DE2236231A1

DE2236231A1 - Mit gasfoermigen oder zerstaeubten fluessigen oder vergasten brennstoffen beheizter tunnelofen, insbesondere fuer die keramische industrie

Info

Publication number: DE2236231A1
Application number: DE2236231A
Authority: DE
Inventors: Heinz Behrens; Ewald Dipl Ing Heimann; Paul Schneider; Ernst Zapf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-07-24
Filing date: 1972-07-24
Publication date: 1974-02-14
Also published as: RO60288A; US3874844A; GB1400134A; FR2194301A5

Description

Herne, 8000 München *fe 40,

Freiligrathstraße 19 Γι " I I D l-l R ο h r Eisenacher Straße 17

Postfach 140 Uipi.-ing. K. TI. Oanr Pit.-Anw. BeUler

Fernsprecher: 5 10 13 DI_PI. - Ph_YS. Eduard ΒβΙΖίβΓ ^rnspreCer:«« 363011

⁵¹⁰¹⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohi ⁸^*"* ^³⁰¹³

Telegrammanschrift: ■ ** Telegrammanschrift:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

Telex Oft 229 853 Telex 5215360

ρ ~I Bankkonten:

Bayrische Vereinsbank München 952 Dresdner Bank AG Herne 7-520 Postscheckkonto Dortmund 558 68

Ref.: MO 3742 B/ks

in der Antwort bitte angeben

Zuschrift bitte nach:

München 24. Juli 1972

Heinz Behrens, 2300 Kiel 1, Waitzstraße 1

Mit gasförmigen oder zerstäubten flüssigen oder vergasten Brennstoffen beheizter Tunnelofen, insbesondere für die keramische Industrie.

Die Erfindung betrifft einen mit gasförmigen oder zerstäubten oder vergasten flüssigen Brennstoffen beheiztes Tunnelofen, insbesondere für die keramische Industrie, bei dem die Brennstoffe mindestens einem horizontal angeordneten Brennerpaar zugeführt werden, dessen Brenner von den seitlichen Begrenzungen des Tunnelofens her und in dessen unterem Bereich gegeneinander gerichtet in Brennkanäle unterhalb der Setzfläche von den Tunnelofen durchfahrende Brennvagen brennen.

Soll in einem größeren Brennraum durch Befeuerung mit gasförmTgen'öife'll''"flüssigen zerstäubten oder vergasten Brenn-

409807/0500

stoffen eine relativ hohe, an allen Punkten des Brennraumes praktisch gleiche Temperatur erzeugt und aufrechterhalten werden, dann ergeben sich sehr große Schwierigkeiten, die bisher noch nicht voll befriedigend gelöst werden konnten.

Keramische Brennöfen weisen beispielsweise Volumina bis zu mehreren 100 Kubikmetern und bei Tunnelöfen lichte Veiten von sechs Metern und mehr auf. Die Brenntemperatur liegt in diesen Öfen beispielsweise bei 1250° C, wobei eine Brenntemperaturabweichung von +/- 1/2 SK zugelassen werden kann. Die zulässige Temperaturabweichung an jeder Stelle des Ofens oder Ofenquerschnittes bei Tunnelofen liegt damit in der Größenordnung von +/- 10° C, eine :
jetzt nicht zu erfüllen vermochte.

Größenordnung von +/- 10° C, eine Forderung, die man bis

Das Problem der Aufrechterhaltung und Herstellung der Temperaturgleichheit an jeder Stelle des Brennraumes ist bereits sehr alt und wurde auch schon auf verschiedenste Weise zu lösen versucht.

Bei den üblichen Brennern für glasförmige oder flüssige, zerstäubte oder vergaste Brennstoffe ergibt sich an der ins Innere des Brennraumes gerichteten Brennerdüse eine relativ hohe geballte Wärmeentwicklung, die dem Verlangen nach Temperaturgleichheit an allen Punkten im zu beheizenden Brennraum oder Brennraumquerschnitt entgegensteht. Durch Anordnung solcher Brenner in Brennkammern oder Brennischen und damit im Abstand vom Brenngut versucht man, einen Ausgleich der hohen erzeugten Temperatur an der Brennerdüse mit den im Brennraum vorhandenen Brenngasen und damit vor der unmittelbaren Berührung der Brenngase mit dem Brenngut zu erreichen.

Es sind auch bereits Brenner entwickelt worden, deren besonderes Kennzeichen darin besteht, daß mit relativ hohen

409807/0500

Einblasdrücken sowohl des Gases als auch der Verbrennungsluft und damit mit sehr hohen Einblasgeschwindigkeiten gearbeitet wird.

Durch die hohen Geschwindigkeiten ergibt sich im Brennraum eine sehr starke Verwirbelung der Ofenatmosphäre und damit eine Verringerung der Temperaturabweichungen von dem geforderten Sollwert in den einzelnen Punkten der Brennkammer. Insbes. bei großen Brennräumen versagt jedoch auch der Einsatz solcher Brenner, weil die hohen Einblasegeschwindigkeiten der Brenngase in den Brennraum dort einen Ringwirbel zur Folge haben, wobei sich in der Mitte der Brennkammer ein Bereich relativer Ruhe ergibt, um den herum die Ofenatmospähre kreist. Es ist ersichtlich, daß sich dadurch zwangsläufig Temperaturunterschiede in den einzelnen Punkten des Brennraumes ergeben.

Auch wenn man, wie es in der Praxis geschieht, jeweils zwei einander gegenüberliegende Brenner, die gegeneinander gerichtet brennen, verwendet, wird das Problem noch nicht gelöst. In diesem Falle ergeben sich nämlich bei einem Tunnelofen zwei Achsen relativer Ruhe, um die herum die Brenngase jeweils in einem Ringv-xbel kreisen. Zwar erzielt man auf diese Weise bereits eine ^arbesserung gegenüber dem Arbeiten mit nur einem solchen Hochgeschwindigkeitsbrenner, jedoch erreicht man immer noch nicht ein voll befriedigendes Ergebnis.

Zum Stande der Technik gehört auch ein Ofen, bei dem von der Decke her Flammen in Räume zwischen dem Brenngut gerichtet werden. Im Zusammenhang damit ist es auch bekannt, die diese Flammen erzeugenden Brenner so zu steuern, daß die Brenner bzw. Brennergruppen intermittierend und alternierend einspritzen, wobei die Impulse so eingestellt sind, daß inner-

409807/0500

-4- 1

halb von drei Gruppen die Strahlveite zunimmt, damit der gesamte Brennraumquerschnitt möglichst gMcnmäßig mit aufbereitetem Brennstoff versorgt wird. In mit solchen Brennern beheizten Brennräumen treten jedoch nicht die oben geschilderten Ringwirbel auf.

Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dem mit Impulsbrennern gearbeitet wird, bei denen praktisch keine Zerstäubung auftritt. Diese Impulsbrenner haben eine vorgegebene, erforderlichenfalls auch einstellbare Wurfweite, wobei die Leistung des Brenners nicht durch Änderung der Wurfweite bestimmt wird, sondern durch die Anzahl der pro Zeiteinheit über diese Wurfweite ausgeschleuderten Partikel oder dadurch, daß man durch entsprechende Xnderung der Öffnungszeiten der Brennerdüse die pro Impuls ausgespritzte Ölmenge vergrößert oder verkleinert. In beiden Fällen ändert sich dabei nichts an der Wurfweite, die sich möglichst über die ganze Breite beispielsweise eines Tunnelofens erstrecken soll. Im Zusammenhang damit hat man auch bereits versucht, den Endpunkt der Wurfweite des Brenners mechanisch zu beeinflussen, indem man den Brennstoffstrahl auf eine zu seiner Spritzrichtung schräg stehende Fläche auftreffen läßt. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß am Auftreffpunkt das Öl zum Teil sich an der kühleren Auftreffstelle sammelt und nach unten abfließt, wodurch es zu Verschmutzungen kommen kann. Außerdem wird der brennende Strahl nur abgelenkt, aber in seiner Reichweite praktisch nicht beeinflußt. Da Impulsbrenner darüber hinaus praktisch über die ganze Wurfweite im wesentlichen gleichmäßig abbrennen, treten die Probleme der Wirbelbildung überhaupt nicht auf.

Es ist auch bereits ein Verfahren zur Befeuerung von Brennräumen mit gasförmigen oder flüssigen zerstäubten oder vergasten Brennstoffen bekanntgeworden, mit dem es möglich ist,

409807/050Q

die Temperaturvergleichmäßigung so weit zu treiben, daß die heute beispielsweise an den Brand von keramischem Gut gestellten Forderungen optimal erfüllt werden können. Dieses Verfahren besteht darin, daß periodisch und fortlaufend die Leistung des einen Brenners des Brennerpaares von einem Minimum auf ein Maximum und zurück und gleichzeitig die Leistung des anderen Brenners des Brennerpaares von einem Maximum auf ein Minimum und zurück derart geregelt wird, daß die Brenngase aufeinandertreffen, die Summe der Leistungen beider Brenner des Brennerpaares immer im wesentlichen konstant ist und der Zusammentreffpunkt der Brenngase sich über die ganze Breite des Brennraumes hin und her bewegt.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, die Ausbildung ortsfester Virbelkerne innerhalb des Brennraumes mit Sicherheit zu verhindern, so daß solche Wirbelkerne einer Verglebhmäßigung der Temperaturverteilung nicht mehr entgegenstehen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tunnelofen zu schaffen, bei dem zwar dieses Befeuerungsprinzip im Grundsatz noch zur Anwendung kommt, jedoch die Verwendung geregelter und in der Regelung paarweise aufeinander abgestimmter Brenner ohne wesentliche Beeinflussung des Ergebnisses dieses Befeuerungsprinzips vermieden wird.

Diese Aufgabe wird gelöst dadurch, daß die gegeneinander gerichtet brennenden Brenner jedes Brennerpaares in Fahrtrichtung der Brennwagen im Tunnelofen in etwa um die Hälfte der Breite der Brennkanäle versetzt sind.

Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch den unteren Teil eines Tunnelofens mit dem Brennwagen mit Quertrennwänden

4098 0 7/0500

und den Brennerpaaren in einer Stellung der Brennwagen und in

Fig. 2 in einer dagegen um etwa eine halbe Breite eines Brennkanales versetzten Stellung.

Man erkennt aus Flg. 1, daß die beiden einander gegenüberliegenden, nur durch eine strichpunktierte Linie als Hauptbrennrichtung angedeuteten Brenner 1 und 2 jedes Brennerpaares zwar gegeneinander versetzt sind, aber in den gleichen Brennkanal 3 unter der Setzfläche des Brennvagens brennen. Dabei treffen die Flammen mittig in etwa aufeinander, so daß sich zwei zueinander parallele Wirbelringe mit mittig hoch- und an den Tunnelofenwänden niedersteigenden Gasen ausbilden. Mit A sind die seitlichen Begrenzungswandungen des Tunnelofens bezeichnet, die Nischen oder Durchbrüche zur Aufnahme der Brenner 1, 2 aufweisen.

Ist der Brennwagen um etwa eine halbe Breite des Brennkanals 3 vorgerückt, dann sind, wie es Fig. 2 zeigt, die Flammen der beiden Brenner 1 und 2 des entsprechenden Brennerpaares durch die Trennwand 4 zwischen zwei Brennkanälen 3 vorübergehend getrennt. Die Brenner können somit so brennen, daß sich ihre Flamme bis zu ihrer vollen Länge entfaltet. Die sich bildenden Ringwirbel steigen an der dem Brenner gegenüberliegenden Tunnelofenwand hoch und an der brennerseitigen Tunnelofenwand nach unten, so daß sich zwei gegenläufige, die ganze Ofenbreite einnehmende Ringwirbel bilden. Die gewünschte Vergleichmäßigung der Atmosphäre wird also dadurch erreicht, daß sich die Ringwirbel aus einer Form, die die halbe Tunnelofenbreite einnimmt in eine Form ändert, die die ganze Tunnelofenbreite einnimmt, das oben erläuterte bekannte Prinzip also in zwei Stufen statt kontinuierlich durchgeführt wird.

409807/0500

Aus der Zeichnung ist auch ablesbar, daß die Versetzung
der Brenner 1 und 2 auf eine Strecke begrenzt werden kann, die praktisch nur venig größer als die Dicke der Trennwand 4 zu sein braucht. Andererseits sollte die Versetzung auch nicht wesentlich an die Breite des Brennkanals 3 herankommen, weil sonst nicht mehr gewährleistet ist, daß beide Brenner 1 und 2 zum gegebenen Zeitpunkt gemeinsam in ein und denselben Brennkanal 3 brennen.

Patentanspruch:

409807/0500

Claims

Patentanspruch :

Mit gasförmigen oder zerstäubten oder vergasten flüssigen Brennstoffen beheizter Tunnelofen, insbes. für die keramische Industrie, bei dem die Brennstoffe mindestens einem horizontal angeordnetem Brennerpaar zugeführt werden, dessen Brenner von den seitlichen Begrenzungen des Tunnelofens her und in dessen unterem Bereich gegeneinander gerichtet in Brennkanäle unterhalb der Setzfläche von den Tunnelofen durchfahrenden Brennvagen brennen, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander gerichteten Brenner (1, 2) jedes Brennerpaares in Fahrtrichtung der Brennwagen im Tunnelofen in etwa um die Hälfte der Breite der Brennkanäle (3) versetzt sind.

^09807/0500