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Ofen mit fortlaufender Beschickung, insbesondere Emailbrennofen Zum
Brennen von Emailwaren sind außer den bekannten Muffelöfen und Doppelmuffelöfen
für absatzweise Beschickung seit einigen Jahren Ofen mit dauerndem Durchgang des
Brenngutes in Betrieb. Die ältesten waren einfache gerade Tunnelöfen. Diese haben
den großen Nachteil, daß die Wärme des ausfahrenden Gutes verlorengeht, und es sind
die Strahlungsverluste bei diesen sehr langgestreckten Ofen wegen ihrer großen Oberfläche
sehr bedeutend. Um die Wärme des ausfahrenden Gutes zum Teil zurückzugewinnen, wurden
zwei derartige Ofen nebeneinander gebaut und das Brenngut in jeden entgegengesetzt
zu dem anderen hindurchgeführt. Dabei gab dann das ausfahrende Brenngut an das in
einiger Entfernung von ihm in den anderen Ofen hineinfahrende einen Teil seiner
Wärme ab. Ferner sind ' auch Ofen gebaut worden, die einen umkehrenden Brennweg
hatten in der Weise, daß das Brenngut an der Schmalseite einer Brennkammer in diese
hineinwanderte, am anderen I?iide der ILaininer umkehrte und an derselben Schmalseite
wieder aus der Brennkammer austrat. Dieser Ofen hat den sehr bedeutenden Nachteil,
daß das Brenngut in der Brennkammer stets dieselbe Seite den Heizflächen zukehrt,
es wird daher'ungleichmäßig ausgebrannt. Dieser Fehler 'wird durch Ofen finit umkehrendem
Brennweg und zwei gesonderten Brennräumen beseitigt, und es haben sich solche Ofen
in großen Betrieben sehr gut bewährt. Für kleinere und mittlere Betriebe hat bisher
aber ein billigerer Ofen gefehlt.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen solchen Ofen zu
schaffen, möglichst gleichmäßig gut gebrannte Ware zu erhalten, teure, hochfeuerfeste
Baustoffe zu sparen, den Brennstoff auch bei kleineren Ofeneinheiten möglichst gut
auszunützen, möglichst große Dauerhaftigkeit des Ofens zu erreichen und das Schrumpfen
der sog. feuerfesten Baustoffe, das mit der Zeit in der Hitze erfolgt und die sich
daraus ergebenden Übel-. stände, wie Setzen und Durchsetzen einzelner Ofenteile,
zu verhüten. Beiden Außenwänden eines Ofens tritt dieser Übelstand weniger kraß
in die Erscheinung, weil diese Wände nach außen beständig Wärme abgeben und daher
in ihrer Gesamtheit nicht so sehr der Vernichtung durch die Hitze ausgesetzt sind
und ein Senken derselben weniger auffällt, weil sich die Außenwände, bis auf geringe
Unterschiede, nach einer gewissen Zeit annähernd gleich stark gesenkt haben, aber
Innenwände, die von beiden Seiten vorn Feuer umspült werden, schrumpfen sehr viel
schneller ,als die Außenwände, und die sieh auf jenen stützenden Teile senken sich
verhältnismäßig stark. Dieses bei Brennöfen mit umkehrendem Brennweg zu verhüten,
die zerstörende Wirkung der Ofenhitze unschäd-.
lich zu machen,
den Brennraum des -Ofens ' möglichst dauerhaft zu gestalten und-: besonders den
mittleren Teil der Brennraumdecke sicher abzustützen, ohne die nutzbringend Wirkung
der Ofenhitze in der Ofenmitte zü-, verringern oder auf sie zu verzichten, wodurch
ein ungleichmäßiges Ausbrennen det -Ware erfolgen würde, war das Erstrebte, was
erfindungsgemäß dadurch erreicht wurde, daß die durch den U-förmigen Schlitz aus
der Decke der Brennkammer herausgeschnittene Zunge durch Pfeiler gestützt wird,
die, von Luft der-Brennkammer bespült, auf genügend niedriger Temperatur gehalten
werden, während die den Flammengasen ausgesetzten Heizkörper zwischen den tragenden
Pfeilern angeordnet sind, wobei als Heizkörper stehende Rohre, insbesondere U-förmige,
dienen können, in denen Flammengase strömen, wobei diese Heizkörper oder auch seitliche
Reizflächen aus Quarzglasteilen zusaniinengesetzt sein können, oder anstatt der
Heizkörper Platten dienen, die zwischen den Pfeilern angeordnet sind und durch Flammengase
erwärmt werden, während das Innere der Pfeiler durch Luft des Brennraumes bespült
wird.
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In Abb. i bis :l sind einige Beispiele zur 1? rläuteritng von Ausführungsmöglichkeiten
dargestellt.
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Abb. i zeigt- den Grundriß der Brennkammer eines Ofens mit dem U-förmigen
Weg des Brenngutes io (durch punktierte Linie angegeben) und 'die Pfeiler i, 2,
3 und die Heizkörper 4, 5, 6 und 7 in der Mitte des Raumes. Die Pfeiler werden ganz
von der Luft des Brennraumes bespült, sie erhalten daher nur eine so mäßige Temperatur,
daß ihr Schamottebaustoff sehr tragfähig und widerstandsfähig bleibt. Die Heizkörper
bestehen beispielsweise aus geraden oder U-förmigen Rohren (in diesem Beispiel von
rundem Querschnitt), die zwischen den Pfeilern aufgestellt sind. Durch die Rohre
ziehen die heißen Flammengase. 4, 5 und 7 zeigt je einen U-förmigen Heizkörper geschnitten,
6 zeigt einen solchen in der Draufsicht. Abb. 2 zeigt einen U-förmigen Heizkörper
im Längsschnitt. Diese Heizung in der Mitte des Brennraumes ist besonders vorteilhaft,
weil sie die Wärme kaum an Wände abgibt und für gleichmäßige Erwärmung des Brenngutes
sorgt, das an beiden Seiten dieser Heizkörper vorbeiwandert und nicht wie in dem
vorbenannten Ofen nur einseitig von den Seitenwänden her erwärmt wird.
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Im Gegensatz zu Ofen, die für beide Förderrichtungen des Brenngutes
gesonderte Brennräume haben, können bei Ofen nach der vorliegenden- Erfindung infolge
des geringen .Platzaufwandes für die Heizkörper und Pfeiler die Förderbahnen für
die Einfahrt und für die Ausfahrt des Brenngutes dicht nebeneinanderliegen (der
Abstand D wird ",exing), und @es folgt dadurch ein besserer \-N'ürmeaustausch zwischen
ein- und ausfahrender Ware; auch wird der ganze Ofen schmaler und billiger. Die
Beheizung der Seitenwände' erfolgt in diesem Beispiel ebenfalls durch rohrförmige
Heizkörper. Das hat den Vorteil, daß die Außenwände ebenso wie die Pfeiler in der
Mitte des Brennraumes nicht von der Flamme bespült werden, länger halten und weniger
Wärme nach außen abgeben. Es kann durch Fortfall der seitlichen Beheizung bei l;
und 9 und an der Rückwand der Brennkammer ein Ausgleich der Erwärmung, die Wirkung
der Farben und der Glanz der Ware gefördert .werden; ebenso trägt das langsame Anwärmen
und Abkühlen inm Vorraum zur Verbesserung der Güte gegenüber in einfachen, geraden
Tunnelöfen oder in Muffelöfen gebrannter Ware bei.
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Abb. 3 zeigt einen Ofen mit Muffelplattenbeheizung. io stellt den
U-förmigen Weg des Brenngutes dar. i, 2, 3 und ¢ sind Pfeilar, die zum Träger der
Decke dienen. Sie sind in diesem Beispiel bei i i ' (Abb. 4) zwar vom Feuer bespült,
werden dafür aber bei 12, durch Luft gekühlt, auf einer Temperatur gehalten, die
ihre Dauerhaftigkeit und Tragfähigkeit nicht gefährdet. Die Luftkühlung kann beispielsweise.
so wirken, daß bei- 13
unten dicht über dem Boden des Brennraumes Luft aus
dem Brennraum in den Kühlkanal i2 eintritt, durch den Pfeiler zieht und oben bei
14 wieder austritt. Sie entzieht dem Pfeiler Wärme, kühlt ihn und führt die Wärme
bei 14 (siehe Abb. 4) nutzbringend in den Brennraum. Die Kühlkanäle in den Pfeilern
können beispielsweise auch waagerecht angeordnet werden. Unten geht dann im Betriebe
die Luft von der Seite, an der das Brenngut in den Brennraum hineinführt, hinüber
zu der anderen Seite und oben geht die Luft von der Seite, an der das Brenngut aus
dem Brennraum ausfährt, hinüber zur Einfahrtseite, weil an dieser Seite geringere
Temperatur herrscht und die Luft an der anderen Seite mehr Auftrieb hat.
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Die Lufttemperatur im Brennraum derartiger Ofen sind in der Regel
geringer als die Wandtemperaturen der Heizkörper und Muffelplatten im Brennraum,
noch viel höher sind aber die Wandtemperaturen in den Flammenräumen 17, 18
und ig. Daher kann die heiße Luft des Brennraumes, so widersinnig dies anfangs klingt,
als Kühlluft in den Pfeilern wirken und sie erhält in ihnen den für die Bewegung
nötigen Auftrieb, außerdem führt sie die aufgenommene Wärme dem Brenngut zu.
Bekannt
sind Öfen mit umkehrendem Brennweg, mit einer Kammer, bei denen die Decke aufgehangen
ist. Diese Ofen leiden an ungenügender Festigkeit der Decke, hohen Baukosten für
die Hängedecke und an ungleichem Ausbrennen der Ware.
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Vorgeschlagen sind nach einem noch nicht zum Stande der Technik gehörenden
Verfahren auch solche Öfen,,bei denen in der Mitte des Brennraumes Heizkörper als
Träger ausgebildet sind und dadurch die Deckenaufhängung entlasten sollen. Für diese
Öfen kommt nur ein sehr tragfähiger Muffelplattenbaustoff in Betracht. Bei Erneuerung
der Muffelwände muß die Decke besonders abgestützt werden.
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Bekannt sind ferner Ofen, besonders für sehr große Leistung, mit zwei
gesonderten Brennräumen, und zwar ist für Hin- und Rückgang des Brenngutes je ein
Brennraum -vorgesehen. Bei diesen Öfen trägt die Trennwand zwischen den Brennräumen
und den zu ihnen gehörigen Feuerzügen ebenso wie. die Außenwände die Decke. Diese
öfen sind besonders für sehr große Tagesleistungen geeignet und für kleinere Betriebe
zu teuer. Ein Wärmeübergang von einem Brennraum zurn anderen findet riur bei der
Umkehrstelle im Umkehrrauen statt. Außerdem ist auch ein Ofen bekanntgeworden, der
aus sechsliegenden, über die ganze Kammerlänge sich erstreckenden, zunderfreien
Stahlblechrohren besteht, durch die die Flammengase hindurchgesogen werden. Ein
solcher Ofen hat durch die Verwendung von Stahlrohren nur eine geringe Lebensdauer,
außerdem bietet die senkrechte Anordnung der Heizkörper den Vorteil geringen Widerstandes
für den Durchfluß der Heizgase.
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Neu- ist, die Luft des Brennraumes als ILühlmittel zu benutzen. Neu
ist ein feuerbeheizter Emailleeinbrennofen mit dauerndem Durchgang des Brenngutes,
bei dem die Flammen die Außenwände nicht berühren (Abb. i). Neu ist die Abstützung
der Decke durch gekühlte Pfeiler in Verbindung mit Beheizung des Brenngutes von
der Innenseite des umkehrenden Brennweges. Neu ist in einem Etnailleeinbrennofen
die Verwendung von verhältnismäßig kurzen, U-förmigen, stehenden Rohren als Heizkörper
(Abb.2) und deren Zusammensetzung aus Quarzglasteilen. Die freistehenden Rohre haben
den Vorzug, allerseits Wärme in den Nutzraum ausstrahlen zu können. Selbst bei etwaigem
Vorhandensein von einigen Querfugen ist die Länge der Fugen im Verhältnis zur Heizfläche
gering, verglichen mit Heizflächen aus Muffelplatten. Die Stöße können so eingerichtet
sein, daß sie selbständig durch das Eigengewicht der Rohrteile abgedichtet werden,
auch kann feuerfester,. nachgiebiger Packungsstoff verwendet werden. Dadurch, daß
die Flammengase im aufsteigenden Ast des U-förmigen Heizkörpers heißer sind -als
im abfallenden und dadurch, daß die Rohre im Verhältnis zum Querschnitt eine nur
geringe Länge haben, genügt der übliche Zug, um die Flammengase hindurchzuleiten,
während gu?e Leitfälligkeit des Rohrwerkstoffes, wie Siliciumcarbid, Quarzglas oder
auch feuerfester Stahl, auch bei dem kurzen . Flammenweg, genügende Wärmeabgabe
verbürgt. Durch die geringe Länge der Rohre und dadurch, daß sie stehend angeordnet
sind, setzen oder biegen sie sich nicht durch.
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Quarzglas ist für Rohre und auch für Muffelplatten vorteilhaft und
übertrifft in mancher Hinsicht den feuerfesten Stahl. Es besitzt schon bei einer
Stärke von beispielsweise 2,5 mm hohe Widerstandsfähigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit,
geringe Dehnung durch Wärme, es verzieht sich nicht bei Wärmeschwankungen, hat sehr
hochliegenden Erweichungspunkt und den großen Vorteil, daß es auch Wärme durch Strahlung,
z. B. von der der Muffelplatte gegenüberliegenden, hellglühenden Schamottewand der
Feuerzüge (i7 und i9), durch die Quarzglasmuffelplatte hindurch auf das Brenngut
wirken läßt. Dadurch werden die Schamottewände bzw. die Schamottepfeiler vor Überhitzung
bewahrt und leiten weniger Wärme unnütz nach außen ab.
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Durch Fortfall von Heizkörpern zwischen dem Ein- und Ausgang zunächst
stehenden Pfeilern (Abb. 3) kann Wärme von den ausfahrenden Waren auf die einfahrenden
übergehen. Hierdurch tritt ein Ausgleich in der sonst sehr verschieden erforderlichen
Belieizung dieser Ofenteile ein.