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Vorrichtung zum Regeln von Koksöfen Die individuelle Regelung der
Heizkammern von Koksöfen erfolgt entweder mit Hilfe von für hochwertiges Gas bemessenen
Lochplatten oder Düsen oder mit Hilfe von beweglichen Teilen nach Art der Schieber
od. dgl. in den Schwachgas- und Luftzuleitungen an den Brennern selbst. Zum Zwecke
der Regelung werden entweder die Lochplatten, Düsen oder sonstigen der Regelung
dienenden Teile durch andere und entsprechend anders bemessene ersetzt, oder die
Regelung wird durch Verstellung der Regelorgane vorgenommen. Man erzielt dadurch
eine .mehr oder weniger große Querschnittsverengung des Durchlaßquerschnittes und
somit die gewünschte Mengenregelung.
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Die dieser unvollkommenen Regelungsart anhaftenden praktischen Schwierigkeiten
sind bekannterweise beträchtlich.
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Es sind auch schon Koksöfen mit sogenannter Unterbrennerheizung bekannt.
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Man hat zwar versucht, sich das Prinzip der Unterbrennerheizung auch
für den Betrieb mit Schwachgas nutzbar zu machen. Die zur Vorwärmung der Luft bzw.
zur Vorwärmung des Gases dienenden Regeneratoren wurden voneinander getrennt,
so
daß zu jedem Brenner eine Luft- und eine Gasvorwärmeeinheit gehörte, während die
abwärts durchflossene Heizkammer bei der Wiederaufheizung des Regenerators zwei
Vorwärmeeinheiten speiste. Nach der darauffolgenden Umschaltung erhielten von den
vorher von den Rauchgasen erhitzten Regeneratoreinheiten die eine Einheit Gas und
die andere Luft, ,,nährend die in der Vorperiode durch Luft und Gas abgekühlten
Regeneratoreinheiten jetzt von den abziehenden Rauchgasen wieder aufgeheizt wurden..
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Bei einer solchen Anordnung stehen die Regeneratoreinheiten während
ihrer Wiederaufheizung mit ein und demselben Rauchgasableitungskanal in freier Verbindung.
Diese zwischen den verschiedenen Regeneratoreinheiten einer Reihe vorhandene Verbindung
bleibt auch ungehindert bestehen, wenn die genannten Einheiten in der Luft- bzw.
Gaserhitzungsphase arbeiten. Die freie Verbindung macht jede individuelle Regelung
unmöglich, da der gemeinsame Kanal in allen Elementen, unabhängig von der besonderen
Regelung der Luft- oder Gaszufuhr zu einem derselben, Druckgleichgewicht hält. Die
Anordnung ist weiterhin verbessert worden, indem man jede Verbindungsöffnung mit
dem Kanal mit einem Schieber (oder einem gleichwertigen, den Durchlaßquerschnitt
regelnden Organ) versieht, dessen Betätigung durch unterhalb des die Batterie tragenden
Bodens angeordnete Stellmittel erfolgt. Diese Anordnung hat jedoch einen schweren
Nachteil. Die Verstellung des genannten, den Durchlaßquerschnitt regelnden Organs
hat zur Folge, daß nicht nur der Lufteintrittsquerschnitt bei jeder Regeneratorabteilung
verändert wird, sondern daß auch eine gleichzeitige Änderung des Querschnitts der
Rauchgasableitung der gleichen Regeneratorabteilung eintritt (deutsche Patentschrift
397 850)- Eine andere bekannte Anordnung besteht darin, daß die Lufteintrittsöffnung
in jeder Regeneratorabteilung mit einem senkrechten Kanal verbunden ist, der in
seinem unteren Teil einen Lufteintrittsschlitz hat, welcher durch eine drehbare
Muffe abgedeckt werden kann. Die drehbaren Muffen sind gruppenweise verbunden und
können durch Gestänge oder Kabel umgestellt werden. Es ergibt sich -somit eine Vervielfachung
der Anzahl der Umstellkabel oder -stangen, wodurch die Anordnung zu umständlich
und teuer wird (deutsche Patentschrift q.o3o.39). Außerdem ermöglicht diese Anordnung
zwar die individuelle Regelung der Luft für jeden Brenner, aber nicht eine individuelle
Regelung des Schwachgases, wenn es sich um einen Verbundofen handelt, welcher wahlweise
mit Starkgas oder Schwachgas geheizt werden kann.
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Die Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung zum Regeln von nach dem
Gaseinblasverfahren beheizten, mit Schwachgas allein oder wahlweise mit Schwachgas
und Starkgas (Verbundofen) betriebenen Koksöfen, bei welchen jede Regeneratorabteilung
unten durch eine einem Brenner oder einer Brennergruppe entsprechende Öffnung mit
einem Ausgleichskanal verbunden ist, der während der die Aufhei.zung der betreffenden
Regeneratorabtei-Jung bewirkenden Halbperiode zur Ableitung der Rauchgase dient,
und wobei jeder sich nach oben verengenden Verbindungsöffnung ein in diese mündendes
Blasrohr für Heizgas oder Luft zugeordnet ist, dessen Gas- oder Luftzufuhr gesondert
regelbar ist. Erfindungsgemäß ist jede Verbindungsöffnung zusammen. mit dem zugehörigen
Blasrohr als Injektor mit kurz vor der engsten Stelle der Verbindungsöffnung endender
Blasrohrmündung und mit einem von der engsten Stelle in den Regeneratorraum sich
erstreckenden Erweiterungsstück ausgebildet.
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Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird verhindert, daß bei
z. B. vergrößerter Gaszufuhr durch ein Blasrohr ein Teil des Gasüberschusses infolge
einer Stauung am Eintritt in die Regeneratorabteilung über den gemeinsamen Kanal
zu den Eintrittsöffnungen der übrigen Abteilungen gelangen kann. Durch die Verwendung
der venturirohrartigen Öffnungen, welche bei vermehrter Gaszufuhr durch ein Blasrohr
auf den gemeinsamen Kanal eine Ansaugwirkung ausüben, kann das überschüssige Gas
nicht in die Nachbarabteilungen gelangen, sondern diesen wird sogar noch eine gewisse
Gasmenge über den als Ausgleichskanal wirkenden Rauchgaskanal entzogen.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. In
dieser ist Fig. i ein senkrechter Längsschnitt in der Achse einer Ofenwand und durch
einen Regenerator, Fig.2 und 3 senkrechte Quer- bzw. Längsschnitte., die Einzelheiten
des unteren Teiles der Regeneratorelemente und insbesondere den Gas-oder Luft-)
Zutritt und die ein Zugrohr oder einen Inj ektor bildende Vorrichtung zeigen, Fig.
q. und 5 gleiche Schnitte durch eine andere Ausführungsform.
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Bei dem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß es sich um eine Ofenwand
mit miteinander verbundenen, einen haarnadelartigen Stromweg ergebenden Heizkammern
oder -schächten handelt. Eine derartige Bauart ist eine der gebräuchlichsten. Es
liegt jedoch auf der Hand, daß die Erfindung auch im Falle anders angeordneter bzw.
verbundener Heizkammern oder -schächte Anwendung finden kann.
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Das Schwachgas wird unter Druck durch eine Leitung i zugeführt, und
jedes Blasrohr ist mit einem Regelhahn, einem Ventil oder einer entsprechenden Vorrichtung
2 versehen. Die Blasrohre münden bei 3 in der Nähe des engsten Teiles eines sich
verengenden und wieder erweiternden Kanals q. aus, der unter der Bezeichnung »Venturi«
bekannt ist. Angenommen, die Vorrichtung sei in Betrieb und werde mit Gas gespeist,
wobei der Kanal 5 zu dieser Zeit an seinem Ende durch das übliche Umschaltventil
(Klappe, Schieber od. dgl.) gegenüber dem Rauchgasabzugskanal verschlossen ist.
Der Kanal 5 ist daher mit ruhendem Gas angefüllt. Wenn alle Regelhähne 2 genau gleichmäßig
geöffnet sind, wenn ferner alle Blasrohre und alle Venturieinrichtungen gleich und
gleichmäßig geregelt sind und wenn schließlich die Steinstapel, die
Brenner
und die Heizkammern oder -schächte genau die gleichen Druckverluste hervorrufen,
so werden alle Brenner gleichmäßig gespeist.
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Wenn man nun unter solchen Verhältnissen aus irgendeinem Grunde einen
Brenner stärker mit Gas beliefern will, z. B. weil die obengenannten Bedingungen
doch nicht vollständig verwirklicht sind, oder wenn mit diesem Brenner eine größere
Heizleistung erreicht werden soll, so wird man den entsprechenden Hahn 2 gegenüber
den benachbarten Hähnen ein wenig mehr offen lassen. Von da ab erhält der Brenner
einen stärkeren Gasstrom. Außerdem spielt aber die zugehörige Venturivorrichtung
die Rolle eines Gebläses, und sie saugt aus dem Kanal 5 eine sehr geringe zusätzliche
Gasmenge an, die der Gesamtheit der anderen Brenner entzogen wird. Auf diese Weise
wird das gewünschte Ziel, nämlich eine Vergrößerung der relativen Beschickung des
zu regelnden Brenners, erreicht. Eine gesamte Regelung der Anlage ist dabei außerdem
noch möglich, z. B. mit Hilfe eines Haupthahnes oder Hauptventils in der Leitung
i. Eine Regelung, mit der eine Verminderung der einem Brenner zugeleiteten Gasmenge
verbunden ist, hat augenscheinlich die entgegengesetzte Wirkung. Jedenfalls macht
die Einrichtung, selbst wenn die erwähnte Ansaugwirkung nur gering ist, einen Rückstrom
aus dem stärker beschickten Element in den Kanal 5 unmöglich.
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Bei der Luft erfolgt die Regelung in gleicher Weise. Auf der linken
Seite der Fig. 2 sind die verschiedenen Organe i, 2, 3, 4, 5 und auf der rechten
Seite die entsprechenden Organe mit i', 2', 3', 4', 5*' bezeichnet. Die letzteren
dienen der Zuführung und Regelung der Luft, und man kann im weiteren Verlauf die
gemachten Angaben statt auf das Gas auch auf die Luft beziehen, wobei dann i durch
i', 2 durch 2' USW. zu ersetzen ist.
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Der Gegenstand der Eifindung bezieht sich weiterhin auf eine ganze
Anzahl von Abänderungsmöglichkeiten, deren nachfolgende Aufzählung jedoch keine
beschränkende Bedeutung hat.
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In erster Linie ist es möglich, die erfindungsgemäße Einrichtung mit
einem Verfahren zur individuellen Regelung bei der Ableitung der Rauchgase zu verbinden.
Diese Kombination ergibt sich aus den Fig.4 und 5, die, wie schon oben gesagt, gleiche
Schnitte darstellen wie die Fig. 2 und 3. Jedes Blasrohr ist bei der Ausführung
nach Fig. 4 und 5 mit einem ringförmigen Deckel 6, 6' versehen, der frei verschiebbar@ist
und bei senkrechter Verschiebung den sich verengenden Teil des Venturikanals 4 oder
4' mehr oder weniger vollständig abdeckt. Die Verschiebung dieses Deckels kann auf
sehr einfache Weise, z. B, mit Hilfe des verschiebbaren Rohres 7 oder 7' oder aber
durch irgendeine andere gleichwertige Vorrichtung erfolgen. Eine solche Einrichtung
zur zusätzlichen Regelung ist insbesondere zum Ausgleich der an den verschiedenen
Brennern verschiedenen Stärke des Zuges brauchbar, die sich aus der mehr oder weniger
großen Entfernung der Brenner von dem Rauchgasabzug ergibt. Weiterhin ist es möglich,
die Blasrohre teleskopartig auszugestalten, so daß ihre Öffnung hinsichtlich der
engsten Stelle des Venturikanals verlagert werden kann, wodurch eine Änderung der
Betriebswerte des Inj ektors eintritt.
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Ferner sei erwähnt, daß sich die Einrichtung auch zur Verbundspeisung
eignet, die bekanntlich darin besteht, daß die Heizung der Öfen je nach Wunsch entweder
mit hochwertigem Gas oder mit Schwachgas erfolgen kann. Es genügt in diesem Falle,
bei dem gleichen Unterbrenner die bekannte Anordnung mit Blasrohren für das hochwertige
Gas und die neue Anordnung mit Blasrohren für Schwachgas und für Luft nebeneinander
anzubringen.
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Beim Betrieb mit Schwachgas entspricht die Arbeitsweise genau der
beschriebenen. Die Blasrohre für das hochwertige Gas sind in diesem Falle verschlossen.
Beim Betrieb mit hochwertigem Gas werden dagegen die für Schwachgas bestimmten Blasrohre
sowie die Luftblasrohre alle mit Luft gespeist, während die Blasrohre für hochwertiges
Gas in normaler Weise betrieben werden.
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Schließlich ist es in bestimmten Anwendungsfällen möglich, entweder
dem Schwachgas oder der Luft irgendein gasförmiges Medium, wie z. B. Rauchgase,
zuzumischen, um auf diese Weise irgendeine besondere Wirkung, wie z. B. eine Verminderung
des Temperaturhöchstwertes der Brenner, eine Verlängerung der Flamme usw., zu erzielen.
Es genügt, zu diesem Zweck den Kanal 5 oder 5' mit dem gasförmigen Medium zu speisen,
das in den Kreislauf eingeführt werden soll. Durch geeignete Berechnung der Querschnitte
und der Geschwindigkeiten kann man dafür sorgen, daß die verschiedenen Durchflußmengen
in einem praktisch konstanten Verhältnis stehen.
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Die voraufgegangene Beschreibung und die gegebenen Erläuterungen haben
lediglich beispielsweise Bedeutung und stellen keine Beschränkung der Ausführungsmöglichkeiten
der Erfindung dar. So können beispielsweise, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung
verlassen wird, die Einrichtungen und Anordnungen in Einzelheiten geändert und die
beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Organe durch ähnliche oder durch
die gleichen Funktionen erfüllende Organe ersetzt werden. So kann beispielsweise
alles das, was hinsichtlich eines Brenners gesagt wurde, auch auf eine Gruppe von
mehreren Brennern Anwendung finden.