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Flammofen mit an der Stirn und den Seitenflächen liegenden, aus Luft-
und Gaskanal bestehenden Brennern. Die Erfindung betrifft einen. Flammofen mit an
sich bekannten reduzierenden und oxydierenden Brennern, von denen der reduzierende
Brenner parallel ausmündende Luft- und Gaskanäle hat, während die oxydierenden Brenner
je durch eine senkrecht in den wagerechten Teil des Luftkanales einmündende Gasleitung
gebildet werden.
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Die Erfindung bezweckt, die Länge der Flamme sowie die Natur der durch
sie im Ofen geschaffenen Atmosphäre zu regeln. Zu dem Zweck wird ein am Stirnende
des Ofens gelegener reduzierender Brenner mit seitlich angebrachten oxydierenden
Brennern gleichzeitig angewendet, und zwar besteht der reduzierende Brenner aus
einer dem Herdraum zunächst liegenden Gasleitung und einer Luftleitung, die beide
senkrecht nebeneinander aufsteigen, durch eine Zwischenwand voneinander getrennt
sind und parallel zueinander in eine mit dein Herdraum in Verbindung stehende Vorkammer
einmünden; die Seitenbrenner bestehen dagegen aus je einem Gaskanal, der senkrecht
in einen 'wagerechten Luftkanal einmündet.
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Durch Änderung der Höhe der die beiden Kanäle des reduzierenden Brenners
trennenden Zwischenwand kann man die Stelle regeln, wo die Flamme entsteht, - und
in allen Fällen die heißeste Stelle der Flamme an einen bestimmten Punkt des Herdraumes
bringen, selbst dann, wenn- der Ofen mit anderem Gas gespeist oder unter anderen
Bedingungen betrieben wird; als man zunächst vorgesehen hatte. Dieses Ergebnis wird
durch den Umstand vollendet, daß man vermöge der Seitenbrenner, die senkrecht zur
reduzierenden Flamme gerichtete Flammen liefern, die Entwicklung der reduzierenden
Flamme durch die vtin den Seitenflammen erzeugten Wirbel beeinflussen und nach Belieben
die Länge der Gesamtflamme verringern kann. Überdies ermöglichen die Seitenbrenner
eine leichte Regelung der Ofenatmosphäre, so daß sie nach Belieben oxydierend, -
reduzierend oder neutral sein kann, was sehr vorteilhaft ist, um den Ofen. für verschiedene
Zwecke verwenden zu können, z. B. zum Schmelzen verschiedener Metalle sowie zum
Oxydieren oder Reduzieren von Erzen. Ordnet man die Brenner so an, daß die Flammen
.der oxydierenden Brenner die reduzierende Flamme nur in ihrem oberen Teile treffen,
so kann der entstehende Wirbel den reduzierenden Charakter der Flamme des reduzierenden
Brenners nicht aufheben, sondern er wird lediglich auf die Länge dieser Flamme einwirken
und so dazu beitragen, die beste Wirkung im Ofen zu erzielen,
Auf
den Zeichnungen stellt Fig. x einen Längsschnitt nach der Linie A -A
in Fig.
2 dar, und Fig. 2 bis 1o zeigen Schnitte nach den Linien J-1, G-G, H-H, C-C, D-D,
E-E, K-K, B-B, F -F.
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Der Ofen hat einen Herdraum a, einen reduzierenden Brenner b (Fig.
1), einen doppelten oxydierenden Brenner c (Fig. 5), zwei Verteiler d und
e, einen für das Gas und den anderen für die Luft (Fig. _, 2, 6 und 7), sowie
Gas- und Luftleitungen, von denen die mit f und g bezeichneten den reduzierenden
Brenner und die anderen h und i, y und le den doppelten oxydierenden
Brenner (Fig. 2 und 5) speisen. Im Ausführungsbeispiel sind alle diese Leitungen
in der Längsrichtung des Ofens angebracht.
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Der Herdraum a hat beispielsweise eine Arbeitstür 1, eine Sohle
na, eine Abstichöffnung it und stets eine oder mehrere Öffnungen o und P
(Fig. 1, 3 und 8) für den Abzug der Verbrennungsrückstände.
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Der reduzierende Brenner b hat parallele senkrechte Kanäle und ist
hinter dem Herdraum vorgesehen. Er besteht aus einer Kammer q, in welche die beiden
parallel zueinander verlaufenden Ströme aus den Gas- und Luftleitungen r und s eintreten.
Die Austrittsmündung der Kanäle r und s zum Herd q liegt tiefer als die Herdsohle.
Durch mehr oder weniger ausgeprägtes Tieferlegen dieser Mündung mittels Senkens
oder Hebens der die Kanäle y, s trennenden Wand t regelt man den Abstand
zwischen dem Eingang zum Herdraum und der Stelle, wo die Flamme entsteht. Man hat
damit ein Mittel, um den heißesten Teil der Flamme an die Stelle im Herdraum zu
verlegen, wo jeweils die größte Hitze erforderlich ist.
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Die Kammer q bildet mit dem Herdraum eine ununterbrochene Leitung
ohne Unebenheiten, die zu Wirbelströmungen Veranlassung geben könnten, so daß von
den Mündungen der Kanäle y und s bis zum Rauchabzug o, p die Gas- -und Luftströme
parallel verbleiben und die Verbrennung sich allmählich auf der ganzen Länge ihres
Weges vollzieht. Wird dabei Vorkehrung getroffen, daß sich der Gasstrom unterhalb
des Luftstromes befindet, so bleibt ein Gasüberschuß in Berührung mit dem im Herd
zu behandelnden Gut, der die reduzierende Wirkung um so besser sichert.
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Jeder der Kanäle y und s ist durch eine Mauer it und v in zwei Teile
unterteilt (Fig.1, 2 und 3). Entsprechende Mauern w und x sind in
den zu den Kanälen y und s führenden Kanälen f und g. Diese Unterteilung soll bewirken,
daß eine gleichmäßige Flamme auf dem ganzen Querschnitt des Herdraumes erzielt wird.
Die oxydierenden Brenner (Fig. 5) bestehen in bekannter Weise aus senkrecht verlaufenden
Luft- und Gaskanälen, welche in wagerechte Kanäle x übergehen. Diese münden an den
Seiten des Herdraumes aus. Es können z. B. fünf Einzelbrenner x auf jeder "Ofenseite
vorhanden sein, die quer zum Herdraume gerichtete Flammen liefern.
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Um diese Brenner zu speisen, ist zu beiden Seiten des Ofens ein Sammelkanal
y für die Luft und daneben ein solcher z für das Gas vorgesehen (Fig. 3). Die Sammelkanäle
y und z werden durch die Hilfsleitungen i und h auf der einen Seite des Ofens
und k und j auf der anderen Seite des Ofens mittels Kanäle 2, 3, 4 und 5 mit Gas
und Luft gespeist (Fig. 2, 3, 5, 9 und 1o).
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In jedem der Einzelbrenner x wird die ansteigende Luft senkrecht zum
Gasstrom abgelenkt, so daß an der Entzündungsstelle die beiden Ströme senkrecht
zueinander stehen; es tritt somit eine schnelle Mischung ein.
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Auf der Zeichnung sind die Brennerschlitze 1 nur auf einem Teil der
Länge des Herdraumes dargestellt, sie könnten aber auch in der ganzen Länge desselben
vorhanden sein.
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Die Verteilung der Luft und des Gases zu den Brennern vollzieht sich
in folgender Weise Das Gas, das unmittelbar von einem Gaserzeuger kommen oder zuvor
in einer Wä.rmewiedergewinnungseinrichtung erhitzt worden sein kann, tritt durch
einen Kanal in den Verteiler d ein, der aus einem unteren wagerechten Kanal, in
welchem drei Ventile 6, 7 und 8 (Fig.1, 2 und 7) eingebaut sind, und einem oberen
wagerechten Kanal besteht, der in drei den Ventilen 6, 7 und 8 entsprechenden Abteilungen
unterteilt ist, die zu den entsprechenden Leitungen h, y, f führen.
Die Ventile 6, 7 und 8 ermöglichen es, wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, das Gas entweder
durch den Kanal f in den Reduktionsbrenner oder durch die Kanäle lt und j zum doppelten
oxydierenden Brenner zu leiten.
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In ähnlicher Weise wird die von dem oder den Wärmerekuperatoren kommende
heiße Luft durch den Verteiler e (Fig. x, 2 und 6) gesteuert. Die Rekuperatoren
können unterhalb des Ofens oder auch außerhalb des Ofens liegen.
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Der Abzug der Verbrennungsgase erfolgt durch die Öffnungen o und p
(Fig. 1, 3 und 4) in: senkrechte Kanäle 9 und 1o. Diese führen zu wagerechten Kanälen
i1, die in Fig. 2 gestrichelt dargestellt sind. Von diesen Kanälen 11 treten die
Verbrennungsgase aus, um sich im Kanal 12 zu vereinigen, der sie dem Schornstein
zuführt. Eine Mauer 13 (Fig. 1, 2 und 4) trennt in den Kanälen ix und 12 die aus
dem Kanal 9 kommenden Gase von denjenigen des Kanales io. Auf diese Weise ist die
Zugwirkung
ungefähr dieselbe auf beiden Seiten des Ofens, unabhängig
von der Lage des Schornsteins mit Bezug auf den Ofen (Fig. x, 2 und 4).
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In der Fig. i ist bei 14 ein Verschluß angeordnet, der zur Ausführung
von Ausbesserungen und zur Änderung der Höhe der Mauer t entfernt werden kann. Auch
sind Schaulöcher 15 vorgesehen, um den Gang des Ofens beobachten zu können.
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Ein Schieber 16 (Fig. _)' ermöglicht eine Regelung des reduzierenden
Brenners. Schieber 17 (Fig. 5) dienen zur Regelung jedes einzelnen oxydierenden
Brenners. Schließlich sind für die abziehenden verbrannten Gase zwei Schieber 18
vcrgesehen (Fig. 4), die den Querschnitt der senkrechten Kanäle 9 und =o nach Belieben
zu ändern gestatten.
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Der beschriebene Ofen ist ein Flammofen; man kann jedoch den Herdraum
anders gestalten, um den Ofen für die verschiedensten Zwecke zu benutzen; man kann
z. B. im Herdraum Tiegel, Muffeln, Retorten oder irgendein Arbeitsgut unterbringen.
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Insbesonders kann der als Flammofen ausgebildete Ofen zum Schmelzen
von Metallen benutzt werden. Bei Ofen, die nicht ununterbrochen im Betriebe sind,
ist gewöhnlich das Anheizen schwierig. Der beschriebene Ofen ermöglicht in diesem
Falle ein rasches Anheizen mittels des oxydierenden Brenners oder durch das Zusammenarbeiten
dieses Brenners mit dem reduzierenden Brenner. Er gestattet ferner einen reduzierenden
Betrieb mit dem Reduktionsbrenner allein. Dieser letztere Punkt ist sehr wesentlich
für das Schmelzen.
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Am Ende des Herdraumes können selbstverständlich an Stelle eines reduzierenden
Brenners der beschriebenen Art deren mehrere angeordnet werden.