DE28860C

DE28860C - Gasheizeinrichtung an Oefen zum Brennen von Mauersteinen, Kalk, Terrakotten, Fayence, Porzellan etc

Info

Publication number: DE28860C
Application number: DENDAT28860D
Authority: DE
Original assignee: BRUNO Freiherr VON STEINÄCKER in Lauban

Description

KAISERLICHES

PATEN

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue Anordnungen an bekannten Brennöfen für Ziegeleien und andere ähnlichen industriellen Werke; dieselben sind auf beiliegenden Zeichnungen dargestellt, und zeigt:

Fig. ι einen Verticalschnitt,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt eines Ofens, welcher mehr zum Brennen feinerer Gegenstände, als Porcellan, Fayence u. a. bestimmt ist;

Fig. 3 einen Horizontalschnitt nach A-B,

Fig· 7,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt nach C-D,

Fig. 7,

Fig. 5 einen Horizontalschnitt nach E-F, Fig. 7, mit theilweiser Oberansicht,

Y\g. 6 einen Querschnitt nach G-H, Fig. 4, Fig. 7 einen Längsschnitt nach J-K, Fig. 4,

Fig. 8 einen Querschnitt nach L-M, Fig. 5, . Fig. 9 einen Schnitt nach N-O, Fig. 4,
eines weiteren Ofens, welcher zum Brennen aller im Titel erwähnten Materialien bestimmt ist.

Obgleich die Constructionen beider Oefen im wesentlichen übereinstimmen, sollen im Nachstehenden beide getrennt erläutert werden.

Der Betrieb des Ofens, Fig. 1 und 2, kann sowohl mit directer als indirecter Flammenwirkung geschehen; beide Wirkungen können sowohl mit aufsteigender als auch mit niedergehender Hitze hervorgebracht werden.

Der Ofen besteht aus vier Kammern, jedoch ist die Anzahl derselben nicht beschränkt, dieselbe richtet sich vielmehr ganz nach der Ausdehnung des Betriebes.

α ist das Innere des Ofens, b der Gaszuleitungskanal, c sind die Sammel- bezw. Vertheilungsräume, d die Gaszüge, e die Brennschlitze, /^l Zuführungskanäle, g ist die Wechselkammer, h sind Luftvertheilungskanäle, h¹ Luftdüsen, /Brennkanäle, k kleine Essen, ο Essenschieber.

Da der Flamme eine oxydirende oder eine neutrale Wirkung gegeben werden kann und das Gas frei von Schwefeltheilen (Theeren) oder dergleichen Unreinigkeiten ist, ist die Verwendung von Muffen nicht unbedingt nothwendig.

Um aber der nachtheiligen Wirkung der directen Stichflamme vorzubeugen, wird ein englischer Herd eingebaut, oder es werden auf der Sohle des ganzen Ofens entlang besondere Feuerkammern errichtet, in denen die Flamme sich vollständig ausbilden kann, bevor sie in den darüberliegenden Ofen tritt.

Alles übrige auf diesen Ofen Bezügliche geht aus der Beschreibung des Ofens Fig. 3 u. s. w. hervor.

Die Ofenconstruction Fig. 3 u. s. w. betreffend, ist im allgemeinen noch folgendes zu bemerken: , Derselben geht der leitende Gedanke voraus, das zu brennende Material vor jeder Feuchtigkeit zu schützen, also:

dem Brennmaterial die Feuchtigkeit, bevor es zur Verwendung kommt, zu entziehen, und

Trennung der Feuchtigkeit von der Wärme bei der zu brennenden Waare.

Erreicht wird dies durch das folgende Verfahren :

Den trockenen Brennstoff gewinne ich durch eine Generatorconstruction in Form von Gas; das Zweite dadurch, dafs die Abhitze des abgebrannten Ofens, der in diesem Zustande keine Feuchtigkeit mehr enthält, zum Vorwärmen des nächstfolgenden Ofens nutzbar gemacht wird.

Sowohl die Abhitze des abgebrannten Ofens als auch die Schmauchhitze des in der Vorwärmung begriffenen Ofens wird mittelst der Reductionsregister in Kohlenoxydgas bezw. in Wasserstoffgas zurückgeführt.

Die weit über den Siedepunkt des Wassers erhitzte Luft hat die Neigung, die durch die Hitze in Dampfform freigewordene Feuchtigkeit des im Ofen befindlichen Materials in sich aufzunehmen, sie zu binden und mit sich durch die Esse fortzunehmen. Hierdurch wird das beim Schmauchen bekannte Feucht- und Weichwerden der lufttrocken in den Ofen gebrachten Steine vermieden, indem die heifse, trockene Luft, wie sie durch den abgebrannten Ofen producirt wird, den aus den lufttrockenen Ziegeln freigewordenen Wasserdampf absorbirt, weil das Sättigungsvermögen der heifsen Luft ein weit höheres ist als das der kalten atmosphärischen Luft, welche bei dem gewöhnlichen Verfahren in Verwendung genommen werden mufs.

Die Vortheile, die hieraus erwachsen, sind in die Augen springend.

Das Trocknen der Ziegel bezw. der Brennwaare schreitet continuirlich vorwärts, während beim gewöhnlichen Schmauchfeuer, zumal durch das Brennmaterial selbst Wasser eingeführt wird, zuerst localer und partieller Wasserdampfniederschlag stattfindet.

Das Trockenwerden erfolgt also nicht nur gleichmäfsiger, sondern auch dadurch, dafs eine nochmalige Verdampfung des zuerst entwichenen und von der kalten Waare beim Schmauchfeuer niedergeschlagenen Wassers nicht mehr stattzufinden braucht, bedeutend schneller.

Alle Waare wird daher gleichmäfsig warm und die verschiedenen Oxydationsstufen, die beispielsweise die im Thon vorhandenen Sulfide und Sulfüre (Schwefelverbindungen) bei verschiedenem Wasser- und Wärmegehalt durchlaufen, treten bei jedem Stein gleichmäfsig ein.

Dafs dieser Procefs einen grofsen Einfiufs auf die Farbe der gebrannten Waare hat, ist bekannt. Durch das beschriebene Verfahren mufs die Farbe gleichmäfsig werden, wenn anders vorher das Material ein conform es war.

Der Einfiufs des Vorstehenden äufsert sich jedoch als Consequenz auch in Bezug auf die Haltbarkeit und den Klang der Ziegel bezw. der Waare.

Die Benutzung des vorliegenden continuirlichen Ofens in Verbindung mit dem Generator während der Brenncampagne besteht in folgendem Verfahren:

Nachdem das Wassergas in dem Generator gewonnen, gereinigt und getrocknet worden ist, gelangt es, je nach Bedarf mit oder ohne Druck, mit oder ohne Gasometer aus dem Hauptzuleitungskanal a, Fig. 3, durch die unter dem Ofen angeordneten auscementirten Sammelkammern b, durch die mit Glockenverschlufs versehenen Züge d, Fig. 7 und 6, in die Gasvertheilungskanäle c, und mittelst der Brennschlitze e in die Brennkanäle / bezw. in die Sohle des Ofenraumes. Eine stärkere Erwärmung, als es durch das Passiren der durch Abgangshitze angewärmten Gaskanäle geschieht, ist nicht erforderlich, doch kann das Gas mittelst eines Heizapparates oder durch in der Ofensohle angeordnete Gasvorwärmekanäle noch besonders vorgewärmt werden; in letzterem Falle wird der für die Gaszüge d angeordnete Glockenverschlufs am Ende dieser Gasvorwärmekanäle, kurz bevor das Gas in die Gaskanäle c eintritt, angebracht, um den Zutritt des Gases, namentlich während der Dauer der Vorwärmung, vollständig abzusperren. Die Luft wird bei Beginn des Betriebes durch die Wechselkammer g mittelst der Schlitze / den Zuführungskanälen f^l und den Luftvertheilungskanälen h zugeführt und gelangt durch die Luftdüsen h¹ in die Brennkanäle /, wo sie von beiden Seiten in das von unterhalb ausströmende Gas einströmt, sich mit diesem innig mischt und die Entzündung bewirkt.

Zum Zweck der Regulirung des Luftzutritts sind die Luftzuführungsschlitze f mit luftdicht schliefsenden Glocken mit Sandverschlufs versehen.

Die Wechselkammern g haben an der Aufsenmauer der Oefen gleichfalls einen Glockenverschlufs, um schon hier den Hauptzutritt der Luft für die Wechselkanäle reguliren zu können.

Eine Variation der Luftvorwärmung ist die folgende:

An jedem Ende der acht Luftkanäle h stehen im Innern, an der Wandung des Ofens, senkrechte Röhren.

Diese Röhren können entweder im Ganzen gefertigt bezw. an der Mauer befestigt werden, oder aus beliebig, z. B. im langen Theilen bestehen, die bei jedem Brande mit aus- und eingesetzt werden; in letzterem Falle sind es Muffenröhren, die vor jedem Brande luftdicht verschlossen werden.

Diese Röhren führen durch die Ofendecke bezw. durch den Heizapparat und münden sämmtlich möglichst an der Frontseite des Ofens; sie haben den Zweck, die Heizluft vorzuwärmen und sind mit Schiebern zur Regulirung des Luftzustromes versehen. Anfänglich wird, so lange der Ofen noch nicht in Glut ist, die Luft in die horizontal liegenden Züge_/^! bei b^l durch h eingeführt. Wird mit einem Heizapparat gearbeitet, so können die im Innern des Ofens angeordneten Heizrohren fortfallen

und die Luft aus dem Heizapparat direct durch den Kanal r der Wechselkammer g nach den Luftkanälen h geleitet werden, Fig. 8.

Die Handhabung der Oefen während des Brennens besteht in folgendem Verfahren:

Nachdem der erste Ofen I abgebrannt, wird der Hauptfuchsschieber -i, Fig. 5, 6, 7 und 8, in rechtwinklig entgegengesetzter Richtung so eingesetzt, wie er in Fig. 5 gezeichnet ist.

Es ist hierdurch die Communication des rechten Ofens I₁ von dem angenommen wird, dafs er ^eben abgebrannt ist, mit dem Schornstein unterbrochen und die Communication des Schornsteins mit dem linken Ofen II, der mit lufttrockener Waare bereits gefüllt ist, wird hierdurch hergestellt.

Die Communication der Oefen mit dem Schornstein und unter sich vermitteln je 45 Oeffnungen (kleine Essen) k, welche durch das Gewölbe des Ofens gehen, die jede für sich allein und mit verschiedenen bestimmten Neigungswinkeln in kleinen Zügen m, in den Hauptkanal (Fuchs)« vor dem Schornsteinschieber steigend einmünden. Jeder dieser 45 Kanäle kann oberhalb des Gewölbes durch einen besonderen einfachen Schieber ο aus Ziegeln geschlossen werden, und oberhalb des Zuges bezw. des Ofens hermetisch durch Deckplatten p mit Sandverschlufs, Fig. 6 und 7.

Will man nun die Waare des eben erst abgebrannten Ofens I nicht gleich der kalten Luft aussetzen, · und sind alle Oeffnungen des zweiten Ofens II hermetisch verschlossen, so findet eine Circulation in diesen beiden Oefen I und II zunächst nicht statt. Nur im Ofen II, der mit dem warmen Schornstein communicirt, entsteht durch das Saugen des Schornsteins ein verminderter Luftdruck, der sich, sobald beide Oefen communiciren, auf den ersten mit überträgt. Die Communication beider Oefen wird unterhalb der Ofensohle durch die Wechselkammer g und durch die Glocken/²/³ und/⁴, Fig. 7, vermittelt oder unterbrochen.

Die wärme Luft geht in den unterhalb der Ofensohle schwach ansteigenden Kanälen h an jeder Längsseite der Herdbrenner entlang und vertheilt sich durch die Brennschlitze h^l gleichmäfsig im Brennkanal / bezw. auf der Sohle des Ofens, von wo sie durch 45 in gleichen Zwischenräumen über den ganzen Ofen in der Wölbung angebrachten Essen k, die durch obere Kanäle m und den oberen Fuchs η mit der Esse communiciren, durch den Ofen nach oben gezogen wird.

Indem nun die Anordnung, dafs die Einmündung sowohl der Gase als auch beim Vorwärmen die der heifsen Luft in jedem Kanal so getroffen ist, dafs immer zwei gegenüberliegende Kanäle ihre Einströmungsöffnung, die eine auf der einen (rechten) Seite vorn, die andere (links) auf der anderen Seite hinten hat, ersichtlich aus Fig. 3, erhält der Ofen durch jedes Paar Brennkanäle durch die zwei diagonal in den gegenüberliegenden Ecken befindlichen Einströmungsöffnungen, je nach der Anwendung des Systems, entweder die directe Communication des Gases oder die der heifsen Luft.

Werden nun die Züge k oberhalb des abgebrannten Ofens zunächst etwas gelüftet, so fällt, veranlafst durch den herrschenden verminderten Luftdruck im Ofen, die kalte atmosphärische Luft in den heifsen Ofen ein, erwärmt sich darin und steigt auf dem eben gezeigten Wege in dem zweiten Ofen hoch. Ist dies eingetreten, so sind alle Bedingungen einer schnellen Verdunstung: Wärme, Trockenheit der Luft und schnelle Abführung der mit Wasser gesättigten Luft erfüllt, denn sobald die Luft das Gewölbe des Ofens erreicht hat, entweicht sie durch die Oeffnungen k, Fig. 7, welche durch das Gewölbe gehen, und tritt hierauf in den Hauptkanal n nach dem Schornstein. Später, nachdem die Ziegel bis zu ioo° C. erwärmt sind, tritt Verdampfung ein.

Haben wir jetzt gesehen, wie die kalte Luft in den abgebrannten Ofen von oben einströmt und von unten gleichmäfsig in dem zu erwärmenden Ofen in die Höhe steigt, so wollen wir jetzt zeigen, für den Fall, dafs die oberen Steine im Ofen II nicht so trocken geworden sein sollten als die unteren, wie man auch diesem Nachtheil durch denselben Ofen begegnen kann.

Läfst man die kalte Luft in den abgebrannten Ofen von unten durch die geöffnete Wechselkammer bei g¹ eintreten und zur Erwärmung entweder direct durch die Verbindungskanäle s oder mittelst der Zuführungskanäle / durch / aufsteigen, schliefst den Schornsteinschieber P und die Glocke/³, Fig. 7 und 8, und zieht endlich den Schieber i, Fig. 5, gänzlich hoch, so sind die Füchse n¹ und »², Fig. 5 und 7, in Communication und die heifse Luft kann durch die Kanäle k im Ofen I in die Höhe steigen und in dem Ofen II hinabfallen.

Sie geht alsdann durch die Brennschlitze des Luftkanals h, durch den Sammelkanal b^l und steigt durch den Kanal P, Fig. 4, 7 und 9, durch die geöffnete rechte Glocke/⁶ nach dem saugenden Schornstein. Dieselbe Manipulation wiederholt sich, falls der zweite Ofen abgebrannt ist und der erste vorgewärmt werden soll, ebenso bei dem dritten und vierten Ofen bezw. bei den folgenden Oefen.

Um eine Anzahl der für die Züge d angeordneten Gasabsperrglocken zu ersparen, können diese Züge d, anstatt dafs sie aus dem Gassammelraum b direct nach den Vertheilungskanälen c führen, in einen in der Stirnwand des Ofens angeordneten Hauptgaskanal geleitet werden, aus welchem sie, durch Glocken abgesperrt, nach den Vertheilungskanälen c führen

und dann einen solchen Betrieb erhalten, wie er für die betreffenden, in der Mittelwand befindlichen Luftliaupt- und Luftzuführungskanäle beschrieben ist.

Nach dem Abbrennen eines jeden Ofens werden die auf den Zeichnungen nicht sichtbaren Gaszuleitungsglocken der Züge d jedesmal geschlossen, ebenso in den betreffenden Fällen, wo die Hitze aus einem Ofen in einen anderen übergeleitet wird.

Beim Auskarren des abgebrannten Ofens werden die Steine noch immer warm sein, und ist es vortheilhaft, wenn man den kalten Zug von oben durch die heifsen Steine durchströmen läfst und die so erwärmte Luft zur Vorwärmung des anderen Ofens, durch Abnahme des obersten Heifsluftrohres oder durch Hebung der auf der Zeichnung nicht sichtbaren Glocken bei s, mit verwendet. Man hat hierdurch den Vortheil, dafs dem Verbrennungsprocefs keine kalte Luft zugeführt wird, was auf Intensivität der Hitze und Ersparung von Brennmaterial gleichfalls fördernd einwirkt.

Nach Bedürfnifs kann man auch eine dritte Manipulation bei denselben Oefen vornehmen, nämlich die: die kalte Luft von unten in den heifsen Ofen I und die heifse Luft in den Ofen II gleichfalls von unten einströmen zu lassen.

Der Weg ist folgender: Die Hitze passirt die 45 Züge k von I, geht durch den Fuchs »², durch die geöffnete Glocke /³, vorausgesetzt, dafs der Schieber i so gestellt ist, dafs er die Communication des Ofens I mit der Esse abschneidet, fällt durch r in die Wechselkammer g und geht durch die geöffneten entsprechenden Glocken /² in die Kanäle h, vom Schornstein in den Ofen II gesaugt.

Für den Fall, dafs beim Anfang der Manipulation der Zug im Schornstein durch irgend etwas (beispielsweise durch bewirktes Abkühlen des Schornsteins) träge sein sollte und zunächst nicht im Stande wäre, die heifse Luft auf die ganze Höhe des Ofens hinabzuziehen, so kann man die Oefen II und I durch horizontale, mit Glockenverschlufs versehene Kanäle s, Fig. 7, in Communication setzen, indem die dort in der Vertheilungskammer befindlichen Glocken, die aber in der Zeichnung nicht sichtbar sind, gezogen, alle übrigen geschlossen bleiben.

Die kalte Luft läfst man alsdann . entweder von unten oder von oben in den heifsen Ofen, läfst sie die Kanäle / des anderen Ofens II passiren und in dem Ofen II hochsteigen. Zur Einleitung der Vorwärmung ist dies bei schwachem Schornsteinzuge der sicherste Weg, da hier, bei Einströmung von unten, im Ofen I die heifse Luft nur einen kurzen, horizontalen, sonst aber einen immer steigenden Zug zurückzulegen hat.

, Was hier bisher von zwei Oefen gesagt ist, gilt auch für vier Oefen und läfst sich auf eine beliebige Anzahl Kammern, welche durch Kanäle verbunden sind, anwenden.

In Fig. 8 ist in punktirter Linie der Kanal τ-¹ dargestellt, der die Communication mit einem dritten und vierten Ofen bezw. mit den übrigen Oefen vermittelt.

Durch die Ofenconstruction und die angegebene Manipulation haben wir einen Mechanismus vor uns, der in jedem Theile ganz nach Bedürfnifs behandelt werden kann und der die Starrheit der anderen Oefen abgelegt hat.

Der Brennmeister kann ab- und nachhelfen, ganz wie es ihm beliebt, und hat es vollständig in der Hand, ob alle Steine gleichmäfsig gebrannt oder ob die obersten oder untersten schärfer werden sollen, die eine oder andere Ecke, die Mitte oder die eine oder andere Wand.

Werden zur Reduction der verbrannten Gase Oxydationsregister verwendet, so können diese; durch ein Rohrsystem verbunden, in die kleinen Züge k oder die Füchse η eingesetzt werden.

Zweckmäfsiger ist aber die Ueberführung der verbrannten Gase aus dem Fuchs η nach den Oxydationsbatterien q, Fig. 5, welche Communication bei z³ durch Glocken oder Schieber hergestellt wird.

Eine der Betriebsmodificationen ist noch die folgende:

Die verbrannten Gase werden nicht direct der Esse zugeführt, sondern müssen die betreffenden Oxydationsbatterien q passiren und werden erst nach Durchgang derselben bis zu dem Moment der Esse zugeleitet, wo das in dem Kanal befindliche Material diejenige Glut erhalten hat, welche zur Reduction nöthig ist. Von da ab werden die Gase, weil nunmehr Kohlenoxydgase aus ihnen gebildet werden, dem folgenden Ofen oder dem Gasometer zugeführt bezw. verbrannt, oder nachdem eine Kammer durchgeglüht worden ist, wird nur ein Theil der verbrannten Gase aus dem Fuchs η durch diese erglühte Kammer geleitet, ein anderer Theil erhitzt eine andere Kammer, so dafs, wenn die Hitze der ersten Kammer so weit wieder zurückgegangen ist, dafs die Reduction nicht mehr vollständig erfolgt, die zweite bezw. dritte, vierte, erste u. s. w. Kammer zur Reduction wieder verwendet werden können.

Die Anwendung des Orsat'sehen Apparates zur Bestimmung der Rauchgase ist hier sowie bei allen Heizungen beinahe unerläfslich.

Mit dem hier erwähnten Reductionsregister bezw. den Reductionsbatterien sind die v. Steinäcker'schen gemeint.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Die Heizung von Oefen zum Brennen 'von Porcellan mit aufsteigender Hitze (Unterfeuerung) sowohl, als auch mit niedersteigen-

der Hitze, wie in Fig. ι und 2 dargestellt, im wesentlichen bestehend aus den Sammelbezw. Vertheilungsräumen für Gas c, den Gaszügen d, den Brennschlitzen e, den Zuführungskanälen f^l, den darüber angeordneten Luftdüsen, den Brennkanälen /, den Vertheilungskanälen h, den Wechselkammern g, den Zuführungsschlitzen f und dem über den Brennkanälen / angeordneten englischen Herd, durch den ein Bestreichen der Waare durch die Stichflamme vermieden wird; und hiermit verbunden die Anordnung der Abzugsessen k, welche mittelst ansteigender Kanäle in die Füchse η¹ »*, münden und durch Schieber 0 verschliefsbar sind, sowie die durch die Platte/ geschlossenen Kanäle in der Decke der Füchse, und die Anordnung des Wechselbetriebes, der durch den Kanal g und die Glocken /²/³/^{4 er}zielt wird, alles wie mit Bezug auf Fig. 1 und 2 und Fig. 3 bis 8 dargestellt und beschrieben ist. s
2. Die Heizung von Oefen zum Brennen von Ziegeln und anderen Steinen, wie in Fig. 3 bis 9 dargestellt und beschrieben, bestehend wesentlich aus den Gassammeikammern b, den Gaszügen d, den Vertheilungskanälen c, den Gasschlitzen e sowie den Zuführungskanälen f^l, den Luftvertheilungskanälen h, den Luftdüsen h^l und den Brennkanälen /, sowie dem englischen Herd zur Vermeidung des Bestreichens der Waare durch die Stichflamme bezw. in Verbindung mit den Kanälen r, den Wechselkammern g und den Sammelkanälen b^l) und hiermit verbunden die Anordnung der Essen k mit den ansteigenden Kanälen m, in welche letztere jeder für sich in den Fuchs münden und die einzeln durch Schieber regulirbar sind, sowie die durch Platten p geschlossenen, in der Decke der Abzugskanäle bezw. des Fuchses liegenden Oeffnungen in Verbindung mit den Herdbrennern und dem durch die ganze Ofenconstruction ermöglichten Wechselbetrieb der auf- und niedersteigenden trockenen Hitze, Fig. 3 bis 9; ferner die Anordnung der Wechselkammer g in Verbindung mit den durch Glocken /³/⁴, Kanälen r und mit den durch Klappe i abschliefsbaren Füchsen η η¹ η² zum Wechselbetriebe des Ofens, Fig. 8, und die Anordnung der Sammelkanäle b^l mit den durch Glocken /⁵ verschliefsbaren Kanälen P in Verbindung mit der Esse, zu gleichem Zweck dienend, Fig. 9.

Bei Ziegelbrennöfen die Anordnung des Fuchses q auf der Decke des Ofens, um ein Erkalten der abgehenden Feuerungsgase bei Wiederbenutzung bezw. Reduction der Kohlensäure zu vermeiden, Fig. 5.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.