195881. lajstromszámú szabadalom • Fűtőberendezés cirkulációs tüzelésű nyitott égetőkemencékhez
1 195 881 2 A találmány tárgya fűtőberendezés cirkulációs tüzelésű nyitott égetőkemencékhez, előnyösen olyan égetőkemencékhez, amelyeknél több kamra van kiképezve, amely kamrák gyakran két párhuzamos sorban vannak elhelyezve és gázzal vannak fűtve, előnyösen megfelelően felmelegített gázzal, és a gáz az üreges rekeszekben cirkulál. A rekeszek, amelyek a kamrát részekre osztják, több sorban lehetnek elhelyezve, amelyek párhuzamosak egymással, és a kamrák vonalával is. Az egyvonalban elhelyezkedő rekeszek végei össze vannak kapcsolva egymással,és lehetővé teszik, hogy a gáz keresztmetszetükön átáramoljon. Ezeknél a kemencéknél az égetendő termék a rekeszekben van elhelyezve,és a hőt a rekesz falán keresztül hővezetéssel visszük át a hőkezelendő vagy égetendő termékre. Ilyen kemencéket alkalmaznak például egyes szén tartalmú cikkeknek az égetésénél, ilyen például az alumíniumelektrolízis cellájának szénanódja. Minden egyes rekeszben maga a széntartalmú anyag oxidációtól védve van, mégpedig úgy, hogy egy vékony réteg, igen kis szemcseméretü, széntartalmú anyaggal van beborítva, amely egyrészt beborítja az elemeket, másrészt pedig a szabad térrészeket is kitölti. A fent említett berendezések egyik fő hiányossága az, hogy a műveletnek a repordukálhatósága, amelybe beleértjük a hevítést és a hűtést is, nehezen valósítható meg, és nem valósítható meg a fent említett kemencékkel az égetés optimális viszonyainak biztosítása. Az a hőmérséklettartomány, amely szükséges ahhoz, hogy egy adott elem megfelelő égetése optimális körülmények között menjen végbe, általában ismeretes, a nehézségek ott merülnek fel, hogy a rekeszeknek az egyes tartományaiban a hőmérsékletértékek erősen ingadoznak, és nincsenek biztosítva az optimális feltételek. Abban az esetben például, amikor szénanód égetését végezzük, igen fontos szempont az, hogy az égetés során a hőmérséklet maximuma legfeljebb 1100 °C körüli értékre menjen fel, mert csak ekkor tudjuk elérni az előírt fizikai és kémiai jellemzőket. Az anódnak bármilyen túlhevítése az anód fizikai jellemzőit igen erősen befolyásolja, és összehasonlítva azokkal az anódokkal, amelyeket alacsonyabb hőmérsékleten égettek, a magasabb hőmérsékleten égetett anódoknak a paraméterei rosszabbak. A különböző hőmérsékleten történő égetés eredménye az egy-egy adag égetett anód karakterisztikájának különbözőségében jelentkezik, és adott esetben igen hátrányosan befolyásolhatja az alumínium elektrolízis cellájának működését, amelynél a fent említett anódokat használjuk. Az ellenőrizetlen és szabályozatlan túlhevítés azonban a rekesznek károsodását, illetőleg tűzállóságinak romlását is eredményezi, aminek következtében az égetőrekeszek gyorsan deformálódnak, élettartamuk és megbízhatóságuk pedig lényegesen lecsökken. Általánosságban a rekeszek az égetőtartományukban nyernek fűtést, mégpedig úgy, hogy az üzemanyagot befecskendezik a rekesznek a felső részén. Az üzemanyag befecskendezése, amely üzemanyag lehet nehéz tüzelőolaj vagy pedig éghető gáz, úgy történik, az előfűtött éghető-hordozó gáznak áramába, hogy az üzemanyag sugarát vagy a gáz sugarát úgy irányítják, hogy az az éghető-hordozó gáznak az áramlási irányával egyirányú legyen. Gyakran előfordul az, hogy a rekeszekbe terelőlemezeket vagy terelőelemeket helyeznek el, amelynek hatására a gáz áramlása cikk-cakk-vonalban megy végbe, mégpedig először lefelé, azután felfelé, azután megint lefelé, megint felfelé, stb. Tapasztalatok azt mutatják, hogy a hevítésnek ez a módja a rekeszeknek az alsó részében általában túlfűtést eredményez. Az előbbiekben már megállapítottuk, hogy a túlfűtést egyrészt az anódok fizikai karakterisztikájának a különbözőségéhez vezet, másrészt pedig a rekeszeknek az igen gyorsütemű deformációjához, éppen abban a tartományban, amelyik a legnagyobb terhelésnek van kitéve, aminek hatására a rekeszeknek és az egész kemencének élettartama lényegesen lecsökken. A találmánnyal célunk egy olyan berendezés létrehozása, amellyel meg tudjuk akadályozni, hogy a rekeszeknek az alsó tartományában túlfűtés alakuljon ki,és ezáltal a rekeszeknek a deformációját lecsökkentsük, élettartamát megnöveljük és javítására is sokkal kevesebb időt fordítsunk. A találmány tárgya fűtőberendezés cirkulációs tüzelésű égetőkemencékhez, amelynek segítségével elkerülhetjük az egyes rekeszekben lévő túlfűtést. A találmány szerinti berendezés folyadék, gáz vagy egyéb szilárd tüzelőanyag injektálására szolgáló elemeket tartalmaz, amelyeknek segítségével a tüzelőanyagot az éghető hordozógáz áramába juttatjuk,és a tüzelőanyag sugara vagy sugarat ellenáramban vannak a hordozógáz áramlásához képest bevíve, azaz a hordozógáz áramlási iránya ellentétes a tüzelőgáz áramlási irányával. A találmány szerinti berendezést, illetve előbb a találmányhoz legközelebb álló műszaki megoldást a továbbiakban rajzok segítségével szemléltetjük részletesebben. A találmány tárgyát képező berendezés továbbá lehetővé teszi, hogy a rekeszeket alkotó tégláknak a deformációját lecsökkentsük és ezzel az élettartamát megnöveljük, valamint a javítására is kevesebb időt kelljen fordítani. Az 1. ábra egy cirkulációs tüzelésű égetőkemencét mutat be előlnézetben, amely égetőkemence a bejelentésünk tárgyához legközelebb álló típust ismerteti, a 2. ábra egy, az 1. ábrán bemutatott kemence rekeszeinek metszeti rajzát mutatja, a 3. ábrán egy injektorok általános elhelyezése látható az egyes rekeszekhez, cirkulációs tüzelésű kemencéknél, a 4. ábrán pedig a találmány szerinti ellenáramlású elrendezés látható az injektorral és a rekeszekkel. Az 1. ábráit egy, a technika állása szerint ismeretes kemencét mutattunk be (2 699 931. sz. USA szabada-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
