DE4240C - Flammofen mit Vorrichtung zur Ausnutzung der verlorenen Wärme von Oeferi - Google Patents

Description

1878.

Klasse 18.

FIRMIN LEMUT in CLOSMORTIER (Haute-Marne, Frankreich). Flammofen mit Vorrichtung zur Ausnutzung der verlorenen Wärme von Oefen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 3. April 1878 ab.

Vorliegende Erfindung besteht in einem Verfahren, die zur Verbrennung in Oefen etc. nothwendige Luft zu erwärmen, sowie dieselbe nach Belieben mit erhitztem Wasserdampf zu vermischen, nebst der dieses verwirklichenden Vorrichtung.

In folgendem ist die Einrichtung auf einen Flammofen und insbesondere auf einen Doppelpuddelofen mit gegenüberliegenden Arbeitsthüren angewendet, behandelt.

Die für andere Oefen vorzunehmenden Modi-■ficationen ergeben sich danach in jedem einzelnen Falle.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnung stellt einen Längenschnitt nach K-L,

Fig. 2 einen Grundrifs nach A-B-C-D und

Fig. 3 einen Querschnitt nach E-F-G-H dar.

Das Aschenloch b ist durch die Thür α ver_; schlossen, deren Rahmen nicht ganz bis unter die Roststäbe reicht," so dafs ein Reinigen des Rostes mittelst Schüreisen möglich ist, ohne die Thürflügel öffnen zu müssen.

Die Roststäbe liegen auf einem Rostträger, der um eine excentrisch gelegene Axe drehbar ist, so dafs erstere gesenkt werden können, um das Reinigen des Rostes zu erleichtern.

Aufserdem sind sie in dem auf dem beweglichen Rostträger liegenden Theil mit einer Verstärkung versehen, so dafs an diesem Theil nur ein Zwischenraum von einigen Millimetern verbleibt.

Die Luft und der Dampf gelangen erst unter den Rost, nachdem sie mit verschiedenen Theilen des Ofens in Berührung gekommen sind, welche notwendigerweise abgekühlt werden müssen.

Es sind dies:

1. der Boden und die Wände des Aschenkastens,

2. die Feuerbrücken des Ofens und die angrenzenden Wandungen;

3. der Boden des Vorwärmherdes nebst den vor und hinter demselben befindlichen Theilen des Ofens,

4. der zum Puddeln bestimmte Herd.

Der Aschenkasten b wird aus gufseisernen Platten gebildet, welche mit Rippen versehen sind. Auf jeder Seite desselben befindet sich ein Lufteinführungskanal e. Die Luft gelangt unter die Bodenplatte, woselbst ein Raum von 12 bis 15 cm Höhe sich befindet.

Derselbe ist durch eine Querwand d d in zwei Hälften getheilt und entspricht jede derselben einem der beiden Luftzuführungskanäle. Nachdem die Luft unter der Bodenplatte fortgestrichen ist, steigt sie auf jeder Seite des Aschenkastens in den zwischen diesem und der Seitenmauer befindlichen Raum empor und mündet in die Kammer h.

Damit die dem Boden und den Seitenplatten des Aschenkastens durch die strahlende Wirkung des Rostes und Berührung mit den glühenden Kohlen und Aschentheilen mitgetheilte Wärme auf die vorbeiströmende Luft hinreichend übertragen werde, sind diese Platten mit Rippen versehen, welche die Circulationskanäle abtheilen. Diese Rippen erhitzen sich durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung, vergröfsern die mit der Luft in Berührung kommende Oberfläche und zertheilen zugleich den Luftstrom.

Die Erfahrung bestimmt die passende Gröfse des Querschnitts der beiden Lufteinführungskanäle. Es genügt, die Temperatur der Luft an dem Punkte zu messen, wo sie in die Kammer h gelangt. Erachtet man sie hier nicht hoch genug, so ist der Querschnitt der Einführungsöfifnung zu verkleinern.

Zu diesem Zweck ist in dem äufseren Mauerwerk ein Loch angebracht, welches in den Luftstrom die Kugel eines Thermometers oder eine Probestange aus leicht flüssigem Metall hineinzubringen gestattet.

Die durch den Zug des Schornsteins eingesogene Luft durchstreicht die der Feuerbrücke/ benachbarten Wände, strömt unterhalb derselben und durch das verticale Rohr g in die untere Kammer h, steigt von hier aus in eine zweite Kammer«, deren Decke den Herd des Ofens / bildet, und deren Boden eine gufseiserne Platte ist, welche durch Strahlung von ersterer erwärmt wird.

In gleicher Weise strömt die Luft längs der Wände, welche bis zur Brücke i reichen, durch diese und gelangt durch eine in dem Boden derselben befindliche Oeffnung in die untere Kammer, wo sie sich mit dem ersteren Luftstrom vereinigt,

Die Register ο dienen zur Regulirung der in den Feuerbrücken / und i befindlichen Kanäle.

Der Vorwärmherd nebst dem Theile, welcher letzteren mit dem eigentlichen Ofen verbindet, sowie der nach dem Schornstein gehende Theil besitzt eine aus Gufsplatten / hergestellte Herdsohle, welche auf der unteren Fläche mit vorspringenden Rippen versehen ist.

Die Oeffnungen m, deren Gröfse nach Bedarf regulirt werden kann, gestatten der Luft einzutreten, welche auf Kosten der gesammten Platten sich erhitzt und sich mit der durch die Feuerbrücken erhitzten Luft in der unter der Herdsohle befindlichen Kammer vereinigt.

Die Sohle des Schlackenherdes p besteht aus starken gufseisernen Platten, welche sich überplatten und deren untere Fläche mit einer grofsen Anzahl Rippen versehen ist; die letzteren dienen dazu, die durch Strahlung und Leitung auf die eisernen Platten übertragene Wärme der durchströmenden Luft in äufserst wirksamer Weise mitztitheilen.. Man erhält beispielsweise durch die Anwendung dieser gufseisernen gerippten Platten leicht Luft von einer Temperatur von 450 bis 500⁰ und darüber.

In den Puddelöfen, deren Feuerbrücken und Züge mit Bekleidungen bedeckt sind, z. B. mit Steinen, Mineralien etc., genügt die Wirkung des Luftstromes, der durch den Zug erzeugt wird, um diese Metalltheile des Ofens gegen zu grofse Erhitzung zu schützen. Sie genügt jedoch nicht mehr für die Oefen zum Puddeln von Stahl oder Feinkorn eisen, und diejenigen, welche im allgemeinen keine dicke Ausfütterung besitzen.

Man hat alsdann Wasser zu Hülfe zu nehmen.

Bekanntlich kühlt Wasserdampf, welcher mit Luft vermengt dem Rost zugeführt wird, den letzteren dadurch, dafs er sich in Berührung mit der rothglühenden Kohle zersetzt; die gasförmigen Verbrennungsproducte jedoch vermengen sich mit den brennbaren Gasen, welche durch Verbrennung der Flamme die Wärme wieder zuführen, welche der Wasserdampf dem Roste entzogen hatte.

Aufserdem entsteht eine Temperaturerhöhung der Flamme durch die Bildung von Kohlenoxydgas ohne Stickstoff, welches durch die Vereinigung des Sauerstoffes des Wassers mit dem Kohlenstoff der Kohle erzeugt wird.

Der Wasserdampf, welcher dem Roste zugeführt wird, ersetzt demnach eine gewisse Menge Brennmaterial.

Aufserdem macht er die Flamme länger. Die Erwärmung der Luft verkürzt sie dagegen. Beides hebt sich demnach gegenseitig auf.

Hieraus folgt also, dafs die Erhitzung der Luft doppelt erwünscht ist, wenn man lang flammende Kohle auf dem Rost eines Flammofens verbrennt und bestrebt ist, die Wärme auf einen bestimmten Punkt hin zu concentriren, wie z. B. in einem Puddelofen. Arbeitet man dagegen mit gewöhnlicher Kohle und hauptsächlich mit wenig gashaltiger oder kurzflammiger Kohle, so würde die Erhitzung der Luft, welche nur auf den Rost wirkt, eine zu kurze Flamme erzeugen, wenn man nicht die Benutzung von Wasserdampf zii Hülfe nähme.

Die Menge des hinzuzuführenden Wasserdampfes hängt demnach von variablen Umständen ab, und damit der Dampfgehalt nicht schädlich sei, mufs der den Ofen beaufsichtigende Arbeiter in jedem Augenblick nach Bedarf den Dampfgehalt reguliren können.

Das vorliegende Ofensystem gestattet dies auf die einfachste Weise zu bewerkstelligen und sind zu diesem Zweck in der hohlen Feuerbrücke an der höchsten Stelle derselben Wasserbassins q angebracht.

Ein kleines Rohr r leitet soviel Wasser in diese Bassins, als durch Verdampfung verloren geht, so dafs die letzteren immer gefüllt bleiben. Die Berührung mit dem auf diese Weise erzeugten Dampf und dem Luftstrom und die Ausstrahlung genügen, um die Feuerbrücke auf passender Temperatur zu erhalten.

Die Seitenwände können durch ein ähnliches Mittel abgekühlt werden. Die Mischung von Luft und Dampf, welche schon eine hohe Temperatur besitzt, wird von dem Luftstrom fortgerissen, gelangt unter den Rost und erreicht hier eine Temperatur von ungefähr 500⁰.

Um die Menge des Dampfes zu reguliren, der sich mit der Luft vermischen soll, genügt es, die Register 0 mehr oder weniger zu öffnen, welche einfach aus einer Platte bestehen, und über die Oeffnung verschoben werden, welche das Innere der Feuerbrücken mit den Luftzugskanälen verbindet. Der Dampf, welcher nicht durch diese Oeffnung fortgeführt wird, entweicht nach aufsen und kühlt die Seitenwände ab.

Es ist jedoch im allgemeinen besser, diese Oeffnungen vollständig frei zu lassen und in das Bassin der grofsen Feuerbrücke ein wenig mehr Wasser zu bringen, als durch die Verdampfung verloren geht. Der Ueberschufs gelangt dann mit dem Dampf und der Luft in die untere Kammer h und verdunstet hier durch die strahlende Wärme der Abdeckplatten des Herdes. Es genügt demnach, den Hahn der Wasserleitung für das Bassin mehr oder weniger zu öffnen, um das Mischungsverhältnifs des zum Rost gelangenden Dampfes zu reguliren.

Anstatt die Wärme der den Aschenkasten bildenden Wände durch eine einfache Luftcirculation fortzuführen, ist es besser, genannte Platten durch Verdampfung von Wasser, welches in Berührung mit der Bodenplatte ist, abzukühlen, welcher Dampf in Berührung mit den Seitenwänden des Aschenkastens erhitzt wird, wenn die Beschaffenheit der Kohle und die Art der Arbeit es gestatten, viel Dampf anzuwenden. Die Bodenplatte ist zu diesem Zwecke sehr dünn und mit schwachen Rippen versehen, welche in ein mit Wasser gefülltes Bassin tauchen, dessen Wasserspiegel in einem sehr geringen Abstande von der ihn bedeckenden Platte gehalten wird.

Der durch die strahlende Wärme und das Leitungsvermögen der Rippen erzeugte Dampf gelangt in den von den Seitenwänden des Aschenkastens und dem Mauerwerk gebildeten Raum von mehreren Centimetern Breite, wird durch Berührung mit den daselbst befindlichen Seitenrippen überhitzt, gelangt in die Kammer h und mischt sich dort mit dem aus den Feuerbrücken kommenden Dampf und Luftgemisch. Die Verdampfung wird dadurch unterhalten, dafs man durch die Oeffmmgen e etwas Luft einführt, welche sich mit dem Dampf mischt und die Ableitung desselben begünstigt. Das Wasser gelangt entweder durch die Kanäle e oder einfacher durch Ueberfliefsen des in der grofsen Feuerbrücke befindlichen Wasserbassins in den unter dem Feuerkasten befindlichen Raum. Das Bassin ist mit einem Ueberflufsrohr versehen, oder befindet sich auf einer wasserdurchlassenden Material schicht, so dafs der Ueberschufs an Wasser in den Boden dringt oder abfiiefst. Bekanntlich erhält man im Flammofen nur beim Heifspuddeln ein gut gepuddeltes Eisen, abgesehen davon, dafs man die ersten Schlacken entfernt. Das vorliegende Heizsystem hat demnach den Hauptvortheil, die Beschaffenheit des Productes durch die Erhöhung der Temperatur, bei welcher der Läuterungsprocefs vor sich geht, zu bewirken. Es ist demnach besonders vortheilhaft beim Puddeln auf Korn oder Stahl, wo eine hohe Temperatur und zugleich eine reducirende Flamme bei der Schlufsperiode erforderlich ist. Der in passendem Verhältnifs der Verbrennungsluft beigemischte überhitzte Dampf erzeugt zwei brennbare Gase, und die Länge der Flamme beweist, dafs sie gröfstentheils in dem Arbeitsraum des Ofens selbst auf Kosten des sowohl durch die Arbeitsöffnungen als auch den Rost eingeführten Sauerstoffs verbrennen. Hieraus erklärt sich auch die Reduction des Verlustes beim Puddeln, welche durch unser Verfahren herbeigeführt wird. Die Verminderung der Schmelzverluste hat noch eine andere Ursache. Dieselbe besteht darin, dafs die hohe Temperatur gestattet, Hammerschlag in grofsen Quantitäten hinzuzufügen, ohne die Beschaffenheit des Productes zu ändern. Diese Zusätze von Hammerschlag verlängern die Haltbarkeit des Herdes.

Was hier über den Puddelofen gesagt ist, gilt auch für andere Oefen, wenn eine oder mehrere ihrer Wandungen aus gufseisernen Platten gebildet werden, welche man mit Rippen versehen kann. Hierhin gehören z. B. auch die Frischfeuer.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Die Anwendung von gufseisernen Platten mit Rippen zum Erhitzen der Verbrennungsluft für Oefen, wie beschrieben und gezeigt.

2. Die Vermischung vorgewärmter Luft mit überhitztem Wasserdampf in der oben beschriebenen Anordnung.

3. Das durch Zeichnung und Beschreibung erklärte Heizsystem.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.