DE19920136A1 - Brennofen - Google Patents

Abstract

Ein Brennofen (1) zum Brennen insbesondere von Keramikwaren (7) umfaßt neben den bekannten Brennern (8), welche mit Hilfe einer geeigneten Regelung das im Ofenraum (5) erforderliche Temperaturprofil erzeugen, ein Gebläse (13) zur zusätzlichen Umwälzung der heißen Gase in bestimmten Zonen. Das Gebläse (13) saugt die heißen Gase über einen Ansaugraum (11) an und führt diese über einen Rückführraum (12) bis nahe an die obere Seite des Brenngutes (7) zurück. Dieses wird in dem fraglichen Bereich von heißen Gasen umspült und ggf. durchspült, wodurch im Brenngut (7) eine raschere Erwärmung sowie eine gleichmäßigere Temperaturverteilung beim Aufheizen und Brennen erzielt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brennofen mit einem Ofenge­ häuse, in dessen Innerem ein das Brenngut aufnehmender Ofenraum vorgesehen ist, und mit mindestens einer im Ofenraum angeordneten Heizeinrichtung, mit welcher der Ofenraum auf die zum Brennen erforderlich Temperatur aufheizbar ist.

Brennöfen dieser Art sind in unterschiedlichsten Detail­ ausführungen bekannt. Als Heizeinrichtungen kommmen dabei alle denkbaren Ausführungen zum Einsatz, mit denen der Ofenraum und insbesondere die dort befindliche Luft auf die erforderliche Temperatur gebracht werden können. Be­ sonders bevorzugt sind offene Brenner, mit deren Verbren­ nungsgasen sich im Ofenraum Turbulenzen erzielen lassen, die zur Verbesserung des Wärmeaustausches und zur Ver­ gleichmäßigung der Temperaturverteilung erwünscht sind.

Bestimmte Arten von Brenngut, insbesondere Keramikwaren, die von inneren Kanälen durchzogen sind, erwärmen sich in diesen bekannten Brennöfen vergleichsweise langsam und noch immer mit einer verhältnismäßig starken Inhomogenität der inneren Temperaturverteilung, was zu Temperatur­ spannungen im Brenngut führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Brenn­ ofen der eingangs genannten Art derart fortzubilden, daß bei schnellen Aufheiz- und Brennzeiten eine gleichmäßi­ gere Temperaturverteilung im Brenngut erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brennofen mindestens eine Zone aufweist, in wel­ cher ein Gebläse vorgesehen ist, welches heiße Gase aus dem Ofenraum ansaugt und wieder zurück gegen das Brenngut drückt.

Erfindungsgemäß wird also die "Direktbefeuerung" des Ofen­ raumes durch die Heizeinrichtung, vorzugsweise einen Bren­ ner, durch eine Gasumwälzung ergänzt (wenn hier und nach­ folgend von "Gas" die Rede ist, so handelt es sich dabei im allgemeinen um Luft, die bei Verwendung offener Bren­ ner in gewissem Umfange Verbrennungsgase enthalten kann). Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Gebläse wird die Konvektion im Ofenraum in einer Weise vergrößert, wie dies die vom Brenner selbst erzeugten Turbulenzen nicht erzielen können. Die Anblasgeschwindigkeit kann so hoch gewählt werden, daß die umgewälzten Gase nicht nur über die äußeren Oberflächen des Brenngutes strömen sondern ggf. auch zum großen Teil durch dessen innere Kanäle.

Die erfindungsgemäße Gasumwälzung beeinflußt den "Luft­ haushalt" des Brennofens nicht; dies bedeutet, daß die Drucksteuerung des Brennofens unverändert so erfolgen kann, wie sie auch ohne Gasumwälzung stattfinden würde.

Die erfindungsgemäße Gasumwälzung darf nicht mit einer Umluftbeheizung verwechselt werden. Bei einer solchen wird aus dem Ofenraum Luft angesaugt, sodann erhitzt und als heizende Heißluft wieder in den Ofenraum zurück­ geführt. Eine solche Umluftheizung stellt die eigentliche Wärmequelle dar; sie wurde im technischen Umfeld zur vorliegenden Erfindung im wesentlichen bei Trockenöfen und bei Temperaturen von bis zu 450 oder 500°C einge­ setzt.

Bei der erfindungsgemäßen Gasumwälzung dagegen findet keine (weitere) Erhitzung des Gases statt; ihr Sinn besteht ausschließlich darin, die Luftbewegung im Ofenraum zu verstärken und die heiße Gasströmung gut gerichtet und mit hoher Geschwindigkeit gegen und durch das Brenngut strömen lassen zu können. Die Temperatur der umgewälzten Gase liegt dabei erheblich höher als bei der oben er­ erwähnten Umluftbeheizung, nämlich über 600°C.

Vorteilhafterweise ist in der Zone, in welcher die Gas­ umwälzung stattfindet, eine Trennwand vorgesehen, welche einen Ansaugraum von einem Rückführraum trennt. Auf diese Weise läßt sich der Wirkungsgrad des Gebläses erhöhen und eine definierte Gaszirkulation erreichen.

Dabei ist zweckmäßig, wenn der Rückführraum bis nahe an das Brenngut heranreichende Schotts aufweist. Das Brenn­ gut befindet sich also an derjenigen Stelle, an welcher die umgewälzten Gase aus dem Rückführraum austreten und noch eine definierte, gerichtete Strömungsgeschwindig­ keit aufweisen. Dies ist insbesondere dort wichtig, wo innere Kanäle des Brenngutes durchströmt werden sollen.

Der Rückführraum kann an seinem dem Brenngut benachbarten Ende durch einen Auslaßrost überbrückt sein. Dieser sorgt für eine Vergleichmäßigung der Zirkulationsströmung. Statt des Auslaßrostes kann auch ein Düsenboden eingesetzt werden, der eine Vielzahl von gegen das Brenngut gerichte­ ten Düsen aufweist.

Besonders bevorzugt wird diejenige Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Brennofens, bei welcher im Bereich der Zonen, in welchen heiße Gase umgewälzt werden, das Ge­ häuse mit domartigen Erhöhungen versehen ist.

Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Konzept für Durchlauf-Brennöfen, die mit einem von einem Einlaß zu einem Auslaß führenden Transportsystem für das Brenngut ausgestattet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt ausschnittsweise einen vertikalen Schnitt durch einen Durchlauf-Brennofen.

Der in der Zeichnung dargestellte Brennofen, der insge­ samt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist, dient zum Brennen von Keramikwaren 7 und dabei insbesondere sol­ chen, die von inneren Kanälen durchzogen sind. Er weist ein Gehäuse 2 auf, welches von Füßen 3 in einem bestimm­ ten Abstand über dem Boden 4 getragen ist.

Das Innere des Gehäuses 2, der "Ofenraum" 5, ist tunnel­ artig ausgebildet und erstreckt sich von einem Einlaß zu einem Auslaß, die beide in dem in der Zeichnung dargestell­ ten Ausschnitt nicht mehr gezeigt sind. Vom Einlaß bis zum Auslaß führt durch den Ofenraum 5 ein Fördersystem 6, im dargestellten Beispiel ein Rollenfördersystem, auf welchem sich die zu brennenden Waren 7 mit im wesent­ lichen konstanter Geschwindigkeit durch den Ofenraum 5 hindurch bewegen.

Oberhalb und unterhalb des Fördersystems 6 münden in den Ofenraum 5 Gasbrenner 8, mit welchen in bekannter Weise - temperaturgeregelt - der Ofenraum 5 auf die zum Brennen erforderliche Temperatur gebracht wird.

Im Bereich bestimmter Zonen, von denen in der Zeichnung zwei dargestellt sind, ist das Gehäuse 2 des Brennofens 1 nach oben hin durch domartige Erhöhungen 9 vergrößert.

Der Innenraum der domartigen Erhöhungen 9 ist jeweils durch eine Trennwand 10 in einen Ansaugraum 11 und einen Rückführraum 12 unterteilt. Im oberen Bereich des Rück­ führraumes 12 ist ein Gebläse 13 angeordnet, welches durch eine Öffnung der Trennwand 10 aus dem Ansaugraum 11 heiße Gase ansaugt und in den Rückführraum 12 abgibt. Jedes Gebläse 13 wird durch einen außerhalb des Gehäuses 2 des Brennofens 1 montierten Motor 14 angetrieben.

Der Rückführraum 12 ist nach unten durch zwei Schotts 15, 16 verlängert; an seinem unteren Ende wird der Rück­ führraum 12 von einem Auslaßrost oder -gitter bzw. einem Düsenboden 17 überspannt. Auch an dem dem Schott 15 gegenüber liegenden Ende der domartigen Erhöhungen 9 ist jeweils ein in den Ofenraum 5 bis nahe an die Waren 7 heranreichendes Schott 18 angebracht. Hierdurch werden Kurzschlußströmungen zwischen den verschiedenen Zonen des Brennofens 1 minimiert.

Der oben beschriebene Durchlauf-Brennofen 1 arbeitet wie folgt:

Die zu brennenden Waren 7 werden am Einlauf auf das Förder­ system 6 aufgesetzt und durch dieses in das Innere des Ofenraumes 5 eingefahren. Mit Hilfe der Brenner 8 werden sie zunehmend auf die zum Brennen erforderliche Tempe­ ratur gebracht. Die Brenner 8 werden, wie bereits erwähnt, durch eine Temperatursteuerung so geregelt, daß in allen Bereichen des Ofenraumes 5 längs des Bewegungsweges der Waren 7 ein gewünschtes Temperaturprofil aufrecht erhal­ ten wird.

Im Bereich der domartigen Erhöhungen 9 des Gehäuses 2 des Brennofens 1 steigen die heißen, von den Brennern 8 er­ wärmten Gase in den Ansaugraum 11 auf, werden dort mit Hilfe des Gebläses 13 in den Rückführraum 12 überführt und sodann unter Druck durch den Auslaßrost 17 gegen die zu brennende Ware 7 geblasen. Diese Waren 7 werden dabei nicht nur außen überströmt; vielmehr treten die umgewälz­ ten Gase auch in die inneren Kanäle der Waren 7 ein und geben über die dortigen inneren Flächen Wärme an die Waren 7 ab.

Claims (7)

1. Brennofen mit einem Ofengehäuse, in dessen Innerem ein das Brenngut aufnehmender Ofenraum vorgesehen ist, und mit mindestens einer im Ofenraum angeordneten Heizeinrichtung, mit welcher der Ofenraum auf die zum Brennen erforderliche Temperatur aufheizbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß er mindestens eine Zone aufweist, in welcher ein Gebläse (13) vorgesehen ist, welches heiße Gase aus dem Ofenraum ansaugt und wieder zurück gegen das Brenngut (7) drückt.

2. Brennofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zone eine Trennwand (10) vorgesehen ist, welche einen Ansaugraum (11) von einem Rückführraum (12) trennt.

3. Brennofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführraum (12) bis nahe an das Brenngut (7) heranreichende Schotts (15) aufweist.

4. Brennofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rückführraum (12) an seinem dem Brenngut (7) benachbarten Ende durch einen Auslaßrost (17) überbrückt ist.

5. Brennofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rückführraum (12) an seinem dem Brenngut (7) benachbarten Ende durch einen Düsenboden (17) überbrückt ist, der eine Mehrzahl von gegen das Brenngut (7) gerichtete Düsen aufweist.

6. Brennofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zonen, in welchen heiße Gase umgewälzt werden, das Gehäuse (2) mit domartigen Erhöhungen (9) versehen ist.

7. Brennofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Durchlauf-Brenn­ ofen mit einem von einem Einlaß zu einem Auslaß führenden Transportsystem (6) für das Brenngut (7) ausgestattet ist.