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Einkammerbrennofen zum elektrischen Brennen von Kunstkohlenkörpern
Es sind gasbeheizte Kammeröfen bekannt, bei denen die aus den Kohlenkörpern entweichenden
brennbaren Teerdämpfe u. dgl. zur Beheizung des Ofens herangezogen werden. Die Dämpfe
sammeln sich unter der Gewölbedecke der geschlossenen Ofenkammern, von wo sie durch
eine besondere Leitung abgesaugt und der Verbrennung zugeführt werden.
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Es ist auch ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung beim elektrischen
Brennen (Backen) von Kunstkohlenkörpern in Mehrkammeröfen, in denen der elektrische
Strom durch die zu brennenden Kunstkohlenkörper geleitet wird, bekannt, nach welchem
ein Luftstrom durch in den Längswänden der Kammern befindliche Kanäle derart durchgesaugt
wird, daß er sich in den Wänden der in der Abkühlung begriffenen Kammern erwärmt
und die Wärme den aufzuwärmenden Kammern durch die Kanäle in ihren Wänden zuführt,
wobei die beim Brennen der Kunstkohlenkörper im Innern der Kammern entstehenden
flüchtigen Bestandteile durch in den Längswänden vorgesehene Durchgänge in die Luftzirkulationskanäle
eingesaugt werden und in diesen verbrennen.
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Es kommt nun vor, daß beim erwähnten Wärmerückgewinnungsverfahren
die Verbrennung der Teerdämpfe unvollständig ist und die aus dem Ofen austretenden
Verbrennungsgase so stark mit Teerdämpfen und Rauch durchsetzt sind, daß eine Gasreinigungsanlage
notwendig ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein
Einkammerofen zum elektrischen Brennen von Kunstkohlenkörpern, in welchem man auf
die Wärmerückgewinnung durch Luftumwälzung von Kammer zu Kammer verzichtet, dafür
aber die Teerdämpfe praktisch vollständig verbrennt. Es wird dann lediglich die
Verbrennungswärme der Teerdämpfe ausgenutzt.
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Der erfindungsgemäße Ofen hat einen rechteckigen Grundriß; die Länge
übertrifft die Breite wesentlich. In den Längswänden sind waagerechte Kanäle angeordnet,
die mit dem Innern des Ofens über enge Durchgänge, z. B. Mauerfugen, verbunden sind.
Zur Erzeugung von Mauerfugen kann man die Steine, aus denen die Seitenwände und
die Kanäle aufgebaut sind, absichtlich undicht zusammenfügen, indem man sie beispielsweise
nur an ihren unteren und oberen Flächen mit Mörtel belegt. Die Enden der waagerechten
Kanäle münden in lotrechte Sammelkanäle. Diese Sammelkanäle münden ihrerseits mit
ihren unteren Enden in eine gemeinsame Brennkammer, die mit Kanälen im Ofenboden
verbunden ist. Diese Kanäle sind an geeigneter Stelle an eine Saugleitung angeschlossen,
zweckmäßigerweise über einen gemeinsamen Querkanal.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Ofens.
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Abb. i zeigt einen Querschnitt längs der Linie I-1 von Abb. 3, Abb.
2 einen senkrechten Längsschnitt längs der Linie II-II von Abb. i und Abb.3 einen
waagerechten Schnitt längs der Linie III-III von Abb. 2.
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In der inneren Schamottemauerung i der Längswände sind die waagerechten
Kanäle 2 angeordnet. Diese münden an beiden Enden in die lotrechten Sammelkanäle
3, die unten bis in die gemeinsame Brennkammer .I reichen. Diese Brennkammer hat
eine Öffnung 5, die nach Belieben geschlossen werden kann. Vier Längskanäle 6 durchziehen
den Boden des Ofens. Sie sind in der Mitte des Ofens mit einem Querkanal? verbunden,
der an eine gestrichelt angedeutete Saugleitung8 angeschlossen ist. An der inneren
Seite der beiden Stirnwände des Ofens befindet sich je ein hier nicht abgebildeter
Kohleblock, der die ganze Breite und Höhe einnimmt und in den die Stromzuführungen
eingelassen sind. Die zu backenden Kunstkohlengegenstände werden in den Raum g gelegt
und mit dem notwendigen Füllpulver umgeben. Der Ofen kann oben durch einen ein-
oder mehrteiligen Deckel abgeschlossen sein.
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Anschließend an die aus Hohlsteinen bestehenden Seitenwände erfolgt
zunächst nach außen hin eitle Zwischenwand io aus Isoliersteinen, sodann eine' Wand
i i aus Hohlbacksteinen, deren Hohlräume so angeordnet sind. daß sie eine große
Zahl von verhältnismäßig engen, durchgehenden, lotrechten Kanälen bilden, die unten
bei 1a und oben bei 13 offen sind. Die äußere Verschalung i:4, die nicht
sehr warm wird, kann z. B. aus einfachen Betonplatten bestehen. Der Ofen kann beispielsweise
folgende Abmessungen haben: lichte Höhe 2 m, lichte Breite 2m, Länge 30m, Stärke
der Schamottewand 5o cm, Stärke der Backsteinisolation zuzüglich äußerer Verschalung
aus Betonplatten 30 cm, Stärke des Bodens 50 cm.
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Zu Beginn einer Brennoperation ist der Ofen praktisch kalt. Während
der ersten Stunden nach Einschalten des Stromes steigt die Temperatur im Innern
der Beschickung langsam an. Sobald sie so hoch ist, daß sich Teerdämpfe in der Beschickung
bilden, wird der Ventilator der Saugleitung in Tätigkeit gesetzt. In sämtlichen
Kanälen 2 entsteht dadurch ein Unterdruck, was zur Folge hat, daß die Teerdämpfe
vom Ofeninnern durch die Mauerfugen in die Kanäle der Längswände gelangen, um von
dort durch die lotrechten Sammelkanäle und über die eine oder beide Brennkammern
(je nach Stellung der Schieber) in die Bodenkanäle und schließlich durch den Querkanal
in die Absaugleitung zu strömen. Je nach Unterdruck in den Kanälen (der Unterdruck
ist durch eine Drosselklappe regulierbar) wird von außen durch die Undichtigkeit
des Mauerwerks eine mehr oder weniger große Luftmenge angesaugt. Anfänglich ist
die Konzentration der Teerdämpfe so. gering, daß diese nicht selbständig verbrennen
können. Aus diesem Grunde werden in der einen oder in beiden Brennkammern mit Holz,
Koks oder anderen geeigneten Brennmaterialien Feuer entfacht. Die Dämpfe werden
durch die Brennkammer und daher durch diese Feuer gesaugt, wo sie praktisch vollständig
verbrennen, wenn man die Zugkraft des Ventilators richtig einstellt. Mit zunehmender
Temperatur im Ofen steigt die Konzentration der Teerdämpfe, und es kommt der Augenblick,
in welchem ihre Verbrennungswärme genügt, um die Verbrennung aufrechtzuerhalten,
In diesem Zeitpunkt, der beispielsweise nach 2d. bis 48 Stunden eintreten kann,
schlagen die Flammen durch die vertikalen Sammelkanäle in die Seitenkanäle 2 zurück,
und das Feuer in den Brennkammern q. wird überflüssig. Durch die Verbrennung der
Teerdämpfe in den Seitenkanälen gewinnt man einen guten Teil der Wärine zurück.
Außerdem kann man dann die durch die Saugleitung entweichenden Verbrennungsgase
ohne Passieren einer Gasreinigungsanlage in die Luft entweichen lassen. Wenn das
Backen der Kunstkohlenstücke im Ofen nahezu beendigt ist, nimmt die Konzentration
der Teerdämpfe wieder ab. Das Mauerwerk ist jedoch in diesem Zeitpunkt so heiß.
daß die Verbrennung bis zum Schluß, d. h. bis zum Aufhören der Bildung von Teerdämpfen,
aufrechterhalten wird. Die Wärmeentwicklung wird durch Vergasung und anschließende
Verbrennung oder durch direkte Verbrennung der in den Kanälen niedergeschlagenen
Koksrückstände unterstützt. Diese Erscheinung ist sehr wichtig, denn dadurch findet
immer wieder eine selbsttätige Reinigung der Kanäle statt.
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Die durch Hohlsteine gebildete Wand i i dient nicht nur zur Wärmeisolierung,
sondern auch zur Kühlung. Die lotrechten Kanäle üben nämlich eine
Kaminwirkung
aus. Die kältere Luft tritt bei 12 ein, erwärmt sich im Innern der Wand, wodurch
sie eine Kühlung verursacht, und entweicht bei 13.