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Beschickung von Kammeröfen Bei der Beschickung von Kammeröfen mit
Schüttkohle von oben her durch ,mehrere über die waagerechte Kammerlänge verteilte
Deckenöffnungen ist es im allgemeinen üblich, Bescbickbehälter zu venv enden, die
zusaminengenommen eine ganze Ofenkammerfüllung an Kohle fassen und mit einer der
Anzahl der Deckenöffnungen entsprechenden Reihe von Ausläufen versehen sind, durch
welche die Kohle, nachdem diese Ausläufe über die Deckenöffnungen gestellt worden
Sind, durch einfaches Herabfallenlassen in den Rauin der Ofenkammer eingeschüttet
wird. Hierbei bilden sich natürlich unter den Deckenöffnungen aufragende Schüttkegel,
die nachträglich durch eine waagerecht von der Stirnseite her in die Ofenkammer
eingeführte Planierstange eingeebnet werden.
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Die bekannten Ausführungen von Beschickeinrichtungen der vorgenannten
Gattung zeigen erfahrungsgemäß im Betriebe erhebliche Mängel und Unzuträglicbleiten,
die dadurch begründet sind, daß bei zeitlich nicht ganz vollkommen gleichmäßiger
Entleerung der einzelnen Ausläufe, womit natut'gemäß immer gerechnet werden muß,
die Schüttkegel von Kohle unter den einzelnen Deckenöffnungen sich untereinander
verschieden hoch anstauen. Die Gründe für diese Erscheinung «-erden aus der nachfolgenden
Beschreibung leicht eingesehen werden. Jedenfalls ist im Betriebe damit zu rechnen,
daß beispielsweise ein Kegel unter einem solchen Auslauf, der sich vorzeitig entleert
hat, niedriger bleibt, als der gleichm.ißigen Durchschnittshöhe entspricht, und
daß etwa ein benachbarter Schüttkegel sich so hoch anstaut, @daß seine Spitze nicht
einmal in der Ofenkammer Platz hat, vielmehr ein Teil seiner Kohlenmasse noch in
der Deckenöffnung und in dem darüberstehenden Füllrumpf stehenbleibt. Durch dieses
ungleichmäßige Hochstauen der einzelnen Schüttkegel wird einerseits das Einebnen
durch die Planierstange außerordentlich erschwert, andererseits als Folge hiervon
wie auch schon wegen des unvollkommenen und verzögerten Entleerens der Ausläufe
die Zeitdauer des Beschickens verlängert. Beides stört und verumständlicht den Betrieb
auf das empfindlichste, namentlich bei den neuzeitlichen Hochleistungsöfen, die
in der Regel mit bedeutenden Kammerhöhen ausgestattet werden und schon dadurch der
Beschickung mit den zu verarbeitenden Kohlemnassen besondere Erschwerungen bieten.
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Durch die Erfindung werden die genannten Schwierigkeiten beseitigt
und wird auf einfachste und sicherste Weise erreicht, daß bei jeder Art der Entleerung
der einzelnen Ausläufe des Beschickbehälters, gleichgültig nach welchem zeitlichen
Verlauf gegeneinander dieselbe erfolgt, die unter den einzelnen Ausläufen sich bildenden
Schütthöhen der Kohle in der Ofenkammer stets wesentlich gleichmäßig sind.
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Der Erfindungsgedanke gründet sich auf die Erkenntnis, daß dieser
Erfolg durch die Anwendung eines einheitlichen, mit einer Anzahl den Deckenöffnungen
entsprechender Ausläufe versebenen Beschickbehälters niöglich
ist,
dessen Gestaltung und Bemessung der Gestaltung und Größe der Ofenkammer nach bestimmten
Gesetzen angepaßt wird.
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Die Zeichnung gibt mit Abb. i und 2, 3 und d. und 5, 6, 7 drei verschiedene
Beispiele, mittels welcher nachstehend die Erfindung erläutert wird. Die Darstellungsweise
der Zeichnungen ist im allgemeinen schematisch, in den Hauptteilen der Gesamtbilder
jedoch wesentlich maßstäblich.
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In dem ersten Beispiel stellt Abb. i einen senkrechten Längsschnitt
durch die Kammer eines liegenden Koksofens und den Barüberstehenden Deschickbehälter,
Abb. a einen senkrechten Ouerschnitt dar. Es ist a die Ofenkammer mit ihrer Decke
b, in der sich fünf über die waagerechte Kammerlänge verteilte Deckenöffnungen c
befinden. Eine sechste Deckenöffnung d dient zum Abzug der bei der Verkokung entwickelten
Gase und Dämpfe durch ein aufgesetztes (abgebrochen gezeichnetes) Steigrohr. An
beiden Enden ist die Ofenkammer durch Türen e verschlossen. Über der Ofenkammer
befindet sich der Beschickbehälter f, der etwa, wie üblich, als ein über die ganze
Ofenbatterie verfabrbarer Wagen ausgebildet sein kann, in der zum Beschicken geeigneten
Stellung. Dieser stellt, wie Abb. i erkennen läßt, einen für die ganze Kammer einheitlichen
Behälter dar, der mit fünf den Deckenöffnungen c entsprechenden trichterförmigen
Ausläufen lt versehen ist. Jeder dieser Ausläufe lz besizt einen Schieber oder dergleichen
Absperrvorrichtung i und einen nach der zugehörigen Deckenöffnung c hinführenden
Füllrumpf k.
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Im Innern der Ofenkammer a ist in Abb. i der Kohleschüttkörper gezeichnet,
wie er sich bei überall gleichmäßiger Einschüttung einstellt, d. h. so, wie zu erreichen
es die Aufgabe der Erfindung bildet. Der Umriß dieses Kohleschüttkörpers ist durch
die Buchstaben A B C D E F G H I T IL I. JU bezeichnet. Die in dem
Beispiel der Abb. i und 2 niedergelegte Lösung der Aufgabe besteht nun darin, daß
der Kohl efassungsranin des Behälters. f, d. 1i. der zwischen der Kohleoberfläche
N P, den Auslauftrichtern h und den beiden Stirnwänden N 0 und P Z eingeschlossene
Raum dem in der Ofenkammer gezeichneten Kohleschüttkörper kongruent (genauer gesagt,
symmetrisch-kongruent) ist. Es ist also, wenn man Abb. i betrachtet, die hier erkennbare
Seitenprojektion des Kohlefassungsraumes des Behälters f kongruent dem erwähnten
Umriß des Kohleschüttkörpers in der Ofenkammer, und es ist weiter die aus Abb. 2
erkennbare lichte Weite x des Behälters f gleich der lichten Weite y der
Ofenkammer a.
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Die Bedeutung dieser Kongruenz für die Erzielung einer gleichmäßigen
Schütthöhe der Kohle in der Ofenkammer ergibt sich aus nachstehenden Überlegungen:
Es -werde angenommen, daß, um eine besonders starke zeitliche Ungleicliförlnigleit
des Entleerens der verschiedenen Ausläufe h. zu erläutern, zunächst ausschließlich
der in Abb. i am äußersten links befindlichen Auslauf h. durch Ziehen des Schiebers
i. geöffnet, die übrigen vier Ausläufe h. jedoch noch geschlossen gehalten
werden. Es fällt dann aus dem Behälter f ein Kohlekörper heraus, der durch den Umriß
:N7 R S 0 in Abb. i umgrenzt wird, wobei die Linie bzw. schiefe Ebene R S
nach dem Böschungswinkel der geschütteten Kohle geneigt ist. Die solchergestalt
in die bis dahin' leere Ofenkammer cr hineingefallene Kohle häuft sich hier zu einem
Körper des Umrisses A B C Q JU auf, dessen Seitenflächen B A und
B 0 wiederum natürlich nach dem Böschungswinkel abgescbräzt sind. Man erkennt
min ohne weiteres, dar# der Kohlekörper O !i7 r1 B in der Ofenkammer
kongruent dem aus dem Behälter f entleerten Kohlekörper R IV, 0 S
ist. Dies bedeutet aber im Ergebnis, daß der in die Ofenkammer abgefallene Kohlekörper
unter der ihm zukommenden Deckenöffnung die Schüttkegelhöhe B erreicht, die der
ursprünglich Alls gleichförmig angenommenen Einschüttung entspricht.
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Nimmt man nunmehr an, daß in Abb. i der benachbarte Auslauf lr-, d.
h. der zweite von links, geöffnet wird, so wird durch diesen Auslauf h aus dem Behälter
fein Kohlekörper abrutschen, der durch die Umrißlinien R T U t' begrenzt
wird. Dieser aus f herausfallende Kohlekörper häuft sich in der Ofenkammer e zu
dem durch den Umriß C D E TV O umgrenzten Schüttkörper an, der wiederum
dein ersteren kongruent ist. Man erkennt, daß auch hier wieder unter dem in Betracht
kommenden zweiten Auslauf die Schütthöhe D in der Ofenkammer erreicht wird, die
der gleichmäßigen Einschüttung elitspricht.
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In gleicher Weise kann man noch beliebige andere Aufeinanderfolgen
von Entleerungen der einzelnen Ausläufe 1a. untersuchen. % 1an wird in j edem Fall
zu dem Ergebnis kommen, daß, welche Zeitfolge auch man wählt, stets unter den einzelnen
Ausläufen die der gleichmäßigen Einschüttung der Kohle entsprechenden Schüttkegelhöhen
B D F H J erreicht und gesichert werden. Es ist dies eben die Wirkung der
gekennzeichneten Kongruenz und des Umstandes, daß sich in der Ofenkammer selbstverständlich
dieselben Böschungswinkel der Schüttkohle wie in dein Behälter f bei zeitlich ungleichförmiger
Entleerung der einzelnen Abläufe einstellen.
Daß die Kongruenz.
für die Wirkung entscheidend ist, erkennt man leicht bei Substituierung eines Falles,
wo für die Gestaltung des Behälters feine starke Abweichung von der Kongruenz besteht.
Es werde angenommen, daß in Abb. i an die Stelle der Behälterumgrenzung S
V U die -Umgrenzung S Ir' X h" trete. Dann würde durch den bei S angeordneten
Ablauf lt nach Öffnung des Schiebers i, eine Kohlenmasse herausfallen, die
durch den Urnriß N 0 S V' X X'
umgrenzt würde. Diese Kohlenmasse ist
bedeutend kleiner als die normalerweise abfallende Kohlenmasse des Umrisses
IN,' O S h R.
Die verkleinerte Kohlenmasse wird sich in der
Ofenkammer a zu einem Schüttkörper des Umrisses J? A' B' O' anhäufen. Die
Schüttkegelspitze B' dieses Körpers liegt beträchtlich niedriger als die der gleichförmigen
Einschüttung entsprechende Spitze B. Bleibt aber die Höhe des Schüttkegels unter
irgendeiner Deckenöffnung unter der normalen Höhe, so müssen sich natürlich die
übrigen Schüttkegel, mindestens einzelne davon, über das normale Höheinaß erheben.
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Die in dein zweiten Beispiel der Abb.3 und .4 niedergelegte Lösung
der Aufgabe ist der oben beschriebenen Lösung nahe verwandt. Die Darstellungen der
Abb. 3 und d. selbst entsprechen iin wesentlichen den Darstellungen der Abb. i und
2 und sind hiernach ohne weiteres verständlich. Das Neue dieser Lösung besteht darin,
daß die aus Abb.3 erkennbare Seitenprojektion des hohlefassungsraumes des Behälters
f dein Kohleschüttkörper, wie er in der Ofenkaminer a übereinstimmend mit Abb. i
anzunehinen ist, statt kongruent, geometrisch ähnlich, cl. 1i. in einem gewissen
Maßstabe verkleinert ist. Um dabei für den Behälter f auf einen insgesamt ebenso
großen Kohlefassungsrauin wie im ersten Beispiel zu kommen, d. h. auf einen dein
Ofenkammervolumen entsprechenden Raum, muß die aus dem Querschnitt Abb. .t erkennbare
lichte Weite N des Behälters f im Verhältnis zu der Lichtweite y der Ofenkammer
entsprechend vergrößert sein.
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Nimmt man jetzt wieder dieselbe Unterstichung wie bei dem erstenBeispiel
vor, indem inan zunächst annimmt, daß der links äußerste Auslauf 1i, in Abb. 3 durch
Ziehen seines Schiebers i.' geöffnet wird, so wird der durch den Uniriß :1' R S
0 tungrenzte Kohlekörper aus dein Behälter f abrutschen und in der Kammer a den
Schüttkörper A B 0 M bilden. Diese beiden Kohlekörper sind in der Seitenprojektion
der Abb.3 einander geometrisch ähnlich, d. 1i. lediglich in demselben Maßstab verschieden,
wie umgekehrt die Lichtweite --
des Behälters f und die Lichtweite y der Ofenkammer
a verschieden sind. Man erkennt schon jetzt, ohne die Untersuchung, wie oben für
Abb. i geschehen, fortzusetzen, daß diese Ausführungsform des Beispiels der Abb.3
und ¢ dasselbe leistet wie die Ausführungsform der Abb. i und 2.
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An der gekennzeichneten geometrischen -eit der Seitenprojektion und
an der A hnlichk dadurch bedingten Wirkung hinsichtlich gleichmäßiger Einschüttung
der Kohle in die Ofenkammer wird nichts Wesentliches geändert werden, wenn etwa
der durch die waagerechte Linie bzvv. Fläche N P begrenzte Kohlefassungsraum
des Behälters f durch Annahme einer etwas niedrigen Oberfläche _\X-" P17
erniedrigt und die dadurch entstehende Voltimenverkleinerung durch eine entsprechende
Vergrößerung der Lichtweite z des Behälters f ausgeglichen wird. Dies gilt niit
praktisch hinreichender Annäherung wenigstens so lange, als das Volumen der Auslauftrichter
Ir des Behälters f gegenüber dem Gesamtfassungsraum desselben klein bleibt. Man
erkennt hieraus, daß diegeforderte geornetrische Ähnlichkeit mir mit einer praktischen
Annäherung zu bestehen braucht, wodurch sich gewisse Freiheiten in der Dilnensioniertm,-des
Kohlebehälters innerhalb beschränkter Grenzen ergeben.
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Die Ausführungsform der Abb. 3 und 4. hat gegenüber der Ausführungsform
der Abb. i und 2 ersichtlich den Vorteil, daß die waagerechte Längenausdehnung des
Behälters f bei Abb. 3 kleiner als die waagerechte Länge der Ofenkammer ist. Dies
ist natürlich für den praktischen Betrieb sehr nützlich, um die äußeren Teile der
Ofendecke für gewisse Aufbauten o. dgl., in erster Linie für die über den Deckenöffnungen
cd anzuordnenden Steigrohre und Vorlagen freizuhalten.
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Das dritte Beispiel der Abb. 5, 6 und ; bietet eine andere Ausführungsform,
finit welcher der gleiche Vorteil, wie eben erwähnt, erreicht wird.
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Die Darstellungen der Abl). 5 und 6 entsprechen iin wesentlichen wieder
den Darstellungen der Abb. i und 2. Die Abb. 6 ist hierbei ein senkrechter Ouersclinitt
nach der Linie 6-6 von Abb. 5. Die Abb. 7 ist eine Grundrißaufsicht zur Abb. 5,
und zwar eine solche des Behälters f allein.
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Der in Abb. 5 gezeichnete Behälter f elitspricht in wesentlichen Teilen
und t-#biliesstingen dein in Abb. i gezeichneten Beliülter. Die in Abb. 5 punktierte
Umgrenzung desselben IV P Z 0 ist übereinstimmend finit der Umgrenzung X
P Z 0 in Abb. i Die Besonderheit des vorliegenden Beispiels besteht darin, daß die
waagerechte Längsausdehnung des Behälters f an den Stirnenden verkürzt wird, so
daß die Umgrenzung X' P' Z_' 0' entsteht und daß, wie aus dein Querschnitt
Abb.6
und besonders aus dem Grundriß Abb.7 hervorgeht, die durch die genannte Verkürzung
entstehende Volumenverkleinerung durch die Anordnung von Endabteilen in vergrößerten
Querschnitts ausgeglichen wird. Dies geschieht am einfachsten durch eine Erweiterung
der Lichtweite des Behälters f, die im mittleren Teil x ist, auf das Maß x@ an den
Enden des Behälters. Durch diese Schaffung von Endabteilen entsprechend großen Volumens
wird gesichert, daß durch die beiden äußersten Deckenöffnungen wiederum diejenige
Kohlenmenge eingefüllt wird, die zur . Bildung von Schüttkegeln der vorgeschriebenen
Höhen (B und J in Abb. i) erforderlich ist.
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Die Verkürzung der Stirnenden des Behälters f, die nach dem vorgeschriebenen
Beispiel der Abb. 5, 6 und 7 unter Zugrundelegung eines im übrigen kongruent gestalteten
Behälters nach Abb. i vorgesehen worden ist, kann selbstverständlich ebensogut bei
einem solchen Behälter angewendet werden, der nach dem Beispiel der Abb.3 und d.
im übrigen geometrisch ähnlich gestaltet ist.