-
Schachtofen zum Brennen von Ton Die Erfindung bezieht sich auf Schachtöfen
zum Brennen von Ton in,stückiger Form. Sie bezweckt, das Brenngut benm Absinken
ständig umzuwälzen und so eine gleichmäßig starke Wärmeeinwirkung des im Schacht
aufsteigenden Heizmittels auf alle Stücke des Brenngutes zu erreichen.
-
Es sind Schachtöfen bekannt, bei denen der Schacht durch einen zwischen
zwei zylindrischen Mänteln liegenden Raum gebildet wird, in dem ein feinkörniges
Gut über an den inneren und äußeren Mantel angebrachten schrägen Flächen abwärts
rieselt. Ferner sind Schachtöfen mit rechteckigem, sich von oben nach unten erweiterndem
Querschnitt bekannt, bei denen an den Längsseiten in Längsschlitzen die Brenngase
eingeführt wenden und diese Schlitze durch von oben her abgeschrägte Vorsprünge
überdeckt sind. Bei diesen Schachtofenausführungen sind aber die Vorsprünge und
die schrägen Glekflächen so angeordnet, daß an den äußersten Enden der Vorsprünge
immer senkrechte Wandflächen liegen, an denen das Gut abrutschen muß. Diese Gleitflächenanordnungbewirkt
aber ein ungleiches Rutschen des Gutes im Querschnitt, so daß die Gutstücke teils
schnell durch den Schacht gehen, teils aiber eine längere Durchgangszeit aufweisen.
Der zeitlich ungleiche Aufenthalt bewirkt aber einen verschiedenen Brand der Gutstücke,
was besonders bei Ton von größtem Nachteil ist, dessen Stücke einer gleich hohen
und gleich langen Wärmeeinwirkung ibedürfen, um in der ganzen Masse vollkommen gleichgebranntes
Gut zu haben. Ein Ofen, der für alle Tonstücke nicht einen vollständig
gleichmäßigen
Brand erzielen läßt, ist für das Brennen von Ton unbrauchbar.
-
Die Erfindung bezieht sich auf Schachtöfen zum Brennen von Ton in
stückiger Form. Sie bezweckt, das Brenngut beim Absinken gleichmäßig umzuwälzen,
in gleichen Zeitspannen durchzusetzen und so .eine gleichmäßig starke und gleich
lange Wärmeeinwirkung des im Schacht aufsteigenden Heizmittels auf alle Stücke des
Brenngutes zu erreichen.
-
Nach der Erfindung besitzt der Schachto-fen einen im Querschnitt sich
nach unten erweiternden viereckigen Brennschacht, bei dem an zwei gegenüberliegenden
Wandflächen, in der Höhenrichtung gegeneinander versetzt, zur Schachtmitte vorspringende
und abwärts gerichtete stufenartige Gleitflächen für das Brenngut angeordnet sind.
Die Gleitflächen haben dabei an beiden. Wandseiten die gleiche Neigung, und es folgt
in der Wandhöhe eine der so gebildeten Stufen der anderen, ohne daß senkrechte Wandteile
zwischenliegen.. Bei dieser Ofenausbildung wird die aus einzelnen Stücken aufgebaute
Säule des Brenngutes während ihrer Wanderung durch den. Brennschacht infoo-lge der
stufenweisen, von Wandseite zu Wandseite wechselnden Erweiterung des Brennschachtes
wechselweise von beiden Wandseiten aus gleichmäßig aufgelockert und eine ständige,
aber gleichmäßige Umlagerung mit zeitlich gleicher Durchgangszeit der Brenngutstücke
in der Säule während deren Absinkens erreicht. Dadurch wird der Weg der aufwärts
strömenden Heizgase nicht durch einseitig erfolgte Dichtlagerung des Brenngutes
gehemmt, und die Heizgase umspülen alle Stücke der absinkenden Brenngutsäule. Der
Brand des Gutes wird somit .gleichmäßig. Ein gleichmäßiger Brand ist für jedes stückige
Gut, insbesondere aber für Ton, von größter Bedeutung für die Weiterverarbeitung.
-
In Weiterausbildung dieser Bauweise werden. die auf einer Wandseite
übereinanderliegenden Stufen, die durch mit zur Schachtmitte sich neigenden Anlagerflächen
versehenen aus der Schachtwand ragenden Vorsprünge gebildet werden, über ihre ganze
Länge mit von Stufe zu Stufe führenden Umleitkanälen für die Heizgase versehen.
Diese Kanäle beginnen jeweils unterhalb eines Stufenvorsprunges, zweckmäßig im inneren
Stufenwinkel, und münden im nächsthöheren Stufenwinkel unterhalb des dortigen Stufenvorsprunges
aus. Die Umleitkanäle verbinden übereinanderliegende Schachtquerschnitte miteinander.
Sie sind zweckmäßig als Einzelkanäle ,ausgebildet, die über die ganze Länge der
Stufen verteilt angeordnet sind. Die Lage der Ein- und Au:smündungen dieser Kanäle
jeweils in dem nicht vom Brenngut ausgefüllten Stufenwinkel, welch freier Raum sich
.durch die Böschungslagerung des Brenngutes und der horizontalen Abschrägung des
Stufenunterteiles beim Stufenwinkel ergibt, ermöglicht ein unbehindertes Ein- und
Ausströmen der Heizgase in bzw. aus den Umlestkanälen. Diese bringen Heizgase aus
einer Schicht des Brenngutes unter Ausschaltung der mitten im Schacht gelegenen
Durchgangsschicht in eine höher gelegene Brenngutschicht, die wahlweise eine oder
mehrere Stufen höher liegen kann.. Dadurch ist eine Regelung der Heizgasführung
auch in der Höhenrichtung des Schachtofens :möglich. In den Umdeitkanälen eingebaute,
von der Ofenaußenseite zu betätigende Schieber lassen die .ein- oder mehrstufige
Überführung der Heizgase bewirken und regeln. Durch die Um'leitkanäle kann aber
auch aus denn Brenngut, insbesondere aus den oberen Schichten, entweichender Wasserdampf
in den oberen freien Raum des Brennschachtes abgeleitet werden.
-
Bei Behaizung des Schachtofens. mit Heizgas oder 01 werden die Brenner
so angeordnet, daß der Brennerraum unterhalb der Schräge einer Stufe, also im Stufenwinkel,
liegt. Mindestens sind zwei solche Brenner erforderlich, die, in der Höhe versetzt,
einander gegenüberliegen. Es können je nach Erfordernis mehrere Brenner angeordnet
bzw. solche betrieben werden.
-
Die Gleitflächen deT Stufen an den Wänden des Brennschachtes sind
steil nach abwärts gerichtet. Die günstigste Neigung wird dann erreicht, wenn der
von der Gleitfläche und einer Horizontallinie gebildete Winkel größer ist als der
Böschungswinkel des Brenngutes. Die an die schräge Gleitfläche unten. anschließende
Abgrenzungsfläche der Stufen wird zweckmäßig senkrecht zur Gleitfläche gestellt.
Die gegenüber der Gleitfläche in umgekehrter Richtung liegende Neigung wird gegenüber
einer _ Horizontalen etwas flacher gewählt, als der Böschungswinkel des Gutes ergibt.
Keinesfalls darf diese Neigung stärker als .die des Böschungswinkels sein. Da die
Gleitfläche sich rechtwinklig anschließt, so ist damit die Neigung dieser Fläche
bestimmt. Hierdurch werden Hemmungen in der Gleitbewegung des Brenngutes vermieden.
Das Gut kann sich ausbreiten, dadurch lockern, so daß keine Brückenbildungen entstehen
können. Die untere Stufenfläche wird zum äußeren Stufenwinkel zu zweckmäßig etwa
zur Hälfte horizontal abgeschrägt, wodurch ein vom Brenngut freier Stufenwinkel
entsteht, in dem sich die Beheizungsgase sammeln können. Dort liegen auch die Ein-
und Austritte der Umleitkanäle.
-
Der Abstand der Stufen einer Wandseite übereinander, d. h. die Stufenhöhe,
wird entsprechend der Stückgröße des Brenngutes .gewählt. Größere Stücke erfordern
eine größere Stufenhöhe. Die Stufenvorsprünge ragen nur soweit in den Schacht hinein,
daß die in der Schachtmitte stehende. Brenngutsäule .immer als von oben nach unten
ununterbrochen durchgehende senkrechte Säule erhalten bleibt und deren Breite zwischen
den Stufenspitzen ein Vielfaches eines Stufenvorsprunges beträgt. Zweckmäßig wird
der Stufenvorsprung die Hälfte des Abstandes der Säule zwischen den Stufenspitzern
nicht überschreiten.
-
Die Zeitdauer des Brennvorganges wird durch die Entnahmedes fertiggebrannten
Brenngutes aus dem unteren, Schachtteil geregelt. Je nach Erfordernis kann man.
das Brenngut längere oder kürzere Zeit im Schacht belassen, den Durchgang schneller
oder langsamer halten und so die einzelnen Brenngutstücke
längere
oder kürzere Zeit den Einwirkungen der Heizgase aussetzen, deren Temperaturhöhe
und Menge entsprechend dem gewünschten. Brand des Gutes eingestellt wird. Die Anordnung
der Abzüge des Brenngutes auf den Seiten des Schachtes, welche die stufenförmigen
Vorsprünge mit den Anlagerflächen tragen, unterstützt den. durch das treppenartige
Niedergehen des Brenngutes bedingten Vorgang der Auflockerung und Umschichtung des
Brenngutes.
-
Der Schachtofen nach der Erfindung eignet sich besonders für das Brennen
von Tonen aller Art in beliebiger Brandhöhe vom Trocknen bis zum Sinterbrand. Bei
entsprechender mittlerer Bemessung der Stufenausbildung kann Ton in beliebiger Stückgröße
gebrannt werden. Der Ofen läßt sich aber auch zum Brennen oder Glühen anderer mineralischer
Stoffe, wie z. B. Kalk, Feldspat, Quarz, Magnesit, verwenden, und man kann auch
mit Schichtungen fester Brennstoffe im Schacht statt der Gas- oder Ölfeuerung :arbeiten.
Bei allen Brenngütern st.ückiger Natur bewirkt die Erfindung einen gleichmäßigen
Brand aller Stücke durch die ständige Auflockerung der Brenngutsäule und der erfolgenden
Umlagerung der einzelnen Stücke während des Absinkens im Schacht. Infolge der ständigen,
stufenweisen Erweiterung des Durchgangsqwerschnittes treten auch .bei einer Ausdehnung
der Brenngutstücke währenddes Brandes keine Durchgangshemmungen ein, da die Vergrößerung
des Schüttvolumens durch den vergrößerten Durchgangsquerschnitt ausgeglichen wird.
-
Die Zeichnung veranschaulicht eine2vusführungsform des in einem senkrechten
Querschnitt dargestellten Schachtofens nach der Erfindung.
-
Auf dem Sockel i ruht das Schachtmauerwerk 2, das einen im Querschnitt
zweckmäßig rechteckigen Schacht 3 umschließt. Die gegenüberliegenden Längswände
4 und 5 des Schachtmauerwerkes 2 tragen stufenförmige Vorsprünge 6, 7, während die
kürzeren Querwände 8, 9 glatt von unten nach oben zueinander parallellaufend aufgebaut
sind. Die im Schacht 3 vorspringenden Stufen haben von Wand zu Wand im oberen Schachtteil
einen geringeren Abstand als im unteren Schachtteil. Die Erweiterung dieses Abstandes
erfolgt stetig stufenweise. Sie ist nach dem Ausführungsbeispiel dadurch erreicht
worden, daß die Schachtwände, welche die Vorsprünge tragen, in dem Maße konisch
nach unten auseinandergehen, als der erwünschte Abstand der Stufenspitzen voneinander
bei gleich weitem Hineinragen der Stufen in den Schacht es erfordert. Man kann aber
auch die beiden Wände parallel zueinander stellen und die Stufen .stetig nach unten
zu weniger weit in den Schacht hineinragen lassen. Die Stufenvorsprünge von den
Wänden aus werden in diesem Fall stetig nach unten zu kleiner.
-
Im unteren .Schachtteil sind Gasbrenner io, ii, 12, 13 angeordnet,
deren Brennräume 15, 16, 17, 18 unterhalb der jeweiligen Stufenspitzen 19, 20, 21,
22 liegen. Von dem inneren Stufenwinkel 23, 24 ausgehend, führen Umleitkanäle 25,
26 zum nächsthöher gelegenen. Stufenwinkel. Die Umleitkanäle sind mittels von außen
durch die Schachtwand hindurch zu betätigende Schieber 27, 28 abstell- und regulierbar.
Im oberen. Schachtteil treten die Umleitkanäle 25a, 26a in den Schachtraum 3 aus.
Die Unterflächen 29, 30 der Stufenvorsprünge stehen grundsätzlich senkrecht zu den
Gleitflächen 3 i, 32 der Stufen 6, 7. Der rückwärtige Teil der Flächen 29,
30 ist horizontal abgeschrägt. Um die Stufenwinkel 23, 24 wird dadurch ein.
freier Raum .gebildet, in dem die Heizgase ein- und austreten. Der senkrecht zu
den Gleitflächen 31, 32 stehende Teil der Unterflächen 29, 30 ist so geneigt,
daß zwischen dieser Teilfläche und der Böschungsoberfläche 33 des Brenngutes möglichst
ein kleiner freier Raum 34 verbleibt. 35 sind verschließbare Stocheröffnungen, 36
Schauöffnungen in den Schachtwänden 8, 9.
-
Das Brenngut gelangt in einen Kübel mittels eines Aufzuges od. dgl.
zur Schachtöffnung 37, wo es in den Schacht 3 geschüttet wird. Entsprechend der
Entnahme des behandelten Gutes aus dem unteren Schachtteil durch die Austragsöffnungen38,
39 rückt das Brenngut im Schacht 3 abwärts. Auf diesem Wege treten die Heizgase
dem Brenngut entgegen, die nach Durchzug durch den Schacht durch die Abzugsöffnung
4o abgeführt werden.