DE19706350A1 - Kühlvorrichtung, insbesondere für Tunnelöfen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Öfen für Fliesen und insbesondere sogenannte einschichtige Tun­ nelöfen.

Von großer Bedeutung ist für diese Vorrichtungen, daß im Endabschnitt des Ofens die Möglichkeit besteht, die Abkühlung zu regulieren und letztlich nicht nur die Unversehrtheit des Materials zu bewahren, sondern auch die geometrischen Merkmale.

Es ist daher unentbehrlich, daß nicht nur die Abküh­ lung des Endabschnittes des Ofens gemäß einer genau festgelegten Kurve erfolgt, sondern auch und haupt­ sächlich, daß die Temperatur des Ofens überall im Querabschnitt des Ofens homogen bleibt, und zwar ober­ halb und unterhalb der Fliese.

Im allgemeinen sollte oberhalb und unterhalb der Flie­ se die Abkühlungskurve dieselbe sein.

Um eine Planarität des Produktes zu erhalten, ist es für einige besondere Produkte erforderlich, daß sich die Abkühlungskurve von der oberen und der unteren Seite des Produktes merklich unterscheidet.

In anderen Worten, in gewissen Fällen ist es wün­ schenswert, den Abkühlungsprozeß, der aber immer genau kontrolliert wird, auf den zwei Oberflächen der Fliese auch leicht zu differenzieren, um diesen Prozeß in der Querrichtung homogen zu erhalten.

Diese Anforderung ist notwendig, denn wenn eine Ober­ fläche der Fliese einer Temperatur ausgesetzt ist, die sich auch nur ein wenig von der vorteilhaften bzw. passenden unterscheidet, kann die Planarität der Flie­ se nicht mehr gewährleistet werden.

Es ist bekannt, die Temperatur der verschiedenen Sek­ tionen des Ofens durch Zuführung von Luft mit Raumtem­ peratur mittels einem Kollektor, der mit Öffnungen versehen ist, der für die obere als auch für untere Oberfläche der Fliese von Bedeutung ist, zu regeln.

Das Ausmaß der Abkühlung wird durch die Menge der zu­ geführten Luft geregelt, und es ist daher offensicht­ lich, daß man eine größere Abkühlung durch eine hohe Luftzufuhr und durch eine Drosselung der Luftzufuhr eine geringere Abkühlung erhält.

Das Ausmaß der Zufuhr wird üblicherweise mittels Ein­ richtungen, wie von zweckmäßig angebrachten Tempera­ turermittlern, die in verschiedenen Sektionen des Ofens angebracht sind, überwacht. Trotz der großen bzw. weiten Verbreitung der oben genannten Kühlsysteme war es bisher nicht möglich, eine so genaue Regulie­ rung, wie eigentlich notwendig ist, zu erhalten, und es liegt hauptsächlich an der Schwierigkeit, die Luft­ zufuhr so genau zu regeln, daß auch große Temperatur­ unterschiede zwischen der oberen und der unteren Ebene der Rolleinrichtung in homogener Art und Weise im Querabschnitt des Ofens erzielbar sind, insbesondere bei den einschichtigen Öfen, die doch beträchtliche Breiten aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Einrichtun­ gen zur Verteilung des Kühlgases zur Verfügung zu stellen, welche die thermische Wirkung des Kühlgases mit höchster Genauigkeit regulieren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird dadurch gelöst, daß Einrichtungen zur Verteilung der Kühlgases vorgesehen sind, die mit Vorrichtungen, die die Tempe­ ratur des Gases, welches durch diese verteilt wird, regulieren, ausgestattet sind.

Diese Einrichtungen zur Verteilung können z. B. als ein röhrenartigen Kollektor ausgebildet sein, der an einem Ende geschlossen ist und mit radialen Öffnungen direkt in Richtung der Rolleinrichtung des Ofens, ausgestat­ tet ist. Die Länge des Kollektors ist für die Breite des Ofens von Bedeutung, an welchem Gas-Zufuhrein­ richtungen, die mit kontrollierter Temperatur und kon­ trollierter Zufuhr gespeist werden, angeordnet sind.

Die zuletzt genannten bestehen aus einem kräftigen Ventilator, der die unter Druck stehende Raumluft dem Inneren des röhrenartigen Kollektors mittels einem Gasbrenner zuführt, der - wenn erforderlich - die Brenngase gemischt mit einem Übermaß bzw. Übergewicht an Luft entlädt.

Alternativ hierzu führt der kräftige Ventilator mit­ tels einer Abzweigung dem Brenner die richtige Menge der brennbaren Luft zu, und mittels einer anderen Ab­ zweigung wird Raumluft direkt in den Kollektor einge­ führt.

Mit dieser Art und Weise kann das für die Abkühlung der Fliesen vorgesehene Gas - falls erforderlich - auch höhere Temperaturen als die Raumluft aufweisen und es erlaubt auf beiden Oberseiten der Fliesen den gewünschten Temperaturgradienten zu halten.

Die Vorzüge und die funktionellen und konstruktiven Merkmale der Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung mit den beiliegen Figuren, die zwei be­ sonders bevorzugte Ausgestaltungsformen ersichtlich, welche als Beispiele und nicht als Einschränkung zu verstehen sind.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt des Ofens einer ersten Ausgestaltungsform der Erfindung;

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt des Ofens einer zweiten Ausgestaltungsform der Erfin­ dung;

Fig. 3 ist der Schnitt entlang der Linie III-III in der Fig. 1.

Aus den Figuren sind Seitenwände 1 und 2 von einem einschichtigen Tunnelofen ersichtlich, die aus feuer­ beständigem Mauerwerk bestehen, und zwischen denen eine drehbare Rolleinrichtung 3, bestehend aus einer Ebene bzw. Fläche an Rollen, auf der Fliesen 4 fahren, angeordnet ist.

Die Fliesen sind in gleichem Abstand in Längsrichtung wie auch in Querrichtung zur Bewegung angeordnet, und sind der Brennzeit der Sektionen des abgebildeten Ofens, gemäß einer sehr rigoros eingehaltenen Tempera­ turkurve ausgesetzt.

Nach der beschriebenen höchsten Brennzeit, unabhängig von den Mitteln, die die Erwärmung bewirken, müssen sich die Fliesen progressiv und einheitlich bis zum Verlassen des Ofens abkühlen.

Gemäß der Erfindung, wird die Abkühlung mittels einer Gaseinströmung in den Ofen, die offensichtlich eine niedrigere Temperatur als die der Fliesen aufweist erreicht. Die Temperatur ist so gewählt, daß die Flie­ sen nicht durch innere Spannungen beschädigt werden.

Die inneren Spannungen, die von einer nicht kontrol­ lierbaren Abkühlung auf den beiden Oberflächen der Fliese verursacht werden, rufen eine Reihe von Nach­ teilen, die dem Fachmann bekannt sind, hervor, als letzteres der Verlust der Planarität der Fliese.

Aus diesem Grund wird die Abkühlung ganz vorsichtig durchgeführt, indem man Raumluft über eine große Zeit­ dauer einführt, welche sich negativ auf die Länge des Ofens als auch auf die Dauer des Zyklus auswirkt, was alles ökonomische Auswirkungen nach sich zieht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind hohle Kollekto­ ren 5 vorgesehen, z. B. in röhrenartiger Form, die an einem Ende geschlossen sind und am anderen Ende in bzw. an der Seitenwand 2 des Ofens gelagert sind und quer zum Ofen sowohl oberhalb wie auch unterhalb der Rolleinrichtung 3 angeordnet sind.

Für die Kollektoren wird geeignetes Material verwen­ det, das die im Inneren des Ofens vorherrschenden hohen Temperaturen aushält, wie z. B. Siliziumkarbid oder Materialien auf Wolframbasis. Die Kollektoren 5 weisen Öffnungen 6 auf.

Die Öffnungen 6 können in einer oder mehreren Linien aneinandergereit werden und sind vorzugsweise radial und in gleichem Abstand zueinander in Richtung der Rollebene angeordnet.

Die Öffnungen 6 haben einen unterschiedlichen Quer­ schnitt in der Art und Weise, daß dieselbe Abkühlung auf der gesamten Breite des Ofens garantiert wird.

Außerhalb der Seitenwand 2 sind Einrichtungen vorgese­ hen, die die Zufuhr des Kühlgases und die Temperatur genau kontrollieren.

Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Lösung bestehen die­ se Einrichtungen aus einem Gasbrenner 7, dem brennbare Luft im Übermaß von einem kräftigen Ventilatorschwung­ rad 8 zugeführt wird.

Auf der Zufuhrleitung des Ventilatorschwungrades 8 ist vorzugsweise ein Ventil bzw. eine Teilungsklappe 9 vorgesehen, die von einem externen Servomechanismus 10 gesteuert wird.

Aus der Fig. 1 sind auch eine Zufuhrröhre 11 des Gases zu dem Brenner 7 und Leitungen bzw. Drähte 12 ersicht­ lich, die die Zündung und die Abschaltung desselben steuern.

Der Servomechanismus 10 und die Zünd- und Abschaltein­ richtungen des Brenners 7 sind mittels einem externen, programmierbaren Mikroprozessor 13 gesteuert, der die Signale von einer thermischen Sonde 14, die im Innern des Ofens angeordnet ist, erhält.

Die soeben beschriebene Ausführungsform ist zur Anwen­ dung für jene Sektionen im Ofen geeignet, die sich in den wärmeren bzw. heißeren Zonen befinden, nachdem sein Abkühlvorgang gewisse Limits nicht überschreiten kann.

Der Abkühlvorgang der oben beschriebenen Vorrichtung ist maximal, wenn maximale Raumluft zugeführt wird und minimal, wenn der Brenner eingeschaltet bleibt.

Die dazwischenliegenden Bedingungen bzw. Temperaturen sind Dank der wechselnden Abschaltung des Brenners und der Regulierung der Ventil- bzw. Teilungsklappe 9, die vom Mikroprozessor 13 gesteuert werden, möglich.

Die von dem Ventilatorschwungrad 8 zugeführte Luft kann gewisse Zufuhrmengen nicht überschreiten, da ein Überschuß an Sauerstoff die Instabilität der Flamme des Brenners verursacht.

Demzufolge muß der Abkühlvorgang kraftvoller sein, was aus der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 2 ersichtlich ist.

Dort wurden dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 ver­ wendet, um die gemeinsamen Teile zu unterscheiden.

Der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß korrespondierend zu dem offenen Ende des Kollektors 5, eine Mischkammer 15 angeordnet ist, die offensichtlich aus einem ähnlichen Material wie der Kollektor 5 ausgebildet ist. In die Kammer 15 ist ein Brenner 7 eingesetzt und es mündet eine Pressluftzufuhrleitung 80, die von dem Ventil bzw. der Teilungsklappe 9 geteilt wird, welches bzw. welche dem Servomechanismus 10 unterworfen ist.

Die Zufuhrleitung 80 ist eine Abzweigung der Zufuhr­ leitung des Ventilatorschwungrades 8, und ist parallel zu einer letzten Abzweigung 81 angeordnet, welche die unbedingt notwendige Menge an brennbarer Luft dem Brenner 7 zuführt.

Dank der oben genannten Vorrichtung kann eine ge­ wünschte Menge Raumluft zugeführt werden, unabhängig von der Notwendigkeit des Brenners.

So wird der gewünschte Abkühlungseffekt erhalten.

Es soll noch verdeutlicht werden, daß die genannten Kühlelemente und die entsprechenden Zufuhr- und Regu­ liereinrichtungen sowohl oberhalb als auch unterhalb der Rolleinrichtung angeordnet werden und in dem ge­ samten Endabschnitt des Ofens verteilt sind, vorzugs­ weise in der schnellen Abkühlzone.

Claims (5)

1. Kühlvorrichtung, insbesondere für Tunnelöfen, die mit einer Rolleinrichtung für den Transport des Materials ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung aufweist:
einen Kollektor (5), der quer zu einem Teil eines Ofens angeordnet ist und mit radialen Öffnungen (6), die in gleichem Abstand zueinander und direkt in Richtung der Rolleinrichtung (3) des Ofens an­ einandergereiht sind, ausgestattet ist;
Einrichtungen, die mit einem Ende des Kollektors (5) zur Erzeugung eines Kühlgases verbunden sind, wobei das Kühlgas aus einer Mischung von Raumluft und Brenngas aus einem Gasbrenner (7) besteht;
eine Temperatur-Ermittlungssonde (14), die im In­ neren des Ofens in dem Teil angeordnet ist, der den Kollektor (5) beinhaltet;
und Einrichtungen, die die Zufuhr und die Tempera­ tur der Mischung in Abhängigkeit der von der Sonde (14) ausgehenden Signale kontrolliert.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erzeugung des Kühlgases den Gasbrenner (7), ein kräftiges Ventilatorschwungrad (8), das dem Gasbrenner (7) überschüssige verbren­ nungsfördernde Luft zuführt, und Einrichtungen (9) zur Teilung bzw. Drosselung der Luft, die von dem Ventilatorschwungrad (8) zugeführt wurde, beinhal­ ten, und daß weiters ein Mikroprozessor (13) zur Steuerung eines Ventiles bzw. einer Teilungsklappe (9) und der Zeiten der Zündung des Gasbrenners (7) als Reaktion auf Signale der thermischen Sonde (14) und als Funktion der von außen erhaltenen In­ struktionen vorgesehen ist.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erzeugung des Kühlgases eine Mischkammer (15) außerhalb des Kollektors (5) be­ inhalten, in bzw. an welcher der Gasbrenner (7) wie auch ein kräftiges Ventilatorschwungrad (8), das verbrennungsfördernde Luft direkt zu dem Gas­ brenner (7) und Raumluft direkt in das Innere der Mischkammer (15) befördert, vorgesehen ist, daß weiters Einrichtungen (9) zur Teilung bzw. Drosse­ lung der Luft, die von dem Ventilatorschwungrad (8) der Mischkammer (15) zugeführt wurde, vorgese­ hen sind, und daß zur Überprüfung der Regelung des Ventils bzw. der Teilungsklappe (9) und der Zeiten der Zündung des Gasbrenners (7) auf die Signale der thermischen Sonde (14) ein extern programmier­ barer Mikroprozessors (13) vorgesehen ist.

4. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor (5) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

5. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung sowohl oberhalb als auch un­ terhalb der Rolleinrichtung (3) des Ofens in ver­ schiedenen Sektionen des Endabschnittes desselben angeordnet ist.