DE3932708A1 - Wirbelbettofen - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Wirbelbettofen, insbe­ sondere zum Entlacken von Gegenständen in einer heißen wir­ belnden Feststoffschicht, wie Sand oder dgl., der im Ober­ begriff des Hauptanspruches angegebenen Art.

Ein Prospektblatt der Firma DINAMEC aus 9140 Zele (Bel­ gien) zeigt einen gattungsgemäßen Wirbelbettofen. Andere Konstruktionen zeigt ein Prospektblatt der Firma Schwing Verfahrenstechnik aus 4133 Neukirchen-Vluyn. In der Zeit­ schrift "Fachberichte, Hüttenpraxis Metallverarbeitung, Heft 9, September 1985, Seiten 734 ff., ist ebenfalls ein Wirbelbettofen beschrieben und entsprechende Hinweise. Die­ sen Lösungen ist gemeinsam, daß sie das Wirbelgas/Luftge­ misch von unten durch eine Lochplatte hindurch in das Wir­ belmedium, z. B. den Sand, einleiten. Eine derartige poröse Bodenplatte zeigt beispielsweise auch die DE-PS 35 43 423, DE-PS 27 40 581, DE-PS 34 25 519 oder US-PS 38 61 862, um nur einige Literaturstellen zu nennen.

Neben dem Problem der Gas/Luftzuführung ins Wirbelbett liegt ein weiteres Problem in der Verhinderung des Wirbel­ bettmediumrücklaufes in die Zuführorgane, wenn der Ofenbe­ trieb abgeschaltet wird sowie in der Optimierung der Nach­ verbrennung und der Entsorgung der Anlage.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der dieses Gesamtproblem optimal gelöst wird, wobei eine störungsfreie Zufuhr des Gas/Luftgemisches individuell als optimale Nachverbrennung und Entsorgung der Schwelgase, die gerade bei dem hier vorgesehenen Einsatzgebiet von be­ sonderer Bedeutung sind, gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Wirbelbettofen der eingangs bezeichneten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Mehrzahl von Düsenrohren im Bodenbereich des Ofens mit zum Boden des Ofens ausgerichteten Düsenrohren inner­ halb eines Scherbenbettes vorgesehen ist.

Diese vergleichsweise einfache Gestaltung der Gas/Luftzu­ fuhr im Bodenbereich, bewirkt eine Fülle von Vorteilen zur Lösung der oben formulierten Aufgabe. So entfällt hier der bekannte und sehr kritische Bereich der Lochplatte im Bo­ den des Wirbelbettofens. Eine kompakte Bauweise ist ebenso möglich, wie eine Vermeidung aufwendiger Wartungsarbeiten, wie sie bei diesen bekannten Düsenböden bzw. Anströmböden dann und wann notwendig werden.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zur Trennung der Umge­ bung benachbarter Düsenbereiche der Düsenrohre im Bodenbe­ reich Wirbelbettleitbleche vorgesehen sind.

Damit läßt sich eine optimale Verteilung der Wirbelung im Ofenbett erreichen, die eine sehr homogene Wirbelschich­ tung ergibt, was bei bekannten Lösungen nur durch sehr auf­ wendige Düsenbodengestaltungen erreichbar ist.

Die Erfindung sieht auch vor, daß die Bohrungen in den Dü­ senrohren relativ zu ihren Bohrungsdurchmessern eine axi­ ale Erstreckung aufweisen, die das Eindringen von Fest­ stoffpartikeln des Wirbelbettes in das Rohrinnere verhin­ dern. Hier macht sich die Erfindung die Erkenntnis zu­ nutze, daß rieselfähige Produkte vergleichsweise kurze Steighöhen in dünnen Bohrungen aufweisen, da die Feststoff­ partikel sich an der Wand abstützen, dann selbst behindern und sperren, wodurch das Eindringen, beispielsweise des Sandes, in die Düsenrohre vermieden wird. Bei Anfahren des Ofens werden alle Düsenrohre sofort freigeblasen.

Eine Maßnahme, die zusätzlich ein weiteres Einrieseln bei Abschalten des Ofens verhindert, liegt darin, daß der Wir­ belbettofen mit einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines geringfügigen Überdruckes in den Düsenrohren bei ab­ geschaltetem Wirbelbett versehen ist.

Um eine optimale An- und Ausströmung in den Düsenrohren zu erreichen, kann zusätzlich nach der Erfindung vorgesehen sein, in den Düsenrohren ein zentrales Zuführrohr mit mit­ tiger, nach oben weisender Ausströmöffnungen vorzusehen.

Es hat sich gezeigt, daß dadurch eine optimale Strömunsge­ schwindigkeitsverteilung in einzelne Düsenbohrungen er­ reichbar ist, was zur Ausbildung des oben erwähnten homoge­ nen Wirbelbettes mit beitragen kann.

Um die kompakte Bauweise zu ermöglichen, ist vorgesehen, daß der Nachbrennraum im wesentlichen von dem Ofendeckel gebildet wird, mit einem Sauggebläse im Abzugskanal zur Er­ zeugung eines geringfügigen Unterdruckes in der Nachbrenn­ kammer.

Mit diesen Maßnahmen wird eine besonders einfache Konstruk­ tion gerade auch des Deckels erreicht, da keine Rücksicht auf besondere Undichtigkeiten genommen werden muß. Ein Aus­ strömen von Schwelgasen oder Brenngasen aus dem Brennraum in die Umgebung des Ofens wird durch den minimal aufrecht­ erhaltenen Unterdruck in der von dem Deckel gebildeten Nachbrennkammer mit Sicherheit vermieden.

Ein weiterer Vorteil des Nachbrennraumes unmittelbar über dem gesamten Wirbelbett im Deckel liegt darin, daß die ver­ brennenden Schwelgase gleichzeitig zur Aufheizug des Wir­ belbettes beitragen.

Es kann auch vorgesehen sein, daß im Übergangsbereich vom oberen Ofenrand zur Nachbrennkammer Rückführschrägen für ggf. ausgetragenes Wirbelbettmaterial vorgesehen sind, wo­ bei zur Optimierung der Betriebsbedingungen zusätzlich vor­ gesehen sein kann, daß der Nachbrennkammer folgend ein Wär­ metauscher den nachfolgend angeordneten Saugventilatoren zugeordnet ist.

Damit wird nicht nur, wie oben schon erwähnt, ein gewisser Unterdruck in der Nachbrennkammer erzeugt, sondern ein op­ timales Strömungsverhalten auch im Abzugskanal mit dem dar­ in angeordneten Wärmetauscher.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Schnitt durch den Wirbelbettofen nach der Erfindung etwa gemäß wie in I-I,

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung der Rückansicht des Ofens,

Fig. 3 eine vereinfachte Wiedergabe im Schnitt durch den Bodenbereich des Ofens und in

Fig. 4 eine Detailansicht des oberen Ofenrandes.

Der allgemein mit 1 bezeichnete Wirbelbettofen besteht aus dem eigentlichen Ofenraum 2 einer Nachbrennkammer 3 und einem Rauchgasabzug 4.

Im Bodenbereich 2a des Ofens 2 ist eine Mehrzahl von Düsen­ rohren 5, gespeist von einem Verteilerrohr 6 vorgesehen, deren Ausgestaltung in Fig. 3 näher dargestellt ist. Dabei sind die Düsenrohre 5 als Doppelrohre ausgeführt mit einem zentrischen Zuführrohr 7 und einer nach oben weisenden Aus­ strömöffnung 8, wobei die Düsenrohre 5 beidseitig geschlos­ sen als Kammer ausgebildet sind. Nach unten, d. h. zum Bo­ den 2a weisend, sind eine Mehrzahl von Düsenbohrungen 9 vorgesehen, aus denen ein Gas/Luftgemisch austreten kann. Umgeben sind die Düsenrohre 5 von einem Scherbenbett, all­ gemein mit 10 bezeichnet, das beispielsweise aus groben Kiesel bestehen kann. Das Wirbelbett selbst trägt das Be­ zugszeichen 11, als Wirbelbettmedium kann zum Beispiel fei­ ner Sand vorgesehen sein.

Dem Wirbelbett- bzw. Ofenraum 2 folgend, ist ein Nachbrenn­ bereich 3 vorgesehen, wobei unmittelbar über dem ausgehil­ deten Wirbelbett 11 Brenner 12 angeordnet sein können, die das aus dem Wirbelbett austretende Brenngas/Luftgemisch zünden oder zusätzlich Brenngase zuführen, um die austre­ tenden Schwelgase vollständig zu verbrennen. Die gesamte Nachbrennkammer wird im wesentlichen von dem mit 13 be­ zeichneten Deckel umgeben, die Brennkammer ist dadurch bis in Abzug 4 geführt. Dort kann ebenfalls für eine weitere Nachverbrennung gesorgt werden, z. B. durch zusätzliche Brenner, mit 14 bezeichnet.

Dem Abzug 4 zugeordnet ist, vereinfacht wiedergegeben, ein Wärmetauscher 15 sowie ein Sauggebläse 16 mit Saugmotor 17 der aus der Nachverbrennung stammenden Gase, sondern auch zum Aufbau eines geringfügigen Unterdruckes in der Nach­ brennkammer 3, wodurch etwaig auftretende Undichtigkeiten am Deckel 13 kompensiert werden.

Die Zuführungen der zu behandelnden, beispielsweise zu ent­ lackenden Gegenstände ist vereinfacht durch die gestrichel­ te Linie 18 in Fig. 1 dargestellt.

Schließlich zeigt Fig. 4 die Ausbildung des oberen Randes des Ofenraumes 2 mit einem Abweisblech für Wirbelbettmate­ rial bzw. ein Leitblech 19 und einer Ringrohrleitung 20 mit Düsenöffnungen 21 durch die Nachverbrennluft eingebla­ sen werden kann, die gleichzeitig als Kühlung des Ofenran­ des dient. Gleichzeitig kann durch geringe Gas- und Strö­ mungsgeschwindigkeiten in diesem Bereich der Sandaustrag aus dem Wirbelbett auf ein Minimum reduziert werden.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Er­ findung in vielfacher Hinsicht abzuändern ohne den Grundge­ danken zu verlassen. So kann beispielsweise auch noch hin­ ter dem Deckelbereich eine Nachverbrennungsluftzuführung zusätzlich vorgesehen sein. Die mit 22 bezeichneten Rück­ führschrägen für ggf. ausgetragenes Wirbelbettmedium kön­ nen auch im Frontbereich des Deckels vorgesehen sein. Die zwischen den Düsenrohren 5 in Fig. 2 gestrichelt angedeu­ teten Leitbleche 23 können auch wenigstens in den Randbe­ reichen geneigt angestellt sein, um eine optimale Durch­ wirbelung des Wirbelbettes zu erreichen und dgl. mehr.

Claims (9)

1. Wirbelbettofen insbesondere zum Entlacken von Gegenständen in einer heißen wirbelnden Feststoffschicht, wie Sand od. dgl., wobei dem Wirbelbettofen im wesentlichen von unten ein zündfähiges Gas/Luftgeschmisch zugeführt und an der Oberfläche des Wirbelbettes gezündet wird mit einer nach­ folgenden Behandlung der entstehenden Schwelgase in einer unmittelbar folgenden Nachbrennkammer, mit einem im wesent­ lichen quadratisch oder rechteckig ausgebildeten Ofenraum, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Düsenrohren (5) im Bodenbereich (2a) des Ofens (2) mit zum Boden (2a) des Ofens ausgerichteten Düsenbohrungen (9) innerhalb eines Scherbenbettes (10) vor­ gesehen ist.

2. Wirbelbettofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung der Umgebung benachbarter Düsenbereiche der Düsenrohre (5) im Bodenbereich (2a) der Wirbelbett- bzw. Ofenkammer (2) Leitbleche (23) vorgesehen sind.

3. Wirbelbettofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (9) in den Düsenrohren (5) relativ zu ihren Bohrungsdurchmessern eine axiale Erstreckung aufwei­ sen, die das Eindringen von Feststoffpartikeln des Wirbel­ bettes (11) in das Rohrinnere verhindern.

4. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines geringfü­ gigen Überdruckes in den Düsenrohren (5) bei abgeschalte­ tem Wirbelbett (11) vorgesehen ist.

5. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Düsenrohren (5) ein zentrisches Zuführrohr (7) mit mittiger, nach oben weisender Ausströmöffnung (8) vor­ gesehen ist.

6. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachbrennraum (3) im wesentlichen von dem Ofen­ deckel (13) gebildet wird mit einem Sauggebläse (16/17) im Abzugskanal (4) zur Erzeugung eines geringfügigen Unter­ druckes in der Nachbrennkammer (3).

7. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich des Ofens (2) zur Nachbrennkammer (3) bzw. zum Ofendeckel (13) eine umlaufende Lufteintrags­ vorrichtung (19-21) zum Einblasen von Nachbrennluft vorge­ sehen ist.

8. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich vom oberen Ofenrand zur Nachbrenn­ kammer (3) Rückführschrägen (22) für ggf. ausgetragenes Wirbelbettmaterial vorgesehen sind.

9. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachbrennkammer (3) folgend ein Wärmetauscher (15) mit nachfolgend angeordnetem Saugventilator (16/17) zuge­ ordnet ist.