DE2318971A1

DE2318971A1 - Verfahren zur ofenbeheizung

Info

Publication number: DE2318971A1
Application number: DE2318971A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Dipl Ing Dr Knaak
Original assignee: Koppers Wistra Ofenbau GmbH
Current assignee: Koppers Wistra Ofenbau GmbH
Priority date: 1973-04-14
Filing date: 1973-04-14
Publication date: 1974-10-24
Also published as: FR2225694B1; FR2225694A1; JPS508710A; IT1003621B; GB1469702A; US3969069A

Description

HK

Essen, denll- 4. 1973 N 4558/W Vo/Wi.

Koppers-Wistra-Ofenbau Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 4000 Düsseldorf-Heerdt, Wiesenstrasse 134

Verfahren zur Ofenbeheizung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beheizung eines Ofens zum Erwärmen von Gut mittels Gas- oder Ölbrennern, wobei sich die Brennerstrahlen in einen freien Beheizungsraum erstrecken und die Temperatur durch Verstellung der Brennerbelastung stetig geregelt wird.

Die Temperaturregelung von Industrieöfen erfolgt entweder durch eine stetige oder eine Zweipunktregelung der Öfen. Bei der stetigen Regelung kann die Brennerbelastung jeden Wert zwischen der brennerbedingten Grösst- und Kleinsteinetellung annehmen. Diese Regelung hat folgende Nachteile ; Bei geringem Energiebedarf ■wird der Impulsstrom des Brenners klein. Dies ist in den Fällen nachteilig, in denen die Umwälzung der Rauchgase durch den Impuls strom der Brenner für die Erreichung einer hohen Temperaturgleichmässigkeit ausschlaggebend ist. Bei Öfen mit strahlenden langen Flammen, deren Wärmgut sich parallel zu den Flammen erstreckt, ist die Verkürzung der Flammen bei geringem Energiebedarf von Nachteil. Letzteres ist beispielsweise der Fall bei öfen, bei denen Brammen von einem zum anderen Ofenende trans-

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portiert werden und deren Beheizung durch Brenner erfolgt, die in den Seitenwänden eingebaut sind und deren Flammen sich quer zur Transportrichtung der Brammen erstrecken. Bei geringem Energiebedarf ist die Flammenlänge entsprechend klein und es entsteht der Nachteil, dass die den Seitenwänden nahen Enden der Brammen stärker erwärmt werden als die im Mittelteil des Ofens befindlichen mittleren Partien der Brammen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es bekannt, die Brenner im Zweipunktverfahren, also auf-zu oder gross-klein zu regeln. Im Falle der auf-zu-Regelung werden die vorgenannten Nachteile vermieden. Im Falle der gross-klein-Regelung, bei der nur die Brennerbelastung zwischen ihren Grenzwerten Grossstellung/Kleinstellung pendelt, werden die vorgenannten Nachteile um so besser vermieden, je kleiner die Kleinstellung ist. Die Nachteile der Zweipunktregelung hängen mit der schlagartig wechselnden Brennerbelastung zusammen. Einmal werden die Stellglieder hoch beansprucht. Das erfördert insbesondere bei Verwendung von Heissluft kostspielige Einrichtungen mit hohem Wartungsaufwand. Weiter können die Luft- und Brennstoffversorgung oft der plötzlichen Belastungsänderung nicht schnell genug folgen. Das bedeutet beispielsweise Druckabfälle bzw. Druckspitzen in der Gasversorgung. Daraus wiederum folgt, dass das erwünschte

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Brennstoff/Luft-Verhältnis während der Einschaltphasen nicht eingehalten werden kann. Daraus folgt eine Abweichung von der gewünschten Zusammensetzung der Ofenatmosphäre und in vielen Fällen Schwierigkeiten beim Wiederziinden des Brenners. Auch die Regelung des Ofenraumdruckes wird durch die schlagartigen Änderungen der in den Ofen einströmenden Rauchgasmengen vor Aufgaben gestellt, die nur unter besonderen Massnahmen und in bestimmten Fällen ausreichend berücksichtigt werden können. Wenn alle Brenner bei der auf-zu-Regelung gleichzeitig ausgeschaltet sind, ist eine Druckhaltung nur bei einem Ofen möglich, der als Glocke nach oben absolut dicht ist. Da letzteres in vielen Fällen nicht zu erreichen ist, ergibt sich ■während dieser Zeiträume ein die Temperaturgleichmässigkeit und die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre verschlechternder Durchzug. Bei öfen mit hohen Leistungen, bei denen während des Betriebes die Türen öfters geöffnet ■werden müssen, kann ausserdem eine Gefährdung durch plötzliches Aueflammen von Rauchgas gegeben sein. Auch die Rekuperatoren würden durch grosse schlagartige Belastungsschwankungen einer übermäseigen Dauerbeanspruchung ausgesetzt.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird ein Verfahren zur Beheizung eines Ofen vorgeschlagen, bei dem die Beheizung durch öl- oder Gasbrenner erfolgt, wobei sich die Brennerstrahlen in einen freien Beheizungeraum

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erstrecken und die Temperatur durch Verstellung der Brennerbelastung stetig geregelt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass im Teillastbereich der Betriebszustand der Brenner gruppen in Abhängigkeit von der Zeit periodisch umgeschaltet wird, wobei die Brenner gruppe bzw.· die Brennergruppen während des Zeitraumes t 1 von der stetigen Temperaturregelung geregelt, nach Ablauf von t 1 umgeschaltet und während des anschliessenden Zeitraums t 2 auf eine vorgegebene Laststufe geschaltet, nach Ablauf von t 2 wieder umgeschaltet werden und das Spiel wieder mit t 1 beginnt. Die vorgesehene Laststufe kann dabei von einem Mengenregler mit vorgegebenem Sollwert geregelt werden. Sie kann aber auch durch einen fest vorgegebenen Wert der Stellgrösee der Stellglieder der Brennergruppe bestimmt sein.

Das vorgenannte Verfahren hat gegenüber der stetigen Regelung den Vorteil, dass die während t 2 vorgegebene Laststufe so gewählt wer -

Laststuf« den kann, dass die während t 1 von der Temperaturregelung bestimmte/ sich im oberen Teil des Regelbereiches der. Brennergruppe einstellt. Dadurch wird der nachteilige Betrieb im Bereich von weniger als der halben Belastung vermieden. Gegenüber der Zweipunktregelung hat das erfindungsgemäase Verfahren den Vorteil, dass die erwähnten nachteiligen schlagartigen Änderungen der Lastatufe nur in durch die

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Wahl von t 1 und 1 2 grösseren Zeitabständen, d.h. nur relativ selten, erfolgen. Da sich bei vielen Öfen die das Zeitverhalten der Regelstrecke bestimmenden Grossen wie Wärmgut, Aufheiz geschwindigkeit u.s.w. ändern, ist eine derartige Beeinflussung der Umschalthäufigkeit bei der Zweipunktregelung nicht in gleicher Weise möglich.

Die öfen besitzen auf Grund des Gewichtes, das heisst der Masse des Herdes, des Wärmgutes und der Isolation eine thermische Trägheit. Diese bewirkt, dass die Änderung der Energiezufuhr zwischen den Zeiten t 1 und t 2 keine unzulässigen Temperaturschwankungen bewirkt. Die Zeiten t 1 und t 2 werden dafür vorzugsweise zwischen einer und einigen Minuten gewählt. ;

Der stetige Regler stellt bei dem erfindungsgemässen Verfahren die während t 1 geregelte Brennerbelastung so ein, dass der Durchschnitt der Energiezufuhr während t 1 und t 2 dem Energiebedarf entspricht.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass bei Vorhandensein mehrerer Brenner gruppen die Umschaltung der verschiedenen Brenner gruppen so erfolgt, dass dadurch die Summe der Mengenströme von Luft und Brennstoff pro Zeiteinheit, d. h. der Wärmestrom, nicht geändert wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass

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mit dem Umschalten einer Brennergruppe von t 1 auf t 2 gleichzeitig die Umschaltung einer anderen Brennergruppe von t 2 auf ti vorgenommen wird. Das vorgenannte Verfahrei vermeidet die nachteiligen plötzlichen Änderungen der Energiezufuhr, wie sie bei der 2-Punkt-Regelung gegeben sind. Andererseits können die Zeiten t 1 und t 2 sowie die vorgegebene Laststufe so gewählt werden, dass in allen Bereichen des Energiebedarfs die Brennergruppen die Wärmeleistung vorwiegend im Bereich grösserer Brennerbelastung decken. Grössere Brennerbelastung bedeutet, dass auch der Impulsstrom und die Flam-'menlänge des Brenners im oberen Bereich liegen.

Weiter wird vorgeschlagen, dass bei einem Energiebedarf von über 50 % die während t 2 vorgegebene Laststufe die Vollaststellung der Brennergruppe ist. Dadurch wird erreicht, dass während t 2 der für die Flammenlänge bzw. die Rauchgasumwälzung günstigste Betriebszustand gewährleistet ist. Setzt man beispielsweise ti = t 2, ist immerhin während der Hälfte der Zeit die optimale Beheizung gegeben.

Weiter wird vorgeschlagen, dass bei einem Energiebedarf von weniger als 50 % die während t 2 vorgegebene Laststufe die Kleinststellung oder die Aus-Stellung der Brenner gruppe ist. Zur Veranschaulichung der Vorteile dieses Betriebes diene ein Beispiel :

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Der Energiebedarf betrage 35 % des Anschlusswertes.und es sei t 1 = t 2 gewählt. Während beim konventionellen stetigen Betrieb die Brenner gruppe also mit 35 % betrieben würde, läuft der erfindungsgemässe Betrieb während der halben Zeit mit 70 % Belastung der Brennergruppe und ist während der restlichen Zeit ausgeschaltet bzw. in Kleinststellung.

Im Falle der Ausschaltung ist der Vorteil offenbar· Im Falle der Kleinetstellung ist zu berücksichtigen, dass diese bei modernen Brennern so klein gehalten werden, dass sie die Beheizung nicht mehr wesentlich beeinflusst.

Bei dem Verfahren kann eine Brenner gruppe jeweils alle Brenner einer Regelzone umfassen. Jede Regelzone kann jedoch ebenso zwei oder mehrere Brenner gruppen umfassen. Die Brennergruppen wiederum können aus jeweils 1 oder mehreren Brennern bestehen·

Weiter wird vorgeschlagen, das« der Ofen bzw. die betreffenden Regelzonen im Bereich des Energiebedarfes von 50 - 100 % des Anechlue»werte8 in konventioneller Weise betrieben wird und beim Unterschreiten des Wertes von 50 % selbsttätig auf das Verfahren nach den vorhandenen Ansprüchen umgeschaltet wird, wobei wieder auf konventionelle Betriebsweise zurückgeschaltet wird, wenn der Energiebedarf wieder auf über 50 % des Anschlusewertes ansteigt.

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Weiter wird vorgeschlagen, dass von der vorgenannten Betriebeweise für groseen Energiebedarf auf die Betriebeweise für geringen Energiebedarf mit Hilfe von an sich bekannten Steuerung»- und Schalteinrichtungen selbsttätig umgeschaltet wird.

Dabei kann bei einem Energiebedarf von über 50 % t 1 = t Z und bei Unterschreiten dieses Energiebedarfes t 2 >■ ί 1 gewählt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass bei dem Verfahren die Brennerstrahlen so gerichtet in den Ofenraum eintreten, dass das Rauchgas in eine gleicheinnige Drehung versetzt und das Wärmgut umspült wird.

Abb. 1 zeigt einen Ofen im Querschnitt von oben gesehen. Der zylindrische Ofenmantel mit vertikaler Zylinderachse ist mit 1 bezeichnet, die tangential angeordneten Hochgeechwindigkeitsbrenner mit 2 und das im Schnitt dargestellte Werkstück mit 3. Derartige öfen werden als Schachtöfen bezeichnet und dienen u.a. zur Wärmebehandlung von Walzen. Letztere werden an einem Ende mit vertikaler Achse aufgehängt, so dass während der Wärmebehandlung kein Verziehen durch Einwirkung der Schwerkraft erfolgen kann. Die gegenüber dem Mittelteil der Walzen schwächeren

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Enden, die sogenannten Zapfen, sollen oft ausserhalb des Ofens bleiben, da dort andere Materialeigenschaften verlangt werden. Die Rauchgasabdichtung der aus dem Ofen herausragenden Zapfen ist in der Praxis nicht möglich bzw. unvollkommen. Das er findungsgemässe Verfahren ist bei einem derartigen Ofen von besonderem Vorteil, weil einerseits die Umwälzbrenner entweder ausgeschaltet sind oder mit relativ grosser Belastung betrieben werden. Andererseits werden plötzliche Druckschwankungen vermieden. Insbesondere wird ausgeschlossen, dass während irgendeines Betriebszeitpunktes alle Brenner gleichzeitig ausgeschaltet sind. Im letzteren Fall würde närrfich die Kaminwirkung des oben und unten undichten Ofens Kaltlufteinbrüche bewirken, die die Temperaturgleichmässigkeit verschlechtern. Mit Hilfe des beim erfindungsgemässen Verfahren vorhandenen stetigen Rauchgasstromes kann bei nicht zu grosser Undichtigkeit des Ofens ein dauernder Überdruck im Ofen gehalten werden, der Kaltlufteinbrüche verhindert.

Abb. 2 zeigt ebenfalls einen Ofen im Querschnitt von oben gesehen. Hier sind die Hochgeschwindigkeitsbrenner 4 in den Ofenecken ebenfalls so angeordnet, dass das Rauchgas in eine gleichsinnige Drehung versetzt und das Wärmgut 5 umspült wird. Derartige Öfen werden insbesondere als Haubenöfen ausgeführt.

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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Zeiten t 1 und t 2 für den ganzen Ofen gemeinsam so gesteuert werden und dass die jeweils mit der grösseren Laststufe betriebenen Brenner gruppen des ganzen Ofens gleichzeitig eine im Uhrzeigersinn drehende Rauchgasströmung erzeugen und dass nach Umschaltung die danach jeweils grosser betriebenen Brenner gruppen eine ir.i Gegensinn drehende Rauchgas Strömung erzeugen. Ein derartiges Verfahren ist erforderlich, wenn die Brennergruppen aus konstruktiven Gründen nicht so angeordnet werden können, dass sie alle im Sinn einer gleichsinnigen Drehung des Rauchgases um das Wärmgut wirken. Weiter kann die Umschaltung der Brennergruppen der jeweils in Ofenlängsrichtung hinter einander liegenden Zonen jeweils unmittelbar nacheinander erfolgen. Diese Massnahme soll berücksichtigen, dass auch bei der erfindungsgemässen Umschaltung der Brenner gruppen durch die technischen Unvollkommenheiten eine gewisse Ungleichmässigkeit des Rauchgasstromes während der Umschaltung verbleibt. Durch die unmittelbar aufeinanderfolgende Umschaltung wird vermieden, dass sich diese Ungleichmässigkeiten durch ihr gleichzeitiges Auftreten addieren.

In Ausgestaltung der Erfindung wird weiter ein Verfahren mit 4 Brenner gruppen 6, 7, 8 und 9 vorgeschlagen. Abb. 3, 4 und 5

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veranschaulichen dieses Verfahren. Auf der horizontalen Achse ist die Zeit in Zeitabschnitten ti aufgetragen. Darüber ist die verfahr enemas sige Betriebsweise der einzelnen Brenner gruppen 6, 7, 8 und 9 in Zuordnung zur Zeit dargestellt. Dabei Bedeutet ein einfacher Strich, dass die Brennergruppe von der Temperaturregelung geregelt wird. Ein Döppelstrich bedeutet, dass die Brennergruppe in Vollast betrieben wird. Das Fehlen einer Darstellung bedeutet, dass die Brennergruppe auf Mindestlast betrieben wird, d.h. entweder in Kleinststellung öder in Ausstellung. Abb. 3 gilt für einen Energiebedarf bis ca· 25 % des Anschlusswertes, Abb. 4 von ca- 25 bis 50 % und Abb. 5 für über 50 %. Die vier Brennergruppen 6, 7, 8 und 9 beheizen einen Ofenab schnitt gemeinsam und gehören entweder gemeinsam einem Temperaturregler oder einzeln oder in Gruppen je einem Temperaturregler zu, wobei die Brennergruppen jede für sich etwa den gleichen Anschlusswert haben und aus jeweils einem oder mehreren Brennern bestehen. Dabei ist im Bereich des Energiebedarfes bis etwa 25 % (Abb. 3) des Anschlueewerte» jede Brennerreihe während einer Zeit t 1 von etwa einer bis einigen Minuten an den betreffenden Temperaturregler angeschlossen und danach während t 2 = 3 t 1 auf Mindestlast geschaltet, wobei die einzelnen Brenner gruppen zeitlich nacheinander an die Temperaturregelung angeschlossen werden, so dass dauernd eine Brenner-

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gruppe geregelt wird und die übrigen 3 Brenner gruppen auf Mindestlast gefahren werden- Im Bereich des Energiebedarfes von etwa 25 - 50 % (Abb. 4) arbeitet jede Brennergruppe wahrend des gleichen Zeitraumes t 1 auf Vollast, während eines vorhergehenden oder an· schlies senden Zeitraumes t 1 an den Temperaturregler angeschlossen und während des Zeitraumes t 2 = 2 t 1 auf Mindestlast. Dabei sind jeweils gleichzeitig eine Brennergruppe auf Vollast, eine auf den Temperaturregler und 2 auf Mindestlast geschaltet, wobei die Brennergruppen wieder im Abstand von t 1 zyklisch gegeneinander vertauscht werden. Im ereich des Energiebedarfes von etwa 50 - 100 % (Abb. 5) des Anschlusswertes arbeiten jeweils 2 Brennergruppen während einer Zeit von 2 mal dein Zeitraum t 1 auf Vollast und anechliessend 'während der gleichen Zeitdauer auf die Temperaturregelung geschaltet, so dass jeweils gleichzeitig 2 Brennergruppen auf Vollast und 2 auf die Temperaturregelung geschaltet sind. Dabei werden die Brennergruppen wieder im Abstand von 2t 1 zyklisch gegeneinander vertauscht.

Abb. 6 veranschaulicht das gleiche Verfahren in anderer Weise. Auf der Abszisse ist die Summe der Belastungen der 4 Brennergruppen eines Ofenabschnittes, bezogen auf die Summe der Anschlusswerte dieser 4 Brennergruppen, von 0 - 100 % dargestellt, auf der Ordinate

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die Laststufe der einzelnen Brennergruppen ebenfalls von 0 - 100 %. Diese Darstellung gilt für einen bestimmten beliebigen Augenblick : Im Lastbereich bis ZS % wird eine Brennergruppe stetig geregelt, im Bereich bis 50 % fährt eine Gruppe auf Vollast, eine weitere wird stetig geregelt.und im Bereich von 50 - 100 % werden 2 Gruppen stetig geregelt, während 2 auf Vollast betrieben werden.

Weiter wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem in einem Längsschnitt des Ofens je 2 Brennergruppen auf der linken und auf der rechten Ofenseite angeordnet sind und das Wärmgut so aufgelagert ist, dass eine freie Rauchgasströmung unter dem Wärmgut von einer Ofenseite zur anderen möglich ist, und die Brenner strahlen von 2 dieser Brennergruppen im Sinne einer im Uhrzeigersinn das Wärmgut umspülenden Rauchgas walze und die Brenner strahlen von den anderen 2 Brenner gruppen im Sinne einer im Gegensinn das Wärmgut umspülenden Rauchgaswalze wirken. Erfindungsgemäss sollen die Brenner gruppen dabei so geschaltet sein, dass während der ersten beiden Zeitabschnitte t 1 die im Gegen-Uhrzeigersinn wirkenden Brennergruppen die grössere Belastung erhalten und dass umgekehrt während der anschliessenden -weiteren zwei Zeitabschnitte t 1 die beiden übrigen Brennergruppen die grössere Belastung erhalten.

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Weiter wird vorgeschlagen, dass im gleichen Anwendungsfall wie vorgenannt - die Brenner in der entgegengesetzten Weise geschaltet werden, nämlich dass im Bereich des Energiebedarfes von etwa 25 - 100 % jeweils die Brenner gleichzeitig die grössere Belastung erhalten, die hinsichtlich der Erzeugung einer das Wärmgut umspülenden Rauchgaswalze einander entgegengerichtet sind.

In den vorgenannten Fällen können weiter die Umschaltungen im. Zeitabstand t 1 für alle hintereinander liegenden Regelzonen gleichzeitig oder von Zone zu Zone unmittelbar aufeinanderfolgend vorgenommen werden, wobei die zeitliche Zuordnung der Brennergruppen in allen Zonen gleich vorgenommen wird, so dass eine sich bildende Rauchgasströmung in allen Zonen den gleichen Charakter hat- Auf diese Weise wird eine Behinderung der Wirkungsweise der einzelnen Zonen untereinander vermieden. Die unmittelbar aufeinanderfolgende Umschaltung der einzelnen Zonen soll verhindern, dass sich infolge technischer Unzulänglichkeiten verbleibende Ungleichmässigkeiten bei der Umschaltung in der Wirkung summieren.

Weiterhin wird vorgschlagen, dass - wie in Abb. 7 dargestellt die Brenner als Hochgeschwindigkeitsbrenner ausgebildet sind, die

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Brenner gruppen 10 und 11 ihre Rauchgas strahlen horizontal über den Herd hinweg entsenden, die Brenner gruppen 12 und 13 ihre Rauchgasstrahlen von unten nach oben an den Seitenwänden entlang entsenden, wobei die Brenner gruppen 10 und 12 im Sinne einer im Ge gen-Uhr zeiger sinn das Wärmgut umströmende Rauchgaswalze wirken und die Brennergruppen 11 und 13 im Sinne einer im Uhrzeigersinn das "Wärmgut umströmenden Rauchgaswalze wirken. Dabei ist in dem in Abb. 7 dargestellten Ofenquerschnitt das Ofengehäuse mit 14, der Herdwagen mit 15, das Wärmgut mit 16 und die Unterlagen für das Wärmgut mit 17 bezeichnet- Weiter wird vorgeschlagen, dass nach Abb. 8 und 9 die Brennergruppen in einem ähnlichen Ofen wie vor ausschliesslich in den Seitenwänden angeordnet sind und ihre Rauchgasstrahlen über den Herdwagen hin entsenden. Abb. 8 zeigt dabei einen Querschnitt, Abb. 9 einen Schnitt in der Draufsicht des Ofens. Die 4 Brenner gruppen beetehen in diesem Beispiel aus je einem Brenner, die mit 18, "19,^r 20 und 21 bezeichnet sind. Dabei wird bei Betrieb der Brenner 18 und 2G eine entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn das Wärmgut umspülende Rauchgaswalze erzeugt, während die Brenner 19 und 21 eine im Uhrzeiger sinn drehende Rauchgaswalze bewirken. -

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Weiter wird ein Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen vorgeschlagen, bei dem (Abb. 10) das Wärmgut kontinuierlich oder schrittweise vom Eintritteende zum Entnahmeende des Ofens transportiert wird und die öl- oder Gasbrenner 22, 23, 24 und 25 in den Seitenwänden mit etwa horizontaler Achse angeordnet sind, wobei sich die Brennerstrahlen in einen freien Beheizungeraum oberhalb bzw. oberhalb und unterhalb des Wärmgutes erstrecken, wobei der Ofen in mehrere hintereinander liegende Regelzonen aufgeteilt ist und Oberfeuerung und Unterbeheizung gemeinsam oder getrennt geregelt werden.

In Abb. 10 ist der Ofen im Querschnitt dargestellt und das Ofengehäuse mit 26, das Wärmgut mit 27 und die Schienen, auf denen das Wärmgut aufliegt, mit 28 bezeichnet.

Die Brennergruppen der in den Abb. 7, 8 und 9 sowie 10 dargestellten Ofen können den in den Abb. 3 bis 6 dargestellten Schaltungen des erfindungsgemäseen Verfahrens wie folgt zugeordnet werden:

Für den Fall, dass die Brennerstrahlen eine das Wärmgut in einer bestimmten Drehrichtung umspülende Rauchgasströmung erzeugen :

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Br enner gr uppe in Abb. 3-5	Brennergruppe in Abb. 7	12	Brennergruppe in Abb. 8 + 9	Brennergruppe in Abb. 10
6 + 7	10 +	13	18+20	22 + 25
8 + 9	11 +	19 + 21	23 + 24

Für den Fall, dass die Rauchgasstrahlen keine Umströmung des Wärmgutes mit einheitlicher Drehrichtung erzeugen sollen, entsprechen z.B. in Abb. 10 den Brennergruppen 6 + 7 die Brennergruppen 22 + 23 und den Brenner gruppen 8 + 9 die Brenner gruppen 24 + 25.

Weiter wird vorgeschlagen, dass im Bereich des Energiebedarfs bis 12, 5 % das vorher für den Bereich bis 25 % des Energiebedarfs angegebene Verfahren angewandt wird, wobei jedoch jede zweite zeitlich aufeinanderfolgende Verbindung der betreffenden Brenner gruppe mit der Regelung entfällt und wobei bei Vorhandensein mehrerer hintereinanderliegender Ofenabschnitte mit je 4 Brennergruppen von Ofenabschnitt zu Ofenabschnitt der Zeitraum ti, während dessen im betreffenden Abschnitt keine Brennergruppe eingeschaltet ist, abwechselt.

Zur Veranschaulichung dient der in Abb. 11 im Schnitt in der Draufsicht dargestellte Ofen. Die 4 Brennergruppen 29 - 32 gehören zur 1. Regelzone, die Brenner gruppen 33 - 36 zur 2. Regelzone. Die Abb. 12 gibt die Brenner an, wie sie erfindungsgemäss mit der Regelung

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verbunden werden, wenn beide Regelzonen einen Energiebedarf von bis zu 12,5 % des Anschlusswertes haben. Während der gesamten Zeit ist eine Brennergruppe eingeschaltet. Beträgt der Energiebedarf z.B. 10 % des Anschlusswertes, so läuft die einzelne Brennergruppe bzw. der einzelne Brenner jeweils mit ■■ ■ = 80 %

Belastung.

Der gleiche Grundgedanke, dass nämlich nur jeweils eine Brennergruppe gleichzeitig eingeschaltet ist, kann sinngemäss auch auf noch zahlreichere Brenner gruppen und Regelzonen angewandt werden.

Die regelungs- und schaltungstechnische Durchführung des Verfahrens bereitet mit den bekannten Mitteln und Methoden keine Schwierigkeiten.

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Claims

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Patentansprüche

1.) Verfahren zur Beheizung eines Ofens zum Erwärmen von Gut, bei dem die Beheizung durch Öl- oder Gasbrenner erfolgt, wobei sich die Brennerstrahlen in einen freien Beheizungsraum erstrecken und die Temperatur durch Verstellung der Brennerbelastung stetig geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Teillaetbereich der Betriebszustand der Brennergruppen in Abhängigkeit von der Zeit periodisch umgeschaltet wird, wobei die Brenner gruppe bzw. Brenner gruppen während des Zeitraumes t 1 von der stetigen Temperaturregelung geregelt, nach Ablauf von t umgeschaltet und während des anschliessenden Zeitraumes t 2 auf eine vorgegebene Laststufe geschaltet, nach Ablauf von t 2 wieder umgeschaltet werden und das Spiel mit t 1 wieder beginnt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Laststufe von einem Mengenregler mit vorgegebenem Sollwert geregelt wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Laststufe durch einen fest vorgegebenen Wert der Stellgrösse der Stellglieder der Brennergruppe bestimmt ist.

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4·) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein mehrerer Brenner gruppen die Umschaltung der verschiedenen Brenner gruppen so erfolgt, dass dadurch die Summe der Mengenströme von Luft und Brennstoff pro Einheit, d. h. der Wärmestrom, nicht geändert wird.

5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Umschalten einer Brennergruppe von t 1 auf t 2 gleichzeitig die Umschaltung einer anderen Brennergruppe von t auf t 1 vorgenommen wird.

6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daBS bei einem Energiebedarf von über 50 % die während t Z vorgegebene Laststufe die VoUastetellung der Brenner gruppe ist.

7.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Energiebedarf von unter 50 % die während t 2 vorgegebene Lastetufe die Kleinststellung der Brennergruppe ist.

8.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Energiebedarf von unter 50 % die während it 2 vorgegebene Laststufe die Aus-Stellung der Brennergruppe ist.

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9.) Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennergruppe jeweils alle Brenner einer Regelzone umfasst.

10.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelzonen je 2 oder mehr Brennergruppen umfassen.

11.) Verfahren nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen bzw. die betreffenden Regelzonen im Bereich des Energiebedarfes von 50 - 100 % des Anschlusswertes in konventioneller Weise betrieben wird, und beim Unterschreiten des Wertes von 50 % selbsttätig auf das Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen umgeschaltet wird, wobei wieder auf die konventionelle Betriebsweise zurückgeschaltet wird, wenn der Energiebedarf wieder auf über 50 % des Anschlusswertes ansteigt*

12.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei grossem Energiebedarf das Verfahren nach Anspruch 6 betrieben wird, bei Unterschreiten eines bestimmten Energiebedarfes auf das Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 mit Hilfe von an sich bekannten Steuerungs- und Schalteinrichtungen selbsttätig umgeschaltet wird.

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13.) Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Energiebedarf von über 50 % t 1 = t 2 ist und bei Unterschreiten dieses Energiebedarfes auf eine Betriebsweise mit t 2 ^ t 1 umgeschaltet wird.

14.) Verfahren nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerstrahlen so gerichtet in den Ofenraum eintreten, dass das Rauchgas in eine gleichsinnige Drehung versetzt und das Wärmgut umspült wird.

15.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeiten t 1 und t ?. für den ganzen Ofen gemeinsam so gesteuert werden, dass die jeweils mit der grösseren Laststufe betriebenen Brennergruppen gleichzeitig eine im Uhrzeigersinn drehende Rauchgas Strömung erzeugen und dass nach Umschaltung von t 1 auf t ?. die danach jeweils grosser betriebenen Brenner gruppen eine im Gegensinn drehende Rauchgas strömung erzeugen.

16.) Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltung der Brennergruppen der jeweils in Ofenlängsrichtung hintereinander liegenden Zonen jeweils unmittelbar nacheinander erfolgt.

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17.) Verfahren nach den vorgenannten Ansprüchen mit 4 Brennergruppen 6, 7, 8 und 8 (Abb. 3 - 6), die gemeinsam einen Ofenabschnitt beheizen und entweder gemeinsam einem Temperaturregler oder einzeln oder in Gruppen einem Temperaturregler zugehören, wobei die Brenner gruppen jede für sich etwa den gleichen Anschlusswert haben und aus jeweils einem oder mehreren Brennern bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Energiebedarfes bis etwa 25 % des Anechlusswertes (Abb. 3) jede Brennerreihe während einer Zeit t 1 von vorzugsweise etwa einer bis einigen Minuten an den betreffenden Temperaturregler angeschlossen ist, danach während t ? = 3 t 1 auf Mindestlast geschaltet ist, wobei die einzelnen Brenner gruppen zeitlich nacheinander an die Temperaturregelung angeschlossen werden, so dass dauernd eine Brennergruppe geregelt wird und die übrigen 3 auf Mindestlast gefahren sind, während im Bereich des Energiebedarfes von etwa 25 - 50 % (Abb. 4) jede Brennergruppe während dee gleichen Zeitraumes t 1 wie vorher auf Vollast, während eines vorhergehenden oder anschliessenden Zeitraumes t 1 an den Temperaturregler angeschlossen und "während des Zeitraumes t 2 = 2t auf Mindestlast geschaltet ist, wobei jeweils gleichzeitig eine Brennergruppe auf Vollast, eine auf den Temperaturregler und 2 auf

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Mindestlast geschaltet sind und wobei die Brenner gruppen wieder im Abstand von t 1 zyklisch gegeneinander vertauscht werden, währani im Bereich dee Energiebedarfes von etwa 50 - 100 % des Anschlusswertes (Abb. 5) jeweils 2 Brennergruppen während einer Zeit von ?. mal dem Zeitraum t 1 auf Vollast und anschliessend während der gleichen Zeitdauer auf die Temperaturregelung geschaltet sind, so dass jeweils gleichzeitig ?. Brenner gruppen auf Vollast und 2 auf die Temperaturregelung geschaltet sind und wobei die Brenner gruppen wieder im Abstand von ? t 1 zyklisch gegeneinander vertauscht werden.

18.) Verfahren nach Anspruch 17, bei dem in einem Längsabschnitt des Ofens je 2 Brennergruppen auf der linken und auf der rechten Ofenseite angeordnet sind und das Wärmgut so aufgelagert ist, dass eine freie Rauchgas strömung unter dein Wärmgut von einer Ofenaeite zur anderen möglich ist und die Brenner-Strahlen von 2 dieser Brenner gruppen im Sinne einer im Uhrzeigersinn das Wärmgut umspülenden Rauchgaswalze und die Brennerstrahlen von deniande£eÄ.2:Bremnergruppen im Sinne einer im Gegensinn das Wärmgut umspülenden Rauchgaswalze wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner gruppen so geschaltet sind, dass

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während der ersten beiden Zeitabschnitte t I die im Gegen-Uhrzeigersinn wirkenden Brenner gruppen die grössere Belastung erhalten und dass umgekehrt während der anschliessenden weiteren zwei Zeitabschnitte t 1 die beiden übrigen Brenner gruppen die grössere Belastung erhalten.

19-) Verfahren nach Anspruch 17, bei dem in einem Längs ab schnitt des Ofens je ? Brennergruppen auf der linken und auf der rechten Ofenseite angeordnet sind und das Wärmgut so aufgelagert ist, dass eine freie Rauchgasströmung unter dem Wärm gut von einer Ofenseite zur anderen möglich ist und die Brenner strahlen von 2 dieser Brenner gruppen im Sinne einer im Uhrzeigersinn das Wärmgut umspülenden Rauchgaswalze und die Brenner strahlen von den anderen ? Brenner gruppen im Sinne einer im Gegensinn das Wärmgut umspülenden Rauchgaswalze wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner gruppen so geschaltet sind, dass im Bereich des Energiebedarfes von etwa 25-100 % jeweils die Brenner gleichzeitig die grössere Belastung erhalten, die hinsichtlich der Erzeugung einer das Wärmgut umspülenden Rauchgaswalze einander entgegengerichtet sind.

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20.) Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 19. dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltungen im Zeitabstand t 1 für alle hintereinander liegenden Regelzonen gleichzeitig oder von Zone zu Zone unmittelbar aufeinanderfolgend vorgenommen werden, wobei die zeitliche Zuordnung der Brenner gruppen in allen Zonen gleich vorgenommen wird, so dass eine sich bildende Rauchgas- strömung in allen Zonen den gleichen Charakter hat.

21.) Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Energiebedarfes bis 12, 5 % das im Anspruch 17 für den Bereich bis 25 % des Energiebedarfes angegebene Verfahren angewandt wird, wobei jedoch jede zweite zeitlich aufeinander folgende Verbindung der betreffenden Brennergruppe mit der Regelung entfällt und wobei bei Vorhandensein mehrerer hintereinanderliegender Ofenabschnitte mit je 4 Brennergruppen von Ofenabschnitt zu Ofenabschitt der Zeitraum t 1, währenddessen im betreffenden Abschnitt keine Brennergruppe eingeschaltet ist, abwechselt.

22.) Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 17, 18 und 20 (Abb. 7), dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner als Hochgeschwindigkeitebrenner ausgebildet sind und die Brennergruppen 10 und 11 ihre Rauchgasstrahlen horizontal über den

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Herd hinweg , die Brennergruppen 12 und 13 ihre Rauchgas strahlen von unten nach oben an den Seitenwänden entlang entsenden, wobei die Brennergruppen 10 und 12 im Sinne einer im Gegen-Uhr zeiger sinn das Wärmgut umströmenden Rauchgaswalze wirken und die Brenner gruppen 11 und 13 im Sinne einer im Uhrzeigersinn das Wärmgut umströmenden Rauchgaswalze wirken.

23.) Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 17, 18 und 20 (Abb. 8 + 9). dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner als HochgeBchwindigkeitsbrenner ausgebildet sind, die Brenner gruppen 18 und 20 von der linken Ofenseite her, die Brenner gruppen 19 und 21 von der rechten Ofenseite her ihre Rauchgasstrahlen horizontal über den Herd hinweg entsenden.

24.) Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 17 bis 20 (Abb. 10), dadurch gekennzeichnet, dass das Wärm gut kontinuierlich oder schrittweise vom Eintritteende zum Entnahmeende des Ofens transportiert wird und die öl- oder Gasbrenner 22, 23, 24 und 25 in den Seitenwänden mit etwa horizontaler Achse angeordnet sind, wobei sich die Brenner strahlen in einen freien Beheizungeraum oberhalb bzw. oberhalb und unterhalb des

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Wärmgutee erstrecken, wobei der Ofen in mehrere hintereinander liegende Regelzonen aufgeteilt ist und Oberfeuerung und Unterbeheizung gemeinsam oder getrennt geregelt werden.

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