182269. lajstromszámú szabadalom • Tégelykemence gáz-, olaj- vagy kombinált fűtéssel
3 182269 4 egyidejű gyújtásának problémája, mely minden csoport-tüzelésű berendezésnél jelentkezik, mivel a közös tűztér és egymáshoz közel beépített égők esetében meglevő átgyulladásra az indításkor — különösen hideg falazat esetén — számítani nem lehet. A 2 339 312 lajstromszámú NSZK közzététele irat olyan tégelykemence megoldást ismertet, ahol a kemencére szerelt ventilátor segítségével szívják át a füstgázt, a hűtőlevegőt, valamint az olvasztáskor keletkező gázokat. A kettős lemezfalon függőleges elrendezésű nyílások vannak, melyeken át beszívott levegő a tűzálló fal felmelegedését csökkenti, élettartamát növeli és a kemence környezetének hőmérsékletét csökkenti. A tégely falának hőmérsékletét egyenletessé teszi ugyan, azonban a bonyolult konstrukció és kisegítő berendezések a kemence súlyát növelik és jelentősen emelik annak árát is. Az 1 200 754 lajstromszámú angol szabadalmi leírásból olyan gáz és/vagy folyékony tüzelőanyaggal fűthető tégelykemence ismerhető meg, melynél a tégelyt körülvevő tűztérben egy, vagy több vízszintesen elrendezett falazat van, mely a tűzteret legalább két térrészre osztja. A vízszintes falazat(ok)-on egy füstgázáteresztő nyílás van, amely lehetővé teszi a füstgáz egyik térrészből a másikba való átmenetét. Ennek biztosítására függőleges radiális irányú válaszfalat is beépítenek. A füstgáz tehát a vízszintes és függőleges falazatok hatására minden térrészben a tégely körül áramlik és a felső térrészből távozik. A vízszintes válaszfalak beépítésével a tűztérnyomás nő, a távozó füstgázhőmérséklet csökken. Egyenletesebbé válik a tégely kerülete mentén a hőmérsékleteloszlás, csökken a fajlagos tüzelőanyag-felhasználás. A függőleges válaszfalak pedig megakadályozzák, hogy a melegebb és a kilépő hidegebb füstgáz keveredjen. E megoldás alapvető hátránya, hogy a térelválasztó és terelő falazat tégellyel való érintkezése helyén mintegy leszigeteli a tégelyt. Ez a tégely tartóssága, élettartama miatt lényeges, mivel az ilyen úgynevezett „hideg” vonalak a hőtágulásdifferencia miatt repedéseket eredményeznek. A tégely leárnyékolása egyben a sugárzással átadott hőmennyiséget is csökkenti, mely ezáltal a tűztérnyomásból, a kényszeráramlásból eredő hatásfoknövelést tetemesen lerontja. A 3 667 745 lajstromszámú USA szabadalmi leírás olyan olvasztókemencét ismertet, melyet injektoros gázfúvókákkal üzemeltetnek. A levegőt és a tüzelőanyagot a tégelyt körülvevő térbe vezetik be. Itt történik a keveredés, a gyulladás és az égés folyamata. Amennyiben ez a folyamat a tégely közvetlen közelében játszódna le, úgy a tégely melegítése egyenlőtlen lenne és a felsőrész túlhevüléséhez vezetne. Ennek elkerülésére a találmány szerint egy a tégellyel megközelítőleg párhuzamosan egy furatokkal ellátott térelválasztó terelőbetétet helyeznek el, mely az égő gázt sugarakra osztva a tégely felületére irányítva egyenletessé teszi annak melegítését. E megoldás előnye, hogy a terelő betétfuratain átáramló ütközősugarak révén a konvekció megnő, a terelőbetét felmelegedése pedig sugárzásos hőátadást biztosít. Hátránya, hogy nagyon bonyolult, speciális elem, a perforált terelőbetét, valamint az alsó injektáló levegőellátás miatt bonyolult rendszer szükséges. Bonyolult felépítése miatt a berendezés igen drága, üzemeltetési költségei magasak, üzembiztonsága kisebb. Az általánosan használt és a kemenceépítésben elterjedt tűzálló anyagokból és elemekből nem alakítható ki. A megoldás zajcsökkentésre alkalmatlan. A találmány célkitűzése olyan gáz-, olaj- vagy kombinált tüzelésű tégelykemence létrehozása, mely egyszerű és olcsó, a kemenceépítésben általánosan használt tüzelőanyagokból készíthető megoldással biztosítja, hogy a kemence a munka- és egészségvédelmi szabályok előírásainak megfelelő zajszinten üzemeljen, egyenletes hőelosztást, jobb hatásfokot biztosítson, csökkentve a helyi túlmelegedés okozta károsodást, és növelje az ü zembiztonságot. A találmány tégelykemence gáz-, olaj- vagy kombinált fűtéssel, melynek a füstgázáram útjában elrendezett, tűztér égővel ellentétes oldalán a tűzteret lehatároló módon, tégelyt körülvevő tűzálló falazathoz, % alamint a tégely felső részéhez, vagy a tégely alátámasztásához illeszkedő, a tégelytől kiindulóan bővülő, célszerűen kúpos kialakítású, gázáteresztő, előnyösen lalazott kivitelű tűztérhatároló eleme van. A találmányt ábráink segítségével ismertetjük, ahol az 1. ábra egy alsó tüzelésű, felső füstgázelvezetésű kemence metszeti képe, a 2. ábra egy felső tüzelésű, alsó füstgázelvezetésű kemence metszeti képe. A kemence 1 tűzálló falazata és 2 fedele által közrefogott általában hengeres 3 tűztérben van a 4 tégely elhelyezve. A kemence fűtésére szolgáló tangenciálisan beépített 5 égő lángsugara forgásba hozza a 3 tűztérben levő füstgázt miáltal hőtartalmának jelentős részét konvektiv úton a 4 tégelynek és az 1 tűzálló falazatnak adja át. Az 1 tűzálló falazathoz illeszkedik a 6 tűztérhatároló elem, mely alakban és elhelyezésben az égő elhelyezés függvényében különböző lehet. Alsó tüzelés esetén a 4 tégely felső részéhez illeszkedik és az 1 tűzálló falazathoz támaszkodik a 6 tűztérhatároló elem. Alakja lehet az 1. ábrán látható kúpos, a hasonló módon beépített korong, vagy íves kialakítású. Felső tüzelés esetén illeszkedhet a 4 tégely 7 alátámasztásához csonka kúp alakban (2. ábra). Amennyiben alátámasztással nem rendelkezik, illeszkedhet a 4 tégely aljához, de kiképezhető a 4 tégely alatt záródó kúpfelületű kialakítással, vagy más alakban. Alapvető beépítési feltétel, hogy a füstgáz teljes mennyisége a 6 tűztérhatároló elemen áramoljon keresztül. A 3 tűzteret lehatároló kúpos-, sík-, vagy egyéb felületű nagy tűzállóságú (1800 K-nél nagyobb üzemi hőmérsékletű) keramikus fallal megnövekszik a 3 tűzteret határoló sugárzó falfelület, mely által a tégely felé irányuló falsugárzás részaránya is növekszik. Az átáramló füstgáz ellenállásba ütközik, a 3 tűztér nyomása megnő, a füstgáz egyenletesen kitölti a teret, tökéletesen körülveszi a 4 tégelyt tovább növelve a hőátadás hatékonyságát a konvektiv hőátadáshányad növelésével. A 6 tűztérhatároló elem készülhet speciális porózus anyagból, mely a füstgáz áteresztés mellett — az iránytörési veszteségek miatt — mint hangelnyelő szerepel és nagymértékben csökkenti a környezetbe jutó zajt. A 6 tűztérhatároló elem tartalmazhat tetszőleges számú 8 lyukakat, melyek minél kisebb hidraulikus átmérőjű, a gyűrűalakú tűztér szelvény keresztmetszete 30%-ánál kisebb összfelületű belső lyukfelületet biztosítsanak, de tartalmazhat 9 réseket, nyílásokat is. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
