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Mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff beheizter Tunnelofen Die Erfindung bezieht sich auf einen mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff beheizten Tunnelofen für die keramische Industrie, der im Bereich der Brenn- zone in kurzen Abständen in. Ofenlängsrichtung aufein- anderfolgende, offen von der Seite her in. den Ofenkanal brennende Brenner aufweist.
Tunnelöfen der keramischen Industrie werden nach ihren Hauptbereichen in die Vorbrennzone, die Brennzone und die Kühlzone unterteilt.
Beim Durchgang des zu brennenden Gutes durch den Tunnelofen wird das Gut vom Einfahrtende her allmählich in der Vorbrennzone angewärmt, bis es in der Brennzone die höchste Temparatur erreicht.
Nach dem Verlassen der Brennzone wird das Brenngut .dann bis zum Austritt aus dem Tunnelofen allmählich abgekühlt.
Da das zu brennende Gut beim Durchlaufen der verschiedenen Temperaturbereiche unterschiedliche Empfindlichkeiten gegenüber Temperaturwechsel aufweist, ist es erforderlich, eine genau vorbestimmte Temperaturkurve einzuhalten.
Diese Einhaltung einer genau vorbestimmten Temperaturkurve stösst aber auf Schwierigkeiten., weil die Ofenatmosphäre im Ofenkanal wegen des thermischen Auftriebs im oberen Bereich eine höhere Temperatur als in den unteren Bereichen annimmt, und weil beim Übergang von .der einen in die andere Zone Temperatursprünge auftreten.
Bei mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff beheizten Tunnelöfen ergeben sich besondere Schwierigkeiten, weil unmittelbar an der Brennerdüse besonders hohe Temperaturen entstehen, die zu örtlichen Überhitzungen des Brenngutes und zu entsprechenden Schäden am Brenngut führen können.
Um diese bekannten Erscheinungen zu mildern, werden Tunnelöfen, die mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff beheizt werden, mit einer Vielzahl von Brennern ausgerüstet, die im Bereich der Brennzone in kurzen Abständen in Ofenlängsrichtung aufeinanderfol- gend angeordnet sind:.
Da verhältnismässig viele Bren- ner vorgesehen sind, ergibt sich für jeden Brenner nur eine vergleichsweise geringe Durchsatzleistung, wodurch die auftretenden Temperaturspitzen zwar nicht vermieden werden können, ihre Wirkung auf das Brenngut aber beträchtlich herabgesetzt werden kann.
Mit dieser Anordnung gelangt es, im Bereich. der Garb-randtemperatur befriedigende Verhältnisse zu er- zielen.
Schwierigkeiten treten aber bei den ersten Brennern in der Brennzone auf, die vom Brenngut passiert werden, weil hier im Ofenkanal eine wesentlich geringere Temperatur als die Garbrandtemperatur herrscht, und weil damit die unvermeidlichen Temperaturspitzen an den ersten Brennern zu den oben aufgezeigten Schwierigkeiten führen müssen.
Hier setzt die Erfindung ein und schafft Abhilfe dadurch, dass in der der Brennzone vorausgehenden Vorbrennzone im unteren Bereich des Ofenkanals horizontale, in Richtung der Ofenkanalachse verlaufende Brennkammern vorgesehen sind, aus denen die von den in .ihnen brennenden Brennern erzeugten heis- sen Gase durch seitliche Öffnungen in den Ofenkanal austreten.
Damit wird erreicht, dass die Temperatur im Ofenkanal im Bereich der ersten offenen Brenner der Brennzone bereits eine solche Höhe aufweist, dass die Temperaturspitzen an den ersten Brennern keine schädlichen Auswirkungen mehr haben können. Gleichzeitig wird mit dieser Massnahme dafür gesorgt, dass der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Bereich im Ofenkanal vor den ersten offen in den Ofenkanal brennenden Brennern weitestgehend verringert wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Brennkam- mern einen Zuführungskanal für Frischluft und/oder Gase aus der Ofenatmosphäre aufweisen. Man hat es damit in der Hand, die Temperatur der aus den seitlich angeordneten Brennkammern austretenden Verbrennungsgase auf den gewünschten und an der jeweiligen Stelle erforderlichen Temperaturwert einzustellen, in-
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dem man entweder kältere Gase oder wärmere gase aus der Ofenatmosphäre beimischt.
Die Brennkammern sind zweckmässig in zwei übereinander angeordnete, über einen Verbindungskanal miteinander verbundene Kammerteile unterteilt, in deren einzm Teil der Brenner brennt, während der andere die in den. Ofenkanal ausmündenden Öffnungen aufweist. Besonders zweckmässig ist es, wenn der den Brenner enthaltende Teil der Brennkammer über dem die Öffnungen zum Ofenkanal aufweisenden Teil der Brennkammer liegt.
Damit wird die aus der Brennkammer kommende Wärme im unteren Bereich des Brenngutes wirksam, was wesentlich zu einem Ausgleich der Temperaturen zwischen dem oberen und unteren Bereich des Ofenkanals beiträgt.
Die in den Ofenkanal ausmündenden Öffnungen der Brennkammer sind in weiterer Ausbildung der Erfindung im wesentlichen in Höhe des Plateaus der .den Ofenkanal durchfahrenden Brennwagen angeordnet. Falls die Brennwagen über ihrem Plateau und unterhalb des Brenngutes Brennhilfsmittel oder Brennkanäle aufweisen, wählt man die Anordnung der in den Ofenkanal ausmündenden Öffnungen der Brennkammern zweckmässig so, dass sich diese Öffnungen in Höhe dieser Brennhilfsmittel oder Brennkanäle befinden.
Vorteilhaft ist wenigstens die Trennwand des den Brenner enthaltenden Brennkammerteils zum Ofenkanal hin möglichst dünn ausgebildet, während die äus- sere Wand dagegen möglichst gut isoliert ist.
Zweckmässig verwendet man bei Ölfeuerungen an sich bekannte Winkelbrenner für die Brennkammem, mit deren Hilfe es möglich ist, die Flamme in Längsrichtung des Ofenkanals zu richten.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele, in: Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch die Vorbrenn- zone eines erfindungsgemäss ausgestalteten Tunnelofens, wobei di-- unt:rhalb der strichpunktierten Mittelachse an sich vorgesehene, zur wiedergegebenen Anordnung spiegelbildliche Anordnung der Wandung mit den eingebauten Brennkammern zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassen ist;
Fig. 2 einen zur Ofenlängsachse parallelen Vertikal- schnitt durch eine d; r in Fig. 1 angedeuteten Brenn- kammern; Fig. 3 einen zur Ofenlängsachse senkrechten Vertikalschnitt durch die Brennkammer nach Fig. 2; und in Fig.4 eine vergrösserte Darstellung einer Brenn- kammer mit verschiedenen Anschlüssen zur Beeinflussung der Temperatur der in den Ofenkanal austretenden Gase.
Bei dem in Fig.1 gezeichneten Horizontalschnitt durch einen Tunnelofen erkennt man in der Wandung 1 der Vorbrennzone, die sich über den durch den Doppelpfeil 2 angedeuteten Bereich erstreckt, Brennkammern 3, in die bei. 4 nicht im einzelnen dargestellte Brenner einmünden, deren Abgase nach dem Passieren eines Umlenkkanals 5 durch die nur bei der linken Kammer bezeichneten Öffnungen 6 in den Ofenkanal 7 austreten.
Bei 8 und 9 sind Abzugskanäle für die Ofenatmosphäre angedeutet.
\Wie man aus den Fig. 2 und 3 erkennt, sind die Brennkammern in zwei Teile 3a und 3b unterteilt. Die Unterteilung erfolgt mit Hilfe einer Trennwand 10, auf der ein Brennerstein 11 sitzt, in den der durch die öff- nung 4 eingeführte, als Winkelbrenner ausgebildete, nicht im einzelnen dargestellte Brenner brennt.
Im unteren Teil 3b befinden sich die in den. Ofenkanal ausmündenden Öffnungen 6.
Aus Fig. 3 erkennt man, dass diese Öffnungen 6 zweckmässig in die auf den nur schematisch angedeuteten Brennwagen 12 angeordneten Brennhilfsmittel oder Brennkanäle 13 ausmünden, welche über vertikale Öffnungen 14 mit dem Brenngut 15 in Verbindung stehen.
Man erkennt aus Fig. 2 auch, dass die Teile 3a und 3b der Brennkammer über den Verbindungskanal 5 miteinander in Verbindung stehen.
Aus Fig. 3 ist erkennbar, dass die Trennwand 16 zum Ofenkanal hin möglichst dünn ausgebildet ist, während die Trennwand 17 eine mäglichst gute Isolierung aufweist.
Die Brennkammern 3 können so ausgebildet sein, dass die Brenner in Durchfahrtrichtung des Tunnelofens oder gegen Durchfahrtrichtung des Tunnelofens brennen. Bei 18 ist in Fig. 2 eine Eintrittsöffnung für die den Brenngasen des im Brennkammerteil 3a brennenden Brenners zuzuführende Frischluft bzw. zuzuführende Ofenatmosphärengase angedeutet.
Aus Fig. 4 erkennt man, dass durch die Abzugsöffnung 9 Ofenatmosphäre. über die Drosselklappe 19 zu dem Gebläse 20 und von dort über eine Drosselklappe 21 durch die Öffnung 18 in den Brennkammerteil 3a eingeführt werden kann. Bei 22 ist eine Leitung für normale Luft angedeutet, die über eine Drosselklappe 23 .der in der Leitung 24 strömenden Ofenatmosphäre beigemischt werden kann. Dieses Gemisch kann erforderlichenfalls auch über eine Drosselklappe 25 dem nur schematisch bei 26 angedeuteten Winkelbrenner zugeführt werden.
Wenn die Temperatur der Verbrennungsgase in den Brennkammern 3 durch Zumischen von Kaltluft heruntergeregelt wird, kann die Menge der Verbrennungsgase nicht ausreichen., um insbesondere bei breiten Tunnelöfen die erforderliche Austrittsgeschwindigkeit aus den Öffnungen 6 zu erreichen.
In diesem Falle, wie sich aus Fig.4 ergibt, kann man ausser der Kaltluft auch noch Gase aus der Ofenatmosphäre mit Hilfe des Gebläses 20 absaugen und damit jede gewünschte Geschwindigkeit an den öff- nungen 6 bei jeder Temperatur erreichen.
In diesem Fall wird man zuerst die geringst notwendige Verbrennungsluft den Winkelbrennern zuführen, dann die Temperatur durch einen Sekundärluftstrom in die Brennkammer herabsetzen und schliess- lich diesem Sekundärluftstrom entsprechend mit Gasen aus der Ofenatmosphäre mischen, die der gewünschten Temperatur entsprechen.
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Tunnel kiln heated with liquid or gaseous fuel The invention relates to a tunnel kiln heated with liquid or gaseous fuel for the ceramic industry, which in the area of the firing zone at short intervals in the longitudinal direction of the furnace, open from the side in Has furnace channel burning burners.
Tunnel kilns in the ceramic industry are divided according to their main areas into the pre-firing zone, the firing zone and the cooling zone.
When the goods to be burned pass through the tunnel kiln, the goods are gradually heated in the pre-burning zone from the entrance end until they reach the highest temperature in the burning zone.
After leaving the firing zone, the material to be fired is gradually cooled down until it exits the tunnel kiln.
Since the material to be burned has different sensitivities to temperature changes when passing through the different temperature ranges, it is necessary to adhere to a precisely predetermined temperature curve.
This adherence to a precisely predetermined temperature curve, however, encounters difficulties, because the furnace atmosphere in the furnace channel assumes a higher temperature in the upper area than in the lower areas due to the thermal lift, and because temperature jumps occur at the transition from one zone to the other.
In tunnel kilns heated with liquid or gaseous fuel, particular difficulties arise because particularly high temperatures arise directly at the burner nozzle, which can lead to local overheating of the material to be fired and to corresponding damage to the material to be fired.
In order to alleviate these known phenomena, tunnel kilns which are heated with liquid or gaseous fuel are equipped with a large number of burners which are arranged one after the other in the area of the combustion zone at short intervals in the longitudinal direction of the kiln.
Since a relatively large number of burners are provided, only a comparatively low throughput rate results for each burner, whereby the temperature peaks that occur cannot be avoided, but their effect on the material to be fired can be considerably reduced.
With this arrangement, it arrives in the area. to achieve satisfactory conditions of the Garb-edge temperature.
Difficulties arise with the first burners in the firing zone through which the material to be fired passes, because the temperature in the furnace channel is much lower than the temperature of the oven and because the inevitable temperature peaks at the first burners must lead to the difficulties outlined above.
This is where the invention comes in and provides a remedy in that in the pre-combustion zone preceding the combustion zone in the lower area of the furnace channel, horizontal combustion chambers are provided that run in the direction of the furnace channel axis, from which the hot gases generated by the burners burning in them are provided through lateral Openings in the furnace duct emerge.
This ensures that the temperature in the furnace duct in the area of the first open burners of the firing zone is already so high that the temperature peaks at the first burners can no longer have any harmful effects. At the same time, this measure ensures that the temperature difference between the upper and the lower area in the furnace channel is reduced as far as possible in front of the first open burners in the furnace channel.
It is particularly advantageous if the combustion chambers have a supply channel for fresh air and / or gases from the furnace atmosphere. It is thus up to you to set the temperature of the combustion gases emerging from the combustion chambers on the side to the desired temperature value required at the respective point, in
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either colder gases or warmer gases from the furnace atmosphere are mixed in.
The combustion chambers are expediently divided into two chamber parts which are arranged one above the other and are connected to one another via a connecting channel, in one of which the burner burns, while the other in the. Has furnace channel emptying openings. It is particularly expedient if the part of the combustion chamber containing the burner lies above the part of the combustion chamber which has the openings to the furnace duct.
In this way, the heat coming from the combustion chamber is effective in the lower area of the material to be fired, which contributes significantly to equalizing the temperatures between the upper and lower areas of the furnace duct.
In a further embodiment of the invention, the openings of the combustion chamber opening into the furnace duct are arranged essentially at the level of the plateau of the kiln carriages passing through the furnace duct. If the kiln cars have kiln furniture or firing channels above their plateau and below the items to be fired, the arrangement of the openings of the firing chambers opening into the furnace channel is expediently chosen so that these openings are at the level of these kiln furniture or firing channels.
At least the partition wall of the combustion chamber part containing the burner towards the furnace duct is advantageously made as thin as possible, while the outer wall, on the other hand, is insulated as well as possible.
It is advisable to use angle burners known per se for the combustion chambers in oil firings, with the aid of which it is possible to direct the flame in the longitudinal direction of the furnace duct.
The drawing shows exemplary embodiments, in: FIG. 1 a horizontal section through the pre-combustion zone of a tunnel furnace designed according to the invention, with the arrangement of the wall with the built-in combustion chambers provided as a mirror image of the depicted arrangement below the dash-dotted central axis to simplify the Drawing is omitted;
2 shows a vertical section through ad parallel to the longitudinal axis of the furnace; r combustion chambers indicated in FIG. 1; 3 shows a vertical section through the combustion chamber according to FIG. 2, perpendicular to the longitudinal axis of the furnace; and in FIG. 4 an enlarged representation of a combustion chamber with various connections for influencing the temperature of the gases emerging into the furnace duct.
In the horizontal section through a tunnel kiln shown in FIG. 1, combustion chambers 3 can be seen in the wall 1 of the pre-combustion zone, which extends over the area indicated by the double arrow 2, in the. 4 open burners (not shown in detail), the exhaust gases of which exit into the furnace channel 7 after passing through a deflection channel 5 through the openings 6 indicated only in the left-hand chamber.
At 8 and 9, exhaust ducts for the furnace atmosphere are indicated.
As can be seen from FIGS. 2 and 3, the combustion chambers are divided into two parts 3a and 3b. The subdivision takes place with the aid of a partition wall 10 on which a burner block 11 sits, in which the burner, which is introduced through the opening 4 and is designed as an angle burner and is not shown in detail, burns.
In the lower part 3b are in the. Oven channel opening out openings 6.
From FIG. 3 it can be seen that these openings 6 expediently open into the kiln furniture or firing channels 13 arranged on the kiln carriage 12, which is only indicated schematically and which are connected to the material 15 via vertical openings 14.
It can also be seen from FIG. 2 that the parts 3a and 3b of the combustion chamber are connected to one another via the connecting channel 5.
From Fig. 3 it can be seen that the partition wall 16 is made as thin as possible towards the furnace channel, while the partition wall 17 has the best possible insulation.
The combustion chambers 3 can be designed so that the burners burn in the direction of passage of the tunnel furnace or against the direction of passage of the tunnel furnace. At 18 in FIG. 2 an inlet opening is indicated for the fresh air or furnace atmosphere gases to be supplied to the combustion gases of the burner burning in the combustion chamber part 3a.
From Fig. 4 it can be seen that 9 furnace atmosphere through the exhaust opening. can be introduced via the throttle valve 19 to the fan 20 and from there via a throttle valve 21 through the opening 18 into the combustion chamber part 3a. At 22 a line for normal air is indicated, which can be added to the furnace atmosphere flowing in line 24 via a throttle valve 23. If necessary, this mixture can also be fed via a throttle valve 25 to the angle burner which is only indicated schematically at 26.
If the temperature of the combustion gases in the combustion chambers 3 is regulated down by admixing cold air, the amount of combustion gases may not be sufficient to achieve the required exit speed from the openings 6, particularly in the case of wide tunnel kilns.
In this case, as can be seen from FIG. 4, in addition to the cold air, gases can also be sucked out of the furnace atmosphere with the aid of the fan 20 and thus any desired speed can be achieved at the openings 6 at any temperature.
In this case, the least amount of combustion air required is fed to the angle burners, then the temperature is reduced by a secondary air flow into the combustion chamber and finally this secondary air flow is mixed with gases from the furnace atmosphere that correspond to the desired temperature.