DE3025801C2

DE3025801C2 - Tunnelofen zum Brennen von keramischen Werkstücken

Info

Publication number: DE3025801C2
Application number: DE3025801A
Authority: DE
Inventors: Hermann 8500 Nürnberg Kremheller
Original assignee: Ludwig Riedhammer & Co Kg 8500 Nuernberg De GmbH; Ludwig Riedhammer & Co Kg 8500 Nuernberg GmbH
Current assignee: Ludwig Riedhammer GmbH and Co KG
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1982-10-28
Also published as: JPS5747181A; FR2486643A1; IT8122772A0; GB2081430A; GB2081430B; DE3025801A1; US4368036A; IT1137277B

Description

1.1 der Strahl der Düsen (9) in mindestens einer in Strahlrichtung in der Ofenseitenwand angeordneten Nische (15) verläuft,

\2 jeweils an dem der Austrittsöffnung der Düsen (9) gegenüberliegenden Ofenwandteil Umlenksteine (14) angeordnet sind, μ

2. Tunnelofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Leitnischen (15) von oben nach unten abnimmt

3. Tunnelofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Leitnischen (15) von oben nach unten diffusorartig vergrößert ist

4. Tunnelofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß im Bereich der Düsen bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner (9) öffnungen für die Einleitung von zusätzlicher Diffusionsluft angeordnet sind.

5. Tunnelofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenksteine (14) bordsteinartig über die Ofenlänge verlaufen und a eine zum Ofenraum (3) gerichtete abgerundete Hohlkehle (17) aufweisen.

6. Tunnelofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Umlenksteine (14) Zusatzdüsen (10) mit horizontaler <o Strahlrichtung angeordnet sind.

7. Tunnelofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzdüsen (10) Brenner sind.

8. Tunnelofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen oder Hochgeschwindigkeitsbrenner (9) über die Ofenlänge wechselweise auf den beiden Längsseiten (18; 19) des Ofens angeordnet sind.

9. Tunnelofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung des Brenngutes (8) bis zu Ofensohle, z. B. die Oberfläche der Transportwagen (4) herabgeführt ist.

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Die Erfindung betrifft einen 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 oder Hochgeschwindigkeitsbrenner (nachfolgend Düsen genannt) über die Ofenlänge verteilt angeordnet sind, wobei die Strahlrichtung der Düsen vertikal von oben nach unten verläuft.

Bei einem aus DE-OS 28 22 329 bekannten Industrieofen ähnlich dem Tunnelofen der eingangs genann ten Art wird das Wärmegut unmittelbar von den Brennerstrahlen beaufschlagt Solche Industrieöfen werden zur Wärmebehandlung von aus metallischen Werkstoffen bestehendem Wärmgut, nicht jedoch zum Brennen von Werkstücken aus vergleichsweise empfindlichem Werkstoff wie Baukeramik eingesetzt

Vorbekannte Tunnelofen speziell zum Brennen von Baukeramik weisen hingegen in den Ofenseitenwänden angeordnete Düsen mit horizontaler Strahlrichtung auf. Bei ihnen 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. Um insbesondere beim Eintritt des Brenngutes in die Aufheizzone örtliche Überhitzungen, wie sie durch mehr oder weniger punktförmiges Auftreffen des Brer.'.ierstrahles eintreten können, sorgfältig zu vermeiden, wird bei den bekannten öfen das Brenngut auf einer mit einem gewissen Abstand oberhalb der Oberfläche des Transportwagens vorgesehenen Setzplatte gestapelt In den dadurch geschaffenen Abstandsraum können die Brennerstrahlen unschädlich für das empfindliche Brenngut eintreten. Durch diese Anordnung ist jedoch eine volle Ausnützung des Ofenraumes zu Brennzwecken beeinträchtigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Tunnelofen der eingangs genannten 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, wobei der Begriff »Nische« keine Aussage über die absolute Nischenbreite — gemessen in Tunnellängsrichtung — enthält So kann sich eine Nische auch über mehrere Düsen in Tunnellängsrichtung erstrecken, obwohl die Zuordnung jeweils nur einer Nische zu einer vertikal ausgerichteten Düse besonders vorteilhaft ist.

Die Leitnischen sind 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 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 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 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 Ofenatmosphäre weitere kinetische Rotationsenergie zuzuführen. Die Zusatzdüsen können aber auch dazu herangezogen werden, ein örtlich bestehendes Wärmedefizit auszugleichen.

Um eine weitgehend gleichmäßige Aufheizung der beiden wärmeverbrauchenden Zonen des- Ofens (Aufhetzzone und Brennzone) sowie eine ebenfalls gleichmäßige Abkühlung der Kühlzone des Ofens zu erreichen, werden die Düsen über die Ofenlänge wechselweise auf den beiden Längsseiten des Ofens angeordnet Auf diese Weise lassen sich einseitige Ofenüberhitzungen bzw. -abkühlung'?:) 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 erfindungsgemäßen Ofen möglich ist, die Packung des Brenngutes bis zur Ofensohle, also meist der Oberfläche der Transportwagen, herabzuführen. Der sonst üblicherweise vorgesehene Spalt zwischen Ofensohle (Oberfläche der Transportwagen) und Unterkante des Bre.ingutes bzw. der Setzplatte kann hier ganz oder teilweise eingespart werden, was zu erhöhter Ausnutzung des Ofenraumes führt

In gleicher Weise v/ie die wärmeverbrauchenden Zonen (Aufheizzone und Brennzont) des Ofens ist auch die Abkühlzone des Ofens ausgerüstet Anstelle der Düsen 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 unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es stellt dar

F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform des Ofens;

F i g. 2 einen schematischen horizontalen Längsschnitt durch einen Ofen gemäß F i g. 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 S gelagert

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

Der Tunnelofen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen 9 (in der Kühlzone handelt es sich um Luftdüsen) im Bereich der Ofenseitenwände 12 angeordnet sind, daß die Strahlrichtung 13 (symbolisiert durch einen Pfeil) dieser Düsen vertikal von oben nach unten verläuft und daß mit Abstand von den Austrittsöffnungen der Düsen 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 oberem Abschnitt 16 sich die Düsen 9 befinden. Die Zeichnung,

ίο F i g. 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 Ofenatmosphäre wirbelfrei umzulenken. Infolge der sich über die gesamte Ofenlänge erstreckenden Ausdehnung der Umlenksteine sind diese in F i g. 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

in 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 F i g. 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 9 über die Ofenlänge wechselweise auf den beiden Längsseiten 18 bzw. 19 des Ofens angeordnet sind. F i g. 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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 oder Hochgeschwindigkeitsbrenner (nachfolgend Düsen genannt) über die Ofenlänge verteilt angeordnet sind, wobei die Strahlrichtung der Düsen vertikal von oben nach unten verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß