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Einrichtung zur Umwälzung der Ofenatmosphäre von Tunnelöfen quer zur
Ofenlängsachse Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umwälzung der Ofenatmosphäre
von Tunnelöfen quer zur Ofenlängsachse, im wesentlichen bestehend aus einer Reihe
von Gebläsen, die die Ofengase aus in Richtung der Ofenlängsachse hintereinanderliegenden
Bereichen des Ofenkanals absaugen und über Gruppen hintereinanderliegender Einblaserohre
in den Ofenkanal wieder zurückführen und ist insbesondere zur Anwendung bei Tunnelöfen
zum Brennen grobkeramischer Massenwaren gedacht.
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Tunnelöfen zum Brennen keramischer Ware arbeiten im allgemeinen mit
im Gegenstrom zum Brenngut bewegter Ofenatmosphäre. ZwecksWärmerückgewinnung wärmt
sich die in den Ofen eingeleitete Luft an dem sich abkühlenden, bereits gebrannten
Brenngut an und wird in der Feuerzone als vorgewärmte Verbrennungsluft wirksam.
Andererseits wärmen die Rauchgase das in Richtung auf die Feuerzone hin sich bewegende
Brenngut vor und kühlen sich dabei ab.
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Das Prinzip der Wärmerückgewinnung ist auch dann gegeben, wenn ein
Teil der Luftmenge in der Kühlzone abgezogen und in die Vorwärmezone, ohne die Feuerzone
zu durchlaufen, wieder eingeleitet wird.
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Mit Rücksicht auf das zu fordernde Bewegungsspiel muß zwischen dem
Wagenbesatz und dem Brennkanal ein Spalt freigelasseil werden. Die Geschwindigkeit
der im Gegenstrom zum Gut bewegten Ofenatmosphäre ist daher in dem besagten Spalt
höher als in, den Zwischenräumen des Einsatzes und auch innerhalb des Einsatzes
je nach der Setzweise unterschiedlich. Dies führt dazu, daß sowohl die Kühlung als
auch die Vorwärmung über den Querschnitt des Besatzes nicht gleichmäßig erfolgt;
es entstehen vielmehr beachtliche Temperaturunterschiede in der Vorwärm- und Kühlzone.
Der Einfluß der Wandverluste trifft überdies in erster Linie die äußeren Bereiche
des Besatzes, während die inneren Bereiche davon weniger betroffen werden. Dies
ist eine weitere Ursache von Temperaturunterschieden, insbesondere bei Öfen mit
großem Brenukanalquerschnitt.
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Durch Temperaturunterschiede in einzelnen Querschnitten des Einsatzes
ergeben sich verschiedene Brennkurven je nach Lage eines Brenngutstückes im Einsatzquerschnitt.
Um auch im ungünstigsten Falle durch unterschiedliche Brennkurven keinen schädlichen
Einfluß auf das einzelne Stück des Brenngutes zu erhalten, mußten natürlich die
Öfen entsprechend lang gehalten werden. Nur so hatte man die Gewähr, daß an keiner
Stelle und insbesondere in den kritischen Temperaturbereichen die zulässige Geschwindigkeit
der Temperaturänderungen überschritten wurde. Daraus folgt aber, daß man mit kürzeren
Öfen das Auslagen finden müßte, wenn es gelänge, die Temperaturgleichmäßigkeit im
einzelnen Besatzquerschnitt zu verbessern.
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Mit diesem Ziele hat man vorgeschlagen, bei einer in der Ofenlängsrichtung
in oben beschriebener Weise bewegten Ofenatmosphäre eine Querströmung im Bereich
der Vorwärm- und Kühlzone oder, je nach der Empfindlichkeit des Brenngutes, nur
im Bereich einer der beiden Zonen vorzusehen.
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Das Abziehen des Gasvolumens zur Querumwälzung durch einen Lüfter
erfolgt dabei über eine gewisse Länge des Brennkanals, der durch Trennwände in einzelne
Zonen unterteilt ist, wobei entsprechend dem Temperaturverlauf über diese Länge
im allgemeinen Gas verschiedener Temperatur abgezogen wird. Das Gas verläßt jethoch
den Lüfter mit einer einheitlichen Mischtemperatur. Ohne besondere Maßnahmen wird
das Gas mit dieser Mischtemperatur im Sinne der Querumwälzung dem Breün.-kanal über
etwa der gleichen Länge, über die Gas abgezogen worden ist, wieder zugeführt. Durch
die Zuführung von Umwälzgas einer über die Abschnittslänge einheitlichen Temperatur
nimmt die Temperaturkurve, über mehrere aufeinanderfolgende Umwälzkanäle betrachtet,
einen treppenförmigen Verlauf an. Ein solcher treppenförmiger Verlauf ist unbedenklich,
solange sich jede einzelne Treppenstufe über kleine Temperaturintervalle erstreckt,
d. h. solange die
Länge des Abschnittes, über den Umwälzgas einer
bestimmten Temperatur zugeführt wird, genügend klein gehalten wird. Kleine, je einem
Umwälzlüfter zugeordnete Abschnittslängen bedeuten jedoch meist einen unwirtschaftlich
großen Aufwand an Umwälzlüftern.
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Es ist eine Einrichtung bekannt, bei der durch Anordnung von Unterniischungskanälen
im Bereich angrenzender Umwälzkreise der übergang von der Ausblastemperatur des
einen Lüfters zu der des anderen Lüfters nur gemildert und so der schroffe Temperatursprung
vermieden wird. Diese bekannte Einrichtung löst nur die Aufgabe, den Temperatursprung
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zonen zu mildern.
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Der Erfindung liegt hingegen die Aufgabe zugrunde, die Querumwälzung
so auszubilden, daß in bestimmten Querschnitten die jeweils zugehörige Temperatur
in einfacher Weise erzielt und aufrechterhalten wird. Dies wird dadurch erreicht,
daß bei einer Einrichtung zur Umwälzung der Ofenatmosphäre der Vorwärm- und/oder
Kühlzone von Tunnelöfen mit im wesentlichen im Gegenstrom zum Brenngut bewegter
Atmospäre, quer zur Ofenlängsachse, mit Verwendung des bei Tunnelöfen mit ausschließlich
vertikaler Strömung und Zonentrennmitteln zur Milderung des an den Grenzen zweier
Zonen auftretenden Temperatursprunges bekannten Prinzips der Mischung von Gasströmen
unterschiedlicher Temperatur, 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, erfindungsgemäß jedem Gebläse mehrere in Ofenlängsrichtung
aufeinanderfolgende Absaugestellen und mehrere 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 so eingerichtet
sind, daß die von den Einblaseleitungen geführten Mischgasströme von Einblaseleitung
zu Einblaseleitung fortlaufend unterschiedliche, auf die Ofentunneltemperaturen
abgestimmte Temperaturen aufweisen.
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Die erfindungsgemäße strenge Systematik der in zweckmäßig gleichen
Abschnitten in jeweils zweckentsprechenden Verhältnissen erfolgenden Mischung von
Teilströmen der von benachbarten Lüftern ausgeblasenen Gasvolumina führt zur feinstufigen
Aufspaltung des Temperaturverlaufens in aufeinanderfolgenden Tunnelquerschnitten.
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Bei einer vorteilshaften Ausführungsform der Erfindung sind die Symmetrieachse
des Systems der Einblaseöffnungen und des Systems der Absaugöffnungen gegeneinander
verschoben.
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Wenn der Brennguteinsatz auch in der Längsrichtung genügend aufgelockert
ist, sind unter Umständen besondere Maßnahmen hinsichtlich der Aufteilung der Zu-
und Abführungsöffnungen für die Querumwälzkreise nicht erforderlich. Bei Öfen mit
Schürschlitzen zwischen den einzelnen Brenngutstapeln und diskontinuierlichem Wagenvorschub
empfiehlt es sich jedoch, die Absauge- und Einblaseöünungen für die Querumwälzung
in gleichem Abstand wie die Schürschlitze anzuordnen. Die Erfindung ist, wie bemerkt,
insbesondere bei Tunnelöfen zum Brennen grobkeramischer Massenware, die mit verhältnismäßig
großen Querschnitten ausgeführt werden, um bei möglichst geringen Anlagekosten hohe
Durchsatzziffern zu erreichen, wertvoll. Die Beheizung dieser Öfen erfolgt üblicherweise
durch Kohlenschüttfeuerung, Ölfeuerung oder Gasfeuerung. Das Brenngut wird dabei
so auf den Tunnelofenwagen aufgebaut, daß einerseits die Flammenentwicklung in Aussparungen
des Besatzes ermöglicht ist und andererseits der Zug der Ofenatmosphäre entgegen
der Brenngutbewegung durch den für diesen Zweck locker gesetzten Besatz stattfinden
kann.
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Öfen, welche auf Befeuerung in Schürschlitzen ausgelegt sind, dürfen
naturgemäß nur mit diskontinuierlichem Wagenschub arbeiten. Um mit der Erfindung
eine möglichst stufenlose Temperaturkurve zu erzielen, empfiehlt es sich, den Wagenschubweg
gleich dem Abstand der Schürschlitze zu halten.
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Die schematische Zeichnung zeigt in den F i g. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung.
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Der Raum zwischen den Linien 1 bedeutet den Brennkanal, durch welchen
sich die Brenngutstapel2 in Richtung des Pfeiles 4 bewegen, während der Zug die
Ofenatmosphäre in die Richtung der Pfeile S bewegt. Die zwischen den Stapeln 2 befindlichen
Zwischenräume 3 haben denselben Abstand wie die Zu- und Abführungsöffnungeu für
die quer umgewälzte Ofenatmosphäre. Die außerhalb des Brennkanals liegenden Umführungskanäle
für die Querumwälzung sind durch Leitungen 7 dargestellt, die unterschiedliche Durchflußquerschnitte
zeigen, wodurch angedeutet wird, daß in den einzelnen Zweigkanälen verschiedene
Gasvolumina strömen. In jedem Umwälzkreis ist ein Gebläse 6 eingeschaltet. Die Länge
a bedeutet jeweils eine mit einer Temperaturstufe der Ofenatmosphäre, doch erkennt
man, daß eine tatsächliche Abstufung sich nicht ausbilden wird.
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F i g. 1 zeigt eine Anordnung, bei der sich die Symmetrieachse des
Systems der Luftzuführungsöffnungen mit der des Systems der Abführungsöffnungen
deckt, während F i g. 2 eine Anordnung darstellt, in der die Symmetrieachsen der
Zu- und Abfährungsöffnungen gegeneinander verschoben sind. Die Bedeutung einer Anordnung
nach F i g. 2 liegt darin, daß sich durch die Verschiebung der Symmetrieachsen die
Geschwindigkeit der Temperaturänderung im Brenngut beeinflußen läßt. Durch diese
Art der Verkettung der Luftkreise wird nämlich das Brenngut unter den Einfluß der
Temperaturen benachbarter Abschnitte gebracht. Zur Anpassung an> eine bestimmte
Brennkurve besteht sogar die Möglichkeit, innerhalb eines Ofens die Anordnung nach
F i g. 1 mit Anordnungen nach F i g. 2 wechseln zu lassen, wobei bei letzteren auch
noch verschieden große Verschiebungen der Symmetrieachse gewählt werden können.
Die Anordnung nach F i g. 2 gestattet ferner je nach Art und Setzweise des Brenngutes
unter Umständen sogar den Verzicht auf eine eigene Längsbelüftung, indem diese feinstufige
Querbelüftung, in der die Querströmung gewissermaßen einer Art Schraubenlinie folgt,
wirkungsmäßig den Effekt der Gegenströmlängsbelüftung ergibt, sofern die »Schraubensteigung«
der Gutbewegung entgegengesetzt gerichtet ist.
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Die schematischen Darstellungen der F i g. 1 und 2 sagen nichts über
die Anordnung der Zu- und Abführungsöffnungen
am Ofen aus. Diese
können beispielsweise an den gegenüberliegenden Seitenwänden oder an der Decke und
den Seitenwänden aber auch anderswie angeordnet sein. Dementsprechend nehmen die
Darstellungen auch keinen verbindlichen Bezug auf die Heizeinrichtung.