DE1048C - Ofen zum Brennen von Ziegeln und Thonwaaren - Google Patents

Description

1877.

Klasse '8(V ' ^l

HELMUTH DUEBERG in BERLIN. Ofen zum Brennen von Ziegeln und Thonwaaren.

Patentirt im Deutschen Reiche vom io. Juli 1877 ab. Längste Dauer: 8. Juni 1892.

Zwei Systeme continuirlicher Brennofen für Ziegeln, Thonwaaren etc. sind bisher hauptsächlich in Gebrauch gekommen, nämlich: 1. der Ofen von Borrie, welcher neuerdings in verbesserter Form unter dem Namen »Kanalofen« wieder in Aufnahme gekommen ist; und 2. der Ringofen von Hoffmann oder Parallelofen, der in sehr vielen verschiedenen Modifikationen zur Ausführung gelangt und dem entsprechend auch mit sehr vielen verschiedenen Namen benannt worden ist, wie Ringofen, Parallelofen, Kammerofen etc.; auch die continuirlichen Kammerofen mit Gasfeuerung sind zu letzterem Ofensystem zu rechnen.

Das Princip des Ofensystems von Borrie besteht darin, dafs die zu brennenden Ziegelsteine oder sonstigen Thonwaaren auf kleine Eisenbahnwagen gesetzt und mittelst dieser durch ein stationäres Feuer gezogen werden, während bei den Oefen des an zweiter Stelle genannten Systems die zu brennenden Steine stationär sind, das Feuer dagegen beweglich ist, indem es durch den Ofeneinsatz hindurchpassirt, also fostschreitet. Das letztgenannte Ofensvstem hat in der Praxis mehr Erfolg gehabt, als das erstere, indem bei diesem (Borrie-System) vielfache Betriebsstörungen dadurch entstanden sind, dafs die Bewegung der einen langen Zug bildenden Wagen durchs Feuer infolge von herabfallenden j Steinen etc. unmöglich wurde; ferner dadurch, I dafs es nicht gelungen ist, bei kräftigem Feuer die Axen und Räder der Wagen während deren j Bewegung durchs Feuer genügend gegen zu j starke Erhitzung zu schützen; schliefslich ist auch die Qualität der in diesen Oefen gebrannten Steine nicht befriedigend ausgefallen, namentlich sind dieselben meistens nicht scharf genug gebrannt worden. Es läfst sich jedoch nicht verkennen, dafs das Ofensystem von Borrie i einen erheblichen Vortheil über alle anderen Brennofen für keramische Gegenstände besitzt, nämlich denjenigen einer bedeutenden Arbeits-Ersparnis, sowohl in Bezug auf da:·. Füllen als auf das Entleeren des Ofens, indem das bei allen anderen Brennöfen erforderliche Einsetzen j der ungebrannten Steine in den Ofen und das Ausnehmen der gebrannten Steine vermieden wird, j

Der nachstehend beschriebene Ofen verbindet | die Vortheile des Ringofensystems, namentlich j die Sicherheit des Betriebes, mit der durch das System von.Borrie erzielten Arbeitsersparnis; er kann sowohl für continuirlichen, als auch für periodischen Betrieb eingerichtet werden; in den Figuren 1, 2 und 3 ist ein Ofen ersterer Art dargestellt. Der Brennraum desselben besteht aus zwei gemauerten Kanälen .·/ .-/', welche oben durch ein'Gewölbe oder in anderer zweckentsprechender Weise abgedeckt sind, z. B. bei Oefen von geringer Grofse durch Charmotte- oder Steinplatten. Die beiden Brennkanäle A und A' communiciren an beiden Enden mit einander durch die Passagen ΡΓ¹, welch letztere jedoch durch einen Schieber S verschliefsbar sind; dadurch kann die Communication zwischen den Brennkanälen abgeschnitten werden.

Der Herd oder die Sohle der Brennkanäle ist mobil construirt; um die Bewegung desselben zu erleichtern, ist er in eine gröfsere Anzahl einzelner Theile zertheilt, welche aufserhalb des Ofens mit zu brennenden Steinen etc. besetzt, im beladenen Zustande demnächst in den Brennkanal geschoben und nach dem in ruhendem Zustande erfolgten Brande wieder herausgezogen werden. Während des Brennprocesses befindet sich die Ofensohle mit den darauf gesetzten Steinen in Ruhe, das Feuer dagegen schreitet durch die Steine fort, wie beim Hoffmann'schen Ringofen; hierin besteht der Hauptunterschied und gleichzeitig der Hauptvortheil meines Ofens gegen denjenigen von Borrie.

Die einzelnen Theile der beweglichen Sohle der Brennkanäle bilden fahrbare Plattformen /'/·', welche mittelst kleiner Räder auf einem Schienengeleise ruhen, welches in der Längsrichtung unter jedem Brennkanal entlang führt und sich aufserhalb des Ofens nach den Trockenräumen fortsetzt, so dafs die Plattformen J·' F dort direct mit zu brennenden Steinen besetzt werden können. Sie werden, nachdem dies geschehen, einzeln, d.h. eine nach der anderen in den.Brennkanal hineingeschoben und zwar so, dafs sie sich einander unmittelbar berühren. Die Brennkanäle sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, an je einem Ende offen und \verden hier nur zeitweise (während des Brandes) durch provisorische Stirnwände />' />'' zugemauert. Ks ist wohl selbstverständlich, dafs die Ziegelsteine etc. in solcher Weise auf die Plattformen aufleset/t

werden müssen, dafs sie den Querschnitt: des Brennkanals nahezu ausfüllen, aber nirgends an dessen Wandungen anstofsen. Beim Hineinschieben der so beladenen Wagen wird an beiden Seiten ihrer Plattformen für einen luftdichten Abschlufs nach unten, mittelst Sandnuthen cc oder anderer zweckentsprechender Vorkehrungen gesorgt; ebenso wird auch an den gegenseitigen Berührungslinien der Plattformen für einen luftdichten Abschlufs von oben nach unten gesorgt, was am einfachsten dadurch geschieht, dafs jedesmal die Rückseite der Plattform des bereits im Ofen befindlichen Wagens mit Lehm bestrichen und die Plattform des nächstfolgenden W^ragens fest dagegen geschoben wird. Die bei den Oefen des Borrie'schen Systems während des Brandes oft eintretenden Undichtigkeiten sind bei meinem Ofen nicht zu befürchten, da die Wagen während dessen ruhig im Ofen stehen; ferner liegt ein grofser Vortheil darin, dafs hier jeder Wagen noch besonders gedichtet werden kann, nachdem er an Ort und Stelle ist, z. B. durch Bestreuen der Ränder seiner Plattform mit Sand. Die Plattform des zuletzt in den Brennkanal einzuschiebenden Wagens trägt ein Schutzblech, welches mit Chamottesteinen oder Platten verkleidet wird.

Wenn auf diese Weise die Brennkanäle A und A' mit zu brennenden Steinen etc. gefüllt und nach unten gehörig gedichtet sind, werden die Querwände B und £^x provisorisch aufgeführt; demnächst beginnt man die Befeuerung des Ofens auf einem der Roste EJi¹, z.B. auf dem Rost E, zu Anfang mit schwachem, sogen. Schmauchfeuer, welches man allmälig zum Vollfeuer verstärkt.

Von jedem der beiden Brennkanäle führen eine Anzahl Füchse CC in den RauchsammlerD; welcher mit dem Schornstein G communicirt; die Füchse sind mit Ventilen versehen, um sie nach Belieben öffnen oder schliefsen zu können. Die Passage P, welche das Ende des Brennkanals A mit dem Anfang des Brennkanals A' verbindet, ist vorläufig durch den Schieber .S abgesperrt. Während auf dem Roste E das Schmauchfeuer unterhalten wird, sind alle Füchse des Brennkanals A geöffnet; ehe man zum Vollfeuer übergeht, werden dieselben alle geschlossen, mit Ausnahme des letzten, von der Passage P abgehenden Fuchses. Nachdem durch das Vollfeuer auf dem Roste E die Ziegel etc. auf den zwei bis drei zunächst stehenden Wagen in Gluth gebracht sind, setzt man die Befeuerung durch die im Gewölbe des Brennkanals angebrachten, Heizlöcher b b fort, indem man durch letztere von oben Brennmaterial in denselben hinabwirft. Die Entfer-• nung der Heizlöcher bb in der Längsrichtung des Brennkanals ist genau gleich der Länge der Plattformwagen FF und die auf letzteren stehenden Ziegelsteine etc. lassen unter jeder Heizlöcherreihe eine Spalte von io—:o cm Weite zwischen sich frei, innerhalb welcher das von oben eingeworfene Brennmaterial zur Verbrennung gelangt. Die Befeuerung durch die Heizlöcher b b, nächst der Rostfeuerung E beginnend, schreitet in der Richtung des Zuges (d. h. in der Richtung der Pfeile in Fig. i) im Brennkanal fort, und zwar in dem Maafse als die Gluth fortschreitet. Wenn die der Rostfeuerung E zunächst stehenden Ziegel etc. gahr gebrannt sind, stellt man das Feuern auf derselben ein, und in demselben Maafse als man mit der Befeuerung von oben (durch die Heizlöcher) fortschreitet, hört man hinten damit auf, sobald nämlich die Ziegel etc. genügend gebrannt sind. Die Befeuerung von oben wird ebenso wie beim Ringofen stets durch mehrere Heizlöcherreihen, also zwischen mehreren Wagen gleichzeitig geschehen. Ehe man in dieser Weise mit der Befeuerung das Ende des Brennkanals erreicht, wird der Schieber .S aus der Passage P entfernt, in die Passage P' eingesetzt, und sämmtliche Füchse C C des Brennkanals A' werden geöffnet, während der letzte, bisher noch geöffnete Fuchs des Brennkanals A geschlossen wird. Die aus letzterem abziehende Feuerluft wird jetzt in den Brennkanal A^x eintreten und die Steine in demselben ausschmauchen und anwärmen, und wenn die Befeuerung das Endo des Brennkanals A erreicht, werden die Steine am Anfang des Kanals A' durch die abgehende Hitze bereits glühend geworden sein. Jetzt beginnt die Befeuerung des Brennkanals A', ebenfalls durch die Löcher b b im Gewölbe desselben, und die Füchse CC dieses Brennkanals werden geschlossen, mit Ausnahme des letzten, welcher nunmehr den Luftzug unterhalt, während selbstredend die Passage P¹ jetzt durch den Schieber 5 abgeschlossen ist. Gleichzeitig beginnt man den mit jetzt gebrannter Waare angefüllten Brennkanal A zu entleeren, nachdem man vorher die provisorische Stirnwand B entfernt hat; man zieht die Wagen einen nach dem anderen hervor, sobald die auf denselben befindliche Waare genügend abgekühlt ist; dies geschieht am besten mittelst einer Winde, welche vor dem offenen Ende des Brennkanals aufgestellt wird. Da hier immer nur ein Wagen bewegt wird, also nicht eine ganze Wagenreihe, wie bei dem Ofen von Borrie bezw. dem sogen. Kanalofen, so können die einzelnen Wagen viel gröfser sein, wie bei jenen Oefen; die Breite und Höhe der Brennkanäle kann daher auch weit gröfser gemacht werden als dort. Bei grofser Breite des Brennkanals wird es sich empfehlen, die Axen der W^ragen in der Mitte durch ein drittes Rad zu unterstützen, welches auf einer mittleren Schiene läuft und am zweckmäfsigsten mit beiderseitigen Flantschen versehen wird, um den Wagen genau zu führen; die beiden äufseren Räder können in diesem Falle ohne jeglichen Flantsch sein; diese Anordnung ist in Fig. 4 im Querschnitt dargestellt. Auch steht nichts entgegen, den Wagen eine gröfsere Länge zu geben als die Entfernung der Heizlöcher in der Längsrichtung, welch 1—2 m beträgt; man kann den Wagen (Plattformen)

die doppelte, ja sogar die dreifache Entfernung j der Heizlöcher zur Länge geben und wird jeden einzelnen doch noch weit leichter fortbewegen als die lange Wagenreihe des Ofens von Borrie.

Sobald der Brennkanal A entleert ist, wird er wieder, wie vorhin beschrieben, gefüllt und j durch eine Stirnwand B provisorisch geschlossen, der Schieber .S aus der Passage P' entfernt und in die Passage P eingesetzt, die Füchse des Brennkanals A werden wieder geöffnet, so dafs die aus dem Kanal A' abziehende Feuerluft jetzt in ersteren einströmt und die frischen Steine in demselben ausschmaucht und anwärmt; dem- \ nächst geht die Befeuerung aus dem Kanal A' '·. nach A über, ebenso wie vorhin von A nach A'".

Nach gehöriger Erkaltung wird A' entleert, und in dieser Weise geht der Betrieb des Ofens ohne Unterbrechung fort. Um den Uebergang der Gluth von einem Brennkanal in den anderen zu erleichtern, kann man die Passage P und P¹ mit Chamotteregistern besetzen.

Bei der vorstehend beschriebenen Betriebsweise wird, ebenso wie beim Ringofen, das Brennmaterial durch die Heizlöcher von oben zwischen die glühenden Brennobjecte geschüttet, dort von einem horizontalen Strom heifser Luft getroffen und dadurch verbrannt; wie nun die Erfahrung mit dem Ringofen gezeigt hat, passirt dabei stets vielmehr Luft durch den Brennkanal als zur vollständigen Verbrennung des Brennmaterials erforderlich ist, es geht also ein grofser Theil der in den Ofen einströmenden Luft bezw. Sauerstoff unverzehrt durch denselben hindurch, d. h. der Ringofen und ebenso also auch der vorstehend beschriebene Ofen arbeitet bei der beschriebenen directen Befeuerungsweise stets mit sogen, oxydirender Flamme. Auch wenn aller Sauerstoff der in den Brennkanal eintretenden atmosphärischen Luft beim Hindurchpassiren durchs Feuer verbraucht würde, so würde doch in der hinteren Partie des Feuers, wo die atmosphärische Luft zuerst mit Brennmaterial in Berührung kommt, ein oxydirendes Feuer vorhanden sein; denn da das in die vordersten Heizlöcher eingestreute Brennmaterial noch verbrennt, hier also noch freier Sauerstoff vorhanden sein mufs, so ist klar, dafs hinten, d. h. bei den in der letzten Zeit der Befeuerung begriffenen Heizlöchern stets ein bedeutender Ueberschufs an Sauerstoff, also ein oxydirendes Feuer bezw. eine oxydirende Atmosphäre vorhanden sein mufs. In noch höherem Grade findet sich diese dort, wo man eben mit der Befeuerung aufgehört hat, wo die Brennobjecte sich also in der ersten Periode des Abkühlens befinden, da hier das gesammte zur Verbrennung dienende Luftquantum hindurchpassirt und nur noch wenige Brennmaterial-Rückstände vorfindet. Da nun gerade die letzte Periode der eigentlichen Brenndauer, sowie auch die unmittelbar auf dieselbe folgende Periode des ersten Abkühlens für die Färbung der Ziegelsteine und sonstigen Thonwaaren maafsgebend ist, so folgt, dafs alle diejenigen Thonwaaren, welche in Bezug auf ihre äufsere Färbung ein Feuer mit »reducirender Flamme« verlangen, in beschriebenem Ofen ebensowenig wie im Ringofen gut gebrannt werden können.

Der Zweck der nachstehend beschriebenen Befeuerungsmethode ist nun, den Ofen (bezw. auch den Ringofen) mit einer solchen Feuerung zu versehen, welche nach Belieben mit reducirender oder aber mit oxydirender Flamme arbeiten kann. Dieser Zweck läfst sich nur durch Anwendung der sogen. ^Gasfeuerung« erreichen, d. h. durch Verwandlung der festen Brennmaterialien in brennbare Gase und zweckentsprechende Verwendung dieser ;:ur Befeuerung des Ofens.

Construction und Betriebsweise der zur Vergasung des Brennmaterials dienenden »Gas-Generatoren« setze ich als bekannt voraus; dieselben, sind im Grundrifs, Fig. i, durch J / bezeichnet.

Um mit reducirendem Feuer zu brennen, wird das in den Generatoren erzeugte Gas durch die gebrannten abkühlenden Steine, im ganzen Querschnitt des Brennkanals dem Feuer zugeführt, während der Zutritt der atmosphärischen Luft hier abgeschnitten ist. Die zur Verbrennung des Generatorgases nöthige Luft wird vielmehr erst dort in den Brennkanal eingelassen, wo die Verbrennung desselben stattfinden soll, also jedesmal dort, wo vorhin das Brennmaterial eingeworfen wurde. Um den Luftzutritt von hinten abzuschneiden, schliefst man den Brennkanal an einer geeigneten Stelle zwischen den fertig gebrannten abkühlenden Waaren der Quere nach ab, z. B. durch Einschütten von Sand durch eine Heizlöcherreihe. Das Generatorgas, welches auf dem Wege vom Eintritt in den Brennkanal bis zum Feuer successive durch immer heifsere Brennobjecte hindurchpassirt und sich dadurch schliefslich bis zur Glühhitze erwärmt, verbrennt sofort bei der Berührung mit der atmosphärischen Luft, welche in mehreren Zwischenräumen, d. h. durch mehrere Reihen der Löcher b b gleichzeitig zugelassen wird, so dafs schliefslich das gesammte Generatorgas zur Verbrennung kommt.

Auf diese Weise wird erreicht, dafs die Brennobjecte während der letzten Zeit der Brenndauer, sowie während des Abkühlens -sich in einer stark reducirend wirkenden Atmosphäre befinden.

Die Einführung des Generatorgases, sowie der atmosphärischen Luft in den Brennkanal kann auf verschiedene Weise geschehen. Die Zuleitung des Gases geschieht am besten durch einen oben auf dem Ofen gelegenen Kanal //, welcher mit den Gas-Generatoren JJ in Verbindung steht und daher stets mit Brenngasen gefüllt sein vvird. Dieser Gaskanal H ist mit zahlreichen Oeffhungen α α versehen, welche durch Deckel hermetisch verschliefsbar sind (siehe Querschnitt des Ofens, Fig. 3). Dort, wo man nun das Gas in den Brennkanal eintreten lassen will, wo also letzterer gegen die äufsere Atmosphäre abgeschlossen ist, werden

mehrere der genannten Oeffnungen α α durch Entfernung ihrer Deckel geöffnet und mittelst darüber gelegter Kapseln /■ (aus Eisen oder gebranntem Thon) mit den nächstgelegenen Oeffnungen /' /> im Gewölbe des Brennkanals in Communication gebracht, so dafs das Gas aus dem Kanal // in den Bfennkanal überströmt; in letzterem bewegt das Gas sich laugsam in der Richtung des Zuges fort und passirt* dabei durch fertig gebrannte, in der Abkühlung begriffene Waare, wodurch es sich schliefslich bis zur Glühhitze erhitzt. Dort, wo die Verbrennung des Gases stattfinden soll, wird dann atmosphärische Luft zugelassen; dies kann am einfachsten mittelst transportabler, durchlöcherter Röhren e e aus feuerbeständigem Material bewerkstelligt werden, welche durch die Oeffnungen b b in den Brennkanal hinabgesenkt werden und die oben in sie eintretende atmosphärische Luft möglichst .gleichmäfsig in allen Höhen des Brennkanalquerschnittes ausströmen lassen.

Die Zuführung der Luft geschieht gleichzeitig an mehreren Stellen hinter einander, und hat man es in der Gewalt, schliefslich entweder noch einen Theil des Gases unverbrannt entweichen oder einen Ueberschufs an atmosphärischer Luft eintreten, oder aber gerade das zur Verbrennung des Gases erforderliche Luftquantum zuzulassen. Im allgemeinen wird es zweckmäfsig sein, mit etwas Ueberschufs an atmosphärischer Luft zu arbeiten, sowohl mit Rücksicht auf eine vollständige Verbrennung des Gases, d. h. mit Rücksicht auf den Verbrauch an Brennmaterial, als auch mit Rücksicht auf das Austrocknen und Anwärmen der vor dem Eeuer befindlichen ungebrannten Waare. Wenn man aber auch durch die mehrfachen einander folgenden Lufteinströmungen einen Ueberschufs an Luft bezw. freiem Sauerstoff in den Brennkanal eintreten läfst, so wird doch am hinteren Ende des Feuers, d. h. dort, wo das Gas zuerst mit atmosphärischer Luft in Berührung kommt, offenbar stets ein Ueberschufs an Gas, also ein Mangel an Sauerstoff stattfinden, mit anderen Worten: die Brennobjecte werden während der letzten Periode der Brennzeit stets mit reducirendem Feuer gebrannt werden.

Es bedarf wohl keiner weiteren Erläuterung, dafs die soeben beschriebene Methode der Gasfeuerung auch auf den bisherigen Ringofen, sowie den Parallelofen ohne weiteres Anwendung finden kann.

L'm das entgegengesetzte Resultat zu erzielen, d. h. um mit oxydirendem Feuer mittelst Generatorges in meinem Ofen zu brennen, läfst man die atmosphärische Luft, wie vorhin bei der directen Befeuerung von hinten zutreten, das Gas dagegen erst dort, wo der Brennprocefs stattfinden soll. Ein Abschlufs des Brennkanals hinter dem Feuer ist hierbei offenbar nicht nöthig, das Gas kann, wie vorhin die Luft, also durch die Löcher /' /' im Gewölbe des Brennkanals, mittelst durchlöcherter Röhren e e oder mit Hülfe anderer geeigneter Vorkehrungen eingeführt werden.

Man schreitet mit den Zuführungsstellen des Gases, bezw. der atmosphärischen Luft in der Richtung des Zuges fort, ebenso, wie es bei der zuerst beschriebenen directen Befeuerung mit dem Aufgeben des festen Brennmaterials geschah.

Wenn das Generatorgas hinter dem Feuer, unter Abschlufs der atmosphärischen Luft in den Ofen eingeführt wird, der Brennkanal sich also im ganzen Querschnitt mit Gas anfüllt und erst dort, wo die Verbrennung stattfinden soll, atmosphärische Luft zngelassen wird, so wird offenbar letztere in einer Umgebung von Generatorgas brennen, während sonst meistens das umgekehrte Verhältnifs stattfindet, nämlich das in eine Umgebung von atmosphärischer Luft ausströmende Gas innerhalb jener verbrennt. Die Bildung eines explosiven Gemenges von Generatorgas und atmosphärischer Luft im Brennkanal ist nicht zu befürchten, sofern man dafür sorgt, dafs nur dort, wo die Verbrennung stattfinden soll, Luft eintreten kann, d. h. also nur dort, wo der gesammte Ofeninhalt sich bereits in Gluth befindet; hier aber wird die Verbrennung sofort beim Eintritt der Luft in den Brennkanal stattfinden, so dafs also niemals unverzehrte atmosphärische Luft sich im Brennkanal ansammeln kann.

Es sei noch bemerkt, dafs der Abschlufs der Brennkanäle A A' anstatt durch die beschriebene Sandschüttung auch durch einen Schieber bewerkstelligt werden kann, der durch entsprechende Oeffnungen im Gewölbe oder der Seitenwand der Brennkanäle in die freien Spalten zwischen je zwei Wagen eingeschoben werden kann.

Wie bereits eingangs erwähnt, kann das vorstehend beschriebene Ofensystem auch auf periodische Oefen angewendet werden, nämlich auf einen einzelnen Brennkanal, welcher am Ende unmittelbar mit dem Schornstein communicirt, wobei dann die Füchse C C und der Rauchsammler D ganz in AVegfall kommen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Das Brennen von Ziegeln und anderen Thonwaaren auf fahrbaren Plattformen, welche in den Ofen geschoben werden, sich während des Brandes aber in Ruhe befinden, wohingegen die Feuerung beweglich ist, d. h. durch den Ofeneinsatz fortschreitet.
2. 2. Einen mit brennbaren Gasen befeuerten Brennkanal, in welchem erstere durch die in der Abkühlung begriffene, gebrannte Waare dem Feuer zugeführt werden, die zur Verbrennung derselben dienende atmosphärische Luft dagegen erst dort zugelassen wird, wo der Brennprocefs stattfinden soll, so dafs die Abkühlung der gebrannten Waare innerhalb einer Umgebung von brennbaren Gasen geschieht.

   flicr/ii ι I!latt Zeichnuneen.