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Winderhitzer für Hochöfen Die Erfindung betrifft einen von unten beheizten
Winderhitzer mit in diesem eingebauten Brennschacht und mit von unten einzuführendem
Kaltwind, wobei beim Einführen des Kaltwindes die gemauerte Steinkuppel einer Druckbelastung
ausgesetzt ist.
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Sowohl der Kaltwind wie auch das Breungas oder der Heißwind, die auf
der anderen Seite in den Winderhitzer strömen, sind in ihrer Strömungsrichtung wohl
zunächst gleichsinnig, jedoch dann gegensinnig zueinander gerichtet, und es ergibt
sich infolge der innewohnenden Strömungsenergie ein Drückstau, der von der Steinkuppel
aufzunehmen ist.
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Um der Wärmeausdehnung der Ausmauerung Rechnung zu tragen, ist außerdem
zwischen der Steinkuppel und dem äußeren Blechmantel bei Winderhitzern ein ausreichender
Zwischenraum vorgesehen. Dieser Zwischenraum steht zwar durch das Loch im Schlußstein
der Steinkuppel mit dem Cowperinneren in Verbindung. Da aber durch dieses Loch das
Thennoelement zur Messung der Kup#C-temperatur hindurchgeführt wird, bleibt nur
ein schmaler Ringraum übrig. Je höher nun die Winddrücke werden, desto schwieriger
wird der Druckausgleich zwischen dem Kuppelinneren und dem beschriebenen Zwischenraum.
Ein solcher Druckausgleich ist jedoch unbedingt erforderlich, damit die Steinkuppel
nicht gesprengt wird.
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Man hilft sich daher in der Weise, daß man den Kaltwindschieber nur
ganz allmählich öffnet. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Cowperumstellung
außerordentlich viel Zeit, z. B. 3 bis 5 Minuten, beansprucht. Man
hat auch schon statt des Schlußsteines einen Körper lose eingesetzt, der sich wie
ein Ventil nach oben anheben kann, wenn der Druckunterschied zwischen dem Kuppelinneren
und dem Zwischenraum eine gewisse Größe überschreitet.
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Alle diese Maßnahmen kommen nicht mehr in Frage, wenn die Winddrücke
nach den neuesten Bestrebungen noch weiter ansteigen und z. B. Werte von etwa
3 atü erreichen. Der Kaltwind strömt bei derartigen Druckverhältnissen mit
einer solchen Geschwindigkeit in den Cowper ein, daß er stoßartig auf die Steinkuppel
wirken muß. Diese stoßartige Beanspruchung wird von keiner Steinkuppel aufgehalten.
Auch der Einsatz des ventilartig gestalteten Schlußsteines als Hilfsmittel versagt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die bei
höheren Winddrücken auftretende stoßartige Beanspruchung der Steinkuppel herabzusetzen
oder überhaupt gänzlich zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabenstellung wird dadurch
erreicht, daß ein Gegendruck erzeugt wird, der der Druckwelle des Windes aus dem
Gitterwerk gegen die Steinkuppel entgegenwirkt, so daß nach der Erfindung vorgeschlagen
wird, daß an die unten in den-Winderhitzer mündende Kaltwindleitung zwischen einem
außerhalb liegenden Kaltwindschieber und dem Winderhitzermantel eine aufwärts führende
Hilfsleitung angeschlossen ist, die tangential in den von dem Blechmantel der Winderhitzerkuppel
und der Steinkuppel gebildeten Zwischenraum mündet.
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Es ist wohl die Ausführung eines Winderhitzers bekannt, der ähnlich
wie der der Erfindung von unten beheizt wird (britisches Patent 387 070).
Ein Druckausgleich ist aber hier nicht möglich. Bei dem auf der Spitze dieses Winderhitzers
angebrachten Stutzen handelt es sich um eine Leitung, die dazu dient, aus einem
Doppelblechmantel, der den Winderhitzer umgibt, Luft für den Brenner anzusaugen,
die diesem dann während der Heizperiode als vorgewärmtes Medium zugeführt wird.
Die Möglichkeit, während der Windperiode auf die Steinkuppel von oben her einen
Druck auszuüben, der als Gegendruck gegen jenen gedacht ist, der unter der Kuppe]
herrscht, ist nicht gegeben.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird erreicht, daß durch die tangentiale
Anordnung der Hilfsleitung eine Vermischung zumindest mit der bereits über der Kuppel
liegenden Heißluft erfolgt. Im übrigen ergibt sich dadurch, daß die Hilfsleitung
im Querschnitt wesentlich geringer ist als die Hauptwindleitung, eine Erhöhung der
Geschwindigkeit in der Hilfsleitung, die dazu führt, daß der Druckausgleich oberhalb
der Kuppel schneller herbeigeführt wird als unterhalb der Kuppel. Nur ein bestimmtes
Maß an Kaltluft kann zugeführt werden, und zwar gerade nur so viel, bis sich ein
gewisser Druckausgleich eingestellt hat. Denn in dem Raum oberhalb der Kuppel befindet
sich ein bestimmtes Luftvolumen, das einen gewissen Druck hat.
Auf
der anderen Seite wird der Hauptwindstrom durch den Winderhitzer nach oben getrieben,
und mit einer gewissen Verzögerung stellt sich unterhalb der Kuppel der gleiche
Druck ein wie oberhalb der Kuppel. Ist dieser Zustand erreicht, erfolgt kein Austausch
mehr zwischen diesen beiden Räumen, der im übrigen noch dadurch, daß in der öffnung
zwischen dem Raum -über der Kuppel und dem unterhalb der Kuppel ein Thermoelement
eingebaut ist, keineswegs gefördert, sondern gehindert wird. Diese öffnung wirkt
als eine Art Bremse.
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Ist der Druckausgleich geschaffen, tritt keine Bewegung und kein Austausch
von Kaltwind mehr ein. Selbst wenn das für das Thermoelement vor-. gesehene Loch
nicht - wie allgemein üblich - abgedichtet sein sollte, könnte, bevor
die Druckwelle von unten die Kuppel erreicht, aber auch.nur eine geringe Menge Luft,
und zwar keine Kaltluft, sondern nur die sich über der Kuppel befindliche Luftauf
das Thermoelement einwirken. Hierbei kann es sich zeitlich um Größenordnungen von
nur etwa einer halben Minute handeln, um den Druckausgleich herzustellen, und dann
wird auch wieder die richtige Temperatur erreicht.
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Durch geeignete Wahl des Querschnitts der Hilfsleitung ist es ohne
weiteres möglich, zu erreichen, daß in..dem Zwischenraum sehr schnell ein ausreichender
Gegendruck erzeugt wird, und zwar schneller als die Druckwelle des Windes aus dem
Gitterwerk gegen die Steinkuppel stößt. -
In der Zeichnung ist schematisch
ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Winderhitzers dar-,gestellt. Der Winderhitzer
hat den bekannten Blechmantel 1
mit der Zuführungsleitung 2 für Kaltwind,
der Leitung 3 für Brenngas und der Heißwindleitung 4. Die Ausmauerung umfaßt
in bekannter Weise den Brennschacht 5, das Gitterwerk 6 und ist oben
durch die Steinkuppel 7 mit einem nicht besonders dargestellten Schlußstein
abgeschlossen. Die Hilfsleitung ist als Leitung 8 dargestellt. Sie ist an
die Kaltwindleitung 2 hinter dem Kaltwindschieber möglichst bogenförmig angeschlossen
und mündet tangential in die Winderhitzerkuppel zwischen Blechmantel 1 und
Steinkuppel 7.