die Brenner die Flammen
nicht tangential gegen die Unterseite des Zaggels richten. Die Flammen umfassen den Zaggel nur teilweise, bevor sie in den Ofenaußenraum
gelangen. Die Flammen haben damit, trotz ihrer hohen Temperatur, eine niedrige Massengeschwindigkeit und einen nur
kurzzeitigen Kontakt mit dem Zaggel. Der thermische Wirkungsgrad ist ,jedoch eine Funktion der Massengeschwindigkeit der verbrannten
Gase, der Zeitdauer, die die Gase Kontakt mit dem Zaggel haben,und der Temperatur des Gases.
Eine weitere Schwierigkeit liegt bei einigen bekannten Aluminium-Zaggelöfen
darin, daß die im Ofen aufrechtgehaltene Temperatur mit einem Thermoelement überwacht wird, welches durch die Seitenwand
des Ofens eingeführt ist und den Zaggel berührt, während sich dieser durch die Länge des Ofens bewegt. Dieses Thermo-
709840/0898 "*/3
/Λ
element erhält durch den Zaggel einen überzug aus Aluminiumoxid,
dies wirkt als thermischer Isolator, so daß das Thermoelement falsch geeicht ist. Noch ein anderes Problem ergibt sich bei
einigen bekannten Zaggelöfen daraus, daß sie nicht einfach zwischen Öl- und Gasbrennstoffen umgestellt, werden können, sondern
für jeden Brennstoff speziell umgerüstet;, werden müssen.
Die oben genannten und weiteren Nachteile bekannter Zaggelheizöfen
werden mit der vorliegenden Erfindung eines verbesserten Zaggelheizofens ausgeräumt, der die Bauart mit langem geheizten
Ofen und mit Transporteinrichtungen zum Transport eines langen Metallzaggels durch die Länge des Ofens besitzt.
Die Verbesserung ist dadurch gekennzeichnet, daß außen entlang
der Ofenkammer, mit Abstand voneinander, eine Vielzahl von Brennereinheiten angeordnet ist, die in die Ofenkammer heiße
verbrannte Gase mit hoher Geschwindigkeit in einer Richtung einblasen, die im wesentlichen parallel zur Zaggelaußenfläche und
nicht parallel zur Zaggellängsachse gerichtet ist. Die Innenfläche
der Ofenkaramer hat, im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung
der Kammer gesehen, eine im wesentlichen konkave Form, so daß ein ringförmiger Raum entsteht, der den Zaggel in gesamter
Länge umschließt, wobei ein heißer Gaswirbel rings des Zaggels erzeugt wird, so daß dieser erhitzt wird. Da das Gas
mit hoher Geschwindigkeit eingeführt wird, wirken der Zaggel und die innere Ofenwand als Venturidüse und erzeugen und erhalten die
Strömung vorhandener Gase in einer Kreisströmung rund um den Zaggel. Die Kombination hoher Massengeschwindigkeit der Gase und
verlängerter Kontaktzeit zwischen Gas und Zaggel ergibt ein schnelles und hoch wirksames Verfahren des Wärmeüberganges. Die
Abgase werden aus der Kammer durch Öffnungen abgeführt, die am Boden der Kammer angeordnet sind.
Um die Temperatur der heißen, in den Ofen eingeführten Gase zu überwachen , wird die Temperatur der heißen, den Zaggel umströmenden
Gase im geringen Abstand von Zaggel ermittelt, dabei wird ein Kontrollsignal erzeugt, um die Temperatur der zugeführten
Gase zu überwachen. Es wurde ermittelt, daß für eine gegebene Zaggelgröße und für gegebenen Temperaturbedarf die Temperatur-
709840/0698 -··/*
differenz zv/ischen dem Zagßel und dem nahe umlaufenden heißen
Gaswirbel relativ konstant: ist. Daher kann aus der Temperatur des heißen Gasen der Zurücknahmepunkt zu Beginn einer abgestimmten
Regelungsperiode bestimmt werden, um den Zaggel auf einer bestimmten Temperatur zu halten. Durch Bestimmung der
Temperatur des Gasmantels um den Zaggel kann also die jeweilige
Zaggeltemperatur ermittelt werden, ohne den Zaggel zu berühren. Damit entwickelt sich auf dem Thermoelement kein Oxidüberzug,
der die Funktion des Thermoelementes stören würde, wie es teilweise
bei bekannten Vorrichtungen der Fall ist.
Bei einer bevorzugten Ausfiihrungsform werden die heißen Gase
von der Verbrennungskammer mit einer Geschwindigkeit zwischen
100 bis 400 fee t/Sekunde (30,4« m/s bis 121,92 m/s) und einer Temperatur von 800° F bis 20000F Jn den Ofen eingebracht. Die
heißen Gase werden tangential gegen die Zaggeloberfläche eingeblasen, um den heißen Gaswirbel um den Zaggel zu erzeugen.
Das in die Ofpnkammer eingebrachte heiße Gas wird besonders durch
Verbrennung des Brennstoffs und der Luft unter Druck in einer zylindrischen Kammer außerhalb der Znggelofenkammer erzeugt.
Auf diese Weise werden der Brennstoff und die Luft miteinander in einem schnellen Wirbel in der Verbrennungskammer vermischt,
um ein Gas sehr hoher Temperatur bei einem relativ hohen Druck von 15 - 40 ounces (425,25 & bis 1134 g) zu erzeugen. Das entstehende
Gas, welches mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 400 feet/Sekundo (30,'»M m/t· bis 121,92 m/s) in die Zaggelofenkammer
eingelassen wird, wird mit einer Geschwindigkeit eingeblasen,
die viel größer als die Geschwindigkeit von 20 bis 60
feet/Sekunde (6,1 m/s bin 18,29 m/s) bei bekannten Systenen ist.
Die Temperatur des eingebrachten Ga^es kann durch ein Seitenleitungssystem
geregelt, werden,welches dem verbrannten Gas, bevor es in die Ofenkammer eingebracht wird, kühlere Luft beimischt,
so daß die Temperatur des eingebrachten Gases reduziert wird, unter den Brennbarkeilsbereich des Brennstoff-Luft-Brennersystems.
Deshalb* ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
709840/0698 .../5
Zaggelofen rai t erhöht era thermischen Wirkungsgrad zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung
eines Zaggelofens, der ohne weiteres auf flüssige oder gasförmige Brennstoffe eingestellt werden kann.
Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zaggelofen zu schaffen, der verb*?sserte Temperaturregelungsfühler
besitzt.
Die genannten und weitere Zielstellungen, Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden aus der folgenden, detaillierten Beschreibung einiger bevorzugter Aus.fUhrungsformen der Erfindung
noch besser verständlich, dabei werden die Figuren zu Hilfe
genommen.
Fig. 1 ist eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Zaggelofens.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht, geschnitten, entsprechend
den Linien 2-2 der Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, entsprechend
den Linien 3-3 der Fig. 1.
Fig. 4 ist ein Schaubild, in dem der Temperaturanstieg des
Zaggels und des Gases im Ofen gegenüber der Zeit aufgetragen ist. Fig. 5 ist eine vergrößerte Draufsicht der Ofendüseneinheit der
in Fig. 1 dargestellten Ausführung form.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Seitenansicht, geschnitten, entsprechend
den Linien 6-6 in Fig. 5.
In Fig. 1, auf die nun näher eingegangen wird, ist ein langgestreckter
fünfzoniger Zaggelofen 10 abgebildet, der einen langen
zylindrischen Aluminiumzaggel 12 aufnimmt und erhitzt, der sich
in Pfeilrichtung 14 bewegt, d.h. in der Fig. 1 von rechts nach links. Der Zaggel wird mit konventionellen Mechanismen bewegt,
die deshalb nicht im Detail beschrieben werden müssen. Auf der linken Seite des Ofens. Blickrichtung entsprechend der Bewegungsrichtung
des Zaggels 12, sind fünf Verbrennungsbrennereinheiten 16 in Linie angeordnet, ,iede dieser Einheiten ist mittels eines
angeflanschten Coaxial-Rohrs 18 mit einer Düseneinheit 40 an eine separate Zone des Ofens 10 angeschlossen. Ein Luftgebläse 20 mit
709840/0698 /(,
Elektromotor, an einem Ende der Linie der Brennereinheiten 16, speist alle Brennerei.nheit.en mit (einer Quelle für) Druckluft.
Auf einer Seite einer Brennereinheit 16, in der Fig. 1 auf der linken Seite, wird die Brennereinheit, durch ein Rohr 22 mit
großem Durchmesser mit Luft, versorgt, das Rohr 22 ist über ein Sammelrohr (nicht darges'ellt) mit dem Hauptgebläse 20 verbunden.
Die Brennereinheit wird wahlweise mit flüssigem Brennstoff
in Form von Öl, durch ein Rohr 24, oder auch mit Gas, durch ein Rohr 26, versorgt, beide Rohre münden über ein glockenförmiges
Glied 20, das an das Luftversorgungsrohr 22 und die Einlassöffnung 30 der Brennereinheit 16 angeschlossen ist, in
die Brennereinheil 16.
Die wahlweise Verwendung von Heizöl, über das Rohr 24, oder von Gas, über das Rohr 26, hängt in erster Linie von wirtschaftlichen
Überlegungen ab, ,je nachdem welcher Brennstoff leichter verfügbar und wirtschaftlicher ist. Das Brennstoff-Luft-Gemisch
wird in dem glockenförmigen Glied 28 entweder durch einen Zündfunkenmechanismus oder durch eine Zündflamme entzündet, und
der vollständige Verbrennungsprozeß erfolgt innerhalb einer horizontalen zylindrischen Kammer 32 innerhalb der Brennereinheit
16. Die Rohre 22, 24 und .26 haben alle flexible Zwischenstücke, so daß die Brennereinheit 16 etwas bewegt werden kann.
Aus Fig. 2, auf die nun näher eingegangen wird, ist ersichtlich, daß die dem Ofen 10 gegenüberliegende Seite der Brennereinheit
16 ein konisch geformtes, sich zur Auslaßöffnung 36 verjüngendes Stück 34 aufweist. Die Auslaßöffnung 36 des Brenners 16 ist
mittels des Rohres 18 mit einer InjektionsdUseneinheit 40 für heiße Gase verbunden, die innerhalb der Ofenkammer 38 des Ofens
10 angeordnet ist.
Das Rohr 18 der DUseneinheit ist durch die Seiten der Wand des Ofens 10 durch eine öffnung 42 geführt. Die Düse 40 kann gegenüber
dem Innenraum der Ofenkammer seitlich bewegt werden, um Zaggel unterschiedlicher Abmessungen durch Verschiebung der
Brennereinheit 16 gegenüber dem Ofen 10, wie durch den Pfeil
angezeigt ist, unterzubringen. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die Brehnereinheit 16 auf einer horizontalen Halterung 68
7098A0/0698 .../7
montiert ist, die breiter als der Sockel ehr Brennereinheit 16
ist. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, wird der Zaggel 12 im Ofen 10 durch eine Vielzahl von Rollen 44 getragen, die auf
Trägern 46, auf dem Boden der Ofenkammer 38, montiert sind. Die Rollen 44 sind mit Zwischenräumen entlang der Längsachse des
Ofens 10 angeordnet.
Der Ofen besitzt einen äußeren Stahlrahmen 48, dieser umgibt und trägt die innere Ofenwand 50, die aus einem feuerfesten Material
besteht. Die obere Innenfläche 52 der Ofenkammer 38 hat, senkrecht zur Längsachse des Ofens 10, ein im wesentlichen halbzylindrisches Querschnittsprofil. Damit bildet sich zwischen der
Oberfläche des Zaggels 10 und der oberen Innenfläche 52 des Ofens 10 ein halbkreisförmiger Raum 54. Der Teil der Ofenwand
56, der unterhalb der Mittellinie des Zaggels 12 bis zum Gestellt 46 reicht, ist im wesentlichen gerade und einwärts geneigt.
Diese Ofenwand 56 ist, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, auf der linken Seite des Zaggels. Die entsprechende, gegenüberliegende
Seite der Kammer hat eine vertikale Wand 58, die gerade und nach außen zu einer Düseneinheit 40 geneigt ist. Damit nimmt
der eigentliche Raum um den Zaggel 12 einen beinahe spitz zulaufenden ovalen Querschnitt an, wobei die Düse 40 im engsten
Teil des Ovals angeordnet, ist. Unterhalb der Düse 40 ist ein nach unten gerichtetes Rohr 60 zu einem erweiterten horizontalen
Sammelrohr 62 geführt, diese Rohre führen die Abgase aus dem Ofeninnenraum 33 ab.
Im folgenden wird näher auf die Fig. 5 und 6 eingegangen. Es ist
ersichtlich, daß die Düseneinheit 40 in Wirklichkeit ein T-Rohr
ist, mit dem kurzen Schaftrohr 18, welches an der Mitte eines langen horizontalen Rohres 64 angeschlossen ist, welches sich
längs der Längsachse einer der Ofenzonen erstreckt. Eine Vielzahl von Einspritzdüsen 66, die aus dem Rohr 64 herausragen, sind
mit Abstand voneinander längs des horizontalen Rohres 64 ange
ordnet. Die Einspritzdüsen sind gegenüber der Horizontalen um
ungeführ 68° in Richtung auf den Zaggel 12 geneigt und richten die heißen Gase, die aus den Düsen austreten, tangential gegen
die Zaggeloberfläche 12.
709840/0698
Das Rohr 18 verbindet die Düseneinheit 40 mit einem vertikalen Flansch 80, welcher wiederum mit einem entsprechenden Flansch
an der Brennereinheit 16 verschraubt ist. Das Rohr 18 besteht aus
einem Paar koaxialer Rohre 70 und 72 aus einer Legierung nach Liste 40 (schedule 40 alloy), so daß zwischen den zwei Rohren 70
und 72 ein Zwischenraum 74 verbleibt. Das innere Rohr 72 ist mit dem horizontalen Rohr 64 verbunden, so daß die heißen Verbrennungsgase
von der Brennereinheit 16 zu den Einspritzdüsen 66 befördert werden. Es darauf hinzuweisen, daß die EinspritzdUsen
66 eine oval geformte öffnung haben, dabei ist die lange Achse des Ovals parallel zur Achse des Zaggels 12.
Ein Rohr 76 führt in den Zwischenraum 74 zwischen den Rohren 70 und 72. Das innere Rohr 72 besitzt öffnungen 78, die eine Verbindung
zwischen dem Zwischenraum 74 und dem inneren Rohr 72 erlauben. Zusätzlich kann Nebenluft durch das Rohr 76 zugeführt
werden, um dadurch die Temperatur des aus den Einspritzdüsen 66 austretenden Gases weiter zu kontrollieren. Diese Luft kann dazu
benutzt werden, die Temperatur des in den Ofen 10 eingebrachten Gases weiter auf eine Temperatur unterhalb der Verbrennungstemperatur innerhalb der Brennereinheit 16 zu reduzieren. Wie
weiter unten erläutert wird, kann die Temperatur des eingebrachten Gases auch dadurch geregelt werden, daß die Menge des
Brennstoff-Luft- Gemisches in der Brennereinheit 16 entsprechend eingestellt wird.
Im folgenden wird genauer auf die Fig. 2, 3 und 4 Bezug genommen. Die Brennstoffversorgung erfolgt hauptsächlich durch eine
oder mehrere Leitungen 84, die mit jeder der Brennereinheiten durch einen Satz einzelner Servo-Ventile 86 verbunden sind. Die
Servo-Ventile 86 werden teilweise durch einen Meisterschalter 88 geregelt. Die Einzelheiten des Meisterschalters 88 brauchen
nicht erläutert zu werden, da solche Schalter bekannt sind. Eine separate Thermoelement-Sonde 90 ist in jeder Ofenzone durch die
Ofenwand geführt und ragt in die Brennkammer 38 hinein. Die Spitzen der Thermoelement-Sonden haben nur einen geringen Abstand
von der Oberfläche des Zaggels 12 und sind damit in einer Position, daß die Temperatur des heißen Gases ermittelt werden
kann, welches um die Oberfläche des Zaggels 12 in einem Wirbel
709840/0698 ../9
zirkuliert. Dadurch daß die Temperatur des heißen, um den Zaggel zirkulierenden Gases nahe am Zaggel ermittelt wird, kann auch die
Temperatur des Zaggels bestimmt werden. Dies ist möglich, da die Temperatur des Zaggels tatsächlich von der Temperatur des heißen
Gases während der Zeit, in der der Zaggel erhitzt wird, um einen relativ konstanten Betrag abweicht. Dies ist aus der Fig. k zu
entnehmen, dort zeigt die obere Kurve 92 den Anstieg der Temperatur des heißen Gases gegenüber der Verweilzeit des Zaggels
im Ofen. Die untere Kurve 94 ist parallel zur oberen Kurve 92 und gibt die tatsächliche Temperatur des Zaggels während der
Heizphase wieder. Es ist erkennbar, daß die zwei Kurven 92 und 94
annähernd parallel zueinander sind. Die ermittelte Gastemperatur, die durch die Kurve 92 wiedergegeben wird, kann daäu benutzt
werden, die Temperatur des durch die Düse 66 eingebrachten Gases zu regeln, dazu kann die Brennstoff- und/oder Luftmenge dosiert
werden, die der Brennereinheit 16 zugeführt wird, oder es kann dazu die Luftmenge dosiert werden, die durch das Rohr 76 zugeführt
und mit den noch nicht eingebrachten Gasen vermischt wird, es können auch beide Maßnahmen gleichzeitig erfolgen. Die Dosierung
erfolgt durch die Servo-Ventile 86, die von dem Meisterschalter 88 gesteuert werden. Das Thermoelement 90 ist elektrisch
an den Meisterschalter 88 gekoppelt.
Wenn der Zaggel beispielsweise auf eine Temperatur von 8000F bis
8250F aufgeheizt werden soll, wird die Brennereinheit 16 so eingestellt,
daß heißes Gas mit einer Geschwindigkeit von mindestens 100 feet/Sekunde (30,48 m/s) in den Ofen eingebracht wird, bis
die Temperatur des zirkulierenden Gases nahe an der Zaggeloberfläche einen Wert von ungefähr 1200°F erreicht hat. Jetzt hat,
wie man weiß, der Zaggel eine Temperatur von ungefähr 8000F. Der
Meisterschalter 88 regelt nun automatisch die der Brennereinheit 16 zugeführten Brennstoff- und Luftmengen so ein, daß die Temperatur
des in den Ofen eingebrachten Gases zurückgenommen wird, so daß die Lufttemperatur bei ungefähr 8000F gehalten wird. Damit
bleibt der Zaggel auf seiner Temperatur von 8000F bis 825°F.
Hinzuweisen ist darauf, daß die gesamte Regelung ohne einen direkten Kontakt zu dem Zaggel 12 erfolgt, somit wird verhindert,
daß sich die Thermoelement-Sonde 90 mit einer Aluminiumoxidschicht überzieht, die andererseits die Funktion des Thermo-
AO elementes stören würde, wie es bei einigen bekannten Vorrichtungen
709840/0698 .../10
geschieht.
In der Praxis regelt der Meisterschalter 88 die Temperatur des eingebrachten Gases im eingeregelten Zustand einfach dadurch, daß
die Brennereinheit zwischen einer Stufe hoher Leistung und einer
Stufe geringer Leistung umgeschaltet wird, wobei gleichzeitig die Menge der Nebenluft, die den Ofendüsen durch die Rohre 76
zugeführt wird, eingeregelt wird. Sobald die Zurücknahmetemperatur
in einer einzelnen Ofenzone erreicht ist, reduziert der Meisterschalter 88 das Brennstoff-Luft-Gemisch, welches der
dieser Ofenzone zugeordneten Brennereinheit 16 zugeführt wird, von einem Zustand starker Flamme auf einen Zustand schwacher
Flamme. Die Menge der Nebenluft durch das Rohr dieser Brennereinheit 16 wird dann in entsprechender Weise eingeregelt, um die
Zurücknahmetemperatur innerhalb der Ofenzone einzuhalten. Die
Einstellungen für Nebenluft und Brennstoff-Luft-Gemisch sind so ausgelegt, daß die Brennereinheit 16 im Zustand geringer Leistung
bei maximaler Nebenluft gerade etwas weniger Leistung hat, als zur Aufrechterhaltung der Zurücknahmetemperatur in der Ofenzone
notwendig ist. Bei anderen Anwendungsformen könnte das Brennstoff-Luft-Verhältnis proportional verändert werden, um die
Temperatur zu regeln.
Wegen des mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Austausches der eingebrachten Gase in Verbindung mit der hohen Gastemperatur und
dem Venturi-Effekt, der durch den ringförmigen Raum zwischen dem Zaggel 12 und der Innenwand 52 des Ofens 10 hervorgerufen wird,
ist der thermische Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Zaggelofens im Vergleich zu konventionellen Einheiten verhältnismäßig hoch.
Beispielsweise sind bei einem Standard-Zaggelofen, der eine Ofenlänge von ungefähr 25 feet (762 cm) und eine Brennerleistung
von ungefähr 9 Millionen B.T.U.s (British.Thermal Units =
Britische Wärmeeinheiten) pro Stunde hat, und der bei Zaggeln mit einem Durchmesser von 7 Zoll (17,78 cm) eine Ausstoßleistung
von 2100 pounds (952,5 Kilogramm) pro Stunde hat, für die Erhitzung des Zaggels 200 B.T.U.s pro pound (453,59 g) oder
420 000 B.T.U.s pro Stunde erforderlich. Ein typischer Wert für den Brennstoffverbrauch liegt bei einem derartigen Ofen bei etwa
5 Millionen B.T.U.s pro Stunde. Dies ergibt einen thermischen
709S40/0698 *-/11
Wirkungsgrad von etwa 8,4 96. Bei dem schnell wirkenden Zaggelofen
gemäß der vorliegenden Erfindung benötigt der Brenner bei ähnlichen Ofen- und Zaggelabmessungen nur eine Leistung von 3»5
Millionen B.T.U.s pro Stunde, und der Brennstoffverbrauch beträgt nur 1 6OO 000 B.T.U.s pro Stunde. Damit liegt der thermische
Wirkungsgrad bei 25 % und ist damit bei weitem höher als bei der
konventionellen Einheit.
Eine Versuchsausführung des erfindungsgemäßen schnell wirkenden
Zaggelofens wurde getestet: Ein Zaggel mit einem Durchmesser von 9 Zoll (22,86 cm) und einem Gewicht von 250 pounds (113,4 k)
wurde vom kalten Zustand, ca. 50°F, in 26 Minuten auf 850°F erhitzt. Der tatsächliche Brennstoffverbrauch betrug 1,25 gallons
(5,68 Liter). Es läßt sich errechnen, daß dazu eine Wärmemenge von 43 000 B.T.U.s benötigt wurde, und daß der Verbrauchte Brennstoff
eine Wärmeinhalt von 175 000 B.T.Us besaß. Dies führt dementsprechend
zu einem thermischen Wirkungsgrad von etwa 24,6 %. Bei einem heißen Ofen kann ein Wirkungsgrad von 30 bis 35 % erwartet
werden, dabei vermindert sich die zur Erhitzung des Zaggels benötigte Zeit auf etwa 20 Minuten.
Daraus ist ersichtlich, daß der schnell wirkende erfindungsgemäße Zaggelofen wesentlich wirtschaftlicher als konventionelle Zaggelöfen
ist, und daß er wesentlich weniger Brennstoff als derartige konventionelle Zaggelöfen benötigt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung
ist es, daß der Ofen aufgrund der Bauart der Brennereinheiten 16 in einfacher Weise an Gas- oder ölbrennstoffe angepaßt
werden kann, ohne daß spezielle Abänderungen erforderlich wären.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Thermoelement Sonden90
vorteilhafterweise in einem Abstand von der Zaggeloberfläche angeordnet, es ist allerdings auch möglich, bei weniger
bevorzugten Ausführungsfοrmen Thermoelemente zu benutzen, die wie
beim Stand der Technik den Zaggel berühren. Jedoch kann bei solchen Thermoelementen davon ausgegangen werden, daß sich an den Thermoelementen
Schwierigkeiten ergeben, da sich die Thermoelemente mit der Zeit mit Aluminiumoxid überziehen.
.../12 709840/0698
Claims (2)
1. Zaggelofen mit einem langgestreckten, beheizten Ofen und einer mechanischen Transportvorrichtungen zum Vorschub eines langgestreckten
Metallzaggels durch die Länge des Ofens, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von Brennereinheiten
vorgesehen ist, die außerhalb und längs der Ofenkammer mit Abstand voneinander angeordnet sind, und die in die Ofenkammer
verbrannte heiße Gase mit hoher Geschwindigkeit in einer Richtung einbringen, die im wesentlichen tangential zur äußeren
Oberfläche des Zaggels und nicht parallel zur Längsachse des Zaggels gerichtet ist, und daß die innere Oberfläche der Ofenkammer
eine im Querschnitt, senkrecht zur Längsachse der Kammer, im wesentlichen konkave Form hat, so daß sich ein ringförmiger
Raum um die Länge des Zaggels ausbildet, und daß dadurch, zur Erhitzung des Zaggels, ein Wirbel heißer Gase rund um den Zaggel
erzeugt wird.
2. Zaggelofen, wie in Anspruch 1, mit regelbaren Brennereinheiten zur Veränderung der Temperatur der heißen in die Ofenkammer eingebrachten
Gase, dadurch gekennzeichnet , daß Temperaturfühler innerhalb der Ofenkammer angebracht sind, daß
diese Fühler nahe beim Zaggel mit Abstand von diesem angeordnet sind, daß diese Fühler die Temperatur des Zaggels ermitteln, indem
sie die Temperatur des der Zaggeloberfläche am nächsten kommenden Teiles des den Zaggel umgebenden heißen Gaswirbels ermitteln, und
daß die Temperaturfühler ein Regelsignal für die Brennereinheiten zur Regulation der Temperatur der heißen in die Ofenkammer eingebrachten
Gase erzeugen.
7 09840/06 9 8 «WN/u. ,n*«ted
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US66923976A | 1976-03-22 | 1976-03-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2710058A1 true DE2710058A1 (de) | 1977-10-06 |
Family
ID=24685622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772710058 Pending DE2710058A1 (de) | 1976-03-22 | 1977-03-08 | Schnellwirkender zaggelofen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4125364A (de) |
JP (1) | JPS52114509A (de) |
DE (1) | DE2710058A1 (de) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4556386A (en) * | 1982-01-04 | 1985-12-03 | Mcelroy James G | Combustion furnace and burner |
US4410308A (en) * | 1982-01-04 | 1983-10-18 | Mcelroy James G | Combustion furnace and burner |
US4444558A (en) * | 1982-09-29 | 1984-04-24 | Daidotokushuko Kabushikikaisha | System for heating broadwise-end portions of metal material |
IT1287570B1 (it) * | 1996-10-11 | 1998-08-06 | Demag Italimpianti Spa | Forno per processi e trattamenti in atmosfera sottostechiometrica |
US6845809B1 (en) | 1999-02-17 | 2005-01-25 | Aemp Corporation | Apparatus for and method of producing on-demand semi-solid material for castings |
US6432160B1 (en) | 2000-06-01 | 2002-08-13 | Aemp Corporation | Method and apparatus for making a thixotropic metal slurry |
US6402367B1 (en) | 2000-06-01 | 2002-06-11 | Aemp Corporation | Method and apparatus for magnetically stirring a thixotropic metal slurry |
US6796362B2 (en) | 2000-06-01 | 2004-09-28 | Brunswick Corporation | Apparatus for producing a metallic slurry material for use in semi-solid forming of shaped parts |
US6399017B1 (en) | 2000-06-01 | 2002-06-04 | Aemp Corporation | Method and apparatus for containing and ejecting a thixotropic metal slurry |
US7024342B1 (en) | 2000-07-01 | 2006-04-04 | Mercury Marine | Thermal flow simulation for casting/molding processes |
US6611736B1 (en) | 2000-07-01 | 2003-08-26 | Aemp Corporation | Equal order method for fluid flow simulation |
US7402039B1 (en) | 2003-03-17 | 2008-07-22 | Mcelroy James G | High velocity pressure combustion system |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2441474A (en) * | 1944-06-14 | 1948-05-11 | Carnegie Illinois Steel Corp | Apparatus for scarfing billets or blooms |
US2540806A (en) * | 1945-10-04 | 1951-02-06 | Selas Corp Of America | Heat-treating furnace |
US2625387A (en) * | 1949-03-17 | 1953-01-13 | Selas Corp Of America | Method of heating |
US2691515A (en) * | 1949-05-19 | 1954-10-12 | Surface Combustion Corp | Forge furnace control |
US3022056A (en) * | 1957-11-29 | 1962-02-20 | Midland Ross Corp | Combustion controls for metallurgical heating furnaces |
US3023478A (en) * | 1960-01-15 | 1962-03-06 | Alonzo G Boyles | Gas-fired kiln |
US3172647A (en) * | 1963-03-26 | 1965-03-09 | Bickley Furnaces Inc | Continuous kiln |
US3539100A (en) * | 1968-08-02 | 1970-11-10 | Granco Equipment | Temperature sensing of billets |
DE2009761B2 (de) * | 1970-03-03 | 1972-06-08 | Koppers-Wistra-Ofenbau GmbH, 4000 Düsseldorf | Kammerofen zur waermebehandlung von metallischem gut |
US3690626A (en) * | 1970-12-04 | 1972-09-12 | Krantz H | Method and equipment for heating gas and maintaining a desired temperature in a plurality of feed ducts |
US3836320A (en) * | 1972-03-17 | 1974-09-17 | Midland Ross Corp | Minimum scale reheating furnace and means relating thereto |
US3813209A (en) * | 1973-02-26 | 1974-05-28 | H Venetta | Preheating of metal scrap |
DE2318971A1 (de) * | 1973-04-14 | 1974-10-24 | Koppers Wistra Ofenbau Gmbh | Verfahren zur ofenbeheizung |
US3868094A (en) * | 1973-06-15 | 1975-02-25 | Bloom Eng Co Inc | Furnace control systems |
US3837794A (en) * | 1973-07-16 | 1974-09-24 | Granco Equipment | Billet heating |
US3854865A (en) * | 1973-11-09 | 1974-12-17 | Hendryx Eng Inc | Kiln for ceramic products |
US4005981A (en) * | 1975-04-28 | 1977-02-01 | Hanley Company | Tunnel kiln |
-
1976
- 1976-12-27 JP JP15663376A patent/JPS52114509A/ja active Pending
-
1977
- 1977-03-08 DE DE19772710058 patent/DE2710058A1/de active Pending
- 1977-04-07 US US05/785,520 patent/US4125364A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS52114509A (en) | 1977-09-26 |
US4125364A (en) | 1978-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19923219B4 (de) | Bodenbrenner mit geringer NOx-Emission und Heizverfahren | |
DE2700671C2 (de) | Blaubrennender Ölbrenner | |
DE2710058A1 (de) | Schnellwirkender zaggelofen | |
DE3636787C2 (de) | ||
DE4231866C2 (de) | Brenner für Gas und Verfahren zum Verbrennen von Gas mit diesem Brenner | |
DE69717880T2 (de) | Energieerzeuger zur Produktion eines heissen Fluidums | |
DE2308470A1 (de) | Flachflammenbrenner fuer schwere fluessige brennstoffe | |
EP0038962A1 (de) | Vorrichtung zur Verbrennung von locker gelagerten Feststoffen mittels eines kontinuierlich beschickbaren Verbrennungsofens | |
DE69207674T2 (de) | Brennereinheit | |
DE3738622C1 (en) | Heating furnace with equipment for recirculating flue gas | |
DE3131200C2 (de) | Metallheizofen | |
DE2054608C3 (de) | Brenneranordnung in Wärmöfen, insbesondere Tiefofen | |
EP0518880B1 (de) | Vorrichtung zur indirekten beheizung von fluiden | |
EP0706010B1 (de) | Heizvorrichtung mit einer Düsenanordnung | |
DE2816674C3 (de) | Kohlenstaubbrenner | |
EP0483520A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur schadstoffarmen Verbrennung von gasförmigen und flüssigen Brennstoffen | |
DE1962839C3 (de) | Vorrichtung zur Verbrennung von Abgas | |
EP0249087B1 (de) | Wärmestrahler zur Grossraumbeheizung | |
DE2447151A1 (de) | Brenner fuer die verbrennung von hydrocarbonaten | |
DE3148172C2 (de) | Druckverdampferbrenner für flüssigen Brennstoff zum Anwärmen einer Hauptbrenneinrichtung | |
DE4032495C2 (de) | ||
DE703403C (de) | ||
DE3031786C2 (de) | ||
DE2644146A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur direkten beheizung eines wirbelschichtofens | |
DE3152948C2 (de) | Druckverdampferbrenner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHJ | Non-payment of the annual fee |