DE2216309C3 - Verfahren zum Betrieb von Tunnelofen mit indirekter Beheizung und Tunnelofen hierzu - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Tunnelofen mit indirekter Beheizung durch einen umgewälzten und auf Brenntemperatur aufgeheizten Gasstrom, bei dem die Gase in einen Raum zwischen zwei — vom Brennraum aus gesehen — übereinanderliegenden Gewölbewänden gedrückt werden und das innere Gewölbe öffnungen aufweist, durch welche die Gase mit großer Geschwindigkeit in den Brennraum eingebiasen werden.

Bei den Tunnelofen der keramischen Industrie gibt es als gebräuchlichste Ausführung eine erste Methode der direkt beheizten Öfen mit einer Vielzahl von Brennern von den Seiten oder von oben, weiche direkt in den Brennarm hineinfeuern. Daneben gibt es eine zweite Methode der indirekt beheizten, gemuffelten öfen, bei weichen die sehr heißen Abgase der Brenner durch Kanäle in den Ofenwänden geleitet werden und die Wärme über Muffelplatten auf das Brenngut übertragen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine dritte Methode der Beheizung, wobei der oder die Brenner außerhalb des Brennraumes einen umgewälzten Gasstrom aufheizen und die mindestens auf Brenntemperatur erwärmten Gase hierauf in den Brennraum geblasen werden, wo der Brand des Einsatzgutes erfolgt. Diese dritte Methode ist aus Patentschriften

ίο und Literatur bekannt, sie wird aber in der Praxis, bei den im Keramikgewerbe üblichen Temperaturen von 1000 oder mehr ° C nicht angewendet, weil die technischen Schwierigkeiten bei der praktischen Anwendung zu groß sind und durch die bisher bekannt-

gewordenen Konstruktionen nicht behoben werden konnten. Diese Schwierigkeiten bestehen darin, daß man die sehr heißen Gase im Brennraum gleichmäßig verteilen muß, was nur gelingt, wenn die Gase mit großer Geschwindigkeit eingeblasen werden, wo-

ao bei jedoch Überdruck in den Zubringerkanälen entsteht. Dieser Überdruck ist bei den hohen Temperaturen schwierig zu beherrschen, weil das feste Mauerwerk nicht vollständig gasdicht ist und so ein Teil der glühend heißen Gase aus dem Ofen ent-

weicht, was aul alle Fälle unzulässig ist.

Der Betrieb von Tunnelöfen nach dieser dritten Methode mit umgewälzten heißen Gasen, wäre in der Praxis jedoch sehr erwünscht, weil dadurch die Brennschäden der direkten Beheizung vermieden werden könnten und das Brenngut viel gleichmäßiger gebrannt wird als bei den bisher angewandten Methoden 1 und 2. Zudem könnte der Brennbetrieb stark vereinfacht werden, weil nur noch ein oder wenige Brenner bedient zu werden brauchten anstatt

einer Vielzahl von Brennern. Es ist deshalb bedauerlich, daß dieser Ofen in der Praxis keinen Eingang gefunden hat, doch sind hieran die erwähnten technischen Schwierigkeiten schuld.

Die in der Keramik zur Zeit am meisten gebrauchten Tunnelöfen mit direkter Befeuerung von oben oder von den Seiten können nicht voll befriedigen. Dies aus dem Grunde, weil die offene Flamme, die im Brennraum erzeugt wird, eine viel höhere Temperatur als das Brenngut und die umgebenden Gase hat. So besteht die Gefahr der örtlichen Überhitzung des Brenngutes. Zudem ist es sehr schwierig, eine Vielzahl von Brennern auf die gewünschte Temperatur einzustellen, und auch eine aufwendige Temperaturregelung kann dieses Problem nicht lösen, weil die Thermoelemente nur an einem bestimmten Punkt an den Wänden oder der Decke die Temperatur messen, während im Inneren des Brennraumes wesentlich andere Temperaturen vorherrschen können.

Die nach der zweiten Methode arbeitenden gemuffeiten, also indirekt beheizten Tunnelofen haben einen viel zu großen Wärmeverbrauch und zudem eine schlechte Temperaturverteilung und werden deshalb nur in ganz bestimmten Fällen der Feinkeramik angewendet.

Oc Ein Verfahren der eingangs näher bezeichneten Gattung mit indirekter Beheizung durch einen umgewälzten und auf Brenntemperatur aufgeheizten Luftstrom ist aus der britischen Patentschrift 571 299 bekannt. Dort wird jedoch die Luft außerhalb des Tunnelofens auf die Brenntemperatur erhitzt und über außerhalb des Tunnelofens verlegte Rohrleitungen in den Brennraum sowie aus dem Brennraum heraus . zum Erhitzer zurückgeleitet. Diese Ausbildung er-

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fordert einen großen Aufwand mit einem großen Wärmeverbrauch.

Der Erfindung, die von einem Verfahren zum Betrieb von Tunnelofen der eingangs näher bezeichneten Gattung ausgeht, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur indirekten Beheizung von Tunnelofen zu schaffen, bei dem ein mindestens auf Brenntemperatur erhitzter Gasstrom mit großer Geschwindigkeit in den Brennraum des Ofens eingebla^en und der Überdruck in den Zubringerkanälen auch bei hohen Temperaturen beherrscht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Frischluft in einen geschlossenen Hohlraum gedrückt wird, der außerhalb der oberen Gewölbewand sowie seitlich zwischen einer Isolierung und einem äußeren Ofenabschluß liegt. Dadurch wird eine gasdichte Abdichtung des Gewölbes erzielt und jeder Gasaustritt mit Sicherheit vermieden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druck im Hohlraum gleich eingestellt wie der Druck zwischen den beiden Gewölben.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druck im Hohlraum höher eingestellt als der Druck zwischen den beiden Gewölben.

Mit diesem Verfahren kann der Gasdruck zwischen den Gewölben ohne Gefahr beliebig hoch eingestellt werden, und es ergibt sich so die Möglichkeit, die Gase mit großer Geschwindigkeit dv^rch die öffnungen im unteren Gewölbe in den Brennraum einzublasen. Dies ist erwünscht, weil mit der hohen Geschwindigkeit die Gase im Brennraum intensiv verwirbelt werden und so eine gleichmäßige Temperatur im ganzen Brenngut erzeugen.

Die vorliegende Erfindung bringt einen wesentlichen Fortschritt im Tunnelofenbau, weil es damit erstmals möglich wird einen Tunnelofen mit nachstehenden Vorteilen zu bauen:

1. Vollständig gleichmäßige Temperatur im ganzen Brennraum, ohne örtliche Überhitzungen oder örtliche Untertemperaturen.

2. Einfachste Regulierung der Brenntemperatur da man nur an einer oder wenigen Stellen die Temperatur der einzublasenden Gase steuern muß und damit erreicht, daß im ganzen Brennraum die gewünschte Temperatur herrscht.

3. Wegfall von Bedienungs-Arbeit, welche bei den zur Zeit gebräuchlichen Tunnelofen mit der Vielzahl von Brennern notwendig ist.

4. Minimaler Aufwand an Brennstoff, da bei den Brennern keine Frischluft zugegeben werden muß, was den Brennstoff-Aufwand erhöhen würde, und zudem werden der Wand-, Decken- und Kamin-Verlust auf ein Minimum reduziert.

Ferner ist zu bemerken, daß bei den zur Zeit im Keramikgewebe gebräuchlichen Tunnelofen mit den Brennern oft Luft eingebJasea wird, um die Flammen-Temperatur herabzusetzen und eine Verwirbelung im Brennraum zu erreichen. Mit dieser Maßnähme kann man erfahrungsgemäß die örtlichen Überhitzungen nicht vermeiden, und der Brennstoff-Aufwand wird wesentlich erhöht, weil die eingeblasene Frischluft auf Brenntemperatur erwärmt werden muß.

ίο Bei der indirekten Befeuerung nach der Erfindung erfolgt die Beheizung durch den umgewälzten Gasstrom, und beim Brenner muß keine Frischluft zugesetzt werden, da die aus der Vorwärmezone abgesaugten und umgewälzten Gase genügend Sauerstoff für die Verbrennung enthalten.

Der Wand- und Decken-Verlust wird bei einem Ofen nach der vorliegenden Erfindung klein, da keine Schürlöcher vorhanden sind, welche Wärmeverluste bringen und ein gut isolierter allseitig geao schlossener Ofen vorliegt.

Der Kamin-Verlust wird ebenfalls klein, da die

umgewälzten Gase einen Teil des Wärmeaustausches

in der Vorwärmzone besorgen und deshalb die Rauchgasmenge und die Rauchgastemperatur am Kamin niedrig sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Tunnelofens nach Linie A-B der F i g. 2,

F i g. 2 einen Horizontalschnitt des Ofens nach Linie C-D-E-F in F i g. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt des Ofens nach Linie G-H in F i g. 1 und J-K in F i g. 2 und

F i g. 4 eine Variante des Querschnittes mit horizontaler unterer Bewegung des unteren Gewölbes.

Der Tunnelofen hat, wie allgemein üblich, eine Vorwärmzone 1, eine Brennzone?, und eine Kühlzone 3. Wagen 4 tragen das Brenngut 5. Umwälz-Ventilatoren 6 saugen über Kanäle 7 und öffnungen 8 die Gase aus der Vorwärmzone 1 heraus und drücken diese zu einem Brenner 9, wo sie auf mindestens Brenntemperatur erwärmt werden, und hierauf zwischen die beiden Gewölbe 10 und 11. Das untere bzw. innere Gewölbe 11 hat Öffnungen, welche die Form von Schlitzen 12 oder einzelnen Löchern 13 haben. Oberhalb sowie seitlich vom oberen bzw. äußeren Gewölbe 10 befindet sich eine Isolierung 14. Zwischen dem Außenmauerwerk 15, bzw. einer Ofen-Abdeckunj» 16 und der Isolierung 14 befindet sich ein durchgehender Hohlraum 17. In diesen Hohlraum 17 wird durch einen Ventilator 18 Luft hineingedrückt, so daß im Hohlraum 17 ein leichter überdruck entsteht. Die cingeblasene Luftmenge kann z. B. über eine Regulierklappe 19 so eingestellt werden, daß der Überdruck im Hohlraum 17 gleich oder etwas größer wird als der Gasdruck zwischen den beiden GewiMben 10 und 11.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb von Tunnelofen mit indirekter Beheizung durch einen umgewälzten und auf Brenntemperatur aufgeheizten Gasstrom, bei dem' die Gase in einen Raum zwischen zwei — vom Brennraum aus gesehen — übereinanderliegenden Gewölbewänden gedrückt werden und das innere Gewölbe öffnungen aufweist, durch welche die Gase mit großer Geschwindigkeit in den Brennraum eingeblasen werden, dadurch gekennzeichnet, daß Frischluft in einen geschlossenen Hohlraum gedrückt wird, der außerhalb sowie seitlich der oberen Gewölbewand zwischen einer Isolierung und einem äußeren Ofenabschluß liegt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß de;r Druck im Hohlraum gleich eingestellt wird wie der Druck zwischen den beiden Gewölben.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Hohlraum höher eingestellt wird als der Druck zwischen den beiden Gewölben.

4. Tunnelofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Vorwärmzone (1) Öffnungen (8) angeordnet sind, weiche mit Umwälz-Ventüatoren (6) verbunden sind, und daß Verbindungs-Kanäle (7) von den Ventilatoren (6) zum Brenner (9) führen, welchtr im Raum zwischen den beiden Gewölben (10, 11) angeordnet ist, und daß ein Hohlraum (17) zwischen einem Außenmauerwerk (S) bzw. einer Ofenabdeckung (16) und einer Isolierung (14) vorgesehen ist.

5. Tunnelofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen im inneren Gewölbe (11) als durchgehende Schlitze (12) ausgebildet sind.

6. Tunnelofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen im inneren Gewölbe (11) als einzelne Löcher (13) ausgebildet sind, weiche in der Ofen-Längsrichtung gegeneinander versetzt sind.