DE944778C - Brennstoff-Beschickungseinrichtung fuer Brennoefen, insbesondere fuer solche der keramischen Industrie - Google Patents

Description

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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. .
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Sollen sehr breite Feuer beschickt werden, so wendet man mehrere Beschicker nebeneinander mit entsprechend breiten Austragsrinnen an.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Brennstoff-Beschickungseinrichtung für Brennöfen, insbesondere für solche der keramischen Industrie, gekennzeichnet durch einen Vorratsbunker (a), der in eine Rinne (b) mündet, die zur Förderung und Regelung der - Beschickungsmenge in der Intensität regelbare, ununterbrochen kurzhubig schwingende oder unterbrochen länghubige Wurfbewegungen ausführt, die durch Unwuchtmotor, Nocken, Exzenter oder pneumatische oder. hydraulische oder magnetische Impulse in Verbindung mit einer Feder (c) erzeugt werden, die einerseits den Rückzug, andererseits die Führung der Rinne in den für den Transport erforderlichen Bahnen übernimmt, ferner durch ein Gehäuse, das Bunker, Rinne und Rüttelvorrichtung zu einem .einheitlichen, vom Ofen leicht trennbaren Gerät -vereinigt. z. Brennstoff-Beschickungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Bunker einerseits mit Laufrollen: (i), andererseits mit U-förmig verlaufenden, höhenverstellbaren und seitlich verschiebbaren Stützen (g) derart versehen ist, daß die Einrichtung über die Stützen vor der Feuerung in Arbeitsstellung kippbar ist, wo sie in genau fixierter Lage aufgestellt und mittels einer oder mehrerer Spannschrauben (k) am Ofen befestigt werden kann, während die Einrichtung zum Zweck des Transportes umkippbar und mit Hilfe der am Bunker angebrachten Rollen (i) und der Bodenabstützung (g), die als Fahrholme verwendet werden können, schubkarrenartig verfahrbar ist. 3. Brennstoff-Beschickungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (b) durch waagerecht liegende Federn abgestützt ist, zwischen oder hinter welchen der Magnet angeordnet ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Magnet durch die Federn oder durch andere Teile der Einrichtung vor der direkten Wärmestrahlung des Ofens geschützt ist. q. Brennstoff-Beschickungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß' zur Regelung der Beschickungsmenge die Spannung des Magnets regelbar ist, am Bunkeraustritt eine Klappe (e) oder ein Schieber angeordnet ist und/oder eine einstellbare Schaltuhr vorgesehen ist, durch «selche die Betriebsdauer des Magnets in einstellbaren Grenzen gehalten werden kann. 5. Brennstoff-Beschickungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (b) einen U-förmigen, dachförmigen oder fächerförmigen Querschnitt besitzt und das Ende der Rinne sich gegebenenfalls erweitert. 6. Brennstoff-Beschickungseinrichtung nach Anspruch i oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaufteil der Rinne (b) auswechselbar, gegebenenfalls aus hitzebeständigem.Material und mit größerer Wandstärke ausgeführt ist als die übrigen Teile der Rinne oder daß das Auslaufteil hohl ausgeführt ist und mittels durchlaufenden Wassers oder anderer Kühlmittel oder durch Verdampfung auftropfenden Wassers gekühlt wird. 7. Brennstoff-Beschickungseinrichtung nach einem der Ansprüche i bis 6 bei gleichzeitigem Betrieb mehrerer nebeneinander auf ein Feuer oder getrennt auf einem Feuerraum arbeitender Beschicker, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der im Anspruch q. aufgegebenen Regelmöglichkeit entweder jeder Beschicker einzeln oder alle Beschicker zentral geregelt werden oder daß die Grundregelung zentral und zum Ausgleich ungleichen Abbrandes der Feuer zusätzlich jeder einzelne Beschicker getrennt geregelt wird, ferner, d@aß die Beschicker bei Anordnung der zentralen Regelung einen Anschluß für die volle Spannung und einen Schalter erhalten, der es gestattet, die gesamte Stromzuführung abzuschalten oder die Regelspannung oder die ungeregelte Vollspannung zuzuführen. B. Brennstoff-Bescliickungseinrichtang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,- daß die Schwingungen bei Anwendung elektromagnetischer Antriebe entweder durch Spannungswechsel des Wechselstroms oder durch pulsierenden Gleichstrom mit Hilfe von Einwegegleiehricbtern oder durch Impulsgeber erzeugt werden und daß für die zentrale Regelung ein Widerstand oder Regeltrafo Anwendung findet, wobei bei letzterem Gleichrichter und Beschicker so in Gruppen geschaltet sind, daß die eine Hälfte der Beschicker mit einer Schwingseite des Wechselstroms, die andere mit der anderen Schwingseite betrieben wird. g. Brennstoff-Beschickungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Brennstoffaufgabe durch eines der bekannten Regelsysteme auf der Basis des Differenzdrucks, der Rauchgasanalyse oder anderer Systeme oder abhängig von der Rauchgastrübung durch Fotozellen erfolgt, wobei der Regler direkt auf den zentralen Regelwiderstand oder Regeltrafo geschaltet ist. ro. Brennofen mit Beschickungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllöffnung zur Aufnahme der Rinne soweit durch ein oder mehrere bei der Handbeschickung herausnehmbare Füllsteine ausgefüllt wird, daß lediglich der für die Bewegung der Rinne unbedingt erforderliche Raum frei bleibt und die Anordnung und Ausbildung der Füllsteine so getroffen ist, daß der Zutritt falscher Luft möglichst weitgehend verhindert ist, andererseits die Auslaufrinne soweit als möglich gegen die Feuerungsstrahlen geschützt wird. i i. Brennofen mit Beschickungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Vibration aufnehmendes Dichtungsmittel zwischen Rinne und Ofen vorgesehen ist oder daß ein Faltenbalg oder eine ineinanderschiebbare Labyrinthdichtung angeordnet ist, wobei die Dichtung einen beschränkten Luftteil zur Kühlung der Rinne und gegebenenfalls des Magnets durchlassen kann. r2. Brennofen mit Beschickungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Füllöffnungen vorgesehen sind, so daß mehrere Beschicker gegebenenfalls mit entsprechend breiten Austragsrinnen nebeneinander gleichzeitig in Betrieb sein können. 13. Verfahren zum Betrieb von Brennöfen mit Beschickungseinrichtungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschicker entweder während des ganzen Brandes oder bei anfänglicher Beschickung des Ofens von Hand erst in demjenigen Teil des Brandes eingesetzt wird, in dem eine besonders wirksame Brennstoffersparnis zu erzielen ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 259 282, 465 68o, 466 I92.