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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Umwälzung der Ofenatmosphäre der Vorwärm- und/oder Kühlzone von Tunnelöfen, mit im wesentlichen im Gegenstrom zum Brenngut bewegter Atmosphäre, quer zur Ofenlängsachse, mit einer Reihe von Gebläsen, die die Ofengase aus in Richtung der Ofenlängsachse hintereinanderliegenden Bereichen des Ofentunnels absaugen und über Gruppen hintereinanderliegender
Einblaseleitungen in den Ofentunnel wieder zurückführen in der Weise, dass jedem Gebläse mehrere in
Ofenlängsrichtung aufeinanderfolgende Absaugestellen und Blaseleitungen zugeordnet sind und alle
Blaseleitungen, ausser höchstens einer direkt als Einblaseleitung wirkenden, mit den Blaseleitungen des jeweils vorhergehenden und nachfolgenden Gebläses zu einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Einblaseleitungen zusammengeführt und in ihren Durchlässen so eingerichtet sind,
dass die von den Einblaseleitungen ausgestossenen Mischgasströme von Einblaseleitung zu Einblaseleitung fortlaufend unterschiedliche auf die fortlaufende
Veränderung der Ofentunneltemperatur abgestimmte Temperaturen aufweisen.
Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift Nr. 1170857 bekannt.
In Ausgestaltung der bekannten Einrichtung kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, dass die Mündungen der Einblaseleitungen jeweils als quer zur Ofenlängsrichtung verlaufende Reihen von eng aufeinanderfolgenden Wirbeldüsen, die als solche dem je Düse austretenden Gasstrom einen koaxialen Wirbel überlagern, ausgebildet sind.
Eine besondere Ausführung der Erfindung besteht darin, dass die einzelne Wirbeldüse durch die windschiefe Zusammenführung von zwei Kanälen gebildet wird, die an die einfache Einblaseleitung oder je für sich an getrennte Stränge der für diesen Fall zumindest im Bereich der Wirbeldüsenreihe zweisträngig ausgeführten Einblaseleitung anschliessen.
Die bekannte Einrichtung verfolgt den Zweck, die in der Vorwärm-und/oder Kühlzone durch verschiedene Einflüsse bedingte Temperaturungleichmässigkeit über den Ofenquerschnitt durch überlagerung einer Querumwälzung über die Ofenlängsströmung zu mildern. Dabei gestattet die vorgesehene Mehrzahl der jedem Gebläse zugeordneten Blaseleitungen und ihre Verbindung mit den Blaseleitungen des jeweils vorhergehenden und nachfolgenden Gebläses zu einer Anzahl aufeinanderfolgender Einblaseleitungen, eine grössere Anzahl von für den Temperaturausgleich wirksamen Einblaseleitungen vorzusehen, als Gebläse eingesetzt sind. Die so mit billigen Mitteln erreichbare grössere Anzahl von Einblaseleitungen erlaubt eine feinstufigere Beeinflussung der Temperaturverteilung.
Es ist verständlich, dass die von den Einblaseleitungen ausgestossenen Gasströme von Einblaseleitung zu Einblaseleitung fortlaufend unterschiedliche auf die fortlaufende Veränderung der Ofentemperatur abgestimmte Temperaturen aufweisen müssen, wenn dem Abbau der Temperaturungleichmässigkeiten in vollem Umfang gedient werden soll.
Mit der bekannten Einrichtung ist dies denn auch leicht möglich. Die beiden jeweils zu einer Einblaseleitung zusammengeführten Blaseleitungen sind aufeinanderfolgenden Gebläsen zugeordnet, die aus in Ofenlängsrichtung aufeinanderfolgenden Bereichen der Vorwärm-oder Kühlzone ansaugen, die in Ofenlängsrichtung naturgemäss fortlaufend unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Somit blasen aufeinanderfolgende Gebläse das Gas auch mit unterschiedlichen Temperaturen in die Blaseleitungen.
Durch entsprechende Einrichtung der Durchlässe der jeweils zu einer Einblaseleitung zusammengeführten Blaseleitungen wird das Mischungsverhältnis der verschieden temperierten Gasströme eingestellt und damit jene Temperatur des von der Einblaseleitung schliesslich ausgestossenen Mischgasstromes erreicht, die der Forderung der Abstimmung auf die fortlaufende Veränderung der Ofentemperatur angepasst ist.
Es hat sich gezeigt, dass die erfolgreiche Beeinflussung der Strömungsverhältnisse und damit des Temperaturfeldes im Ofen durch die Querumwälzung vor allem davon abhängt, wieweit es gelingt, die im Bewegungsspalt zwischen Brennguteinsatz und Ofentunnel voreilende Längsströmung der Ofenatmosphäre zu drosseln bzw. in die Zwischenräume des Brennguteinsatzes abzulenken. In diesem Sinne auf die Strömung vor allem im Deckenspalt Einfluss zu nehmen, ist vorteilhaft und dies besonders in der Vorwärmzone, weil hier das unerwünschte Temperaturgefälle in Brennguteinsatz von oben nach unten auch noch durch das mitaufzuwärmende und daher in der Temperatur zurückbleibende Ofenwagenplateau sowie durch den Auftrieb der Ofenatmosphäre an sich begünstigt wird.
Es ist daher die Regel, die Einblaseleitungen für die Querumwälzung in der Ofendecke münden zu lassen,
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Obwohl solcherart bereits mit der bekannten Einrichtung gewisse Teilerfolge im Temperaturausgleich über den Tunnelofenquerschnitt erzielt worden sind, kann der Grad der Drosselung und Ablenkung der Spaltströmung und damit der Temperaturausgleich noch wesentlich verbessert und dabei ausserdem zum Vorteil der Brennqualität vor allem sanfter gestaltet werden durch eine besondere Ausgestaltung der bekannten Einrichtung.
Diese Ausgestaltung ist Gegenstand der durch ihre Kennzeichen eingangs festgelegten Erfindung. Wenn dabei von Reihen von eng aufeinanderfolgenden Wirbeldüsen die Rede ist, sei dies so verstanden, dass die Wirbeldüsen so eng aneinandergereiht sind, dass die von ihnen in deren Achse in Rotation versetzten und also mit Drall ausgestossenen Gasströme zusammen einen geschlossenen Gasschleier bilden.
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Die verbesserte Wirkungsweise der durch die Erfindung ausgestalteten bekannten Einrichtung ist einmal daraus zu erklären, dass die mit Drall in den Ofentunnel eingeblasenen Gasströme bei gleichen Mengen und Querschnitten einen höheren Energieinhalt als solche ohne Drall, d. h. unverwirbelte, aufweisen und daher geeignet sind, die Spaltlängsströmung intensiver zu drosseln und abzulenken. Zudem arbeiten sich die dicht aneinander anschliessenden Wirbelströme der Querumwälzung sanfter in die Längsströmung ein und schliessen so die Ausbildung ausgeprägter Schlieren kälterer oder wärmerer Gasströme aus, die vor allem keramischem Brenngut abträglich sind.
Schliesslich führt die leichtere Vermischung der verwirbelten Querströmung mit der Längsströmung dazu, dass der an einer Einblasestelle eingeblasene Gasstrom früher im Inneren des Ofenquerschnitts wirksam wird und nicht vorerst zum grösseren Teil von dem allerdings abgelenkten Längsstrom in den fortgesetzten Spalt gedrängt wird.
Die besondere, eingangs ebenfalls gekennzeichnete, Ausführung der Erfindung mit Wirbeldüsen, die durch die windschiefe Zusammenführung von je zwei Kanälen gebildet werden und an ein- oder zweisträngig ausgeführte Einblaseleitungen anschliessen, bietet hauptsächlich bauliche Vorteile im Hinblick darauf, dass die Wirbeldüsen und zweckmässig auch die Einblaseleitungen im tunnelseitig gelegenen feuerfesten Teil der Ofenmauerung unterzubringen sind. Die einfache Ausführung der Wirbeldüse durch die Zusammenführung zweier Kanäle kommt der Ausführung aus feuerfester Grobkeramik besonders entgegen, desgleichen eignet sich vor allem die zweisträngige Ausführung der Einblaseleitungen für die raumsparende Einfügung der Einblaseleitungen samt den die Düsen bildenden Kanäle in übliche Hängedeckenkonstruktionen.
An Hand der Zeichnungen, in der nach den wechselseitigen Schnittbezeichnungen-A-B und C-D-in Fig. l ein Längsschnitt durch den Tunnelofen im Bereich der Vorwärm-oder Kühlzone, und in Fig. 2 ein Querschnitt durch den oberen Teil desselben als Ausführungsbeispiel wiedergegeben sind, wird die Erfindung näher erläutert. Fig. 3 zeigt schematisch- perspektivisch eine Wirbeldüsenanordnung.
Die schraffierten Flächen stellen in den Fig. l und 2 die Schnittflächen durch den Ofenkörper-l-und die Ofenwagen --2-- dar. Ofenkörper --1-- und Wagen --2-- umhüllen den Ofentunnel. Innerhalb des Ofentunnels sind die für das Ofengas durchlässig gesetzten Brenngutstapel--3--auf den Tunnelofenwagen --2-- aufgebaut. Zwischen den Stapeln --3-- liegen die Setzgassen-4--. Der sogenannte Bewegungsspalt
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Ofenkörper--l--zerfällt--7--. Der in die Gegenrichtung weisende Pfeil--8--gibt die Richtung der Längsströmung der Ofenatmosphäre an.
Die Gebläse --9-- saugen die Ofengase aus in Richtung der Ofenlängsachse hintereinanderliegenden Bereichen des Ofentunnels über die Absaugestellen--10--ab und führen diese über
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Gebläsebereich liegenden und direkt als Einblaseleitung wirkenden, mit den Blaseleitungen des jeweils vorhergehenden und nachfolgenden Gebläses zu einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Einblaseleitungen --12-- zusammengeführt.
Die Blaseleitungen --11-- sind mit unterschiedlichen Querschnitten dargestellt, um jene Durchlässe anzudeuten, die bewirken, dass die von den Einblaseleitungen über ihre besonders ausgebildeten Mündungen
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13-ausgestossenen- ist. Die unterschiedlichen Durchlässe können natürlich auch durch besondere, nicht dargestellte, Drosselorgane, wie Schieber usw., bewirkt oder mitbeeinflusst werden.
Der quer zur Ofenlängsrichtung verlaufenden, jeweils einen geschlossenen Gasschleier bewirkenden Reihen von Wirbeldüsen --13-- bilden die Mündungen der Einlbaseleitungen. Die Wirbeldüsenreihen sind in den Bereichen von Setzgassen--4--vorgesehen und werden so durch ihre Lage der Aufgabe, die Längsströmung der Ofengase im Deckenspalt--5--mittels des von ihnen gebildeten Gasschleiers zu drosseln und in die Zwischräume des Brennguteinsatzes abzulenken, in besonders hohem Masse gerecht. Zudem bieten die Setzgassen den Wirbeln--14--des Gasschleiers den erweiterten Raum, um sich sanft, d. h. ohne ausgeprägte sprunghafte Übergänge, in den Längsstrom der Ofenatmosphäre einzurühren.
Um ein Verwerfen der Ofenlängsströmung zu vermeiden, empfiehlt es sich, den Drehsinn der Wirbeldüsen
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Die spezielle Ausbildung der einzelnen Wirbeldüsen-13-durch die windschiefe Zusammenführung von zwei Kanälen --15--, welche im Beispiel je an einen getrennten Strang --12'-- der Einblaseleitung - -12-- anschliessen, ist vor allem der Fig. 3 im Detail zu entnehmen. Die perspektivische Darstellung gilt als Schema für den herausgegriffenen Teil des Systems von Kanälen, welche als Aussparung in der aus keramischen
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Formsteinen gebildeten Deckenmauerung zu verstehen sind.
Die Fig. 3 veranschaulicht auch die Bildung der Wirbel --14-- und den Wechsel der Drehrichtung derselben von Düse zu Düse-13-durch die wechselnde Anordnung der Paare von Kanälen --15-- zueinander. Im übrigen ist die aus Fig. 3 ersichtliche Wirbeldüsenausführung nur ein Beispiel für eine sehr grosse Zahl möglicher Ausführungsformen, wobei auch solche aus Metall in Betracht kommen.
Im ganzen soll Klarheit darüber bestehen, dass es zweckmässig sein kann, die Zahl der Düsenreihen zu vermehren, etwa indem man jeder Setzgasse -4-- eine Düsenreihe zuordnet. In diesem Falle wäre die Zahl der Lüfter nicht unbedingt zu vermehren, d. h., dass auch das Verhältnis von Lüftern zu Düsenreihen, das durch Fig. l am dargestellten Ausführungsbeispiel gegeben ist, keine einschränkende Bedeutung hat.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Umwälzung der Ofenatmosphäre der Vorwärm-und/oder Kühlzone von Tunnelöfen, mit im wesentlichen im Gegenstrom zum Brenngut bewegter Atmosphäre, quer zur Ofenlängsachse, mit einer Reihe von Gebläsen, die die Ofengase aus in Richtung der Ofenlängsachse hintereinanderliegenden Bereichen des Ofentunnels absaugen und über Gruppen hintereinanderliegender Einblaseleitungen in den Ofentunnel wieder zurückführen in der Weise, dass jedem Gebläse mehrere in Ofenlängsrichtung aufeinanderfolgnede Absaugestellen und Blaseleitungen zugeordnet sind und alle Blaseleitungen, ausser höchstens einer direkt als Einblaseleitung wirkenden,
mit den Blaseleitungen des jeweils vorhergehenden und nachfolgenden Gebläses zu einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Einblaseleitungen zusammengeführt und in ihren Durchlässen so eingerichtet sind, dass die von den Einblaseleitungen ausgestossenen Mischgasströme von Einblaseleitung zu Einblaseleitung fortlaufend unterschiedliche auf die fortlaufende Veränderung der Ofentunneltemperatur abgestimmte Temperaturen
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quer zur Ofenlängsrichtung verlaufende Reihen von eng aufeinanderfolgenden Wirbeldüsen (13), die als solche dem je Düse austretenden Gasstrom einen koaxialen Wirbel (14) überlagern, ausgebildet sind.
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