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Kanalofen. Die Erfindung bezieht sich auf Kanalöfen jener Art, bei
denen ein vergaster flüssiger Brennstoff oder ein ähnlicher Brennstoff (im folgenden
allgemein Gas genannt) in geschlossenen Verbrennungskammern verbrannt wird, die
unabhängig von dem Ofen und in der Ofenkammer angeordnet sind und durch welche die
Verbrennungsgase hindurchgesaugt werden, so daß sie nicht mit dem zu brennenden
Gut in Berührung kommen und es beschädigen können, wie sie in den Patentschriften
24967o, 3249o6, 32-1907 und 325o56 beschrieben sind. Bei diesen Ofen war es gebräuchlich,
das Gas und die Luft nur an einem Ptmkte einer jeden Verbrennungskammer zuzuführen,
so däß der , heißeste Teil des Ofens nur einen kurzen Teil der Länge des Ofens einnimmt
und in der- Regel nahezu in der Mitte der Länge des Ofens liegt. Dies hat zur Folge,
daß das Gut, welches langsam und beständig durch den Ofen bewegt wird, der höchsten
Temperatur nur für eine verhältnismäßig kurze Zeit ausgesetzt ist. Es ist jedoch
in manchen Fällen, nämlich beim Brennen von dickwandigem Gesundheitsgeschirr oder
anderer Ware, die eine sehr hohe Temperatur oder eine gute Verteilung der Hitze
erfordert, wünschenswert, daß das Gut der höchsten Temperatur oder wenigstens einer
hohen Temperatur, die zwischen der höchsten Temperatur und der niedrigsten Temperatur
des Ofens
liegt, für längere Zeit ausgesetzt ist, oder daß das Gut
abwechselnd einer hohen Temperatur, dann einer etwas niedrigeren und dann wieder
einer höheren Temperatur nacheinander ausgesetzt wird, so daß eine verhältnismäßig
hohe Temperatur längere Zeit auf das Brenngut einwirken kann und nicht bloß einen
verhältnismäßig kurzen Augenblick wie bei den bekannten Einrichtungen.
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Nach der Erfindung wird nun der Kanalofen, der mit in der Längsrichtung
liegenden Verbrennungskammern versehen ist, so eingeri:@htet, daß in ihm eine verhältnismäßig
1angF Zone von hoher Temperatur oder mehrere Zonen von hoher Temperatur erzielt
werden können, so daß die durch den Ofen hindurchbewegten zu brennenden Waren längere
Zeit einer sehr hohen Temperatur unterworfen sind, oder daß Zonen von höchster Temperatur
gebildet werden, die durch eine oder mehrere Zonen von niedrigerer aber immer noch
hoher Temperatur getrennt sind, so daß eine Kurve, welche die Temperatur an den
verschiedenen Teilen längs des Ofens darstellt, eine längere hoch verlaufende Linie
aufweist, die mehr oder weniger gleichförmig ist oder etwas wellenförmig, während
eine Kurve der früheren Anordnung nur einen einzigen Gipfel von höchster Temperatur
aufweist. Der vordere und der hintere Teil der Kurve zeigt dann in bekannter Weise
eine niedriger verlaufende Linie, welche die niedrigere Temperatur angibt.
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Zu diesem Zwecke wird nach der Erfindung jede Verbrennungskammer,
welche die zum Brennen dienende Hitze an den Ofen abgibt, an verschiedenen Punkten
ihrer Länge mit Brennstoff versorgt. Zu diesem Zwecke wird die Verbrennungskammer
an verschiedenen Punkten ihrer Länge mit Einlässen für Gas und Luft ausgerüstet,
die im folgenden kurz mit Brenner bezeichnet werden. Bei Kanalmuffelöfen ist die
Beheizung durch mehrere hintereinanderliegende Verbrennungsstellen an sich bekannt.
Der Brenner, welcher dem Eingangsende des Brenngutes am nächsten liegt, wird im
folgenden als der vordere Brenner und der Brenner, welcher am weitesten vom Eingang
des Ofens entfernt liegt, als der hintere Brenner bezeichnet, wobei nur die Benutzung
von zwei Brennern angenommen wird.
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Damit eine wirksame und schnelle Verbrennung des Gases in dem vorderen
Brennei nicht durch die Verbrennungsgase des hinteren Brenners ungünstig beeinflußt
wird, ist es in vielen Fällen wünschenswert, daß die Verbrennungsräume unabhängig
voneinander sind, so daß das einem jeden zugeführte Gas mit reiner Luft verbrannt
werden kann.
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Um dies Ergebnis zu erzielen, können die Verbrennungskammern so eingerichtet
sein, daß die Verbrennungsgase von dem hinteren Brenner förtgeleitet werden können,
ohne mit der dem vorderen Brenner zugeführten Luft bzw. dem Gas in Berührung zu
kommen, so daß die Verbrennung des dem vorderen Brenner zugeführten Gases unabhängig
von dem dem hinteren Brenner zugeführten Gas erfolgen kann. Auf diese Weise kann
die höchste' Verbrennungstemperatur schnell und zweckmäßig bei jedem Brenner erzielt
werden, so daß zwei Zonen von einer Höchsttemperatur mit jedem beliebigen Abstand
voneinander . erzielt werden können. Natürlich können auch mehr als zwei voneinander
unabhängige Brenner angeordnet werden, um jede gewünschte Hitzwirkung zu erzielen.
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Die in der Längsrichtung verlaufenden Verbrennungskammern können in
verschiedener Weise eingerichtet werden, um unabhängige Brenner für die -Verbrennung
des zugeführten Gases zu gewinnen.
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Die heißen Verbrennungsgase des hinteren Brenners können zu einem
Schornstein oder einer Aufnahmekammer fortgeleitet werden. Um jedoch die Hitze solcher
Verbrennungsprodukte auszunutzen, können sie nach vorne zu einem Punkte vor dem
vorderen Brenner geführt werden, um schließlich mit den Verbrennungsgasen dieses
Brenners gemischt zu werden. Die Hitze der gemischten Verbrennungsgase kann dazu
benutzt werden, Brenngut in dem vorderen Teil des Ofens zu erhitzen. Zu diesem Zweck
ist eine Nebenleitung notwendig, welche auf der Innenseite oder der Außenseite der
Verbrennungskammer angeordnet sein kann.
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Auf den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen eines derartigen
Ofens dargestellt. Abb. i zeigt im Grundriß nach der Linie A -A
von
Abb. a schematisch einen Teil des Kanalofens.
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Abb. a und 3 sind Querschnitte nach den Linien B-B und C-C von Abb.
z.
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Abb. q. bis 7 zeigen schematisch andere Ausführungsformen des Ofens.
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In Abb. 8 und 9 ist eine weitere Abänderung dargestellt, und zwar
zeigt Abb. 8 einen senkrechten Längsschnitt nach der Linie D-D von Abb. 9, während
Abb.9 einen Grundriß nach der Linie E-E von Abb. 8 zeigt.
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Abb. =o bis i2 zeigen im senkrechten Längsschnitt weitere Abänderungen.
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Bei der in Abb. i bis 13 dargestellten Ausführungsform mit einer inneren
Nebenleitung ist die innere in der Längsrichtung liegende Verbrennungskammer a der
Länge nach durch eine senkrechte Scheidewand b in zwei Abteilungen c und cl geteilt,
die im Querschnitt nahezu übereinstimmen. Jede Abteilung ist mit einem Einlaß d
oder dl für das Gas und einem Einlaß e oder e1 für die Luft versehen. Die Einlässe
d und dl für das Gas sind um eine gewisse
Entfernung in der Längsrichtung
gegeneinander versetzt, zun den vorderen und den hinteren Brenner zu bilden. Die
Einlässe e und ei für die Luft können, wie dargestellt, dicht nebeneinander hinter
dem hinteren Gaseinlaß dl angeordnet werden, wobei sie durch eine Längsscheidewand
b1 getrennt werden können, die aber auch fortfallen kann. Statt dessen kann auch
eine einzige Luftzuleitung hinter dem hinteren Gaseinlaß dl vorgesehen werden. Die
Anordnung zweier getrennter Lufteinlässe ist aber vorzuziehen.
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Die Gas- und die Lufteinlässe werden mit besonderen Schiebern f und
g oder ähnlichen Einrichtungen geregelt. Gewünschtenfalls können noch andere Schieber
vorgesehen werden, tun den Fluß der Verbrennungsgase durch die getrennten Abteilungen
c und cl unter der Einwirkung eines Schornsteins oder eines Ventilators zu regeln.
An einem Ende können die beiden in der Längsrichtung angeordneten Kammern in einen
ungeteilten Teil der Verbrennungskammer münden. Die Gas- und Lufteinlässe können
am Boden und an der Decke der Verbrennungskammer angeordnet werden, und der Teil
h der Kammer, welcher die Gaseinlässe d
bzw. dl umfaßt und gewissermaßen
eine Feuerbuchse bildet, kann von dem übrigen Teil der Kammer getrennt angeordnet
werden, wobei er in der Weise mit den übrigen Teilen zu verbinden ist, daß der Teil
lt mit der Verbrennungskammer sich nach Bedarf ausdehnen oder zusammenziehen kann.
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Die ganze Verbrennungskammer kann in der üblichen Weise auf einem
Sandbett angeordnet sein, um sich frei ausdehnen und zusammenziehen zu können. An
dem kühleren Ende kann eine Ausdehnungshülse i vorgesehen werden. Zweckmäßigerweise
wird die Kammer c, welche den vorderen Brenner d umfaßt, auf der dem Brennraum zugekehrten
Seite angeordnet, während die andere Abteilung cl auf der äußeren Seite liegt.
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Infolge der beschriebenen Anordnung wird die dem vorderen Brenner
d zugeführte Luft auf eine hohe Temperatur erhitzt, während sie durch den hinteren
Teil der Längskammer c strömt, die der anderen Längskammer cl für den hinteren Brenner
dl benachbart ist, so daß eine sehr wirksame Verbrennung des Gases bei dem vorderen-Brenner
d herbeigeführt wird und die gewünschte hohe Temperatur auf billige Art erzielt
wird. Die Verbrennungsgase von beiden Brennern werden nachher in dem ungeteilten
Teil cal der Verbrennungskammer miteinander gemischt, und ihre Hitze wird in dieser
Kammer ausgenutzt sowie in etwa mit ihr verbundenen Heizröhren.
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Die Längsscheidewand b der Verbrennungskammer kann aus aufeinandergesetzten
Platten aus feuerfestem Stoff, z. B. Garborund o. dg1., hergestellt werden. Diese
Platten können, wenn erforderlich, mit Flanschen versehen werden, wie bei b= in
Abb. 3 dargestellt, um ihnen die gewünschte Festigkeit zu geben. Die Verbindung
bei j zwischen dem oberen Ende der Scheidewand b und der Decke der Verbrennungskammer
wird zweckmäßigerweise durch sandigen Ton bewirkt, welcher eine Verschiebung gestattet,
um bei einer Ausdehnung der Teile die erforderliche Bewegung zu ermöglichen. Die
Scheidewand und ihre Verbindung mit der Kammer braucht nicht durchaus luftdicht
zu sein, da kleine Undichtheiten die gewünschte Wirkung des Brenners nicht wesentlich
beeinträchtigen.
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Bei der in Abb. ,4 dargestellten abgeänderten Ausführungsform erstreckt
sich die Längsscheidewand b nur von dem vorderen Gaseinlaß d des vorderen Brenners
nach vorne. Sie ist an diesem Punkt mit einer Querwand b2 verbunden,' so daß eine
Längskammer c gebildet wird, die an dem hinteren Ende geschlossen und dort an der
Decke mit einem Lufteinlaß e versehen ist.
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Die Längsscheidewand kann auch wagerecht angeordnet. werden, wobei
natürlich die Gas-und Lufteinlässe entsprechend angeordnet werden müssen, da dann
die Kammern übereinanderliegen.
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Bei der in Abb. 5 dargestellten abgeänderten Ausführungsform ist jede
Verbrennungskammer an der Stelle, wo der vordere Brenner d liegt, mit einem mittleren
Rohr k aus feuerfestem Stoff versehen, durch welches die Verbrennungsgase aus dem
hinteren Brenner dl hinter die Verbrennungszone des vorderen Brenners geführt werden
können, um sich dort mit den Verbrennungsgasen dieses Brenners an dem Punkte a der
Kammer zu mischen.
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VVie in Abb. 6 dargestellt, kann auch in der Verbrennungskammer cc
ein Rohr m angeordnet sein, um Luft zu dem Gaseinlaß d des vorderen Brenners zu
führen und die sich dort entwikkelnde Flamme vor den Verbrennungsgasen, die von
dem hinteren Brenner dl zugeführt werden, zu schützen.
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In Abb. 7 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der die
Verbrennungskammer a hinter dem vorderen Brenner d mit einer Querwand ia versehen
ist, die sie in zwei Längsteile cc3 und a4 teilt. Ein äußerer Nebenkanal o verbindet
den hinteren Teil a4 mit dem vorderen Teil a3 an einem Punkte, wo die Verbrennungsgase
des hinteren Brenners dl die Verbrennung beim vorderen Brenner d nicht mehr beeinträchtigen.
Der Nebenkanal o kann unter der Verbrennungskammer oder auch in der Seitenwand oder
in der Decke des Ofens angebracht sein.
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In Abb. S und 9 ist eine Ausführungsform einer Verbrennungskammer
dargestellt, die mit
einer Anzahl von besonderen hintereinander
angeordneten Brennern oder Verbrennungszonen t- versehen ist, deren Decken s stufenartig
in verschiedener Höhe angeordnet sind.. An einer Seite ist eine Längsscheidewand
t vorgesehen. jeder Brenner r hat an einem Ende einen Einsaß d im Boden für Gas
und einen Endeinlaß e für Luft aus einer Heißluftzuführungskammer re, die an einer
Seite der Scheidewand t angeordnet ist. An dem anderen Ende steht jeder Brenner
oder jede Verbrennungszone r durch einen seitlichen Au-;laß v mit der Rauchableitung
w in Verbindung, die auf der anderen Seite der Scheidewand t liegt und die heißen
Verbrennungsgase aller Brenner aufnimmt und in den vorderen Teil ar der Verbrennungskammer
a oder in den Schornstein führt.
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Bei den beschriebenen Einrichtungen wird die größte Hitze bei jedem
Brenner erreicht. Es wird eine verlängerte Heizzone von im wesentlichen gleichförmig
hoher Temperatur erzielt, durch welche das Brenngut hindurchwandern muß, obgleich
die Brenner in der Längsrichtung einen gewissen Abstand voneinander haben. Dies
wird dadurch erzielt, daß die heiße Luft unter, um und über die Verbrennungskammern
hinweggeleitet wird und dann nach unten durch den offenen Brennkanal.
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In einigen Fällen können die Brenner in Reihe angeordnet werden, so
daß die Verbrennungsgase, die mehr oder weniger mit Luft gemischt von dem hinteren
Brenner kommen, durch den Verbre:inungsraum des vorderen Brenners, welchem Luft
tind Gas gesondert zugeführt «-erden hindurchströmen müssen.. Bei dieser Anordnung
«erden an Stelle von kurzen Flammen i oder Zonen von hoher Temperatur, wie sie mit
den bekannten Einrichtungen erzielt werden, lange Flammen von geringerer Temperatur
erzielt. Diese Anordnung wird bezüglich des Brennstoffverbrauchs nicht so sparsam
sein wie die ersterwähnte und kann auch nicht so leicht geregelt werden. Bei beiden
Anordnungen werden aber Zonen erzielt, in denen das Brenngut auf einem längeren
Wege einer hohen Temperatur ausgesetzt ist.
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Abb. io zeigt im senkrechten Längsschnitt eine Ausführungsform, die
nach der erwähnten zweiten Anordnung arbeitet. d und e sind die Gas- und Lufteinlässe
des vorderen Brenner und dl und er die des hinteren Brenners. Die Verbrennungsräume
beider sind in freier Verbindung miteinander.
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Abb. ii zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei welcher das Gas
durch ein Rohr D zugeleitet wird, welches mit einer Anzahl von Brennerauslässen
d, dl .... d4 versehen ist, die in der Längsrichtung hintereinander
angeordnet sind und denen allen die Luft von dem einen Ende der Verbrennungskammer
a durch ein Rohr E oder auf andere Weise zugeführt wird. Die Verbrennungsgase aller
Brennerflammen fließen nach vorne in dem vorderen Teil der Verbrennungskammer a
zusammen.
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Abb. 1z zeigt eine Abänderung von Abb. ii, bei welcher die Luft durch
ein Rohr E zugeführt wird, welches mit einer Anzahl Auslässen e, e1 . . . . e4
versehen ist, während das Gas durch ein Rohr D zugeleitet wird und durch die aus
den erwähnten Luftauslässen kommende Luft verbrannt wird.