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Ringtunnelofen. Gegenstand der Erfindung bildet ein Ringtunnelofen
zum Brennen keramischer Erzeugnisse u. dgl. sowie zum Rösten, Döri-en, Trocknen
beliebiger Rohstoffe oder Halberzeugnisse.
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Die Erzeugung der erforderlichen Temperaturen kann mit Hilfe geeigneter
Feuerungen durch Kohle, Holz, Kohlenstaub, flüssige und gasförmige Brennstoffe oder
auch auf elektrischem Wege durch Widerstands- oder Induktionswirkung erfolgen.
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Die bisher bekannten und gebräuchlichen Tunnelöfen, mögen sie nun
mittelbar .oder unmittelbar beheizt werden, bestehen aus einem langgestreckten geraden
Tunnel, welcher auf der Sohle ein Gleis trägt, das zum Fortbewegen der mit Brenngut
beladenen Wagen dient. Das Brennen selbst geschieht in bekannter Weise in der, in
der Mitte des Tunnels liegenden Brennkammer, durch welche die Wagenkette hindurchgeschoben
wird. Verbrennungsluft und Verbrennungsgase bewegen sich im Gegenstrom zur Wagenbewegung,
das Brenngut abkühlend bzw. vorwärmend.
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Man hat ferner Ringtunnelöfen konstruiert, bei welchen der Tunnel
die Form eines kreisrunden Ringes mit einer gemeinsamen Füll- und Ausnehmestelle
hat. Es sollte hierbei das lästige An- und Abkuppeln der Wagen, andererseits durch
Verwendung drehbühnenartiger Gestelle oder Schwimmpontons ein ruhigerer, erschütterungsfreierer
Gang der Ofensohle erzielt werden.
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Der gleichzeitig durch die Ringform angestrebte Vorteil einer Platzersparnis
konnte bislang jedoch nicht erzielt werden, weil die angewandten Beheizungsweisen
die gleichen geblieben waren wie beiden bisherigen langgestreckten geraden Tunnelöfen.
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Die Vorbedingung für die gewünschte Platzersparnis, die nur in der
Art der Beheizung und darin begründeter .Verkürzung der Tunnellänge liegen kann,
wird erst durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gegeben.
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Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß die beim Ringtunnelofen
zum Ring geschlossene Ofensohle dazu benutzt wird, in geeigneter Weise die Beheizung
des Brenngutes zu übernehmen.
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Während bisher die Ofensohle bei allen anderen Systemen abkühlend
wirkte und dieses ungünstige Verhalten noch dadurch verstärkt wurde, daß naturgemäß
die Hitze nach oben steigt, so daß unter dem Gewölbe stets die größten Temperaturen
herrschten, sind diese Nachteile durch die die Erfindung ausmachende Beheizung der
Ofensohle gänzlich vermieden.
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Während also bisher die Hitze langsam von den Seiten und von oben
nach unten fortschreitend die Abkühlung durch die Ofensohle überwinden mußte, nimmt
sie jetzt ihren Ausgang von der Ofensohle und bewirkt, ihrem natürlichen Auftrieb
folgend, eine schnelle und gleichmäßige Erhitzung des Brenngutes. Hierin liegt die
Verkürzung der Brennzeit begründet, durch welche sich dann der bessere Wirkungsgrad
ohne weiteres ergibt.
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Das Ausführungsbeispiel zeigt einen mittelbar mit Gas beheizten Ofen,
dessen Ofensohle in bekannter Weise auf Schwimmpontons oder einem drehbühnenartigen
Gestell angeordnet ist.
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Abb. i zeigt einen Grundriß des Ringtunnelofens, und zwar ist dieser
Grundriß auf der linken Hälfte in Ansicht und auf der rechten Hälfte im Schnitt
nach Linie N-0 der Abb.2 dargestellt.
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Abb. 2 zeigt den Ofen auf der rechten Hälfte in Ansicht nach der Linie
B-C der Abb. i in Richtung des Pfeiles M gesehen, während die linke Hälfte einen
Schnitt nach Linie D-E der Abb. i veranschaulicht.
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Abb. 3 ist ein Querschnitt nach den Linien A-B-C der Abb. i.
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Abb.4, 5 und 6 zeigen ein besonderes Ausführungsbeispiel der Ofensohle,
und zwar ist Abb. 4 ein Querschnitt und Abb. 5 ein Längsschnitt nach Linie H-1 von
Abb.4, während Abb.6 einen Schnitt nach Linie K-L der Abb. 5 darstellt.
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Abb. 7 stellt eine Einzelheit dar, und zwar im Schnitt nach Linie
F-G der Abb. 3.
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Der Ringtunnelofen besteht im wesentlichen aus einem zu einem Kreisring
ausgebildeten Tunnel ohne Anfang und ohne Ende. Nur dadurch, daß aus dem Ring- an
der Stelle C1 ein Stück herausgeschnitten bzw. der Ring nicht als Tunnelgewölbe
ausgebildet ist, entstehen eine Ein- und Austrittsöffnung, die verhältnismäßig nahe
beieinanderliegen. Der dazwischenliegende Raum ist zugleich Füll- und Ausnehmeraum
für die zu brennende
und die gebrannte Ware. Die Wände ,des Tunnels
werden aus konzentrisch zueinander liegenden Ringmauern gebildet, welche auf Betonwänden
ruhen. - Der Betonunterbau umschließt mittels der äußeren Ringwand, des Bodens und
des Mittelfundaments mit überragendem Rand einen ringförmigen Hohlraum, in dessen
Inneren sich ein ringförmiger Schwimmponton oder Ringschiff W ,befindet. Der frei
bleibende Hohlrauen wird mit so viel Wasser angefüllt, daß das Ringschiff W schwimmt
und .außer seinem Eigengewicht noch die Kanalsohle S mit den drauf angeordneten
gasbeheizten Ringmuffeln M, und das Brenngut trägt. Das Ringschiff W als solches
ist mittels der Gleitringe a und b an der inneren Betonwand geführt, -so
daß es sich spielfrei und genau konzentrisch zu den Ofenwandungen drehen .kann.
In senkrechter Richtung wird iagegen das Dingschiff W an der Gleitbahn c geführt.
Letztere dient nicht nur zur Fübrung, sondern auch zur Aufnahme des nach oben gerichteten
Achsialdruckes, welcher aus dem Überschuß an Auftrieb entsteht. Das Ringschiff W
trägt xrun (Abb. 2 und 3) als unteren Abschluß des Brennkanals M3 die aus feuerfesten
Steinen gemauerte Kanalsohle S. Zu beiden Seiten am unteren Teil der Kanalsohle
S sind Sandrinnen R angebracht, welche in rler üblichen Weise den Brennraum M$ .gegen
den unteren Raum (Wand WJ abdichten. Auf der Kanalsohle S ruhen in sich geseWossem
verlaufende, ringförmige Heizmuffeln M2, welche von unten her aus den unter der
Sohle im Ringschiff W liegenden Gasanschlußköpfen V beheizt werden. Wie aus dem
Grundriß des Ringtunnelo.fens in Abb. i zu ersehen ist, ist auf dem ganzen Umfang
eine große Anzahl Gasanschlußkqpfe V unter der Ofensohle verteilt. Die Schnittlinie
A-B-C (Abb. i) verläuft auf .der einen Seite durch einen derartigen Gasanschluß,
auf der anderen Seite zwischen zwei Gasanschlüssen hindurch. Im linken Schnitt-Wd
der Abb.3 ist der betreffende Gasansehluß an der Stelle T mit der von oben vom Generator
G kommenden heb- und senkbaren Gaszuleitung Z durch Sandringverschluß gekuppelt.
Diese Kupplung erfolgt an den Stellen T und T1 (Abb. i) gleichzeitig. Der Gasstrom
gelangt also vom Generator auf dem kürzesten Wege, ohne -inzwischen eine Abkühlung
zu erfahren, in die -eigentlichen Gasamsc'111ußköpfe V und,durch die mittels Handhebel
zu betätigenden Drehschieber oder V enta'1e d in die aufsteigenden Gasschächte zu
den Rimgmuffeln ME. Die Gaszufuhr jeder einzel-n= Ringmuffel kamn somit .nach
Belieben geregelt werden. Abb. 7 gibt -einen Längsschnitt clurch die Kanalsohle
und zeigt deren Aufbau. Es sind hier zwei Gasanschlußköpfe V zwischen dem Tragwerk
des Ringschiffes W angeordnet. Darüber befindet sich der gemauerte Teil der Gasdüsen
D, und zwischen diesen spannt sich ein Bogen Q mit Schlitzlöchern 1, welche auch
aus dem Querschnitt des Ofens in Abb. 3 rechts zu ersehen sind. Der Bogen O trägt
die Heizmuffeln -M". Die Anordnung kann natürlich auch anders getroffen werden,
wie in Abb. q. bis 6 gezeigt wird, und stellt nur eine der verschiedenen möglichen
Ausführungsformen dar. Zwischen den Schlitzgewölben und dem Barunterliegenden massiven
Teil (Abb. 7) der Kanalsohle S befindet sich ein freier Luftraum, welcher dem Luftumlauf
und damit der schnellen Erwärmung des Ofeninhaltes dienen soll.
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Das Brenngut wird bei dieser Ausführung der Ofensohle auf den terrassenförmig
abgestuften Heizmuffeln aufgebaut und gewissermaßen von innen heraus erhitzt. Die
erhitzte Luft steigt, da die Erhitzung zunächst von unten erfolgt, zwischen dem
Brenngut huch, kühlt sich am Gewölbe und an den Seitenwänden ab, fällt herab und
durchströmt den Hohlraum zwischen Schlitzgewölbe und unterer Kanalsohle, letztere
kühlend, sich selbst erwärmend und tritt endlich durch die Schlitze 1i (Abb. 3)
zwischen die Heizmuffeln M2, wodurch infolge der guten Verteilung zwischen den Muffeln
eine rasche und wirksame Erhitzung des Ringkanals M3 stattfindet. Hochströmend und
sich zwischen dem aufgestapelten Brenngut verteilend, bringt sie letzteres rasch
und gleichmäßig auf Hochglut. Diese Neuerung in der Kanalbeheizung bringt große-
Vorteile hinsichtlich eirer gleichmäßigen Temperaturverteilung im Kanalquerschnitt
für das Brenngut und damit verbundenen geringsten Brandausfall mit sich. Gleichzeitig
aber geht diese gleichmäßige Erhitzung äußerst rasch vor sich; man braucht nicht
mehr so lange wie sonst nachzubrennen, wenn die Segerkegel der oberen und mittleren
Kanalteile längst gefallen sind und nur einzelne Teile im unteren Kanalteile bei
der bisherigen Heizungsart zurückblieben. Insbesondere wird dies erreicht durch
die von innen herauskommende Erhitzung, welche besonders einfach beim Ringtunnelsystem
und schwimmendem Ringschiff verwendbar ,ist. Durch diese Art der Erhitzung ist ein
weiterer Vorteil, und zwar verminderte Gesamtstrahlungsverluste infolge der niedrigen
Kanalwandungsterriperaturen gegeben, wodurch u. a. die Brennstoffersparnisse erzielt
werden. Die Fortbewegung der Ofensohle kann in einfachster Weise durch einen an
der Betondecke angebrachten Zahn-oder Schneckenkranz und ein mit diesem zusammen
arbeitendes Vorgelege, welches am
Ringschiff befestigt ist, erfolgen.
Der Antrieb des Vorgeleges kann zweckmäßig durch einen unmittelbar gekuppelten Elektromotor
erfolgen.
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In Abb.:I bis 6 ist eine weitere Ausführungsform der Ringmuffelbeheizung
im Schnitt dargestellt. An Stelle der terrassenförmigen Anordnung der Ringmuffeln
ist hier eine schmale hohe Muffel M4 gewählt «-orden. In der Wirkung verhält sie
sich ähnlich wie die terrassenförmigenRingmuffeln, sie läßt jedoch seitlich genügend
Platz für das aufzustapelnde Brenngut, welches in diesem Fall unmittelbar auf der
Ofensohle steht. Die Muffel M4 selbst stützt sich durch ein Gewölbe MS von Brenndüse
zu Bre:jndüse (Abb. 4 und 5). Die Gaszuführungen g münden hier seitlich in der Muffel.
Die eigentliche Kanalsohle, auf welcher das Brenngut ruht, besteht aus einzelnen
Kreisringsegmenten P, welche zusammen mit den Düsenbrücken D die geschlossene ringförmige
Kanalsohle bilden. Die SegmenteP sind jedoch nicht fest mit den Düsenbrücken vermauert,
sondern ruhen auf geeigneten Unterlagen U, welche mittels der Führungen f an der
Eisenkonstruktion des Ringschiffes W geführt und gehalten werden. Die Unterlagen
U tragen an ihrem Umfang Sandrinnen R und dichten mittels eintauchender Blechränder
den Brennkanal nach unten zu ab. Diese Einrichtung braucht für gewöhnlich bei störungsfreiem
Gange des Ofens nicht in Tätigkeit zu treten, gibt aber die Möglichkeit, bei. versacktem
und im Kanal verklemmtem Brenngut die betreffenden Stellen durch Senken der ganzen
Ringsegmente mit darauf ruhendem Brenngut nach unten frei zu machen. Dieses Senken
der Ringsegmente kann durch mechanische Einrichtungen auf verschiedene Weise geschehen.
Bei der dargestellten Ausführung besitzt die Unterlage in der Mitte _ ein Gewinde,
dessen Durchgangsloch oberhalb im Sohlenmauerwerk durch einen Schamottepfropfen
X, (Abb.6) verschlossen wird. Mittels einer eingeschraubten Spindel Y" welche ähnlich
einer Wagenwinde durch Schnecke und langstieligen Schlüssel betätigt werden kann,
wird die obenerwähnte Senkung be-,virkt, darauf mittels Krücken das in Glut befindliche
Brenngut entfernt und die Segmentplattform wieder in ihre Ruhelage gebracht, d.
h. die Kanalsohle zum Ganzen geschlossen. Die ganze Unterbrechung dauert im Höchstfall
eine halbe Stunde, worauf das Brennen fortgesetzt werden kann, ohne daß durch den
Vorgang außer dem versackten Brenngut der übrige Ofeninhalt in Mitleidenschaft gezogen
wäre. Wenn auch ein Versacken des Brenngutes bei dem erschütterungsfreien Gang der
Ofensohle kaum mehr erfolgen wird, so sind doch die Folgen im eintretenden Falle
äußerst unangenehm und mit großen Zeit- und Gutverlusten verknüpft. Durch die teilweise
Senkbarkeit der Ofensohle werden diese Verluste wesentlich verringert bzw. ganz
vermieden. Zwischen den beiden Enden des Tunnelgewölbes liegen bei C, (Abb. i) der
Füll- und Ausnahmeraum, und unterhalb derselben treten an dieser Stelle die Ringmuffeln
frei zutage. Durch einen Pfeil ist hier die Drehrichtung der Ofensohle angegeben.
Gegenüber liegt bei den beiden Gaszuführungen T und Tl die Brennzone. Der Gaserzeuger
sollte bei einem Brennofenbetrieb stets so nahe wie möglich an die Verbrauchsstelle
gerückt werden. Dem ist dadurch vollkommen Rechnung getragen, daß der Gaserzeuger
G und der Schornstein X zum Abziehen der Verbrennungsgase in dem freien Raum innerhalb
des Ofens angeordnet sind. Der Schornsteinfuchs ist mittels des Überleitungsrohres
Y mit den beiden letzten Gasverteilungskästen V, und V2 verbunden. Die .abgekühlten
Verbrennungsgase werden auf diesem Wege aus den Ringmuffeln in den Schornstein befördert,
von wo sie in der üblichen Weise durch natürlichen oder künstlichen Zug ins Freie
gelangen. Die den Ofeninnenraum quer von L,_ bis 0, durchschneidende Mauer M, schließt
den Generatorbetrieb einschließlich Schornstein und den von der Generatorbedienungsmannschaft
zu betätigenden Nebenmaschinen vom übrigen Ofenraum vollkommen ab. Der Generatorraum
ist oberhalb durch die Kohlenbühne B, abgeschlossen. Links ;der Mauer 2,1, sind
über dem Ringtunnel Abzugskanäle K, für die Verbrennungsluft angeordnet, und zwar
im vorliegenden Falle vier. Die erforderliche Anzahl ist von Fall zu Fall zu ermitteln.
Diese Abzugskanäle sind einerseits durch die im Tunnelgewölbe befindlichen Löcher
L2 mit dem Kanalinnern verbunden, während sie auf der inneren Ofenseite (Abb.2)
abwärts geführt sind und in einen Anschlußstutzen A, münden. Diese Anschlußstutzen,
welche Sandrinnendichtung besitzen, können durch Deckel verschlossen oder mittels
der Überleitungsrohre R, mit den Gasanschlußköpfen V verbunden werden.
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Die Arbeitsweise des Ringtunnelofens ist folgende: Das auf der in
der Pfeilrichtung umlaufenden Ofensohle aufgeschichtete Brenngut bewegt sich absatzweise
von der Eingangsöffnung bei C, langsam zur Brennzone bei A..
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Die Verbrennungsgase, welche bei AZ ihre höchste Temperatur haben,
durchstreichen die Ringmuffeln M2 in entgegengesetzter Richtung von Az nach C,,
dabei die Ringmuffeln erhitzend und mittelbar das Brenngut auf dein Wege von C,
nach AZ langsam vorwärmend.
Die Regelung der Verbrennung erfolgt
durch die Gasschieber d (Abb. 3 und 4.) bei den Gasanschlüssen T und Tj. Die Absaugwng
der Verbrennungsgase erfolgt kurz vor Tunneleingang durch die Gasanschlüsse hl und
T12, welche zu diesem Zweck durch das Rohr I" mit dem Schornsteinfuchs verbunden
sind. Alle dazwischenliegenden Gasanschlüsse Il sind durch Deckel verschlossen,
haben also keinen Einfluß auf den Gang des Ofens. Die Erhitzung der für die Verbrennung
erforderlichen Luft geschieht in der Weise, daß infolge der absaugenden Wirkung
des Schornsteinzuges an dem anderen Tunnelende ein Nachströmen kalter Verbrennungsluft
erfolgt. Diese tritt bei Cl ein und kühlt in bekannter Weise das sich in entgegengesetzter
Richtung dem Ausgange zu bewegende Brenngut, sich selbst daran erwärmend. Durch
die Absaugkanäle K1 und die im Gewölbe befindlichen Öffnungen L, wird die in dem
Tunnelabschnitt Hl, H2, H2, H,, auf verschiedene Temperaturen erhitzte Einströmluft
abgesaugt, gelangt durch die Überleitungsrohre R, und die Gasanschlüsse TI in die
Ringmuffel und durchströmt diese bis zur Verbrennungszone, dabei in dem letzten
Teile Hochglut annehmend. In diesem Zustande trifft sie zuerst mit dem Gasstrom,
welcher durch den Gasanschluß T eingeleitet wird, zusammen und bewirkt dessen Verbrennung.
Bei T, kommt infolge nochmaliger Gaszuführung eine zweite Verbrennung mit dem vom
ersten Verbrennungsvorgang bei T verbleibenden Luftüberschuß zustande. Die erforderliche
genaue Regelung der Gaszufuhr erfolgt durch die Drehschieber d, so daß jeder einzelnen
der Ringmuffeln die gewünschte Temperatur gegeben werden kann. In gleicher Weise
wird die Menge der erhitzten Verbrennungsluft und deren Temperatur mittels der Drehschieber
d bei I-71 bis H,, geregelt. In der Füllzone Cl werden die Ringmuffeln mittels
geeigneter Schieber o. dgl. abgeschlossen.
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Wenn beim Fortschreiten des Brennvorganges eine Drehung der Ofensohle
erforderlich wird, wird die Gaszuführung Z durch Ventile geschlossen und angehoben
sowie die entkuppelten Gasanschlüsse V durch Deckel verschlossen. Das gleiche geschieht
mit dem Oberleitungsrohr I' und den überströmkrümmern R, Die Ofensohle wird um eine
Teilung gedreht und. die Verbindung wie vorher wiederhergestellt.
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An Stelle der Schwimmpontons bzw. des Ringschiffes kann auch -in dem
Raum unter dem überragenden Teile des inneren Ofenfundaments ein Ringschienensystem
angeordnet werden, auf welchem eine geeignete Drehbühnenkonstruktion auf Rädern
oder Gleitbahnen läuft und ihrerseits die Ofensohle tragt.