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Brennstoff-Beschickungseinrichtung für Brennöfen, insbesondere für
solche der keramischen Industrie Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur laufenden
Zuführung fester Brennstoffe zu Feuerungen von Brennöfen, insbesondere der keramischen
Industrie.
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Eine kontinuierlich geregelte Kohlenaufgabe als Voraussetzung zur
Bildung eines richtigen Brennstoff-Luft-Gemisches ist seit .Jahren bei kontinuierlich
betriebenen Brennstellen eine Selbstverständlichkeit. Es gibt demgemäß eine große
Zahl verschiedener Konstruktionen.
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Bei nicht kontinuierlich betriebenen Feuerungen dagegen, insbesondere
bei solchen, die mit Kleinstfeuer beginnen, langsam auf höchste Temperaturen gebracht
werden müssen, wie dieses in der Keramik und bei Glühungen und Erschmelzungen häufig
vorkommt, haben sich Einrichtungen zu geregelter Brennstoffaufgabe noch nicht generell
einführen können.
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Die bekannt @'ewordenen Einrichtungen verfügen meist nicht über einen
ausreichenden Regulierbereich. Häufig sind sie auch zu kompliziert für den rauhen
Brennbetrieb und machten sich, wenn nicht transportabel, infolge zu kurzer Benutzungsdauer
(lange Kühlzeit) nicht bezahlt.
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Aufgabe der Erfindung soll sein, die Kohle mit Hilfe einer billigen,
einfachen, gegen Hitze weitgehend
unempfindlichen, in ausreichend
weiten Grenzen regulierbaren Einrichtung genügend gleichmäßig aufzugeben und die
Rentabilität dadurch sicherzustellen, daß das Gerät von Brennstelle zu Brennstelle
als Ganzes leicht versetzbar pausenlos ausgenutzt werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe bedient sich der neue Beschicker erfindungsgemäß
der an sich für die dosierte Aufgabe körniger oder mehliger -Stoffe bekannten Schüttelrinne.
Es können alle hierfür bekannten Antriebe, so der Unwuchtmotor, der Exzenter- und
Nockenantrieb, der Magnetantrieb sowie pneumatische und hydraulische Pulsationen
und anderes mehr zur Verwendung kommen.
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Bei den bekannten Schüttelantrieben wird die Schüttelrinne meist von
Stehfedern geführt. Dies würde fAr die vorliegende Aufgabe zu viel Platz wegnehmen,
den Zugang zu den Feuerungen behindern und den Antriebsmechanismus zu sehr der Strahlung
aussetzen. Bei anderen Ausführungen hängen Rinne und Antrieb frei. Die Lage der
Rinne ist damit nicht genau präzisiert und ihre Abdichtung zur Feuerung erschwert.
Dennoch können diese Ausführungsformen erfindungsgemäß für die neuartige Aufgabe
von Brennstoffen zu Feuerungen zur Anwendung kommen. Besser. sind jedoch die nachstehend
beschriebenen, für den spezielllernZweck der Beschickung von Feuerungen gestalteten
Ausführungsformen, deren grundsäztliche Funktion zunächst an einem Ausführungsbeispiel
erläutert werden soll.
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In der Skizze i stellt a den Bunker, b die Rinne dar, bi die
Austrags,mündung, c sind die schräg gestellfen waagerecht liegenden Führungsfedern
der Rinne, d1 ist der Magnetanker, d2 der davor in geringem Abstand angebrachte
Magnet. Nicht gezeichnet ist die Federn und Magnet in ihrer Lage untereinander und
zum Bunker festlegende Umhüllung, e ist die Austrittsklappe am Bunker,. f ist der
Füllstein, g sind die Stützholme,' h ist die Feuerung, i sind Rollen am Bunker,
k sind seitliche Spannschlösser, l ein zentrales Spannschloß am Bunker. .
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Die Funktion des Geräts ist nun die: Der Bunker a ist mit Brennstoff
gefüllt. Unter dem periodischen Spannungswechsel des Wechselstroms wird der Magnetanker
d1 pulsierend angezogen, wobei sich die Federn c, dem laufenden Spannungswechsel
folgend und gegen die als Masse wirkende Umhüllung abstützend, spannen und entspannen,
wobei die an ihnen befestigte Rinne b fortlaufend kleine Wurfbewegungen ausführt.
Durch diese Wurfbewegungen tritt der Brennstoff aus dem Bunker in einer durch die
Intensität der Spannung und durch die Stellung der Klappe e bestimmten Menge aus,
wandert über die Rinne zur Austragsspitze bi und rieselt so von oben in die Feuerung
ein.
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Um das Gerät leicht in und außer Betrieb nehmen und von Ofen zu Ofen
versetzen zu können, sind der Bunker a, die Rinne b und der Rüttelmechanismus
sowie das die Lagerung aller Teile aufnehmende (nicht gezeichnete) Schutzgehäuse
zu einem Ganzen zusammengeschlossen und auf U-förmige, in der Höhe verstellbare
(nicht gezeichnet) und seitlich verschiebbare Stützen gesetzt.
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Das Gerät wird erfindungsgemäß unter Währung eines Schutzabstandes
zwischen Bunker und Ofenwand mittels einer zentralen oder zweier beiderseitig des
Bunkers angebrachter Spannungsschrauben k am Ofen befestigt. Zum Zweck des Transports
wird das Gerät vom Ofen abgekippt und mit Hilfe der am Bunker angebrachten Rollen
i schubkarrenartig zum nächsten Ofen verschoben, wobei die Stützen g als Fahrholme
dienen.
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Die Zusammenfassung zu einem handlichen Ganzen gibt außer der leichten
Transportierbarkeit noch den Vorteil, daß sich die Reaktionsschwingungen auch der
Kohle mitteilen und daß auf diese Weise Brückenbildungen vor dem Austritt verhindert
werden.
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Die neuartige Anordnung waagerechter . Führungsfedern und zwischen
oder hinter ihnen liegendem Magnet ist besonders raumsparend, entzieht den Antriebsmechanismus
der Strahlung und gestattet einen ungehinderten Zugang zu den Feuern.
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Die Regelung der Menge des aufzugebenden Brennstoffs erfolgt erfindungsgemäß
durch Regelung dar Spannung der Magnete und mittels der am Bunkeraustritt angebrachten
Klappe e oder eines dementsprechenden Schiebers. Um auch kleine Mengen gröberen
Brennstoffs aufgeben zu können, ist in der Klappe e oder eines an ihre Stelle tretenden
Schiebers ein kleiner Ausschnitt ,angebracht, der seinerseits einen Zusatzschieber
erhält (nicht gezeichnet). Wo diese Mittel noch nicht ausreichen, kann die Laufzeit
der Magnete durch eine einstellbare Schaltuhr begrenzt werden. Erfindungsgemäß können
die vorgenannten Regelungen allein oder in beliebiger Kombination miteinander angewandt
werden.
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Die Rinne kann erfindungsgemäß je nach der Ausbildung des Feuers verschiedene
Formen erhalten; sie kann U-förmig (Skizze a) oder dachförmig (Skizze 3) mit gleichbleibendem
Querschnitt mit oder ohne eine entsprechende Verbreiterung am Auslaufende ausgeführt
werden, oder sie erhält für besonders breite Feuerungen im 'Ganzen eine Fächerform,
wobei der Boden flach (Skizze q.). oder gefaltet (Skizze 5) ausgebildet werden kann.
Die letzte Ausführung ergibt eine besondere Formfestigkeit bei relativ geringem
Gewicht und ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung des Brennstoffs auf die ganze
Feuerbreite.
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Eine besondere Ausbildung bedarf in vielen Fällen auch der Auslauf
der Rinne, da diese der Strahlung des Feuers ausgesetzt ist. Erfindungsgemäß wird
das Auslaufteil bi auswechselbar, gegebenenfalls aus hitzebeständigem Material und
mit größerer Wandstärke als die übrigen Teile der Rinne ausgeführt, um die Strahlungswärme
der äußersten Spitze möglichst schnell nach hinten abzuleiten, oder das Auslaufteil
wird hohl ausgeführt und mit durchlaufendem Wasser oder einer Kühlfüllung
oder
durch Verdampfen auftropfenden Wassers gekühlt.
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Für die Verwendung als Beschicker bedarf auch die Auslegung der Magnete
besonderer Ausbildung. Für den laufenden Betrieb wird, da laufend nur sehr wenig
Kohle gebraucht wird, auch-nur wenig Kraft verbraucht. Die Magnete könnten also
klein sein. Erfindungsgemäß werden sie jedoch stärker gewählt, als für den laufenden
Betrieb benötigt, einerseits, um eine Überhitzung bei der ohnehin schon gegebenen
Erwärmung durch die Strahlung der Feuer zu vermeiden, andererseits, um sie dazu
zu befähigen, im Verein mit den gegebenenfalls zu öffnenden Austrittsschieber eine
schnelle Wiederauffüllung der Feuerung nach dem Abschlacken zu gestatten.
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Um die Feuerung sowohl mit Beschicker als auch z. B. für das Kleinfeuer
oder bei Stromausfall auch von Hand betreiben zu können, wird die für die Handbeschickung
dimensionierte Größe der Fülllöcher auf das von der Zulaufrinne des Beschickers
benötigte kleinere Maß durch einen oder mehrere herausnehmbare Füllsteine ausgefüllt.
Diese Steine sind erfindungsgemäß so auszubilden, daß sie den Zutritt falscher Luft
möglichst weitgehend verhindern, andererseits die Auslaufrinne soweit als möglich
gegen die Feuerungsstrahlen schützen. Indem man die Rinne über dem Füllstein anordnet,
kommt diese so hoch über die Brennstoffschicht zu liegen, daß sich zwischen Rinne
und Brennstoffschicht eine Reservehöhe ergibt, innerhalb welcher Unterschiede in
der Brennstoffaufgabe oder im Abbrand ausgeglichen werden können.
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Die Abdichtung selbst kann durch ein die Vibrationen aufnehmendes
Dichtungsmittel, z. B. Glaswolle, oder durch einen federnden Faltenbalg oder durch
ineinanderschiebbare Labyrinthdichtung erfolgen, wobei die Dichtung einen beschränkten
Luftteil zur Kühlung der Rinne und gegebenenfalls des Magneten durchlassen kann.
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Sollen sehr breite Feuer beschickt werden, so wendet man mehrere Beschicker
nebeneinander mit entsprechend breiten Austragsrinnen an.
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In diesem Fall und sofern mehrere auf einen Feuerraum arbeitende Feuer
zu beschicken sind, bedarf die Regelung der zugehörigen Beschicker besonderer Ausbildung.
Erfindungsgemäß wird entweder jeder Beschicker nach einer oder mehreren der früher
beschriebenen Möglichkeiten getrennt geregelt, oder alle Beschi,cker werden zentral
geregelt, oder man regelt alle Beschieker in der Grundregelung zentral und zum Ausgleich
ungleichen Abbrandes der Feuer zusätzlich den einzelnen Beschicker getrennt.
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Zusätzlich erscheint es wünschenswert, die Beschicker mit einem Schalter
zu versehen und - bei Anordnung der zentralen Regelung - mit einem Anschluß für
die volle Spannung auszustatten, derart, daß die gesamte Stromzuführung abgeschaltet
werden kann, wenn ein Feuer durch übermäßige Verschlackung oder falsche Einstellung
zu hoch beschickt wurde oder für den laufenden Betrieb die Regelspannung eingeschaltet
oder die ungeregelte Vollspannung zugeführt werden kann, wenn ein Feuer nach dem
Abschlacken schnell wieder auf normale Brennstoffhöhe gebracht werden soll.
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Die hier aufgestellte Forderung setzt bei Anwendung des elektromagnetischen
Antriebs auch eine besondere Stromzuführung und Schaltung der Anlage mehrerer Beschicker
voraus. Man kann die Magnete durch den Spannungswechsel des Wechselstroms betreiben.
Wirksamer ist der Antrieb durch pulsierenden Gleichstrom mit Hilfe von Einwegegleichrichtern
oder mittels besonderer Impulsgeber. In allen drei Fällen kann die zentrale Regelung
durch einen Widerstand erfolgen. Wendet man jedoch statt dessen einen sparsameren
Regeltrafo an, so wird man zur gleichmäßigen Beaufschlagung des Trafos Gleichrichter
und Beschicker erfindungsgemäß so in zwei Gruppen schalten, daß die eine Hälfte
der Beschicker mit einer Schwingseite des Wechselstroms, die andere mit der anderen
Schwingseite betrieben wird.
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Skizze 6 gibt eine beispielhafte Ausführungsform der anzuwendenden
Schaltung als Erläuterung wieder. In dieser Skizze ist r der Regeltrafo, a der Widerstand,
3 der Schalter, 4 die Sicherungen, 5 der Magnet, 6 der Gleichrichter.
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Man kann die Anlage von Hand regeln. Die erfindungsgemäße Ausbildung
einer zentralen Regelung gestattet aber auch eine automatische Regelung des Brennstoff-Luft-Gemisches.
Der Regler kann dabei unmittelbar auf den zentralen Regelwiderstand oder Regeltrafo
geschaltet werden. Im Gegensatz zur üblichen Regelung des Zuges wird man unter Verwertung
der selbsttätigen Steigerung des Zuges mit zunehmender Erwärmung des Schornsteines
diesen zweckmäßigerweise der Regelung von Hand überlassen und nur die Brennstoffaufgabe
automatisch regeln. Der Regelimpuls kann dabei erfindungsgemäß von den Veränderungen
des Differenzdrucks zwischen Feuerung und Fuchs, der Veränderung der Räuchgasanalyse
oder abhängig von der Rauchgastrübung, z. B. durch Fotozellen oder ein anderes System,
ausgelöst werden.
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Die im Prinzip unveränderte Beibehaltung der Ausbildung der Feuerung
in einer auch für die Handbeschickung möglichen Form läßt es zu, z. B. im ersten
Teil des Brandes, bei der ohnehin nicht viel Brennstoff gespart werden kann, von
Hand zu beschicken und die Beschicker erst während des letzten, den meisten Brennstoff
verschlingenden Teiles des Brandes einzusetzen.
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An Stelle des hier als' Beispiel behandelten magnetischen Vibrationsantriebs
kann die Vibratiori, wie bereits ausgeführt wurde, durch andere ununterbrochen kurzhubig
schwingende Antriebe herbeigeführt werden. Sie kann erfindungsgemäß jedoch auch
durch unterbrochen langhubige Wurfbewegung ausgelöst werden, indem die Rinne durch
entsprechend längere Federn geführt, z. B. durch einen größerhubigen Tauchmagnet
in entsprechenden Zeitabständen angezogen, beim Loslassen durch die Federn vorgeschleudert
wird. Eine weitere Ausführungsform ist in der Skizze 7 dargestellt.
Hier
ist eine schmale Rinne a unter dem Bunker drehbar gelagert und führt unter dem Einfluß
der seitlichen Federn b und seitlich angebrachten wechselseitig zu beaufschlagenden
Magneten f schwingende, den Brennstoff zentrifugal herausschleudernde Bewegung aus.
Diese Einrichtung wird dort Anwendung finden, wo es darauf ankommt, sehr breite
Feuer gleichmäßig mit Kohle zu beschicken und die Spitze der Rinne gegen zu große
Erwärmung zu .schützen.
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Die beschriebene Einrichtung gestattet eine genau zu regelnde Zuführung
fester Brennstoffe, insbesondere zu von der Seite zu betreibenden Feuerungen.- -Die
Einrichtung weist keinerlei reibende Teile 'auf, die der Schmierung oder sonstiger
Wartung bedürfen oder die einer -besonderen Abnutzung unterworfen sind. Der Brand
von Öfen mit einer beliebigen Anzahl von Feuerungen. und. der dementsprechenden
.Anzahl von Beschikern kann zentral und gegebenenfalls automatisch geregelt gesteuert
werden. Mit Hilfe der Beschicker kann mit festem Brennstoff ein stoßfreier gasfeuerähnlicher
Feuerstrom erzeugt werden. Durch Ausschaltung der menschlichen Unzulänglichkeit,
durch Herbeiführung eines günstigen Brennstoff-Luft-Gemisches, durch Vermeidung
der Feuerstöße bei der Handbeschickung und durch die dadurch gegebene Brennzeitverkürzung
ergibt sich eine erhebliche Brennstoffersparnis. Die Rentabilität der Beschicker
wird weiterhin durch die volle Ausnutzbarkeit als Folge der schneilen-Versetzbarkeit
von Ofen zu Ofen erhöht.