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Einrichtung zur Außenbeheizung von langgestreckten Ofenwänden mittels
Heizzüge Bei B.eheizung von Ofenwänden mittels Heizzüge, in denen die getrennt eingeführten
Verbrennungsstoffe Heizgas und Luft sich allmählich auf der .ganzen Länge des Heizzuges
mischen sollen, ist @es bekannt, auf der ganzen Länge des Heizzuges eine Trennwand
anzuordnen, die Durchbrechungen besitzt, durch welche sich die beiden Stoffe Gas
und Luft vereinigen können. Es ist auch bekannt, eine mit Durchbrechungen versehene
Trennwand nur am Beginn des Heizzuges .auf eine kurze Strecke einzubauen.
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Bei solchen Heizzugausbildungen nehmen die durch den Schornsteinzug
eingesaugten Heizstoffe den kürzesten Weg in der Zugrichtung. Der kürzeste Weg ist
die Längsachse jedes Teilheizzuges. Jede Ab-
biegung durch die Trennwandöffnungen
verlangt ein Abweichen von der natürlichen Zugrichtung. Der Durchtritt durch die
Öffnungen erfolgt zu Beginn. des Heizzuges leichter, da nur ein ganz geringer Zug
vorhanden ist und die Verbrennungsstoffe sich auch in die öffnungen der Trennwand
hinein ausdehnen. Je größer aber das Gasvolumen jedes Teilheizzuges wird, desto
schneller muß die Gasmenge abgezogen werden, d. h. der Zug muß stärker sein. Die
Gasexpansionen bringen zwar immer wieder Gasmengen in die Durchbrechungen hinein,
aber der größte Teil der Gasmengen strömt in den Teilheizzügen mit immer größer
werdender Geschwindigkeit zum. Austritt, da diese Strömung dem natürlichen unbehinderten
Wege entspricht.
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Die Gasströme der beiden Teilheizzüge kommen demnach durch die Durchbrechungen
nicht genügend miteinander zur Vermischung. In dem einen Teilheizzug bleibt ein
Luftüberschuß, während im anderen Teilheizzug ein Gasüberschuß verbleibt. Erst dort,
wo beide Teilheizströme zusammentreffen, tritt die letzte Vermischung der Verbrennungsstoffe
ein, d. h. aber in den Abzügen bzw, in der Rekuperation, also an Stellen, wo keine
Verbrennung -der Restheizgasteile erfolgen soll.
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Der Erfindungsgegenstand bezweckt die Behebung dieses Nachteils und
die Erreichung einer restlosen Verbrennung des Heizgases in den Heizzügen, was eine
erhebliche Ersparnis an Heizgas und eine Ausschaltung von Überhitzungen an den Trägteilen
des Ofens (Pfeiler zwischen den Rekuperatoren) zur Folge hat. Erfindungsgemäß sind
daher bei einer Einrichtung zur Außenbeheizung von langgestreckten Ofenwänden mittels.
Heizzügel die in ihrem vorderen Ende durch je eine mit Durchläßöffnungen versehene
Trennwand in zwei Heizzugkanäle unterteilt sind, in welche unter Einfluß des Schornsteinzuges
die Brennmittel getrennt eingeführt werden, die sich durch die Durchbrechungen hindurch
stufenweise vereinigen, in Strömungsrichtung der
1-leizmittel gesehen,
hinter der "Trennwand schräg zu ihrer Längsachse gestellte Leitflächen angeordnet,
diegrößere Brenngemischmengen abwechselnd von dem einen Heizzugkanal in den anderen
überleiten und dabei die an den der Trennwand gegenüberliegenden Heizzugwänden strömenden
Schichten durchwirbeln. Bei Heizzügen, in denen eine ganz durchlaufende durchbrochene
Trennwand angeordnet ist, treten die Prall- oder Mischkörper an Stelle eines Teils
der Trennwand. Bei Heizzügen, die nur einen Teil ihrer Länge eine mit Durchbre.chungen
versehene Trennwand besitzen, schließen sich die Prall- oder Mischkörper an das
Ende der Trennwand an, oder sie werden in dem letzten freien Teil des Heizzuges
.eingebaut, so daß zwischen Trennwand und erstem Prall- oder Mischkörper ein Heizzugteil
mit vollem freiem Querschnitt verbleibt.
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Durch die Prall- oder Mischkörper wird das aus dem vorherliegenden
Teil des Heizzuges kommende Gemisch von Verbrennungsgasen, Heizgas und Luft, so
durcheinandergewirbelt, daß die bis dahin nicht verbrannten Mengen IIeizgas zur
Verbrennung gelangen. Man erhält so eine auf die Länge des Heizzuges verteilte vollständige
Verbrennung des Heizgases. Aus dem Heizzug treten praktisch nur Verbrennungsgase
aus.
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Die Heizzugausbildung mit durchbrochener Trennwand auf einem Teil
der Heizzuglänge und anschließender Anordnung von Prall- und Leitkörpern ergibt
einerseits die Beibehaltung der Vorteile der durchbrochenen Trennwand itn vorderen
Heizzugt:eil und verstärkt diese Vorteile durch die Erzielung einer vollständigen
Verbrennung des Heizgases im Heizzug.
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Die Prall- oder Mischkörper können sich dabei sofort an die durchbrochene
Trennwand anschließen. Diese Anordnung ist insbesondere bei Verwendung von Armgas
vorteilhaft, weil dieses infolge der starken Verdünnung durch unverbrennbare Gase
eine gute Durchmischung erfordert. Es kann aber auch zwischen dem Ende der Trennwand
und dem ersten Prallkörper ein freier Querschnitt des Heizzuges gelassen werden,
was besonders bei Verwendung von Starkgas erforderlich ist, weil eine zu starke
Vermischung zu hohe örtliche Temperaturen erzeugen würde.
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Die Anzahl der angeordneten Prallkörper und ihre Gesamtlänge im Heizzug
hängt von der Art des zu verbrennenden Gases und der gewünschten Temperaturverteilung
.ab. Z. B. wird man bei Verwendung von Generatorgas und Erzielung gleicher Temperaturen
im Heizzug den Teil des Heizzuges, der die Prallkörper enthält, lang bemessen. Bei
Verwendung von anderem Heizgas, z. B. Starkgas, wird man die Trennwand länger machen.
Von Wert ist noch die Ausbildung der Prallsteine, insbesondere bei höheren Strömungsgcschwindigkeiten
der Gase. Sie sollen dann keine quer zur Strömungsrichtung der Heizgase stehende
Fläche aufweisen, d. h. die Fläche, welche von den strömenden Gasen getroffen wird,
soll nicht senkrecht zur Strömungsrichtung der Gase stehen. Vorteilhaft ist eine
Zuspitzung der Pr,allkörper, die dann erzielt wird, wenn die vorderen Begrenzungstlächen
mit der Längsachse des Prallkörpers einen spitzen Winkel bilden. Der gleiche Erfolg
wird erreicht, wenn die Prallkörper mit ihrer Längsachse schief zur Achse des Heizkanals,
d. h. der Strömungsrichtung der Gase gestellt werden.
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Gibt man den Längsachsen der einzelnen Prall- oder Mischkörper verschiedene
Neigungen zur Längsachse des Heizzuges in dem Sinne, daß die Neigung nach dem Ende
des Heizzuges zu abnimmt, so bringt man die durch die Prall- oder Mischkörper hervorgerufene
Wirbelung der Gase allmählich wieder in eine einheitlich gerichtete Strömung. Vor
dem Austritt der Verbrennungsgase aus dem Heizzug ist dann keine Wirbelung mehr
vorhanden, und die Abgase ziehen auch bei geringerem Zuge leichter in die Abzugsöffnungen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
Es bedeuten a und n1 die zu beheizenden Wände eines Heizzuges b. Bei c strömt
das Heizgas, bei d
die Luft in den Heizzug b. Die Trennwand
e
ist mit Durchbrechungen f1, 121 ß, f, f;, versehen, die sich beim dargestellten
Beispiel stetig erweitern. Der freie Raum zwischen der Trennwand e und dem ersten
Prall- oder Mischkörperlti ist mit g bezeichnet. Die -,veiteren Prallkörper h.,
h." und htj, liegen so, daß deren Längsachsen i-i zur Längsachse des Heizzuges k-1,
geneigt sind, und zwar weicht hier die Längsachse des hinteren Prall- oder Mischkörpersh,
weniger von der Längsachse des Heizzuges ab als die der vorher angeordneten Prall-
oder Mischkörper h. bzw. h, Der Neigungswinkel h ist größer als der Neigungswinkel
h bzw. h. Der im Raum g gezeichnete Pfeil deutet die hauptsächliche Strömungsrichtung
der Gase an.