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.Hochofenwinderhitzer (System Cowper) Die Erfindung bezieht sich auf
Hochofenwinderhitzer (System C ow p e r) und insbesondere auf solche derartigen
Winderhitzer, bei @denen die Kuppeldecke als Pilzkopf ausgeführt ist und an ihrer
annähernd zylix@-drischen Grundfläche den Schachtmantel allseitig übergreift, so
daß sich das Schachtmauerwerk in den Kuppelraum hineindehnen kann.
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Bei .den bekannten Winderhitzern dieser Art ruht die Ausmauerung der
Kuppel auf einem waagerecht verlaufenden ringförmigen Bo-.den des Blechmantels,
der rechtwinklig vom oberen Randdes Schachtmantels auskragt und mittels Konsolen
oder in sonst geeigneter Weise am Mantel abgestützt ist.
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Der grundsätzliche Vorteil dieser Cowp,erbauart liegt darin, @daß
die den Gewölbedruck der Kuppel aufnehmende Kuppelgrundfläche fest im Gehäuse gelagert
werden ünd das Schachtmauerwerk infolge des Ringspalts zwischen Kuppelmauerwerk
und Schachtmauerwerk sich unabhängig von dem Kuppelmauerwerk .dehnen kann. Diese
Anordnung trägt der verschiedenen Dehnung von. Kuppel- und Ringmauerwerk Rechnung.
Das Mauerwerk der Kuppel dehnt sich infolge der geringen Höhe über seiner Basis
beim Aufheizen nur wenig, während die Ringmauer des Schachtes infolge ihrer großen
Höhenerstreckung über ihrer Basis große Längenänderungen erfährt. Diese Einrichtung
mit horizontal auskragender Kuppelbasis hat aber den Nachteil, daß der ebene horizontale
Blechboden .ungleichmäßig erwärmt und ungleichmäßig gekühlt wird. Die Kühlung durch
die außen am Mantel aufsteigende Luft ist an der Verbindung zwischen Schachtmantel
und horizontaler Basis geringer als an den äußeren Flächen. Infolge der verschiedenen
Ausdehnungen der warmen und kalten Teile des horizontalen Blechbodens treten Zerrungen
im Material auf. Wird die Verbindung zwischen dem ebenen Boden und dem zylindrischen
Schachtmantel z. B. durch Winkeleisen und Vernietung bewirkt, dann wirft sich der
Boden zwischen den Nieten, es treten Undichtigkeiten auf, durch die die heißen Gase
entweichen, so daßdauernd Reparaturen erforderlich waren.
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Hat sich das Kuppelmauerwerk infolge Aufheizens ausgedehnt, so hat
@es eine neue Lage angenommen. Beim Wiedererkalten wird es aber nicht zwangsläufig
in die ursprüngliche Lage zurückgeführt. Es nimmt dann irgendeine Zwischenform an,
bei der durch die unbeherrschte Schrumpfung Risse im Mauerwerk auftreten.
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Es wurden deshalb #',owper ohne Auskra-gung !des Blechmantels erbaut
und das Kuppelmauerwerk auf das Ringmauerwerk des Schachtes aufgesetzt. Das Kuppelm.auerwerk
muß also an sämtlichen Bewegungen des
Schachtmauerwerks teilnehmen
und noch seinen eigenen Ausdehnungen folgen. Ist die Ausdehnung des Schachtes z.
B. infolge einseitig größerer Erwärmung durch den BrenA-' Schacht einseitig stärker,
dann stellt sich das Kuppelmauerwerk schief. Die Neigung zul Rißbildung im Mauerwerk
ist bei dieser Bauart also noch größer als bei der erstgenannten Bauart. Heiße Gase
können damz an den Blechmantel treten und ihn beschädigen.
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Winderhitzer dieser beiden Bauarten mit im Schacht angeordnetem vertikalem
Verbrennungsraum sind bekannt. Der Schacht des Winderhitzers selbst dient dabei
zur Aufnahme des Verbrennungsraumes und des Gitterwerkes zur Speicherung und Entnabme
der Wärme.
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Es ist jedoch auch eine Sonderbauart eines Winderhitzers mit oberhalb
des Schachtes angeordnetem konischem Verbrennungsraum bekanntgeworden. Hierbei treten
an der Spitze des Kegels die Verbrennungsmedien, Luft und Gas, in den Verbrennungsraum
ein, bzw. der erwärmte Wind tritt aus.
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Der Kegel umfaßt an seiner Basis den Schachtmantel und ist an seinem
Unterteil abgeschrägt. Der Kegel ist durch Vermauerung und Reibung am Ringmauerwerk
abgestützt. Eine Abstützung der konischen Verbrennungskammer auf dem unteren Blechkonus
ist nicht vorgesehen und auch konstruktiv nicht möglich. Die Ausdehnung der Ausmauerung
des konischen Verbrennungsraumes muß also durch den Blechmantel bzw. durch Hilfsmittel,
wie schwindenden Mörtel, aufgenommen werden. Ein freies Wachsen der Ringmauer des
Schachtes in den Verbrennungsraum hinein ist nicht möglich, da die Ringmauer des
Schachtes gegen das Mauerwerk des Verbrennungsraumes drücken muß, um dieses auf
seiner Grundfläche zu sichern. Ebenso ist es unmöglich, bei dieser Konstruktion
durch die Form der Grundfläche die v' erks Ausdehnung beim Erhitzen und Schrumpfung
oder Erkalten dies Mauer- zu bel:crrschen.
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Die vorliegende Erfindung geht nun davon aiis, daß Schachtmauerwerk
und Kuppelmauerw,3rk eine voneinander unabhängige Dehnungsmöglichkeit erhalten müssen;
der Spielraum zwischen Ringmauerwerk des Schachtes und Ringmauerwerk der Kuppel
muß also im kalten wie im warmen Zustand erhalten bleiben.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich demgemäß auf einen Hochofenwinderhitzer,
System Cowper, mit einer an ihrer Grundfläche den Schachtmantel übergreifenden Pilzkuppel,
zwischen deren Innenwand und dem Ende des Schachtmauerwerks eine ringförmige Fuge
vorgesehen ist, so daß sich das Schachtmauer-Werk in dem Kuppelraum frei dehnen
kann. Die Erfindung besteht in der vereinigten Anwendung einer schräg aufwärts verlaufenden
Verbindung zwischen Schachtmantel und @1iuppel und der Anordnung von zum Schacht
@l@ichachsigen ringförmigen Leisten auf der ;, -Schräge, so daß die Kuppelausmauerung
unabhängig vom Schacht .abgestützt ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Winderhitzers wird eine gleichmäßige
Kühlung des Kuppelbodens erzielt, da die Warmluftmassen leicht an der geneigten
Unterseite des Bodens aus der Ecke zwischen Boden und Schachtmantel abströmen können.
Die Anordnung der Stützleisten auf der Schräge gewährleistet eine standfeste Abstützung
des Kuppelmauerw@erks auf der Schräge, so daß mit Sicherheit verhindert wird, daß
die Steine der Kuppelbasis sich gegen das Schachtmauerwerk abstützen, so daß also
der Ringspalt zwischen Schachtmauerwerk und Kuppelbasis in jedem Falle frei bleibt.
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Die ringförmigen Stützleisten lassen beim Erwärmen nur eine Dehnung
nach außen zu, beim Erkalten sichern sie andererseits in Verbindung mit den schrägen
Flächen der Konusbasis, daß bei Schrumpfung das Mauerwerk die alte, ursprüngliche
Lage wieder einnimmt.
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Die erfindungsgemäße Bauart ergibt also eine voneinander unabhängige
Beherrschung der Dehnung und Schrumpfung des Mauerwerks. von Kuppel und Schacht.
Da sich der Kuppelboden gleichmäßig erwärmt und wegen seiner Schräglage gegenüber
dem zylindrischen Gehäuseteil gut dehnen kann, wird beim Erfindungsgegenstand jede
Undichtigkeit des Cowpergehäuses mit Sicherheit vermieden, gleichgültig, wie hoch
die Betriebstemperatur ist. Es hat sich praktisch gezeigt. daß die erfindungsgemäße
Erhitzerbauart selbst Gasvorwärmtemperaturen von über i3oo' C mit den entsprechenden
bedeutend höher liegenden Aufheiztemperaturen ohne weiteres aushält. Insbesondere
hat sich gezeigt, daß ein erfindungsgemäß ausgebildeter Winderhitzer beliebig auf
und ab geheizt werden kann, ohne daß irgendwelche Undichtigkeiten eintreten.
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Auf der Zeichnung ist ein senkrechter Querschnitt durch einen Teil
eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Winderhitzers dargestellt.
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Der auf der Zeichnung dargestellte Winderhitzer besitzt einen im wesentlichen
zylindrischen Schachtmantel i, der innen unter Zwischenschaltung von Isoliermasse
2 mit fein; rfestem Mauerwerk 3 ausgekleidet ist.
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Am oberen Rande des Schachtmantels i ist durch eine Schweißnaht 4.
ein ringförmiger Boden 5 für die Winderhitzerkuppel angebracht. Wie aus der Zeichnung
ersichtlich,
verläuft der Boden 5 vom Mantel aus schräg aufwärts.
Bei 6 ist der Boden 5 mit dem Mantel 7 der Kuppel verbunden.
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Der Boden 5 wird in üblicher Weise am Schachtmantel mittels mehrerer
voneinandcr getrennter Konsolen 8 abgestützt, die heispielsweise aus einem passend
gebogenen Winkeleisen mit daran befestigtem Stützblech bestehen.
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Auf dem Boden 5 sind zwei umlaufende Leisten 9 angeordnet, auf denen
sich die Grundsteine i o der Kuppelausmauer umg i i abstützen. Die Kuppelausmauerung
io, I I ist so ausgebildet, daß zwischen ihr und dem Schachtmauerwerk ein
schmaler Schlitz 1a liegt, so #daß sich das Schachtmauerwerk bei Erhitzung nach
oben in die Kuppel frei, d. h. ohne Verschiebung des Kupp@elmauerwerks, dehnen kann.
Die Leisten 9 verhindern daher, daß sich die Grundsteine der Kuppel unter der Last
des Gewölbes nach innen gegen das Schachtmauerwerk verschieben und dieses fest-`
klemmen.