DE2100072C - Anordnung zur Schnellkühlung in Tunnelofen mittels Schiebeluft - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Schnellkühlung in Tunnelofen mittels Schiebeluft, insbesondere für keramische Erzeugnisse, die es ermöglicht, die Temperaturen des Brenngutes in der Kühlzone schnell und gleichmäßig abzusenken.

Es ist bekannt, Brenngut in Tunnelöfen nach Passieren der Brennzone einer künstlichen Kühlung direkt oder indirekt zu unterziehen.

Diese Kühlung erfolgt in der Regel mittels Schiebeluft, die entgegengesetzt zur Schubrichtung des Brenngutes strömt und am Ende des Tunnelofens eintritt.

Bei einer direkten Kühlung wird die Wärme des Brenngutes durch Konvektion der Schiebeluft aufgelagert, was zur Temperaturerhöhung derselben führt. Sie verläßt nach axialer Durchströmung der Kühlzone den Tunnelofen. Soweit es der jeweilige Brennprozeß erlaubt, tritt die Schiebeluft unmittelbar in die Brennzone ein und verläßt gemeinsam mit den anderen Rauchgasen am Anfang den Tunnelofen. Bei indirekter Kühlung sind im letzten Teil der Kühlzone die Seitenwände und zum Teil auch die Decke doppelwandie ausgebildet. An den Seitenwänden befinden sich Jeweils an der dem Brennkanal zugewandten Seite ir. geringem Abstand zuti eigentlichen Ofenmauerwerk relativ schwache Keramik- oder Stahlplatten.

Durch den zwischen Keramik- oder Stahlplatten und Mauerwerk verbleibenden Zwischenraum wird Zwangskühlluft geführt. Durch Vorbeiströmen von Schiebeluft an der jeweils dem Brennkanal zugewandten Seite der Wärmeaustauschflächen einerseits und Vorbeiführung von Kühlluft an der Innenseite dieser Flächen andererseits, wird von der Schiebeluft die vom Brenngut aufgenommene Wärme an die Kühlluft übertragen. Die so aufgeheizte Kühlluft wird anderen Abnehmern oder dem Ofen an anderer Stelle zur Wärmeabgabe wieder zugeführt.

Auch sind öfen bekannt, deren Decke in der Kühlzone wellenförmig gestaltet ist. Durch diese konstruktive Ausbildung wird die für den Wärmeübergang erforderliche Fläche größer, und es wird möglich, in der Kühlzone bei sonst gleichen Bedingungen gegenüber ebenen Ofendecken mehr Wärme an das beheizte Mittel zu übertragen.

Als Heizmittel dient Schiebeluft, die am Ofenende einströmt und die im Brenngut noch befindliche Wärme übernimmt. Bei der Berührung der Schiebeluft mit der Decke wird die mitgeführte Wärme abgegeben und an die an der Innenseite der welligen Decke vorbeigeführte Kühlluft übertragen. Die Kühlluft oder das beheizte Mittel kann danach anderen Verbrauchern zugeführt werden.

Wetterhin sind öfen bekannt, in welchen die Kühlzone mehrfach, gestaffelt nach Temperaturbereichen, in Sektionen unterteilt ist. Hier wird mit verschiedenen Rezirkulationssystemen gearbeitet und auf indirekte Wege die Kühlung des Brenngutes mit Umwälzluft herbeigeführt.

Die Kühllufttemperaturen können dabei in den einzelnen Sektionen der Kühlzone der notwendigen Kühlgeschwindigkeit des Brenngutes angepaßt werden.

Dafür sind Mischluftkanäle vorgesehen.

Der Nachteil bekannter Ausführungen besteht im schlechten Wärmeaustausch, ungleicher Wärmeabgabe des Brenngutes und in einer zu lang gestreckten Kühlkurve. Die Ursachen dieser Erscheinung liegen in der schlechten Mengenverteilung der Schiebeluft über dem Brennkanalquerschnitt, die auf Grund von Temperaturunterschieden und der damit verbundenen unterschiedlichen Dichte auftritt und so der weitaus größte Teil der Schiebeluft, nicht zuletzt begünstigt durch den größeren Strömungswiderstand des Besatzquerschniltes, zwischen Brenngut und Seitenwand sowie Decke sich durch die Kühlzone bewegt, ohne in direkte Berührung mit dem in der Mitte des Wagens stehenden Brenngutes zu kommen.

Des weiteren wird die ungleiche und schlechte Wärmeabführung durch ungenügende Kühlluftführung begünstigt, indem der Kühlluft ein großer Raum zugebilligt wird, in welchem sich Strömungsbahnen und damit Totwassergebiete ausbilden können, die wegen schlechter Belüftung kaum am Wärmeaustausch teilnehmen.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, die angeführten Mangel weitestgehend abzubauen und bessere Strömungsverhältnisse für Schiebeluft und Kühlluft in den Tunnelofen zu schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im letzten Teil der Kühlzone die Wärme des Brenngutes schnell und relativ gleichmäßig auch aus dem Besatzkern abzuführen, das Ausbrechen der Schiebeluft in Deckenrichtung zu erschweren und die Kühlung gleichmäßig oder entsprechend den Erfordernissen veränderlich an den Seitenwänden und der Decke vorzunehmen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem der Schiebeluftstrom einfach oder, in Sektionen unterteilt, mehrfach hintereinander durch Öffnungen zwischen den Profilrohren, die an den Seitenwänden und der Decke befestigt sind, über Leitbleche in den Brennkanal eintritt, mit nachfolgenden, schräg zueinander stehenden Ablenkblechrechen, durch deren vorderer Schlitz Ablenkluft im rechten ode- in einem beliebigen Winkel zu den Seitenwanden und der Decke in den Brennkanal ausströnu und Kühlluft durch Profilrohre strömt, die mit rechteckigem oder anderem Querschnitt verteilt über die Seitenwände und Decke parallel zur Ofenlängsachse angeordnet und Zuführungs- und Abluftkästen fest verbunden sind.

Durch die so profilierten Seitenwände wird das Abgleiten der Schiebeluft durch Auftriebskräfte infolge Temperaturunterschiede in Richtung Decke erschwert. Der erfindungsgemäß gestaltete Profilrohrteil des Brennkanals ist in Längsrichtung ein oder mehrfach unterteilt, um den Kühlprozeß effektiver führen zu können. Am Anfang und am Ende einer jeden Rohrse.ktion sind quer zu den Profilrohren Kühlluftzuführungs- bzw. Abführungskanäle eingebaut. Die Zuführungskanäle sind mehrfach in Zonen unterteilt, um unterschiedliche Kühlluftmengen entsprechend wärmetechnischer Notwendigkeit den mit den Zuführungs- und Abführungskanälen fest verbundenen Profilrohren zuführen zu können.

Die unterschiedlichen Kühlluftmengen werden durch Drosselklappen, welche sich in den Zuführungsrohren befinden, die mit den Zufühningskanälen verbunden sind, eingestellt.

Für die Zuführung der Schiebeluft liegt über dem gesamten Umfang des Kühlkanals ein mehrfach unierteilter Zuführungskasten. Über diesen Kasten erfolgt durch zwischen den Profilrohren liegenden öffnungen, die mit Leitblechen versehen sind, die 5.-. Einführung der Schiebeluft entgegen der Schubrichtung des Brenngutes.

Der Wärmeaustausch von Schiebeluft zu Kühlluft in den einzelnen Rohrsektionen kann im deich-, Gegen- oder Gleich- und Gegenstrom erfolgen.

Zum Durchfluten des Besatzkerns mit Schiebeluft sind zwischen den Profilrohren Ablenkbleche über die gesamte Höhe der beiden Seitenwände und über die Breite der Decke angeordnet. Die Ablenkbleche können in Abständen zueinander mehrfach über den mit Profilrohren ausgeführten Teil der Kühlzone angebracht sein. Zu jeweils einer über den Umfang des Brennkanals ang?ordneten Ablenkblechreihen gehören zwei mit geringem Zwischenraum schräg angestellte Bleche. Diese Zwischenräume dienen als Ausströmschlitz für eine unter 90° oder einem anderen beliebigen Winkel zu den Seitenwanden und der Decke eintretenden und über Drosselklappen regulierbaren Ablenkluftmenge. Diese Ablenkluft unterstützt den durch die Ablenkbleche eingeleiteten Strömungsvorgang der Schiebeluft in Richtung Besatzkern. Die so in den Besatzkem eingeführte Schiebeluft wird auf Grund des höheren Strömungswiderstandes des Besatzes wieder in den mit geringem Strömungswiderstand behafteten Spalt zwischen Seitenwände und Besatz zurückgeführt, und der Vorgang wiederholt sich an der nächsten Ablenkblechreihe aufs neue.

Durch diese pulsierende Bewegung der Schiebeluft zwischen den Seitenwänden und Besatz wird durch Konvektion die Brenngutwärme an die Schiebeluft und bei Berührung mit den Profilrohren die Wärme an die Kühlluft abgegeben. Die gegenüberliegenden Ablenkblechreihen der Seitenwände können auch versetzt zueinander angeordnet sein.

Die technisch-ökonomischen Vorteile dei Erfindung liegen in einer bes^ren und gleichmäßigeren Kühlung, da der Besatz von der Schiebeluft über den gesamten Querschnitt infolge Einführung von Ablenkluft, deren Eintrittsschlitze an den Seitenwanden und an der Decke mehrfach hintereinander angeordnet sind, durchflutet wird.

Somit kann auch die sonst infolge ungenügender Durchströmung des Besatzkerns zurückgebliebene Wärmemenge an die Schiebeluft übertragen werden.

Dadurch wird es möglich, die Temperaturunterschiede über den Besatzquerschnitt zu verringern und Wärmespannungen, die zur Rißbildung des Besatzes führen können, abzusenken. Damit tritt eine Qualitätsverbesserung des Besatzes ein, und die aus dem Besatzkem gewonnene Wärme kann anderen Abnehmern zugeführt werden.

Die Erfindung wird an einem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel, bestehend aus zwei Sektionen, näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt des letzten Teiles der Kühlzone,

F i g. 2 einen Querschnitt der Kühlzone, dabei zeigt der rechte Teil einen Schniti unmittelbar vor der Ablenkblechreihe und der linke Teil einen Schnitt unmittelbar vor den Zuführungskästen.

Die Schiebeluft wird über Ansaugstutzen 1 mit Regulierklappe 2 vom Ventilator 3 über Rohrleitungen 4, 5 und 6 in Pfeilrichtung 7 dem mehrfach unterteilten und an den Seitenwänden 9 sowie der Decke 10 befestigten Zuführungskästen 8 zugeführt.

Durch die Austrittsöffnung 11 tritt die Schiebeluft, geführt über Leitbleche 12 in Pfeilrichtung 13 entgegen eier Transportrichtung r"es Brenngutes, in den Brennkanal 15 ein. Die Leitbleche 12 sitzen an den Seitenwanden 9 und der Decke 10 zwischen den Profilrohren 14 unter den Austrittsöffnungen 11 der Zuführungskästen 8. Zum Einstellen verschiedener Schiebeluftmengen an den Seitenwanden 9 und der Decke 10 dienen Drosselklappen 16. Von der Schiebeluftleitung 4 werden die Ablenkluftleitungen 17 und und 18 gespeist und Ablenkluft in Pfeilrichtung 19, Verteilerkasten 20, die an den Seitenwanden 9 und der Decke 10 angebracht, zugeführt. Über Durchtrittsöffnungen 21 gelangt die Ablenkluft in die ebenfalls an den Seitenwänden 9 und der Decke 10 angebrachten Ablenkblechreihen 22 und tritt in Pfeürichtung 23 in den Brennkanal 15 ein. Jede Ablenkblechreihe 22 besteht aus schräg nach vorn gerichteten, jeweils zwischen zwei Profilrohren 14 liegenden

Blechen, deren vorderer Schlitz 24 als Austrittsöffnung dient. Mengenregulierungen sind über Drosselklappen 25 möglich.

Die Schiebeluft kann im Anschluß an die erfindungsgemäß gestalteten Teile der Kühlzone ganz oder teilweise abgesaugt oder in Richtung Brennzone weitergeführt werden.

Die Kühlluft wird über Ansaugstutzen 26, versehen mit Drosselklappen 27, durch Ventilator 28 und Rohrleitungen 29, 30 und 31 in Pfeilrichtung 32 den mehrfach unterteilten an den Seitenwänden 9 und der Decke 10 befestigten Frischluftkästen 33 zugeführt. Die Weiterführung der Kühlluft geschieht in Pfeilrichtung 34 durch Profilrohre 14, die fest mit den Frischluftkästen 33 und Abluftkästen 35 verbunden sind. Die Abluft verläßt zur weiteren Nutzung in Pfeilrichtung 36 die Abluftkästen 35. Abluftmengenverteilung erfolgt über Drosselklappen 37.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Schnell kühlung in Tunnelofen mittels Schiebeluft, die entgegengesetzt zur Transportrichtung des Brenngutes in den Brennkanal eintritt und die vom Gut abgegebene Wärme an die in den Tunnelwänden strömende Kühlluft in indirekten Wärmeaustausch abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebeluftstrom einfach oder, in Sektionen unterteilt, mehrfach hintereinander durch öffnen (11) zwischen den Profilrohren (14), die an den Seitenwänden (9) und der Decke (10) befestigt sind, über Leitbleche (12) in den Brennkanal (15) eintritt, mit nachfolgenden schräg zueinander stehenden Ablenkblechreihen (22), durch deren vorderen ScIj" Uz Ablenkluft im rechten oder in einem beliebigen Winkel zu den Seitenwänden (9) und der Decke (10) in den Brennkanal (15) aus- ao strömt und Kühlluft durch Profilrohre (14) strömt, die mit rechteckigem oder anderem Querschnitt verteilt über Jie Seitenwände (9) und Decke (19) parallel zur Ofenlängsachse angeordnet und mit Zuführungs- (33) und Abluftkästen (35) fest ver- as bunden sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Profilrohrwände (14), einfach oder mehrfach in Sektionen aufgeteilt, hintereinander ausgeführt, -ngeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da" die Ablenkblechreihen (22) an den Seitenwänden (9) und der Decke (10) einfach oder mehrfach in einer Anordnungsebene oder an den Seitenwänden (9) versetzt zueinander angeordnet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischluftkästen (33), die Verteilerkasten (20) und die Zuführungskästen (8), mehrfach unterteilt in Sektionen, ausgeführt sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebeluft, Ablenkluft und Kühlluft jeweils durch die entsprechenden Sektionen in Teilströme aufgelöst, mit Drosselklappen (2, 16, 25, 27, 37) in ihrer Menge regulierbar sind.