DE6603737U - Vorrichtung zur abkuehlung von brenngut in brennoefen, insbesondere fuer die ton- und ziegelindustrie - Google Patents

Description

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τ a p UL fl 43 ESSEN24-. 5. 1969

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Pelmanstraße 31 · Postschließfach 1533 Telefon 77 2008

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H. Braukmann

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-— _t Vorrichtung zur Abkühlung 4e* Brenngute^ .

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennofen mit einer Einrichtung zur Abkühlung des aus der Brennzone heraustretenden hocherhitzten Brenngutes.

Es ist bekannt, Brenngut nach dem Garbrand in hinteren Bereichen der Abkühlzone direkt mit Frischluftdurchzug herunterzukühlen und die dadurch gewonnene Warmluft as.dej?weitig zu verwenden.

Der in Hachglut unmittelbar hinter der Brennzone stehende Einsatz wird hierbei nicht oder nur in seltenen Fällen berührt.

Um zusätzlich Wärme nutzbar zu machen, sind beispielsweise an Tunnelofen Rohrsysteme unterschiedlicher Bauart bekannt geworden, die in höheren Temperaturbereichen angeordnet und von einem Kühlmittel durchströmt werden.

Bei solchen Einrichtungen ist das Rohrsystem innerhalb des Ofenkanals zwischen den Außenflächen der Gutstapel und den Ofeninnenwänden oder kurz unterhalb der ebenen oder gewölbten Innendecke untergebracht.

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Hierbei ergibt sich, der Nachteil, daß bei den ersteren, falls diesselben in höhere Temperaturbereiche angeordnet sind, die Brennwagen an beiden Seiten mit weniger Brenngut besetzt werden müssen, wodurch der Warenanfall geringer wird.

Durch mögliche seitliche Verschiebungen innerhalb der Gutstapel infolge überhöhter Brenntemperatur, verursacht durch den Ausfall der betreffenden Steuerungsmittel, öder mangelhafter Beschaffenheit des Rohstoffes der Brennware, etc., besteht die Gefahr der Zerstörung des Rohrsystems und damit weiterer Schäden an den Brennwagen und Besatz,

Ähnliches trifft für alle Rohrleitungen zu, die innerhalb des Ofenkanals, insbesondere in hohen Temperaturbereichen, angeordnet sind. Instandsetzungen, sJLsä zwangsläufig nur mit Ofen-Betriebsunterbrechung möglich.

Diese Abkühlvorrichtungen erreichen zwar unter Inkaufnahme der genannten Mängel eine Abkühlung des Brenngutes, sind gedoch wenig geeignet, die in dem Ofenmauerwerk, insbesondere der Ofendecke aufgespeicherte Wärme unmittelbar aufzunehmen. Infolge der hohen Temperaturen des rot- bis weißglühenden Einsatzgutes am Ende bzw. unmittelbar hinter der Feuerzone sowie in den anschliessenden ersten Sühlbereichen dringt stetig und unveränderlich eine beträchtliche Wärmemenge aus dem gebrannten Gut in die Ofenwände und Ofendecke, sowie in die darin angeordneten oder einzubringenden Rund- oder Tierecköffnungen, welche mit dem Ofenkanal, bzw.

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dem gebrannten Gut unmittelbar in Verbindung stehen, ein. Die Speicherwärme strahlt je nach Bauart des Ofens mehr oder weniger ungenutzt nach außen ab. Die Abstrahlung ist besonders groß bei Ofendecken mit Hohlräumen und mangelhafter Wärmeisolierung, sowie an den nicht mit Befeuerungsgeräten besetzten Schutt- oder Brennlöchern.

Demgegenüber macht es sich die Erfindung aur Aufgabe» nicht nur die genannten Nachteile der bekannten Abkühlvorrichtungen zu vermeiden, sondern gleichzeitig auch die im Ofenmauerwerk und Brennwagenbesatz von hocherhitzten Zonen nicht genutzten Wärmemengen zu erfassen und wärmebedürftigen Stellen des Brennofens oder anderen Verwendungsstellen wie Trockenanlagen, Werkshallen, Arbeitsräumen u. dgl, zuzuführen.

Dies geschieht in der Weise, daß erfindungsgemäß das Kühlsystem aus einer Vielzahl von Doppelrohren (Lufterhitzer) besteht, die wahlweise und in regelbarer Tauchtiefe in lotrechte, in den Ofenkanal mündende Öffnungen der Ofendecke oder in waagerechte öffnungen der Ofenwände einsetzbar sind, und durch die ein Kühlmittel, insbesondere Frischluft mittels eines Ventilators und eines Rohrverteilersystems unter Druck oder ansaugbar und an den erhitzten Wandungen der Lufterhitzer aufgeizbar ist und die erhitzte Luft mittels eines zweiten Rohrverteilersystems Wärmebedarfsstellen des Ofens, insbesondere den der Brennzone vorgeordneten Vorwärmekammern und/oder Vorwärmezonen zugeführbar ist, um den Wärmewirtschaftsgrad des Ofens zu verbessern und über die unmittelbare Abkühlung im

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sowie durch Ausnutzung von Strahlungswärme im gebrannten Gut eine beschleunigte und schonende Abkühlung desselben herbeizuführen.

Die beiden Rohrschenkel des Lufterhitzers sind in geeignetem Abstand voneinander und parallel zueinander angeordnet, daß sie in vorhandene Schutt- und Brennlöcher der Ofendecke und/oder andere öffnungen sowie der Ofenwände einführbar sind, wobei ihre Tauchtiefe nicht bis zum Ofenkanal reicht und der obere Teil der öffnungen gegen das Austreten erhitzter Gase durch eine wärmeisolierte Verschlußkappe abgedichtet ist. Die beiden Rohrschenkel der Lufterhitzer haben quadratischen oder rechteekföraigen Querschnitt und sind am Einsteckende durch einen Rohrbogen gleichen Querschnittes miteinander verbunden. Die erfindungsgemäß in Öffnungen von Ofendecken und/oder Wänden angeordneten Lufterhitzer werden in einer durch YojFvex^süeiie sü. ermittelpden wärmewirksamen Tauchtiefe eingesetzt, ohne in den Ofenkanal hineinzuragen.

In der Ton- und Ziegelindustrie sind Öfen mit wandernder Brennzone wie Kammer-, Ring-, Zickzack- sowie Tunnelofen anzutreffen. Bei letzteren steht die Feuerzone gegenüber dem Ofen fest und das Brenngut wird durch sie in einem Längstunnel auf Brennwagen hindurchgeführt. Der Feuerzone ist bei allen Brennofen im Sinne ihrer relativen Bewegung zum Einsatzgut, eine Aufheizzonesund dieser eine Vorwärmzone vorgeordnet. Um erforderlichenfalls eine ülachtrocknung des Einsatzgutes herbeizuführen, ist ; es bekannt, der Vorwärmzone, in einem vorderen Bereich Warmluft

aus hinteren Eühlsonen zuzuführen. Dies geschieht sit Hilfe eines Abzugsventilators. Dabei wird jedoch der Einsatz nur teilweise und nur in Zugrichtung im Sinne des Gesetzes des geringsten Widerstandes erfaßt. Dieses Nachtrocknungsverfahren ist eine Notmaßnahme und kann nicht in allen Pollen und nicht im Sinne der Erfindung Anwendung finden.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, und zwar unter Anwendung van ¹^Is Lufterhitzer ausgebildeten Kühlsystemen.

In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Grundriß eines Tunnelofenteiles hinter der Feuerzone mit Ofendeckenöffnungen bzw. Schüttoder Brennlöchern,

Fig» 2 einen dazugehörigen Aufriß, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt in Querrichtung des Ofens,

Fig. 4 einen Grundriß einer Anordnung eines Rohrsystems, wobei die Frischluft direkt in einen Rohrschenkel der Lufterhitzer angesaugt und als erhitzte Luft dem Ventilator zur Weiterleitung zugeführt wird,

Fig. 5 einen dazugehörigen senkrechten Schnitt nach der Linie V -V der Fig. 4,

Fig. 6 einen Grundriß einer Vorwärmkammer mit eingefahrenes Ofenwagen und einem RGhrleit\in.gsysteiii fur die Zuführung der erwärmten Frischluft,

Fig. 7 einen dazugehörigen Aufriß, Fig. 8 einen Vertikalschnitt eines in eine Deckenöffnung

eingesetzten Lufterhitßiß Λ O ¹J O ¹^

Fig. 9 einen um 90° gedrehten Schnitt des Lufterhitzers

nach der Linie IX-IX der Pig. 8, Fig. 10 feinen waagerechten Schnitt nach der Linie X-X

der Fig. 8.

Die Lufterhitzer 1 (Fig. 8»9*10J[_ bestehen aus zwei Eohrschenkeln 2,3, die parallel zueinander angeordnet sind und den dazugehörenden U-förmigen Rohrbogen 4, sowie den in Abständen übereinander angebrachten Distanzstücken 5j die beide/i Rohrschenkel in einen, den Erfordernissen entsprechenden Abstand voneinander halten. Der Querschnitt der Lufterhitzer 1 ist den lichten Weiten der öffnungen in Ofendecken und/oder Wänden anpaßbar, um an den Hohrwandungen der Lufterhitzer allseitig einen optimalen Wärmeübergang herbeizuführen, ist der Querschnitt der Rohrschenkel 2,3 quadratisch oder rechteckförmig. Bei geringen lichten Weiten der Decken- bzw. Wandöffnungen, beispielsweise an (freien) Schüttoder Brennlöchern, sind die Rohrschenkel 2,3 mit einem kleinen Zwischenraum zueinander angeordnet, wobei der Rohrbogen 4 einen Innenradius aufweist, der auf den Querschnitt der Distanzstücke 5 abgestimmt ist.

An den außerhalb der öffnungen an Ofendecken und/ oder bänden überstehenden Enden der Lufterhitzer 1 gehen die Vierkant-Rohr= schenkel 2,3 in Rundrohre F. (Fig. 8,9) über, in welche je ein Aufsteckrohr 7 befestigt ist. Diese dienen zum Einsetzen und Abnehmen der axial schwenkbaren Knierohre 8,8'.

Das Knierohr 8 ist mit dem von einem Ventilator kommenden Druckrohr 9 (Fig. 1,3) für die Zuführung der Frischluft verbunden,

während das Knierohr 8¹ mit einem Heißlufthauptrohr 10 (Fig. 1,2,3) verbunden ist, welches zu der Wärmebedarfsstelle bzw. einer Vorwärmzone an Brennöfen, insbesondere einer Vorwärmkammer an Tunnelöfen führt.

Die Lufterhitzer 1 werden mit ihren unteren Enden (Rohrbogen 4) in je eine von der Ofendecke 12,12' (Fig. 1,2,3) bis zum Ofenkanal 13' (Fig. 3) reichende und/oder durch die Ofenwände 13 gehende Öffnung gesteckt, wozu auch freie Brenn- oder Schüttlöcher dienen können. Die Öffnungen 11 sind in der Regel mit Schamottrohren 14 (Fig. 8,9) od. dgl. ausgekleidet, an deren oberen Enden je eine Verschlußkappe für den luftdichten Abschluß der Öffnungen befestigt ist.

Die Verschlußkappe (Fig. 8,9) bestehen aus einem Unterteil 15, der in seinem oberen Teil eine zylindrische Wandung 16 bildet, die durch die Ofenabdeckung 12' hindurchgeht. Auf dem oberen, zugeschärften Rand 17 der zylindrischen Wandung 16 sitzt der Verschlußkappenoberteil 18 mit einer Kreisringfläche 19 dichtend auf. Durch den, den Oberteil 18 abschließenden Deckel 20 gehen die Rohrschenkel 2 und 3 des Lufterhitzers 1 durch eine passende rechteckförmige Öffnung 21 hindurch.

In dem Oberteil 18 ist ein Zwischenboden 22 vorgesehen, der ebenfalls einen rechteckförmigen Ausschnitt 23 aufweist, welcher dem Ausschnitt 21 des Deckels 20 entspricht. Dank der Führung der beiden Rohrschenkel 2 und 3 in den Ausschnitt 21, 23,

vergl. Pig. 8,9,10, werden die Lufterhitzer in ihrer senkrechten Stellung ausgerichtet und gegen Pendeln gesichert.

Sie zylindrische Wandung des Oberteils 18 bildet mit dem Lufterhitzer 1 einen leeren Zwischenraum 18', der mit Wärmeisoliermitteln ausgefüllt wird. Die Lufterhitzer sind so angeordnet, daß sie tief genug in die Öffnungen eintauchen, um die Speicherwärme des Mauerwerkes und die Konvektionswärme der heißen Gase ausreichend aufnehmen zu können, jedoch nicht so tief, daß sie in den glühenden Ofenkanal 13' (Pig, 3) hineinragen und einem vorzeitigen Yerschleiß ausgesetzt sind.

Um die Lufterhitzer 1 in die richtige Tauchtiefe einstellen zu können, ist durch eines der Distanzstücke 5 ein Querbolzen 24 eingesteckt, welcher sich mit seinen Enden (vergl. Fig. 9, 10) auf dem Deckel 20 abstützt. Yor dem Druckrohr 9 (Pig. 1,2) ist ein Ventilator 25 angeordnet, welcher auf der einen Seite über ein Ansaugrohr 26 mit/oder ohne Saugteilrohren 27, mit an deren Enden angebrachte Saugöffnungen 28, Fig. 1 Frischluft ansaugt. In dem Ansaugrohr 26 ist ein Filter 29, der das Einziehen von Staub und Fremdkörpern in das Leitungssystem verhindert, vorgesehen.

Von dem oberhalb der Ofendecke 12' angeordneten Druckrohr 9 (Fijig. 1,2,3) gehen Frischlvftzweigrohre $ö (7 erteil err öhre) aus, welche im Grundriß der Fig. 1 zwischen je zwei benachbarten Querreihen von Öffnungen 11 erscheinen, und durch die Anschlußrohre 31 (vergl. 3) an die oberen Enden der fiohrschenkel 3

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der in den Öffnungen 11 eingesetzten Lufterhitzer 1 angeschlossen sind, so daß die von dem Ventilator 25 in die Rohrschenkel 3 einzublasende Frischluft auch durch den Rohrschenkel 2 geführt wird und sich die Wärme der stark erhitzten Wandungen der Rohrschenkel 2 und 3 auf die hindurchgehende !Frischluft über-trägt. Die heiße Luft gelangt aus;; den oberen Enden der Rohrschenkel 2 der Lufterhitzer über Heißluft ans chlußr öhre 32, vergl«, Fig. in Heißluftabzweigrohre 33 (Sammelrohre) und davon über ein Verbindungsrohr 33' in das Heißlufthauptrohr 10 (Eig. 1,2,3). Die Heißluftsammeirohre 33 können wie Pig. 2 und 3 zeigen, oberhalb der Frischluftverteilerrohre 5 0 angeordnet sein. Letztere werden in der Fig. 1 durch die Heißluftsammelrohre 33)33' bzw. Anschlußleitungen 32 verdeckt und sind daher teilweise abgebrochen dargestellt.

Das Heißlufthauptrohr 10 teilt sich in der Nähe der Yorwärmkammer-3^ ("g· 6,7,2) in die beiden, durch das Rohr 35' verbundenen Heißluftleitungen 35, die längs und/oder außerhalb der beiden Wände 37 der Yorwärmkammer und oberhalb der Decke 12' des Ofens verlaufen. Von diesem zwingen in zweckentsprechenden Abständen Einblasrohre 36 ab, welc-he durch die Seitenwände der Vorwärmkammer geführt und in die zwischen den Brenngutstapeln 38 angeordneten Befeuerungsräume 39 sowie auf Setzschlitze ²I-O innerhalb der einzelnen Gutstapel sowie auf den Wagenaufsatz 41 (vergl. Fig. 3) gerichtet sind.

Da die Einblasrohre 36 von beiden Seiten der Vorwärmkammer wirken, prallen die eingellasenen Heißluftmengen etwa in der

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Mitte der Vorwärmkammer aufeinander, so daß sich die Warmluft gleichmäßig über den ganzen Innenraum der Kammer und auf die Gutstapel verteilt, wobei eine gleichmäßige Vorwärmung bzw. Trocknung des Einsatzgutes sowie des Brennwagenaufsatzes herbeigeführt wird. Die Abluft wird in einen Abzug abgeleitet oder ggfls. zur nochmaligen Verwendung einer anderen Stelle zugeführt.

An Tunnelöfen befindet sich häufig zwischen dem Einfahrtor 42 (Fig. 6,7) und einem Schieber 43 eine Einfahrschleuse 44. Dieser nachgeordnet ist die Vorwärmkammer 34-, welche mehrere Ofenwagen 46 (Pig. 7)? vergl. auch Fig. 3 aufnimmt und vor der Aufheizzone durch einen Schieber 45 abgeschlossen ist.

Derart abgeteilte Vorwärmkammern dienen dem Zweck, die Brennwagen mit Einsatzgut durch Warmluft vorzuwärmen, und eine Nachtrocknung des Einsatzgutes zu erreichen. Dieses Verfahren ist besonders dann notwendig, wenn die Ofenwagen in Werkshallen abgestellt, stark abgekühlt und mit Feuchtigkeit angereichert sind. Wenn die Verteilung der Heißluft in der Vorwärmkammer nicht ausreichend gleichmäßig erfolgt, kann die Warmluft, wie bekannt, durch einen Yentilator umgewälzt und in den Abzug abgeführt werden.

Das beschriebene, für Tunnelofen bestimmte Ausführungsbeispiel ist bei der Anwendung auf Öfen mit wandernder Brennzone in verschiedenen Teileinrichtungen sinngemäß abzuwandeln.

Der Ventilator ist hierbei auf einem Fahrgestell untergebracht. Die Rohrleitungen bestehen aus, mit Kupplungen versehenden Teil-

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Rohrstücken und werden einschl. des Ventilators im Rhythmus des fortschreitenden Feuers vorgefahren bzw. verlegt. Gleichzeitig werden die Lufterhitzer aus der hinteren Brennlochreihe in jeweils die vom Brennfeuer freigewordene Brennlochreihe eingesetzt und an das Leitungssystem angeschlossen. Die erhitzte Luft wird in Eihblasrohre geleitet, die in Schutt- oder Brennlöcher einer vorderen, im Einsatzbereich befindlichen, mit Formungen besetzten und mit Papierschiebern abgeteilten Ofenkammer geleitet. Die Abluft gelangt über ein Rauchgasventil in den Schornstein. Alle zu dieser Einrichtung gehörenden Teile mit Ausnahme der Lufterhitzer und Einblaserohre sind oberhalb der Ofendecke untergebracht. Vorhandene Leitungen können benutzt werden.

Alle Teile der beiden Rohrsysteme befinden sich außerhalb des Ofens, so daß sie ohne Beeinträchtigung durch die Ofenhitze in der beschriebenen Weise versetzt oder ausgewechselt werden können und irgendwelchen korrodierenden Einflüssen durch die heißen Ofengase nicht ausgesetzt sind. Sämtliche Heißluft führenden Teile des Rohr systems sind wärmeisoliert.

Statt der beschriebenen Einleitung der Frischluft in die Lufterhitzer unter Druck, kann diese auch unmittelbar vom Ventilator durch die eingesetzten Lufterhitzer hiiidurchgesau^t werden.

Zu diesem Zweck ist das Eeißluftsammelrohr 33 (Fig. 4-,5) an das Ansaugrohr 26 des Ventilators 25 anzuschließen, und durch Anschlußrohre 32 mit den oberen Enden der Rohrschenkel 2 der Lufterhitzer zu verbinden.

Bei Ingangsetzung des Ventilators wird auf die Rohre 26,53, 52. eine Saugwirkung im Sinne der eingezeichneten Pfeile ausgelöst, so daß durch die offengelassenen Enden der Rohrschenkel 3 der Lufterhitzer Frischluft durch alle eingesetzten Lufterhitzer hindurchgesaugt wird und erhitzt durch den Ventilator hindurchgeht und in die auf der anderen Seite des Ventilators angeschlossener Heißluftleitung 10 unter Druck eintritt und nach der Yorwärmkanner weitergeleitet wird.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des !Tunnelofens, "bei dem auf der linken Seite eine ebene Ofeninnendecke 12 und auf der rechten Seite eine gewölbte Ofeninnendecke 12 benutzt ist.

In dieser Figur ist eine ^uerreihe von öffnungen 11 dargestellt, in welche Lufterhitzer 1 eingesetzt sind. Von dem Druckrohr 9 steigt das Frischl«ftTerteilsrrohr 30 ab W?on diesem die Anschlußrohre 51> die zu den Knierohren 8 (Vergl. Fig. 8) führen, die mit den Rohrschenkeln 5 Verbindung haben in die Frischluft unter Druck eingeblasen wird.. Die erhitzte Luft wird aus den Rohrschenkeln 2 über die Knierohre 8^l (Vergl. Fig. 8) in die Anschlußrohre 32 zu dem Heißluftsammelrohr 55 »33* rad von diesem in die Heißlufthauptleitung 10 geleitet, die zu den Verwendungs-

! stellen führt.

Auf die Darstellung von in Ofenwänden angeordnete Lufterhitzer kann verzichtet werden.

Die Anordnung des Ventilators sowie des gesamten Rohrleitungssystems, richtet sich nach den örtlichen Verhältnissen·

Claims (6)

Schutzansprüche ι

1.) Vorrichtung zur Abkühlung von Brenngut in Brennofen, insbesondere für die Ion- und Ziegelindustrie, unter Verwendung von Bohren, welche an eine gemeinsame Zu- und Ableitung für ein Kühlmittel angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre als etwa TJ-förmig gestaltete Doppelrohre (1) ausgebildet sind, die einzeln wahlweise und in regelbarer Tauchtiefe in lotrechte, in den Ofenkanal (13') mündende öffnungen (11) der Ofendecke (12, 12') oder in waagerecht t öffnungen der Öfenwände (13) einsetzbar sind_o

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- (9) und Ableitung (10) aus Rohrteilstücken und Kupplungen zusammensetzbar sind«

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (2,3) der Doppelrohre (1) quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen und an ihren Einsteckenden durch einen Rohrbogen (4) gleichen querschnitts mit einander verbunden sind.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

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daß der quadratische oder recht-ec^·»ge Qwergq^ritt der Bohrschenkel (2,5) der Doppelrohre (1) oberhalb der Ofendecke (12^l) in eine Sandform (6) mit ^e einem befestigten Steckrohr (?) übergeht.

5·) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die ßohrscherkel (2,3) der Doppelrohre (1) durch übereinander angeordnete Distanzstücke (5) in Form von zwischen den Rohrschenkeln (2,3) befestigten Rohrstücke in Abstand zueinan-

der gehalten und in ihrer Hohe einstellbar sind.

6.) Torrichtung nach Anspruch 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuleitungen zu den Doppelrohren (1) sowie am Ventilator (25) Mittel zur selbsttätigen Regelung der Frisch- bzw. Heißluftgeschwindigkeit des Luftdruckes mit oder ohne Impulsgeber in Abhängigkeit von Meßwerten vorgesehen sind, die sich aus der in den \ecschiedenen !Temperaturlagen des Ofens für die Vermeidung von Brennmängeln am Brenngut erforderlichen Abkühlgepchwindigkeit des Brenngutes ergeben.

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