DE3025801A1

DE3025801A1 - Tunnelofen zum brennen von keramischen werkstuecken

Info

Publication number: DE3025801A1
Application number: DE3025801A
Authority: DE
Inventors: Hermann 8500 Nürnberg Koemhaller
Original assignee: Ludwig Riedhammer & Co Kg 8500 Nuernberg De GmbH; Ludwig Riedhammer & Co Kg 8500 Nuernberg GmbH; Ludwig Riedhammer GmbH and Co KG
Current assignee: Ludwig Riedhammer GmbH and Co KG
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1982-02-04
Also published as: US4368036A; DE3025801C2; GB2081430A; IT8122772A0; IT1137277B; GB2081430B; FR2486643A1; JPS5747181A

Description

Ludwig Riedhammer GmbH & Co KG, 8500 Nürnberg

Tunnelofen zum Brennen von keramischen Werkstücken

Die Erfindung betrifft einen Tunnelofen zum Brennen von keramischen Werkstücken nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 .

Bei den vorbekannten Tunnelofen wird das Brenngut beispielsweise mittels Tunnelofenwagen langsam in Richtung der Ofenlängsachse durch den Ofenraum transportiert. Dabei durchläuft es die Aufheizzone, die Brennzone und schließlich die Kühlzone. Bei der gesamten Ofenreise des Brenngutess ist darauf zu achten, daß das Brenngut möglichst gleichmäßig erwärmt, auf Brenntemperatur gehalten und in der Kühlzone wieder abgekühlt wird. Insbesondere beim Eintritt des Brenngutes

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in die Aufheizzone sind dabei örtliche Überhitzungen, wie sie durch mehr oder weniger punktförmiges Auftreffen des Brennerstrahles eintreten können, sorgfältig zu vermeiden. Zur möglichst gleichmäßigen und schonenden Durchwärmung des gesamten Brenngutes war es bisher erforderlich, das Brenngut mit einem gewissen Abstand von der Oberfläche des Transportwagens anzuordnen, was dadurch geschah, daß auf dem Transportwagen zunächst eine Setzplatte mit Abstand angeordnet und auf dieser erst das Brenngut gestapelt wurde. Durch diese Anordnung wurde jedoch die Ausnützung des Ofenraumes vermindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Tunnelofen der bekannten Art so weiterzubilden, daß der Ofenraum weitgehend für den Brenngut-Durchsatz ausgenutzt wird und örtliche Überhitzungen vermieden werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 .

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die vertikal von oben nach unten verlaufenden Brennerstrahlen von seitlichen Leitnischen aufgenommen werden, die in den seitlichen Ofenwänden angeordnet sind. Die Leitnischen

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sind dabei vorteilhafterweise so gestaltet, daß ihre Tiefe von oben nach unten geringer wird, so daß sie allmählich in den eigentlichen Ofenraum übergehen. Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn sich die Breite der Leitnischen von oben nach unten diffusorartig vergrößert, da auf diese Weise ein allmählicher Übergang der anfangs stark gerichteten Brennstrahlen in eine gleichmäßig und kontinuierlich strömende Ofenatmosphäre erreicht werden kann.

Zur weiteren Unterstützung dieses Effektes wird vorgeschlagen, daß im Bereich der Düsen bzw. der Hochgeschwindigkeitsbrenner Öffnungen für die Einleitung von zusätzlicher Luft angeordnet sind. Bei dieser Luft kann es sich um gegebenenfalls vorgewärmte Frischluft handeln, es kann aber auch Ofenluft zugeleitet werden, die an anderer Stelle dem Ofenraum entzogen wird.

Im Abstand von den Austrittsöffnungen der Düsen bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner sind Umlenksteine angeordnet, welche vorzugsweise bordsteinartig über die Ofenlänge verlaufen und eine zum Ofenraum gerichtete abgerundete Hohlkehle aufweisen. Diese Umlenksteine haben den Zweck, die ihnen vertikal zuströmende, nun aber bereits weitgehend homogene Ofenatmosphäre wirbelfrei

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umzulenken, um auf diese Weise eine quer zur Ofenlängsrichtung verlaufende Rotationsströmung der Ofengase herbeizuführen. Im Bereich dieser Umlenksteine können Zusatzdüsen mit horizontaler Strahlrichtung angeordnet sein, durch welche weitere Luft oder auch weiterer Brennstoff nebst Verbrennungsluft in den Ofeninnenraum eingeleitet wird. Der Hauptzweck dieser Zusatzdüsen ist, der Ofenatmospäre weitere kinetische Rotationsenergie zuzuführen. Die Zusatzdüsen können aber auch dazu herangezogen werden, ein örtlich bestehendes Wärmedefizit auszugleichen, in welchem Fall es sich vorteilhafterweise um Zusatzbrenner handelt.

Um eine weitgehend gleichmäßige Aufheizung der beiden wärmeverbrauchenden Zonen des Ofens (Aufheizzone und Brennzone) sowie eine ebenfalls gleichmäßige Abkühlung der Kühlzone des Ofens zu erreichen, werden die Düsen oder Hochgeschwindigkeitsbrenner über die Ofenlänge wechselweise auf den beiden Längsseiten des Ofens angeordnet. Auf diese Weise lassen sich einseitige Ofenüberhitzungen bzw. -abkühlungen vermeiden. Die im erfindungsgemäßen Ofen sich ausbildende Rotationsströmung trägt weiterhin zu gleichmäßiger Temperaturverteilung bei. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß infolge der vorgeschlagenen Maßnahmen es beim erfin-

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dungsgemäßen Ofen möglich ist, die Packung des Brenngutes bis zur Ofensohle, also meist der Obenfläche der Transportwagenϊ herabzuführen. Der sonst üblicherweise vorgesehene Spalt zwischen Ofensohle (Oberfläche der Transportwagen) und Unterkante des Brenngutes bzw. der Setzplatte kann hier ganz oder teilweise eingespart werden, was zu erhöhter Ausnutzung des Ofenraumes führt.

In gleicher Weise wie die wärmeverbrauchenden Zonen (Aufheizzone und Brennzone) des Ofens ist auch die Abkühlzone des Ofens ausgerüstet. Anstelle der Hochgeschwindigkeitsbrenner treten hier Luftdüsen, die es gestatten, Luft mit gleichmäßiger Verteilung in den Ofen einzuführen. Auch hier führt die vorgeschlagene Strahlrichtung sowie Strömungsumlenkung zur Ausbildung einer gleichmäßigen Rotationsströmung, welche das Brenngut ebenso gleichmäßig und schonend abkühlt wie es zuvor aufgeheizt wurde.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform des Ofens;

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Fig. 2 einen schematischen horizontalen Längsschnitt durch einen Ofen gemäß Fig. 1 ..

Der in der Zeichnung dargestellte Ofen ist als Ganzes mit 1 bezeichnet. Er besteht wie üblich aus dem Ofengemäuer 2, welches den Ofenraum 3 umschließt. Der Ofenraum 3 hat angenähert rechteckigen Querschnitt, wobei allerdings bei praktischen Ausführungsformen die Ecken abgerundet sein können. Die Ofensohle 4 wird durch die Oberfläche des Transportwagens 5 gebildet, der unterhalb des Ofenraumes auf Schienen 6 verfahrbar ist. Um Schienen und Fahrwerk vor der Ofenhitze zu schützen, ist in bekannter Weise eine Gleitdichtung 7 angeordnet. Das durch den Ofen zu fördernde Brenngut 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar auf der Oberfläche des Transportwagens 5 gelagert.

Zur Beheizung sowie zur Frischluftzufuhr und Abkühlung sind Hochgeschwindigkeitsbrenner 9 sowie Düsen 10 und 11 vorgesehen.

Der Tunnelofen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Hochgeschwindigkeitsbrenner 9 (in der Kühlzone handelt es sich um Luftdüsen) im Bereich der Ofenseitenwände (12) angeordnet sind, daß die Strahlrichtung 13 (sym-

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bolisiert durch einen Pfeil) dieser Düsen bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner vertikal von oben nach unten verläuft und daß mit Abstand von den Austrittsöffnungen der Düsen bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner Umlenksteine 14 für die quer zur Ofenlängsachse rotierenden Ofengase sowie die Düsenstrahlen angeordnet sind.

Als besonders vorteilhaft wird vorgeschlagen, daß in den seitlichen Ofenwänden 12 vertikale Leitnischen 15 für die Düsenstrahlen angeordnet sind, in deren oberen Abschnitt 16 sich die Düsen bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner 9 befinden. Die Zeichnung, Fig. 1, läßt erkennen, daß die Tiefe dieser Leitnischen 15 von oben nach unten geringer wird. Die Leitnischen gehen dadurch kontinuierlich in den Ofenraum über. Zusätzlich wird vorgeschlagen, daß die Breite der Leitnischen 15 von oben nach unten diffusorartig vergrößert wird. Alle diese Maßnahmen tragen dazu bei, daß die stark gebündelt aus den Düsenöffnungen austretenden Strahlen in eine gleichmäßige Ofenatmosphäre übergeführt werden.

Die bereits erwähnten Umlenksteine 14 können sich bordsteinartig über die gesamte Ofenlänge erstrecken; sie haben eine zum Ofenraum 3 gerichtete abgerundete Hohlkehle 17, welche dazu beiträgt, die strömende Ofenat-

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mosphäre wirbelfrei umzulenken. Infolge der sich über die gesamte Ofenlänge erstreckenden Ausdehnung öer Umlenksteine sind diese in Fig. 1 nicht nur rechts, sondern auch links erkennbar.

Im Bereich der Umlenksteine 14 können weitere Zusatzdüsen 10 mit horizontaler Strahlrichtung angeordnet sein. Bei diesen Zusatzdüsen kann es sich ebenfalls um Hochgeschwindigkeitsbrenner, aber auch um Düsen für die Einfuhr von Frischluft handeln.

Zusätzliche weitere Düsen, vorzugsweise Frischluftoder Ofenluftdüsen können auch an anderer geeigneter Stelle des Ofens vorhanden sein, beispielsweise im Bereich der Ofenraumdecke, wie dies in Fig. 1 bei 11 dargestellt ist. Zweck dieser weiteren Düsen 10 und 11 ist es, der rotierenden Ofenatmosphäre kinetische Energie zuzuführen und dadurch für eine gleichmäßige und stetige Rotation der Ofenatmosphäre zu sorgen. Außerdem kann, wie bereits gesagt, durch die Zusatzdüsen auch ein örtliches Wärmedefizit ausgeglichen werden, in welchem Fall es sich bei den Zusatzdüsen ebenfalls um Brenner handeln muß.

Fig. 2 läßt erkennen, daß die Düsen oder Hochgeschwindigkeitsbrenner 9 über die Ofenlänge wechselweise auf

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den beiden Längsseiten 18 bzw. 19 des Ofens angeordnet sind. Fig. 1 läßt erkennen, daß beim erfindungsgemäßen Ofen die Packung des Brenngutes 8 bis zur Ofensohle 4, die durch die Oberfläche des Transportwagens 5 gebildet wird, herabgeführt ist.

Der Grundgedanke der beschriebenen Erfindung kann naturgemäß auch bei solchen Öfen angewandt werden, bei denen das Brenngut nicht mit Hilfe von Transportwagen durch den Tunnel geführt wird, sondern auf Schiebepaletten oder auch mit Hilfe von umlaufenden Kettengliedern oder mit Hilfe von Hubbalkensystemen geleitet wird. Derartige Öfen werden allgemein als Kanalöfen bezeichnet und sie können ebenfalls zur Realisierung der Erfindung herangezogen werden.

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2	Ofenraum	I	Il 54		Düsen	; 65	ι			80			•j
3	Ofensohle		I	Du ssn					81	I		Il
4	-TxfLaspDr.twag en Schienen		-Of-enseitenwand- pÄt-rahlr ic-h-t ung - Umlenksteine	66				82	I __J
5	Gleitdichtung		Leitnischen	Γ 67	j			83	I I j
6	Pppp ρ η nt	i	-Q-b-e-Tjer Abschnät	\|\|__68	j			84
7	Hohlkehle	■ 69 -\|_h-₇₀-			85
8	Längsseite	^r₇₁ -			86
9	-Längsseite- - -			87
10				88
11				89
YZ				90
m				91
14				92
15				93
16				94
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18			96
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Claims

Ludwig Riedhammer GmbH & Co KG, 8500 Nürnberg Ansprüche

1.) Tunnelofen zum Brennen von keramischen Werkstücken, insbesondere von Baukeramik, mit Aufheizzone, Brennzone und Abkühlzone, bei dem zur Einführung von gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen sowie von Verbrennungsluft und gegebenenfalls zusätzlicher Luft Düsen bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner über die Ofenlänge verteilt angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Düsen bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner (9) im Bereich der Ofenseitenwände (12) angeordnet sind,

daß die Strahlrichtung (13) der Düsen bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner (9) vertikal von oben nach

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unten verläuft und

daß mit Abstand von den Austrittsöffnungen der Düsen bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner (9) Umlenksteine (14) für die Düsenstrahlen sowie die quer zur Ofenlängsachse rotierende Ofengase angeordnet sind.

2.) Tunnelofen nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß in den seitlichen Ofenwänden (12) vertikale Leitnischen (15) für die Düsenstrahlen angeordnet sind, in deren oberen Abschnitten (16) sich die Düsen bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner (9) befinden .

3.) Tunnelofen nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Tiefe der Leitnischen (15) von oben nach unten abnimmt.

4.) Tunnelofen nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Breite der Leitnischen (15) von oben nach unten diffusorartig vergrößert ist.

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5.) Tunnelofen nach wenigstens einem der vorausgehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß im Bereich der Düsen bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner (9) Öffnungen für die Einleitung von zusätzlicher Diffusionsluft angeordnet sind.

6.) Tunnelofen nach wenigstens einem der vorausgehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet ^

daß die Umlenksteine (14} bordsteinartig über die Ofenlänge verlaufen und eine zum Ofenraum (3) gerichtete abgerundete Hohlkehle (17) aufweisen.

7.) Tunnelofen nach wenigstens einem der vorausgehenden Ansprüche

dadurch gekennzeichent,

daß im Bereich der Umlenksteine (14) Zusatzdüsen (10) mit horizontaler Strahlrichtung angeordnet sind.

8.) Tunnelofen nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,,
daß die Zusatzdilsen (107 Brenner sind.

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9.) Tunnelofen nach wenigstens einem der vorausgehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Düsen oder Hochgeschwindigkeitsbrenner (9) über die Ofenlänge wechselweise auf den beiden Längsseiten (18;19) des Ofens angeordnet sind.

10.) Tunnelofen nach wenigstens einem der vorausgehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Packung des Brenngutes (8) bis zur Ofensohle, z.B. die Oberfläche der Transportwagen (4) herabgeführt ist.

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