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Mit vorgewärmtem Wind betriebener Schachtofen, insbesondere. Kupolofen
Es ist bereits bekannt, den zum Betrieb von Schachtöfen, insbesondere von Kupolöfen,
erforderlichen Wind dadurch vorzuwärmen, daß die heißen Ofengase des Ofens selbst
zur rekuperativen Abgabe ihrer Wärme an den Ofenwind nutzbar gemacht werden. In
all diesen l-älleii waren jedoch bisher umständliche und kostspielige Rekuperatoren
erforderlich, welche verhältnismäßig viel Platz beanspruchten und dauernder Wartung
bedurften.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung gelingt es nun in überaus einfacher
Weise, bei billigsten Anlagekosten. und geringstmöglicher Wartung Kupolöfen o. dgl.
Schachtöfen dadurch mit vorgewärmtem bzw. heißem Wind zu betreiben, daß im Windkasten
selbst mehrere über dein Ofenumfang verteilte, in den Windkasten vorn Ofeninnern
aus hineinragende, das Ofenfutter durchsetzende hoble; insbesondere metallische
Wärmeaustauschkörper angeordnet sind, deren Hohlräume einerseits mit dem Ofeninnern
und andererseits untereinander durch eine im Windkasten angeordnete, von einem der
Wärmeaustauschkörper ausgehende, etwa rund um den Ofen führende Wä rmeaustauschleitung
in Verbindung stehen, wobei der in den Windkasten hineinragende ".Geil der Wärmeaustauschkörper
vorzugsweise mit Rippen versehen ist.
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Im Gegensatz zu den bisher bekannten Einrichtungen wird der Wind nicht
mehr vor seinem Eintritt in den Windkasten in besonderen Aggregaten auf die gewünschte
Temperatur erhitzt, sondern die Erhitzung des beispielsweise mit Rauintcniperatur
in den Windkasten eintretenden Windes erfolgt durch die in den \\'iildl:asten vom
Ofeninnern riiis hineinragenden Wärmeaustauschkörper in. \#,'indkastvn selbst. Hierdurch
wird einerseits
eine außerordentlich gute Wärmeübertragung bei
geringstmöglichen Wärmeverlusten gewährleistet, ,während andererseits kein besonderer
Raum für die Winderhitzung erforderlich ist und die ganze Einrichtung zur Vorwärmung
des Windes außerordentlich vereinfacht wird.
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Der Windkasten selbst kann in weiterer Ausbildung der Erfindung durch
mindestens eine Scheidewand in mindestens zwei, vorzugsweise ringförmige Kästen
unterteilt sein, von denen mindestens der eine die hohlen Wärmeaustauschkörper mit"
der zu verbindenden Wärmeaustauschleitung enthält und an die Windzuleitung angeschlossen
ist, während von dem anderen Kastenteil, welcher mit dem die Wärmekörper enthaltenden
Kastenteil durch eine gegebenenfalls regelbare Öffnung in Verbindung steht, die
Winddüsen in den Ofen führen. Dabei kann die Teilung des Windkastens durch eine
etwa waagerechte Scheidewand erfolgen, wobei je nach den Ofenverhältnissen der die
Wärmeaustauschkörper enthaltende Windkastenring unter oder auch über dem die Düsen
enthaltenden Windkastenring angeordnet sein kann; die Teilung des Windkastens kann
jedoch auch durch eine zylinderförmige, senkrechte oder auch anders ausgebildete
Scheidewand bewerkstelligt werden. Die je aus einem einzigen Stück oder gegebenenfalls
auch je aus mehreren Teilen bestehenden Wärmeaustauschkörper selbst liegen zweckmäßig
in einer Horizontalebene und sind gleichmäßig über den Ofenumfang verteilt. Bei-etwa
tangentialer Anordnung der Düsen sollen die Wärmeaustauschkörper etwa entgegengesetzt
tangential hierzu angeordnet' sein, um den in die Wärmeaustauschkörper eindringenden
heißen Ofengasen einen möglichst leichten Eintritt und einen möglichst reibungslosen
Durchgang zu sichern.
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Um den Wärmeaustausch innerhalb des Windkastens noch weiter zu verbessern,
können erfindungsgemäß die im Windkasten liegenden rückwärtigen Enden der Wärmeaustauschkörper
durch eine gleichfalls innerhalb des Rindkastens angeordnete Wiirineaustauschleitung
miteinander in Verbindung stehen, durch welche die Hohlräume aller in einer Ebene
liegenden Wärrneaustauschkörper, @-on einem derselben ausgehend, etwa rund um den
Ofen führend miteinander verbunden sind. Die heißen Ofengase treten also aus dem
Inneren der @1';irnieaustauschkörper in diese Wärineatistauschleitung ein und fließen
in dieser Leitung, welche innerhalb des die 1\':irme@itistausclilciirlier enthaltenden
Windkastenteiles angeordnet ist. etwa rund um den Ofen, wodurch sie ihre Wärme an
den etwa im gleichen Sinne ini \\7indlcasten str«nienden Wind abgeben. Anschließend
daran kann zwecks möglichst restloser Ausnutzung der Wärme diese Wärmeaustauschleitung
vor Verlassen des Windkastens in weiterer Ausbildung der Erfindung in dem die Düsen
enthaltenden Windkastenteil nochmals etwa rund um den Ofen herumgeführt sein. Die
innerhalb des Windkastens vorzugsweise mit ihre Außenfläche und/oder Innenfläche
vergrößernden, @zweclfientsprechend gestalteten und angeordneten Wärmeübertragungsrippen
ausgerüstete Wärmeaustauschleitung kann dann in die freie Luft münden, sie kann
jedoch auch an einen Saugzugventilator angeschlossen sein; ferner ist es auch möglich,
diese Leitung an den Frischwinderzeuger derart anzuschließen, daß dem Frischwind
die noch nicht restlos erkalteten Ofengase aus dieser Wärmeaustauschleitung beigemengt
werden.
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Bei Kupolöfen mit mehreren in verschiedenen Höhenlagen angeordneten
Düsenreihen kann in weiterer Ausbildung der Erfindung jeder Düsenreihe je eine Wärmeaustauschkörperreihe
in einem besonderen Windkastenteil zugeordnet sein, wobei vorzugsweise jede Düsenreihe
bzw. jeder einer Düsenreihe zugeordnete, die Wärmeaustauschkörper enthaltende Windkastenteil
in an sich bekannter Weise durch je einen besonderen Winderzeuger für sich regelbar
gespeist wird. Diese Ausführungsart bietet den bedeutungsvollen Vorteil, daß bei
mehreren Düsenreiben nicht nur Winddruck und Windmenge in jeder Düsenreihe unabhängig
von der oder den anderen Düsenreihen geregelt werden kann, sondern daß außer dieser
Regelung auch noch eine Regelung der Temperatur des Windes jeder Düsenreihe für
sich dadurch möglich ist, daß beispielsweise durch mehr oder weniger starke Ofengasbeaufschlagung
des Inneren der Wärtnkörper der einen oder der anderen Düsenreihe bzw. durch mehr.
oder weniger starke Drosselung der Ofengasströmung in der eine Wärineaustauschkörperreilie
verbindenden Wärnieaustauschleitung die /u den einzelnen Düsenreihen gehörenden
Wärmeaustauschkörperreihen verschieden stark beheizt werden.
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Zu diesem Zweck können auch geniiiß der Erfindung die jeder Mirnieaustauschkörperreihc
zugeordneten, etwa rund um den Ofen führenden Wärineaustatischleitungen miteinander
durch eine oder auch mehrere gleichfalls im Windkasten liegende. mit Absperrgliedern
ausgerüstete '\'erl)incluiigsleittttigeii verbunden sein.
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\Veitei-liiti erstreckt sich die Erfindung noch darauf, daß bei mehreren
in verschiedenen Höhenla-en anl;eordneten, gemeinsam von einem einzigen Winderzeuger
gespeisten Dfsenreihen allen Düsen aller Düsenreihen 1
ein
allen gemeinsamer, eine oder auch mehrere Wärmeaustauschkörperreihen enthaltender
Windkastenteil zugeordnet ist, wobei die Düsen einer oder. auch die Düsen mehrerer
Reihen für sich regelbar sein können.
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Endlich ist noch (segeristand der Erfindung, daß der Außenmantel des
Windkastens zwecks leichter Auswechselbarkeit der Wärmeau.statischkörper.:aus einzelnen
leicht lösbaren, Vorzugsweise innen niit Asbest o. dgl. isolierten Teilen gebildet
wird.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Kupolofen
dargestellt, welcher zwei Düsenreiben besitzt, von denen jede von einem besonderen
Winderzeuger gespeist wird und bei welchem jeder Düsenreibe ein die erfindungsgemäßen
Wärmeaustauschkörper enthaltender ringförmiger\Vindkastenteil zugeordnet is°t.
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Abb. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch den Ofen; Abb. 2 ist
ein Schnitt nach der Linie II-II, Abb. 3 ein solcher nach der Linie 111-11I der
Abb. i.
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Im Ofenfutter :2 des Kupolofens i sind in zwei Reihen untereinander
metallische\\'ärmeaustauschkörper 3 bzw. .I angeordnet, wobei jede Reihe aus mehreren
derartigen metallischen Wä rnieaustausclikörpern besteht, die vorzugsweise gleichmäßig
über den Ofenumfang verteilt sind.
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Diese Wärmeaustauschkörper 3 bzw. d., deren vorderes Ende etwas gegen
das Ofenfutter 2 zurückspringt, um die Körper vor zu schneller Zerstörung zu schützen,
ragen mit ihren hinteren Enden 31 bzw. .41 in den den Ofen unigebenden Windkasten
5 hinein. Dabei können die Wärmeaustauschkörper 3 bzw. 4 und ihre hinteren Enden
31 bzw. .1I aus einem Stück bestehen oder aus mehreren miteinander @-erbundenen
Teilen gebildet sein. 1Die h,-iteren Enden 31 bzw. .I1 der Wärmeaustauschkörper
sind Vorzugsweise mit deren Oberfläche vergrößernden Rippen 6 ausgerüstet.
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Die Wärmeaustauschkörper sind hohl ausgebildet, und ihr Hohlraum steht
mit (lern Ofeninnern in Verbindung.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Ofen i zwei Düsenreihen
; und 8, dementsprechend ist der Windkasten 5 durch eine waagerechte Scheidewand
y i11 einen oberen Teil und einen unteren Teil getrennt, wobei jeder dieser beiden
Teile durch einen besonderen Ventilator für sich gespeist wird.
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Sowohl der obere als auch der untere Wincikastenteil ist wiederum
je für sich durch eine Scheidewand 1 i bzw. 1= in zwei Teile geteilt, von denen
jeweils der eine Teil 13 bzw. 131 die Wärinenustauschkörper 3 bzw. 4 ellthält, während
jeweils von dein anderen Teil 14 bzw. 141 die \\-inddüsen ; bzw. 8 in den Ofen führen.
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Die rückwärtigen Enden 31 bzw. .I1 der \Värmeaustauschkörper 3 bzw.
d. sind jeweils an eine ringförmige, vorzugsweise finit Rippen ausgerüstete Wärnieaustauschleitting
15 bzw. 16 angeschlossen, die, von einem der Wärmeaustauschkörper ausgehend, innerhalb
der Windkastenteile 13 bzw. 131 etwa rund um den Ofen führt, dann die Scheidewand
i i bzw. 12 durchdringt und in dein Windkastenteil 14. bzw. 15 nochmals etwa rund
um den Ofen herumgeht, bevor sie den Windkasten 5 endgültig verläßt.
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Mithin gelangen die heißen Gase aus dem Ofeninnern durch die Wärmkörperreihen
3 bzw. 4 in die \Värmeaustauschleitung 15 bzw. 16, so daß infolge der hohen Temperatur
der im Windkasten befindlichen rückwärtigen Enden 31 bzw. 4.1 der Wärmkörper und
der gleichfalls im Windkasten befindlichen Wärmeaustauschleitungen eine hervorragende
Vorwärmung .des Windes gewährleistet ist.
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Der Wind für jede Düsenreihe tritt zunächst bei 1; bzw. 171 in die
Windkastenteile 13 bzw. 131 ein, wobei durch ein senkrechtes Abschlußblech i8 dafür
gesorgt ist, daß der Wind in . diesen Windkastenteilen zunächst erst einmal um den
Ofen herumströmen muß, bevor er durch die gegebenenfalls regelbare Offnung i9 in
der Scheidewand ii bzw. 12 in den Windkastenteil ld.bzw. 141 gelangen kann, von
wo aus die Düsen ; und 8 in den Ofen führen.
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Die Wärmeaustauschleitungen 15 und 16 können durch eine oder mehrere
mit Absperrgliedern 21 ausgerüstete Leitungen 2o miteinander in Verbindung stehen,
welche gleichfalls im Windkasten angeordnet sind. Hierdurch gelingt es, wahlweise
die eine oder die andere der Leitungen 15 oder 16 stärker oder schwächer zu beheizen
und dadurch die Höhe der Vorwärtnung des Windes in der oberen oder unteren Düsenreihe
jeweils so zu gestalten, wie es der Ofengang und die Ofenverhältnisse erfordern.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, die neue Vorrichtung auf Öfen
finit drei oder mehr Düsenreihen anzuwenden und clie Einrichtung auch derart zu
treffen, daß einer Düsenreihe kalter Wind zugefiilirt wird bzw. daß kalter \\'ind
dein vorgewärmten Wind einer bzw. auch wahlweise einer anderen Düsenreilie zugesetzt
wird.
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Uni die \V:irineaustauschkörper 3 bzw. .I leicht auswechseln zu können,
besteht der Mantel des \\'ilt(ll;;tstells ; aus möglichst leicht zu befestigenden
und leicht zu lösenden Teilen, die innen finit Asbest o. dgl. isoliert sind.