DE60223035T2

DE60223035T2 - Mehretagenofen

Info

Publication number: DE60223035T2
Application number: DE60223035T
Authority: DE
Inventors: Patrick Hutmacher; Jeannot Konsbruck; Edgar Kraemer; Emile Lonardi
Original assignee: Paul Wurth SA
Current assignee: Paul Wurth SA
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: CA2449236C; RU2285878C2; EP1415120A1; US6802710B2; EP1415120B1; WO2003002925A1; AU2002316987B2; CN1507551A; JP2004530859A; ES2295361T3; PL364490A1; DE60223035D1; JP4070718B2; BR0211017A; ZA200308734B; LU90793B1; CA2449236A1; CN100353133C; US20040157182A1; RU2004100833A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Mehretagenofen.
Hintergrund der Erfindung
Ein Mehretagenofen umfasst ein aufrechtes zylindrisches Ofengehäuse, das in eine Vielzahl von vertikal beabstandeten Herdsohlen in vertikal ausgerichteten Herdkammern unterteilt ist. Eine vertikale Welle erstreckt sich mittig durch die Herdkammern und verläuft dabei durch jede Herdsohle. In jeder Herdkammer ist mindestens ein Rührarm an der vertikalen Welle fixiert, der sich radial von da aus nach außen über die Herdsohle erstreckt. Ein solcher Rührarm ist mit Rührzähnen versehen, die sich nach unten in das Material erstrecken, das auf der Herdsohle verarbeitet wird. Während der Drehung der vertikalen Welle bewegt sich der Rührarm über das Material auf der jeweiligen Herdsohle, wobei die Rührzähne das Material durchmengen und Letzteres mischen. Das Material wird je nach dem Neigungswinkel der Rührzähne radial nach innen zur vertikalen Welle hin oder davon fort nach außen bewegt. In jeder Herdsohle sind abwechselnd im Innenbereich der Herdsohle (d. h. nahe der vertikalen Welle) oder im Außenbereich der Herdsohle (d. h. nahe dem zylindrischen Ofengehäuse) Durchfallöffnungen vorgesehen. Material, das auf den Innenbereich einer Herdsohle fällt, wird vom Rührarm radial nach außen über diese Herdsohle bewegt, bis es durch eine Durchfallöffnung im Außenbereich dieser Herdsohle auf den Außenbereich einer direkt darunter liegenden Herdsohle fällt. Auf dieser unteren Herdsohle wird das Material durch den Rührarm radial nach innen bewegt, bis es durch eine Durchfallöffnung im Innenbereich dieser Herdsohle auf den Innenbereich der nächstunteren Herdsohle fällt. Demzufolge wird bewirkt, dass das im Ofen verarbeitete Material langsam entlang einem schlangenförmigen Weg durch die vertikal ausgerichteten Herdkammern des Ofens bewegt wird.
Es ist eine Tatsache, dass Mehretagenöfen wesentliche Vorteile gegenüber anderen Ofen besitzen, die feste Materialien verarbeiten wie beispielsweise Drehherdöfen, Drehrohröfen und Schachtöfen. Sie ermöglichen eine sehr enge Regelung des Prozesses im Ofen, indem sie die Regelung verschiedener Herdatmosphären und -temperaturen in den vertikal ausgerichteten Herdkammern erlauben. Andere Vorteile von Mehretagenöfen ergeben sich aus deren Fähigkeit, die verarbeiteten Materialien während deren gesamten Durchlaufs durch den Ofen in gemischtem Zustand zu halten und bei einem geregelten Gegenstrom von Gasen und festen Materialien im Ofen eine sehr intensive Einwirkung von Prozessgasen auf die festen Materialien zu gewährleisten. Dennoch fanden sich für Mehretagenöfen seit ihrer Erfindung am Ende des 19. Jahrhunderts nur sehr wenige Anwendungen bei der Verarbeitung fester Materialien. Ein Grund für dieses fehlende Vertrauen in Mehretagenöfen besteht darin, dass nie ein problemloser Betrieb eines Mehretagenofens über längere Zeiträume gewährleistet werden konnte.
Eines der Probleme, die bei Mehretagenöfen anzutreffen sind, ergibt sich aus dem Anbacken von Material an den Rührarmen, d. h. an den Rührzähnen und ihrer Tragkonstruktion. Dieses Anbacken von Material an den Rührarmen stört den Betrieb des Herdofens unter anderem durch Brückenbildung zwischen den Rührzähnen und ist oft eine Ursache für schwere Schäden an den Rührarmen, Herdsohlen, der vertikalen Welle und der Antriebseinrichtung der Letzteren.
Ziel der Erfindung
Ein der vorliegenden Erfindung zugrunde liegendes technisches Problem besteht darin, einen Mehretagenofen bereitzustellen, bei dem übermäßiges Anbacken von Material an den Rührarmen wirksam vermieden werden kann. Dieses Problem wird durch einen Rührarm nach Anspruch 1 gelöst.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein erfindungsgemäßer Mehretagenofen umfasst genau wie Ofen nach dem Stand der Technik: ein aufrechtes zylindrisches Ofengehäuse; eine Viel zahl von vertikal beabstandeten Herdsohlen, die das aufrechte zylindrische Ofengehäuse in eine Vielzahl von vertikal ausgerichteten Herdkammern unterteilen; eine vertikale Welle, die mittig durch die Herdkammern verläuft; und mindestens einen Rührarm, der jeder der Herdsohlen zugeordnet ist. Diese Rührarme sind an der vertikalen Welle fixiert und so angeordnet und ausgelegt, dass sie bei ihrer Drehung das verarbeitete Material über die zugeordnete Herdsohle zu einer darin befindlichen Durchfallöffnung schieben, wobei das verarbeitete Material durch die Durchfallöffnung auf eine untere Herdsohle fällt. Gemäß einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Mehretagenofen auch mindestens einen Reinigungslanzeneinlass und eine diesem Reinigungslanzeneinlass zugeordnete Reinigungslanzeneinheit. Der Reinigungslanzeneinlass ist abdichtend mit dem zylindrischen Ofengehäuse verbunden und führt radial in eine der Herdkammern. Die Reinigungslanzeneinheit umfasst eine außerhalb des Ofengehäuses angeordnete längliche Halterung und mindestens eine Reinigungslanze, die verschiebbar an der länglichen Halterung angebracht ist. Die Reinigungslanze ist mit einem Reinigungsfluid-Verteilsystem verbunden und umfasst mindestens eine Reinigungsdüse. Sie kann abdichtend durch den mindestens einen Lanzeneinlass entlang einer radialen Bewegungsbahn in die Herdkammer eingeführt werden, indem sie entlang der länglichen Halterung bewegt wird. Die Reinigungsdüse ist an der Reinigungslanze angeordnet, um so einen Reinigungsfluidstrahl auf den Rührarm zu richten, der in einer Reinigungsstellung nahe der radialen Bewegungsbahn der Reinigungslanze positioniert ist, wenn Letztere entlang der länglichen Halterung verschoben wird. Es versteht sich, dass die Rührarme in diesem Mehretagenofen sehr leicht gereinigt werden können, was selbstverständlich dazu beiträgt, dass die vorgenannten Nachteile von dem Stand der Technik entsprechenden Mehretagenöfen vermieden werden, die durch Anbacken des Materials an den Rührarmen – d. h. an den Rührzähnen und ihrer Tragkonstruktion – bedingt sind. Insbesondere erfordert die Reinigung der Rührarme nicht mehr ein Abkühlen des Mehretagenofens.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst die Reinigungslanzeneinheit eine erste und eine zweite Reinigungslanze. Die erste Reinigungslanze ist ver schiebbar an der Halterung angebracht, so dass sie durch einen ersten Lanzeneinlass im zylindrischen Ofengehäuse entlang einer ersten radialen Bewegungsbahn in die Herdkammer eingeführt werden kann. Die zweite Reinigungslanze ist verschiebbar an der Halterung angebracht, so dass sie durch einen zweiten Lanzeneinlass im zylindrischen Ofengehäuse entlang einer zweiten Bewegungsbahn in dieselbe Herdkammer eingeführt werden kann. Beide Reinigungslanzen sind mit einem Reinigungsfluid-Verteilsystem verbunden, wobei jede Reinigungslanze mindestens eine Reinigungsdüse umfasst. Die erste radiale Bewegungsbahn ist so bestimmt, dass die mindestens eine Reinigungsdüse der ersten Reinigungslanze ihren Reinigungsfluidstrahl auf die Oberseite eines Rührarms richten kann, der in der Reinigungsstellung positioniert ist. Die zweite Bewegungsbahn ist so bestimmt, dass die mindestens eine Reinigungsdüse der zweiten Reinigungslanze gleichzeitig ihren Reinigungsfluidstrahl seitlich auf die Rührzähne desselben Rührarms in derselben Reinigungsstellung richten kann, wenn die erste und die zweite Reinigungslanze entlang der Halterung bewegt werden. Es versteht sich, dass diese Ausführung das wirksame Entfernen angebackener Materialschichten von den seitlichen und oberen Flächen der Rührarme und von den Rührzähnen ermöglicht.
Die erste Reinigungslanze und die zweite Reinigungslanze sind vorteilhafterweise an einem gemeinsamen Lanzentragschlitten angebracht, der verschiebbar an der Halterung getragen und durch eine in der Halterung angebrachte Endloskette angetrieben wird.
Die Reinigungslanze kann an ihrem vorderen Ende eine seitliche Anordnung von Reinigungsdüsen umfassen, um die Reinigung der Rührarme noch effektiver zu machen.
Damit die vertikale Welle von angebackenen Materialschichten gereinigt werden kann, kann die Reinigungslanze an ihrem vorderen Ende mindestens eine radiale Reinigungsdüse umfassen, die einen Reinigungsfluidstrahl radial auf die vertikale Welle richten kann.
Die Reinigungslanze kann ferner einen inneren Kühlkreislauf umfassen, der sie vor Wärmestrahlung in der Herdkammer schützt.
Gemäß einer ersten Ausführung wird die Reinigungslanzeneinheit dauerhaft vor demselben Lanzeneinlass getragen.
Gemäß einer zweiten Ausführung wird die Reinigungslanzeneinheit durch eine Vertikalhubvorrichtung so getragen, dass sie zu verschiedenen Herdkammerebenen angehoben werden kann. Die Reinigungslanze kann dann an jeder dieser Herdkammerebenen durch einen entsprechenden Lanzeneinlass in die jeweilige Herdkammer eingeführt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführung wird die Reinigungslanzeneinheit drehbar von der Vertikalhubvorrichtung getragen, so dass sie um eine im Wesentlichen vertikale Achse zwischen einer Arbeitsstellung, in der die mindestens eine Lanze im Wesentlichen parallel zu einer Mittelachse eines Lanzeneinlasses ist, und einer Hubstellung, in der die mindestens eine Reinigungslanze im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des Lanzeneinlasses ist, gedreht werden kann. Es versteht sich, dass die Hubstellung der Reinigungslanzeneinheit das Anheben Letzterer von einer Herdkammerebene zur anderen ermöglicht, ohne dass beispielsweise das den Herdofen umgebende Konstruktionsstahl-Rahmenwerk gestört wird und ohne dass das Betriebspersonal auf den Plattformen rings um den Herdofen gefährdet wird.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst die Vertikalhubvorrichtung eine Vertikalschieneneinheit, die so getragen wird, dass sie um ihre vertikale Achse gedreht werden kann. Ein Hubschlitten wird verschiebbar in dieser Vertikalschieneneinheit getragen und die Reinigungslanzeneinheit wird von diesem Hubschlitten gehalten. Es ist ein erstes Antriebsmittel vorgesehen, um den Hubschlitten entlang der Vertikalschieneneinheit zu bewegen; ferner ist ein zweites Antriebsmittel vorgesehen, um die Vertikalschieneneinheit um einen 90°-Winkel um deren vertikale Achse zu drehen.
Der Lanzeneinlass umfasst bei einer bevorzugten Ausführung Folgendes: ein starres Einlassrohr, das mit dem zylindrischen Ofengehäuse verbunden ist, und einen ringförmigen Lanzendichtkörper, der mittels eines gasdichten, flexiblen Gelenks mit dem starren Einlassrohr verbunden ist. Das Gelenk ermöglicht den Ausgleich von Fehlausrichtungen der Reinigungslanze und des Lanzeneinlasses.
Der Lanzeneinlass kann außerdem eine schwenkbare Dichtklappe umfassen, die ihn abdichtet, wenn die Reinigungslanze aus dem ringförmigen Lanzendichtkörper herausgezogen wird. Diese Dichtklappe verhindert ferner, dass Material, das durch die Rührarme zur Außenwand des Ofens hin geschoben wird, in den Einlass eindringt.
Es ist noch anzumerken, dass das Reinigungsfluid vorteilhafterweise ein Gas-Wasser-Gemisch oder -Nebel ist; doch es ist nicht ausgeschlossen, dass man eine Druckflüssigkeit, Druckdampf oder ein Druckgas als Reinigungsfluid wählt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1: einen Aufriss eines Mehretagenofens, der eine von einer Hubvorrichtung getragene Reinigungslanzeneinheit umfasst;
2: einen Teilvertikalschnitt durch die zwei untersten Herdkammern eines Mehretagenofens wie in 1, der eine Reinigungslanzeneinheit umfasst, die dauerhaft einer bestimmten Herdkammer zugeordnet ist;
3: einen Aufriss einer Reinigungslanzeneinheit mit Hubvorrichtung;
4: eine Seitenansicht der Reinigungslanzeneinheit von 3;
5: eine vergrößerte Detailansicht von 2; und
6: einen Querschnitt durch einen Rührarm, der Reinigungsdüsen einer Reinigungslanzeneinheit darstellt, die Reinigungsfluidstrahlen auf den Rührarm richten.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführung
1 zeigt einen Aufriss eines Mehretagenofens 10. Letzterer umfasst ein Ofengehäuse 12 mit generell zylindrischer Konfiguration, das aufrecht auf einer Tragkonstruktion 14 angebracht und von einem Konstruktionsstahl-Rahmenwerk 16 umgeben ist. Eine vertikale Welle 18 verläuft axial durch das zylindrische Gehäuse 12 und wird mittels eines Motors 20 angetrieben. Der Innenraum des zylindrischen Gehäuses ist durch n Zwischenherdsohlen 22_i (sie he 2) in n + 1 Herdkammern 24_i (n = 6 bei dem Mehretagenofen 10 von 1) unterteilt.
In 2 sieht man einen Querschnitt durch die zwei untersten Herdkammern 24₆ und 24₇ . Es ist anzumerken, dass eine Zwischenherdsohle 226 die sechste Herdkammer 24₆ von der siebten Herdkammer 24₇ trennt. Jede dieser Zwischenherdsohlen 22_i (i = 1 bis 6) besteht aus feuerfestem Material in vorgespannter Konfiguration und trägt sich selbst im Ofengehäuse 12. Die Herdsohle 22₇ der untersten Herdkammer 24₇ ist aus einer feuerfesten Auskleidung 26 am Ofenboden ausgebildet. In der ersten, dritten und fünften Zwischenherdsohle 22₅ rings um das Außengehäuse 12 sind periphere Durchfallöffnungen 30 ausgebildet. In den anderen Herdsohlen, d. h. der zweiten, vierten und sechsten Herdsohle 22₆ , sind rings um die vertikale Welle 18 mittige Durchfallöffnungen 32 ausgebildet. Ein Materialauslass (nicht dargestellt) ist in der Herdsohle 22₇ der untersten Herdkammer 24₇ am Außenrand der Letzteren angeordnet.
In jeder Herdkammer 24_i verlaufen mehrere Rührarme 34 von der vertikalen Welle 18 radial nach außen über die jeweilige Herdsohle 22. Der Mehretagenofen 10 hat beispielsweise vier gleich beabstandete Rührarme 34 in jeder Herdkammer 24. Jeder dieser Rührarme 34 hat eine längliche Tragkonstruktion 35 und mehrere Rührzähne 36, die sich nach unten zur jeweiligen Herdsohle 22_i erstrecken. Während der Drehung der vertikalen Welle 18 bewegen sich die Rührarme 34 über das Material auf der jeweiligen Herdsohle 22, wobei die Rührzähne 36 das Material auf der jeweiligen Herdsohle 22_i durchmengen. In den Herdkammern 24, die eine Herdsohle 22_i mit einer mittigen Durchfallöffnung 32 aufweisen (beispielsweise in der Herdkammer 24₆ ), sind die Rührzähne 36 in Bezug auf die Längsachse ihres jeweiligen Rührarms 34 so geneigt, dass das Material auf der Herdsohle 22₆ vom Rand der Herdsohle 22₆ radial nach innen zur mittigen Durchfallöffnung 32 der Herdsohle 22₆ hin bewegt wird. In den Herdkammern 24_i , die eine Herdsohle 22_i mit peripheren Durchfallöffnungen 30 aufweisen (beispielsweise in der Herdkammer 24₅ ), sind die Rührzähne 36 in Bezug auf die Längsachse ihres jeweiligen Rührarms 34 so geneigt, dass das Material radial nach außen zu den peripheren Durchfallöffnungen 30 der Herdsohle 22₅ hin bewegt wird.
Der Betrieb des bis hierhin beschriebenen Mehretagenofens 10 läuft in folgender Weise ab: Das zu verarbeitende Material wird kontinuierlich über eine Materialzufuhreinrichtung 38 in die erste (d. h. oberste) Herdkammer 24₁ geführt, wo es auf den Innenrand der ersten (d. h. obersten) Herdsohle 22₁ fällt. Während der Drehung der vertikalen Welle 18 schieben die Rührarme 34 in der ersten Herdkammer 24₁ das Material allmählich in einer Art spiralförmiger Bewegung über die erste Herdsohle 22₁ zu der in Letzterer befindlichen peripheren Durchfallöffnung hin. Das Material fällt dann durch diese periphere Durchfallöffnung auf die zweite Herdsohle 22₂ in der zweiten Herdkammer 24₂ , wo zugeordnete Rührarme 34 das Material allmählich zur Mitte hin bewegen, wo es durch die mittige Durchfallöffnung auf die dritte Herdsohle 22₃ in der dritten Herdkammer 24₃ fällt. Das Material wird anschließend in der gleichen Weise durch die vierte, fünfte, sechste und siebte Herdkammer gefördert und verarbeitet, bevor es zuletzt über den Materialauslass in der Herdsohle 22₇ der untersten Herdkammer 24₇ den Ofen 10 verlässt. Prozessgase bewegen sich in einem aufsteigenden Gegenstrom durch den Mehretagenofen 10.
Es ist anzumerken, dass das Material, das durch die Durchfallöffnungen 30, 32 fällt (insbesondere Material, das durch die inneren Durchfallöffnungen 32 fällt), teilweise auf die Rührarme 34 fällt, die sich über die darunter liegende Herdsohle 22_i bewegen. Ein Teil dieses Materials backt an den gekühlten oberen Flächen der Rührarme 34 an. Darüber hinaus backt das Material, das von den Rührarmen 34 durchgemengt wird, auch an den Rührzähnen 36, den Seitenflächen der Rührarme 34 und der vertikalen Welle 18 an. Es ist anzumerken, dass das Material, das an den Seitenflächen der Rührarme 34 und an den Rührzähnen 36 anbackt, die Brückenbildung zwischen den Rührzähnen 36 begünstigt. Diese Brückenbildung führt dazu, dass die Materialförderung und der Durchmengungsvorgang der Rührarme 34 unterbrochen wird. Das Material backt ferner an der Außenwand der vertikalen Welle 18 an, was zu einer teilweisen oder vollständigen Verstopfung der inneren Durchfallöffnungen 32 führt. Zusammengefasst gesagt: Materialschichten, die sich an den Rührarmen 34 und der vertikalen Welle 18 aufbauen, stören normalerweise den Betrieb des Herdofens und führen häufig zu schweren Schäden an den Rührarmen 34, den Herdsohlen 22, der vertikalen Welle 18 und der Antriebseinrichtung 20 der Letzteren. Demzufolge müssen die Rührarme 34 und die vertikale Welle 18 von Zeit zu Zeit von übermäßigen Anbackschichten gereinigt werden. Dies wird erfindungsgemäß mit Hilfe von mindestens einer Reinigungslanzeneinheit 40 erzielt.
2 zeigt eine Reinigungslanzeneinheit 40' für die Reinigung der Rührarme 34 der Herdkammer 24₆ und eine Reinigungslanzeneinheit 40'' für die Reinigung der Rührarme 34 der Herdkammer 24₇ . Eine solche Reinigungslanzeneinheit 40', 40'' umfasst eine Halterung 42, wobei ein Lanzentragschlitten 44 vorteilhafterweise ein Paar von Reinigungslanzen 48, 50 trägt. Bei der Ausführung von 2 wird die Halterung an einer Plattform (nicht dargestellt) getragen, die fest durch das Konstruktionsstahl-Rahmenwerk 16 (in 2 nicht dargestellt) gehalten wird. Der Lanzentragschlitten 44 wird durch eine Endloskette 46, die mit einem Drehmotor 43 am hinteren Ende der Halterung verbunden ist, verschiebbar in der Halterung 42 geführt und entlang der Halterung 42 angetrieben. Jeder Lanze 48, 50 ist ein Lanzeneinlass 52, 54 im zylindrischen Ofengehäuse 12 zugeordnet. Der Lanzentragschlitten 44 trägt die Reinigungslanzen 48, 50 derart, dass jede davon durch den ihr zugeordneten Lanzeneinlass 52, 54 entlang einer radialen Bewegungsbahn in die Herdkammer 24_i eindringen kann, wenn der Lanzentragschlitten 44 zum vorderen Ende der Halterung 42 bewegt wird. In 2 sind die Reinigungslanzen 48, 50 mit durchgehenden Linien in der eingezogenen Stellung (A) ganz außerhalb der Herdkammer 24_i dargestellt. Die Spitzen der Reinigungslanzen 48, 50 der Reinigungslanzeneinheit 40' sind ferner mit gestrichelten Linien in einer Stellung (B), in der sie mit den Lanzeneinlässen 48, 50 in Eingriff sind, und in einer Stellung (C) dargestellt, in der sie sich in direkter Nähe der vertikalen Welle 18 des Mehretagenofens 10 befinden.
Die Reinigungslanzen 48, 50 sind mit einem Reinigungsfluid-Verteilsystem verbunden, das schematisch durch die Pfeile 56 gekennzeichnet ist. Das von diesem Reinigungsfluid-Verteilsystem 56 zugeführte Reinigungsflu id ist vorteilhafterweise ein unter Druck stehendes Flüssigkeit-Gas-Gemisch oder ein unter Druck stehender Flüssigkeit-Gas-Nebel. Alternativ kann das Reinigungsfluid eine Druckflüssigkeit, Druckdampf oder ein Druckgas sein.
Während die zwei Lanzen 48, 50 einer Lanzeneinheit 40', 40'' radial in die Herdkammer 24_i eingeführt werden, richtet eine am vorderen Ende jeder Lanze 48, 50 positionierte Anordnung von Reinigungsdüsen 58, 60 einen Reinigungsfluidstrahl auf den Rührarm 34, der zuvor in einer Reinigungsstellung nahe der radialen Bewegungsbahn der Reinigungslanzen 48, 50 positioniert worden ist. In 6 richten die Reinigungsdüsen 58 der oberen Lanze 48 Reinigungsfluidstrahlen hauptsächlich auf die oberen Flächen des Rührarms 34, wohingegen die Reinigungsdüsen 60 der seitlichen Lanze 50 Reinigungsfluidstrahlen vor allem auf die Rührzähne 36 und die Seitenflächen des Rührarms 34 richten. Sobald ein Rührarm 34 gereinigt wurde, werden die Reinigungslanzen 48, 50 aus der Herdkammer 24 herausgezogen und wird der nächste Rührarm 34 in der so genannten Reinigungsstellung positioniert.
5 ist eine vergrößerte Detailansicht von 2 und zeigt die Spitzen der Reinigungslanzen 48, 50 der Lanzeneinheit 40' in der Stellung B, in der sie mit den Lanzeneinlässen 52, 54 in Eingriff sind. Jeder dieser Einlässe 52, 54 umfasst ein starres Einlassrohr 62 und einen ringförmigen Lanzendichtkörper 64. Das starre Einlassrohr 62 ist fest mit dem zylindrischen Ofengehäuse 12 verbunden. Der ringförmige Lanzendichtkörper 64 ist mittels eines gasdichten, flexiblen Gelenks 66, das ihm die Veränderung seiner Winkellage relativ zum starren Einlassrohr 62 ermöglicht, mit dem starren Einlassrohr 62 verbunden. Eine Dichtklappe 67 ist in das Einlassrohr 62 integriert, um so durch die Spitze der Reinigungslanze 48, 50 aufgeschoben zu werden, wenn Letztere in die Herdkammer 24_i eingeführt wird, und zu ihrer Schließstellung nach hinten geschoben zu werden (beispielsweise durch die Schwerkraft oder durch eine Feder), wenn die Spitze der Reinigungslanze 48, 50 aus der Herdkammer 24_i heraus zu der in 5 dargestellten Stellung B zurückgezogen wird.
Der ringförmige Lanzendichtkörper 64 umfasst eine Gruppe von Dichtelementen 66, die mit einem zylindrischen Lanzengehäuse 68 in Eingriff sind. Da der abgedichtete Abschnitt im ringförmigen Lanzendichtkörper 64 weitaus kleiner als der freie Abschnitt im starren Einlassrohr 62 ist, kann der flexibel getragene ringförmige Lanzendichtkörper 64 Ausrichtungsfehler der Reinigungslanzen 48, 50 sowie die relative Bewegung der Reinigungslanzen 48, 50 und der starren Einlassrohre 62 ausgleichen. Eine solche relative Bewegung ist beispielsweise durch die Wärmeausdehnung/-schrumpfung des Ofengehäuses 12 bedingt. Es ist anzumerken, dass das gasdichte, flexible Gelenk 66 gelenkig gelagerte Überbrückungsstäbe 70 umfasst, die seine Verformungen einschränken.
5 zeigt auch detaillierter die Innenstruktur der Reinigungslanzen 48, 50. Das Bezugszeichen 72 kennzeichnet ein Reinigungsfluid-Zufuhrrohr, das axial im zylindrischen Lanzengehäuse 68 untergebracht ist. Letzteres umfasst ferner einen Innenmantel 74, der im zylindrischen Lanzengehäuse 68 angeordnet ist, um so darin einen ringförmigen Zwischenraum 76 für einen Kühlmittelstrom rings um die Innenwand des Lanzengehäuses 68 zu begrenzen. Ein Draht 78 (nur teilweise dargestellt) ist in diesem ringförmigen Zwischenraum 76 angeordnet, um so einen spiralförmigen Strömungsweg für das Kühlmittel darin zu definieren. Das Kühlmittel strömt durch eine Einlassöffnung am hinteren Ende der Reinigungslanze 48, 50 (in 5 nicht dargestellt) in den ringförmigen Zwischenraum 76 ein, in dem es in einem spiralförmigen Weg entlang der Innenwand des zylindrischen Lanzengehäuses 68 zur Spitze der Reinigungslanze 48, 50 geleitet wird. Hier läuft das Kühlmittel in einen inneren Rückstromkanal 80, in dem es rings um das Reinigungsfluid-Zufuhrrohr 72 zum hinteren Ende der Reinigungslanze 48, 50 zurückgeleitet wird. Es ist noch anzumerken, dass das Kühlmittel in den meisten Fällen Wasser ist; in speziellen Fällen könnte es jedoch von Interesse sein, wenn man ein anderes Kühlfluid als Wasser verwendet.
Das Reinigungsfluid-Zufuhrrohr 72 leitet das Reinigungsfluid in eine Reinigungsfluid-Verteilkammer 82, die in Fluidverbindung mit einem austauschbaren Reinigungskopf 84 steht. Letzterer umfasst die vorgenannten Anordnungen von Reinigungsdüsen 58, 60. Das Bezugszeichen 86 kennzeichnet eine radiale Reinigungsdüse, die am vorderen Ende des Reinigungskopfes 84 angeordnet ist, um so einen Reinigungsfluidstrahl radial auf die vertikale Welle 18 richten zu können.
In der Ausführung von 2 wird die Reinigungslanzeneinheit 40', 40'' dauerhaft vor den Lanzeneinlässen 52, 54 getragen. Gemäß diesem Konzept benötigt der Herdofen 10 eine Reinigungslanzeneinheit 40', 40'' pro Herdkammer 24. Bei der Ausführung von 1 benötigt der Herdofen 10 jedoch nur eine Reinigungslanzeneinheit 40 für die Bedienung der sieben Herdkammern 24_i des Herdofens 10. Dies wird dadurch erzielt, dass die Reinigungslanzeneinheit 40 so mit einer Vertikalhubvorrichtung 100 getragen wird, dass sie zu verschiedenen Herdkammerebenen angehoben werden kann, wobei die zwei Reinigungslanzen 48, 50 durch die entsprechenden Lanzeneinlässe 52, 54 in die jeweilige Herdkammer 24_i eingeführt werden können.
Die Reinigungslanzeneinheit 40 mit der Hubvorrichtung 100 wird nun anhand von 3 und 4 detaillierter beschrieben. Die Hubvorrichtung 100 umfasst eine Vertikalschieneneinheit 102. Ein Hubschlitten 104 wird verschiebbar in der Vertikalschieneneinheit 102 getragen; ferner ermöglicht ein erstes Antriebsmittel, das beispielsweise eine von einem Motor 110 angetriebene Endloskette 108 umfasst, die Bewegung dieses Hubschlittens 104 entlang der Vertikalschieneneinheit 102. Die Halterung 42 der Reinigungslanzeneinheit 40 wird vom Hubschlitten 104 getragen. Sie umfasst eine Vorderrolle 112, 114, um jede der Reinigungslanzen 48, 50 am vorderen Ende der Halterung 42 zu tragen, wenn die Reinigungslanze 48, 50 nicht im ringförmigen Lanzendichtkörper 64 des Lanzeneinlasses 52, 54 gehalten wird.
Es ist anzumerken, dass die Vertikalschieneneinheit 102 vorteilhafterweise so getragen wird, dass sie mittels eines zweiten Antriebsmittels, das beispielsweise einen Drehmotor 116 umfasst, um ihre vertikale Achse 109 gedreht werden kann. Dieses Merkmal ermöglicht die Drehung der Reinigungslanzeneinheit 40 um eine im Wesentlichen vertikale Achse zwischen einer Arbeitsstellung, in der die Reinigungslanzen im Wesentlichen parallel zur Mittelachse ihres Lanzeneinlasses sind, und einer Hubstellung, in der sie im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse ihres Lanzeneinlasses sind. Diese Hubstellung ist in 1 dargestellt. Es versteht sich, dass die Hubstellung das Anheben der Rei nigungslanzeneinheit 40 von einer Herdkammerebene zur anderen ermöglicht, ohne dass beispielsweise das den Herdofen 10 umgebende Konstruktionsstahl-Rahmenwerk 16 gestört wird und ohne dass das Betriebspersonal auf den Plattformen rings um den Herdofen 10 gefährdet wird.
Eine genaue Höhenpositionierung der Reinigungslanzeneinheit 40 relativ zu den Lanzeneinlässen 52, 54 lässt sich beispielsweise mit Hilfe eines Laser-Positioniersystems erzielen, bei dem eine Laserquelle (nicht dargestellt) an der Reinigungslanzeneinheit 40 angebracht ist und mindestens ein Laserstrahl-Erfassungsfeld dem Ofengehäuse 12 zugeordnet ist, das der Wärmeausdehnung und -Schrumpfung ausgesetzt ist.
Die Positionierung jedes Rührarms 34 in seiner Reinigungsstellung wird vorteilhafterweise mittels eines Drehgebers erreicht, der der vertikalen Welle 18 zugeordnet ist.

Claims

Mehretagenofen umfassend: ein aufrechtes zylindrisches Ofengehäuse (12); eine Vielzahl von vertikal beabstandeten Herdsohlen (22), die das aufrechte zylindrische Ofengehäuse (12) in eine Vielzahl von vertikal ausgerichteten Herdkammern (24) unterteilen; eine vertikale Welle (18), die mittig durch die Herdkammern (24) verläuft; mindestens einen Rührarm (34), der jeder der Herdsohlen (22) zugeordnet ist, wobei der Rührarm (34) an der vertikalen Welle fixiert ist und so angeordnet und ausgelegt ist, dass er während seiner Drehung das verarbeitete Material über die zugeordnete Herdsohle (22) zu einer Durchfallöffnung (30, 32) darin schiebt, wobei das verarbeitete Material durch die Durchfallöffnung auf eine untere Herdsohle (22) fällt; gekennzeichnet durch mindestens einen Reinigungslanzeneinlass (52, 54), der abdichtend mit dem zylindrischen Ofengehäuse (12) verbunden ist und radial in eine der Herdkammern (24) führt; und eine Reinigungslanzeneinheit (40, 40', 40'') umfassend: eine längliche Halterung (42), die außerhalb des Ofengehäuses (12) angeordnet ist; und mindestens eine Reinigungslanze (48, 50), die verschiebbar an der länglichen Halterung (42) angebracht ist, wobei die mindestens eine Reinigungslanze (48, 50) mit einem Reinigungsfluid-Verteilsystem (56) verbunden ist und mindestens eine Reinigungsdüse (58, 60) umfasst; wobei: die mindestens eine Reinigungslanze (48, 50) abdichtend durch den mindestens einen Lanzeneinlass (52, 54) entlang einer radialen Bewegungsbahn in die Herdkammer (24) eingeführt werden kann, indem sie entlang der länglichen Halterung (42) bewegt wird; und die mindestens eine Reinigungsdüse (58, 60) an der Reinigungslanze (48, 50) angeordnet ist, um so einen Reinigungsfluidstrahl auf einen Rührarm (34) richten zu können, der in einer Reinigungsstellung nahe der radialen Bewegungsbahn positioniert ist, wenn die Reinigungslanze (48, 50) verschiebbar entlang der länglichen Halterung (42) bewegt wird.
Mehretagenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungslanzeneinheit (40, 40', 40'') Folgendes umfasst: eine erste Reinigungslanze (48), die verschiebbar an der Halterung (42) angebracht ist, so dass sie durch einen ersten Lanzeneinlass (52) im zylindrischen Ofengehäuse (12) entlang einer ersten radialen Bewegungsbahn in die Herdkammer (24) eingeführt werden kann; eine zweite Reinigungslanze (50), die verschiebbar an der Halterung (42) angebracht ist, so dass sie durch einen zweiten Lanzeneinlass (54) im zylindrischen Ofengehäuse (12) entlang einer zweiten radialen Bewegungsbahn in die Herdkammer (24) eingeführt werden kann; wobei die erste und die zweite Reinigungslanze (48, 50) mit einem Reini gungsfluid-Verteilsystem (56) verbunden sind und jeweils mindestens eine Reinigungsdüse (58, 60) umfassen; wobei die erste radiale Bewegungsbahn so bestimmt ist, dass die mindestens eine Reinigungsdüse (58) der ersten Reinigungslanze (48) ihren Reinigungsfluidstrahl auf die Oberseite eines Rührarms (34) richten kann, der in der Reinigungsstellung positioniert ist; und die zweite radiale Bewegungsbahn so bestimmt ist, dass die mindestens eine Reinigungsdüse (60) der zweiten Reinigungslanze (50) in derselben Reinigungsstellung gleichzeitig ihren Reinigungsfluidstrahl seitlich auf Rührzähne (36) desselben Rührarms (34) richten kann, wenn die erste Reinigungslanze (48) und die zweite Reinigungslanze (50) entlang der Halterung (42) bewegt werden.
Mehretagenofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reinigungslanze (48) und die zweite Reinigungslanze (50) an einem gemeinsamen Lanzentragschlitten (44) angebracht sind, der verschiebbar an der Halterung (42) getragen und durch eine in der Halterung (42) angebrachte Endloskette (46) angetrieben wird.
Mehretagenofen nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungslanze (48, 50) an ihrem vorderen Ende eine seitliche Anordnung von Reinigungsdüsen (58, 60) umfasst.
Mehretagenofen nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungslanze (48, 50) an ihrem vorderen Ende mindestens eine radiale Reinigungsdüse (86) umfasst, die einen Reinigungsfluidstrahl radial auf die vertikale Welle (18) richten kann.
Mehretagenofen nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungslanze (48, 50) einen inneren Kühlkreislauf (76, 80) umfasst.
Mehretagenofen nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungslanzeneinheit (40', 40'') dauerhaft vor demselben Lanzeneinlass (52, 54) getragen wird.
Mehretagenofen nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Vertikalhubvorrichtung (100), die die Reinigungslanzeneinheit (40) so trägt, dass Letztere zu verschiedenen Ebenen von Herdkammern (24) angehoben werden kann, wobei die mindestens eine Reinigungslanze (48, 50) an jeder der Ebenen von Herdkammern (24) durch einen Lanzeneinlass (52, 54) in die jeweilige Herdkammer (24) eingeführt werden kann.
Mehretagenofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (42) ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist und an ihrem vorderen Ende eine Tragrolle (112, 114) für die mindestens eine Reinigungslanze (48, 50) umfasst.
Mehretagenofen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungslanzeneinheit (40) drehbar von der Vertikalhubvorrichtung (100) getragen wird, so dass sie um eine im Wesentlichen vertikale Achse zwischen einer Arbeitsstellung, in der die mindestens eine Reinigungslanze (48, 50) im Wesentlichen parallel zu einer Mittelachse eines Lanzeneinlasses (52, 54) ist, und einer Hubstellung, in der die mindestens eine Reinigungslanze (48, 50) im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des Lanzeneinlasses (52, 54) ist, gedreht werden kann.
Mehretagenofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalhubvorrichtung (100) Folgendes umfasst: eine Vertikalschieneneinheit (102), die so getragen wird, dass sie um ihre vertikale Achse (109) gedreht werden kann; einen Hubschlitten (104), der verschiebbar in der Vertikalschieneneinheit (102) getragen wird, wobei die Reinigungslanzeneinheit (40) vom Hubschlitten (104) getragen wird; ein erstes Antriebsmittel (108, 110) zum Bewegen des Hubschlittens (104) entlang der Vertikalschieneneinheit (102); und ein zweites Antriebsmittel (110) zum Drehen der Vertikalschieneneinheit um einen Winkel von 90° um deren vertikale Achse (109).
Mehretagenofen nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Lanzeneinlass (52, 54) Folgendes umfasst: ein starres Einlassrohr (62), das mit dem zylindrischen Ofengehäuse (12) verbunden ist; einen ringförmigen Lanzendichtkörper (64), der mittels eines gasdichten, flexiblen Gelenks (66) mit dem starren Einlassrohr (62) verbunden ist.
Mehretagenofen nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lanzeneinlass (52, 54) eine schwenkbare Dichtklappe (67) umfasst.
Mehretagenofen nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsfluid ein Gas-Wasser-Gemisch oder -Nebel ist.