DE927094C - Regenerativer Winderhitzer - Google Patents

Regenerativer Winderhitzer

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DE927094C
DE927094C DEF7317A DEF0007317A DE927094C DE 927094 C DE927094 C DE 927094C DE F7317 A DEF7317 A DE F7317A DE F0007317 A DEF0007317 A DE F0007317A DE 927094 C DE927094 C DE 927094C
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Christian Bruchhausen
Kurt Dr-Ing Frey
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B9/00Stoves for heating the blast in blast furnaces

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Description

  • Regenerativer Winderhitzer Regenerative Winderhitzer (Cowper) arbeiten in bekannter Weise mit Gas- und Windperiode. Die konventionelle Bauart weist einen stehenden Zylinder auf, der einen Brennschacht für die Gasverbrennung und davon getrennt eine von dem den Besatz aufheizenden verbrannten Gas bzw. von dem durch den Besatz (Ausgitterung) aufzuheizenden Wind durchströmte Besatzsteinzone enthält, wobei über Brennschacht und Besatzsteinzone die Kuppel angeordnet ist, die einen freien Umlenkungsraum bildet, der Besatzsteinzone und Brennschacht miteinander verbindet.
  • Im allgemeinen ist der Kuppelraum frei; doch ist es auch schon bekanntgeworden, im Kuppelraum Besatzsteine anzuordnen; eine solche bekannte Ausführung zeigt die Abb. i, wo über der Besatzsteinzone a innerhalb des Kuppelraumes b Besatzsteine c, in üblicher Weise Röhrensteine, angeordnet sind. Die Gase strömen gemäß den Pfeilen d, der Wind gemäß den Pfeilen e durch die Besatzsteinzone a., den Kuppelraum b und den Brennschacht f. Eine solche Anordnung ergibt zwar bereits bessere Raumausnutzung; sie ist aber deshalb wenig wirksam, weil in dem verbleibenden freien Umlenkraum b der Kuppel die Strömung der Gase nicht entscheidend beeinflußt wird und weil. die durch den zusätzlichen Besatz c gebiildete zusätzliche Heizfläche keinen praktisch wirklich brauchbaren Ausgleich der in der Besatzsteinzone a herrschenden ungleichmäßigen Strömungsverteilung der Gase ermöglicht, es sei denn, daß eine Besatzsteinart mit hohem Strömungswiderstand gewählt wird, was aber aus anderen Gründen unerwünscht ist.
  • Eine andere bekannte Ausführungsform, wie sie aus der Abb. 2 zu ersehen ist, schlägt im sogenannten Brennschacht g die Anordnung von Besatzsteinen vor, wobei aber der Brenner in der Kuppel angeordnet ist. Der sogenannte Brennschacht g ist in Wirklichkeit gar kein Brennschacht mehr und wird nur fälschlicherweise so bezeichnet; denn -die Verbrennung der Gase erfolgt im Kuppelraum b, und das Gas strömt dann lediglich durch den Kuppelraum b_ und die Besatzsteinzone a gemäß den Pfeilen i. In der Gasperiode, ist also der sogenannte Brennschacht g stillgelegt und wird nur dazu benutzt, auf dem Umweg über Wärmeleitung und teilweise auch Wä;rmestra'hlung, also nicht duirch Konvektion, durch das Steinmaterial hindurch von der Besatzsteinzone a her Wärme aufzunehmen und diese dann während der Windperiode wieder abzugeben; die Windführung entspricht den gestrichelten Pfeilen h. Es ist einzusehen, daß diese Maßnahme sehr unvollkommen ist, denn infolge der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Stein geht nur eine vergleichsweise geringe Wärmemenge von der Besatzsteinzone a in die Besatzsteine im Innern des sogenannten Brennschachtes g über.
  • Die Raumausnutzung ist in diesem Falle in doppelter Hinsicht mangelhaft. Soweit der Rauaa an sich ausgenutzt ist, ist die effektive Ausnutzung wegen der ungleichmäßigen Strömungsverteilung unzureichend; diese ist mit den Mitteln dieser Anordnung nicht in günstiger Weise beeinflußbar und korrespondiert insbesondere nicht gesetzmäßig mit der ungleichmäßigen Beaufschlagung während der Windperiode; mit anderen Worten heißt das, daß die Geschwindigkeitsverteilungen, -gesehen über die Querschnitte, während der Windperiode einerseits und während der Gasperiode andererseits ihrer Form und Größenordnung nach erheblich voneinander abweichen. Die Raumausnutzung ist aber auch deshalb unzureichend, weil noch erhebliche Räume entweder unausgegittert bzw. bei Ausgitterung mit Bes atzstei:nen zeitweise stillgelegt sind.
  • Die Erfindung will einen konstruktiv und betriebsmäßig wirtschaftlicheren Winderhitzer schaffen. Das Ziel ist, die Heizfläche, bezogen auf den Rauminhalt des Winderhitzers, möglichst groß und möglichst gut ausnutzbar zu machen, dies aber unter möglichst- weitgehender Beibehaltung des grundsätzlich üblichen Aufbaues solcher Hochofen-Winderhitzer od. dgl. Diese Aufgabenstellung bedingt zu ihrer vollen Lösung im einzelnen die Lösung folgender Teilprobleme, wobei aber schon die Teillösungen wesentliche Fortschritte bringen.
  • i. Die Beaufschlagung des Gitterwerkes (der Besatzsteinzone) während der . Gasperiode muß. verbessert werden, und zwar möglichst unter Abstimmung auf die Beaufschlagung während der Luft- oder Windperiode. Unter Beaufschlagung ist hierbei die Geschwindigkeitsverteilung, gesehen über den Querschnitt sämtlicher Kanäle öd. dgl. der Besatzsteinzone bzw. über den-Querschnitt der Besatzsteinzone, zu verstehen. Es soll also erreicht werden, daß die Beaufschlagungen während der Luft- oder Windperiode und während der Gasperiode ähnliche oder kongruente Gestalt besitzen, wobei als praktisch allerdings nicht restlos erreichbares Optimum anzustreben ist, daß die Geschwindigkeitsverteilungen oder Beaufschlagungen während der beiden Perioden über den ganzen Querschnitt gleichmäßig erfolgen, d. h. also, daß an allen Teilen des Quersthnü,bts gleiche Geschwindigkeit des durchströmenden Mediums herrscht.
  • z. Bei Verwendung von Kuppeln mit freiem Umlenkungsraum soll der über dem Brennschacht befindliche Kuppelraumteil einerseits mit Mitteln zur Verbesserung der Beaufschlagung des Gitterwerkes (der Besatzsteinzone) und andererseits zur Unterbringung von zusätzlicher wirksamer Heizfläche (Speichermasse, Besatzsteine od. dgl.) ausgenutzt werden.
  • 3. Der Brennschacht, der seine ursprüngliche Funktion (Gasbrennraum) behält, soll ebenfalls besonders zu den unter 2. genannten Aufgaben herangezogen bzw. zur Erreichung dieser Ziele geeignet gestaltet werden.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Einrichtung an regenerativen Winderhitzern mit Brennerschacht und Besatzsteinzone zur Erzielung großer spezifischer Heizfläche, zur Verbesserung der thermischen Ausnutzung der Heizfläche, zur Erzielung guter Strömungsverteilung der Gase, zur Angleichung der Geschwintdigkeitsverteitung in der Besiatzsteinzone während der Gasperüode an die Geschwindigkeitsverteilung während der Windperiode und/oder zur Verkleinerung der besatzsteinfreien in beiden Richtungen durchströmten Räume, wobei in Einzelanwendung oder in beliebiger Kombination folgende Merkmale verwendet werden: a) Anordnung von Gitterwerk über der Besatzsteinzone, b) Anordnung von Gitterwerk u. dgl. über dem Brennerschacht, c) Anordnung zusätzlicher Heizfläche im Brennerschacht, d) Veränderung des Querschnitts des Brennerschachtes.
  • Dabei können die Teilprobleme der Au.fgabenistellumg entsprechend der weiter oben angegebenen Reihenfolge durch Anwendung folgender Mittel geläst werden: I. Die obersten Lagen oder Besatzsteinzone werden in Form von Gitterstäben od. dgl. in übereinander versetzter Anordnung versehen, wobei diese z. B. kreuz und quer übereinandergelegten Gitterstäbe in den Kuppelraum hineinragen können oder nicht. Durch richtige Wahl der Abmessung und Querschnitte solcher Gitterstäbe und durch richtige Wahl der unter Umständen ungleichen Abstände zwischen den einzelnen Gitterstäben, also der durchströmten Spalte, läßt sich die Geschwind'igkeitsverteilung schon bis zu einem gew:i,ssen Grade im Sinne der eingangs @aufgestellten Forderungen korrigieren; nur innerhalb bestimmter Grenzen deshalb, weil die zusätzliche Forderung nach Korrespondenz mit der lulftseitigenBeawfschlagung der Besatzstei.nzone besteht. Immerhin ist aber diese Korrektur stets dann wirkungsvoll und nützlich, wenn- Qu@erschnittsteilgebiete verminderter bzw. verstärkter Beaufschlagung der Besatzsteinzone gas- und luftseitig übereinanderliegen, ohne daß völlige Ähnliehkeit oder Kongruenz bestehen muß. II. Durch Anordnung von Heizfläche, z. B. von Gitterstäben, über dem Brennschacht läßt sieh eine bessere Raumausnutzung und eine verbesserte Strö:mungsvorverteilung für die gasseitige Beaufschlagung der Besatzs.teinzone, also in -der Gasperiode, erzielen. Die Forderung nach Umlenkung und Verteilung, in diesem Falle nützlicher Vorverteilung, der Strömung läßt sich entweder nach dem Widerstandsprinzip oder nach dem Stromlinienprinzip erreichen, also beispielsweise durch etagenartige Kreuz- und Queranordnung von Gitterstäben mit gegebenenfalls verschiedenen Abständen, Querschnitten, Längen, oder aber durch Anordnung von Stromlinienkörpern. Diese Strömungskorrektur ermöglicht eine solche Verteilung der Strömung, d. b. auch von deren Geschwindigkeiten, daß eine sehr weitgehende Anpassung an die Art und Form :der lufts-itigen Beaufschlagung der Besatzsteinzone während der Windperiode erreicht wird.
  • III. Der Brenn.schadht erhält eine zur Unterstützung der bereits genannten beiden Gruppen von Maßnahmen, insbesondere der unter 1I. erwähnten Mittel,, geeignete. Gestalt, und es wird in ihm weitere wirksame Heizfläche untergebracht. Das obere Brennschachtende erhält hierfür vo.rzugsweise einen größeren Querschnitt als der untere Brennschachtteil; ferner wird das obere Brennschachtende bzw. der obere Brennschachtteil ro:startig unterteilt. Vorzugsweise verlaufen derartige Roste so, daß die Richtung der Hauptausidehnung der einzelnen parallel zueinander in nicht notwendigerweise gleichen Abständen angeordneten Rostelemente parallel zur gemeinsamen Symmetrieebene .des Gesamtapparates und des Brennschachtes liegt. Die Roste b:zw. die einzelnen Rosteleinen,te sind in Art feuerfester Gewölbe ausgebildet, wobei zwischen den einzelnen Rostelementen in ebenfalas nicht notwendigerweise .gleichen Abständen Abstützungen eingeinau:ert sein können, die zugleich eine Vergrößerung :der Auflageflädhe bringen. Für die Zwecke der Forderungen des oben zweitgenannten Teilproblems ist es ausreichend, solche Roste am oberen Brennschachtende anzuordnen. Vorzugsweise sollten zwecks Gewinnung zwsät7-licher wirksamer Heizfläche solche Roste aber .auch tiefer im Brennschacht angeordnet werden, jedoch noch oberhalb des Eintritts des Heißwindstutzens in den Brennschacht; vorteilhaft ist es, einen Verbrennungsraum bis etwa zur halben Brennschachthöhe von Einbauten frei zu lassen. Gemäß der Erfindung kann die Rostdichte mit der Höhe des Brennschachtes zunehmen, etwa in einer oder mehreren Stufen. Ferner können besonders in diesem Zusammenhang di=e oberen Teile des Br=ennschachtes als zwei, drei oder mehrere z. B. gerundete Teilbrennschächte ausgebildet werden, wobei diese Teilbrennschächte gegebenenfalls auch bis ganz nach unten herabgezogen werden können und dann jeweils gesonderte Brenner erhalten. Bei,einer solchen Ausführung können die zusätzlichen Rosteinbauten auch parallel zur gemeinsamen waagerechtenAchse dies Gesamtbrennschachte.s, also senkrecht zur Co,wp:er-Symmetrie,achse angeordnet werden. Im B:rerinsch-acht und gegebenenfalls über einem Rost kann Heizfläche angeordnet sein, die etwa aus Wänden, Besatzsteinen (Rohrstücken) oder Gitterstäben besteht. Der Übergang zwischen dem Brennschachtteil kleineren Ouerschni.tts zum Brennschachtteil größeren Querschnitts, wobei. der letztere beispielsweise ausgegittert sein mag, kann ein jäher Querschnittsübergan.g sein und besitzt dann vorzugsweise strömungsverteilende Mittel, z. B. Leitflächen oder StrÖmun:gslei.tkörper in feuerfester Ausführung. Diese Maßnahme ist vor allem dann günstig, wenn die in den Brennschacht eingebaute Heizfläche relativ widerstandsarm ist. Je tiefer die Rostbrücken od. digl. angeordnet werden, um so höhere Wärmefestigkeit m,uß deren Werkstoff besitzen.
  • Bei Anwendung von Rostgewölben im Brennschacht gemäß der Erfindung ist zu beachten, daß solche Rostgewölbe Querkräfte absetzen und bei Anordnung der Elemente des Rostes parallel zur Symmetrieebene das Winderhitzers die Standfestigkeit der apparateinneren Brennschachtteile (Wand) gefährden. Die Erfindung schlägt infolgedessen zusätzlii@ch die statische Sicherung der Wand vor. Die, kann durch Verstärkung der Wand geschehen, etwa durch Hinzufügung einer Wandstärke in der Größenordnung derjenigen des Außenmantel.s. Hie:rd,u.rch geht zwar Heizfläche verloren, doch isst dies dann nur ein scheinbarer Verlust, wenn dlie Gesdhwindigl<:,eitsverte.iilung (Beaufschla,gung) in den beiden Perioden ungleichmäßig und an sich. schon nicht günstig ist, wie das bei Winderhitzern üblicher Bauart zutrifft; denn in diesem Fallilie ist die Heizfläche ohnehin gerade in -diesen Zonen schlecht ausgenutzt.
  • Die statische Sicherung kann auch dadurch erzielt werden, daß der apparateinnere Wandteil des Brennschadh@tes einte :der üblichen Bren.nschacbtwölbung entgegengesetzte Wölbung erhält, also zur senkrechten Mittelachse des Winderhitzers konkav ist. Es kann auch eine solche gewölbte Wand eine von der Mitte nach außen zu abnehmende Wandstärke erhalten. Eine solche Anordnung ergibt, daß diese Wand: keine Kräfte .aus einer Horizontal,ausdehnung des Besatzes der Besatzateinzon:e aufnimmt.
  • Eine weitere Möglichkeit zur statischen Sicherung besteht darin, da.ß diie Brenischachtwand in üblicher Weise vorgesehen .ist, d,aß aber zusätzlich eine entgegengesetzt gewölbte Wand derart angeordnet ist, däß sich die -beiden Wände etwa in der Mitte auf eine mehr oder weniger breite Fläche berührend abstützen. Bei kräftiger Wölbung bei=der Wände kann in weit=e=rer Au.sbi:ldun g° der Erfindung der zwikhen den Wänden befindifiche Raum zusätz-1`ic'h aasgegittert oder mit Betsatz versehen werden und als nutzbarer durchströmter Raum diienen. Man hat dann mehrere Ei.nzellbe;satzsteinzonen bzw. ausgegitterte oder beisetzte Einzelquerschnitte, was die Strömungsausgleichung erleichtert; d. b. a'l:so, die Geschwindigkeitsverteilung in der Kuppel wird mit dem Ziel einer glei:chmäß:igen gasseitigen Beaufschlagung des gesamten ausge:gi.tterten Querschnitts verbessert. Dies ist besonders dann der Fa111, wenn der vom aufsteigenden Gas durchis:trömte Gesamtquerschnitt sich in .seiner Fläche dem vom absteigenden Gas durchströmten Gesamtquerschnitt nähert, wobei 'die Querschnitte im Bereich der Umlenkungszone, also der Kuppel, gemeint sind.
  • Die Doppelwand mit entgegengesetzt gerichteten Wölbungen bietet statisch eine weitgehende Sicherung dafür, daß bei zu enger Besatzsteinfüldung in der Besaitzsteihzon ie und bei Ausdehnung der Besatmteine in horizontaler Ebene die Wände standsieher bileiben, wobei dann lediglich Beschädigungen. der Besatzstpine selbst eintreten können.
  • Die Erfindung ist an Hand mehrerer Ausführungsbevsp.iele in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Abb. 3 einen Winderhitzer mit über der Besatzsteinzone angeordneter zusätzlicher Heizfläche, Abb. q. eilneu Winderhitzer mit über dem Brennschacht angeordneter zusätzlicher Heizfläche, Abb. 5 einen Winderhitzer mit über dem Brennschacht angeordneten Leiitfläcben und mit Rost im oberen Brennschachtende, Abb. 6 einen Schnitt VI gemäß Abb. 5, Abb. 7, 8 und 9 Varianten gemäß Abb. 6, Abb. to einenWinderhitzer mit oben erweitertem Brennschacht mit Rost, Abb. i i einen Schnitt XI-XI nach Abb. to, Abb. 12 einen Wiindei'hi:tzer m.it erweitertem Brennschacht, Rost und über dem Rost im Brennschacht angeordneter Aus,gitteru:ng, Abb. 13 einen Schnitt XIII-XIII gemäß Abb. 12, Ab#b. 14 bis 16 verschiedene Querschnittsausführungen dies Winderhiitzers,.
  • Abb. 17 einen Winderhitzer mit geteiltem Brennschacht, und zwar gemäß Schnitt XVII-XVII nach Abb. 18 und 19, Abb. 18 einen Schnitt XVIII-XVIII gemäß Abb. 17 und 19, Abb. 19 einen Schnitt XIX-XIX gemäß Abb. 17 und 18.
  • Gemäß Abb.3 besteht der Winderhitzer in üblicher Weise aus dem Mantel i, der Kuppel :2 und dem durch die Breinusch.achtwand 3 gebillideten Brennschacht 4, der Besatzsteinzone 5 und dem Kuppelramm 6. Über der Besatzsteinzone 5 isst im Küppelraum 6 zusätzliicbe Heizfläche angeordnet, die nach dem Widerstandsprinzip strömungs- bzw. ,geschwindigkeitsverteilend wirkt und gemäß dem 'hier abgebildeten Beispiel aus la@genweise kreuz-und quer übereinander angeordneten Gitterstäben 7 besteht. Die Abmessungen, wie Querschnitt und Länge, dieser Gitterstäbe 7 werden zweckentsprechend gewählt, ebenso die zwischen den einzelnen Gitterstäben verbleibenden SpaTte B. Die Spalte 8 kann eine von .innen; nach außen zu- oder abnehmende Breite besitzen, je nach den Erfordernissen, die durch die Art der luftseitigen und gegebenenfalills auch der .gasseitigen Beaufschlagung der Besatzsteinzone 5 gegeben sind.
  • Der Winderhitzer nach Abb.4 ist in gleicher Weise aufgebaut wie derjenige nach Abb. 3. Hier ist über dem Brennschacht 4, und zwar aufliegend auf dessen Wand 3, wiederum eine aus Gitterstäben 9 bestehende zusätzliche Heizfläche vorgesehen, die bezüglich der Abmessungen, Länge und Querschnitte der Gitterstäbe 9 und bezüglich der Wahl der Breiten der Spalte to in analoger Weise zu dem zu Abb. 3 Gesagten so ausgestaltet ist, daß eine den Erfordernissen angepaßte Strömungs-bzw. Geschwindigkeitsverteilungsregelung erfolgt.
  • In den Ausführungsbeispielen der Abb. 3 und 4 erfolgt die Strömungsregelung nach dem Widerstandsprinzip. Es ist aber auch gemäß Abb. 5 die Regelung nach dem Stromlinienprinzip möglich, indem auf dem Brennschacht 4 bzw. auf dessen Wand 3 im Xuppelraum 6 Leitkörper i i angeordnet sind, etwa in Form feuerfester gebogener ausreichend wandstarker Platten. Außerdem ist im Brennschacht 4, in diesem Falle in dessen oberem Ende, ein Rost 12 angeordnet, der, wie insbesondere aus Abb. 6 zu ersehen ist, aus mehreren Rostelementen oder Rostlamellen besteht. Hiebei sind die Rostlamellen oder Rostelemente 12 in ihrer Hauptausdehnungsrichtung parallel zu der Symmetrieebene 13 des Winderhitzers angeordnet.
  • Diese Ausführungsform gemäß Abb. 6 bietet noch keine gute Möglichkeit zur Verteilung der Strömung im Kuppelraum 6 seitlich in Richtung der Pfeile 14, 15. Eine Ausführungsform gemäß Abb. 7 ist hierfür günstiger. Sie sieht vor, daß der Brennschacht 4 mindestens in seinem oberen Bereiche in geeigneter Weise flach mit seitlich gerichteter Ilauptausdelinung ausgebildet ist, und zwar etwa linsenförmig unter entsprechender Ausgestaltung der Brennschachtwand 16. Die Anordnung des Rostes-i2 gestattet in diesem Falle die Unterbringung einer größeren Anzahl von Rostelementen.
  • Gemäß Abb. 8 kann zur statischen Sicherung der Brannschaftwand 16 eine Verstärkungswand 17 eingezogen sein. Ferner können zwischen den einzelnen Rostelementen des Rostes 12, der übrigens in allen gezeigten Fällen gewölbeartig (s. Abb. 5) ausgebildet sein kann, seitliche Abstützungen 18 vorgesehen sein,. so daß sich eine größere Anzahl von einzelnen Durchgangsquerschnitten 19 ergibt, deren Abmessung nach Breite und Länge verschieden gewählt werden kann, z. B., wie in Abb. 8 gezeigt, von außen nach innen abnehmend, so daß sich die angestrebte Geschwindigkeitsverteilung der Strömung über den Brennschacht 4 bzw. im Kuppelraum 6 ergibt.
  • Gemäß Abb. 9 kann aus Gründen der statischeli Sicherheit der Innenteil2o der Brennschachtwand konkav zum Mittelpunkt bzw. zu der Mittelachse 21 angeordnet und ausgebildet sein. Man kann dieser Wand 2o eine statisch zum Abfangen der Kräfte besonders geeignete gestrichelt dargestellte Gestalt22 geben mit nach außen schwächer werdender Wandstärke.
  • Die Abb. to zeigt, daß der Brennschacht 4 in seinem oberen Bereich 23 erweitert ist, und zwar, wie aus Abb. i i hervorgeht, auch nach der Seite in Richtung der Pfeile 24. Dem Schnitt VIII-VIII in Abb. 1o entspricht etwa die bereits erwähnte Ausführung nach Abb. B. Es sind also im Brennschacht oben den Rost bildende Rostlamellen 12 angeordnet, deren Spalte i9 gleich oder verschieden sind. Die rechte Hälfte der Darstellung der Abb. i i zeigt den Schnitt XI-XI nach Abb. io. Es ist zu ersehen, daß der Übergang vom senkrechten etwa zylindrischen Brennschacht 4, also von dessen unterem Teil, zum erweiterten Brennschachtteil 23 ein jäher Übergang oder eine jähe Ouerschnittserweiterung 25 ist. In diesem Falle wird zur guten Verteilung der Strömung in Richtung der Pfeile 24 die Anordnung von Leitkörpern oder Leitflächen 26 vorgeschlagen, die eine ausreichend günstige Geschwindigkeitsverteilung über den Querschnitt des Brennschachtteiles 23 bringen, die dann weiter durch den Rost 12 verbessert wird. Bei der in der linken Hälfte der Darstellung der Abb. ii gezeigten Variante ist der Übergang zwischen dem unteren Brennschachtteil 4 und dem oberen Brennschachtteil 23 ein sanfter Übergang 27, so daß sich in diesem Falle die Anordnung von besonderen Leitflächen erübrigt. Der Heißwindstutzen 28 liegt verhältnismäßig tief, und es ist gemäß der Erfindung dafür zu sorgen, daß Roste 12 und andere Einbauten möglichst nur oberhalb der Höhenlage des Heißwindstutzens 28 im Brennschacht 4 bzw. 23 angeordnet sind.
  • Die Abb. i2 zeigt wiederum einen unteren Brennschachtteil 4 mit erweitertem oberem Brennschachtteil 23, in diesem Falle mit jähem Übergang 25, wobei die Leitflächen 26 entfallen.. Oberhalb des Heißwindstutzens 28 ist verhältnismäßig tief in dem in diesemAusführungsbeispiel ziemlich weit heruntergezogenen erweiterten Brennschachtteil 23 ein Rost 12 angeordnet, über dem eine Ausgitterung 29 angebracht ist. Da diese Anordnung die Strömung nach dem Widerstandsprinzip verteilt, erübrigt sich im allgemeinen, wie schon erwähnt, die Anordnung weiterer strömungsverteilender Mittel, wie Leitflächen usw.
  • Die Abb. 13 zeigt, wie sich der untere Brennschacht 4 von in diesem Falle rundem Querschnitt zu einem verbreiterten linsenförmigen Querschnitt des oberen Brennschachtteiles 23 erweitert, der von der entsprechend ausgeführten Wand 16 gebildet ist.
  • Die Ausführungsform nach Abb.14 besitzt wiederum einen Brennschacht 4 mit oberem erweitertem Brennschachtteil23. Diese letztere wird teils durch den Mantel i, teils durch die zur Brennschachthochachse konkave Wand 16 gebildet, wobei zum Abfangen der aus irgendwelchen Einbauten im Brennschacht 4 bzw. 23 herrührenden Querkräfte eine entgegengesetzt gewölbte Wand 3o vorgesehen ist, die sich im Mittelbereich gegen die Wand 16 abstützt und die Ausgitterungszone (Besatzsteinzone) 5 begrenzt.
  • Bei stärkerer Wölbung der Wände 16 und 30 gemäß Abb. 15 entstehen zwischen diesen Wänden 16 und 30 weitere Räume, die man durch zusätzliche Ausgitterung 31 nutzbar machen kann, so daß also die Besatzsteinzone insgesamt sich unterteilt.
  • Die Ausführungsform gemäß Abb. 16 sieht eine Doppelanordnung der Brennschächte 4 vor mit ovalem, linsenförmigem oder ähnlichem Querschnitt, wobei vorzugsweise Roste 12 eingebaut sind. Hier liegt die Besatzsteinzone 32- in den von den Wänden 33 des Brennschachtes einerseits und dem Mantel i andererseits gebildeten Räumen. Solche Ausführungsformen, insbesondere nach Abb. 15 und 16, ergeben durch die Unterteilung der Querschnitte auch bessere Möglichkeiten für die Strömungsverteilung in der Kuppel.
  • Bei den Ausführungsformen nach den Abb. 17, 18 und i9 ist der untere Brennschachtteil 4 nach oben gegabelt in zwei obere Brennschachtteile 34, 41 unter Einschaltung einer jähen Querschnittserweiterung. Verhältnismäßig tief im oberen Brennschachtteil 34 sind Roste i2 angeordnet, über denen eine Ausgitterung 29 sich jeweils anschließt. Die die Brennschächte 34, 41 bildenden Wände 36, 37 sind rechtwinkelig gekrümmt ausgeführt; ihnen entsprechen in spiegelbildlicher Anordnung Wände 38, 39, die die Besatzsteinzonen 35, 4o begrenzen. In der Kuppel kommunizieren hierbei jeweils der Brennschachtraum 41 und der Besatzsteinraum 40 durch den Kommunikationskuppelraum 42; in gleicher Weise sind durch den Kommunikationsraum 43 der Brennschachtraum 34 und der Besatzsteinraum 35 verbunden. Die Anordnung zweier solcher Kommunikationsräume 42, 43 erlei#c'hert d:ie Strömungsverteilung in der Kuppel; es ist aber auch eine normale Kuppelausführung möglich oder aber es kann die Kuppel mit einem Ringraum unter Zugrundelegung der Darstellung der Abb. 18 versehen sein. Alle diese Maßnahmen, vor allem aber die Unterteilung der Querschnitte, erleichtern die Strömungsverteilung in der Windperiode unter dem Rost der Besatzsteinzone.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regenerativer Winderhitzer mit Brennerschacht und Besatzsteinzone zur Erzielung großer spezifischer Heizfläche, zur Verbesserung der thermischen Ausnutzung der Heizfläche, zur Erzielung guter Strömungsverteilung der Gase, zur Angleichung der Geschwindigkeitsverteilung in der Besatzsteinzone während der Gasperiode an die Geschwindigkeitsverteilung während der Windperiode und/oder zur Verkleinerung der besatzsteinfreien in beiden Richtungen durchströmten Räume, gekennzeichnet durch einzelne oder in beliebiger Kombination gemeinsame Anordnungen: a) Gitterwerk über der Besatzsteinzone, b) Gitterwerk über dem Brennerschacht, c) zusätzliche Heizfläche im Brennerschacht, d) querschnittsveränderter Brennerschacht.
  2. 2. Winderhitzer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Lagen der Besatzsteinzone als schichtweise kreuz und quer übereinandergelagerte Gitterstäbe od. dgl. ausgebildet sind.
  3. 3. Winderhitzer nach Anspruch i oder nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß schichtweise kreuz und quer übereinandergelagerte Gitterstäbe innerhalb des Kuppelraumes oberhalb bzw. auf der Besatzsteinzone angeordnet sind. 4. Winderhitzer nach denn Ansprüchen 2 und/ oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der einzelnen Gitterstäbe derart ungleich sind, daß eine Korrektur der Geschwindigkeitsverteilung der Gasströmung und/oder eine Angleichung der gasseitigen Geschwindigkeitsverteilung an die luftseitige: Geschwindigkeitsverteilung über den Querschnitt der Besatzsteinzone erzielt wird. 5. Winderhitzer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Brennerschacht zusätzliche Heizfläche vorzugsweise in Form von schichtweise kreuz und quer angeordneten Gitterstäben angeordnet ist. 6. -Winderhitzer nach Anspruch, 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstäbe mit unterschiedlichen Abständen derart angeordnet sind, daß eine Strömungsvorverteilung in- der Gasperiode erzielt wird. 7. Winderhitzer nach Anspruch 5 und gegebenenfalls 6, dadurch gekennzeichnet, daß Stromlinienkörper im Oberbereich des' Brenner-, sehachtes und/oder oberhalb des Brennerschachtes angeordnet sind, vorzugsweise in solcher Formgebung und Anordnung, daß in der Gasperiode eine Strömungsvorverteilung erfolgt und/oder daß die gasseitige Strömungsverteilung an die luftseitige Beaufschlagung bzw. Durchströmung der Besatzsteinzone angeglichen wird. B. Winderhitzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, däß die Stromlinienkörper in Form von wärmespeicherfähigen Formsteinen ausgebildet sind. g. Winderhitzer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Heizfläche bzw. Wärmespeicherfläche im Brennerschacht, insbesondere im Oberteil des Brennerschachtes, vorzugsweise eines kontinuierlich oder diskontinuierlich erweiterten Brennerschachtes, angeordnet ist. 1o. Winderhitzer nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, däß der obere Brennerschachtteil rostartig unterteilt ist.-i i. Winderhitzer nach Anspruch io; dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rostelemente in Art dauerfester- Gewölbe - ausgebildet sind, zwischen denen in gleichen oder ungleichen Abständen Abstützungselemente vorgesehen sein können. 1a. Winderhitzer nach den Ansprüchen io und/oder i i, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Heizfläche auch in tieferen Teilen des Brennerschachtes, jedoch oberhalb des Eintritts des Heißwindstutzens, angeordnet ist. 13. Winderhitzer nach den Ansprüchen i o, i i und/oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rostdichte mit zunehmender Höhe des Brennersehachtes kontinuierlich oder stufenweise zunimmt. 14. Winderhitzer nach den Ansprüchen io, i i, 12 und/oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Brennerschacht an der Stelle oder den Stellen diskontinuierlicher Querschnittserweiterung strömungsverteilende Mittel, insbesondere Leitkörper in Art von feuerfesten Formsteinen, vorgesehen sind: 15. Winderhitzer nach den Ansprüchen io, i i, 12, 13 und/oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerschacht oder der obere Teil des Brennerschachtes in zwei oder mehrere runde oder urirunde Teilbrennerschächte unterteilt ist, gegebenenfalls mit jeweils einem besonderen Brenner. 16. Winderhitzer nach den Ansprüchen i und oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der bei Aüsgitterung des Brennerschachtes oder auch mehrerer Brennerschächte auftretenden Querkräfte eine Wand bzw. gegebenenfalls mehrere Wände mit den genannten Querkräften zugewandter, konvexer Wölbung bzw. konvexem Profil angeordnet ist bzw. sind, z. B. derart, daß sich diese Wand bzw. diese Wände des Brennerschachtes bzw. der Brennerschächte unmittelbar abstützt bzw. abstützen, wobei der Raum zwischen der Wand bzw.den Wänden und der Außenwand des Winderhitzers als Besatzsteinzone ausgebildet sein kann. Angezogene Druckschriften: "Französische Patentschrift Nr. 932 9i9.
DEF7317A 1951-10-12 1951-10-12 Regenerativer Winderhitzer Expired DE927094C (de)

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Cited By (2)

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