DE2127136B2 - Tunnelofen - Google Patents

Description

• Bei einem ausgeführten Prototyp der Erfindung konnten beste Ergebnisse erzielt werden, nämlich Steigerung des Wirkungsgrades, Vergleichmäßigung des Brandes (gleichmäßiger Schwund) und äußerst geringe Bruchanteile. Offenbar bewirken die erfindungsgemäßen Mittel eine gründliche Durchmischung, ohne daß bruchbewirkende Temperaturunterschiede am zu brennenden Gut auftreten. Insbesondere scheint durch die Erfindung in einfachster Weise die gezielte Abbremsung der Oberströmung und eine dem zu
• brennenden Gut besonders zuträgliche Vergleichmäßigung der Aufheizgeschwindigkeit zwischen Ober-und Unterpaket erreicht zu sein. Die Erfindung ermöglicht auch die Anpassung der Umwälzung an die Art des verwendeten Ofens und die Art des zu brennenden Gutes. Die stärkste - wenn auch nicht immer eßvünschte - Umwälzwirkung entsteht dann, wenn die Strömungsrichtung des Rauchgas-Luft-Gemisches zur Brennzone hingelenkt wird. Eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bekannten Öfen ergibt sich aber auch schon dann, wenn die Strömungsrichtung zur Ofeneinfahrt hin gewählt ist. Der Umwälzeffekt läßt sich dosieren, indem ein gewünschter Prozentanteil des umgewälzten Rauchgas-Luft-Gemisches in Richtung zur Brennzone hin und der restliche Anteil zur Ofeneinfahrt hingelenkt wird. Damit ist ein ideales Mittel zur Beeinflussung der Aufheizkurve geschaffen.
• Das erfindungsgemäße Verteiler-Rohrsystem im Zusammenwirken mit den Deckenauslaßkästen bzw.
• den gestaffelt angeordneten Prallplatten ermöglicht es, über den gesamten Tunnelquerschnitt im Bereich der jeweiligen Kästen eine gewünschte Temperatur zu erzwingen. Das Verteiler-Rohrsystem gestattet eine Weiterbildung in der Weise, daß das Hauptverteilerrohr durch Trennschieber in Abschnitte unterteilbar und abschnittsweise mit je einer Umwälzvorrichtung verbunden ist; dadurch wird erreicht, daß - selbst bei Ausfall einer der Umwälzanlagen - durch Öffnen entsprechender Trennschieber die Versorgung der ausgefallenen Teile (Deckenauslaßkästen) von den übrigen Anlagen mit übernommen werden kann.
• Beim Stand der Technik dagegen bedeutet der Ausfall einer Umwälzanlage, daß aus allen Düsen im Bereich der Aufwärmzone nur noch kalte oder heiße Gase zugeführt werden, so daß wegen der Gefahr der Schädigung des Brandgutes der Ofen bis zur erfolgten Reparatur stillgelegt werden muß.
• Aus der Patentliteratur ist auch ein Tunnelofen bekannt, an dessen Ofenausfahrt eine Einblasvorrichtung vorgewärmter Luft zur Brennzone hin vorhanden ist. An der Tunneldecke vorgesehenes Wellblech soll dafür sorgen, daß auch weiter unten liegende Bereiche von der Strömung erfaßt werden. Tunnelöfen besitzen meist eine solche Einblasvorrichtung am Tunnelende.
• Diese Vorrichtung kann aber nicht zum gezielten Abkühlen des aus der Brennzone kommenden Gutes im Sinne der Erfindung, d. h. zur Erzielung gewünschter Temperaturen an bestimmten Stellen der Abkühlungszone, dienen. Dieser Stand der Technik ist also weder nach Aufgabenstellung noch hinsichtlich der Lösungsidee mit der Erfindung vergleichbar.
• Der Tunnelofen nach der britischen Patentschrift 855 322 weist im Bereich zwischen der Ofeneinfahrt und dem Eingang der Brennzone keine Umwälzvorrichtung auf, wie dies im Oberbegriff des Anspruches 1 der vorliegenden Erfindung gefordert wird.
• Vielmehr soll bei dem bekannten Ofen im Bereich der Brennzone durchZuführung gekühlter Gase vor dem Bereich eines raschen Temperaturanstieges ein Bereich langsamer Temperaturerhöhung liegen. Diese Forderung stimmt also weder mit dem Ausgangspunkt der Erfindung überein, noch wird mit dem bekannten Ofen die Aufgabe gelöst, die der Erfindung zugrunde liegt, weil die eingangs geschilderten Nachteile eben gerade bei Öfen auftreten, die in der Vorwärmzone Umwälzvorrichtungen besitzen. Dies jedoch ist bei dem Ofen nach der britischen Patentschrift nicht der Fall.
• Nachfolgend wird an Hand von drei Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Tunnelofen im Längsschnitt, wobei in der Aufwärmzone als Umlenkmittel Prallplatten verwendet sind; statt der Prallplatten können in der Aufwärmzone auch Umlenkkästen verwendet werden, wie sie in der Abkühlungszone dargestellt sind, Fig.2 die versetzte Anordnung der Deckenauslässe, F i g. 3 eine Auführungsform der Prallplatten in Ansicht.
• Mit 1 ist der Tunnelboden, mit 2 die Ofendecke und gestrichelt die Begehdecke 2' eines Tunnelofens bezeichnet. Die Transportwagen 3 laufen mit ihren Räder 4 am Tunnelboden (auf Schienen) in Schubrichtung 5 von der Ofeneinfahrt 6 durch die Aufwärmzone7, die Brennzone 8 und die Abkühlungszone 9 zur Ofenausfahrt 10. Die Strömungsrichtung der von der Ofenausfahrt 10 zur Brennzone 8 strömenden Luft bezeichnet der Pfeil 11, während die Strömungsrichtung des von der Brennzone 8 zur Ofeneinfahrt 6 strömenden Rauchgas-Luft-Gemisches durch den Pfeil 12 angegeben ist.
• In der Ofendecke 2 sind dieDeckenauslässel3 vorgesehen, durch welche eine Umwälzvorrichtung das vom Tunnelboden abgesaugte Rauchgas-Luft-Gernisch wieder in den Tunnel einbläst. Die Auslässe 13 sind in jedem Tunnelquerschnitt mehrfach vorhanden und -wie aus F i g. 2 ersichtlich - gestaffelt hintereinander angeordnet. Mittels - der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellter - Aufhängevorrichtungen sind unterhalb der Auslässe 13 die als Prallplatten 14 ausgebildeten Umlenkmittel für das aus den Auslässen strömende Rauchgas-Luft-Gemisch aufgehängt. Die Prallplatten verlaufen im wesentlichen parallel zur Deckenfläche 2 und sind aus Stahl, Stahllegierungen oder Schamotten hergestellt. Damit die Umlenkung an den Prallplatten nur in Tunnellängsrichtung wirksam wird, sind sie mit parallel zur Tunnellängsrichtung verlaufenden, senkrecht zur Plattenebene liegenden Randbegrenzungen 15 (vgl. F i g. 3) versehen. Es können noch weitere Luftleitglieder etwa parallel zu den Begrenzungen vorgesehen werden. Wird die Umlenkung des Gasgemisches z.B. nur zur Brennzone8 (also gegen die Strömungsrichtung 12) gewünscht, so können die Prallplatten 14 (wie in F i g. 3 gestrichelt dargestellt) mit einer vertikalen Wand 16 versehen werden, die ein Abströmen des Gasgemisches aus den Deckenauslässen zur Ofeneinfahrt hin verhindert.
• (Wenn die andere Strömungsrichtung erzielt werden soll, brauchen die so ausgebildeten Prallplatten nur umgedreht zu werden.) In manchen Fällen ist es vorteilhaft, wenn neben einer Strömung in der einen Richtung auch noch eine in der anderen Richtung entsteht. Der gewünschte prozentuale Anteil kann eingestellt werden, z. B. durch in den Wänden 16 vorgesehene Schlitze 17.
• Bei einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform werden als Mittel zur Umlenkung des aus den Deckenauslässen strömenden Gasgemisches sogenannte 900-Krümmer verwendet, die das Gemisch in die gewünschte Tunnellängsrichtung umlenken. Die Krümmerauslässe können zur Steigerung der gewollten Umwälzwirkung mit in Tunnellängsrichtung weisenden Düsen, vorzugsweise Schlitzdüsen, versehen sein (z. B. Froschmaulform).
• Die genannten Ausführungsformen eignen sich besonders gut für die Nachrüstung schon bestehender Öfen mit stillgesetzten Umwälzvorrichtungen. Bei Ofenneubauten ist es jedoch zweckmäßiger, in der Aufwärmzone 7 eine Konstruktion vorzusehen, wie sie in Fig. 1 in der Abkühlungszone 9 dargestellt ist.
• Die Tunneldecke weist bei dieser Konstruktion quer über die Tunnelbreite verlaufende Schlitze 18 auf, die von mehreren nebeneinander angeordneten vertikalen Auslaßleitungen 19 durchsetzt werden (danach werden die Schlitze abgedichtet). Diese Auslaßleitungen stellen die Verbindung zwischen den quer zur Tunnelrichtung verlaufenden Querverteilerrohren 20 und den Deckenauslaßkästen 21 dar. Diese Kästen erstrecken sich quer über die Tunnelbreite und besitzen als Luftaustritte Schlitze 22, die bei Anordnung dieser Konstruktion in der Aufwärmzone7 entweder an den der Brennzone zugewandten Seiten, den der Ofeneinfahrt zugewandten Seiten oder an beiden Seiten vorgesehen sein können, um einen entsprechenden Umlenkeffekt wie die Prallplatten 14 zu bewirken.
• Die Querverteilerrohre 20 werden ihrerseits in der Mitte ihrer Länge (oder an mehreren Stellen) von den Zuführungsstutzen 23, welche an dem in Tunnellängsrichtung verlaufenden Hauptverteilerrohr 24 angeschlossen sind, gespeist. Dieses Hauptverteilerrohr 24 ist durch Trenn-Schieber 25 unterteilt, und die einzelnen Teilstücke sind über die Hauptleitungen 26 an die Ventilatoren der Umwälzvorrichtungen 27 angeschlossen. Es können auch mehrere parallele Hauptverteilerrohre vorhanden sein.
• Die für die Aufwärmzone vorgesehenen Konstruktionen haben den Vorteil, lediglich oder zusätzlich in entsprechender Weise in der Abkühlungszone vorgesehen werden zu können. Dort dienen sie dem Zweck, die Abkühlungskurve zu beeinflussen und Bruchgefahr, ungleichmäßigen Brand (Schwund) weitestgehend zu vermeiden und den Wirkungsgrad des Ofens zu verbessern. Bei Anordnung der Prallplatten oder Deckenauslaßkästen in der Abkühlungszone sind die Prallplatten derart gestaltet und die Kästen nur an ihren der Brennzone 8 zugewandten Seiten mit Schlitzen versehen, damit die austretende Strömung zur Brennzone hin gerichtet ist (vgl. Pfeile 28).
• Wie aus F i g. 1 (Abkühlungszone 9) ersichtlich, dienen die den geschlitzten Kastenwänden abgewandten Seiten 30 jeweils als Prallplatten für die vom benachbarten Kasten austretende Strömung, so daß nur für den der Brennzone 8 benachbarten Kasten eine separate Prallplatte 29 erforderlich ist. Entsprechendes gilt bei Anordnung der Kastenkonstruktion in der Aufwärmzone 7. Selbstverständlich können auch in der Abkühlungszone alle möglichen bekannten anderen Umlenkmittel für die Umlenkung der Luftströmung zunächst in Richtung zur Längsachse des Tunnels und anschließend in etwa senkrechte Richtung dazu Verwendung finden.
• Die Pfeile im Bereich der Auslässe 13 und Prallplatten 14 sowie im Bereich der Kästen 21, Kastenrückflächen 30 und Prallplatte 29 veranschaulichen die Richtung und Richtungsänderung der Strömung.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Tunnelofen mit einer Ofeneinfahrt, einer Brennzone und einer Ofenausfahrt, sowie mit wenigstens einer im Bereich zwischen der Ofeneinfahrt und dem Eingang der Brennzone vorgesehenen Umwälzvorrichtung, die in diesem Bereich das Rauchgas-Luft-Gemisch, vorzugsweise bodenseitig, absaugt und von der Decke des Tunnelofens her aus Deckenauslässen wieder zuführt, sowie mit Mitteln zur Umlenkung des zugeführten Rauchgas-Luft-Gemisches in Tunnellängsrichtung und mit einem an die Umwälzvorrichtung angeschlossenen Verteiler-Rohrsystem zwischen der Tunneldecke und der Begehdecke, d a d u r c h gekennzeichnet, daß dasVerteiler-Rohrsystem außer einem sich in Tunnellängsrichtung erstreckenden Hauptverteilerrohr (24) und von ihm ausgehenden, vertikalen Zuführungsstutzen (23) quer über die Tunneldecke verlaufende Querverteilerrohre (20) umfaßt, die über die Tunneldecke (2) durchsetzende Auslaßleitungen (19) Deckenauslaßkästen (21) speisen, die in Tunnellängsrichtung hintereinander unter der Tunneldecke angeordnet sind, sich quer über die Tunnelbreite erstrecken und mit zur Brennzone und/oder zur Ofeneinfahrt hin gerichteten Auslässen versehen sind.
2. 2. Tunnelofen nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenauslaßkästen (21) ersetzt sind durch unterhalb der Auslaßleitungen an Deckenaufhängungen befestigte, im wesentlichen parallel zur Deckenfläche verlaufende Prallplatten (14), wobei die Auslaßleitungen und/oder die Prallplatten in Tunnellängsrichtung hintereinander gestaffelt (F i g. 2) angeordnet sind.
3. 3. Tunnelofen nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatten parallel zur Tunnellängsrichtung verlaufende, senkrecht zur Plattenebene liegende Randbegrenzungen (15) aufweisen und daß für die Prallplatten und deren Deckenaufhängungen Stahllegierungen verwendet sind.
4. 4. Tunnelofen nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptverteilerrohr (24) durch Trennschieber (25) in Abschnitte unterteilbar und abschnittsweise mit je einer Umwälzvorrichtung (27) verbunden ist.
5. 5. Tunnelofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Kaltluftbeimengungsvorrichtung in der Abkühlungszone, die das abgekühlte Gasgemisch aus Deckenauslässen in Tunnellängsrichtung in den Tunnel einbläst, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenauslässe (19) in Deckenauslaßkästen (21) münden, die in Tunnellängsrichtung hintereinander unter der Tunneldecke angeordnet sind, sich quer über die Tunnelbreite erstrecken und mit zur Brennzone hin gerichteten Auslässen (28) versehen sind, wobei die Kästen derart ausgebildet und angeordnet sind, daß die aus einem Kasten austretende Strömung auf den benachbarten Kasten prallt und daß dem der Brennzone nächsten Kasten eine Prallplatte (29) für die von ihm stammende Strömung zugeordnet ist.

   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tunnelofen mit einer Ofeneinfahrt, einer Brennzone und einer Ofenausfahrt, sowie mit wenigstens einer im Bereich zwischen der Ofeneinfahrt und dem Eingang der Brennzone vorgesehenen Umwälzvorrichtung, die in diesem Bereich das Rauchgas-Luft-Gemisch, vorzugsweise bodenseitig, absaugt und von der Decke des Tunnelofens her aus Deckenauslässen wieder zuführt, sowie mit Mitteln zur Umlenkung des zugeführten Rauchgas-Luft-Gemisches in Tunnellängsrichtung und mit einem an die Umwälzvorrichtung angeschlossenen Verteiler-Rohrsystem zwischen der Tunneldecke und der Begehdecke. Ein solcher Ofen ist beispielsweise aus der britischen Patentschrift 491 076 bekannt.

   Bei solchen Öfen sollen die Umwälzvorrichtungen dazu dienen, einen Ausgleich zwischen den Temperaturen im oberen Bereich des Ofens und den niedrigeren Temperaturen im unteren Bereich des Ofens, also im Bereich der das zu brennende Gut transportierenden Transportwagen herzustellen. Man versprach sich von diesen Umwälzvorrichtungen einen besseren Wirkungsgrad des Ofens, gleichmäßigeren Brand und vor allem geringeren Ausschuß (Bruch).

   In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß das in solchen Öfen mit Umwälzvorrichtungen gebrannte Gut einen relativ höheren Bruchanteil aufwies als das in Öfen ohne Umwälzvorrichtungen gebrannte. Dieser Umstand hat zur Folge, daß in den Öfen der eingangs genannten Art die (übrigens nicht billigen) Umwälzvorrichtungen stillgesetzt werden. Der hohe Bruchanteil sinkt dann meist sofort wieder auf übliche Werte ab.

   Bei dieser Sachlage werden die genannten Umwälzvorrichtungen bei Tunnelöfen nicht mehr verlangt und demzufolge auch kaum mehr hergestellt; denn der bei ihrer Benutzung auftretende Mangel scheint der Fachwelt prinzipieller Natur zu sein: Die Beimengung der kühleren Luft bzw. die durch die Umwälzung entstehenden Temperaturänderungen sind offenbar verantwortlich für die Erhöhung des Bruchanteiles.

   Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, unter Beibehaltung der als nachteilig bekannten Umwälzvorrichtungen die mit ihnen ursprünglich erstrebten Vorteile dennoch zu erzielen.

   Erfindungsgemäß ist dies dadurch erreicht, daß das Verteiler-Rohrsystem außer einem sich in Tunnellängsrichtung erstreckenden Hauptverteilerrohr und von ihm ausgehenden, vertikalen Zuführungsstutzen quer über die Tunneldecke verlaufende Querverteilerrohre umfaßt, die über die Tunneldecke durchsetzende Auslaßleitungen Deckenauslaßkästen speisen, die in Tunnellängsrichtung hintereinander unter der Tunneldecke angeordnet sind, sich quer über die Tunnelbreite erstrecken und mit zur Brennzone und/oder zur Ofeneinfahrt hin gerichteten Auslässen versehen sind.