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Gasbeheizter Regenerativgleichstromofen Die Erfindung betrifft einen
gasbeheizten Regenerativgleichstromofen mit zwei tiefliegenden und zur Vorwärmung
der Verbrennungsluft dienenden Regeneratorkammern, die durch mehrere getrennte Luftzuführungskanäle
mit den Mischräumen in Verbindung stehen, denen das Gas durch ungefähr horizontale
Kanäle zugeführt wird und von denen aus das Gemisch nach erfolgter Zündung teilweise
in mehreren abwärts führenden Kanälen der aufzuheizenden Regeneratorkammer und teilweise
in mehreren getrennten Kanälen dem Ofenraum zugeführt wird.
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Allgemein ist bei Regenerativgleichstromöfen das in den Regenerativkammern
erwärmte Verbrennungsmittel (Luft oder Gas) beim Betrieb des Ofens stets über die
Zündtemperatur des Gemisches erwärmt, so daß die Zündung der Verbrennungsmittel
beim Mischen von Luft und Gas erfolgt. Daher setzt auch bei bekannten Öfen die Flammenentwicklung
bereits von der Mischkammer ab ein und findet zum Teil bereits in der Kammer und
den Zuführungskanälen zum Ofen statt. Ein Teil der in dem Gemisch enthaltenen Verbrennungsenergie
wird somit bereits in den Zuführungskanälen aufgebraucht und gelangt gar nicht mehr
in den eigentlichen Ofenraum. Die in diesem dann noch erreichbare Temperatur ist
unmittelbar abhängig von der im brennenden Gemisch am Eintrittspunkt in den Ofenraum
noch unverbraucht verbliebenen Menge an Verbrennungsenergie, die um so kleiner sein
wird, je geringwertiger das zum Betrieb des Ofens vorgesehene Gas war, und vielfach
zur Erzielung der geforderten Temperaturhöhe über den ganzen Ofenraum nicht mehr
ausreicht.
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Auch bei der Verwendung von armen Gasen liegt daher oft bei den üblichen
Ofen- bzw. Brennerformen die Höchsttemperatur in der Mischkammer und nicht im Ofenraum
bzw. in der Regeneratorkammer: Würde man die Mischung der vorgewärmten Mittel in
den freien Ofenraum verlegen so würde gegebenenfalls in dem großen Raum infolge
der erst allmählich einsetzenden @ Durchmischung eine auf kleinem Raump stattfindende
Verbrennung nicht stattfinden und die Temperatur sich auf den' großen Raum verteilen,
so daß die angestrebte Höchsttemperatur entweder gar nicht erreicht werden oder
nur im hintersten Teil des Ofenraumes liegen würde.
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Bei einem bekannten Regenerativgleichstromofen münden die Gaszuführungskanäle
und die Luftzuführungskanäle in Mischkammern, die zu einer gemeinsamen Kammer vereinigt
sind, die verhältnismäßig große Abmessungen hat. Es entsteht infolgedessen auch
immer noch eine verhältnismäßig starke freie Flammenentwicklung in dieser gemeinsamen
Kammer' und in den an sie anschließenden Kanälen, d. h. eine Vorverbrennung in den
zum eigentlichen Ofenraum und zum Regenerator führenden Kanälen, die dem Gemisch
schon Wärme entzieht und bei Verwendung von armem Gas die für die eigentlichen Brennstellen
angestrebten höchsten Temperaturen daselbst nicht mehr erreichen läßt.
Abweichend
davon wird daher gemäß der Erfindung die Luft aus den tiefliegenden Regeneratorkammern
in mehreren getrennten Kanälen von unten nach _öben sowie das Gas in mehreren Kanälen
ungefähr horizontal in eine Anzahl voneinander getrennter, enger Mischkammern geführt,
an deren jede eine besondere, kurzlinig zum Ofen führende enge Leitung für das Gemisch
angeschlossen ist. Die Mischkammern selbst und die von ihnen zum Ofenraum und zu
den Kammern führenden Kanäle sind dabei derart eng bemessen, daß in ihnen eine Drosselung
der Verbrennung erfolgt, indem einmal der zur Entwicklung einer Verbrennung in ihnen
unbedingt notwendige Raum nicht mehr vorhanden ist und gleichzeitig in ihnen dem
Gemisch eine sehr hohe Strömungsgeschwindigkeit aufgezwungen wird, die gleichfalls
eine Flammenentwicklung hemmt und unterbindet. Das in der Mischkammer bis auf über
Zündtemperatur gebrachte Gemisch zündet zwar in der Mischkammer, kommt aber in dieser
und in den anschließenden engen Kanälen nur zu einem Glühen, d. h. zu einer verschleppten
Verbrennung. Die freie Flammenentfaltung und vollständige Verbrennung setzt erst
beim Eintritt des Gemisches in den freien Ofen- bzw. Kammerraum ein, und zwar infolge
der plötzlichen Expansion des Gemisches bei seinem Eintritt in einen für eine volle
Flammenentwicklung genügenden Raten mit schlagartiger Flammenentfaltung. Dadurch
wird die eigentliche Flammenbildung und damit die Stelle der Entwicklung der höchsten
Flammentemperatur trotz der vorher erfolgten Mischung und Zündung des Gemisches
von den Mischkammern weg in den freien Ofen- bzw. -Kammerraum vorverlegt? da der
größte Teil der in dem Gas enthaltenen Wärmeenergie noch unverbraucht bis in den
freien Ofen- bzw. Kammerraum gelangt und daselbst voll zur Temperatursteigerung
nutzbar gemacht wird.
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Gegebenenfalls können in den Gas- und Luftzuführungskanälen in an
sich bekannter Weise Drallkörper angeordnet sein, so daß die Verbrennungsmittel
in drehender oder wirbelnder Bewegung in die Mischräume eingeführt werden.
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In der Zeichnung ist ein derartiger Regenerativgleichstromofen beispielsweise
dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch den Ofen nach der Linie C-D
der Abb. 2, Abb. 2 einen Querschnitt durch denselben nach der Linie fl-B der Abb.
i.
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Abb. 3 und 4 zeigen zwei verschiedene Aus-' führungsformen der Einmündungsstelle
der Gemischleitung in den Ofenraum.
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Es bezeichnet i den oberen Ofenraum, und zwar einen Schweißherd mit
darunter angeordneten Regenerativkammern z. Das zur Beheizung des Ofens benutzte
Gas, z. B. armes Hochofengas, wird durch eine unter Flur angeordnete Sammelleitung
3 den klein und. eng ausgestalteten, voneinander getrennten Mischräumen 4, 5, 6,
7, 8 zugeführt, die durch besondere Abzweigleitungen 9 an die Leitung 3 angeschlossen
sind. Unmittelbar vor den Mischräumen sind in den Gaszuführungsleitungen 9 Drallkörper
io angeordnet. Eine Regeneratorkammer steht durch die Leitungen 11, 12, 13 und die
andere Regeneratorkammer durch die Leitungen 15, 16 mit den Mischräumen 4 bis 8
in Verbindung. Von den. Mischkammern 4 bis 8 führen ferner enge und möglichst kurzlinig
verlaufende, voneinander getrennte Kanäle 14 nach dem Ofenraum. Bei Betrieb des
Ofens wird die Luft aus einer der unterhalb der Mischräume befindlichen Regeneratorkammern
2 durch die von unten nach oben führenden Leitungen 11, 12, 13 unmittelbar in die
nach unten offenen Mischkammern 4 bis 8 eingeführt. Es strömt dann ein Teil des
Gas- und Luftgemisches aus den nach unten offenen Mischräumen unmittelbar durch
die engen Kanäle 14 zum Ofenraum, und ein Teil des Gemisches tritt durch die Kanäle
i 5 und 16 nach unten in die andere Regeneratorkammer, um sie aufzuheizen. Nach
der Umsteuerung dienen die Kanäle 15 und 16 zur Zuführung der in der zugehörigen
Regeneratorkammer vorgewärmten Luft, während ein Teil des brennbaren Gasgemisches
durch die Kanäle 11, 12, 13 nach unten nach der anderen Regeneratorkammer strömt.
Die Mischräume sowie die von ihnen zum Ofenraum und zu den Regeneratorkammern führenden
Kanäle sind derart eng gehalten, daß in ihnen eine freie Flammenentwicklung nicht
möglich ist.
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Bei der Verwendung von - Gasgemischen, die eine sehr geringe Zündgeschwindigkeit
aufweisen, kann die freie Flammenentfaltung im Ofen- bzw. Regeneratorraum dadurch
vorbereitet werden, daß .das letzte Ende der engen Zuführungskanäle 14 sich allmählich
erweiternd entsprechend Abb. 3 oder abgetreppt entsprechend Abb. 4 ausgestaltet
ist.