DD138358B2

DD138358B2 - ATMOSPHERE SWIMMING SYSTEM FOR INDUSTRIAL OVENS, IN PARTICULAR TUNNELOFEN OF THE CERAMIC INDUSTRY

Info

Publication number: DD138358B2
Application number: DD78205388A
Authority: DD
Inventors: Gustav Dipl-Ing Bauer; Siegfried Dr-Ing Jacob; Peter Dr-Ing Maier; Siegfried Dr-Ing Reichelt; Manfred Dipl-Ing Schiewe; Dietrich Dipl-Ing Thiede; Hartwig Dr-Ing Thiele; Heinrich Vater
Original assignee: Bauer Gustav Dipl Ing; Jacob Siegfried Dr Ing; Maier Peter Dr Ing; Reichelt Siegfried Dr Ing; Schiewe Manfred Dipl Ing; Thiede Dietrich Dipl Ing; Thiele Hartwig Dr Ing; Heinrich Vater
Priority date: 1977-01-28
Filing date: 1978-05-16
Publication date: 1984-09-12
Also published as: DD138358A2

Description

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Title of the invention

Atmosphärenumwälzsystem für Industrieöfen, insbesondere Tunnelöfen der keramischen IndustrieAtmosphere circulation system for industrial furnaces, in particular tunnel kilns of the ceramic industry

Field of application of the invention

Die Erfindung ist anwendbar für Industrieöfen, insbesondere für kontinuierlich betriebene Öfen, in denen das Wärm- oder Brenngui nach genau vorgegebener Temperatur-Zeit-Kurve zu behandeln ist sowie gegebenenfalls außerdem hohe Anforderungen an die Einhaltung bestimmter Ofenraumatmosphären gestellt werden. Speziell ist die Erfindung in Glattbrandtunnelöfen der feinkeramischen Industrie und der Sanitärkeramikindustrie sowie in Tunnelöfen der grobkeramischen Industrie anwendbar.The invention is applicable to industrial furnaces, in particular for continuously operated furnaces, in which the heat or Brenngui is to be treated according to exactly predetermined temperature-time curve and, where appropriate, high demands are made on compliance with certain furnace room atmospheres. Specifically, the invention in smooth-burn tunnel furnaces of the fine ceramic industry and the sanitary ware industry and in tunnel kilns in the heavy clay industry applicable.

Characteristic of the known technical solutions

Zur Vergleichsmäßigung des Temperaturfeldes über den Tunnelofenquerschnitt in der Vorwärmzone ist es bekannt, annähernd über die gesamte Länge der Vorwärmzone stufenweise das Abgas in den Fuchs zu saugen. Bekannt ist außerdem, Ofengase aus dem heißeren Oberteil mittels Gebläse abzusaugen — über Rohrleitungen verteilt — an der Ofensohle wieder zuzuführen. Teilweise wird auch umgekehrt verfahren.To equalize the temperature field over the tunnel kiln cross section in the preheating zone, it is known to suck the exhaust gas into the fox stepwise over approximately the entire length of the preheating zone. It is also known to extract furnace gases from the hotter upper part by means of a fan - distributed through pipes - to feed back to the furnace bottom. Partially the procedure is reversed.

Es wird auch Warmluft aus der Kühlzone des Ofens mittels Gebläse über Rohrleitungen in die Vorwärmzone eingeblasen, um das Volumen der die Vorwärmzone durchströmenden Gase zu vergrößern und die Temperatur und die Strömungsverhältnisse über den Querschnitt zu vergleichmäßigen bzw. durch Erzeugung eines Strömungswiderstandes an d«r Decke die Längsströmung der heißen Abgase nach unten abzulenken. Den gleichen Zweck sollen auch Schieber erfüllen, die von der Decke aus zwischen die Brenngutstapel geschoben werden. Ferner werden bei direkt mit Gas bzw. Öl befeuerten Tunnelöfen zum gleichen Zweck Hochgeschwindigkeitsbrenner im Bereich der Vorwärmzone eingesetzt, deren mit hoherp Impuls in den Ofenraum strömende Gase die Ofenatmosphäre umwälzen.Hot air from the cooling zone of the furnace is also blown through pipes into the preheating zone by means of a fan in order to increase the volume of the gases flowing through the preheating zone and to equalize the temperature and the flow conditions over the cross section or by creating a flow resistance on the ceiling to divert the longitudinal flow of the hot exhaust gases downwards. The same purpose should also meet slide that are pushed from the ceiling between the stacks of firewood. Further, in tunnel furnaces fired directly with gas or oil, high-speed burners in the region of the preheating zone are used for the same purpose, the gases flowing with high impulse into the furnace chamber circulating the furnace atmosphere.

Außerdem ist bekannt, daß durch z. B im Fuchs rhythmisch betätigte Drosselorgane die gleichförmige Strömung der Ofenatmosphäre gestört und so ein Vermischungseffekt erzielt werden kann. Ferner ist bekannt, einen Mischungseffeki durch eine oder mehrere der Längs- oder Hauptströmung überlagerte pulsierende oder in der Richtung wechselnde Zusatzströmungen zu erzielen, die mittels außen liegender Gebläse erzeugt werden.It is also known that z. B in the Fox rhythmically operated throttle bodies disturbed the uniform flow of the furnace atmosphere and so a mixing effect can be achieved. Furthermore, it is known to achieve a mixture effect by means of one or more pulsating or in the direction alternating additional flows superposed by the longitudinal or main flow, which flows are generated by means of external blowers.

Fiir den Betrieb der Kühlzone von Tunnelöfen ist bekannt, zur Verbesserung des Kühleffektes und zur Vermeidung der Abströmung von Verbrennungsabgasen aus der Brenn- in die Kühlzone an der Ofenausfahrt sogenannte Schiebeluft einzublasen. Außerdem ist bekannt, eventuell in die Kühlzone übertretende Verbrennungsabgase über sogenannte Dunstoder Entschwefelungskamine abzuleiten.For the operation of the cooling zone of tunnel ovens is known to blow so-called sliding air to improve the cooling effect and to avoid the outflow of combustion exhaust gases from the combustion into the cooling zone at the furnace exit. In addition, it is known to dissipate combustion gases possibly passing into the cooling zone via so-called vapor or desulphurisation chimneys.

Bei der Brenngutkühlung werden zur Intensivierung des konvektiven Wärmeüberganges Dichteunterschiede genutzt zwischen der Luft in den Brenngutstapeln und in den mit Kühlrohren bestückten Hohlräumen der doppelwandig ausgeführten Seitenwände. Gegebenenfalls wird bei direkter Verbrennungsluftvorwärmung die Deckengängigkeit der Luft in der Kühlzone durch Schieber vermindert, die von der Decke aus zwischen die Brenngutstapel geschoben werden.When Brenngutkühlung density differences are used to intensify the convective heat transfer between the air in the Brenngutstapeln and in the equipped with cooling tubes cavities of the double-walled running sidewalls. Optionally, in direct combustion air preheating the Deckengängigkeit the air in the cooling zone is reduced by slide, which are pushed from the ceiling between the stacks of firewood.

Allen bisher bekannten Atmosphärenumwälzsystemen von Tunnelöfen, ausgenommen das Patent 131 291, haften wesentliche Nachteile an. Zum optimalen Tunnelofenbetrieb gehören die möglichst weitgehende Ausnutzung der fühlbaren Wärme des Abgases sowie des Brenngutes und möglichst geringe Temperaturdifferenzen über den Besatzquerschnitt. Die bisherigen Lösungen werden diesen Forderungen nur ungenügend gerecht. Die Deckengängigkeit der Abgase wird nur wenig gemindert; das Abziehen heißer Abgase vergrößert den Abgaswärmeverlust; die praktisch über die gesamte Vorwärmzone anliegende Saugung in Höhe der Tunnelofenwagenoberkante führt zu starken Falschlufteinbrüchen. Auch den bisher effektivsten Lösungen, den außenliegenden Gebläsen sowie den Hochgeschwindigkeitsbrennern, haften wesentliche Nachteile an. Übliche Heißgasgebläse sind nur bis zu mittleren Temperaturen einsetzbar. Sie sowie die teuren Spezialanfertigungen für höhere Temperaturen sind sehr störanfällig und haben nur geringe Laufzeiten. Sie verursachen durch das Gebläse selbst und durch die erforderlichen Rohrleitungen zudem trotz Isolierung zusätzliche Wärmeverluste. Die in der Vorwärmzone angeordneten Hochgeschwindigkeitsbrenner bringen Wärme in den Ofen hinein, wo die Nutzung der bereits vorhandenen fühlbaren Wärme des Abgases schon Schwierigkeiten bereitet, und verursachen durch die Vergrößerung des Abgasvolumens weitere Abgaswärmeverluste.All previously known atmospheric circulation systems of tunnel kilns, with the exception of patent 131 291, have significant disadvantages. Optimal tunnel kiln operation includes the greatest possible utilization of the sensible heat of the exhaust gas and of the combustible material and the lowest possible temperature differences across the cross section. The previous solutions will meet these demands only insufficient. The coverability of the exhaust gases is only slightly reduced; the removal of hot exhaust gases increases the exhaust heat loss; the practically applied over the entire preheating zone suction at the level of the tunnel kiln car top leads to strong False air intrusions. Even the most effective solutions to date, the external blowers and the high-speed burners, adhere to significant disadvantages. Conventional hot gas blowers can only be used up to medium temperatures. They and the expensive custom-made products for higher temperatures are very prone to failure and have only short running times. In addition, they cause additional heat losses due to the fan itself and the necessary pipelines despite insulation. The arranged in the preheating high-speed burners bring heat into the oven, where the use of the already existing sensible heat of the exhaust already causes difficulties, and cause by the increase in the exhaust gas volume further exhaust heat losses.

Das Patent 131 291, das die geschilderten Mängel weitgehend beseitigt, hat den Nachteil, daß für die Atmosphärenumwäl/ung im wesentlichen nur die Seitenspalte genutzt werden.The patent 131 291, which largely eliminates the described deficiencies, has the disadvantage that only the side gaps are used for the Atmosphärenumwäl / ung substantially.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Ofenleistung zu steigern bei gleichzeitiger starker Senkung des spezifischen Wärmebedarfes, den Anteil fehlerhaften Brenngutes graduell zu verbessern, die Laufzeit der Brennhilfsmittel und der Tunnelofenwagenplateaus wesentlich zu vergrößern und die spezifische Ofenmasse zu vermindern.The aim of the invention is to increase the furnace performance while greatly reducing the specific heat requirement to gradually improve the proportion of defective fuel, to increase the life of the kiln furniture and Tunnelofenwagenplateaus significantly and to reduce the specific furnace mass.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperaturverteilung im Tunnelofen durch effektivere Atmosphärenumwälzung zu verbessern.The invention has for its object to improve the temperature distribution in the tunnel furnace by more effective atmospheric circulation.

Erfindungsgemäß wird das Patent 131 291 dahingehend verbessert, daß für die Intensivierung der Atmosphärenumwälzuntj nicht nur im wesentlichen die Längsspalte zwischen Besatz und Ofenwand benutzt werden, sondern auch andere geeignete freie Querschnitte, wie Längs- bzw. Querspalte zwischen den Besatzstapeln.According to the invention, the patent 131 291 is improved in that not only substantially the longitudinal gaps between the lining and furnace wall are used for the intensification of the Atmosphärenumwälzuntj, but also other suitable free cross sections, such as longitudinal or transverse gaps between the stocking stacks.

Das neue Atmosphärenumwälzsystem ist gekennzeichnet dadurch, daß in der Vorwärmzone und/oder in der Kühlzone mit Hilfe von in der Decke angeordneten kontinuierlich bzw. pulsierend betriebenen Druckluftdüsen die heißen Gase aus der oberen Ofenzone durch geeignete freie Querschnitte im Ofentunnel (wie Längsspalte zwischen Besatz und Ofenwand sowie Längs- bzw. Querspalte zwischen den Besatzstapeln) durch Injektorwirkung eines vernachlässigbar kleinen, aber mit hoherThe new Atmosphärenumwälzsystem is characterized in that in the preheating and / or in the cooling zone by means of arranged in the ceiling continuously or pulsating compressed air nozzles, the hot gases from the upper furnace zone by suitable free cross-sections in the furnace tunnel (such as longitudinal gaps between stocking and furnace wall and longitudinal or transverse gaps between the stocking stacks) by injector action of a negligible, but with high

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Geschwindigkeit ausströmenden Massenstromes nach unten transportiert werden (aerodynamische Atmosphärenumwälzung), wodurch die durch den thermischen Auftrieb verursachte Schichtung der Ofengase beseitigt und die Gasgeschwindigkeit relativ zum Brenngut vergrößert werden, damit das Brenngut gleichmäßig erwärmt bzw. abgekühlt und die fühlbare Wärme des Abgases bzw. des Besatzes ausgenutzt werden.Aerodynamic Atmosphärenumwälzung), whereby the layering of the furnace gases caused by the thermal lift eliminated and the gas velocity are increased relative to the kiln, so that the kiln evenly heated or cooled and the sensible heat of the exhaust gas or the Besatzes be exploited.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die Zeichnung zeigt den Querschnitt durch die Vorwärmzone eines Tunnelofens:The invention will be explained below using an exemplary embodiment. The drawing shows the cross section through the preheating zone of a tunnel kiln:

In der Vorwärmzone eines Tunnelofens wird durch Druckluftdüsen, die in der Decke über Längsspalten zwischen den Besatzstapeln angeordnet sind, mit einem Strahlimpuls heißes Abgas in den Längsspalten nach unten geführt, um die Temperatur über den Besatzquerschnitt zu vergleichmäßigen, den konvektiven Wärmeübergang zu verbessern und die fühlbare Wärme des Abgases besser zu nutzen. Etwa 6m³/h Luft je Düse werden bei Umgebungstemperatur und ca. 15kPa Überdruck eingesetzt.In the preheating zone of a tunnel kiln, hot exhaust gas in the longitudinal gaps is directed downward by compressed air nozzles arranged in the ceiling over longitudinal gaps between the stock stacks in order to equalize the temperature across the stocking cross section, to improve the convective heat transfer and the tactile Heat of the exhaust gas to better use. About 6m ³ / h air per nozzle are used at ambient temperature and about 15kPa gauge.

In der Decke der Kuhlzone sind ebenfalls über Längsspalten zwischen den Besatzstapeln Druckluftdüsen angeordnet, die durch Injektorwirkung heiße deckengängige Luft nach unten transportieren, um die Temperatur über den Besatzquerschnitt zu vergleichmäßigen, den konvektiven Wärmeübergang zu verbessern und die fühlbare Wärme des Besatzes besser zu nutzen.In the ceiling of the cooling zone compressed air nozzles are also arranged on longitudinal gaps between the stock stacks, which inject hot maskable air down by injector to equalize the temperature across the stocking cross-section to improve the convective heat transfer and better use the sensible heat of the stocking.

Analog zur Vorwärmzone werden ca. 6m³/h Luft je Düse bei Umgebungstemperatur und ca. 15kPa Überdruck eingesetzt.Analogous to the preheating zone approx. 6m ³ / h of air per nozzle are used at ambient temperature and approx. 15kPa overpressure.

Claims

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invention claim

Atinospheric circulating system for industrial furnaces, in particular furnaces of the ceramic industry, consisting of preheating and cooling zones, with compressed air or compressed Abyas in the area of the preheating and / or cooling zone
Continuously or pulsating operated nozzles on both sides directly over the Seitenenspalien or especially dalür in the
Seitenwimden recessed niches are arranged according to the patent 131 291, characterized in that
In addition, in the preheating and / or cooling zone, each with about GmVh compressed air continuously or pulsating operated nozzles in the ceiling over suitable free cross sections in the furnace tunnel, such as longitudinal or transverse gaps between ίΐΰη trimming stacks , are disordered.
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