DEP0000128DA - Industrieofen mit Einrichtung zur geregelten Verteilung von Gasströmen beim Durchtritt von einem mengenmäßig gleichmäßig beaufschlagten Gasraum in einen ungleichmäßig beaufschlagten Raum und umgekehrt - Google Patents

Description

Beim Übergang von Gas aus dem Regenerator in die Heizzüge eines Koksofens besteht die Aufgabe, bei der aufsteigenden Strömung aus dem gleichmäßig beaufschlagten Regeneratorraum die vorgewärmte Luft in die einzelnen Heizzüge derart eintreten zu lassen, daß die Mengenbeaufschlagung der Heizzüge entsprechend der Konizität der Verkokungskammer von der Maschinenseite zur Kokseite ansteigt, und bei der abfallenden Strömung die Rauchgase aus den Heizzügen in den Regeneratorraum derart abgesaugt werden, daß das Regeneratorgitterwerk gleichmäßig beaufschlagt wird.

Diese Verteilung wird erreicht, wenn die Reihe der Durchtritte zwischen Regeneratorraum und Heizzügen der Strömung in aufsteigender Richtung einen von Durchtritt zu Durchtritt unterschiedlichen Widerstand und ebenso auch der Strömung in abfallender Richtung einen von Durchtritt zu Durchtritt wechselnden Widerstand entgegensetzt, wobei die Verschiedenartigkeit der Widerstände der Durchtritte einer Reihe in aufsteigender Strömungsrichtung auf einer vollkommen anderen, teilweise sogar gegenläufigen, Progression beruht als die Verschiedenartigkeit der Widerstände der gleichen Reihe von Durchtritten in der abfallenden Strömungsrichtung.

Diese Aufgabe wird nicht nur im Koksofenbau, sondern häufig in der Technik gestellt, wenn die Durchtritte zwischen zwei benachbarten Räumen oder Kanälen der Strömung in der einen Richtung einen anderen Widerstand bieten müssen als der Strömung in der entgegengesetzten Richtung. Die Erfindung beruht in der Ausbildung der Durchtritte zwischen Regenerator und Heizzügen in Querschnitt- und Formgebung derart, daß sie bei den verschiedenen Druckverhältnissen in den Räumen, welche durch diese Durchtritte verbunden sind, entsprechend den unterschiedlichen Mengen, welche aus dem Regenerator in die einzelnen Heizzüge bei aufsteigender Strömung und aus diesen Heizzügen in den Regenerator bei abfallender Strömung eintreten müssen, in beiden Strömungsrichtungen unterschiedliche Widerstände hervorrufen und daß die Widerstände für die aufwärtsgerichtete Strömung von der Kokseite zur Maschinenseite sich in einem anderen Verhältnis wie für die abfallende Strömung verändern.

Die Vorschläge werden an Hand der Abbildungen 1 - 15, die lediglich als Ausführungsbeispiele gedacht sind, erläutert. In den Abbildungen sind jeweils die Heizzüge mit 1, die Regeneratorkammern mit 2, die Durchtritte zwischen den Heizzügen 1 und den Regeneratorkammern 2 mit 3, die Gaskanäle mit 4 und die Zuleitungen des Gases zu den Heizzügen 1 mit 5 bezeichnet worden.

Eine Möglichkeit, Querschnitt und Formgebung der Durchtritte 3 in dem gewollten Sinne auszubilden, besteht darin, den Durchtritten 3 einen engsten Querschnitt und eine oder zwei konische Erweiterungen 3a u. 3b nach einer oder beiden Seiten zu geben, wobei dann die Konizität der Erweiterungen unterschiedlich ist, wie in den Abb. 1 - 3 schematisch wiedergegeben wurde. Legt man den engsten Querschnitt an das untere Ende des Durchtrittes und erweitert den Durchtrittsquerschnitt nach oben gem. Abb. 1, so hat ein solcher Durchtritt einen hohen Widerstand für die Strömung von unten nach oben und einen geringeren Widerstand für die Strömung von oben nach unten. Bei umgekehrter Anordnung nach Abb. 3 hat ein Durchtritt mit dem engsten Querschnitt an seinem oberen Ende und einer konischen Erweiterung nach unten einen höheren Widerstand für die abwärts gerichtete Strömung. Ist der engste Querschnitt in der Mitte des Durchtritts und die konische Erweiterung nach beiden Seiten gleich, wie bei den bekannten Venturidüsen, oder hat der Durchtritt nach keiner Seite eine konische Erweiterung wie nach Abb. 2 so ist der Widerstand dieser Öffnung für beide Strömungsrichtungen gleich. Somit können die Widerstände der Durchtritte für beide Strömungsrichtungen je nach der Anordnung und dem Neigungswinkel der konischen Erweiterung unabhängig voneinander in weiten Grenzen variiert werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Öffnungsweite der Durchtritte der für eine Strömungsrichtung erforderlichen Kalibrierung anzupassen und für die andere Strömungsrichtung den Widerstand der Durchtritte mit den so festgelegten Querschnitten dadurch den Erfordernissen für diese zweite Strömungsrichtung anzupassen, daß die Eintrittsquerschnitte für die Strömungsrichtung veränderlich ausgebildet werden. Nach den Abbildungen 4 und 5 haben die Durchtritte drei unterschiedliche Querschnitte, um dadurch die erforderliche Mengenbeaufschlagung bei der aufwärtsgerichteten Strömung zu bewerkstelligen und den auf die Durchtritte 3 aufgesetzten oder eingebauten Einlaufstücken 6 eine von der Querschnittskalibrierung der Durchtritte 3 unabhängige Formgebung in ihrer Konizität oder Abrundung zu geben, wodurch sie der abwärtsgerichteten Strömung einen unterschiedlichen Widerstand entgegensetzen.

Ferner kann der Widerstand von Durchtritten in den beiden entgegengesetzten Strömungsrichtungen dadurch verändert werden, daß die Durchtrittsöffnungen im ganzen mit verschiedenen Neigungen nach unten an den Regenerator und nach oben an den Heizzug ansetzen. Bei den Abb. 6, 8 und 8 sind deshalb die Durchtritte 3 nach den Regeneratoren 2 zu mit derart verschiedenen Winkeln angeordnet, daß bei der Abb. 6 ein hoher Widerstand für die Strömung aus den Regeneratoren 2 in den Durchtritten 3 zu überwinden ist, dagegen bei der Anordnung nach der Abb. 8 eine leichte Einströmung erfolgen kann, während der

Einströmwinkel nach Abb. 7 einen Widerstand für die aufwärtsgerichtete Strömung ergibt, welcher in der Mitte der Werte für die Anordnung nach den Abbildungen 6 und 8 liegt.

Ebenso sind die Winkel der Durchtritte 3 nach den Heizzügen 1 hin unterschiedlich und zwar nach den Abb. 6, 7 und 8 derart, daß bei Abb. 6 eine glatte Einströmung bei der Strömung von oben nach unten erfolgt, bei Abb. 8 eine stark erschwerte Einströmung, während der Widerstand für den Durchtritt nach Abb. 7 wieder in der Mitte zwischen den Fällen nach Abb. 6 und 8 liegt.

Durch diese Veränderung der Bedingungen für die Einströmung in die Durchtritte, hervorgerufen durch die unterschiedlichen Neigungen der Durchtrittsöffnungen gegenüber der jeweiligen Hauptströmungsrichtung in dem Regenerator oder in den Heizzügen vor den Durchtritten wird demnach der Strömung von unten nach oben und der Strömung von oben nach unten ein voneinander verschiedener Widerstand entgegengesetzt.

Ein weitere Veränderung des Strömungswiderstandes der Durchtritte in den beiden entgegengesetzten Strömungsrichtungen ist dadurch zu erreichen, daß der Querschnitt der Durchtritte der notwendigen Kalibrierung in der einen Strömungsrichtung angepaßt wird und diesen Durchtritten Aufsatzstücke mit konisch geformten Öffnungen aufgesetzt werden, derart, daß in dem Durchtritt zwischen den Regeneratoren 2 und den Heizzügen 1 ein Absatz entsteht, der die Beaufschlagung in der abwärtsgerichteten Strömung beeinflußt. In den Abb. 9 und 10 sind die Durchtritte 3 in ihrem Querschnitt entsprechend den Erfordernissen für die aufwärtsgerichtete Strömung unterschiedlich. Auf diesen Durchtritten 3 sind Einström-Mundstücke 6 angeordnet, derart, daß sich die Mittellinien der Öffnungen 3 und 6 decken und der engste Querschnitt des Durchlasses in den Aufsatzstücken 6 auf die Öffnung des Hauptdurchlasses 3 zu liegen kommt.

Wenn diese Einström-Mundstücke 6, bei denen die Konizität der Durchlässe gleich ist, wie in Abb.

10 dargestellt, unterschiedlich lang sind, so wird die konische Öffnung dieses Einström-Mundstückes in verschiedenen Ebenen geschnitten und dadurch entsteht in dem Gesamtdurchtritt, welcher aus Hauptdurchtritt und Durchlass in den Einström-Mundstücken gebildet wird ein mehr oder weniger starker Absatz, welcher der abwärtsgerichteten Strömung einen unterschiedlichen Widerstand entgegensetzt. Durch dieses Mittel kann also ebenfalls der Durchtrittswiderstand solcher Durchlässe in der einen Strömungsrichtung unabhängig von dem Durchtrittswiderstand in der anderen Strömungsrichtung verändert werden. Die Aufsatzstücke können auswechselbar angeordnet werden, so daß eine nachträgliche Veränderung der beim Bau der Anlage festgelegten Strömungswiderstände möglich ist.

Schließlich kann der Widerstand der Durchtritte in den beiden entgegengesetzten Strömungsrichtungen noch durch Anordnung von losen Einsätzen, beispielsweise in Tropfenform, in an sich gleich geformter Durchtritte verändert werden, wenn die Formgebung dieser Einsätze unterschiedlich ist. In Abb. 11 ist der Durchtritt 3 zwischen dem Heizzug 1 und dem Regenerator 2 dargestellt, bei dem an seinem oberen Ende eine konische Erweiterung 6 zur Aufnahme eines losen Einsatzes vorgesehen ist. In Abb. 12, 13 und 14 sind solche losen Einsätze 7, 8 und 9 gezeichnet, von denen die Einsätze 7 nach oben abgeplattet und nach unten abgerundet, 9 nach unten abgeplattet und nach oben abgerundet und 8 nach oben und unten abgerundet sind. Die Einsätze 7 bieten der aufwärtsgerichteten Strömung einen geringen, dagegen der abwärtsgerichteten Strömung einen hohen Widerstand, während die Einsätze 9 umgekehrt der aufwärtsgerichteten Strömung einen hohen und der abwärtsgerichteten Strömung einen geringen Widerstand bieten und die Einsätze 8 in beiden Strömungsrichtungen einen gleichen Widerstand hervorrufen. In Abb. 15 ist dargestellt, wie diese losen Einsätze 7, 8 und 9 durch die Rippen 10 in der konischen Öffnung 6 gehalten werden. Dieses Mittel zur Lösung der Aufgabe nach der Erfindung hat gegenüber den obengenannten Mitteln den zusätzlichen Vorteil, daß die Einsätze besonders leicht ausgewechselt werden können, so daß sich Ungenauigkeiten in der Kalibrierung, welche durch die beim feuerfesten Material unvermeidbaren Masstoleranzen, wie auch durch unterschiedliche Dehnung des Materials hervorgerufen werden können, gegebenenfalls durch Nachschleifen der Einsätze ausgleichen lassen. Ferner können dadurch auch nachträgliche Veränderungen am Ofen, sogar wenn sie sich während des Betriebes als notwendig erweisen, noch vorgenommen werden.

Claims (6)

1. Industrieofen mit Einrichtung zur geregelten Verteilung von Gasströmen beim Durchtritt von einem mengenmäßig gleichmäßig beaufschlagten Gasraum in einen ungleichmäßig beaufschlagten Raum, gekennzeichnet durch Durchtrittsöffnungen zwischen Regenerator und Heizzügen, die in entgegengesetzten Strömungsrichtungen unterschiedliche Widerstände aufweisen, wobei die Widerstände in dem in einer Reihe liegenden Durchtrittsöffnungen sich für die eine Strömungsrichtung in anderem Verhältnis verändern wie für die entgegengesetzte Strömungsrichtung.

2. Industrieofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Widerstandes in den Durchtrittsöffnungen in beiden Strömungsrichtungen durch Veränderung des Neigungswinkels der ein- oder beiderseitigen Erweiterungen von an sich bekannten Venturidüsen erfolgt (Abb. 1 - 3).

3. Industrieofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Abrundungen der Eintrittsöffnungen der Durchtritte die Strömungswiderstände voneinander verändern (Abb. 4 und 5).

4. Industrieofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Einströmöffnungen bzw. die Neigung der Durchtrittskanäle in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung vor Eintritt in die Durchtritte verschieden ausgebildet ist (Abb. 6 - 8).

5. Industrieofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hauptdurchlaßöffnungen Einström-Mundstücke mit konischen Durchlässen aufgesetzt sind, deren Länge bei gleicher Konizität der Durchlässe verschieden ist und sich somit im Querschnitt für eine der beiden entgegengesetzten Strömungsrichtungen ein mehr oder weniger starker Absatz bildet (Abb. 9 und 10).

6. Industrieofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Durchtrittsöffnungen lose Einsätze, beispielsweise in Tropfenform, mit einer Formgebung angeordnet sind, die unterschiedlichen

Widerstand sowie verschiedenartige Veränderungen des Widerstandes in beiden Strömungsrichtungen unabhängig voneinander bewirkt (Abb. 11 - 15).