DE3804458A1 - Wagen fuer einen tunnelofen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Wagen oder Schlitten, die zur Verwendung in Tunnelöfen geeignet sind.

Zum Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, wird auf die Fig. 5-7 Bezug genommen.

Wie die Fig. 5 als Beispiel zeigt, liegen in einem Tunnelofen, in dem geformte keramische Körper (im folgenden als Formkörper bezeichnet) durch an den Seiten des Tunnelofens angeordnete Brenner in einem "Unterfeuerungssystem" ge­ brannt werden, die Brenner 13-1 und 13-2 in Gegenüberla­ ge zueinander an den unteren Teilen der Ofenwände 12 die­ ses Tunnelofens 11, so daß die Formkörper 14 durch Erhitzen des Inneren des Tunnelofens mit Hilfe der Brennströme (im folgenden als Brenngasströme bezeichnet) gebrannt werden. Im einzelnen werden die Formkörper 14 auf einem im Ofen be­ wegbaren Wagen 15 durch Stützen 16 getragen. Die einander gegenüberliegenden Brenner 13-1 und 13-2 werden gezündet, und ihre Brenngasströme werden in einen Brennraum 17 ge­ führt, der durch die Stützen 16 bestimmt ist, so daß die Formkörper 14 von der Unterseite her gebrannt werden.

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Tunnelofen 11 sind die Brenner 13-1 und 13-3 an oberen und unteren Teilen der Ofenwände 12 angeordnet, so daß Brennräume 17 oberhalb und unterhalb der Formkörper gebildet werden, wobei die Formkörper 14 durch Gestellplatten 18 und die Stützen 16 in zwei Etagen aufeinandergesetzt sind und im Ofen gebrannt werden. Wenn die Formkörper mit dieser Technik gebrannt werden, so ist es auch bekannt, eine umgebende Gasatmosphäre um die Formkörper herum durch die Brenngasströme von den oberen und unteren, einander gegenüberliegenden Brennern umzuwälzen, so daß die Temperaturverteilung im Ofen verbessert wird.

Wie die Fig. 6a und 6b jeweils im Schnitt bzw. in einer Perspektive zeigen, haben die bisher auf dem Wagen 15 verwen­ deten Stützen 16 einen rechteckigen bzw. quadratischen Quer­ schnitt. Demzufolge treffen die Brenngasströme unmittelbar auf die einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Stützen 16, die sich vor den Brennern 13-1 und 13-2 befinden, wenn die Formkörper im Tunnelofen 11 durch die Wagen 15 bewegt werden. Das hat zum Ergebnis, daß die Brenngasströme aufge­ rissen bzw. aufwärts längs des Wagens geblasen werden, ohne daß sie im Brennraum oberhalb des Wagens verbrannt werden, und daß die Brenngasströme unmittelbar mit den Formkörpern in Berührung kommen. Demzufolge können die Formkörper ge­ schmolzen, gespalten oder zum Reißen gebracht, verformt oder in ihrer Farbe verändert werden, was auf die ungleich­ mäßige Brenn- oder Wärmeschrumpfung der Formkörper bei ho­ hen Temperaturen zurückzuführen ist.

Die die oberen und unteren Brenner 13-1 und 13-3 aufweisende, in Fig. 7 gezeigte Konstruktion hat den Nachteil, daß der Umwälzeffekt um die Formkörper herum schwächer und die Temperaturverteilung zwischen den oberen sowie unteren Tei­ len des Tunnelofens ungleichförmig wird.

Im Hinblick auf den Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, die oben herausgestellten Probleme sowie Nach­ teile zu vermeiden und Wagen zur Verwendung in Tunnelöfen zu schaffen, durch die der Brenngasstrom innerhalb des Ofens - selbst bei einem Unterfeuerungssystem - vergleichmäßigt und demzufolge ein Schmelzen, Springen, Verformen oder eine Farbänderung der Formkörper nicht hervorgerufen wird.

Die Wagen gemäß der Erfindung werden in einem Tunnelofen verwendet, um Formkörper durch deren Beheizung mit einer Mehrzahl von an den Seiten im Tunnelofen angeordneten Bren­ nern zu brennen, und zeichnen sich dadurch aus, daß wenig­ stens diejenigen Stützen, mit denen die Brenngasströme von den Brennern unmittelbar in Berührung kommen, mit Bezug zum Brenngasstrom in einer stromlinienförmigen Gestalt ausge­ bildet sind.

Da durch die oben genannte Ausbildung die Stützen vor den Brennern, mit denen die Brenngasströme in Berührung kommen, stromlinienförmig mit Bezug zum Brenngasstrom gestaltet sind, wird eine Turbulenz der Brenngasströme selbst dann minimiert, wenn die Stützen direkt sich vor den Brennern befinden, so daß die Temperaturverteilung innerhalb des Ofens gleichför­ mig wird.

Der Fall, wobei alle Stützen stromlinienförmig ausgestaltet sind, wird mehr bevorzugt als der Fall, wobei nur diejeni­ gen Stützen des Wagens, mit denen die Brenngasströme unmit­ telbar in Berührung kommen, eine stromlinienförmige Gestalt aufweisen, weil im erstgenannten Fall eine Turbulenz schwer­ lich oder kaum an solchen Stützen auftreten wird, die vom Brenngasstrom nicht direkt getroffen werden.

Wenn die stromlinienförmige Gestalt der Stützen einen ellip­ tischen Querschnitt hat, wobei dessen im wesentlichen paral­ lele Teile parallel zum Brenngasstrom liegen, dann wird zu­ sätzlich der Widerstand gegenüber dem Brenngasstrom am gering­ sten. Insofern wird diese Gestalt bevorzugt, da sie eine geringere Turbulenz des Brenngasstroms zur Folge hat.

Die Aufgabe und weitere Ziele der Erfindung wie auch deren Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausgestaltungen deutlich, wobei die Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist, sondern dem Fachmann nach Kenntnis der vermittelten Lehre Abwandlungen und Abänderungen ermöglicht werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es zeigen:

Fig. 1a-4a und Fig. 1b-4b Schnitt- bzw. Perspektivdar­ stellungen von Stützen für Wagen gemäß der Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen;

Fig. 5 und 7 Querschnitte von Beispielen für Tunnelöfen;

Fig. 6a und 6b eine Schnitt- bzw. Perspektivdarstellung einer beispielhaften herkömmlichen Stütze für Tunnelofenwagen.

Die Stütze 1 in der Ausführungsform nach den Fig. 1a und 1b hat einen elliptischen Querschnitt, wobei die in Richtung des durch einen Pfeil angedeuteten Brenngasstroms liegenden längeren Seiten zum Brenngasstrom parallel angeordnet sind, jedoch eine relativ geringe Länge haben.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 weist die Stütze einen Querschnitt in Rhombengestalt auf, wobei der Brenngasstrom (Pfeil) längs der längeren Erstreckung des Rhombus strömt.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 3 weist die gesamte Stütze eine Rhombengestalt mit einer Höhlung auf, wobei im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 2 nicht nur derje­ nige Teil, auf den der Brenngasstrom trifft, rhombenförmig ausgebildet ist, sondern die Stütze auf ganzer Höhe ein Rhombus ist.

Bei der Ausführungsform von Fig. 4, die derjenigen von Fig. 1 ähnlich ist, ist die Länge der zum Brenngasstrom im wesentlichen parallelen Teile gegenüber der Ausführungsform von Fig. 1 vergrößert.

Bei allen vorerwähnten Ausführungsformen trifft der Brenngasstrom immer auf eine schmale oder spitze Fläche einer im wesentlichen elliptisch gestalteten Stütze auf.

Die erfindungsgemäße Stütze 1 und die in der Fig. 6 gezeig­ te herkömmliche Stütze 16 wurden auf einen Wagen gesetzt, worauf Gas um die Stützen mit einer vorgegebenen Geschwin­ digkeit geführt wurde, um einen tatsächlichen Zustand inner­ halb eines Tunnelofens zu simulieren oder anzunehmen. Mit Bezug auf die jeweiligen Stützen wurden die Gasstromturbu­ lenz, die Gasgeschwindigkeit, ein induzierter Gasrückführ­ prozentsatz an der Brennermündung, ein Unteretagen-Strömungs­ beschränkungseffekt und eine Gesamtbewertung bestimmt.

Hinsichtlich der Gasstromturbulenz wurde der Gasstrom nahe der vor einem Brenner angeordneten Stütze beobachtet oder gemessen, wenn das Gas mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit vom Brenner zugeführt wurde, und es wurde eine Bewer­ tung durch ○, ∆ und × durchgeführt, wobei diese Zeichen jeweils Stützen, die eine Gasströmung ohne das Hervorrufen von Turbulenz oder irgendeines nennenswerten Widerstandes erlaubten, Stützen, welche eine geringe Turbulenz hervorriefen und deren Widerstand als zulässig angesehen wurde, und Stützen, die eine hohe Turbulenz mit einem großen Widerstand erzeugten, bezeichnen.

Die Gasgeschwindigkeit wurde durch Messen der Geschwindig­ keit des eine Ofenwand erreichenden Gases, wenn drei Stützen vor einem Brenner in einer Breitenrichtung des Ofens angeordnet waren und Gas vom gegenüberliegenden Brenner mit einer Geschwindigkeit von 12,0 m/s zugeführt wurde, be­ stimmt.

Der induzierte Gasrückführprozentsatz an der Brennermündung wurde durch die folgende Gleichung bestimmt:

Rückführprozentsatz (%) = [B/(A - B)] × 100,

worin A und B eine vom Brenner abgeblasene Gasmenge bzw. eine zum Brenner zurückgeführte Gasmenge sind.

Der Unteretagen-Strömungsbeschränkungseffekt soll eine Wir­ kung auf eine Beschränkung der Strömung in der Ofenlängsrich­ tung untersuchen und wird durch Messen der Gasgeschwindig­ keit bestimmt, wenn das Gas durch die dritte Stütze in der Ofenlängsrichtung tritt, wobei angenommen wird, daß die Gas­ geschwindigkeit im Tunnelofen 5 m/s ist.

Ferner wurden die Gesamtbewertungen durch die Zeichen ○ und ∆ festgestellt, welche Stützen bezeichnen, die im Ver­ gleich mit der herkömmlichen Technik in bezug auf die Turbu­ lenz der Gasströme, auf die Gasgeschwindigkeit, auf den in­ duzierten Gasrückführprozentsatz an der Brennermündung und auf den Unteretagen-Strömungsbeschränkungseffekt insgesamt verbessert waren, bzw. Stützen, bei denen die obigen kenn­ zeichnenden Merkmale in einem gewissen Ausmaß verbessert waren. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle auf­ getragen.

Tabelle

Wie aus den Ergebnissen der Tabelle klar wird, zeigen die erfindungsgemäßen Stützen mit den Ausgestaltungen nach den Fig. 1-4 Bewertungsergebnisse, die in fast allen Fällen mit Bezug auf jeden der Bewertungsgesichtspunkte den für eine herkömmliche Stütze mit rechteckigem Querschnitt (Fig. 6) erhaltenen Ergebnissen weit überlegen und diesen gegenüber ausgezeichnet sind. Insbesondere ist zu erkennen, daß die Stütze von elliptischem Querschnitt mit im wesentlichen zur Gasströmung parallelen und längeren Teilen (Fig. 4) im Vergleich mit der herkömmlichen Stütze ganz hervorragende Bewertungsergebnisse zeigt.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, werden die Stützen für Wagen von Tunnelöfen, die gemäß der Erfin­ dung ausgebildet sind und mit denen der Brenngasstrom unmittelbar in Berührung kommt, stromlinienförmig mit Bezug zum Brenn­ gasstrom gestaltet. Dadurch kann die Turbulenz des Brenngasstroms minimiert werden, so daß die Temperaturverteilung in­ nerhalb des Ofens mehr vergleichmäßigt wird.

Durch die Erfindung wird ein Wagen zur Verwendung in einem Tunnelofen, welcher zum Brennen von Formkörpern durch deren Erhitzen unter Verwendung von einer Mehrzahl von an den In­ nenseiten des Tunnelofens vorgesehenen Brennern dient, offen­ bart. Der Wagen ist mit Stützen ausgestattet, von denen wenig­ stens diejenigen, mit denen ein Brenngasstrom von den Bren­ nern unmittelbar in Berührung kommt, eine stromlinienförmige Gestalt mit Bezug zum Brenngasstrom haben. Durch diese Kon­ struktion kann eine Turbulenz des Brenngasstroms minimiert werden, um die Temperaturverteilung innerhalb des Ofens gleichförmiger zu machen.

Claims (3)

1. Wagen für einen Tunnelofen zum Brennen von Formkörpern durch deren Erhitzen mittels einer Mehrzahl von innerhalb des Tunnelofens an dessen Seiten angeordneten Brennern, wobei der Wagen mit Stützen versehen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens diejenigen Stützen (1), mit denen ein Brenngasstrom unmittelbar in Berührung kommt, mit Be­ zug zum Brenngasstrom eine stromlinienförmige Gestalt aufweisen.

2. Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Stützen (1) mit Bezug zum Brenngasstrom eine stromli­ nienförmige Gestalt haben.

3. Wagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (1) einen elliptischen Querschnitt mit im wesentlichen parallelen Teilen, die parallel zum Brenngasstrom liegen, haben.