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Ofen zur Verbrennung explosiver Gasgemische in der Schaltung Gasgemischzuführung,
Heizraum, gasdurchlässige masse Es ist bereits bekannt, ein Gemisch von Brenngas
und Luft in annähernd theoretischem Verhältnis durch eine Schicht von kleinstückigen,
feuerfesten Stoffen zu pressen und innerhalb dieser Schicht zur Verbrennung zu bringen.
Da bei diesem Vorgang die Wärme der verbrennenden Gase in den labyrinthartig verschlungenen
Hohlräumen der Schicht angestaut und aufgespeichert wird; können nach diesem Verfahren
sehr hohe Temperaturen erreicht werden.
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Die konstruktive Durchbildung von Feuerungsanlagen nach diesem Arbeitsverfahren
geschah nun bisher meist in der Weise, d'aß man das Gasgemisch durch Zuleitungen
unmittelbar in die gasdurchlässige Masse einpreßte.
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Diese Anordnung hat den Nachteil, daß in den Schichten, die in unmittelbarer
Nähe der 'Mündung der Gaszuleitung lagern, große Wärmeanstauungen auftreten, so
daß nicht nur der Ofenhaustoff sehr stark beansprucht wird, sondern auch eine schroffe
und einseitige Erhitzung des Ofeninhaltes eintritt.
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Um diese ungünstige Wärmeverteilung im Ofen nach Möglichkeit zu vermeiden,
wurde bisher so verfahren, daß man den Gasstrom unterteilte und durch Anordnung
mehrerer Gaszuleitungen die ungünstige Wärmeverteilung im Ofen auszugleichen suchte.
Durch diese Maßnahme war es aber nur in sehr unvollkommenem Maße möglich, den genannten
Nachteil zu vermeiden, weil es bei Anordnung mehrerer Düsen schwierig ist, den Druck
bzw. die Strömungsgeschwindigkeit in den einzelnen Zuleitungen auf gleicher Höhe
zu halten. So tritt sehr häufig der Fall ein, daß eine der Düsen durch die kleinstückige
Masse verlagert wird und deshalb die hinter dieser Düse liegende Heizzone verhältnismäßig
kalt bleibt, während die benachbarte Heizzone durch übermäßige Gaszufuhr überhitzt
wird.
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Wie nun eingehende Versuche ergeben haben, kann man den Nachteil der
schroffen, einseitigen Erhitzung und die dadurch begünstigte ungünstige Wärmeverteilung
im Ofen dadurch vermeiden, daß man die verbrennenden Gase zunächst in einem den
gasdurchlässigen Schichten vorgelagerten Hohlraum zur freien Entfaltung bringt und
die hocherhitzten Gase von diesem Hohlraum aus durch die gasdurchlässige Masse preß.t.
Dieser Hohlraum, in dem die verbrennenden Gase zunächst zur freien Entfaltung kommen,
bildet also die Heizzone, während die gasdurchlässige Masse, die gewissermaßen als
Ofenwandung ausgebildet wird, als Wärmesieb den Zweck erfüllen soll, die Wärme der
verbrennenden Gase anzustauen, aufzu. speichern und zurückzustrahlen.
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Feuer ungsanlagen dieser Art sind an sicb bekannt. Bei diesen bekannten
Ofen verwendet man eine lose aufeinandergelagerte
kleinstückige,
feuerfeste Masse, während bei dein neuen Verfahren eine fest zusammenhängende gasdurchlässige
Masse zur Anwendung kommt. Die Verwendung fester poröser Körper an Stelle der kleinstckigen
Masse hat vor allem den großen Vorteil, daß man durch Zusammenfritten eines feinkörnigen
feuerfesten Materials eine feste gasdurchlässige Masse herstellen kann, die in viel
höherem Maße eeignet ist, die Wärme der verbrennenden' Gase anzustauen und aufzuspeichern.
Bei einer lose aufeinandergelagerten kleinstückigen'lasse ist man stets an eine
gewisse Mindestgröße der einzelnen Körner gebunden, weil bei zu feinem Korn der
Schüttmasse diese durch den Gasstrom durcheinandergewirbelt und aus dem Ofen geblasen
wird. Auch die bei den bekannten Bauarten notwendigen durchlöcherten Wandungen zur
Begrenzung des Schüttraumes der kleinstickigen Masse können bei der neuen Ofenkonstruktion
in Wegfall kommen.
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In Abb. i und z der beiliegenden Zeichnung kommt ein nach dem neuen
Konstruktionsprinzip arbeitender Ofen schematisch zur Darstellung. Hier zeigt a
den Hohlraum bzw. Ofenraum, b die feste gasdurchlässige Masse und c die Zuleitung
des Gasgemisches. Wird bei dieser Ofenbauart durch c ein Gasluftgemisch eingeleitet
und in a zur Verbrennung gebracht, so müssen die heißen Verbrennungsgase die gasdurchlässige
Masse durchdringen, wobei die ZÄTärme der Gase in der Masse angestaut und aufgespeichert
wird, so daß die gasdurchlässige Masse üi kurzer Zeit, besonders an den inneren
Begrenzungsliächen, glühend wird. Die gasdurchlässige Masse spielt hierbei, wie
schon erwähnt, die Rolle eines Wärmefilters, welches in sehr vollkommener Weise
den Gasen die Wärme entzieht, sie anstaut und aufspeichert, so daß infolge der dadurch
bedingten Zusammenballung großer Wärmemengen auf kleiüem Raum eine sehr hohe Temperatur
im Ofenraum entsteht. Da die Masse infolge der körnigen Struktur und der dadurch
bedingten großen Oberflächenentwicklung die Wärmeabgabe außerordentlich begünstigt,wird
ein großes Temperaturgefälle erzeugt, so daß bei einer Temperatur von annähernd
zooo° C im Ofenraum die Außenfläche eine hci weitem niedrigere Temperatur erreicht.
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Bei der in Abb. 3 und ;l dargestellten Ofenbauart ist der Hohlraum
a, 11 dem das Gasgemisch zur Verbrennung gebracht wird, in der Form einer Muffel
ausgebildet. Die Zuleitung des Gasgemisches erfolgt, wie aus Abb. ¢ ersichtlich
ist, von c aus. Die Entzündung des Gasluftgemisches und das Einbringen der zu erhitzenden
Körper in den Verbrennungsraum kann durch eine der Gaszuführung gegenüberliegende,
nicht gezeichnete öffnung erfolgen. Wird diese üffliung nach erfolgter Entzündung
des Gemisches geschlossen, so verbleibt den verbrennenden Gasen nur der Weg durch
die feste gasdurchlässige Masse, wobei besonders die Tatsache von Wert ist, daß
alle Flächen gleichmäßig erhitzt werden.
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Selbstverständlich kann die gasdurchlässige Masse nicht nur in Form
einer Muffel, sondern auch in einer beliebigen anderen Form, wie z. B. in Form einer
Röhre, ausgebildet werden.