Opublikowano dnia 1 marca 1957 r.•^ ^%/MfHTOT ^* j Urzedu Patentowego POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 38569 KI. 18 c, 4^r Biuro Projektowania Urzadzen Przemyslu Hutniczego*) Przedsiebiorstwo Panstwowe Wyodrebnione Gliwice, Polska Piec z wymuszonym obiegiem spalin Patent trwa od dnia 25 pazdziernika 1954 r Do odpuszczania lub wyzarzania przedmio¬ tów metalowych oraz do suszenia form lub rdzeni piaskowych uzywa sie dotychczas zwy¬ kle pieców ceramicznych, w których wsad o- grzewa. sie bezposrednio spalinami wytwarza¬ nymi z gazu spalanego w palnikach lub tez z wegla spalanego w specjalnych paleniskach, przeplywajacymi przez piec i odprowadzany¬ mi do komina.Poniewaz w gre wchodza temperatury ogrze¬ wania wsadu w zakresie do 400° C, przeto ilos¬ ci spalin musza byc male, inaczej bowiem tem¬ peratura przekroczylaby wartosc dopuszczalna, zblizajac sie do temperatury plomienia. Zwa¬ zywszy to ze temperatura spalania jest wyso¬ ka, spaliny sa gorace przeto temperatura ich obniza sie dopiero w piecu przez rozrzedzenie.W takim stanie rzeczy nie ma mowy o utrzy¬ mywaniu równomiernej temperatury w piecu, gdyz w poblizu palników lub paleniska tempe¬ ratura bedzie wysoka i róznica temperatur w takich piecach wynosi 50° C, mierzac przy *) Wlasciciel, patentu oswiadczyl, ze twórca wyna¬ lazku jest inz. Kazimierz Dybal. wsadzie. Poza tym spaliny po przejsciu przez piec i odprowadzane do komina unosza za so¬ ba wielkie ilosci ciepla. Niezaleznie od tych strat ciepla spalanie w niskich temperaturach _ jest niecalkowite i wiele niespalonych czas ek palnych uchodzi ze spalinami do komina.Obróbka cieplna metali w takich warunkach temperatur musi przebiegac wedlug ustalo¬ nych krzywych temperatur czesto w dlugim okresie czasu i wsad winien byc nie tylko o- grzewany z dokladnoscia do 5° C, ale i wytrzy¬ mywany w jednakowej temperaturze, a pózniej chlodzony tez wedlug pewnego wykresu. .Czesto jeden taki cykl trwa 3 — 5 dób.Jezeli chodzi o suszenie form i rdzeni odlew¬ niczych, to jasnem jest, ze spaliny nagrzewaja najpierw zewnetrzna czesc wsadu i odprowa¬ dzaja z nich wilgoc, co w rezultacie powoduje pekanie suszonych form. Uwzgledniajac ponad¬ to, ze suszenie takie winno odbywac sie wedlug ustalonego procesu, nalezaloby caly wsad pod¬ grzac scisle wedlug ustalonego wykresu bez odprowadzenia wilgoci, a dopiero potem suszyc.Mogloby to zapobiec szkodliwemu pekaniu formlub rdzeni. Równiez i w tym przypadku cera¬ miczne sciany suszarn pochlaniaja duze ilosci ciepla, a spaliny odlotowe^un^sza duzo ciepla i niespfionVctV^zasteozek opalu.Wolny lestf ótl tych wad piec wedlug wyna¬ lazku o wymuszonym obiegu spalin,\który po¬ siada wszelkie zalety pieców oszczednych i no¬ woczesnych, nadajacy sie do skompliikowanych procesów obróbki cieplnej metali.Glównym i charakterystycznym • elementem pieca jest zeliwna, komora palania. Wlasciwa komore spalania tworzy wewnetrzna zeliwna czesc wylozona warstwa szamoty o grubosci 125 mm. Zabudowany do jej czola jedyny pal¬ nik wirowy jest zródlem powstawania ciepla.Ta wewnetrzna czesc oplywana jest z zew¬ natrz spalinami, które wtlacza wentylator obie¬ gli spalin w przestrzeni miedzy nia a czescia zewnelrzna. Spaliny sa przy koncu komory za¬ wirowane spalinami zimniejszymi, pochodzacy¬ mi z obiegu i doprowadzonymi z przestrzeni miedzy komorowej.Przy takim rozwiazaniu we wlasciwej komo¬ rze (wewnetrznej) panuje wysoka temperatura (okolo 1300°C), co zapewnia dobre i ciagle spa¬ lanie. Poniewaz komora wewnetrzna oplywana jest spalinami obiegowymi, dlatego scianki jej sa intensywnie chlodzone (co zabezpiecza je przed wypalaniem), a cieplo z nich odprowa¬ dzane przejmuja w calosci spaliny obiegowe, które oddaja je wsadowi w piecu.Na rysunku uwidoczniono piec wedlug wyna¬ lazku, przy czym fig. 1 przedstawia przekrój podluzny pieca, lig. 2 — przekrój poprzeczny, a fig. 3 — czesciowo w przekroju widok z góry pieca.Gorace spaliny, odprowadzane z komory we¬ wnetrznej 3, zostaja otulone zawirowanymi chlodniejszymi spalinami obiegowymi, miesza¬ ja sie dokladnie i juz razem o wlasciwej tem¬ peraturze sa doprowadzane przewodami 15 do pieca. Wymieszanie i obnizka temperatury spa¬ lin goracych nastepuje zaraz przy wylocie ich z komory spalania 3, tym samym dalsze kana¬ ly i sam piec nie sa narazone na ich szkodliwe dzialanie. Zewnetrzna czesc 2 komory 3 otulo¬ na jest warstwa welny zuzlowej 11 i plasz¬ czem blaszanym 16, dobrze izolujacym cieplnie.Wytloczone spaliny ukladem kanalów 7 przez nastawne zaluzje przeprowadza sie przez ko¬ more 9 pieca, oddajac cieplo materialom wsado¬ wym. Poniewaz spaliny wlotowe maja jedna¬ kowa temperature i sa intensywnie przeciaga¬ ne wentylatorem obiegowym 5, dlatego odda¬ wanie ciepla wsadowi jest szybkie i równo¬ mierne ze wszystkich stron, a róznica tempe¬ ratur w piecu nie przekracza ± 5 -H 10°C.Z komory 9 pieca spaliny zamiast, odchodze¬ nia do komina, unoszac cieplo, sa wysysane wentylatorem 5 obiegowym i ponownie wtla¬ czane do komory spalania 3, w której uzupel¬ nione swiezymi spalinami zostaja ponownie wtloczone do komory 9 pieca. Powstaje zamknie¬ ty obieg spalin, z tym, ze w najzimniejszej strefie pieca nieznaczna ilosc zimnych spalin odprowadza sie na zewnatrz, aby zrobic miejsce nowym spalinom potrzebnym do pokrycia bra¬ ku ciepla oddanego w piecu.Wynika z tego, ze zamiast jak zwykle wy¬ twarzac spaliny i po przejsciu ich przez piec odprowadzac je do komina, co jest zwiazane z duzymi stratami ciepla, to wytworzone spaliny kraza w obiegu zamknietym, uzupelniane je¬ dynie swiezymi w zaleznosci od potrzeby.Piec taki daje dwudziestokrotna oszczednosc paliwa i równomiernosc nagrzewu obrabianych przedmiotów.W razie potrzeby zamiast do podgrzewania mozna caly uklad wykorzystac do chlodzenia.Jezeli bowiem otworzy sie boczne klapy 14 komory 9 pieca, to przez nie bedzie zasysane zimne powietrze otoczenia, które zostanie wtlo¬ czone razem ze spalinami wentylatorem do ko¬ mory spalania 3r a stad do pieca.Zarówno wiec podgrzewanie, jak i chlodze¬ nie spalin moze byc przeprowadzone wedlug dowolnych krzywych wykresu czasu. Regulacja temperatur jest niezmiernie latwa przy duzej równomiernosci temperatur w piecu.W celu zapobiezenia duzym stratom ciepla wskutek pochlaniania go przez ceramiczne scia¬ ny pieca, piec wedlug wynalazku posiada obu¬ dowe o lekkiej konstrukcji profilowo^blaszanej, wypelnionej welna zuzlowa. Przy takim wyko¬ naniu sciany i sklepienie komory plecowej 9 i cala obudowa moze byc wykonana na goto- wo w warsztacie i w postaci prefabrykatów zmontowana na miegscu pracy w krótkim cza¬ sie, np. w ciagu tygodnia. Poniewaz caly piec jest. lekki i nie zwiazany z fundamentem, przeto moze byc stawiany na podmurówce z cegly lub na cienkiej posadzce betonowej* Ito- jemnosc cieplna takiej obudowy jest iniftfcitlfir na w porównaniu z obudowa ceramiczna, a straty ciepla znacznie mniejsze, tym samytm obudowa taka nie wplywa ujemnie na prze¬ bieg procesu obróbki cieplnej.Jesli chodzi o samo rozwiazanie obudowy, to jest ona wykonana tak, ze nie ulega krzywie-niu sie, gdyz jej czesci wewnetrzne narazone na dzialanie ciepla wykonane sa z blachy o gru¬ bosci 3 mm, osadzonych luznie w prowadnicach i maja zupelna swobode rozszerzania sie pod wplywem ogrzewania.Opisany ptiec nadaje sie równiez do susze¬ nia form i rdzeni odlewniczych, wykazujac znaczna przewage nad dotychczas uzywanymi suszarniami, umozliwia bowiem podnoszenie temperatury calego wsadu bez uprzedniego od¬ prowadzenia wilgoci, a dopiero po ogrzaniu wsadu mozna pare odprowadzic. Przy takiej pracy unika sie pekania form i rdzeni odlew¬ niczych.Ponadto piec posiada samoczynne klapy bez¬ pieczenstwa 6, zapobiegajace niewskazanym przyrostom cisnien, oraz szereg otworów po¬ miarowych.Do rozdzialu spalin piec posiada regulowane z zewnatrz w czasie jego pracy zaluzje 12.Drzwi 8 pieca sa bardzo lekkiej konstrukcji i sa otwierane recznie lekko bez jakichkolwiek urzadzen.Piec tworzy lekka, tania, ekonomiczna i prze¬ nosna calosc i umozliwia korzystna obróbke cieplna w zakresie temperatur do 400°C.Opisany piec sklada sie z nastepujacych czesci: palnika 1, komory spalania 3, otoczonej czescia zewnetrzna 2. Komora spalania jest zaopatrzona w zeberka 4 powodujace wirowanie spalin zimnych i goracych, a tym samym ich wzajemne wymieszanie sie. Spaliny z komory spalania 3 przechodza przez przewód doprowa¬ dzajacy 15, wyposazony w samoczynne klapy 6 bezpieczenstwa do kanalów 7 obiegu spalin, z których przez nastawne zaluzje 12 dostaja sie do wlasciwej komory 9 pieca. W komorze tej spaliny oddaja cieplo wsadowi, a zassane przez wentylator 5 spaliny wtlaczane sa z po¬ wrotem do komory spalania. Calosc pieca wy¬ konana jest z konstrukcji profilowo-blaszanej, izolowanej warstwa 11 welny zuzlowej i posia¬ da drzwi 8 o lekkiej konstrukcji oraz wysuwny trzon 10, który spoczywa na fundamencie 11 wykonanym z podmurówki z cegly luib plyty betonowej. PL