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Ofen zum Brennen von pulverförmigen Stoffen. Zur Herstellung von Zement
hat man bereits vorgeschlagen, Kalk o. dgl. in pulverförmigem Zustande mit Kohlenstaub
zu vermischen und durch eine Düse von unten in einen Brennraum einzublasen. Das
Brenngut wird daher zuerst eine gewisse Strecke aufwärts geschleudert, breitet sich
dann seitlich aus und sinkt dann unter der Wirkung seiner Schwere und unter der
Saugwirkung von Abzugsöffnungen, die in der Höhe der Düsenmündung liegen, herab,
wobei sich eine pilzförmige Flamme bildet. Das gebrannte Gut wird in unterhalb der
Düsenmündung befindlichen Räumen gesammelt.
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Dem Brennraum hatte man bisher die Form eines stehenden Zylinders
gegeben. Insbesondere wurde für die Durchführung des Verfahrens ein Bettington-Kessel
empfohlen, bei dem Kohlenstaub in den Innenraum eines ringförmigen, stehenden Röhrenbündels
eingeblasen wird, der oben durch einen Oberkessel abgedeckt und unten in der Höhe
der Düsenmündung mit den Abzugsöffnungen für die Gase versehen ist. Bei dieser Ausgestaltung
des Brennraumes wird der Vorteil der pilzförmigen Ausbreitung der Flamme, daß nämlich
alle Brenngutteilchen auf ihrem ganzen Wege innerhalb des Brennraumes gleichen Temperaturen
ausgesetzt sind und daher ein gleichmäßiges Brennen der gesamten eingeblasenen Brenngutmenge
gewährleistet ist, zum großen Teil dadurch wieder aufgehoben, daß die Flamme infolge
der zwangläufigen Führung durch die zylindrischen Wandungen des Brennraumes ihre
natürliche Pilzform verliert. Es entstehen daher Zusammendiängungen der Brentigutteilchen
und an der oberen Abdeckung des Zylinders tote Ecken, welche Anlaß zu Wirbeln geben.
Dies. hat ein ungleichmäßiges Brennen zur Folge.
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Nach der Erfindung ist dieser Übelstand dadurch behoben, daß der Brennraum
annähernd die Gestalt eines halben Rotationsellipsoides mit lotrechter Rotationsachse
hat, und daß in der wagerechten Durchmesserebene die Mündung der Einblasedüse und
die auf den Umfang verteilten Rauchabzugsöffnungen liegen, während unter der Durchmesserebene
die Sammelräume für das gebrannte Gut -sich anschließen. Durch diese Anpassung des
Brennraumes an die pilzförmige Gestalt der Flamme ist den Brennstoffteilchen gestattet,
sich auf dem ganzen Wege, von der Düse bis zu dem Sammelraum, gleichmäßig auszubreiten,
sä daß ein gleichmäßiges Brennen gesichert ist. Ferner verlangsamen die Brennstoffteilchen
infolge der Erweiterung des senkrechten Querschnittes des Brennraumes nach den Abzugsöffnungen
hin ihre Strömungsgeschwindigkeit, so daß sie sich leichter von den abziehenden
Gasen trennen und durch diese nicht so viel Brennstoffteilchen mitgerissen werden.
Auch liegen die Abzugsöffnungen weiter von der Düse entfernt, so daß die unerwünschte
Saugwirkung des Zuges auf die Düse verkleinert ist.
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Die unvermeidliche Erhitzung des Brennrautnes
durch
die pilzförmige Flamme wird nach der Erfindung zur Vorwärmung der Verbrennungsluft
dadurch ausgenutzt, daß die Wandung dieses Raumes von einem Mantel umgeben ist,
in den oben die Verbrennungsluft eintritt und aus dem unten die einzublasende Luft
abgeleitet wird. Hierdurch wird die Wärme der Wandung des Brennraumes auf ihrem
ganzen Umfange nutzbar gemacht.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Ofens nach der Erfindung
dargestellt.
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Abb. i zeigt einen. senkrechten Schnitt durch den Ofen, Abb. a ist
ein wagerechter Schnitt nach der Linie A-B der Abb. i.
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Die Ofenwandung a aus feuerfesten Steinen hat beim dargestellten Ofen
im senkrechten Schnitt die Gestalt einer halben Ellipse und ist im wagerechten Schnitt
kreisrund. In der Mitte der Sohle b des von der Wandung a umschlossenen Brennraumes
c ist eine kegelförmige Erhöhung d vorgesehen, so daß zwischen dieser Erhöhung und
der Wandung des Brennraumes c ein Ringraum e entsteht, der sich unten an die kleine
Ellipse anschließt. Die Erhöhung d ist mit einer mittleren, sich nach oben düsenförmig
verengenden Aussparung f versehen, durch deren Mitte eine Düse g hindurchgeführt
ist, an die sich unten die Zuleitung h. für das pulverförmige Brenngut anschließt.
Die Mündung i der Düse g liegt etwa in der Höhe der kleinen Achse der Ellipse. An
die Aussparung f ist unten die Druckleitung k eines Gebläses zn angeschlossen. Die
Wandung a des Ofens ist von einem Mantel it umgeben, der oben mit einer Eintrittsöffnung
o für die Verbrennungsluft versehen ist. Etwas oberhalb der Mündung i der Düse g
endigt der Mantel n und unten an diesen Mantel ist die Saugleitung ß des Gebläses
in angeschlossen.
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Die im Brennraum c entstehenden Gase können aus diesem Raum durch
Abzugsöffnungen r austreten, die in der Wandung a, auf deren Umfang verteilt,
oberhalb des Ringraumes e, also etwa in Höhe der kleinen Achse der Ellipse, angeordnet
sind. An diese Öffnungen schließen sich feuerfeste Kanäle s, welche den Raum zwischen
der Wandung a und dem Mantel n durchsetzen und in einen Ringkanal t münden, der
zu einem Vorwärmer für das Brenngut oder den Brennstoff führt. Unten in der Sohle
b des Brennraumes c sind über den Umfang verteilte Abzugsöffnungen zt für das gebrannte
Gut vorgesehen.
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Soll in diesem Ofen z. B. Kalk gebrannt werden, so wird er fein zermahlen
und mit Kohlenstaub in dein geeigneten Verhältnis gemischt. Diese Mischung wird
beispielsweise in der bei Kohlenstaubfeuerungen üblichen Weise in einem Behälter
unter Druck gesetzt, an den die Einblaseleitung la angeschlossen ist. Zugleich wird
durch das Gebläse m Luft durch die Düse f in den Brennraum c eingeblasen.
Der aus der Düse g in den Brennraum c -eingeblasene, mit Kohlenstaub gemischte pulverförmige
Kalk wird in den Brennraum entgegen der Schwerkraft senkrecht aufwärts geschleudert
und breitet sich dann pilzförmig aus, wobei die Kalkteilchen unter der Wirkung ihrer
Schwere und des Saugzuges niedersinken. Die Kalkteilchen können sich dabei auf dem
ganzen Umfange des Brennraumes gleichmäßig ausbreiten und ungestört herabsinken,
da sie im wesentlichen bei ihrem Niedersinken Parabeln beschreiben und die Wandung
des Brennraumes eine elliptische Führungsbahn bildet, also die pilzförmige Gestalt
der Flamme nicht stört. Da der Durchgangsquerschnitt des Brennraumes nach den Abzugsöffnungen
hin zunimmt, verlangsamen die Brennstoffteilchen beim Herabsinken ihre Strömungsgeschwindigkeit
und folgen, in der Höhe der Abzugsöffnungen angelangt, mehr ihrer Schwerwirkung
als dem Saugzug. Die Kalkteilchen trennen sich daher von den Gasen, die durch die
CSffnungen r abziehen. Der auf dem ganzen Umfange des Brennraumes c gleichmäßig
gebrannte Kalk sammelt sich in den Ringraum e, in welchem er sich abkühlt. Dabei
liegt der gebrannte Kalk so tief unter der Zone des Ofens, in welcher die Brenntemperaturen
herrschen, daß eine unerwünschte weitere Einwirkung dieser Temperaturen auf das
abgesetzte Gut nicht mehr eintritt. Der gebrannte Kalk wird entweder absatzweise
oder in ununterbrochenem Betriebe aus den Abzugsöffnungen u, z. B. mittels Förderschnecken,
abgezogen. Die Erweiterung des senkrechten Querschnitts des Brennraumes c in der
Höhe der Mündung i der Düse g hat noch den weiteren Vorteil, daß der Saugzug nicht
so stark auf den aus der Düse austretenden Strahl aus Brenngut und Brennstoff einwirkt,
also der Strahl nicht in unerwünschter Weise schon beim Austritt aus der Düse auseinandergezogen
wird.
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Die in den Brennraum c eingeblasene Verbrennungslift ist dadurch gut
vorgewärmt, daß sie oben. durch die Öffnung o in den Raum zwischen- Mantel n und
Wandung a
eintritt und unten aus diesem durch das Gebläse in abgesaugt wird,
so daß sie an der Wandung a außen entlangstreichen muß. Das Gemisch aus Kalk und
Kohlenstaub kann ferner durch die aus dem Ringkanal t abziehenden Abgase gut vorgewärmt
werden.
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Der Ofen eignet sich natürlich nicht' nur zum Brennen, sondern auch
zum Sintern oder
Schmelzen von Kalk oder irgendwelchen anderen pulverförmigen
Stoffen.