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Rekuperativ beheizter Verkokungsofen, insbesondere mit liegenden Kammern
Bei rekuperativ beheizten, Öfen fallen gegenüber regenerativ beheizten Öfen zwar
die Vorrichtungen und die Bedienung für den Zugwechsel fort. Jedoch sind für die
rekuperative Beheizung Einrichtungen erforderlich, die auch bei ständig in gleicher
Zugrichtung geführter Beflammung eine gleichmäßig verteilte und. intensive Wärmeübertragung
sowohl im Rekuperator als auch in den Beheizungswänden des Ofens gewährleisten.
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Man hat deshalb "zur Erzielung eines möglichst weitgehenden Wärmeaustausches
zwischen den Abgasen und den vorzuwärmenden Heizmitteln Schwachgas und Verbrennungsluft
die einzelnen von eben erwähnten Medien durchströmten Kanäle des Rekuperators mit
rechteckigem oder quadratischem Querschnitt versehen und sie als senkrechte Kanäle
in zwei oder mehr nebeneinanderliegenden Reihen schachbrettartig angeordnet, wobei
die einzelnen Kanäle in bezug auf das wärmeabgebende und das wärmeaufnehmende Strömungsmittel
diagonal versetzt zueinander liegen.
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Durch diese Anordnung der die Heizmittel und das Abgas führenden Kanäle
findet der Wärmeaustausch an mindestens, drei, bei mehr als zwei Reihen nebeneinanderliegender
Kanäle an allen Begrenzungsflächen der in. den mittleren Reihen, liegenden Kanäle
statt. Damit ist die Wärmeaustauschfläche des Rekuperators gegenüber den bisher
üblichen Kanalanordnungen mit nur zwei Austauschflächen wesentlich vergrößert und
sein Wirkungsgrad erhöht. Eine weitgehende Unterteilung der Gesamtrekuperatorquerschnittsfläche
in ein, zelne Kanäle eben erwähnter Anordnung, beispielsweise dadurch, daß die einzelnen
Kanäle aus Röhrensteinen gebildet werden, bringt eine solche Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche.
Solche
in senkrechte Einzelkanäle unterteilten Rekuperatoren werden bei dem Ofen, nach
der Erfindung zweckmäßig unterhalb der einzelnen Kammern und zwischen den über die
ganze Kammerlänge sich erstreckenden, unterhalb der Ofenheizwände liegenden Tragwänden
angeordnet. Da bei der angestrebten weitgehenden Unterteilung der Gesamtrekuperatorquerschnittsfläche
in. einzelne Kanäle deren Anzahl nicht der Anzahl der Heizzüge in den Heizwänden
entsprechen kann, sind unterhalb der Heizwände zwischen diesen und den Rekuperatoren
Heizmittelverteilkanäle für die Heizzüge und: Abgassammelkanäle angeordnet; außerdem
liegen unterhalb der einzelnen Rekuperatoren Heizmittelzuführungskanäle zu den einzelnen
Rekuperatorkanälen und Abgasableitungskanäle für die aus den Rekuperatorkanälen
austretenden Abgase.
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Erfindungsgemäß sind. nun unterhalb und ob@erhalb, des in vorbeschriebener
Weise ausgebildeten Rekuperators je drei in dessen Längsrichtung verlaufende, Kanäle
angeordnet, von denen entweder der untere mittlere Kanal für die Zuführung der Heizmittel
(Schwachgas und Luft) zum Rekuperato,r, der obere mittlere Kanal als Heizmittelverteilkanal
für die Heizwände. und die unteren seitlichen Kanäle zum Ableiten der Abgase, die
oberen seitlichen Kanäle zum Sammeln der aus den Heizzügen anfallenden Abgasmengen,
und deren Verteilung auf die Rekuperationskanä.le dienen oder umgekehrt die mittleren
Kanäle für die Abgasführung, die seitlichen Kanäle für die Heizmittelführung bestimmt
sind. Die dabei erforderliche, etwa gleich große Querschnittsfläche für den Heizmittelzuführungs-
bzw. -verteilkanal und die je zwei Abgasableitungskanäle wird dadurch erzielt, daß
bei gleicher oder nahezu gleicher Kanalhöhe der mittlere Kanal etwa die doppelte
Breite eines der beiden äußeren Kanäle erhält.
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Die Anordnung von jeweils drei Zuführungs-bzw. Ableitungskanälen,
unterhalb und oberhalb eines. in der vorbeschriebenen Weise in seiner Querschnittsfläche
unterteilten Rekuperators ermöglicht es, die Verbindungen zwischen den Zuführungs-
bzw. Ableitungskanälen zu den einzelnen: Rekuperationskanälen senkrecht oder nahezu
senkrecht und kurz zu halten. Kanalkreuzungen, sind somit vermieden. Auch bei der
schachbrettartigen Anordnung der die Heizmittel und die Abgase führenden Rekuperationskanäle
bzw. bei der entsprechend erforderlichen Verteilung von Heizmitteln und Abgasen
auf die so angeordneten Kanäle ist sowohl der unter den Rekuperatoren als auch der
über diesen. liegende Ofenteil baulich einfach, fest und gasdicht ausgebildet.
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Die durch die erfindungsgemäße Anordnung der drei Zuführungs- bzw.
Ableitungskanäle erzielten Vorteile bleiben auch dann gewahrt, wenn der mittlere
Kanal zum Ableiten, des Abgases und die beiden äußeren zum Zuführen der Heizmittel
vorgesehen weiden:.
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Für die Heizwand des Ofens sind senkrechte Heizzüge vorgesehen. Da
aber bei Gleichzugöfen jeder Heizzug ständig nur in der gleichen Zugrichtung beflammt
wird und somit abfallende Heizzüge gegenüber den aufsteigenden in der Temperatur
zurückbleiben würden, ist in an sich bekannter Weise die Heizwand in Heizzuggruppen
von drei oder fünf in Heizwandlängsrichtung nebeneinanderliegende Heizzüge unterteilt,
von denen jeweils nur ein Heizzug, zweckmäßig der mittlere, als abfallender Heizzug
dient. Ire diesem Heizzug wird die erforderliche hohe Temperatur durch das größere
Abgasvolumen und den erhöhten Wärmeübergang infolge der größeren Gasgeschwindigkeit
erreicht. Gemäß der Unterteilung der Heizwand in die eben erwähnten Heizzuggruppen
sind nunmehr in vorteilhafter Weise die oberhalb, des Rekuperators liegenden Heizmittelverteilkanäle
und die Abgassammelka:näle durch Querwände in den Heizzuggruppen, entsprechende
Abschnitte unterteilt. Damit ist zwangläufig auch. der über die ganze Heizwandlänge
sich erstreckende Rekuperator mit seinen senkrechten Kanälen in entsprechende Gruppen
unterteilt.
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Die Zeichnung veranschaulicht die erfindungsgemäße Bauweise an Hand,
eines mit Schwachgas beheizten, rekuperativ betriebenen Verkokungsofens, und zwar
zeigt Abb. i einen senkrechten Querschnitt durch den Ofen in der Schnittebene i-h
der Abb. 5, Abb. 2 einen senkrechten Querschnitt durch den Ofen, in der Schnittebene
1-m der Abb. 5, Abb. 3 einen senkrechten Längsschnitt durch den Ofen in der Schnittebene
c-d der Abb. 2, Abb. 4 einen, senkrechten Längsschnitt durch den Ofen in der Schnittebene
a-b der Abb. i, Abb. 5 einen waagerechten Querschnitt durch den Ofen in der Schnittebene
e-f der Abb. i und 2, Abb. 6 einen waagerechten, Querschnitt durch den Ofen in der
Schnittebene g-h der Abb. i und 2. Die mit i bezeichneten Ofenkammern liegen in
der üblichen Weise zwischen: den Heizwänden 2. Unterhalb der Heizwände sind die
von der Ofensohle bis zur Heizzugsohle in gleichbleibender Wandstärke durchgehenden
gas dichten Tragwände3 angeordnet. Zwischen diesen und unterhalb der Kammer i liegen
über die ganze Kammerlänge sich erstreckend die Schwachgasrekuperatoren 4 und die
Luftrekuperatoren 5.
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Jeder Rekuperator besteht aus rechteckigen, gleichlaufenden, senkrechten,
in zwei Reihen hinterein.anderliegenden und in. bezug auf das wärmeabgebende und
das wärmeaufnehmende Strömungsmittel diagonal versetzt zueinander angeordneten.
Kanälen: von kleinerem Querschnitt. Die einzelnen Kanäle können, wie dargestellt,
aus Röhrensteinen gebildet sein, deren, Stoßfuge, gegenüber benachbarten Kanälen,
jeweils um eine halbe Steinlänge versetzt ist. Die Schwachgas führenden Kanäle sind
mit G, die Luft führendere mit L und, die: Abgas führenden mit A bezeichnet.
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Unterhalb jedes Rekuperators liegen die über dessen ganze Länge durchgehenden
drei Sohlkanäle, von denen die Kanäle 6 zur Zuführung des Schwachgases, die Kanäle
7 zur Zuführung der
Verbrennungsluft und die Kanäle 8 zum Ableiten
der Abgasmengen dienen. Die Verbindungsöffnun, gen zwischen den einzelnen Rekuperatorkanälen
und den Sohlkanälen verlaufen senkrecht oder nahezu senkrecht und können durch von
der Ofenvorderseite her bedienbare Schieber 9 gedrosselt werden.
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Oberhalb der Rekuperatoren 4 und 5 sind zur Verteilung der die Rekuperatoren
durchströmenden Heizmittel auf die Heizwände :2 die Verteilkanä 1a io (G) für das
Schwachgas und ii (L) für die Verbrennungsluft und weiterhin zum Sammeln und zum
überleiten der die Heizwände verlassenden Abgase in die Rekuperationskanäle die
Kanäle 12 (A) vorgesehen. Verteilkanäle und Abgassammelkanäle stehen. mit den zugehörigen
Rekuperationskanälen durch senkrechte Durchtrittskanäle in, Verbindung. Jeder Rekuperator
versorgt zwei benachbarte Heizwände 2.
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Die mit senkrechten Heizzügen, versehenen Heizwände :2 sind in Heizzuggruppen
mit je drei Heizzügen aufgeteilt. Die Heizmittel brennen in den Zügen 13 und 14
aufwärts, die Abgase aus diesen beiden Zügen strömen im Zug 15 abwärts. Entsprechend
der Unterteilung der Heizwand in diese Heizzuggruppen sind die Heizmittelverteilkanäle
io (G) und i i (L) sowie die Abgassammelkanäle 12 (A) durch die Querwände
16 in den Heizzuggruppen. entsprechende Abschnitte unterteilt. Damit ist auch der
Rekuperator in die gleichen Gruppen unterteilt, so daß jede Heizzuggruppe in bezug
auf die Menge der zur Verbrennung gelangenden Heizmittel und die Strömungsgeschwindigkeit
der Me, dien in diesem Ofenteil für sich betrieben werden kann.