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Verfahren zum Betriebe von Herdöfen mit umkehrbarer Flammenrichtung
und Ofen zur Ausführung des Verfahrens. Die Erfindung bezieht sich auf Herdöfen
mit umkehrbarer Flammenrichtung und bezweckt die Erzielung einer derartigen Beherrschung
des Verbrennungsvorganges im Ofenraum, daß sowohl eine günstige Ausnutzung des Brennstoffs
für das im Ofen durchzuführende Verfahren (insbesondere Schmelzverfahren) zustande
kommt, als auch eine übermäßig starke Beanspruchung des Baustoffs des Ofens durch
die heißen Abgase vermieden wird.
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Die Erfindungszwecke werden unter Vors.ehung von Gaswegen an den Ofenenden,
deren Weite, wie es an sich bekannt ist, verändert werden kann, im wesentlichen
dadurch erreicht, daß die Zuführung der zur Herbeiführung der Verbrennung im Ofenraum
dienenden Stoffe durch einen mit Auslaßöffnung versehenen Regler bewirkt wird, der
bei Umkehr der Flammenrichtung gegen die Wirkung der Verbrennungsgase abgeschirmt
werden kann.
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Die Abschirmung dieses Reglers kann im besonderen so geschehen, da.ß
die an den Ofenenden vorgesehenen Regler derart einstellbar angeordnet sind, daß
der an dem. jeweiligen Auslaßende der Verbrennungsgase befindliche Regler aus der
Bewegungsbahn der Flammengase ausgerückt wird und dadurch zugleich einen freien
Abzug für die Gase schafft, während bei eingerücktem Regler an dem jeweiligen Ofeneinlaßende
eine Unterteilung des in dem Ofen durch den Regler eintretenden Gas- oder Luftstromes
i zustande kommt, welche das Mittel zur Bei herrschung des Verbrennungsvorganges
bildet.
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Auf den beigefügten Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungen
an Flammenöfen veranschaulicht, die unter Benutzung der Grundsätze der Erfindung
eingerichtet sind.
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Bei der Ausführung gemäß Abb. i his .l bezeichnet a den. Gaskanalam
einen Endedel Ofens, 3 zwei Luftkanäle an demselben Ofenende. Diese Luftkanäle 3
stehen durch öffnungen ,1 mit dem Herdraum 5 in Verbindung, von dem ein Teil auf
den Zeichnungen dargestellt ist. Dem Gaskanal z ist ein Regler ' zugeordnet, der
so bewegt werden kann, daß er den Gaskanal kreuzt. Zu diesem Zweck ist im Dachgewölbe
6 des Gaskanals eine öffnung vorgesehen. Bei der Ausführung nach Abb. i bis 4. besteht
der Regler aus einer mit Kanälen versehenen festen Platte 8, die von einem wassergekühlten
Metallrahmen i gehalten wird. In der feuerfesten Platte 8 sind Gaskanäle 9 und i
o in zwei in verschiedenen Höhenlagen befindlichen Gruppen angeordnet, die .einerseits
mit dem Gaskanal a und anderseits mit dem Herdraum 5 in Verbindung gebracht werden
können. Inmitten der feuerfesten Platte 8 ist auch ein Hilfsluftkanal i i vorgesehen,
dem vorgewärmte Luft durch. eine biegsame Rohrleitung i-- zugeführt werden kann,
die mit den Luftkühlkanälen 13 in Verbindung steht. Der Regler an jedem Ende des
Ofens ist vorzugsweise in einem wassergekühlten Rahmen 1 ¢ gelagert.
der
in das Mauerwerk des Ofens eingebaut ist und eine Führung für die Reglerplatte mit
den Gaseinlaßkanälen bildet, worin sie auf und ab bewegt werden kann.
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Beim Betriebe des Ofens wird der Regler an dem einen Ofenende in die
in Abb. i in ausgezogenen Linien dargestellte Lage herabgesenkt, während der Regler
am entgegengesetzten Ende des Ofens in die in punktierten Linien dargestellte Lage
hochgehoben wird. Hierdurch wird vorgewärmte Luft und vorgewärmtes Gas aus den auf
den Zeichnungen nicht dargestellten Regeneratoren durch die Kanäle 3 bzw. 2 dem
Ende des Ofens zugeführt, an dem sich der Regler in der Tiefstellung befindet. Das
Gas tritt aus dem Gaskanal 2 in die Reglerkanäle 9 und i o ein, die,eine Teilung
des Gasstromes in feine Gasstrahlen bewirken, von denen jeder für sich in den Herdraum
eintritt, wo die Gasstrahlen mit der Luft in Berührung kommen., die dem Herdraum
durch ;die Öffnung 4 und den Hilfsluftkanal i i zugeführt wird. Da sowohl die Luft
wie auch das Gas über die Entzündungstemperatur des Brennstoffs erhitzt sind, so
setzt sofort unmittelbar hinter dem Regler eine kräftige Verbrennung ein. Durch
die Anordnung der Kanäle im Regler kann die Richtung und Geschwindigkeit der entstehenden
Flamme beeinflußt Werden:. Der Hilfsluftkanal i i ist vorgesehen, um den Gasstrahlen,
welche durch die in der Mitte des Reglers gelegenen Kanäle 9, i o austreten, hinreichend
Verbrennungsluft zuzuführen, da diese Gasstrahlen. sonst von der Lufteintrittsöffnung
4 her nicht mit genügend Verbrennungsluft versorgt werden würden.
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Während sich der Verbrennungsvorgang an demeinen Ofenende in derangegebenen
Weise abspielt, ist der Regler am anderen Ende des Ofens gegen übermäßige Erhitzung
durch die abströmenden Verbrennungsgase durch den wassergekühlten Rahmen geschützt,
in dem er gelagert ist. Er ist daher der Hitze der Abgase nicht unterworfen, und,
da er sich in der Hochstellung befindet, so behindert er auch nicht den Auslaß für
die Verbrennungsgase.
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Wenn man Naturgas, Koksofengas oder Wassergas benutzen will, das nicht
vorgewärmt ist, so wird die Verbindung der biegsamen Leitung i ä mit dem Kühlrohrsystem
13 unterbrochen und eine Hilfsbrennstoffzuleitung 15 angeschlossen.
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In bestimmten Betriebsabschnitten, z. B. beim Niederschmelzen einer
neuen Beschikkung, wird eine größere Wärmemenge erfordert als bei dem Frischvorgang
am Ende. Es ist .daher wünschenswert, daß man zu verschiedenen Zeiten dem Ofen verschiedene
Brennstoffmengen zuführen kann. Dies läßt sich mit der in den Abb:. i bis 4 dargestellten
Einrichtung leicht erreichen, indem man den Regler während des Niederschtnelzens
so einstellt, da,ß beide Kanalreihen 9, io Gas in den Herdraum eintreten lassen.
Nachdem die Beschickung teilweise niedergeschmolzen ist, kann man den Regler etwas
anheben, so daß die dem Gaskanal 2 zugekehrten Enden der Kanäle 9 durch den Rahmen
14 abgeschirmt werden und das Gas nur durch die Kanalreihen i o in den Herdraum
einzutreten vermag. Auf diese Weise kann die dem Ofen ' zugeführte Brennstoffmenge
verringert werden, ohne daß die Geschwindigkeit der Flamme oder ihre Richtung wesentlich
b,eeinflußt wird.
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In der Darstellung in Abb. 5 ist der Regler 16 mit einem oder
mehreren Kanälen 17 versehen, die in Verbindung mit dem Luftkanal am Ende
des Ofens stehen. In jedem Kanal ` 17 ist ein feuerfester Kegel oder Verteiler i9
angeordnet, und in jeden Verteilerkegel. i9 mündet ein ölzuführungsrohr 2o. Der
Regler kann in diesem Falle, ebenso wie bei der Anordnung nach Abb. i bis 4, wassergekühlt
sein und in der Höhenlage in einem wassergekühlten Rahmen eingestellt werden. Ebenso
kann der Brenner 2o in einem wassergekühlten Mantel 21 sitzen.
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Bei dieser Anordnung erhitzt die vorgewärmte Luft den feuerfesten
Körper des Reglers und die darin sitzenden Verteilerkegel. Das Öl, das in Berührung
mit den heißen Wänden kommt, wird verdampft, und das verdampfte Öl mischt sich mit
der Luft und tritt so in -den Herdraum ein.
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Man kann auch die feuerfesten Kegel oder Verteiler 1 9 fortfallen
lassen. In diesem Falle werden die Brennstoffdüsen 20' zweckmäßig so -weit gegen
den Herdraum vorgerückt, daß ihre Mündungen im wesentlichen in der Ebene der Auslaßenden
der Luftkanäle 17' liegen, durch welche die vorgewärmte Luft aus dem Luftkanal 18'
dem Herdraum zugeführt wird.
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In den Abb. 6 und 7 ist eine andere Ausführung des Reglers 22 dargestellt,
die besonders für mit Naturgas zu betreibende Öfen bestimmt ist. Hierbei ist der
feuerfeste Regler mit einer Reihe vbn Kanälen 23 versehen, die bei der Tiefstellung
des Reglers in Verbindung mit dem Zuführungskanal 24 für die vorgewärmte Luft stehen.
Zwischen. den Kanälen 23 sind Gasauslässe 25 angeordnet, denen Gas aus einem Rohr
26 zugeführt wird, das in einem Gaszuleitungsrohr 27 teleskopartig verschiebbar
ist. Dieser Regler bewirkt eine sehr gründliche Durchmischung von Gas und Brennstoff
und sichert auf diese Weise eine vollkommene Verbrennung.
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In den Abb. 8 und 9 ist eine weitere Ab-
änderung
eines Reglers 28 dargestellt, dem vorgewärmte Luft durch den Kanal 29 und
die Kanäle 3o zugeführt wird. Die aus denn Kanal 29 kommende Luft tritt durch zwei
Reihen von Kanälen 31 in den Regler ein, während die von den Kanälen 3o herkommende
Luft auf der Vorderseite des Reglers in den Ofenraum eintritt. Kaltes Verbrennungsgas,
wie z. B. Naturgas, Koksofen- oder Wassergas kann dem Regler durch: Gasleitungen
37, zugeführt werden, die in Querkanäle 32a münden, die ihrerseits mit dem Gaskanal
33 im Regler in Verbindung stehen. Auch bei dieser Ausbildung des Reglers, kommt
eine gründliche Durchmischung der Bestandteile des Verbrennungsgemisches zustande,
so daß sich eine kurze, scharf umrissene Flamme ergibt.
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Bei der in der Abb. i i dargestellten Ausführung besitzt der Regler
35 eine Reihe von Luftkanälen 36, die ihn durchsetzen, und eine weitere Reihe von
Hilfsluftkanälen 3 7, die unterhalb der Kanäle 3 6 im Reglerkörper vorgesehen sind.
Die beiden Kanalreihen stehen mit ihrem :einen Ende mit :einem Kanal 38 in Verbindung,
in den der Luftkanal 39 ausmündet. In den feuerfesten Körpern des Reglers ist ferner
eine Reihe von Gaskanälen 40 vorgesehen, die senkrecht stehende Abschnitte besitzen,
die mit dem Gaskanal 41 in Verbindung stehen. Die Gaskanäle 40 liegen zwischen.
:den Hilfsluftkanälen 37 und besitzen wagerecht verlaufende Abschnitte, die bei
42 oberhalb und zwischen den Hilfsluftkanälen in den Ofenraum münden.
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Bei allen diesen. Ausführungen ist es notwendig, den Regler an dem
seinen Ofenende in die Hochstellung zu bringen, während sich der Regler am entgegengesetzten
Ofenende in der Tiefstellung befindet. Die Regler können dabei so miteinander verbunden
sein, daß der eine dem anderen "das Gleichgewicht hält, und die Verbindung kann
durch eine in der Mitte zwischen. den Reglern vorgesehene Ausgleichsvorrichtung
erfolgen, an welche die Kolben zweier Zylindereingreifen, von denen je einer an
jedem Ende des Ofens vorgesehen ist. Bei dieser Anordnung unterstützt die Senkung
des einen Reglers die Anhebung des Reglers am anderen Ofenende.