DE202015008991U1 - Industrieofen - Google Patents

Abstract

Tunnelofenanlage zum Brennen von durch einen Tunnelofen hindurchgeführtem Brenngut, wobei der Tunnelofen über eine Tunnelofeneinfahrt und eine Tunnelofenausfahrt verfügt und zudem im Tunnelofen eine Brennzone vorhanden ist, in der das zu brennende Gut auf eine Brenntemperatur erhitzt und auf dieser Brenntemperatur gehalten wird und sich nach der Brennzone eine Kühlzone anschließt, in der das Brenngut abkühlt, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem eigentlichen Tunnelofen (2) parallel ein Ofentunnel (15) angeordnet ist, wobei der Ofentunnel (15) derart angeordnet ist, dass die Ofenwagen und/oder durch den Tunnelofen zu führendes Gut durch den Ofentunnel (15) entgegen der Schubrichtung des Ofens bewegbar sind, wobei der Ofentunnel (15) in Schubrichtung der Wagen und/oder des Guts vor dem Tunnelofen (2) oder nach dem Tunnelofen (2) diesen verlängernd ausgebildet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Industrieofen, insbesondere eine Tunnelofenanlage.
• In der keramischen Industrie werden vor allem aus energetischen Gründen häufig kontinuierliche Öfen zum Brennen der Erzeugnisse eingesetzt. Die kontinuierlichen Öfen werden üblicherweise in Form von Tunnel- oder Rollenöfen ausgeführt, jedoch sind auch andere Bauformen wie Monker- oder Durchschuböfen bekannt.
• Grundsätzlich wird bei einem Tunnelofen das zu brennende Gut auf Ofenwagen aufgesetzt und mit diesen Ofenwagen durch den Tunnel hindurchgeführt. Hierbei werden die Tunnelofenwagen üblicherweise auf Stoß aneinander am Ofeneingang in den Tunnelofen eingeführt, wobei die Tunnelofenwagen durch entsprechende Vorkehrungen gegeneinander und gegen den Ofenraum dicht abschließen. In dieser Weise wird das Brenngut kontinuierlich durch den Tunnelofen geführt, wobei das Brenngut vom Ofeneingang zunächst eine Vorwärmzone durchläuft, anschließend eine Brennzone durchläuft, anschließend üblicherweise mit einer sogenannten Sturzkühlung abgekühlt wird und anschließend aus dem Tunnelofen herausgefahren wird. Die aus dem Tunnelofen herausgefahrenen Wagen werden anschließend üblicherweise neben dem Tunnelofen auf einem Gleis abkühlen gelassen und dann entladen, um wieder beladen zu werden.
• Herkömmliche Tunnelöfen arbeiten hierbei nach einem relativ einfachen Gegenstromwärmetauscher-Prinzip. Dies bedeutet, dass die Verbrennungsluft vom Ofenausgang her in den Ofen eingesaugt wird und zur Brennzone strömt, wo die angesaugte Luft für die Verbrennung verwendet wird. Während des Strömens der angesaugten Luft vom Ofenausgang zur Brennzone erhitzt sich diese an dem gebrannten Gut und den heißen Ofenwagen.
• Die heißen Brenngase werden in Richtung zum Ofeneingang gelenkt, wobei im Bereich des Ofeneingangs der Rauchgasabzug befindlich ist, so dass die in den Tunnelofen eingefahrenen Tunnelofenwagen zusammen mit dem darauf befindlichen Gut auf dem Weg zur Brennzone von den heißen Gasen vorgeheizt wird.
• Dieses Prinzip des Gegenstromwärmetauschers bewirkt, dass diese Öfen energiesparender sind als periodische Öfen. Ein Nachteil ist jedoch, dass diese Öfen sehr lang gebaut werden müssen, was jedoch auch zu strömungstechnischen Nachteilen führen kann. Eine beliebige Verlängerung ist daher nicht möglich.
• Bei Tunnelöfen müssen die Transportmittel für die Ware, d.h. bei Tunnelöfen die Ofenwagen, außerhalb des Ofens zum Ofeneingang zurücktransportiert werden. Dazu werden z.B. die Ofenwagen mit Schiebebühnen auf parallel zum Ofen installierten Gleisen transportiert und entgegen der Ofenschubrichtung zum Eingang des Ofens geschoben. Die Ofenwagen werden auf dieser Strecke auskühlen gelassen, da die Ofenwagen beim Verlassen des Ofens üblicherweise noch nicht vollständig abgekühlt sind, anschließend entladen und wieder beladen, wobei die dafür erforderliche Strecke nur wenige Meter beträgt. Da Tunnelöfen üblicherweise 60 bis über üblicherweise 200 Meter lang sind, ist ein großer Teil der Hallenfläche, in denen solche Anlagen untergebracht sind, ungenutzt. Unter anderem um diese ungenutzte Hallenfläche und insbesondere um die Baukosten der Tunnelöfen selbst klein zu halten, besteht in der keramischen Industrie und in der Ofenbauindustrie der Trend Tunnelöfen zu bauen, die möglichst kurz sind. Um dies verfahrenstechnisch überhaupt bewerkstelligen zu können, werden seit vielen Jahren Tunnelöfen und auch andere oben erwähnte kontinuierliche Öfen mit einer sogenannten Sturz- oder Schnellkühlzone ausgestattet. In dieser Zone wird zur Kühlung der Ware eine große Menge Luft eingeblasen um zu gewährleisten, dass bei kurzer Ofenbauweise die Temperatur der Ware am Ofenausgang und damit der Energieverlust möglichst gering ist. Diese Kühlluft sowie die Kühlluft, die im Gegenstrom vom Ofenausgang in die Kühlzone geführt wird, werden üblicherweise abgesaugt und für die Trocknung der Ware verwendet. Zum Teil wird diese Luft auch in der Aufheizzone bzw. zur Vorwärmung des Brenngutes oder der Verbrennungsluft genutzt.
• Diese Sturzkühlzone beginnt in einem kontinuierlichen Ofen üblicherweise direkt im Anschluss an die Hauptbrennzone, in der je nach Produkttyp und Rohstoff Temperaturen von 900°C bis 1.200°C, teilweise auch deutlich darüber (bei der Erzeugung feuerfester Werkstoffe), herrschen. Durch die Kühlluft werden das Brenngut, die Ofenwagenaufbauten und gegebenenfalls die Brennhilfsmittel theoretisch auf bis zu 570°C, üblicherweise jedoch auf ca. 650°C abgekühlt. Die nach dieser Zone für die Trocknung oder Vorwärmung abgesaugte Luft kann ebenfalls solche Temperaturen haben. Da jedoch für die Trocknung nur Temperaturen von maximal 120°C erforderlich sind, wird diese Luft mit Frisch- oder Umluft der Trockner gemischt und entsprechend abgekühlt. Da die oben genannten kontinuierlichen Brennaggregate im Gegenstromprinzip arbeiten, steht die so entnommene Wärmeenergie nicht mehr für den Brennprozess zur Verfügung und muss in der Brennzone entsprechend zugeführt werden.
• Aus der DE 1 177 541 B sind ein Verfahren und ein Doppeltunnelofen zum Brennen keramischer Erzeugnisse, insbesondere Ziegel, bekannt. Bei diesem Verfahren soll die kreisförmige Bewegung der Gasströme durch bekannte mechanische Mittel erzwungen werden und in der oder den Brennzonen ein Überdruck gegenüber den an beiden Ofenenden herrschenden Drücken aufrecht erhalten werden, so dass sich von der oder den Brennzonen zu den Ofenenden eine spiralförmige Gasbewegung ergibt. Diese Druckschrift schlägt die Kombination zweier an sich bekannter Maßnahmen vor, nämlich die Verwendung eines Doppeltunnelofens mit gegenläufiger Gutbewegung und die Erzeugung eines mittels bekannter mechanischer Mittel erzwungenen Gasumlaufs quer durch die beiden Ofenkanäle und in Richtung von der Brennzone zu den Ofenenden. Hierdurch sollen die baulichen Maße des Tunnelofens reduziert werden können und der Brennvorgang besser beherrschbar sein. Die Querführung der Luft im Gegensatz zu herkömmlichen Tunnelöfen, bei denen längs im Gegenstrom umgewälzt wird, bedeutet, dass Kühlluft direkt in die Aufheizzone des in entgegengesetzter Richtung transportierten Warenstroms geblasen wird. Hierbei ist von Nachteil, dass die Kühl- und die Aufheizkurve gleich sind, was unpraktikabel ist.
• Aus der DE 25 51 811 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Waren bekannt, wobei die Waren entlang einem wärmeisolierten Behandlungskanal transportiert werden und dabei zunächst eine Aufheizzone, in der sie bis etwa auf die Behandlungstemperatur aufgeheizt werden, dann eine Brennzone, in der sie auf der Behandlungstemperatur gehalten werden, und danach eine Kühlzone, in der sie wieder auf etwa ihre Ausgangstemperatur heruntergekühlt werden, durchlaufen werden, wobei eine Gasführung im Behandlungskanal derart durchgeführt wird, dass die Verbrennungsluft in der Brennzone zugeführt und die Rauchgase in der Brennzone abgezogen werden und dass in der Aufheizzone und in der Kühlzone eine in Kanallängsrichtung im Wesentlichen stationäre Atmosphäre eingestellt wird, welche abschnittsweise quer zur Kanallängsrichtung zwischen einem Abschnitt der Kühlzone und einem entsprechenden Abschnitt der Aufheizzone umgewälzt wird. Auch hier ist es vorgesehen, dass im Behandlungskanal auf mindestens einer Seite der Brennzone zwei einander parallele Transportbahnen für zwei im Gegenstrom geführte Warenströme vorgesehen sind, von denen der eine zur Brennzone hin eine Aufheizzone und der andere von der Brennzone weg eine Kühlzone durchläuft und dass im Behandlungskanal mehrere in Kühlkanallängsrichtung aufeinanderfolgende Ventilatoren angeordnet sind, deren Blasrichtung quer zur Kanallängsrichtung weist. Auch bei dieser Weise einen Tunnelofen zu betreiben und einem solchen Ofen ist von Nachteil, dass die Luft quer umgewälzt wird, was energetisch nicht sinnvoll ist, insbesondere da die heißen Rauchgase direkt aus der Brennzone abgezogen werden. Zudem müssen bei diesen gegenläufigen Tunnelöfen die Kühl- und die Aufheizkurve gleich sein, was keine keramische Ware wirklich gut verträgt, insbesondere da in der Brennzone in keramischen Artikeln Phasenumwandlungen stattfinden, die nachfolgend zu einer spezifischen Abkühlkurve führen müssen, da ansonsten mechanische Schäden des Gutes nicht ausgeschlossen werden können.
• Aus der DE 39 18 746 A1 ist ein Tunnelofen bekannt, der der Wärmebehandlung von Produkten dienen soll, wobei sich im Behandlungskanal zwischen der Ofeneinfahrt und der Ofenausfahrt eine Aufheizzone, eine Brennzone und eine Kühlzone befinden und bei dem Transportwagen mit darauf gestapelten Produkten und die an der Behandlung beteiligten Gase den Behandlungskanal im Gegenstrom durchlaufen. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten soll eine externe als Wärmetauscher ausgebildete Leitung vorgesehen sein, durch die Umwälzgase aus der Aufheizzone zur Kühlzone in einen Kreislauf rückführbar sind, wobei die Leitung in einem Trockner, den die Produkte als Rohling durchlaufen, bevor sie in den Behandlungskanal eintreten, so angeordnet ist, dass die Umwälzgase im Gegenstrom zu den Rohlingen verlaufen. Hierdurch sollen Abgaswärmeverluste und Wärmeverluste durch die den Behandlungskanal verlassenden Produkte erheblich vermindert werden. Jedoch ist hierbei auch von Nachteil, dass dem Ofen Wärme entzogen wird, die dann für die Trocknung anderweitig verwendet wird.
• Aus der DE 195 03 128 A1 ist ein Verfahren für einen Wärmeverbund zwischen Trocknen und Brennen bekannt, wobei zum Trocknen von Rohlingen, insbesondere von keramischen Erzeugnissen, die erforderliche Kühlwärme aus dem im Ofen abzukühlenden Brenngut entnommen wird, wobei noch große Luftmengen mit hohem Wärmeinhalt den Trockner verlassen. Diese Wärmeverluste abzubauen soll dadurch gelingen, dass die Abluft der Trockenzone wieder in die Kühlzone zurückgeführt wird, wodurch ein Wärmekreislaufverbund geschaffen werden soll. Dieser Wärmekreislaufverbund umfasst Kreislaufzuführungen und eine Kreislaufrückführung zwischen dem Brennaggregat und dem Trockner, wobei mit einem Wärmeträgermedium die notwendige Wärmemenge zum Trocknen in den Trockner transportiert wird und dieses Wärmeträgermedium nach Abgabe von Wärmeenergie zum Trocknen der Rohlinge in die Kühlzone des Brennaggregats über die Kreislaufrückführung nicht nach außen sondern zur weiteren Kühlung und erneuter Wärmeaufnahme in die Kühlzone des Brennaggregats zurückgeführt wird. Ein solches Verfahren konnte sich nicht durchsetzen, denn in unsinniger Weise wird hierdurch feuchte Luft in den Ofen geführt, was zu Korrosion führt.
• Aus der DE 34 20 147 C1 ist eine Schleuse an einem Tunnelofen zum Brennen von keramischen Erzeugnissen bekannt, wobei schienengebundene Ofenwagen taktweise vorgeschoben werden, wobei die Ofenwagen mittels einer Schiebebühne herantransportiert und in den Tunnelofen eingeschoben werden, wobei eine Schleuse die herantransportierten Ofenwagen vorübergehend aufnimmt, wobei die Schleuse auf der Schiebebühne fahrbar ausgebildet ist und eine durch ein Rolltor verschließbare Öffnung zur Durchfahrt der Ofenwagen besitzt. Der Ofen benötigt hierbei angeblich keine eigene Schleuse mehr, muss jedoch mit einem Tor ausgebildet sein, um den Ofeneingang zu verschließen. Hierdurch sollen insgesamt die im Endtrockner oder Vorwärmer befindlichen Ofenwagen ohne Wärmeverlust und ohne Gefahr der Wiederauffeuchtung vom Trockner zum Tunnelofen transportiert werden können.
• Insgesamt besteht bei der gesamten Technik ein Zielkonflikt, denn einerseits sollen die Öfen und Hallen möglichst kurz ausgebildet sein. Andererseits führen kurze Tunnelöfen dazu, dass Energieverluste in Kauf genommen werden müssen.
• Umgekehrt kann man Tunnelöfen nicht ohne Weiteres länger ausbauen, da die Strömungsverhältnisse in den einzelnen Abschnitten recht kompliziert sind und ein Tunnelofen mit beliebiger Länger an strömungstechnische Grenzen stößt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tunnelofenanlage zu schaffen, der energiesparend betrieben werden kann, bei optimierten Baubedingungen, die auch die Realisierung in Bestandgebäuden ermöglicht.
• Die Aufgabe wird mit einer Tunnelofenanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Erfindungsgemäß wird die Energie für die Trocknung in Abkehr üblicher Verfahren im Stand der Technik nicht oder nur zu einem ganz geringen Teil aus der Kühlzone des Ofens entnommen und sowohl die Brennguttemperatur am Ofenausgang als auch die Abgastemperatur am Ofeneingang möglichst gering gehalten. Voraussetzung hierfür ist, dass die Ofenlänge nach der Brennzone, d.h. die Kühlzone, so lang ist, dass bei reduzierter Sturzkühlung bzw. stark reduzierter Entnahme von Kühlluft eine hinreichend niedrige Temperatur des Brennguts am Ofenausgang erreicht wird, da sonst Energieverluste auftreten. Bei bestehenden Öfen ist eine Verlängerung der Kühlzone aus baulichen Gegebenheiten nicht ohne Weiteres möglich. Bei neuen Öfen ist eine verlängerte Kühlzone zwar an sich einfach umzusetzen, die ungenutzte Hallenfläche und damit die Baukosten werden jedoch sehr viel größer.
• Die Erfindung sieht vor, neben dem Tunnelofen einen baulich getrennten Ofentunnel anzuordnen, durch den die Ofenwagen entgegen der Schubrichtung des Ofens geschoben werden. Im Gegenstrom zu diesen Ofenwagen wird dieser Tunnel von seinem Ausgang her mit Luft durchströmt, wobei wie im Tunnelofen das Prinzip eines Gegenstromwärmetauschers erfüllt wird. Die von diesem zweiten Tunnel austretende erwärmte Luft wird über Rohrleitungen oder Kanäle zum Ofeneingang geblasen und dort eingeblasen. Der Transport der Ofenwagen, die den Ofen verlassen, erfolgt über herkömmliche oder bestehende Schiebebühnen, wobei diese Schiebebühnen mit einem isolierenden Aufbau versehen werden können, der Wärmeverluste der Ofenwagen reduziert.
• Da keine Kühlluft aus dem Tunnelofen abgezogen wird und auch keine Sturzkühlung durchgeführt wird, um heißes trockenes Gas zu erhalten, erreichen die Tunnelofenwagen den Tunnelofenausgang mit einer deutlich höheren Temperatur. Diese heißen Ofenwagen werden mit der verfahrbaren isolierten Schiebebühne in den parallelen Tunnel verfahren und eingeschoben, wobei die Länge des nachgeschalteten Tunnels, der mit Umgebungsluft versorgt wird, bzw. die installierte Ventilatorleitung (Luftmenge für den Gegenstrom) so gewählt wird, dass die Brennguttemperatur idealerweise bis nahe an die Umgebungstemperatur reduziert wird. Hierbei ist von Vorteil, dass die gesamte Wärme im Ofen bleibt, wobei durch die Unterteilung des Ofens in den Hauptofen und den parallel verlaufenden Kühlstreckentunnel der Ofen strömungstechnisch nicht verlängert wird, da die Gase bzw. der Warmluftstrom aus dem parallelen Tunnel mit Druck in den Haupttunnel geführt wird. Dies bedeutet, dass beim Nachschalten bzw. Parallelschalten eines weiteren Tunnels dieser so gestaltet wird, dass immer noch ein Überdruck im Ofenausgang besteht, damit sich die Luft im Ofen in die richtige Richtung bewegt.
• Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen dabei:
• 1: einen Tunnelofen nach dem Stand der Technik;
• 2: eine erfindungsgemäße Tunnelofenanlage in einer schematischen Draufsicht;
• 3: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tunnelofenanlage;
• 4: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tunnelofenanlage;
• 5: der schematische Querschnitt einer Schiebebühne sowie des Tunnelofens und des Ofentunnels;
• 6: schematisiert die Anordnung von Schleusen;
• 7: eine weitere Ausführungsform der Schleusenanordnung;
• 8: eine weitere Ausführungsform der Schleusenanordnung.
• Ein Tunnelofen 100 nach dem Stand der Technik besteht aus einem Ofenraum 101 mit einem Ofeneingang 102 und einem Ofenausgang 103. Der Ofen bzw. Ofenraum 101 wird von einem Führungsgleis 104 durchzogen, auf dem Ofenwagen 105 hindurchgeführt werden können. Parallel zum Ofen 101 verläuft ein paralleles Gleis 106, wobei die Gleise 104, 106 an beiden Enden 102, 103 des Ofens 101 durch Verbindungsgleise 107 am Ofeneingang 102 und Verbindungsgleise 108 am Ofenausgang 103, die quer zu den Gleisen 104, 106 verlaufen, verbunden sind. Im Bereich des Gleises 106 sind eine Ablagestation 109 und eine Beladestation 110 angeordnet.
• Zusätzlich ist ein Trockner 111 vorhanden, in dem das Gut vor dem Brennen getrocknet werden kann. Der Trockner ist üblicherweise (mit wenigen Ausnahmen) separat und wird mit eigenen Trocknerwagen betrieben.
• Entlang der Durchschubrichtung 112 der Wagen 105 ist in der Nähe des Ofeneingangs 102 ein Rauchgasabzug 113 vorhanden, der die Rauchgase absaugt und in eine Kaminanlage 114 einbläst.
• Die Ofenwagen 105 gelangen von dem quer verlaufenden Gleis 107 auf das Gleis 104 und werden im Bereich des Ofeneingangs 102 üblicherweise mit einer Schleuse in den Ofenraum 101 eingeschleust und in Richtung der Brennzone 115 verfahren. Die für die Verbrennung notwendige Luft wird beim Ofenausgang 103 angesaugt und am Ofenausgang eingeblasen und durchströmt den Ofen entsprechend der Durchströmungsrichtung 116. In Bewegungsrichtung 112 der Wagen 105 ist der Brennzone 115 eine Sturzkühlzone 117 nachgeordnet, in der Kühlluft in den Ofen eingeblasen wird. Die Kühlluft wird über einen Kühlluftabzug 118 abgezogen und über eine Leitung 119 dem Trockner zur Verfügung gestellt.
• Betrachtet man die Brennkurve 120, erkennt man, dass bis zur Brennzone 115 die Temperatur des zu brennenden Gutes von einem Ausgangswert 121 mit einer stetigen Steigung 122 bis zur Brennzone 115 hin angehoben wird, wobei in der Brennzone 115 die Temperatur 123 gehalten wird und nach der Brennzone 115 abfällt, wobei im Bereich der Sturzkühlzone 117 mit einer großen Abkühlrate 124 und danach mit einer geringeren Abkühlrate 125 abgekühlt wird. Wie bereits ausgeführt, wird die starke Abkühlrate 124 auch dadurch bewirkt, dass die Kühlluft, die in der Sturzkühlzone 117 eingeblasen wird, über die Absaugung 118 und 119 dem Trockner 111 zugeführt wird, so dass hiermit Wärme aus dem Ofen ausgeführt wird.
• Wie man erkennt, sind die erforderlichen Strecken für das Beladen 110 und Entladen 109 der Ofenwagen 105 relativ kurz, was bedeutet, dass die erforderliche Strecke zum Be- und Entladen nur wenige Meter beträgt. Da die keramischen Tunnelöfen üblicherweise über 80 Meter lang sind, bleibt hierdurch ein großer Teil der Hallenfläche, in denen solche Anlagen untergebracht sind, ungenutzt. Auch bei dem gezeigten Ofen mit einer Sturzkühlung, der die Ofenlänge etwas reduziert, verbleibt viel ungenutzter Raum.
• Die Sturzkühlzone 117 beginnt bei den üblichen kontinuierlichen Öfen direkt im Anschluss an die Hauptbrennzone 115, in der je nach Produkttyp und Rohstoff Temperaturen von ca. 900°C bis 1.200°C herrschen. Bei der Herstellung von feuerfesten Steinen, z.B. Magnesiastein, können noch erheblich höhere Temperaturen notwendig sein, die dann auch zu einer weiteren Verlängerung des Ofens führen. Durch die Kühlluft werden das Brenngut, die Ofenwagenaufbauten und gegebenenfalls auch vorhandene Brennhilfsmittel auf bis zu 570°C, üblicherweise jedoch auf ca. 650°C abgekühlt. Bei allen keramischen Materialien, die Quarz enthalten, ist die Umwandlung vom β- zum α-Quarz sehr kritisch, weil sie bei ca. 570°C mit einer starken Volumenänderung, dem sogenannten Quarzsprung, einhergeht. Diese Volumenänderung führt bei ungünstigen Kühlkurven zu Kühlrissen und damit zu Bruch, deswegen darf die Sturzkühlung nicht zu weit in diesen Temperaturbereich hineingeführt werden.
• Ein erfindungsgemäßer Tunnelofen bzw. eine erfindungsgemäße Tunnelofenanlage 1 besitzt den eigentlichen Tunnelofen 2, der einen Tunnelofeneingang 3 und einen Tunnelofenausgang 4 besitzt. Vom Tunnelofeneingang 3 zum Tunnelofenausgang 4 entsprechend einer Bewegungsrichtung 5 wird das Brenngut mit Ofenwagen 6 durch den Tunnelofen 2 geführt. Im Falle eines Rollenofens oder Hubbalkenofens wird hierbei nur das Brenngut bewegt. Wenn nachfolgend nur der Begriff Ofenwagen benutzt wird, steht dieser technisch synonym auch für Brenngut. Die Strömungsrichtung der Luft verläuft dementsprechend in der Gegenrichtung 7.
• Der Tunnelofen 2 wird ebenfalls von Gleisen 8 durchzogen, auf denen die Tunnelofenwagen 6 verfahrbar sind, wobei an den Enden 3, 4 des Tunnelofens in an sich bekannter Weise quer verlaufende Gleise 9 am Eingang 3 und quer verlaufende Gleise 10 am Ausgang 4 vorhanden sind. Diese Gleise wiederum verbinden die Tunnelofengleise 8 mit dem parallel verlaufenden Gleis 11.
• Auf dem parallel verlaufenden Gleis 11 sind eine Entladestation 12 für Ofenwagen und eine Beladestation 13 für Ofenwagen vorgesehen.
• Zudem kann ein Trockner 14 vorgesehen sein.
• Der erfindungsgemäße Ofen besitzt einen parallel zum Tunnelofen 2 ausgebildeten parallelen Ofentunnel 15, der an Gleis 11 angeordnet ist, aber nicht dort angeordnet sein muss, sondern auch in anderer Weise parallel zum Tunnelofen 2 angeordnet sein kann.
• Der Ofentunnel 15 besitzt hierbei eine Durchschubrichtung 16 für Tunnelofenwagen die der Bewegungsrichtung 5 entgegen verläuft.
• Der Ofentunnel 15 kann hierbei verfahrenstechnisch nach dem Ende 4 des Tunnelofens 2 angeordnet sein (2) oder logisch verfahrenstechnisch vor dem Eingang 3 des Tunnelofens 2 (3).
• In dem einen Fall (2) bedeutet dies, dass die Einfahrt 19 des Ofentunnels 15 dem Tunnelofen 2 bzw. dessen Ausfahrt 4 nachgeschaltet ist und die Ausfahrt 20 die Ausfahrt ist, bei der das Brenngut mit niedriger Temperatur nach dem Brand den Gesamtofen verlässt.
• In dem anderen Fall (3) bedeutet dies, dass die Ausfahrt 20 des Ofentunnels 15 der Einfahrt 3 des Tunnelofens 2 vorgeschaltet ist und die Einfahrt 19 des Ofentunnels 15 diejenigen Ofenwagen 6 aufnimmt, die dem Brand zugeführt werden sollen und noch Trockner- oder Raumtemperatur haben.
• Im ersten Fall (2), in dem der Ofentunnel 15 dem Tunnelofen 2 nachgeordnet ist, muss dafür Sorge getragen werden, dass die heißen Ofenwagen 6, die zur Ausfahrt 4 des Tunnelofens 2 hinausgeführt werden, thermisch isoliert auf einer Schiebebühne 21 auf dem Gleis 10 quer zur Einfahrt 19 des Ofentunnels 15 verfahren und in diesen eingeschleust werden.
• Im zweiten Fall (3) muss dafür Sorge getragen werden, dass die bereits im Ofentunnel 15 vorgewärmten Ofenwagen 6 von der Ausfahrt 20 des Ofentunnels 15 isoliert mit einer Schiebebühne 22 zur Einfahrt 3 des Tunnelofens 2 geführt werden.
• Um die beiden Bestandteile des Ofens bzw. der Ofenanlage 1 strömungstechnisch miteinander zu verbinden, ist im Fall des nachgeschalteten Ofentunnels 15 (2) im Bereich der Einfahrt 19 ein Gebläse 23 vorhanden, das die durch die Ofenwagen 6 erhitzte Luft über eine Leitung 24 in den Bereich des Ofenausgangs 4 des Tunnelofens 2 einbläst. In diesem Bereich kann zudem ein weiteres Gebläse 25 vorhanden sein. Das bedeutet, dass entweder das Gebläse 23 oder das Gebläse 25 oder zwei Gebläse vorhanden sind.
• Bei der zweiten Variante wird das im Bereich des Eingangs 3 des Tunnelofens 2 vorhandene und durch die Brennzone 18 geströmte Verbrennungsabgas mit einem entsprechenden Lüfter 26 abgezogen und über eine Rohrleitung 27 und gegebenenfalls einem zweiten Lüfter 28 in den Bereich des Ausgangs 20 des Ofentunnels 15 gedrückt, um in Richtung des Eingangs 19 des Ofentunnels 15 zu strömen und die Tunnelofenwagen 6 vorzuheizen.
• Auch hier kann der entsprechende Lüfter entweder am Tunnelofen und/oder am Ofentunnel vorhanden sein.
• Die Schiebebühnen 21, 22 können als isolierte abschließbare Kammern ausgebildet sein, welche, nachdem sie einen Ofenwagen 6 aufgenommen haben, verschlossen werden und zu dem jeweiligen anderen parallel verlaufenden Aggregat verfahren werden.
• Zusätzlich kann im Bereich des Eingangs 3 des Tunnelofens 2 im ersten Fall (2) das Rauchgas mit einem Rauchgasabzug 30 abgezogen werden. Wird ein Wärmetauscher zwischengeschaltet, kann der Wärmestrom über eine Rohrleitung 31 dem Trockner 14 zur Verfügung gestellt werden.
• Im zweiten Fall (3) kann das Rauchgas mit einem Rauchgasabzug 30 am Eingang 19 des Ofentunnels 15 abgezogen werden. Wird ein Wärmetauscher zwischengeschaltet, kann der Wärmestrom über eine Rohrleitung 31 einem Trockner 14 zugeführt werden.
• Das Rauchgas wird über den Wärmetauscher 32 geführt und stark abgekühlt, wobei der Wärmetauscher 32 auch ein Kondensator sein oder einen solchen umfassen kann, in dem die Rauchgase bzw. die enthaltenen Flüssigkeiten kondensiert werden. Die Kondensationswärme wird dann mit dem Wärmestrom in der Leitung 31 dem Trockner 14 zugeführt, während das Kondensat, welches gegebenenfalls korrosiv ist, entsprechend behandelt werden muss.
• Betrachtet man die Brennkurve 35 in dem Fall, in dem der Ofentunnel 15 dem Tunnelofen 2 nachgeordnet ist, erkennt man, dass keine Sturzkühlung vorhanden ist, d.h. das Brenngut wird mit einer stetigen Aufheizrate 36 von der Umgebungstemperatur oder der Trocknertemperatur auf die Brenntemperatur 37 gebracht und nach der Brennzone 18 abkühlen gelassen, wobei die Ofenwagen mit einer relativ hohen Austrittstemperatur 38 in die Schiebebühne 21 eingebracht werden und mit dieser hohen Temperatur 38 anschließend in den Ofentunnel 15 verfahren werden, wo sie auf Umgebungstemperatur 39 oder fast Umgebungstemperatur 39 abgekühlt werden.
• In dem Fall, in dem der Ofentunnel 15 dem Tunnelofen 2 vorgeschaltet ist, beginnt die Brennkurve 35 im Ofentunnel 15 mit den Ofenwagen 6, die dort mit Umgebungstemperatur oder Trocknertemperatur eingeführt werden. Im Ofentunnel 15 werden diese Ofenwagen mit einer stetigen Aufheizrate 40 auf eine Auslasstemperatur 41 aufgeheizt, mit der sie in die Schiebebühne 22 überführt werden. Von der Schiebebühne 22 gelangen die Ofenwagen mit der Temperatur 41 in den Tunnelofen 2, in dem sie weiter mit einer Aufheizrate 42 aufgeheizt werden, bis sie die Brenntemperatur 43 erreicht haben. Anschließend kühlen die Ofenwagen bzw. das gebrannte Gut bis auf die Ausgangstemperatur 39 ab, die im Idealfall der Umgebungstemperatur entspricht oder leicht darüber liegt.
• Bei beiden Brennkurven ist von Vorteil, dass ohne Sturzkühlung eine sehr harmonische und gut führbare Brennkurve erzielt wird, welche in vielerlei Hinsicht positiv ist, da einerseits die Sturzkühlung und der Quarzsprung kein Problem mehr darstellen und andererseits keine Ofenwärme aus dem Ofen ausgebracht wird, so dass dieser Ofen erheblich energieeffizienter ist, ohne in tatsächlicher Weise mehr Bauraum zu beanspruchen.
• Durch den Wegfall der Sturzkühlung fallen auch die Absaugungen weg, die hinter der Sturzkühlung angeordnet sind und die Kühlluft zum Trockner oder in den Ofeneingang befördern. Hierdurch ändert sich auch der Luftstrom in die Brennzone und wird sich in der Regel erhöhen, da auch mehr Energie aus der Kühl- in die Brennzone geführt wird. Dies bedeutet, dass sich der Energieeintrag in der Brennzone durch Kühlluft erhöht und sich der Rauchgasvolumenstrom in der Brennzone reduziert. Insgesamt kann sich damit der Volumenstrom aus der Brennzone (bestehend aus Rauchgas und Kühlluft) ändern. Sollte sich hieraus ein zu großer Gasvolumenstrom ergeben, kann durch die Nutzung von Abwärme von Blockheizkraftwerken der Gasvolumenstrom in der Aufheizzone reduziert werden, da weniger Energie in der Brennzone zugeführt werden muss und sich damit die Rauchgasmenge reduziert, die in die Aufheizzone geleitet wird.
• Das heißt, dass zur Erhöhung der Luftmenge in der Aufheizzone erhitzte Abluft einer Kraftwärmekopplung (Blockheizkraftwerk) oder beispielsweise von Brennstoffzellen zugeführt wird. Hierdurch reduziert sich der Energieeintrag und die zugeführte Gasmenge in der Brennzone. Auf diese Weise kann die Gasmenge, die die Brennzone verlässt und durch den erhöhten Luftmengenstrom aus der Kühlzone erhöht wird, wieder reduziert werden.
• Grundsätzlich kann somit die Abwärme aus der Gewinnung elektrischer Energie noch sinnvoll eingesetzt werden, nicht nur durch die Zuführung von Wärmeenergie in die Aufheizzone, sondern auch indem die Abwärme eines Blockheizkraftwerkes oder einer Brennstoffzelle für den Trockner verwendet wird. Somit kann die bei der elektrischen Energieerzeugung anfallende Wärme aus Blockheizkraftwerken oder Brennstoffzellen sowohl dem Trockner als auch dem Tunnelofen zugeführt werden.
• Darüber hinaus ist von Vorteil, dass durch die Unterteilung des Ofens in den Tunnelofen 2 und den Ofentunnel 15, egal ob der Ofentunnel 15 vor oder hinter dem Tunnelofen 2 angeordnet ist (in Durchschubrichtung der Ofenwagen 6), eine strömungstechnische Unterbrechung erfolgt, die den Nachteil langer Tunnelöfen beseitigt und es ermöglicht, strömungstechnisch quasi innerhalb des Ofens die Strömung durch die Leitungen 24, 27 bzw. die entsprechenden Lüfter 23, 25, 26, 28 zu beeinflussen. Hiermit kann sehr feinfühlig gleichwohl sehr effektiv die Strömung im Ofen geregelt werden.
• Vorzugsweise wird die Temperatur bzw. die Brennkurve so gefahren, dass bei einem nachgeschalteten Ofentunnel die Temperatur der ausgefahrenen Ofenwagen unterhalb 570°C beträgt, um zu verhindern, dass die Umwandlung von Hoch- zu Tiefquarz außerhalb des Ofens stattfindet.
• Die Größe des nachgeschalteten Ofentunnels, der mit Umgebungsluft versorgt wird, bzw. die installierte Ventilatorleistung kann so gewählt werden, dass die Brennguttemperatur idealerweise bis nah an die Umgebungstemperatur reduziert wird.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können auch zwei Ofentunnel vorhanden sein, die alternierend betrieben werden können, wobei diese dann mit entsprechenden Gleisanlagen verbunden sind. Dies erlaubt auch einen chargenweisen Betrieb des Ofentunnels bzw. der Ofentunnel 15. In diesem Fall sind die beiden Eingänge 19 der Ofentunnel jeweils mit Leitungen 24 versehen, über die die Brennluft dem Tunnelofen zugeführt werden kann. An der eigentlichen Brennkurve für die Ofenwagen ändert sich hierdurch jedoch nichts.
• Vorzugsweise sind die Schiebebühnen 21, 22 mit einer isolierenden Wandung 22 ausgebildet, wobei die isolierende Wandung so gewählt sein sollte, dass eine merkliche Auskühlung der Ofenwagen während des Transports in der Schiebebühne nicht stattfindet. Idealerweise gleicht der innere Querschnitt dieses Aufbaus und damit auch der innere Aufbau des vor- oder nachgeschalteten Ofentunnels dem Aufbau bzw. inneren Querschnitt des Tunnelofens 2. In an sich bekannter Weise ist zur thermischen und strömungstechnischen Abdichtung ein sogenanntes Labyrinth 45 an den Seiten des Ofenwagenbodens 46 vorgesehen, so dass der Bereich des Fahrgestells 47 von dem heißen Bereich des Brennguts 48 getrennt ist. Die Ausbildung dieser Labyrinthe ist an sich bekannt, wobei zusätzlich im Bereich des Labyrinths 45 längs verlaufende Sandkästen vorhanden sein können, in denen Abdichtbleche des Ofenwagenbodens 46 im Sand geführt werden und damit auch strömungsdicht geführt werden.
• Die öffnungsseitig gegenüberliegende Stirnwandung und das Tor der Schiebebühne sind vorzugsweise ebenfalls mit entsprechenden Labyrinthen ausgebildet, wobei auch die Stirnseiten der Ofenwagen 6 über entsprechende Labyrinthe verfügen, mit denen sie in Labyrinthe der vorangegangenen bzw. nachfolgenden Ofenwagen in an sich bekannter Weise eingreifen.
• Da Öfen im Ofenausgang mit Überdruck betrieben werden müssen, damit sich die Luft in die richtige Richtung durch den Ofen bewegt um damit das Gegenstromprinzip zu verwirklichen, haben Öfen am Ausgang ein Doppeltor als Schleuse, das bedeutet, dass ein Tor aufgeht, der Wagen in die Schleuse geschoben wird, das Tor zugeht und ein zweites Tor aufgeht und der Wagen den Ofen verlässt. Bei einem nachgeschalteten Ofentunnel 15 muss gewährleistet sein, dass immer noch ein Überdruck im Ofenausgang besteht. Das kann dadurch erreicht werden, dass im Ofentunnel 15 ein Überdruck erzeugt wird, und dieser Druck nicht mit dem Ofen verbunden wird. Hierfür benötigt man jedoch zusätzlich zur Ofenausfahrtsschleuse eine Wärmetauscherein- und -ausfahrtsschleuse (6). Somit besitzt der Tunnelofen 2 an seiner Tunnelofenausfahrt 4 eine erste Schleuse 50, die zur Schiebebühne 21 führt, und der Ofentunnel 15 besitzt eine Ofentunneleinfahrtsschleuse 51 und eine Ofentunnelausfahrtsschleuse 53. Um den Überdruck zu gewährleisten wird Kühlluft mittels eines Ventilators 52 benachbart zur Schleuse 53 in den Ofentunnel 15 eingeblasen und über eine Rohrleitung 54 bezogen auf die Förderrichtung 5 der Ofenwagen 6 vor der Tunnelofenausfahrtsschleuse in den Tunnelofen eingedrückt.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (7) ist der Ventilator 52 an der Heißseite, d.h. benachbart zur Wärmetauschereinfahrtsschleuse 51 angeordnet, so dass im Ofentunnel 15 ein Unterdruck herrscht und die Kühlluft als Strom 55 über die Ofentunnelausfahrt 20 eingesaugt wird. Bei dieser Variante ist von Vorteil, dass eine Schleuse eingespart werden kann, jedoch muss der Ventilator 52 in der Lage sein bei Temperaturen größer 500°C zu arbeiten.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (8) kann der Ventilator in gleicher Weise angeordnet werden, wobei hierbei die Schiebebühne 21 selbst als Schleuse ausgebildet wird. Hierbei braucht man an der Ofentunneleinfahrt 19 lediglich Tor 56 und an der Tunnelofenausfahrt ebenfalls nur ein Tor 57, jedoch müsste an der Schiebebühne bzw. dem Schiebebühnentor 58 eine Abdichtung zwischen den Toren 58, 57 bzw. zwischen den Toren 58, 56 vorgesehen werden.
• Bei der Erfindung ist somit von Vorteil, dass mit einer relativ kompakten Bauweise der Hallenraum optimal genutzt werden kann, was insbesondere die Nachrüstbarkeit von bestehenden Anlagen verbessert. Häufig ist es so, dass Öfen in baulichen Beständen nicht verlängert werden können, z.B. wegen dahinter liegender Grundstücksgrenzen.
• Von Vorteil ist, dass eine Nachrüstung ohne ein Versetzen einer bestehenden Schiebebühne möglich ist, so dass bestehende Anlagen (Schiebebühnen, Gleise) weiter genutzt werden können. Eine Nachrüstung bei laufendem Betrieb ist möglich, selbst bei beengten Platzverhältnissen kann bei chargenweise betriebenen Kammern eine flexible räumliche Anordnung erreicht werden.
• Auch bei einem Neubau ist die Erfindung von Vorteil, denn im Vergleich zu einem längeren Ofen kann der Platzbedarf, d.h. die Hallenfläche reduziert werden. Der Ofenwagenumlauf (d.h. das Rücklaufgleis 11) parallel zum Tunnelofen wird herkömmlicherweise nur als Speicher genutzt und hat sonst keinen weiteren Sinn. Das bedeutet, dass der Platzbedarf für lange Öfen erheblich größer ist als bei der Variante, bei der der Ofen quasi geteilt ist und der Ofentunnel 15 entgegen der Transportrichtung 5 im Ofen 2 angewendet wird.
• Hieraus ergeben sich mit der Erfindung auch strömungstechnische Vorteile. Große bestehende Tunnelöfen haben eine Länge von über 200 Metern. Eine energetisch günstige Verlängerung würde dann zu Öfen von deutlich über 250 Metern führen. Abgesehen von Umwälzungen und der Gaszufuhr in der Brenneranlage wird der Luftstrom, der für das Gegenstromwärmetauscher-Prinzip erforderlich ist, durch einen großen Rauchgasventilator am Ofeneingang und Schiebeluftventilatoren am Ofenausgang erzeugt. Das bedeutet, dass es nach der Erfindung eine deutliche Verbesserung ist, wenn man den Ofen in der Länge strömungstechnisch unterteilt um damit eine genauere Regelung der Druckverhältnisse zu erreichen. Wie bereits ausgeführt ist die Umwandlung von β- zum α-Quarz in der Kühlphase kritisch, da sie mit einer starken Volumenänderung einhergeht. Diese Volumenänderung führt bei ungünstigen Kühlkurven zu Kühlrissen und Bruch im Gut. Mit dem erfindungsgemäß geteilten Ofen in den Tunnelofen und den Ofentunnel, der nach- oder vorgeschaltet ist, kann die Kühlkurve in dem gesamten Bereich sehr gut geregelt werden, eine Sturzkühlung ist nicht notwendig. Im Ofen wird die Temperatur bis ca. 500°C geregelt und erst dann verlassen die Wagen den Ofen und werden dem nachgeschalteten Ofentunnel zugeführt.
• Insgesamt ist es durch den erfindungsgemäßen nach- bzw. vorgeschalteten Ofentunnel möglich, weniger Energie für die Trocknung aus dem Ofen zu entnehmen oder gar keine Energie für die Trocknung aus dem Ofen zu entnehmen und dadurch den Energieverbrauch des Ofens um einen entsprechenden Betrag zu reduzieren. Damit besteht die Möglichkeit die für die Trocknung erforderliche Energie ganz oder teilweise aus anderen Quellen als der Ofenkühlung bereitzustellen.
• Erfindungsgemäß besonders vorteilhaft ist es, die Trocknerenergie über Kraftwärmekoppelung bzw. durch Wärmerückgewinnung aus den Ofenabgasen zu gewinnen. Dabei kann in den Abgasstrom ein Wärmetauscher integriert werden. Erfindungsgemäß ist es dabei besonders günstig das Abgas soweit abzukühlen, dass der im Rauchgas befindliche Wasserdampf kondensiert und auch die dabei frei werdende Wärmeenergie genutzt wird. Dies kann in einem Abgaskondensator erfolgen. Da die Ofenabgase den Ofen mit einer Temperatur von in der Regel über 120°C verlassen, kann diese Wärmerückgewinnung außerhalb des Ofens erfolgen und damit ausgeschlossen werden, dass durch die Kondensation von Abgasbestandteilen wie Fluor-, Chlor- oder Schwefelverbindungen eine Schädigung des Ofenkörpers bzw. des Brenngutes auftritt. Ein Vorteil dabei ist auch, dass unter Umständen eine Rauchgasreinigung (Fluoradsorber) nicht mehr erforderlich wäre, da der Gehalt an schädlichen Komponenten im Abgas reduziert wird. Die rückgewonnene Wärme kann für die Trocknung aber auch für die Vorwärmung z.B. von Verbrennungsluft oder die Warmwasserversorgung verwendet werden. Das anfallende Kondensat kann in der Aufbereitung bzw. Formgebung als Anmachwasser Verwendung finden. Je nach Zusammensetzung des Kondensats kann das Wasser chemisch behandelt oder gefiltert werden. Sinnvoll kann es dabei sein den pH-Wert durch Zugabe von Kalkmilch einzustellen oder Schwefelverbindungen durch die Zugabe von Bariumkarbonat auszufällen bzw. schwerlöslich zu machen.
• Erfindungsgemäß ist es ferner vorteilhaft, die Trocknungs-Energie, die nicht aus dem Ofenabgas zurückgewonnen werden kann, durch Kraftwärmekoppelung z.B. durch ein Blockheizkraftwerk zu erzeugen und damit den elektrischen Energiebedarf zu decken. Dabei ist es besonders günstig, den gesamten elektrischen Energiebedarf über Kraftwärmekoppelung zu erzeugen und gegebenenfalls in der Trocknung nicht nutzbare Wärme z.B. zur Vorheizung der Verbrennungsluft zu verwenden.
• Erfindungsgemäß betrifft die Trocknung nicht nur Formkörper, sondern auch die Trocknung von nass aufbereiteten keramischen Massen, wie dies z.B. in Sprühtürmen bei der Herstellung von trockengepressten Fliesen Anwendung findet.
• Das Energieeinsparpotential des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an zwei Beispielrechnungen veranschaulicht. Eine Variante wird mit Wärmerückgewinnung aus dem Rauchgas und eine Variante ohne diese Wärmerückgewinnung betrachtet.
• Beispielrechnung 1:
• Bei einem angenommenen Gesamtenergiebedarf von 2.000 kJ/kg Brenngut, einem Energiebedarf in der Trocknung von 3.500 kJ/kg Wasser und einem Feuchtegehalt des Trockengutes von 17% würde der erforderliche Energiebedarf der Trocknung 595 kJ/kg Trockenware betragen. Die Reduzierung der Ofen-Abgastemperatur von 150°C auf 50°C würde eine Enthalpie-Differenz von ca. 130 kJ/m_n ³ Rauchgas bzw. ca. 66% bewirken. Bei einem bilanzierten Abgasverlust eines Tunnelofens von angenommen 33% würde dies einer Wärmeenergie von 436 kJ/kg Brenngut entsprechen. Bei der Verbrennung von reinem Methan mit einem Heizwert H_i = 36.000 kJ/m_n ³ würde zudem bei theoretisch vollständiger Kondensation des Verbrennungswassers eine Kondensationswärme von 3.627 kJ/m_n ³ Methan oder 200 kJ/kg Brenngut zur Verfügung stehen. Ohne Berücksichtigung von Wirkungsgraden würde somit aus der Abgaswärmerückgewinnung eine Bruttowärmemenge von 636 kJ/kg Brenngut zur Verfügung stehen. Somit könnte die gesamte bzw. ein erheblicher Energieanteil zur Trocknung aus dem Abgas rückgewonnen werden und eine Absaugung von Kühlluft wäre nicht erforderlich. Im Idealfall würde in diesem Beispiel die Energieeinsparung dem Energiebedarf der Trocknung entsprechen und somit ca. 30% betragen.
• Beispielrechnung 2:
• Angenommene Werte wie Beispiel 1, jedoch ohne Kondensation des Abgases. Die Wärmeenergie für die Trocknung wird dabei nicht dem Abgas entzogen, sondern durch ein Blockheizkraftwerk (BHKW) erzeugt. Bei einem angenommenen Wirkungsgrad von 90% (35% Erzeugung elektrischer Energie und 55% nutzbare Wärmenergie) könnten neben der Einsparung von Energiekosten, die Treibhausgase um 59% gegenüber herkömmlichen Großkraftwerken reduziert werden (Daten Stadtwerke Aalen). Für die Erzeugung der erforderlichen Trocknungsenergie würde dabei pro Tonne Trockengut ca. 100 kWh elektrische Energie erzeugt werden. Da der elektrische Energiebedarf bei der Herstellung von Ziegeln in etwa in dieser Größe liegt, könnte der gesamte elektrische Energiebedarf darüber gedeckt werden. Bei einer Tagesproduktion von 200 t wäre dafür eine BHKW mit einer elektrischen Leistung von 833 kW erforderlich.
• Bezugszeichenliste

1

Tunnelofenanlage

2

Tunnelofen

3

Tunnelofeneingang

4

Tunnelofenausgang

5

Bewegungsrichtung

6

Ofenwagen

7

Gegenrichtung

8

Gleis

9

Gleis

10

Gleis

11

Gleis

12

Entladestation

13

Beladestation

14

Trockner

15

Ofentunnel

16

Durchschubrichtung

18

Brennzone

19

Einfahrt

20

Ausfahrt

21

Schiebebühne

22

Schiebebühne

23

Gebläse

24

Leitung

25

Gebläse

26

Lüfter

27

Rohrleitung

28

Lüfter

30

Rauchgasabzug

31

Rohrleitung

32

Wärmetauscher

35

Brennkurve

36

Aufheizrate

37

Brenntemperatur

38

Austrittstemperatur

39

Umgebungstemperatur

40

Aufheizrate

41

Auslasstemperatur

42

Aufheizrate

43

Brenntemperatur

45

Labyrinth

46

Ofenwagenboden

47

Fahrgestell

48

Brenngut

50

Schleuse

51

Ofentunneleinfahrtsschleuse

52

Ventilator

53

Ofentunneleinfahrtsschleuse

54

Rohrleitung

55

Kühlluftstrom

56

Tor

57

Tor

58

Schiebebühnentor

100

Tunnelofen

101

Ofenraum

102

Ofeneingang

103

Ofenausgang

104

Führungsgleis

105

Ofenwagen

106

Gleis

107

Verbindungsgleis

108

Verbindungsgleis

109

Ablagestation

110

Beladestation

111

Trockner

112

Durchschubrichtung

113

Rauchgasabzug

114

Kaminanlage

115

Brennzone

116

Durchströmungsrichtung

117

Sturzkühlzone

118

Kühlluftabzug

119

Leitung

120

Brennkurve

121

Ausgangswert

122

Steigung

123

Temperatur

124

Abkühlrate

125

Abkühlrate

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 1177541 B [0009]
• DE 2551811 A1 [0010]
• DE 3918746 A1 [0011]
• DE 19503128 A1 [0012]
• DE 3420147 C1 [0013]

Claims (7)

1. Tunnelofenanlage zum Brennen von durch einen Tunnelofen hindurchgeführtem Brenngut, wobei der Tunnelofen über eine Tunnelofeneinfahrt und eine Tunnelofenausfahrt verfügt und zudem im Tunnelofen eine Brennzone vorhanden ist, in der das zu brennende Gut auf eine Brenntemperatur erhitzt und auf dieser Brenntemperatur gehalten wird und sich nach der Brennzone eine Kühlzone anschließt, in der das Brenngut abkühlt, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem eigentlichen Tunnelofen (2) parallel ein Ofentunnel (15) angeordnet ist, wobei der Ofentunnel (15) derart angeordnet ist, dass die Ofenwagen und/oder durch den Tunnelofen zu führendes Gut durch den Ofentunnel (15) entgegen der Schubrichtung des Ofens bewegbar sind, wobei der Ofentunnel (15) in Schubrichtung der Wagen und/oder des Guts vor dem Tunnelofen (2) oder nach dem Tunnelofen (2) diesen verlängernd ausgebildet ist.
2. Tunnelofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einfahrt (19) des Ofentunnels (15) dem Tunnelofen (2) bzw. dessen Ausfahrt (4) nachgeschaltet ist und die Ausfahrt (20) des Ofentunnels (15) die Niedrigtemperaturausfahrt ist, bei der das Brenngut mit niedriger Temperatur nach dem Brand den Gesamtofen verlässt.
3. Tunnelofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfahrt (20) des Ofentunnels (15) der Einfahrt (3) des Tunnelofens (2) vorgeschaltet ist und die Einfahrt (19) des Ofentunnels (15) diejenigen Ofenwagen (6) oder das Brenngut aufnimmt, welches dem Brand zugeführt werden soll und Trockner- oder Raumtemperatur besitzt.
4. Tunnelofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem dem Tunnelofen (2) nachgeordneten Ofentunnel (15) zwischen der Ausfahrt (4) des Tunnelofens (2) und der Einfahrt (19) des Ofentunnels (15) eine thermisch isolierte Schiebebühne quer zur Durchschubrichtung im Tunnelofen (2) oder dem Ofentunnel (15) angeordnet ist oder bei einem dem Tunnelofen (2) vorgeordneten Ofentunnel (15) eine thermisch isolierte Schiebebühne (22) von der Ausfahrt (20) des Ofentunnels (15) zur Einfahrt (3) des Tunnelofens (2) bezogen auf die Förderrichtung durch den Tunnelofen (2) oder den Ofentunnel (15) quer verschieblich angeordnet ist.
5. Tunnelofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur strömungstechnischen und thermischen Verbindung der Bestandteile des Ofens bzw. der Ofenanlage, nämlich des Tunnelofens (2) und des Ofentunnels (15) im Fall des nachgeschalteten Ofentunnels (15) im Bereich der Einfahrt (19) ein Gebläse (23) vorhanden ist, das die durch die Ofenwagen (6) oder das Brenngut erhitzte Luft über eine Leitung (24) in den Bereich des Ofenausgangs (4) des Tunnelofens (2) einblasend ausgebildet ist und/oder ein weiteres Gebläse (25) am Tunnelofen (2) vorhanden ist, welches die Luft aus dem Ofentunnel (15) heraussaugt, oder bei einem dem Tunnelofen (2) vorgeschalteten Ofentunnel (15) das im Bereich des Eingangs (3) des Tunnelofens (2) vorhandene und durch die Brennzone (18) geströmte Verbrennungsabgas mit einem Lüfter (26) abgezogen und über eine Rohrleitung (27) und gegebenenfalls einen zweiten Lüfter (28) in den Bereich des Ausgangs (20) des Ofentunnels (15) führbar ist, um in Richtung des Eingangs (19) des Ofentunnels (15) zu strömen und die Tunnelofenwagen (6) oder das Brenngut vorzuheizen.
6. Tunnelofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebebühnen (21, 22) als isolierte abschließbare Kammern ausgebildet sind.
7. Tunnelofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Eingangs (3) des Tunnelofens (2) oder am Eingang (19) des Ofentunnels (15) mit einem Rauchgasabzug (30) Rauchgaswärme abgezogen und über eine Rohrleitung (31) einem Trockner (14) zugeführt wird.

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