DE1916040B1 - Verfahren zum Betrieb eines Tunnelofens zum Brennen keramischer Produkte und Tunnelofen zur Ausfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Betrieb eines Tunnelofens zum Brennen keramischer Produkte mit in dessen Brennkanal hintereinander angeordneter Aufheiz-, Brenn- und Kühlzone sowie auf einen Tunnelofen zur Ausübung dieses Verfahrens.
• Zahlreiche Verfahren zum Betrieb von Tunnelöfen dieser Art sind bekannt. Diese Verfahren bezwecken einen wirtschaftlichen Betrieb, insbesondere geringe Brennstoffkosten, großen Durchsatz, einwandfreie Erzeugnisse und möglichst geringe Anlagekosten. Um dies zu erreichen, sind zahlreiche Vorschläge für besondere Arten der Führung der Frischluft und der Verbrennungsgase gemacht worden.
• Beispielsweise werden aus dem Brennkanal des Tunnelofens nach der schweizerischen Patentschrift 22493 an mehreren Stellen der Aufheizzone Verbrennungsgase im oberen Teil des Tunnelofens abgesaugt und an der Tunnelsohle wieder eingeblasen.
• In der Kühlzone des gleichen Tunnelofens wird die am Ausfahrtsende eingetretene Frischluft nach Erwärmung am Brenngut ebenfalls an der Tunneldecke abgesaugt und in der Brennzone durch die Tunnelsohle wieder eingeführt. Dadurch, daß die Luft den Kanal zeitweilig verläßt, um an anderen Stellen wieder eingeblasen zu werden, soll ein direktes Durchziehen der Luft durch den ganzen Brennkanal verhindert und eine Abkürzung der Brenn- und Kühlzeit bei zweckmäßiger Wärmeausnutzung sowie eine rasche Vorwärmung des Brenngutes erreicht werden.
• In der Zeitschrift »Die Ziegelindustrie«, 1966, Heft 6, ist auf S. 199 ein Tunnelofen abgebildet, bei welchem aus der Aufheizzone ein Teil der Verbrennungsgase abgesaugt und mit Frischluft vermischt wird, die im Bereich der Kühlzone vorgewärmt worden ist. Diese vorgewärmte Luft wird dann den Brennern zugeführt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Tunnelöfen zum Brennen keramischer Prcdukte mit im Brennkanal hintereinander angeordneter Aufheiz-, Brenn-und Kühlzone so zu betreiben und auszubilden, daß ein möglichst gleichmäßiger Temperaturanstieg in der Aufheizzone und im Vorfeuergebiet erreicht wird, ohne daß das Brenngut besonders locker eingesetzt werden müßte und/oder zu große Rauchgasmengen, deren Temperatur zudem über einem wirtschaftlich und betrieblich angemessenen Wert liegt, über den Kamin abgezogen werden müßten. Zugleich soll eine wirkungsvolle und auch wirksam steuerbare Sturzkühlung des Brenngutes ermöglicht sowie das unerwünschte Eindringen kälterer Luft zwischen den Gutsstapeln und den seitlichen und oberen Innenflächen des Brennkanals verhütet werden.
• Dies wird bei dem nach der Erfindung ausgebildeten Verfahren im wesentlichen dadurch erreicht, daß ein Teil der Verbrennungsgase im Bereich der Aufheizzone aus dem Brennkanal des Tunnelofens abgezogen, aufgeheizt und mit erhöhter Temperatur, die jedoch wesentlich unterhalb derjenigen des sich an der Einblasstelle für die rückgeführten Verbrennungsgase befindlichen Brenngutes liegt, am Ende der Brennzone mit erhöhter Geschwindigkeit senkrecht zur Längsströmungsrichtung der Gase im Brennkanal in denselben eingeblasen wird.
• Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine erhebliche Vermehrung der Gasmenge in der Brennzone erreicht, so daß die Strömungsgeschwindigkeit und der Wärmeübergang in dieser Zone in erwünschter Weise erhöht werden, ohne daß es hierfür der Einführung weiterer Luftmengen von außen her bedarf, was zur Folge hätte, daß auch größere Gasmengen durch den Kamin abgeführt werden müßten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die erhöhte Gasmenge in der Brennzone sich auch im Vorfeuerbereich günstig auswirkt, weil auch dort eine erhöhte Gasmenge zur Verfügung steht, nämlich bis in denjenigen Bereich der Aufheizzone, in welchem ein Teil der Verbrennungsgase erfindungsgemäß abgezogen wird.
• Weitere technische Vorteile ergeben sich daraus, daß an der Einblasstelle eine rasche Abkühlung des beispielsweise in einem Ziegelofen auf etwa 1000"C aufgeheizten Brenngutes bis kurz über die Quarzumwandlungstemperatur (etwa 573"C) erreicht wird, also eine sogenannte Sturzkühlung des Brenngutes stattfindet. Dabei bildet sich an der Einblasstelle ein Vorhang aus Gasen, die etwa 600 bis 700"C heiß sind und in wirksamer Weise das Eindringen kälterer Luft in die Brennzone vom Kühlende her verhütet.
• In Weiterbildung der Erfindung soll auch die Möglichkeit geschaffen werden, sowohl den Sauerstoffgehalt der mit Luft vermischten Verbrennungsgase in der Aufheiz- und Brennzone zu steuern als auch die Abkühlgeschwindigkeit in der Kühlzone nach erfolgter Sturzkühlung wirksam zu steuern, insbesondere an derjenigen Stelle, an welcher die Quarzumwandlung stattfindet. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Teil heißer Luft im Bereich der Kühlzone aus dem Brennkanal des Tunnelolens abgezogen und den rückgeführten Verbrennungsgasen vor deren Wiedereinblasung in den Brennkanal beigemischt wird. Hierdurch kann der Sauerstoffgehalt in der Aufheiz- und Brennzone auf einfache Weise gesteuert und auch die Abkühlgeschwindigkeit in der Kühlzone wirksam geregelt werden.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren an Hand schematischer Darstellungen veranschaulicht und Au,führungsformen für entsprechend gebaute Tunnelöfen angegeben. Es zeigt Fig. 1 den Tunnelofen in einem horizontalen Längsschnitt, F i g. 2 einen Ausschnitt aus einer Seitenwand des Tunnelofens der Fig. 1, jedoch mit einer anderen Art der Luftrückführung, F i g. 3 den gleichen Ausschnitt wie in F i g. 2 mit einer weiteren Variante der Luftrückführung.
• F i g. 1 zeigt einen Tunnelofen T, dessen vom Ofeninnenraum gebildeter und mit I bezeichneter Brennkanal sich in Längsrichtung des Tunnelofens T von der mit We bezeichneten Wageneinfahrt zu der mit Wa bezeichneten Wagenausfahrt erstreckt. Der Brennkanal I weist, in der zu der durch einen Pfeil bezeichneten Längsströmungsrichtung der Luft bzw Gase im Brennkanal 1 entgegengesetzten Richtung, drei hintereinanderliegende, durch je einen Doppelpfeil markierte Zonen auf, und zwar eine Aufheizzone A, eine Brennzone B und eine Kühlzone K. Die in F i g. 1 der Deutlichkeit wegen nicht dargestellten Brennwagen, welche die mit G bezeichneten Gutsstapel tragen, durchfahren auf dem Wege von der Wageneinfahrt We zur Wagenausfahrt Wa nacheinander die drei Zonen A, B und K.
• Seitlich außerhalb des Brennkanals I ist in der mit S1 bezeichneten Ofenseitenwand eine Gasrückführleitung 1 vorgesehen, in der ein Umwälzventilator 2 sowie eine kleine Brennkammer 3 angeordnet sind.
• Ein Ölbrenner 4 ist in der Ofenseitenwand S1 installiert und feuert in die Brennkammer3 hinein. Die Gasrückführleitung 1 ist an ihrem Anfang über Abzugfüchse a, b und c mit der Aufheizzone A verbunden und an ihrem Ende über schmale Einblaseschlitze d, e und f mit einem, bezogen auf die der Längsströmungsrichtung L der Luft bzw. Gase im Brennkanal I entgegengesetzte Richtung, höchstens am Ende der Brennzone B beginnenden Bereich des Brennkanals I.
• Ein Teil der im Brennkanal 1 in Richtung des Pfeiles L strömenden Verbrennungsgase wird vom Umwälzventilator 2 über die Abzugfüchse a, b und c aus der Aufheizzone A abgesaugt und über die Gasrückführleitung 1 in Richtung des Pfeiles R zurückgeführt, dabei in der Brennkammer 3 mittels des Ölbrenners 4 aufgeheizt und anschließend über die Einblaseschlitze d, e und f in Form schmaler Heißgasbündel im Bereich des Endes der Brennzone B bzw.
• Anfanges der Kühlzone K in den Brennkanal I wieder eingeblasen. Die Temperatur dieser rückgeführten und wieder eingeblasenen Verbrennungsgase liegt erheblich unterhalb der Brenntemperatur, jedoch noch oberhalb der Quarzumwandlungstemperatur.
• Die Abzugsfüchsea, b und c sind, in den Gutsstapeln G entsprechenden, einander gleichen Abständen hintereinanderliegend und reichlich dimensioniert, am Brennkanal I unten an den Ofenseitenwänden Si und S2 derart angeordnet, daß sie mit den freien Gassen zwischen den jeweils benachbarten Gutsstapeln fluchten und wirken über die ganze lichte Breite des Brennkanals I. Die Einblaseschlitze d, e und f sind in einander gleichen, den gegenseitigen Abständen der freien Gassen zwischen jeweils benachbarten Gutsstapeln G entsprechenden Abständen hintereinander angeordnet und erstrecken sich über die ganze Höhe des Brennkanals 1 so daß die durch den Ölbrenner 4 aufgeheizten Gase über die ganze Höhe des lichten Tunnelquerschnittes mit großer Strömungsgeschwindigkeit zwischen jeweils benachbarten Gutsstapeln G hindurch senkrecht zur Längsströmungsrichtung L der Luft bzw. Gase im Brennkanal I in den letzteren zurückgeführt werden und einen Gasvorhang 5 bilden, der verhindert, daß kältere Luft durch den Spalt zwischen den Gutsstapeln G und der inneren Wandfläche der Ofenseitenwand S1 bzw. S2 hindurch nach vorn, d. h. in Zonen höherer Temperatur, einschießt und dort das Brenngut der Gutsstapel G in unerwünschter Weise abkühlt und dadurch eventuell beschädigt. Auch das Einschießen kälterer Luft oberhalb der Guts stapel G wird wirksam verhindert, weil die mit großer Geschwindigkeit eingeblasenen auf geheizten Gase im Bereich der freien Gassen zwischen benachbarten Gutsstapeln G den ganzen lichten Querschnitt des Tunnelofens ausfüllen.
• Das Ende der Brennzone B liegt auf der Höhe des, bezogen auf die Transportrichtung des Brenngutes, ersten geöffneten Einblaseschlitzes. Wenn alle drei Einblaseschlitze d, e und f geschlossen sind, dann endet die Brennzone B also auf der Höhe des letzten der drei, in diesem Falle geschlossenen Einblaseschlitze, d. h. auf der Höhe des Einblaseschlitzes f.
• Die eigentliche, betriebliche Brennzone B ist also von der bei der Konstruktion des Tunnelofens T bestimmten, konstruktiven Brennzone zu unterscheiden und muß mit der letzteren keineswegs identisch sein.
• Saubere heiße Luft wird aus der Kühlzone K über eine Abzugöffnung 6 abgezogen, mittels eines Ventilators7a über eine Luftrückführleitung 7 der Gasrückführleitung 1, und zwar in Strömungsrichtung R der rückgeführten Verbrennungsgase hinter der Brenn- kammer 3, zugeführt, dort den umgewälzten Verbrennungsgasen beigemischt und dann zusammen mit diesen über die Einblaseschlitze d, e und f im Bereich des Endes der Brennzone B in den Brennkanal I wieder eingeblasen. An der Stelle M im Tunnelofen T, an der sich die Quarzumwandlung abspielt, ist die Kühlgeschwindigkeit reduziert, weil dort entsprechend weniger Kühlluft durchtritt.
• Sowohl die aus der Aufheizzone A über die Abzugfüchse a, b und c abgezogenen Verbrennungsgasströme als auch die in den Brennkanal 1 über die Einblaseschlitze d, e und f in Form einzelner schmaler Heißgasbündel mit hoher Geschwindigkeit wieder eingeblasenen Teilströme der in der Brennkammer 3 aufgeheizten Verbrennungsgase werden einzeln für sich und voneinander unabhängig vorzugsweise stufenlos reguliert. Hierzu sind sowohl den Abzugfüchsen a, b und c als auch den Einblaseschlitzen d, e und f einzeln für sich und unabhängig voneinander verstellbare Regulierorgane, vorzugsweise Regulierschieber, zugeordnet, welche, soweit erforderlich, d. h. insbesondere bei den Einblaseschlitzen d, e und f für die aufgeheizten Gase, aus Schamotte bestehen. Alle diese Regulierorgane sind in Fig.2 der größeren Deutlichkeit wegen nicht dargestellt.
• Der Umwälzventilator 2 ist derart angeordnet, daß die umzuwälzenden Verbrennungsgase auf einem möglichst großen Teil ihres Transportweges, d. h.
• auf einer möglichst großen Länge der Gasrückführleitung 1, unter Unterdruck stehen, wodurch die Wärmeverluste gering gehalten werden. Aus dem gleichen Grunde ist der Ölbrenner 4, d. h. auch die Brennkammer 3, so nahe wie möglich bei den Einblaseschlitzend, e und f angeordnet. In entsprechender Weise ist der Ventilator 7a für die aus dem Brennkanal I abgezogene saubere heiße Luft kurz vor der Einmündung der Luftrückführleitung 7 in die Gasrückführleitung 1 angeordnet.
• Um den Umwälzventilator 2 vor der Strahlungshitze des Ölbrenners 4 zu schützen, ist es zweckmäßig, einen Strahlungsschutz zwischen dem Umwälzventilator 2 und dem Ölbrenner 4 vorzusehen. Dieser Strahlungsschutz kann beispielsweise von einem, z. B.
• aus feuerfestem Material bestehenden Leitkörper gebildet sein, der den Durchtrittsquerschnitt in der Leitung praktisch nicht reduziert. Dieser Leitkörper kann gegebenenfalls den Drall des Gasstromes verstärken, was für die Verbrennung beim Ölbrenner 4 günstig ist. In entsprechender Weise kann auch der Ventilator 7a vor der Strahlungshitze des Ölbrenners 4 geschützt werden.
• Die umgewälzte Verbrennungsgasmenge wird so ausgelegt, daß in der Aufheizzone A die Verbrennungsgase möglichst über die ganze Breite des Brennkanals I abgesaugt werden können.
• Spiegelbildlich genau die gleiche Einrichtung, wie sie in bzw. an der Ofenseitenwand S1 angeordnet ist und in Anordnung und Wirkungsweise zuvor beschrieben wurde, ist auch in bzw. an der anderen, mit S2 bezeichneten Ofenseitenwand vorgesehen. Somit weist auch die Ofenseitenwand S2 eine Gasrückführleitung 1 mit Umwälzventilator 2, Brennkammer 3, Ölbrenner 4 und Einblaseschlitze d, e und f auf, sowie eine Luftrückführleitung 7 mit einem Ventilator7a. Indessen ist diese in bzw. an der Ofenseitenwand S2 vorgesehene Einrichtung der größeren Deutlichkeit wegen in Fig. 1 nur teilweise und auch nur mit gestrichelten Linien angedeutet.
• Somit wird auf jeder Seite des Tunnelofens T, d. h.
• an jeder der beiden Ofenseitenwände S1 und S2, wenigstens annähernd die Hälfte der gesamten umgewälzten Verbrennungsgase abgesaugt und über dieselbe Ofenseitenwand S1 bzw. S2 in einem, bezogen auf die der Längsströmungsrichtung L der Luft bzw.
• Gase im Brennkanal 1 entgegengesetzte Richtung, höchstens am Ende der Brennzone B beginnenden Bereich des Brennkanals I in denselben wieder eingeblasen.
• Dadurch ist an sich jede Ofenseite theoretisch von der anderen Ofenseite unabhängig regulierbar, jedoch muß in der Praxis der Tunnelofen T mit Bezug auf die beiden Ofenseiten möglichst symmetrisch betrieben werden, d. h. die beiden Umwälzkreise der rückgeführten Verbrennungsgase sollen, sei es nun mit oder ohne Beimischung von sauberer heißer Luft, immer möglichst genau gleich arbeiten. Unter Umständen kann hierfür eine etwa bestehende Unsymmetrie der beiden Ofen seitenwände S1 und S2 durch die voneinander unabhängige Regulierbarkeit der beiden Umwälzkreise ausgeglichen werden, wobei, für den Fall der Beimischung von aus der Kühizone K abgezogener sauberer heißer Luft, den hierfür vorgesehenen Luftabzugöffnungen 6 in entsprechender Weise, wie den Abzugfüchsen a, b und c und den Einblaseschlitzen d, e und f für die umgewälzten Verbrennungsgase selbst, unabhängig voneinander verstellbare Reguli erorgane, vorzugsweise Regulierschieber, zugeordnet sein können.
• Indessen soll die Geschwindigkeit der aus den seitlichen Einblaseschlitzen d, e und f austretenden Verbrennungsgase bzw. des dort austretenden Gemisches aus Verbrennungsgasen und diesen beigemischter sauberer, heißer Luft mindestens so groß sein, daß sie, wenn die jeweils diesen Einblaseschlitzen gegenüberliegenden, in der anderen Ofenseitenwand S2 bzw. S1 angeordneten Einblaseschlitze d, e und f geschlossen sind, über die ganze lichte Breite Bt des Brennkanals I voll wirksam ist, d. h., die Einblasegeschwindigkeit bzw. der zugehörige Einblasedruck soll so hoch sein, daß die eingeblasenen Verbrennungsgase bzw. das eingeblasene Gemisch aus Verbrennungsgasen und sauberer heißer Luft, die den Brennkanal 1 begrenzende innere Wandfläche der anderen Ofenseitenwand S2 bzw. S1 erreichen bzw. erreicht. Zu beachten ist hierbei, daß die Geschwindigkeit der eingeblasenen Verbrennungsgase bzw. die des eingeblasenen Gemisches aus Verbrennungsgasen und sauberer heißer Luft von der Anzahl der jeweils geöffneten Einblaseschlitze d, e und f abhängig ist.
• Die zuletzt genannten betrieblichen Aspekte gelten also nicht nur für den Fall, daß die rückgeführten Verbrennungsgase für sich allein in den Brennkanal I wieder eingeblasen werden, sondern auch für den Fall, daß außerdem ein Teil sauberer heißer Luft im Bereich der Kühlzone aus dem Brennkanal I abgesaugt und den rückgeführten Verbrennungsgasen vor deren Wiedereinblasung in den Brennkanal 1 beigemischt wird.
• In F i g. 1 sind zwei schematisch wiedergegebene Diagramme Dl und D2 in vereinfachter Form oberhalb des Tunnelofens T über dessen ganze Länge gezeichnet, und zwar für den Fall, daß nur die Abzugfüchse b und c sowie die Einblaseschlitze e und f geöffnet sind. Das Diagramm Dl zeigt über die ganze Länge des Brennkanals I die an jeder Stelle des Brennkanals 1 pro Stunde durchgesetzte Luft- bzw. Gas- menge (kg/h), während das darüber gezeichnete Diagramm D2, ebenfalls über die ganze Länge des Brennkanals I, den Verlauf der Luft- bzw. Gastemperaturen ("C) veranschaulicht, was auch einen Hinweis auf die zugehörigen effektiven Brennguttemperaturen gibt.
• Im Diagramm D1 ist die stündlich durchgesetzte Luft- bzw. Gasmenge für den Fall der »reinen« Gasumwälzung, d. h. eine solche ohne Beimischung sauberer heißer Luft, mit einem durchlaufend gezeichneten Linienzug F1, für den Fall der Beimischung aus der Kühlzone K abgezogener sauberer heißer Luft zu den rückgeführten Verbrennungsgasen an einer, bezogen auf die Strömungsrichtung R der rückgeführten Verbrennungsgase, hinter dem Umwälzventilator 2 liegenden Stelle (wie in Fig. 1 unten gezeigt und zuvor beschrieben) mit einem strichpunktiert gezeichneten Linienzug F2 und für den Fall der Beimischung ebenfalls aus der KühlzoneK abgezogener sauberer heißer Luft zu den rückgeführten Verbrennungsgasen, jedoch an einer, bezogen auf die Strömungsrichtung R der rückgeführten Verbrennungsgase, vor dem Umwälzventilator 2 liegenden Stelle (wie in F i g. 2 gezeigt und später beschrieben) mit einem gestrichelt gezeichneten Linienzug F3 wiedergegeben.
• Das Diagramm zeigt links, daß die im Brennkanal 1 durchgesetzte Gasmenge (in kg/h) an denjenigen beiden Stellen, an denen über die beiden offenen Abzugfüchse c und b je eine gewisse Teilmenge von Verbrennungsgasen im Bereich der Aufheizzone A aus dem Breankanal 1 abgezogen wird, in Längsströmungsrichtung L der Gase im Brennkanal 1 jeweils stufenförmig absinkt, um dann bis zum Austritt Arg der Rauchgase aus dem Tunnelofen T, d. h.
• bei ihrem Eintritt in den in F i g. 1 nicht dargestellten Kamin, konstant zu bleiben. Diese Konstanz der Gasmenge gilt naturgemäß aber nur für denjenigen Fall, daß innerhalb der Aufheizzone A keine zusätzlichen, d. h. zu dem zuvor schon beschriebenen Umwälzkreis der rückgeführten Verbrennungsgase, sei dieser nun mit oder ohne Luftbeimischung realisiert, noch hinzukommenden Umwälzkreise vorgesehen sind.
• Ferner zeigt das Diagramm rechts für den Fall der »reinen« Gasumwälzung, d. h. eine solche ohne Luftbeimischung, mit dem durchlaufend gezeichneten Linienzug F1, daß die im Brennkanal I durchgesetzte Luft-bzw. Gasmenge (in kg/h) an den jenigen beiden Stellen, an denen über die beiden offenen Einblaseschlitze f und e die rückgeführten Verbrennungsgase im Bereich des Endes der Brennzone B in den Breankanal 1 wieder eingeblasen werden, d. h., genauer gesagt, in einem, bezogen auf die der Längsströmungsrichtung L der Luft bzw. Gase im Brennkanal 1 entgegengesetzte Richtung, höchstens am Ende der Brennzone B beginnenden Bereich des Brennkanals I in den letzteren wieder eingeblasen werden, in Längsströmungsrichtung L der Luft bzw. Gase im Brennkanal I jeweils stufenförmig zunimmt, um dann bis auf die Höhe der ersten Entnahme von Verbrennungsgasen, d. h. bis auf die Höhe des Abzugfuchses c, konstant zu bleiben. Diese Konstanz gilt aber nur für denjenigen Fall, daß das Öl bei den in F i g. 1 nicht dargestellten Decken-Impulsbrennern rein mechanisch, d. h. nicht mit Hilfe von Luft, zerstäubt wird. Denn, wenn jedem einzelnen Decken-Impulsbrenner zwecks Ölzerstäubung eine bestimmte Menge Luft separat zugeführt wird, dann würde, in jeder Brennerreihe, in Längsströmungsrichtung L der Luft bzw. Gase im Brennkanal I, von Brennerreihe zu Brennerreihe jeweils eine Stufe nach oben auftreten. In jedem Falle enthalten die rückgeführten Verbrennungsgase einen gewissen Anteil an Luft, deren Sauerstoffgehalt vom Brenner 4 aber auch benötigt wird.
• Für den Fall, daß den rückgeführten Verbrennungsgasen vor deren Wiedereinblasung, aber hinter dem Umwälzventilator 2, mittels des Luftventilators 7a, wie in F i g. 1 unten gezeigt und zuvor schon beschrieben, saubere heiße Luft beigemischt wird, gilt im Diagramm dz der strichpunktiert gezeichnete Linienzug F2. Dieser Linienzug F2 entspricht im wesentlichen dem zuvor besprochenen, durchlaufend gezeichneten Linienzug F1 für die »reinen«, d. h. ohne Luftbeimischung vorgenommene Gasumwälzung, unterscheidet sich vom Linienzug F1 aber dadurch, daß die im Brennkanal 1 durchgesetzte, vom Lufteintritt El, des Tunnelofens T her kommende Luftmenge auf der Höhe der Abzugöffnung 6, durch die ein Teil der sauberen heißen Luft abgesaugt wird, mit einer entsprechenden Stufe plötzlich absinkt, um dann aber auf der Höhe der beiden offenen Einblaseschlitzef und e, durch die jetzt ein aus rückgeführten Verbrennungsgasen und sauberer heißer Luft bestehendes Gemisch in den Brennkanal I eingeblasen wird, jeweils wieder stufenartig auf einen Wert wie beim durchlaufend gezeichneten Linienzug F1 anzusteigen und dann bis auf die Höhe des ersten offenen Abzugfuchses c konstant zu bleiben.
• Für den Fall, daß, wie in F i g. 2 gezeigt und später erläutert, den rückgeführten Verbrennungsgasen vor deren Wiedereinblasung, jedoch noch vor dem Umwälzventilator 2, mittels des letzteren saubere heiße Luft beigemischt wird, gilt im Diagramm Dl der gestrichelt gezeichnete Linienzug F8, der im wesentlichen dem zuvor besprochenen, strichpunktiert gezeichneten Linienzug F2 für die in Strömungsrichtung R der rückgeführten Verbrennungsgase hinter dem Umwälzventilator 2 den rückgeführten Verbrennungsgasen beigemischte saubere heiße Luft entspricht. Auch hier hat man also auf der Höhe der Luftabzugöffnung 6 ein plötzliches Absinken der Luftmenge und auf der Höhe der beiden offenen Einblaseschlitze f und e jeweils einen stufenförmigen Anstieg der im Brennkanal I durchgesetzten Luft- bzw. Gasmenge, die dann bis auf die Höhe des ersten offenen Abzugfuchses c konstant bleibt, jedoch in diesem Bereich einen kleineren Wert hat als im entsprechenden Bereich des strichpunktiert gezeichneten Linienzuges F2, was darauf zurückzuführen ist, daß hier in der Luftrückführleitung 7' (vgl. F i g. 2) ein separater Luftventilator 7a, wie er in der Luftrückführleitung 7 der F i g. 1 installiert ist, nicht vorgesehen ist, d. h. hier die Luftbeimischung auf Kosten der vom Umwälzventilator 2 über die Gasrückführleitung 1 rückgeführten Verbrennungsgasmenge erfolgt.
• Allgemein ist zu beachten, daß im Diagramm D der größeren Deutlichkeit wegen nicht dargestellt ist, daß die Luftmenge in der Kühlzone K in der Nähe der Wagenausfahrt Wf, sukzessive stufenweise auf den eingezeichneten Wert reduziert wird, und zwar dies nach Maßgabe der an den betreffenden Stellen aus dem Brennkanal 1 abgesaugten erwärmten Luft, die außerhalb des Tunnelofens T zum Trocknen des geformten, zu brennenden Gutes verwendet wird.
• Das Diagramm D2, welches den dazugehörigen Temperaturverlauf wiedergibt, zeigt links den beispielsweisen linearen Anstieg der Temperatur des Brenngutes im Bereich der Aufheizzone A von der Einsatztemperatur der Gutsstapel G bis auf deren Brenntemperatur, d. h. die Erhöhung der Temperatur im Vorfeuer. Der bisherige, nicht lineare Temperaturverlauf in der Aufheizzone A ist im Diagramm mit einer gestrichelt gezeichneten Linie po angedeutet, wobei die Erhöhung der Temperatur im Vorfeuer, die jetzt dank der intensiven Gasumwälzung in. der Brennzone B sowie in der noch der Aufheizzone A angehörenden Vorfeuerzone erzielt wird, durch einen mit y bezeichneten Doppelpfeil wiedergegeben ist. Im Bereich der Brennzone bleibt dann die Temperatur konstant, und zwar bis zu einer vor dem ersten offenen Einblaseschlitz e liegenden Stelle C, wo sie abzunehmen beginnt und dann rasch bis auf die Höhe des zweiten offenen Einblaseschlitzes f absinkt. Diese sehr schnelle Temperaturabnahme resultiert aus der im Bereich des Endes der Brennzone vorgenommenen, im Diagramms, mit z bezeichneten Sturzkühlung des Brenngutes. Diese Sturzkühlung z beginnt deshalb nicht genau auf der Höhe des ersten offenen Einblaseschlitzes e, sondern schon etwas vorher, weil das über den Einblaseschlitz e eintretende, mit Bezug auf die Temperatur der Gutsstapel G kältere Gas-Luft-Gemisch in Richtung des Pfeiles für die Längsströmungsrichtung der Luft bzw. Gase im Brennkanall strömt und demgemäß der Kühleffekt schon entsprechend früher beginnt.
• Anschließend an die Sturzkühlung z sinkt die Temperatur des Brenngutes bis zur Wagenausfahrt Wa hin weit weniger stark, jedoch annähernd linear ab.
• Die Temperaturabnahmej bzw. die Abkühlung des Brenngutes, ohne vorangehende Sturzkühlung ist im Diagramm D2 mit einer praktisch linear verlaufenden gestrichelt gezeichneten Linie P2 angedeutet, wobei die dank der Sturzkühlung z erzielte Verkürzung der Ofenlänge, aus der, abgesehen vom geringeren Platzbedarf, eine entsprechende Verringerung der Anlagekosten des Tunnelofens resultiert, durch einen mit x bezeichneten Doppelpfeil wiedergegeben ist.
• F i g. 2 zeigt eine andere Ausführung des Verfahrens bzw. Tunnelocens T im Hinblick auf die Rückführung der aus der Kühlzone K abgezogenen sauberen heißen Luft als in - F i g. 1, die aber an Hand des Diagramms Dl schon erörtert wurde. In F i g. 2 ist die Abzugöffnung 6 über eine Luftrückführleitung 7' mit einer Stelle der Gasrückführleitung 1 verbunden, welche, bezogen auf die Strömungsrichtung R der rückgeführten Verbrennungsgase, vor dem Umwälzventilator2 liegt. Hier saugt also der Umwälzventilator 2 nicht nur die Verbrennungsgase aus den Abzugfüchsen a, b und c bzw. aus einer gewissen Anzahl von diesen, über die Gasrückführleitungl ab, sondern zugleich auch eine bestimmte Menge sauberer heißer Luft aus der Kühlzone K über die Abzugöffnung 6 und die sich an diese anschließende Luftrückführleitung 7'. Aus diesem Grunde ist hier ein besonderer Luftventilator, wie er in F i g. 1 in Gestalt des Ventilators 7a erforderlich war, nicht mehr notwendig. Zu beachten ist also, daß bei der Ausführung nach F i g. 2 das vom Umwälzventilator 2 angesaugte Volumen zwar das gleiche ist wie bei der Ausführung nach F i g. 1, jedoch eine andere Zusammensetzung aufweist als in F i g. 1, d. h. weniger Verbrennungsgase, aber mehr Luft enthält als bei der Ausführung nach F i g. 1. Durch das Absaugen der sauberen heißen Luft aus der Kühlzone K mittels des Ventilators 2 wird es ermöglicht, ohne Veränderung des Kaminzuges des in F i g. 1 und 2 nicht dargestellten Kamins, d. h. nur auf Kosten der umgewälzten Gasmenge, den Sauerstoffgehalt in der Brennzone B und der Aufheizzone A sehr gut den jeweiligen Anforderungen anzupassen. Auch hier sei wieder betont, daß die rückgeführten Verbrennungsgase in jedem Falle, d. h.
• auch dann, wenn der Umwälzventilator nur die rückgeführten Verbrennungsgase, d. h. nicht, wie in Fig.2 gezeigt, auch noch saubere heiße Luft über die Luftrückführleitung 7' ansaugt, ein gewisses Quantum Luft enthalten, deren Sauerstoffgehalt aber für den Brenner 4 auch benötigt wird.
• F i g. 3 zeigt eine weitere Variante des Verfahrens bzw. Tunnelofens T im Hinblick auf die Rückführung der aus der Kühlzone K abgezogenen sauberen heißen Luft, die eine Kombination der beiden in F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungen darstellt. Hier ist die mit 7" bezeichnete Luftrückführleitung sowohl mit einer vor dem Umwälzventilator 2 gelegenen Stelle der Gasrückführleitung 1 als auch, über einen von der Luftrückführleitung 7" abzweigenden Verbindungskanal 7b, mit einer hinter dem Umwälzventilator 2 und der Brennkammer 3 gelegenen Stelle der Gasrückführleitungl verbunden. An der Stelle, wo der Verbindungskanal 7h von der Luftrückführleitung 7" abzweigt, befindet sich ein Zweiwegeventil 7 c, welches der rückgeführten sauberen heißen Luft entweder den Weg über den Verbindungskanal 7b oder aber den Weg über die restliche Partie der Luftrückführleitung 7" bis zu deren vor dem Umwälzventilator 2 gelegenen Einmündung in die Gasrückführleitung 1 freigibt. Im Verbindungskanal 7b ist ein Ventilator 7a' angeordnet, der jeweils dann, wenn der Verbindungskanal 7b durch das Zweiwegeventil 7c abgesperrt ist, außer Betrieb ist. Wenn hingegen das Zweiwegeventil 7c den Weg durch den Verbindungskanal 7h freigibt, d. h. zugleich den Weg über die restliche Partie der Luftrückführleitung7" absperrt, dann ist der Ventilator7a' in Betrieb. Somit läßt sich hier die Rückführung der heißen sauberen Luft mit Hilfe des Zweiwegeventils 7c je nach dem Brenngut und den Betriebsverhältnissen umschalten, d. h.
• die Absaugung der sauberen heißen Luft läßt sich entweder mit dem Umwälzventilator 2 oder mit dem Luftventilator 7a' vornehmen, wobei, wie schon an Hand des Diagramms D1 erläutert, jeweils verschiedene Volumina, die auch verschiedene Gas-Luft-Zusammensetzung aufweisen, im Brennkanal 1 im Bereich zwischen den Einblaseschlitzen f, e und d und den Abzugfüchsen c, b und a durchgesetzt werden.
• Der Ventilator 7a' wird zweckmäßig in entsprechender Weise, wie dies zuvor schon beim Umwälzventilator 2 und beim separaten Luftventilator 7a der Ausführung nach F i g. 1 beschrieben wurde, vor der Strahlungshitze der Flamme des Ölbrenners 4 geschützt, z. B. abgeschirmt, um auch die Lebensdauer dieses Ventilators 7a' entsprechend zu vergrößern.
• Ganz allgemein gilt für das zuvor an Hand der F i g. 1 bis 3 in verschiedenen Ausführungsformen erläuterte Verfahren das folgende: Je weiter vorn am Tunnelofen, d. h. am Brennkanal I, die umzuwälzenden Verbrennungsgase abgezogen werden, desto länger wird das Vorfeuer, aber um so tiefer ist auch die Temperatur der Gase.
• Je mehr Verbrennungsgase umgewälzt werden, desto wirkungsvoller sind die Effekte der Gasumwälzung, der Kühllufteinblasung und der senkrecht zur Längsströmungsrichtung L der Luft bzw. Gase im Brennkanal 1 mit hoher Geschwindigkeit eingeblasenen Gase.
• Für die drei Ausführungen nach F i g. 1 bis 3 gilt, daß an einer Stelle M (vgl. F i g. 1) im Tunnelofen T (vgl. F i g. 1), an der sich die Quarzumwandlung abspielt, die Kühlgeschwindigkeit reduziert ist, weil dort weniger Kühlluft durchtritt, wenn die Luftrückführleitung7 (vgl. Fig. 1) bzw. 7' (vgl. Fig. 2) bzw.
• 7" (vgl. F i g. 3) in Betrieb ist.
• Der große Vorteil des zuvor an Hand der in F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiele beschriebenen Verfahrens bzw. des seiner Ausführung dienenden Tunnelofens besteht darin, daß dank der neuartigen Kombination verschiedener, teilweise an sich bekannter Einzelmaßnahmen in der Aufheizzone ein gutes Vorfeuer mit praktisch linear ansteigender Temperatur des Brenngutes von der Einsatz- auf die Brenntemperatur erzielt wird, ohne daß dabei das Brenngut besonders locker eingesetzt werden muß oder/und daß zu große Rauchgasmengen, deren Temperatur dann zudem über dem wirtschaftlich und betrieblich angemessenen Wert liegt, über den Kamin ins Freie abgezogen werden müssen, wobei zugleich aber auch eine wirkungsvolle und auch wirksam steuerbare Sturzkühlung des Brenngutes und damit eine Verkürzung urd Verbilligung des Tunnelofens ermöglicht und das Vorschießen kälterer Luft zwischen den Gutsstapeln und der inneren Wandfläche der Ofenseitenwand und, wie bereits erwähnt, zwischen der Gutsstapeloberseite und der Ofendecke durch Bildung entsprechender Gasvorhänge unterbunden wird.
• Dank der Beimischung sauberer heißer Luft zu den rückgeführten Verbrennungsgasen vor deren Wiedereinblasung wird überdies erreicht, daß nunmehr einerseits der Sauerstoffgehalt in der Aufheiz-und Brennzone und andererseits auch die Abkühlgeschwindigkeit in der Kühlzone, d. h. nach erfolgter Sturzkühlung, insbesondere an derjenigen Stelle, an der die Quarzumwandlung stattfindet, wirksam gesteuert werden kann.
• Zahlreiche Abweichungen von dem in der Zejchnung an Hand einiger Ausführungsbeispiele dargestellten und zuvor beschriebenen Verfahren sowie dem seiner Durchführung dienenden Tunnelofen sind möglich.
• So könnten beispielsweise die Einblaseschlitze, statt wie in F i g. 1 bis 3 gezeigt, in den Ofenseitenwänden, auch in der Ofendecke angeordnet sein und sich dort über die ganze lichte Breite des Brennkanalsl erstrecken.
• Statt, wie in F i g. 1 dargestellt, drei Abzugfüchse auf jeder Ofenseite zu verwenden, könnten auch mehr Abzugfüchse, z. B. fünf oder sechs, vorgesehen werden, wodurch die Temperatur der abgezogenen Verbrennungsgase in weiteren Grenzen gesteuert werden kann.
• In entsprechender Weise müssen nicht, wie in F i g. 1 bis 3 gezeigt, je drei Einblaseschlitze auf jeder Ofenseite angeordnet sein, sondern es kann auch eine andere, vorzugsweise geringere Anzahl von Einblaseschlitzen vorgesehen sein.
• Ferner könnte die Gasrückführleitung mit Brennkammer und Ölbrenner, statt wie in F i g. 1 bis 3 dargestellt und zuvor beschrieben, innerhalb der Ofenseitenwand S1 bzw. S2, auch außerhalb des Tunnelofens verlegt sein. Bei einer solchen Ausführung ist naturgemäß auf Gasdichtheit und gute Wärmeisolation besonders zu achten.
• Statt saubere heiße Luft aus der Kühlzone K abzuziehen und diese dann den rückgeführten Verbrennungsgasen vor deren Wiedereinblasung beizumischen, wie dies in F i g. 1 bis 3 gezeigt ist und zuvor im einzelnen beschrieben wurde könnte zum gleichen Zweck auch saubere atmosphärische Luft aus der Ofenumgebung verwendet werden, die in diesem Falle naturgemäß entsprechend aufzuheizen wäre. Auch diese saubere heiße Luft könnte entweder mittels eines separaten Luftventilators den rückgeführten Verbrennungsgasen an einer, bezogen auf die Strömungsrichtung der rückgeführten Gase, hinter dem Umwälzventilator für die Gasumwälzung liegenden Stelle beigemischt werden oder aber, unter Mitverwendung des ohnehin vorhandenen Umwälzventilators, an einer vor diesem gelegenen Beimischungsstelle.
• Wärmewirtschaftlich betrachtet, dürfte es allerdings vorteilhafter sein, daß, wenn saubere heiße Luft den rückgeführten Verbrennungsgasen vor deren Wiedereinblasung beigemischt wird, zu diesem Zwecke ein Teil sauberer heißer Luft aus dem Brennkanal im Bereich der Kühlzone abgezogen wird, so wie dies an Hand der F i g. 1 bis 3 zuvor im einzelnen beschrieben wurde.
• Die in der Zeichnung dargestellten und zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens bzw.
• Ofens gestatten es, sich den jeweiligen Erfordernissen weitgehend anzupassen.
• Statt zur Aufheizung der abgezogenen und rückgeführten Verbrennungsgase Ölbrenner 4 zu verwenden, könnten auch Gasbrenner benutzt werden, und an Stelle eines einzigen Brenners 4 könnten auch mehrere Brenner für jede Gasrückführleitung 1 verwendet werden,wobei eventuell statt einer einzigen auch mehrere Brennkammern 3 vorgesehen sein könnten.
• Weiterhin könnten, statt einer einzigen Abzugöffnung 6 für die aus der Kühlzone abzuziehende saubere heiße Luft, auch mehrere solcher Abzugöffnungen, vorzugsweise in Längsrichtung des Ofens in einander gleichen Abständen hintereinander angeordnet, im Bereich der Kühlzone Kvorgesehen werden, wodurch die Temperatur der abgezogenen sauberen heißen Luft gesteuert werden kann.
• Die Abzugöffnung 6 für die heiße saubere Luft könnte mit einem, vorzugsweise stufenlos verstellbaren Regulierorgan, welches vorzugsweise auch als Absperrorgan verwendet wird, d. h. beispielsweise mit einem Regulierschieber, versehen sein, und beim Vorhandensein mehrerer solcher Abzugöffnungen 6 könnten diese, wie die Einblaseschlitze, mit einzeln für sich und voneinander unabhängig verstellbaren Regulierorganen, vorzugsweise stufenlos verstellbaren Regulierschiebern, versehen sein.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb eines Tunnelofens zum Brennen keramischer Produkte mit in dessen Brennkanal hintereinander angeordneter Aufheiz-, Brenn- und Kühlzone, dadurch gekennz e i c h n e t, daß ein Teil der Verbrennungsgase im Bereich der Aufheizzone (A) aus dem Brennkanal (I) des Tunnelofens (T) abgezogen, aufgeheizt und mit erhöhter Temperatur, die jedoch wesentlich unterhalb derjenigen des sich an der Einblasestelle (d, e, f) für die rückgeführten Verbrennungsgase befindlichen Brenngutes (G) liegt, am Ende der Brennzone mit erhöhter Geschwindigkeit senkrecht zur Längsströmungsrichtung der Gase im Brennkanal in denselben eingeblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung des Betriebes bei Ausfall einer Ofenseite (Sl bzw. S2) die Geschwindigkeit der nur noch auf einer Ofenseite (Sl oder SO) in den Brennkanal (l) wieder eingeblasenen Verbrennungsgase mindestens so hoch gewählt wird, daß diese Verbrennungsgase die den Brennkanal (I) begrenzende Innenwandfläche der anderen Ofenseite (S2 bzw. S,) erreichen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil heißer Luft im Bereich der Kühlzone (K) aus dem Brennkanal (I) des Tunnelofens (T) abgezogen und den rückgeführten Verbrennungsgasen vor deren Wiedereinblasung (d, e, f) in den Brennkanal (I) beigemischt wird.

4. Tunnelofen zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß regelbare Abzugsfüchse (a, b, c) für die Verbrennungsgase am Brennkanal (I) im Bereich der Aufheizzone (A) angeordnet und über eine ihnen gemeinsame Gasrückführleitung (1) mit schmalen Einblaseschlitzen (d, e, f) verbunden sind, daß die letzteren, bezogen auf die Guttransportrichtung, am Ende der Brennzone (B) angeordnet sind, daß die Gasrückführleitung (1) mit einem Umwälzventilator (2) versehen ist, und daß sie eine mit einem Brenner (4) versehene Brennkammer (3) aufweist (vgl. F i g. 1 bis 3).

5. Tunnelofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Brennkanal (I) im Bereich der Kühlzone (K) vorgesehene Abzugöffnung (6) für saubere heiße Luft über eine Luftrückführleitung (7 bzw. 7' bzw. 7") mit der Gasrückführleitung (1) verbunden ist (vgl. F i g. 1 bis 3).

6. Tunnelofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugöffnung (6) über die Luftrückführleitung (7' bzw. 7") mit einer, bezogen auf die Strömungsrichtung (R) der rückgeführten Verbrennungsgase, vor dem Umwälzventilator (2) gelegenen Stelle der Gasrückführleitung (1) verbunden ist (vgl. F i g. 2 und 3).

7. Tunnelofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftrückführleitung (7 bzw.

7") ein eigener Ventilator (7a bzw. 7a') zugeordnet ist (vgl. Fig.1 und 3).

8. Tunnelofen nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftrückführleitung (7"), bezogen auf die Strömungsrichtung (R) der rückgeführten Verbrennungsgase, sowohl mit einer vor dem Umwälzventilator (2) gelegenen Stelle der Gasrückführleitung (1) als auch über einen von ihr (7") abgezweigten, mit einem eigenen Ventilator (7a') versehenen Verbindungskanal (7b) mit einer hinter dem Umwälzventilator (2) gelegenen Stelle der Gasrückführleitung (1) verbunden ist und daß die Luftrückführleitung (7") an der Abzweigungsstelle des Verbindungskanals (7b) mit einem Zweiwegeventil (7 c) versehen ist (vgl.

(Fig. 3).

9. Tunnelofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Abzugsfüchsen (a, b, c) auch den Einblaseschlitzen (d, e, f) einzeln für sich und voneinander unabhängig verstellbare Regulierorgane zugeordnet sind.

10. Tunnelofen nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwälzventilator (2) und der' Brenner (4) möglichst nahe vor den Einblaseschlitze (d, e, n angeordnet sind.