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Verfahren zum Betriebe von gasbeheizten Industrieöfen, insbesondere
regenerativ beheizten Siemens-Nartin-Öfen Im Gegensatz zu der bisherigen Beheizung
von Siemens-Martin-Öfen und anderen Regenerativöfen, bei der sich der ganze Verbrennungsvorgang
ziemlich willkürlich abspielt und nur der mehr oder weniger großen Geschicklichkeit
des Schmelzers überlassen blieb, soll im folgenden ein Verfahren zur zwangläufigen
Gestaltung des Verbrennungsvorganges, wie auch eine Vorrichtung zur Ausübung dieses
Verfahrens, dargestellt werden.
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Mit dieser Einrichtung soll nun im wesentlichen folgendes erreicht
werden i. Selbsttätige Einstellung der Brenner auf Abgas- und Frischgasstellung
entsprechend den betreffenden Durchgangsmengen ohne Einsetzen besonderer Düsen oder
Schieber, und zwar derart, daß einerseits auf der Frischgasseite das Querschnittsverhältnis
det Brenneraustrittsöffnungen je nach dem Heizwert des Betriebsgases ein derartiges
ist, daß dem Gas- und Luftstrahl bei jedem Heizwert des Betriebsgases Bewegungsenergien
erteilt werden, die nahezu gleich sind, wodurch erzwungen werden kann, daß beide
Strahlen sich auf der Badoberfiäche schneiden, so daß der Verbrennungsvorgang tatsächlich
hier stattfindet. Anderseits . stellt sich auf der Abgasseite ein solches Querschnittsverhältnis
ein, daß die Verteilung des Abgases auf die beiden Vorwärmekammern eine derartige
ist, daß bei jedem Heizwert des Betriebsgases eine übereinstimmende Vorwärmung von
Gas und Luft erzielt wird. Die Summe der Durchgangsquerschnitte Gas- und Luftkanal
ist auf der Abgasseite entsprechend den größeren Durchgangsmengen sowie im Hinblick
auf einen möglichst geringen Durchgangswiderstand entsprechend größer als auf der
Frischgasseite.
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z. Bestreichung in ununterbrochener Reihenfolge eines jeden Punktes
der Radoberfläche durch Berührungsübertragung.
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3. Vollkommen selbsttätiges Arbeiten der Brenner durch zwangläufige
Steuerung der Abgas- und Frischgasseite von einer Steuerwelle aus.
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Bei den bisherigen Brennern wurde angenommen, daß der Wärmeübergang
durch Berührungsübertragung vor sich ging, derart, daß der aus dem' Brenner austretende
Gas-und huftstrahl sich in Verlängerung der Achsen der beiden Züge auf der Badoberfläche
treffen würden. Die bisherigen festen Brenner konnten jedoch, da sie den sehr verschiedenen
Abgas- wie Frischgasverhältnissen genügen mußten, immer nur eine Kompromißlösung
darstellen. Mit Rücksicht auf die Frischgasverhältnisse wurde der Austrittsquerschnitt
des Gaszuges klein gehalten, damit der Gasstrahl mit großer Geschwindigkeit auf
das Bad traf, da aber anderseits mit Rücksicht auf das erheblich größere Abgasvolumen
die Gesamtöffnung Gas zuzüglich Luftkanal einen Mindestwert nicht unterschreiten
durfte, mußte die Luftkanalöfnung
lm Verhältnis zu der des Gaszuges
derart groß gewählt werden, daß_ der Brenner nicht einmal einen Betrieb mit ganz
hochwertigem Gas genügen konnte. Die dem Luftstrahl wegen des zu großen Austrittsquerschnittes
innewohnende, nur geringe Bewegungsenergie ließ ihn gar nicht die Badoberfläche
erreichen, vielmehr wurde er sofort nach Austritt aus dem Brenner durch den Auftrieb
nach oben unter das Herdgewölbe abgelenkt, während der Gasstrom die Badoberfläche
erreichte und von hier daml erst nach oben abgelenkt wird. Gas und Luftteilchen
gelangten somit nicht auf dein Bade, sondern erst weiter oben, und zwar schon in
der Nähe des abziehenden Kopfes innerhalb des Ofengewölbes miteinander in Berührung
und zur Verbrennung, und der Wärmefluß ging von hier aus strahlenförmig vor sich,
traf also sicher früher und damit stärker das Gewölbe als das Bad. Das bisher übliche
Verfahren ist somit keineswegs ideal zu nennen, da das Gewölbe 'stark beansprucht
wird, während das Bad selbst durch den allein auftreffenden Gasstrahl eher an der
Auftreffstelle abgekühlt wird; auch ging der ganze Verbrennungsvorgang sehr langsam
vor sich, so daß noch Nachverbrennungen in den abziehenden Zügen stattfanden. Mit
der bisherigen Bauart des Brenners mit festen Austrittsquerschnitten konnte man
somit nicht einmal den einfachsten Erfordernissen beim Betrieb mit einem Gas annähernd
konstanten Wärmewertes gerecht werden. Es ist dieses vielmehr nur dadurch zu erzielen,
daß es möglich gemacht wird, die Bewegungsenergien des Gas- und Luftstromes jeweils
vollkommen gegeneinander abzupassen, und zwar im Hinblick auf die im Betrieb erforderlichen
3nderungen in dem Heizwert des Gases, die ja zunächst sofort ein Verschieben des
Mengenverhältnisses Gas zu Luft und damit der Geschwindigkeiten bedingen. Ferner
wird aber mit zunehmendem Heizwert das spezifische Gewicht des Gases geringer, wodurch
das Verhältnis Gas zu Luftkanalaustritt sich noch mehr vergrößern muß, um ein Anpassen
der Bewegungskomponenten zum Zweck des Sichscheidens beider Strahlen auf der Badoberfläche
zu erzielen. Für die Erreichung dieser unbedingt notwendigen Beherrschung der Bewegungsenergien
des Gas- und Luftstromes sind folgende Bedingungen zu erfüllen: i. Zwangläufige
Förderung der je nach dem Heizwert zur Erzielung der mittleren Ofenleistung notwendigen
Gasmenge wie auch der hierzu erforderlichen Verbrennungsluftmenge, 2. Einstellung
des den jeweiligen Durchgangsmengen sowie dem jeweiligen spezifischem Gewicht des
Gases entsprechenden Austrittsquerschnittsverhältnisses von Gas-und Luftzug.
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Zur Erreichung einer genauen übereinstimmung der Vorwärmungshöhe von
Gas und Luft müssen nun je nach dem Heizwert des Gases übereinstimmen: i. Das tatsächlich
ausgeführte Kammergrößenverhältnis Gas zu Luftkammer.
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2. Das wärmemechanische Kammzrverh:ältnis, d. h. das Verhältnis in
dem bei gleicher Vorwärmungstemperatur die in Gas und Luft enthaltenen fühlbaren
Wärmemengen stehen. Dieses wärmemechanische Kammerverhältnis ist für jeden Heizwert
des Gases ein anderes (s. Diagramm). Unter der Gasmenge ist die jeweils entsprechend
dem Heizwert zur Erzielung der mittleren Ofenleistung notwendige gemeint unter der
Luftmenge, die zur Verbrennung des Gases bei Abnahme eines bestimmten Luftüberschusses
notwendige.
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3. Die Abgasverteilung auf die beiden Vorwärmekammern für Gas und
Luft.
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Eine stets .übereinstimmende, oder wie ohne weiteres einzusehen, bestimmt
unterschiedliche Vorwärmung von Gas und Luft und ferner das auf der Frischgasseite
notwendige Abpassen der Bewegungsenergie von Gas und Luftstrahl zur Verlegung des
Flammpunktes auf die Badoberfläche, ist somit nur dadurch zu erzielen, daß man i.
die Brennerköpfe mit verstellbaren Austrittsquerschnitten, und zwar für Gas und
Luftzug ausrüstet und 2. eine Vorrichtung schafft, die eine Einstellung des je nach
dem Wärmewert des Gases notwendigen Querschnittsverhältnisses auf Frisch- und Abgasseite
ermöglicht.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist eine Vorrichtung dargestellt,
welche zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens zur Beheizung industrieller
Gasöfen dient, welche selbsttätig in voneinander abhängiger Weise die nötigen Regelungen
bewirkt.
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Es zeigen: , Abb. i denjenigen Teil der Hauptsteuerspindel, welcher
zur unmittelbaren Beeinflussung der Klappenstellungen dient.
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Abb.2 den Mechanismus zur Einstellung der Klappen entsprechend dem
Heizwert des Heizgases.
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Abb.3 die Aufhängung der Haupt- und den Antrieb der Haupt- und Hilfssteuerspindel.
Abb. q. die Aufhängung der Haupt- und Hilfssteuerspindel in der Seitenansicht.
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Abb. 5 ein Übersichtsschema.
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Abb. 6 ein Schema- zur Veranschaulichung der Klappenstellung bei Einstellung
auf Wertigkeit.
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Abb.7 einen Horizontalschnitt durch den Leitgewindekopf der Hauptsteuerspindelaufhängung.
Abb.8
einen Horizontalschnitt durch die Klemmscheibe der Hauptsteuerspindelaufhängung.
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Abb. 9 einen Längs- und Querschnitt durch eine Klappe zur Darstellung
der Kühlung. Abb. io eine Seitenansicht des Korrekturmechanismus in der Frisch-
und Abgasstellung und Abb. i i eine Oberansicht desselben. Abb.12 in Gesamtansicht
die Regelungsvorrichtung.
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Zu dem Zweck der Ausbildung der Endstrecken der auf das Ofengefäß
mündenden Gas- und Luftzüge der Brennerköpfe mit verstellbaren Austritts- (bei Frischgas)
bzw. Eintrittsquerschnitten (bei Abgasstellung) sind vor dem Spalt zwischen Brennerkopf
und Ofengefäß die vier wagerechten Flächen (also die Decken- und Bodenflächen der
beiden Züge) als wassergekühlte Schwenkklappen 1, 2, 3, 4 (Abb. i und 5) ausgebildet,
und zwar gehören die Klappen i und 2 zu dem Luftzug, die Klappen 3 und 4 zu dem
Gaszug. Um eine Vorverbrennung durch vorzeitigen Zusammentritt von Gas und Luft
unmöglich zu machen, -ist zwischen den beiden mittleren Klappen 2 und 3 eine mit
der beide Züge umfassenden Außenummantelung. fest verbundene, ebenfalls gekühlte
Trennwand 5 bis an den Spalt vorgezogen. Die Schwenkung der Klappen erfolgt um wasserdurchflossene
Hohlwellen 6, die in der Außenummantelung fest gelagert sind und an die auch an
den Außenenden die einzelnen Be-' tätigungsstangen 7, 8, 9, io für die Klappen 1,
2, 3, 4 angebracht sind. Die Beeinflussung der Klappenstellung und damit des Brenneraustrittsquerschnittsverhältnisses
geschieht durch die senkrecht gelagerte Hauptsteuerspindel 14, und zwar in folgender
Weise Es muß die Steuerung der Klappen auf der Frischgasseite derart sein, daß zunächst
das Austrittsquerschnittsverhältnis des Gas- bzw. Luftzuges entsprechend den Durchgangsmengen
bei einem bestimmten Heizwert des Gases bzw. mit Rücksicht auf das spezifische Gewicht
des Gases ein derartiges ist, daß bei zwangläufiger Zuführung der bei dem betreffenden
Heizwert des Gases notwendigen Gas-bzw. Luftmenge die Bewegungsenergien des Gas-
und Luftstrahles jeweils derart gegeneinander abgepaßt sind, daß ein Schneiden beider
Strahleil auf der Badoberfläche eintritt. Ferner muß sich zur Erzielung des Wanderns
des Flammenpunktes über die Badoberfläche erstens die Richtung der Brenneraustrittsachsen
entsprechend verschieben und zweitens die Austrittsöffnungen des Gas- und Luftzuges
mit Entfernen bzw. Wiederannähern des Flammpunktes an den zuführenden Kopf verengen
bzw. erweitern zur Anpassung der Bewegungsenergien an die Länge des Weges Brennerkopfauftreffpunkt,
wobei jedoch das dein betreffenden Heizwert des Gases entsprechende Querschnittsverhältnis
als solches bestehen bleiben muß. Zur Verschiebung der Brennerachsen beim Wandern
des Auftreffpunktes schraubt sich nun die Hauptsteuerspindel 14, an die die Betätigungsstangen
7, 8, 9, io der Klappen angelenkt sind, in stetem Wechsel durch Rechts- und Linksdrehung
auf und ab, und zwar dadurch, daß sie mit ihrem oberen mit Gewinde versehenen Ende
in den Leitgewindekopf 29 gelagert ist. Der Leitgewindekopf 29 ist kreuzkopfartig
in dem Gleitstück 30 eingeklemmt, so daß er während dieser Periode keinerlei
Bewegung ausführen kann. Das Einstellen der jeweils notwendigen Querschnitte geschieht
ferner auf folgende Weise: Die freien Enden der Betätigungsstangen sind nicht unmittelbar
finit der Hauptsteuerspindel 14 verbunden, sondern in Zapfen der Düsenstellmuttern
27 gelagert, und zwar kulissenartig, um die Längenänderung beim Schwenken der Stangen
aufzunehmen. Die Düsenstellmuttern 27 sind auf die mit Außengewinde versehenen Hülsen
15, 15' aufgeschraubt. Diese Hülsen sind über die Hauptsteuerspindel geschoben,
sie haben innen je eine Führungsnut, -welche mit dem auf der Hauptsteuerspindel
angeordneten Führungskeil 124 in Eingriff stehen. Sie können sich somit senkrecht
zur Hauptsteuerspindel verschieben, müssen jedoch die Drehbewegung derselben mitmachen.
Die senkrechte Feststellung ist, wie nachher gezeigt wird, durch die zur Einstellung
einer bestimmten Wertigkeit des Betriebsgases dienenden Reguliermuffen 17, 17' gegeben.
Die Gewindegangrichtung bei dem Leitgewindekopf 29 und den beiden Hülsen 15, 15'
(für den Luftzug) und 16, 16' (für den Gaszug) anderseits sind nun derartig, daß
man die Düsenstellmuttern 27 (bzw. 28 beim Gaszug) bei einer Drehrichtung der Hauptsteuerspindel14
einander nähern, bei der entgegengesetzten voneinander entfernen kann, und zwar
geht das Entfernen bei der Abwärtsbewegung der Hauptsteuerspindel, das Nähern bei
der Aufwärtsbewegung derselben -vor sich. Durch die bisher beschriebenen Organe
wird das Verschieben des Auftreffpunktes und das Anpassen der Austrittsöffnungen
an diese Verschiebung bewirkt. Da während des Wanderns des Auftreffpunktes das Querschnittsverhältnis
für den betreffenden Heizwert des Gases unabhängig von der Veränderung der Austrittsöffnungen
bestellen bleiben muß, so muß zur Einstellung der Klappen für einen bestimmten Heizwert
eine besondere Einwirkungsmöglichkeit auf das Betätigungsgestänge vorhanden sein.
Diese ist gegeben
durch die Reguliermuffen 17 (Luftzug) bzw.
17' (Gaszug), von denen jede die beiden zueinandergehörigen Hülsen 15 und 15' (bzw.
16, 16') mit Gewinde übergreifen. Diese Reguliermuffen. sind um den auf der Hauptsteuerspindel
festsitzenden F.Üuhrungswulst 26 drehbar gelagert, wodurch auch die Hülsen ihre
feste Lage zu der Hauptsteuerspindel erhalten. Wie ohne weiteres klar ist, werden
die beiden zueinander gehörigen Hülsen durch Drehen der Reguliermuffen 17, 17,'
je nach der Drehrichtung gleichmäßig einander genähert bzw. voneinander entfernt,
wodurch die Klappen des Gas- und Luftzuges ein bestimmtes Querschnittsverhältnis,
unabhängig von der sonstigen Einwirkung durch die Hauptsteuerspindel einnehmen.
Die Reguliermuffen werden durch je einen. Stirnradantrieb 57, 107 bzw. 57,
io8 von der Hilfssteuerspindel für Einstellung des 'Gasheizwertes 18, (Abb. 2) angetrieben.
Bezüglich der Steuerung in Abhängigkeit vom Heizwert ist nun allgemein folgendes
zu sagen: Wenn man den ganzen Bereich von i ioo `Ve/cbm (reinem Hochofengas) bis
4000 We/cbm (Koksgas) beherrschen will, so muß sich das Brenneraustrittsverhältnis
Gas zu Luftzug von i :1,1 bis zu einem solchen von 1:4,0 (Koksgas) verändern lassen
können. Die Einwirkung auf die Klappenstellung bei dem vorliegenden Apparat ist
nun derart, daß, sich der Luftaustrittsquerscbnitt von einem Verhältnis von i :
i, i bis 1:1,5 erweitert, während der Gasaustritt während dieser Periode konstant
bleibt. Von einem Querschnittsverhältnis i: 1, 5 bis zu einem solchen von I :4,o
bleibt dagegen der Luftzug bestehen, während der Gaszug sich allmählich verengt
(s. Schema, Abb.6). Um die Reguliermuffen für den Gas- bzw. Luftzug gesondert antreiben
zu können, sitzen die. beiden Antriebsstirnräder 107 (für 17) und io8 (für
iy') lose auf der Hilfssteuerspindel (18) und können mit dieser durch die beiden
Kupplungen i9 (für io7') und 20 (für io8) starr verbunden werden. Beide Kupplungen
sind durch. das Einrückgestänge 2 i, 21' derart miteinander gekuppelt, daß Kupplung
i9 einschaltet, wenn 20 ausschaltet und umgekehrt; sie befinden sich ferner stets
in ausgerücktem Zustand, wenn nicht durch ihre Eim-ückgestänge ein Druck auf das
Einschaltgestänge ausgeübt wird. Es sei das Arbeiten der Steuerung beim Durchlaufen
der Einstellung eines Querschnittsverhältnisses von 1:1,15 bis zu einem solchen
von i:4,o besprochen: Der Antrieb der Hilfssteuerspindel (18) geht von Welle 34
aus über das Kegelradpaar 38 vor sich. Die Kupplung i9 ist von dem vorhergehenden
Spiel noch eingeschaltet. Die Gewindeübertragung der Reguliermuffe 17 ist derart
zu der Drehrichtung der Antriebswelle 34 beim Durchlaufen des Vorganges in der oben
angegebenen Richtung gewählt, daß sich die beiden Hülsen 15 und 15 einander nähern,
wodurch sich der Austrittsquerschnitt des Luftkanals allmählich erweitert. An dem
unteren Ende der Hülse 15' ist ein Anschlag 56 vorgesehen. Sobald sich das Querschnittsverhältnis
durch Verschieben der beiden Hülsen gegeneinander bis zu einem solchen von 1:1,5
Gas zu Luftaustritt verschoben hat, trifft der Anschlag 56 auf den Einrückhebel
22, der in dem Festpunkt 72 schwingt, wodurch Kupplung 2o eingeschaltet wird. Dadurch
schraubt die Reguliermuffe 17 die Hülsen 16, 16' aufeinander, wodurch sich der Gasaustrittsquerschnitt
verengt. Unmittelbar nach dem Einsetzen dieser Bewegung läßt der Anschlag 56 der
Hülse 16 den Hebel 23 frei, wonach sich Kupplung i9 selbsttätig ausschaltet.
Der Antrieb der Welle 33, die über das Kegelradpaar 35 auf die Hauptsteuerspindel
14 wirkt und der Welle 34, die über das Kegelradpaar 38 auf die Hilfssteuerwelle
18 wirkt, geschieht, da die Einwirkung der Haupt- bzw. Hilfssteuerspindel vollkommen
getrennt vor sich gehen muß, durch entsprechendes Umschalten des Antriebsmotors
123 auf das eine oder andere Vorgelege. Die Hilfsstenerspindel 18 ist ohnehin nur
während der Einstellung auf einen anderen Heizwert mit der Hauptsteuerspindel durch
den Stirnradantrieb (57, 107 bzw. 57, io8) verbunden, und zwar selbsttätig dadurch,
daß, sich bei Antrieb der Welle 34 die Zugseile (66) auf die auf einem auf. Welle
34 festsitzenden Reibungskegel 69 sitzende Scheibe 68 aufrollen können, wodurch
über die Druckstange (58) die lose auf den Reguliermuffen sitzenden Stirnräder 57
durch Anpressen ihrer mit Zähnen 6o versehenen Seitenflächen gegen einen gleichfalls
gezahnten Ansatz 6 i der Reguliermuffen mit dieser in Eingriff gebracht wird. Die
gegenseitige Reibung zwischen Kege169 und Einrückscheibe 68 kann durch entsprechendes
Stellen der Mutter 70 reguliert werden, und zwar ist sie derart einzuregeln, daß
einerseits der Gegendruck der Ausrückfeder 74 (Abb. i und 5) bei Drehung der Antriebswelle
34 durch Anziehen der Seile 66 überwunden wird, wie auch ein entsprechender Anpressungsdruck
der Stirnräder 57 an die Ansätze 61 der Reguliermuffen hervorgerufen wird, anderseits
jedoch die Reibung nicht derart groß ist, daß eine Gefahr für Bruch der Seile sowie
der Gestängeteile besteht, so daß die Scheibe 68 von einer gewissen Spannung im
Seil ab auf dem Reibungskegel zu schleifen beginnt. Zur Kennzeichnung des jeweils
eingestellten,. einen bestimmten Heizwert entsprechenden Querschnittsverhältnisses
ist auf
der Antriebswelle 34 ein Läufer 71 vorgesehen, der auf einer
Skala das jeweilige Durchgangsverhältnis anzeigt.
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Es soll jetzt das Arbeiten des Apparates im ganzen, insbesondere die
Schaltung auf Abgas bzw. Frischgas besprochen werden (Abt. 3, 5, 12). Der Motor
123 arbeitet, sofern er nicht bei Änderung der Wertigkeit auf die gemeinsame Antriebswelle
34 der beiden Hilfssteuerwellen 18 geschaltet ist, über das Vorgelege 55 abwechselnd
auf eine der beiden Hauptsteuerspindelantriebswellen 33, und zwar auf die der jeweiligen
Frischgasseite angehörende. Um bei gleichbleibendem Drehsinn des Motors den Wechsel
in der Drehrichtung der Hauptsteuerspindel 1 4 beim Auf- und Abschrauben derselben
zu erzielen, ist auf jede Antriebswelle 33 ein Doppelkegelradpaar aufgesetzt, das
aus zwei auf der Antriebswelle 33 lose sitzenden, jedoch durch die Kupplungen 40,
41 mit ihr in starre Verbindung zu bringenden Rädern 84 besteht, die beide mit dem
gemeinsamen, fest auf der Zwischenwelle 49 (bzw. 5o) sitzenden eigentlichen Antriebskegelrad
85 in Eingriff stehen. Die Betätigung des Steuergestänges 43 geschieht durch den
Läufer 48, der dadurch, daß er an der Drehbewegung gehindert ist, gezwungen ist,
auf der Steuergewindestrecke 86 der Antriebswelle 33 je nach dem Drehsinn derselben
hin und her zu laufen. Der Steuervorgang geht nun wie folgt vor sich.
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Angenommen, Kupplung 41 ist eingeschaltet, der Läufer 48 befindet
sich auf dem Steuergewinde 86 auf dem Wege von rechts nach links, was dem Wandern
des Auftreffpunktes von der nächsten zur weitesten Auftreffstelle bzw. dem Senken
der Hauptsteuerspinde114 entspricht. Nach den für diese Strecke notwendigen Umdrehungen
der Antriebswelle 33 stößt der Läufer 48 gegen den festen Anschlag 44 des Steuergestänges
43, dieses durch Schwenken um die beiden Festpunkte 87 auf Kupplung 40 umschaltend,
wodurch Kupplung 41 ausgeschaltet wird. Der Drehsinn der Antriebswelle 33 ist jetzt
entgegengesetzt. Der Läufer 48 bewegt sich nunmehr von links nach rechts. Die Hauptsteuerspindel
14 hebt sich, und der Auftreffpunkt nähert sich dem Frischgasbrenner. Nach einer
entsprechenden Strecke in dieser Richtung stößt der Läufer 48 auf den Anschlag 45,
wodurch wieder die Umschaltung auf die andere Drehrichtung der Antriebswelle bewirkt
wird. So wiederholt sich das Pendelspiel, bis eine Umschaltung des Brenners auf
Abgas erforderlich ist. Zur Einstellung der Düsenklappen 1, 2, 3 und 4 für Abgas
wird lediglich der Anschlag 45 .aus dem Bereich des Läufers 48 tierausgeschwenkt.
Die einzelnen Teile befinden sich in folgendem Bewegungsvorgang: Die Hauptsteuerspindel
14 hebt sich. Der Auftreffpunkt wandert nach der nächsten Auftreffstelle, d. h.
die Austrittsquerschnitte am Brennerkopf erweitern sich, und der Läufer 48 bewegt
sich auf der Steuergewindestrecke von links nach rechts. In diesem Sinne muß nun
der Vorgang weiter vor sich gehen, d. h. der Läufer muß sieh über den Anschlag 45,
der zu diesem Zweck ausgeschwenkt ist (s. Abb. 1o), hinaus eine weitere Strecke
auf dem Steuergewinde 86 nach rechts bewegen, bis die Öffnung der Düsenklappen der
Abgasstellung entspricht. Nun würde sich jedoch hierbei die Hauptsteuerspindel durch
Einschrauben in das Gewinde des Leitgewindekopfes 29 weit über die Stellung heben,
die dem nächsten Auftreffpunkt entspricht, d. h. die Stellung der Düsenklappen 1,
2, 3, 4 würde, wenn die Abgasöffnung erreicht ist, zu steil nach unten gerichtet
sein. Um dieses zu. verhindern, ist eine Vorrichtung geschaffen, die bewirkt, daß
nach Umschaltung auf Abgas von einer bestimmten Stellung ab die Hauptsteuerspindel
zwar ihre Drehbewegung weiter ausführt, an dem Aufwärtsschrauben aber gehindert
wird. Zu diesem Zweck ist der Leitgewindekopf 29 in dem Lagerkörper 30 (Abb.3) fest-
und losstellbar zu diesem gelagert. Da nun aber der LeitgewindekopE 29 das einzige
Traglager für die Hauptsteuerspindel 14 ist, kann das Lösen desselben von dem festen
Lagerkörper 3o erst erfolgen, wenn für eine andere Lagerung gesorgt ist. Zu diesem
Zweck ist unterhalb der Leitgewindestrecke am oberen Ende der Hauptsteuerspindel
ein Gewinde für die Drucklagerscheibe 88 eingeschnitten. Der Drehsinn beider Gewinde
ist gleich, so daß. sich beim Heraufschrauben der Hauptsteuerspindel in den Leitgewindekopf,
die Drucklagerscheibe, die an der Drehbewegung durch die Klemmbügel 89 gehindert
ist, herunterschrauben muß. Wäre nun die Ganghöhe beider Gewinde gleich, so würde
die Höhenlage der Drucklagerscheibe 88 zu der Antriebshülse 35, gegen deren obere
Fläche sie bei Erreichung der beabsichtigten Höhenfestlage der Hauptsteuerspindel
nach Umstellung des Brenners auf Abgas sich legen soll; um als Traglagerersatz für
den von dem Lagerkörper 3o zu lösenden Leitgewindekopf 29 zu dienen, sich nicht
,ändern. Die Ganghöhe des Druck--lagerscheibengewindes muß etwas höher sein. Als
Umstellpunkt auf Abgasstellung ist die Stelle des nächsten Auftreffpunktes gewählt.
Die Hauptsteuerspindel befindet sich dann in der Höchststellung, der Läufer 48 ist
in Höhe des jetzt aber ausgeschalteten Anschlages 45 angekommen, so daß die Antriebswelle
33
in gleichem ' Drehsinn - weiterläuft, die Drucklagerscheibe 88 hat sich gegen eine
entsprechende Fläche der Antriebshülse 36 geschraubt und kurz vor Berührung durch
Herunterdrücken des Hebels 9o durch den Seilzug 91 die linke Arretierung 92 des
Leitgewindekopfes 29 gelöst. Der Leitgewindekopf würde dann jedoch noch -durch die
rechte Arretierung 93 festgeklemmt sein. Diese wird durch Mitnahme des Hebels 9q.,
an dem der Seilzug 95 befestigt ist, durch den Läufer ¢8 ausgelöst.
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Im Augenblick, in dem die Drucklagerscheibe 88 auf die Antriebshülse
36 bzw. auf das Kegelrad auf derselben aufsetzt, müssen die klemmbüge189 die Scheibe
freigegeben haben, so daß dieselbe die Drehbewegung der Antriebshülse und damit
der Hau.ptsteuerspindel mitmachen kann. Das - Festklemmen der Drucklagerscheibe
88 geschieht derart, daß die Klemmbügel durch in einem Rahmen 96 sitzende Blattfedern
95 (Abb.8), gegeneinandergepreßt werden. Die Klemmbügel 89 liegen in einer Ausdrehung
der Prucklagerscheibe 88. Sie müssen also die Aufundabbewegung derselben mitmachen,
während sie am Drehen gehindert sind. Das Aüseinanderspreizen der Bügel zwecks Freigabe
der Scheibe geschieht durch Drehen der auf den Ausrückwellen 97 sitzenden exzentrischen
Kokken 98. Diese Nocken können sich infolge der in ihrer Bohrung vorgesehenen Führungsnut
auf den auf den Ausrückwellen 97 in Länge des Weges der Drucklagerscheibe vorgesehenen
Führungskeilen auf und ab schieben. Die Betätigung der Ausrückwellen geschieht über
die Kegelradpaare 99, durch die in dem Gehäuse des Gleitbahnkörpers 3o angeordneten
Hebel ioo. Diese Hebel sind bei feststehendem Leitgewindekopf durch die Führungsbacken
desselben hochgeschwenkt, wobei die Stellung der Nocken 98 die Klemm-Bügel 89 durch
die Federn 95 an die Drucklagerscheibe 88 anpressen läßt. Nach Lösen der Arretierungen
92, 93 des Leitgewindekopfes schraubt sich dieser bei gleichbleibender Drehrichtung
nach unten. Die Gleitbacken desselben schwenken dabei die Hebel ioo in die senkrechte
Lage nach unten, wodurch die Nocken 98 eine solche Stellung einnehmen, daß die Klemmbügel
die Drucklagerscheibe freigeben. Dieselbe liegt jetzt an der Antriebshülse 36 an.
Gegen ein Weiterschrauben derselben auf der Hauptsteuerspindel wirkt erstens die
Überwindung der Reibung der Berührungsflächen, die zu dem durch das Gewicht der
jetzt an der Drucklagerscheibe hängenden Hauptsteuerspindel behält somit ihre jetzige
Höhenlage bei, %vährend bei fortgesetzter Drehung im gleichen Sinn ein Weiterauseinanderschrauben
der Düsenklappen i, 2, 3; q. durch Gegeneinan= derschrauben der Düsenstellmuttern
auf den zugehörigen Hülsen IS, 15', 16, 16' vor sich geht, bis die erforderliche
Abgasöffnung erreicht ist. Der Leitgewindekopf 29 hat sich währenddessen um ein
entsprechendes Stück auf . der Hauptsteuerspin°del heruntergeschraubt, während der
Läufer ¢5 sich in der bisherigen Richtung nach rechts weiter auf der Steuergewindestrecke
86 bewegt hat. Kurz vor Erreichung der der Abgasstellung der Düsenklappen 1, 2,
3, ¢ entsprechenden Stellung auf der Steuergewindestrecke 86 umfaßt der Läufer ¢8
mit seinem unteren bügelartig ausgebildeten anderen Arm den doppelarmigen Hebel
53 und schaltet so durch Druck des anderen Armes von Hebel 53 gegen das Einrückgestänge
der Hauptmotorkupplung 51 die rechte Brennerseite gleichfalls ein. Es sei hier bemerkt,
daß sich die Motorkupplungen durch Federdruck ständig in ausgerücktem Zustand befinden,
es sei denn, sie stehen unter Druck des betreffenden Hebels 53 (für Kupplung 51)
und 53' (für Kupplung 52). Die beiden Einrückhebel53, 53' sitzen auf der gemeinsamen
Welle 5q., die den Festpunkt für dieselben bildet. Es läuft jetzt also für einen
kurzen Augenblick der. Mechanismus beider Ofenseiten, der Läufer i o i der rechten
Seite bewegt sich nach rechts und gibt dann den Hebel 53' frei, so daß Motorkupplung
52 durch den eigenen Federdruck ausschaltet. Der Läufer 48 steht jetzt in der der
Abgasöffnung entsprechenden Stelle. Er ist in der Zwischenzeit zwischen dem Einschalten
der Motorkupplung 51 und dem Ausschalten der Motorkupplung 52 jedoch noch gegen
den- feststehenden Anschlag io2 mit seinem oberen Arm gestoßen und hat durch das
Steuergestänge 43 die Kupplung :1o aus-und lsupplung q.1 eingeschaltet, so die jetzige
Abgasseite bereits für das Gegenspiel fertig machend (entspricht Stellung Abb.3,
5). Da nun, wie Abb. 5 zeigt, der ganze Mechanismus beider Ofenseiten spiegelbildlich
zueinander ausgebildet ist, sich also anolog in entsprechender Abwechslung auf jeder
Seite vollzieht, sei weiter der Vorgang im rückwärtigen Sinne, also in der Richtung:
Abgas-Frischgasstellung an der linken Seite besprochen. Auf der rechten Seite soll
sich demnach der analoge Vorgang vollzogen haben, und der Läufer ioi soll hier wieder
in die Endstellung nach links für Abgasstellung der rechten Seite zurückgezogen
sein, wobei Motorkupplung 52 wieder durch Hebel 53' eingeschaltet ist. Der Läufer
¢8 der linken Seite befindet sich somit bereits wieder auf dem Wege. nach links,
er hat den Hebel 53. freigegeben, wodurch sich die Motorkupplung 51 selbsttätig
ausschaltet. Die
Hauptsteuerspindel 1 ¢ behält noch immer ihre Höhenlage
bei, der Austrittsquerschnitt vermindert sich durch das jetzt vor sich gehende Auseinanderschrauben
der Düsenstellmuttern 27, 28 immer mehr, und der Leitgewindekopf 29 schraubt
sich an der senkrecht feststehenden Hauptsteuerspindel14 immer mehr nach oben. Die
linke Arretierung9a befindet. sich in ausgerückter Stellung, da der Hebel 9o (Abb.
5) durch die Drucklagerscheibe 88 so lange heruntergedrückt ist, bis diese nach
Anlegen der Klemmbügel 89 sich wieder an der Hauptsteuerspindel 14 bei dem'
jetzigen Drehsinn derselben um ein Stück hochgeschraubt hat. Sobald also der Leitgewindekopf
die Höchststellung erreicht hat, wird er durch die rechte Arretierung 93 festgeklemmt,
und da die Klenunbüge189 sich nach Schwenken der Hebel ioo in die Hochlage fest
um die Drucklagerscheibe 88 gelegt haben, schraubt sich diese nach oben, worauf
auch die linke Arretierung 9z gleich einrükken kann. Die Hauptsteuerspindel beginnt,
sich in dem Gewinde - des Leitgewindekopfes aus ihrer bisherigen Hochlage (Abgasausgangsstellung
entspricht der Düsenklappenstellung nächsten Auftreffpunktes) herunterzuschrauben,
und der Läufer 48 rückt in den Bereich der Anschläge 44 und 45, so daß der Anschlag
45 jetzt wieder in den Wirkungsbereich des Läufers (48) geschwenkt werden kann.
Abb. io zeigt, wie im Zusammenhang mit dem Ausrücken und Wiedereinrücken des Anschlages
45 die Einstellung des Korrekturapparates auf Ab- bzw. Frischgasstellung durch das
gemeinsame Gestänge 124 vor sich geht, und zwar zeigt die Ab. bildeng links die
Frischgasstellung, die rechte die Abgasstellung.
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Bezüglich der Genauigkeit, mit der der Apparat die jeweiligen notwendigen
Querschnitte auf Frisch- und Abgasverhältnis einstellt, sei kurz folgendes gesagt:
Angenommen, das jeweils notwendige Querschnittsverhältnis sei genau bei der nächsten
Austrittsstelle einreguliert, so verschiebt sich diese anfangs richtige Einstellung
bei Änderung der Austrittsweiten mit Wandern des Auftreffpunktes zur weitesten Auftreffstelle
etwas, und zwar ist diese Verzerrung um so größer, je kleiner der in Frage kommende
Ausgangsquerschnitt ist, d. h. je hochwertiger das Betriebsgas ist. Außerdem verlangt
auch der mit zunehmendem Heizwert immer größer werdende Unterschied in den spezifischen
Gewichten von Gas und Luft entsprechende Berücksichtigung.- Durch .einen Korrekturapparat
werden diese dem Mechanismus anhaftenden Ungenauigkeiten aiif ein praktisch einwandfreies
Maß heruntergedrückt, und zwar derart, daß auf der Frischgasseite der Unterschied
in den Bewegungsenergien von Gas- und Luftstrahl bei allen Verhältnissen stets unter
i 5 % liegt, während auf der Abgasseite die Einstellung lediglich einen Unterschied
in der Vorwärmungshöhe von Gas und Luft von weniger als ioo° zuläßt. Dies wird dadurch.
erreicht, daß der Korrekturapparat (Abb. i und i i) auf der Frisch- und Abgasseite
beim Gaszug eine entsprechende Begrenzung der Erweiterung des Austrittsquerschnittes
in einem bestimmten Hei7wertbereich bewirkt. Es handelt sich um einen Apparat, der
naturgemäß durch die Hilfssteuerspindel18 betätigt werden muß,, und zwar geht der
Antrieb der Hülse 76 über das Stirnradpaar (57, 18q.) vor sich. Von jeder Seite
sind in Hülse 76 ein Begrenzungsbolzen (77, 78) mit je einem Begrenzungsarm (79)
für Frischgasstellung und (8o) für Abgasstellung eingeschraubt. Der Drehsinn des
Gewindes in Hülse (76) bzw. auf den Begrenzungsbolzen (77, 78) ist ein solcher,
daß mit Einstellung eines größeren Heizwertes die Begrenzungsbolzen sich aus Hülse
(76) herausschrauben, so durch die Begrenzungsarme (79) hei Frischgasstellung bzw.
(8o) bei Abgasstellung die Erweiterung des Gasaustrittsquerschnitts dadurch einschränken,
daß die gelenkartig nachgiebig (Abb. i ) ausgebildeten Betätigungsstangen (9 und
io) sich gegen die Armflächen der Begrenzungsarme legen. Die Begrenzungsarme für
Frisch- und Abgasstellung sind um 9o° gegeneinander versetzt, bei Umschaltung von
Frischgas auf Abgasstellung und umgekehrt werden jeweils die betreffenden Arme eingeschwenkt.
Abb. io zeigt, daß, diese Umschaltung in einfachster Weise zugleich mit dem Ausschwenken
des Armes (45) erfolgt.
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Der ganze Apparat arbeitet nach der vorstehenden Beschreibung somit
vollkommen selbsttätig, und zwar bei beiden in sich ja ganz getrennten Hauptbetätigungsvorgängen.
Bei dem Einstellen eines bestimmten Heizwertes des Betriebsgases und bei dem kontinuierlichen
Vorgang des Badbestreichens, d. h. des zwangläufigen Verlegens des eigentlichen
Verbrennungsvorganges direkt an die Oberfläche des Bades. Die Regulierung der Ventilatoren
zur Förderung von Gas *und Luft, deren Leistung sich ja je nach der entsprechend
dem jeweiligen Heizwert zu fördernden Mengen ändern muß, kann ohne weiteres von
dem Läufer 71 zur Anzeige eines bestimmten Heizwertes abgeleitet werden. Das Umschalten
des Apparates beim kichtungswechsel des Ofenganges geht in einfachster Weise lediglich
durch Aus- und Einschwenken des Anschlages 45 vor sich. Schließlich sei noch bemerkt,
daß man es durch entsprechendes Einstellen der beiden Anschläge
44
und 45 auf dem Steuergestänge 43 vollkommen in der Hand hat, das Auftreffgebiet
auf der Badoberfläche zu bemessen und zu verlegen. Ein Herausschieben von Anschlag
44 nach 45 zu verschiebt das Auftreffgebiet nach der betreffenden Frischgasbrennerseite,
ein gleichmäßiges Nähern beider Anschläge gegeneinander beschränkt die direkt bestrichene
Fläche mehr auf den mittleren Teil der Badoberfläche usw. Es ist somit ein Verfahren
zur zwangläufigen Gestaltung des Verbrennungsvorganges bei Betrieb von Herdöfen
mit Mischgas im weitesten Wertigkeitsbereich und eine Vorrichtung zur volllcommen
automatischen Durchführung dieses Verfahrens durchgebildet. Der Hauptzweck der vorliegenden
Brennerkonstruktion ist, eine Idealform in gleicher Weise für die Frischgas- wie
die Abgasverhältnisse geeignet auszubilden mit dem Ziele, den Verbrennungsvorgang
bestmöglich zu gestalten, um einerseits die Ofenleistung zu steigern, anderseits
das Herdgewölbe und die Brennerköpfe weitestgehend zu schonen. Hinsichtlich der
Abgasseite ist die Anpassung an die größeren Durchgangsmengen zum Zweck eines möglichst
widerstandslosen Abzuges der Abgase von großer Bedeutung, ferner, daß die an sich
bekannte und bisher durch Drosselschieber in den Abgaskanälen bewirkte Beeinflussung
der Verteilung der Abgasmengen auf die beiden Vorwärmekammern bereits durch entsprechende,
je nach dem Heizwert des Gases gleichzeitig und zwangläufig erfolgende Einstellung
des Brenneraustrittsquerschnittsverhältnisses bewirkt wird, wodurch sich jedes vermeidbare
Drosseln erübrigt und der Ofengang günstig gestaltet wird. - Endlich läßt eine gegenseitige
Verstellung der Hauptbetätigungselemente, deren Lage sich ja, da es sich in der
Hauptsache um Schraubenbewegungen handelt, zwangläufig zueinander einstellt; Kombinationen
zu, die es gestatten, sich mit dem Apparat mehr denn bisher den Mannigfaltigkeiten
des Ofenbetriebes anzupassen.