DE81895C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 24: Feuerungsanlagen.

(Grfsch. Surrey, England).

Regenerativofen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 3. Februar 1894 ab.

Gegenstand der Erfindung bildet ein neuartiger umstellbarer Regenerativofen für metallurgische und andere Zwecke. Die Erfindung bezweckt, Ersparnisse an Brennmaterial zu erzielen, die wirksamere Anwendung von Gasfeuerung in derartigen Oefen zu erleichtern, die Regelung der heifsen Verbrennangsproducte beim Abziehen aus dem Ofen und durch die Regeneratorkanäle zu vervollkommnen, den Wärmeverlust durch die Luft in den Theilungskanälen auszugleichen und dahin Vorkehrung zu treffen, dafs die Verbrennungsproducte an der Stelle, wo sie nach ihrem Austritt aus der einen Kammer, in der sie auf das darin befindliche Metall oder dergl. eingewirkt haben, in die zweite, mit frischem Material beschickte Kammer zum gleichen Zwecke eintreten, durch besondere Ströme von Gas und erhitzter Luft aufgefrischt werden.

Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt nach A-A der Fig. 2,

Fig. 2 ein solcher nach B-B der Fig. 1,

Fig. 3 ein solcher nach C-C der Fig. 2, in der Richtung nach links gesehen,

Fig. 4 ein solcher nach D-D der Fig.· 6,

Fig. 5 ein solcher nach E-E der Fig. 2, nach rechts gesehen,

Fig. 6 ein waagerechter Schnitt nach G-G der Fig. i,

Fig. 7 ebenfalls ein waagerechter Schnitt nach H-H der Fig. 2 und

Fig. 8 ein senkrechter Schnitt durch die verschiedenen Kanäle und Züge nach K-K der Fig. 6.

Die Fig. 9 bis 13 veranschaulichen die Erfindung in ihrer Anwendung auf solche Oefen, bei denen beide Hauptkanäle sich am einen Ende des Ofens befinden, und zwar zeigt:

Fig. 9 einen senkrechten Längenschnitt nach L-L der Fig. 10, in der Richtung nach rechts gesehen,

Fig. 10 einen Querschnitt nach N-N der Fig. 11, .

Fig. 11 einen zweiten Längenschnitt nach 0-0 der Fig. 1 o, in der Richtung nach links gesehen,

Fig. 12 einen waagerechten Schnitt nach P-P der Fig. 10 und

Fig. 13 einen solchen nach R-R der Fig. 11.

Fig. 14 zeigt im senkrechten Längenschnitt eine geänderte Ausführungsform in Gestalt eines für gröfseren Betrieb bestimmten Ofens mit drei Böden und zwei Sätzen Wiedererhitzungskanälen zum Wiedererhitzen des Stromes der Verbrennungsproducte zwischen den Böden, wobei die Hauptkanäle für Gas und Luft an den beiden Enden des Ofenraumes angeordnet sind und die Regeneratorkanäle mit ihren Enden einander gegenüber liegen.

Fig. 15 ist ein senkrechter Schnitt nach S-S der Fig. 17, nach links gesehen,

Fig. 16 ein senkrechter Querschnitt nach T- T der Fig. 14, nach links gesehen,

Fig. 17 ein senkrechter Querschnitt nach T-T der Fig. 14, nach rechts gesehen, und

Fig. 18 ein senkrechter Schnitt nach V-V der Fig. 17, nach links gesehen.

Der Betrieb geht folgendermaafsen vor sich:

Der Gaserzeugerp (Fig. 4) wird mit Kohlen oder anderem Brennmaterial mittelst des Behälters 0 auf dem Rost ρ' angezündet und die Thür ζ des Rostes dann geschlossen. Die zur Verbrennung erforderliche Luft wird durch die Oeffnung x¹ eines Dampfrohres unter dem Rost eingelassen, während die Thür ^¹ des Aschenkastens geschlossen ist. Der Dampf dient dazu, Luft und Dampf in den Erzeugerp einzuflöfsen, sobald das Feuer vollständig weifsglühend geworden ist, wodurch aufser dem gewöhnlichen. Gas auch Wassergas erzeugt wird. Das im Erzeuger ρ dargestellte Gas geht beim Oeffnen der Klappen/ oder/"¹ (Fig. 1 und 4) durch die Kanäle i oder z¹ (Fig. 4 und 5) zum Hauptkanal b oder b\ und beim Oeflfnen des Ventils h (Fig. ι und 8) durch die Kanäle d^l (Fig. 5 und 8) zum kleinen Wiedererhitzungskanal d (Fig. 1 und 8), wo es mit der in den kleinen Verbrennungskammern e¹ (Fig. 2 und 4) befindlichen Luft zusammentrifft. Der Ofen nimmt die Luft in folgender Weise auf:

Wenn das die Luft verstellende Ventil k (Fig. 1) geöffnet wird, strömt die Luft durch den Kanal u oder κ' in den Boden oder die Hitzevertheilungskammer ί oder t¹ (Fig. 2) eines der Regeneratoren ein, zieht dann durch die Oeffnung 2 oder 4 (Fig. 5 und 9) nach der mittleren oder der Ausgleichskammer s oder s¹ (Fig. 2, 3 und 5) des anderen Regenerators, dann durch die Oeffnung 1 oder 3 nach der oberen oderHitzeconcentrirungskammerr oderr¹ des ersten Regenerators, dann durch die Kanäle I oder /' (Fig. 5) nach dem Hauptkanal c oder c¹ und durch die Kanäle m oder m^l (Fig. 8) nach dem kleinen Wiedererhitzungskanal d. Das Gas und die Luft treffen auf die Weise in den kleinen Verbrennungskammern e e¹ zusammen, wo Entzündung stattfindet; weitere Verbrennung geht dann in den Ofenkammern w w¹ (Fig. 6) vor sich.

Die Verbrennungsproducte der Gase und der Luft ziehen, von den Hauptkanälen kommend, durch die Ofenkammer entlang nach dem Einlafs des Theilungskanals A:¹ (Fig. 2, 4, 6 und 8) durch den sie hindurchzuströmen gezwungen sind. In diesem Theilungskanal k¹ bildet die intensiv erhitzte Flamme der aus dem Wiedererhitzungskanale kommenden Luft und des Gases gewissermaafsen einen Vorhang oder eine Thür von Feuer und theilt ihre intensive Hitze den weniger stark erhitzten Verbreftnungsproducten mit, welche aus der einen Kammer w in die andere y¹ ziehen und dabei auf diese Weise den in der ersten Kammer erlittenen Hitzeverlust wieder ersetzt erhalten.

Auf diese W^Teise wird die zweite Kammer τν^λ bis zu derselben Betriebs- oder Arbeitstemperatur wie die erste Kammer erhalten, und die Verbrennungsproducte verlassen die zweite Kammer n>¹ mit im wesentlichen der gleichen Temperatur, mit der sie die erste Kammer w verlassen haben, um nunmehr durch den Hauptluftkanal c^l der zweiten Kammer abwärts nach dem Regenerator zu ziehen (Fig. 2). Die Verbrennungsproducte gelangen zunächst in die Concentrationskammer r¹ des zweiten Regenerators, dann in die Ausgleichskammer s des ersten Regenerators und von dort nach der Hitzevertheilungskammer i¹ des zweiten Regenerators, um schliefslich von hier aus durch das Umstellventil nach dem Schornstein χ zu ziehen. Die Kammern der Regeneratoren sind in bekannter Weise mit Ziegelwerk gefüllt.

Beim Umstellen der Klappen ff¹ und g g^l (Fig. ι und 6) und k ziehen Gas und Luft nach dem anderen Hauptzuge ^¹C¹ der zweiten Kammer, die dann in gleicher Weise wirkt, wie dies vorher die erste Kammer gethan; der ganze Vorgang spielt sich in umgekehrtem Sinne ab. Die Verbrennungskammer e¹ befindet sich fortwährend mit Flammen gefüllt, welche von beiden Kanälen stets in der Richtung des Luftzuges brennen. Beim · Umstellen der Platten findet auch eine entsprechende Umkehrung der Luftbewegung durch die nach e führenden Kanäle hindurch statt. Die Luft tritt dabei an der Umstellklappe k ein, zieht durch die Hitzevertheilungskammer t^l des zweiten Regenerators (der eben zuvor von den hindurchziehenden Verbrennungsproducten erhitzt worden) nach der Ausgleichskammer s des ersten Regenerators und schliefslich nach der Concentrationskammer r¹ des zweiten Regenerators und nach dem Haupt- sowie nach den Wiedererhitzungskanälen.

Um zunächst dem Ofen und den Regeneratoren die erforderliche Arbeitstemperatur zu geben, mag die Umstellung alle zwei oder drei Stunden stattfinden. Sobald man die Arbeitstemperatur erzielt hat, kann das zu behandelnde Material auf die Ofenherde α α¹ der Kammern w »' gebracht werden. Umstellung bewirkt man dann je nach Bedürfnifs (d. h. je nach der Art der Gicht) zwecks Erhaltung und Ausgleichung der Differenz zwischen den Temperaturen in den Ofenkammern n> und w^l. Das Gas für die Hauptkanäle b oder b^l wird durch den unter dem Rost des Erzeugers eingelassenen Dampf und Luft und durch das Ventil h (Fig. 1 und 3) zum Wiedererhitzungskanal geregelt. Die Luft für die Haupt- und Wiedererhitaungskanäle wird durch das Ventil k in der üblichen Weise geregelt. Demzufolge können also die Ofenkammern n> n>¹ auf der gleichen Betriebs- oder Arbeitstemperatur erhalten werden.

Es erhellt, dafs also die durch die Ausgleichskammern des einen oder des anderen

Regenerators hindurchziehende Luft allmälig die in dieser Kammer aufgespeicherte Hitze aufbraucht; aber infolge des Durchströmens der ungemein stark erhitzten Verbrennungsproducte durch die oberhalb und unterhalb gelegenen Kammern wird die Hitze der Ausgleichskammer allmälig zum Theil auf das frühere Maafs zurückgebracht. Bei den gewöhnlichen Regeneratoren braucht die in den Regenerator eintretende kalte Luft fortwährend die aufgespeicherte Hitze des Regenerators auf, wodurch eine fortwährende Aenderung in der Temperatur der Hitze hervorgerufen wird, bis die Klappen umgestellt werden. Dabei ist naturgemäfs die Luft bei Beendigung des Arbeitsganges erheblich kühler als zu Anfang desselben; infolge dessen wird auch die Temperatur des Ofens in hohem Grade beeinflufst, und zwar in einem für die Arbeitsleistung sehr ungünstigen Sinne. Bei der neuartigen Einrichtung der Regeneratoren nach vorliegender Erfindung werden die Aenderungen in der Temperatur der Luft und des Gases auf ein Mindestmaafs beschränkt und wird die Temperatur des einströmenden Gases und der einströmenden Luft möglichst hoch erhalten, wodurch die Wirksamkeit des Ofens ganz erheblich gesteigert wird.

Die Scheidewand η (Fig. i, 2, 4, 6 und 8) bezweckt, die sämmtlichen Verbrennungsproducte von derjenigen Kammer, in welcher das Gas und die Luft aus dem Hauptkanale sich im Zustande der Verbrennung befinden, zu veranlassen, durch die Kanäle d. und e zu ziehen; dort sollen sie der hohen Hitze des brennenden Gases und der Luft, welche aus demWiedererhitzungskanale kommen, begegnen, wodurch den Verbrennungsproducten aus der ersten Kammer auf ihrem Wege nach der zweiten Kammer diejenige Hitze wieder hinzugefügt wird,' die sie in dieser Kammer verloren haben. Auf diese Weise wird eine Ersparnifs an Brennmaterial erzielt, welche der gesammten Wärme der aus der ersten Kammer auf directem Wege herausgelangenden Verbrennungsproducte entspricht..

Wenn man annimmt, dafs die Verbrennungsproducte vom Hauptkanale im Augenblicke der Verbrennung von Gas und Luft einer Heiztemperatur von etwa 2000 ° C. entsprechen, und dafs der durch Absorption im Ofen und durch das Erhitzen des Materials bedingte Wärmeverlust seitens der Verbrennungsproducte bei ihrem Durchgange durch die Kammer 800° C. gleichkommt, so verlassen die Verbrennungsproducte diese Kammer mit etwa 1200⁰ C. Diesen Verlust mufs demnach der bei dem Trennungskanale gelegene Wiedererhitzungskanal den Verbrennungsproducten ersetzen, damit in der zweiten Kammer dieselbe Arbeit geleistet wird, welche durch etwa ein Drittel des vom Hauptkanal kommenden und zur Erhitzung nur der ersten Kammer nöthigen Gases repräsentirt werden kann.

Die durch die Schnitte (Fig. 9 bis 13) angedeutete geänderte Ausführungsform ist für einen Ofen bestimmt, welcher seine Hauptkanäle an einem Ende "und nahe zusammen hat. Die Regeneratoren sind deshalb neben einander angeordnet mit den beiden Reihen von Kanälen zum Ofen an demselben Ende, wo die Hauptkanale des Ofens sich befinden. Die Verbrennungsproducte ziehen, wenn sie den Ofen verlassen , durch den Hauptluftkanal / oder Z¹ (Fig. 9, 11 und 12) in die Hitzeconcentrationskammer r oder r^l eines der Regeneratoren, von da durch die Oeffnungen 1 oder 3 nach den Hitzeersetzungskammern des anderen Regenerators s oder s\ dann durch die Oeffnungen 2 .oder 4 (Fig. 9 und 11) nach der Hitzevertheilungskammer t oder t¹ des anderen Regenerators und von da durch die Umstellklappe nach dem Schornstein. Der Luftzug zum Ofen nimmt die entgegengesetzte Richtung.

Die durch die Fig. 14 bis 18 dargestellte geänderte Ausführungsform ist für einen grofsen Ofen mit drei Herden α α¹ α², mit zwei Wiedererhitzungskanälen und den Hauptkanälen an jedem Ende bestimmt. Das Gas des nicht gezeichneten Erzeugers wird nach dem Ofen in der üblichen Weise geleitet. Die Regeneratoren werden mit ihren Enden gegen einander angebracht.

Die Leitung der Luft nach dem Ofen durch die Regeneratoren geschieht wie folgt: Die Luft zieht durch den Kanal u oder u¹ (Fig. 14) in die Hitzevertheilungs- oder unterste Kammer t oder t¹ eines der Regeneratoren, von da durch die Öffnung 1 oder 2 nach 3 oder 4 in den Kanalj** oderjk¹, dann in die Hitzeergänzungskammer s oder s¹ des anderen Regenerators, durch die Oeffnung 5 oder 6 nach 7 oder 8 in die Hitzeconcentrationskammer r oder r¹ des anderen Regenerators und von da durch die Kanäle / oder Z¹ (Fig. 14) nach den Kanälen des Ofens. Die von dem Ofen nach dem Schornstein ziehenden Verbrennungsproducte nehmen die entgegengesetzte Richtung, wie durch die punktirten Pfeile in Fig. 14 und 15 angedeutet ist.

Die Gas- und Luftkanäle im Ofen können verschiedenartig angebracht werden; indessen empfiehlt es sich, die kleinen Kanäle in den Scheidewänden anzubringen, wo sie für die Wiedererhitzung der Verbrennungsproducte am wirksamsten sind.

Die Anzahl der Kammern in den Regeneratoren, sowie die Form der Regeneratoren können verschieden genommen werden, so lange nur der Grundgedanke der Wärmeausgleichung bei der zuströmenden Luft bezw. dem Gase beibehalten wird.

Claims (1)

Patent-Ansprüche: Umstellbarer Regenerativofen, dadurch gekennzeichnet, dafs im Theilungskanale des Ofens Gas- und Luftwiedererhitzungskanäle (d e) so angeordnet sind, dafs sie durch ihre Flamme den von der ersten (w) in die zweite Kammer (wl) des Ofens übertretenden Verbrennungsproducten im wesentlichen die in der ersten Kammer abgegebene Hitze wieder mittheilen. Ein Regenerativofen nach Anspruch i., gekennzeichnet durch zwei zusammenwirkende Gruppen von Regeneratorkammern oder -Kanälen, welche zum Zweck der Erzielung einer gleichmäfsigen Vertheilung und zweckmäfsigeren Ausnutzung der Hitze so zu einander angeordnet sind, dafs die dem Ofen zugeführte Luft vom untersten Kanäle (t) der einen Gruppe nach dem mittleren Kanäle fs1) der zweiten Gruppe und von diesem wieder nach dem oberen Kanäle (r) der ersten Gruppe zieht, während die aus dem Ofen abziehenden Verbrennungsgase durch den oberen Kanal (rl) der zweiten Gruppe in den mittleren Kanal (s) der ersten Gruppe und von diesem in den unteren Kanal (t1) der zweiten Gruppe treten, und umgekehrt. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen. 3Ϊ! Af.3S' II'

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